熊小剛

摘 要：在設(shè)計通風(fēng)系統(tǒng)時，為使擬定的礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理，必須對礦山作實地考查和對原始條件作細(xì)致分析。然后從礦山的具體情況出發(fā)，充分考慮礦床的自然條件、開拓、開采等特點，通過調(diào)查研究和綜合分析，提出幾個技術(shù)上可行的方案，最后根據(jù)安全、可靠和經(jīng)濟(jì)的原則，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性比較，最終優(yōu)選出合理的通風(fēng)系統(tǒng)構(gòu)建方案。

關(guān)鍵詞：礦井;通風(fēng);設(shè)計

一、通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計方法

由于礦井生產(chǎn)的特點是工作面不斷變化，在不同的生產(chǎn)階段，隨著礦床賦存條件的變化，生產(chǎn)規(guī)模、開拓和開采方法變化，礦井通風(fēng)系統(tǒng)也將隨著發(fā)生不同程度的變比。因此，設(shè)計時要充分預(yù)計到這些變化，并提出相應(yīng)的應(yīng)變措施，使通風(fēng)系統(tǒng)今后隨著礦井生產(chǎn)的發(fā)展稍作調(diào)整即可繼續(xù)發(fā)揮作用，即設(shè)計方案要有較強的應(yīng)變能力，雖有固定模式，但可在生產(chǎn)中靈活運用。

二、通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計原則

在設(shè)計礦井通風(fēng)系統(tǒng)構(gòu)建方案時，應(yīng)嚴(yán)格遵循技術(shù)效果良好、運行安全可靠、基建費用和經(jīng)營費用低以及便于管理的原則，即：

（1）系統(tǒng)宏觀構(gòu)建規(guī)劃合理，既有利于通風(fēng)，又與礦井開采規(guī)劃、開拓方案相輔相成。

（2）通風(fēng)方式及壓力分布合理，有利于有毒有害氣體和粉塵排出與控制。

（3）礦井供風(fēng)量合理，既有一定余量，又不過大浪費。

（4）通風(fēng)網(wǎng)路結(jié)構(gòu)合理，能將生產(chǎn)要求的風(fēng)量送到每一個工作面，并將工作面用過的污風(fēng)快捷地排除地表;井巷工程量少，通風(fēng)阻力小，污風(fēng)不串聯(lián)。

（5）分風(fēng)調(diào)控簡便易行，分風(fēng)均衡性、穩(wěn)定性、可靠性好，有害漏風(fēng)少，有效風(fēng)量率和風(fēng)速合格率高。

（6）設(shè)備選型合理，安裝使用簡便，購置費低，運行效率高。

（7）通風(fēng)構(gòu)筑物和風(fēng)流調(diào)節(jié)設(shè)施盡量少。

（8）充分利用一切可用于通風(fēng)的井巷和通道，使專用通風(fēng)井巷工程量最小。

（9）通風(fēng)動力消耗少，通風(fēng)費用低。

（10）適應(yīng)生產(chǎn)變化的能力強，現(xiàn)場應(yīng)用和管理的難度不大，能夠管好、用好。

三、以工作面為核心構(gòu)建高效低耗通風(fēng)系統(tǒng)的方法

通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計或改造應(yīng)達(dá)到三個目標(biāo)，一是改善作業(yè)環(huán)境，提高技術(shù)水平;二是節(jié)省通風(fēng)費用，提高經(jīng)濟(jì)效益;三是減輕管理難度，提高管理效率。三者相輔相成，必須同時兼顧。如何使進(jìn)風(fēng)-用風(fēng)-出風(fēng)、通風(fēng)網(wǎng)路-動力機械-控制設(shè)施有機配合，建成高效低耗的通風(fēng)系統(tǒng)，昆明冶金高等?？茖W(xué)校提出了“以工作面為服務(wù)核心構(gòu)建高效低耗通風(fēng)系統(tǒng)”的設(shè)計方法。

礦井通風(fēng)系統(tǒng)是由相互關(guān)聯(lián)、相互制約的眾多因素構(gòu)成的動態(tài)復(fù)雜系統(tǒng)，工作面通風(fēng)效果與供給風(fēng)量、通風(fēng)方式、網(wǎng)路結(jié)構(gòu)、調(diào)控格局、管理方法等通風(fēng)系統(tǒng)構(gòu)成要素的合理程度密切相關(guān);通風(fēng)系統(tǒng)效果的優(yōu)劣、運營電耗的高低、管理難度的大小、井巷工程與設(shè)備投資的多少，綜合取決于通風(fēng)方式、供給風(fēng)量、網(wǎng)路結(jié)構(gòu)、調(diào)控格局和管理方法的整體合理程度;并且五個要素的合理性不是孤立的，而是相互關(guān)聯(lián)的（如圖1所示），牽動一點就會影響全局。

工作面既是礦井生產(chǎn)的核心、也是通風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的核心、更是通風(fēng)系統(tǒng)服務(wù)的核心，所以從原則上來說，整個系統(tǒng)都應(yīng)該積極圍繞工作面這個服務(wù)核心來構(gòu)建，只要把核心的問題解決了，其他問題才能迎刃而解。因此，建立高效低耗通風(fēng)系統(tǒng)的有效途徑，是以工作面為服務(wù)核心，綜合考慮構(gòu)建規(guī)劃、通風(fēng)方式、供需風(fēng)量、網(wǎng)路結(jié)構(gòu)、調(diào)控方案、通風(fēng)設(shè)備和管理制度的合理程度，充分考慮服務(wù)年限內(nèi)工程投資、運行耗費、管理難度與通風(fēng)效果之間的合理匹配問題。

四、通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)遵守的規(guī)定

（1）每個通風(fēng)系統(tǒng)必須構(gòu)建一條以上與地表連通的進(jìn)風(fēng)道、一條以上與地表連通的回風(fēng)道。同樣，每個采區(qū)必須構(gòu)建一條以上與礦井進(jìn)風(fēng)部分相連的進(jìn)風(fēng)聯(lián)道、有一條以上與礦井回風(fēng)部分相連的回風(fēng)聯(lián)道。

（2）礦井進(jìn)風(fēng)部分不得受礦塵和有毒有害氣體污染，風(fēng)流的含塵濃度不得大于0.5mg/m3、氡濃度應(yīng)小于3.7kBq/m3，氡子體潛能應(yīng)小于6.4uJ/m3，超過時應(yīng)采取降塵、降氡措施。其他有毒有害氣體濃度亦不能超過《地下礦通風(fēng)規(guī)范》允許的范圍。

（3）產(chǎn)塵量較大的箕斗井和混合井應(yīng)禁止作為進(jìn)風(fēng)井，已經(jīng)作為通風(fēng)井的箕斗井或混合井，必須采取凈化措施，使風(fēng)源含塵量達(dá)到上述要求。

（4）主要回風(fēng)井不得作為人行道，排出的污風(fēng)不得造成公害。

（5）采場、二次破碎巷道應(yīng)有正向貫穿風(fēng)流，電耙司機應(yīng)位于上風(fēng)側(cè)，避免污風(fēng)串聯(lián)。

（6）井下炸藥庫、油庫、充電硐室及破碎硐室等高危硐室必須設(shè)有直通礦井回風(fēng)部分的獨立回風(fēng)道。

（7）不用的井巷及采空區(qū)，必須及時封閉。風(fēng)墻閉、風(fēng)門、風(fēng)橋、風(fēng)窗等通風(fēng)構(gòu)筑物，必須嚴(yán)密和完好。

（8）有效風(fēng)量率、風(fēng)速合格率應(yīng)在60%以上。

（9）《地下礦通風(fēng)規(guī)范》要求主扇應(yīng)有反風(fēng)裝置，并保證發(fā)生火災(zāi)時在10 min內(nèi)改變風(fēng)向?？墒菑慕饘俚V實際來看，火災(zāi)的性質(zhì)與煤礦截然不同，盲目反風(fēng)可能會擴大火災(zāi)的范圍和危害，故應(yīng)具體問題具體分析，慎重處理。

五、通風(fēng)系統(tǒng)構(gòu)建方案技術(shù)比較的主要內(nèi)容

（1）主要通風(fēng)井巷、通風(fēng)動力、調(diào)控設(shè)施的安全可靠程度。

（2）適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展變化的能力和潛力。

（3）礦井風(fēng)流分配的可控程度。

（4）開拓通風(fēng)井巷及實施調(diào)控方案的可行程度。

（5）通風(fēng)設(shè)施與人行運輸是否相互影響，干擾程度大小。

（6）風(fēng)流調(diào)節(jié)控制與各種通風(fēng)設(shè)施的管理難度。

（7）風(fēng)機安裝、供電、維護(hù)、檢修的方便程度。

（8）通風(fēng)管理人員的數(shù)量及素質(zhì)要求。

（9）礦井進(jìn)風(fēng)質(zhì)量的好壞。

（10）有害漏風(fēng)的影響程度，有益漏風(fēng)的利用程度。

（11）有效風(fēng)量率。

（12）風(fēng)速合格率。

（13）風(fēng)量供需比。

（14）主要扇風(fēng)機裝置效率。

六、通風(fēng)系統(tǒng)構(gòu)建方案經(jīng)濟(jì)比較的主要內(nèi)容

（1）通風(fēng)井巷、井下構(gòu)筑物的開挖工程量、地面構(gòu)筑物的工程量。

（2）礦井通風(fēng)設(shè)備數(shù)量及購置費和安裝費。

（3）礦井通風(fēng)系統(tǒng)基建總投資。

（4）風(fēng)機裝機容量及預(yù)計電耗。

（5）年經(jīng)營費（電力、工資、材料、大修、折舊等費用之總和）。

（6）單位采掘礦石量的通風(fēng)電耗。

（7）單位采掘礦石量的通風(fēng)費用。