淺談礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇和安全措施

李德波　張　梅

摘要：在礦井生產(chǎn)過程中，必須源源不斷地將地面空氣輸送到井下各個作業(yè)地點，供給人員呼吸，并稀釋和排除井下各種有毒、有害氣體和礦塵，創(chuàng)造良好的工作環(huán)境，保障井下作業(yè)人員身體健康和安全。礦井通風(fēng)是礦井安全工作的基礎(chǔ)，是稀釋和排除礦井瓦斯與粉塵最有效、最可靠的方法，也是創(chuàng)造良好勞動環(huán)境的基本途徑。

關(guān)鍵詞：礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全措施

1礦井通風(fēng)

在礦井生產(chǎn)過程中，必須源源不斷地將地面空氣輸送到井下各個作業(yè)地點，供給人員呼吸，并稀釋和排除井下各種有毒、有害氣體和礦塵，創(chuàng)造良好的工作環(huán)境，保障井下作業(yè)人員身體健康和安全。這種利用機械或自然通風(fēng)動力，使地面空氣進入井下，并在井巷中作定向和定量地流動，最后排出礦井的全過程稱為礦井通風(fēng)。礦井通風(fēng)是礦井安全工作的基礎(chǔ)，是稀釋和排除礦井瓦斯與粉塵最有效、最可靠的方法，也是創(chuàng)造良好勞動環(huán)境的基本途徑。

2礦井通風(fēng)系統(tǒng)的定義和類型

所謂礦井通風(fēng)系統(tǒng)，是指向礦井各作業(yè)地點供給新鮮空氣、排出污濁空氣的通風(fēng)網(wǎng)路、主要通風(fēng)機的工作方式和通風(fēng)控制設(shè)施的總稱。礦井通風(fēng)系統(tǒng)是礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分，其設(shè)計合理與否對全礦井的安全生產(chǎn)及經(jīng)濟效益具有長期而重要的影響。

2.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)的類型按進、回井在井田內(nèi)的位置不同，通風(fēng)系統(tǒng)可分為中央式、對角式、區(qū)域式及混合式。

2.1.1中央式所謂中央式通風(fēng)系統(tǒng)，是指進、回風(fēng)井均位于井田走向中央。根據(jù)進、回風(fēng)井的相對位置，又分為中央并列式和中央邊界式(中央分列式)。

2.1.2對角式通風(fēng)系統(tǒng)又可分為兩翼對角式和分區(qū)對角式。所謂兩翼對角式是指進風(fēng)井大致位于井田走向的中央，兩個回風(fēng)井位于井田邊界的兩翼(沿傾斜方向的淺部)，稱為兩翼對角式。如果只有一個回風(fēng)井，且進、回風(fēng)分別位于井田的兩翼稱為單翼對角式。所謂分區(qū)對角式是指進風(fēng)井位于井田走向的中央，在各采區(qū)開掘一個不深的小回風(fēng)井，無總回風(fēng)巷。

2.1.3區(qū)域式在井田的每一個生產(chǎn)區(qū)域開鑿進、回風(fēng)井，分別構(gòu)成獨立的通風(fēng)系統(tǒng)。

2.1.4混合式由上述諸種方式混合組成。例如，中央分列與兩翼對角混合式，中央并列與兩翼對角混合式等等。

2.2主要通風(fēng)機的工作方式主要通風(fēng)機的工作方式有三種：抽出式、壓入式、壓抽混合式。

2_2.1抽出式主要通風(fēng)機安裝在回風(fēng)井口，在抽出式主要通風(fēng)機的作用下，整個礦井通風(fēng)系統(tǒng)處在低于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ呢搲籂顟B(tài)。當(dāng)主要通風(fēng)機因故停止運轉(zhuǎn)時，井下風(fēng)流的壓力提高，比較安全。

2.2.2壓入式主要通風(fēng)機安設(shè)在入風(fēng)井口，在壓入式主要通風(fēng)機作用下，整個礦井通風(fēng)系統(tǒng)處在高于當(dāng)?shù)卮髿鈮旱恼龎籂顟B(tài)。在冒落裂隙通達地面時，壓入式通風(fēng)礦井采區(qū)的有害氣體通過塌陷區(qū)向外漏出。當(dāng)主要通風(fēng)機因故停止運轉(zhuǎn)時，井下風(fēng)流的壓力降低。采用壓入式通風(fēng)時，須在礦井總進風(fēng)路線上設(shè)置若干通風(fēng)構(gòu)物，使通風(fēng)管理困難，且漏風(fēng)較大。

2.2.3壓抽混合式在入風(fēng)井口設(shè)一風(fēng)機作壓入式工作，回風(fēng)井.口設(shè)一風(fēng)機作抽出式工作。通風(fēng)系統(tǒng)的進風(fēng)部分處于正壓，回風(fēng)部分處于負壓，工作面大致處于中間，其正壓或負壓均不大，采空區(qū)通連地表的漏風(fēng)因而較小。其缺點是使用的通風(fēng)機設(shè)備多，管理復(fù)雜。

礦井通風(fēng)方法一般采用抽出式。當(dāng)?shù)匦螐?fù)雜、露頭發(fā)育老窯多、采用多風(fēng)井通風(fēng)有利時，可采用壓入式通風(fēng)。設(shè)計選擇通風(fēng)方法時，可根據(jù)礦井的具體條件通過技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。

3優(yōu)選礦井通風(fēng)系統(tǒng)

3.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)的要求。

3.1.1每一礦井必須有完整的獨立通風(fēng)系統(tǒng)。

3.1.2進風(fēng)井口應(yīng)按全年風(fēng)向頻率，必須布置在不受粉塵、煤塵、灰塵、有害氣體和高溫氣體侵入的地方。

3.1.3箕斗提升井或裝有膠帶輸送機的井筒不應(yīng)兼作進風(fēng)井，如果兼作回風(fēng)井使用，必須采取措施，滿足安全的要求。

3.1.4多風(fēng)機通風(fēng)系統(tǒng)，在滿足風(fēng)量按需分配的前提下，各主要通風(fēng)機的工作風(fēng)壓應(yīng)接近，當(dāng)通風(fēng)機之間的風(fēng)壓相差較大時，應(yīng)減小共用風(fēng)路的風(fēng)壓，使其不超過任何一個通風(fēng)機風(fēng)壓的30％。

3.1.5每一個生產(chǎn)水平和每一采區(qū)，都必須布置回風(fēng)巷，實行分區(qū)通風(fēng)。

3.1.6井下爆破材料庫必須有單獨的新鮮風(fēng)流，回風(fēng)風(fēng)流必須直接引入礦井的總回風(fēng)巷或主要回風(fēng)巷中。

3.1.7井下充電室必須用單獨的新鮮風(fēng)流通風(fēng)，回風(fēng)風(fēng)流應(yīng)引入回風(fēng)巷。

3.2確定礦井通風(fēng)系統(tǒng)根據(jù)礦井瓦斯涌出量、礦井設(shè)計生產(chǎn)能力、煤層賦存條件、表土層厚度、井田面積、地溫、煤層自燃傾向性及兼顧中后期生產(chǎn)需要等條件，提出多個技術(shù)上可行的方案，通過憂化或技術(shù)經(jīng)濟比較后確定礦井通風(fēng)系統(tǒng)。礦井通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)具有較強的抗災(zāi)能力，當(dāng)井下一旦發(fā)生災(zāi)害性事故后所選擇的通風(fēng)系統(tǒng)能將災(zāi)害控制在最小范圍，并能迅速恢復(fù)正常。

由于兩翼對角式具有以下優(yōu)點：風(fēng)流在井下l的流動線路是直向式，風(fēng)流線路短，阻力小。內(nèi)部漏風(fēng)少。安全出口多，抗災(zāi)能力強。便于風(fēng)量調(diào)節(jié)，礦井風(fēng)壓比較穩(wěn)定。工業(yè)廣場不受回風(fēng)污染和通風(fēng)機噪音的危害。適合用于煤層走向大于4千米，井型較大，瓦斯與自然發(fā)火嚴重的礦井：或低瓦斯礦井，煤層走向較長，產(chǎn)量較大的礦井。故兩翼對角式在目前使用的非常廣泛。

4如何確保礦井通風(fēng)系統(tǒng)的安全性

礦井通風(fēng)系統(tǒng)是礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分，它對礦井的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)、防災(zāi)抗災(zāi)能力和礦井的經(jīng)濟效益有著重大的影響。礦井通風(fēng)系統(tǒng)由多個要素組成，各要素之間存在著有機的聯(lián)系，彼此又相互影響。為了保證礦井通風(fēng)系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定和可靠，應(yīng)采取如下措施：

4.1要有穩(wěn)定的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，保證風(fēng)流穩(wěn)定①采煤工作面、掘進工作面應(yīng)采用獨立通風(fēng)。②在布置通風(fēng)系統(tǒng)時要盡量避免和減少角聯(lián)風(fēng)道，特別是采煤工作面不允許布置在角聯(lián)風(fēng)道上，以保證風(fēng)流的穩(wěn)定。對存在角聯(lián)通風(fēng)的巷道必須采取有效的風(fēng)流穩(wěn)定控制措施。③礦井不應(yīng)多水平同時開采。機電硐室應(yīng)獨立通風(fēng)，且風(fēng)量符合要求。井下火藥庫應(yīng)有單獨的進風(fēng)道，回風(fēng)必須直接引入礦井主要回風(fēng)道或獨立回風(fēng)，且保證有足夠的新鮮風(fēng)流。

4.2要有足夠的通風(fēng)能力，保證有效通風(fēng)①礦井應(yīng)有足夠的通風(fēng)能力，滿足各個用風(fēng)地點的風(fēng)量要求，嚴禁超通風(fēng)能力生產(chǎn)。②按 規(guī)定進行通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算，預(yù)測風(fēng)量分配和阻力分布，合理進行通風(fēng)機的選型。③經(jīng)常檢查礦井供風(fēng)量、漏風(fēng)量大小及其漏風(fēng)分布情況，使礦井的有效風(fēng)量率和外部漏風(fēng)率均控制在礦井通風(fēng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)。④在設(shè)計過程應(yīng)充分考慮自然風(fēng)壓的影響，并根據(jù)氣候條件的變化情況及時調(diào)節(jié)主要通風(fēng)機工況，以保證主要通風(fēng)機高效運行。⑤生產(chǎn)布局合理，加強回風(fēng)巷維護和通風(fēng)構(gòu)筑物保護措施，減少通風(fēng)阻力，使通風(fēng)系統(tǒng)處于最佳狀態(tài)。

4.3要有可靠的通風(fēng)設(shè)施和裝備，保證正常通風(fēng)時期有效控制風(fēng)流并符合抗災(zāi)救災(zāi)能力的要求①根據(jù)礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的布置與結(jié)構(gòu)，合理布置通風(fēng)設(shè)施和通風(fēng)構(gòu)筑物，且盡量做到數(shù)量少位置正確和質(zhì)量可靠。②礦井要有完善的反風(fēng)裝置。③風(fēng)硐必須按規(guī)定安裝防爆門。

4.4要有合理的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，以保證巷道的阻力分布能夠滿足各用風(fēng)地點的通風(fēng)需求在通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中，風(fēng)流按巷道風(fēng)阻進行風(fēng)量分配，分配到各個工作面的風(fēng)量，往往不能滿足要求，需要采取控制與調(diào)節(jié)風(fēng)量的措施。此外，隨著生產(chǎn)的發(fā)展和變化，工作面的推進和更替，巷道風(fēng)阻、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及風(fēng)量均在不斷變化，相應(yīng)的要求及時進行風(fēng)量調(diào)節(jié)。

為降低礦井通風(fēng)阻力，滿足用風(fēng)地點的通風(fēng)需求，必須對全礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)進行全面調(diào)查和阻力測定，在關(guān)鍵分支上進行降阻，降低通風(fēng)阻力的途徑有以下幾種方法：①擴大巷道斷面；②降低巷道局部阻力；③開掘新井巷，縮短通風(fēng)長度：④增加并聯(lián)風(fēng)路；⑤調(diào)整采掘布局，實現(xiàn)均衡生產(chǎn)。4.5建立完善的礦井通風(fēng)管理制度和通風(fēng)管理機構(gòu)，并配足人員。嚴格執(zhí)行井下動火安全技術(shù)措施的審批制度。局部通風(fēng)機專人管理，制定專項措施，保證工作面的風(fēng)量風(fēng)速滿足要求；對有毒有害氣體濃度按規(guī)定進行監(jiān)測。4.6加強職工教育和培訓(xùn)工作，提高職工、工程技術(shù)人員的通風(fēng)管理水平和技術(shù)素質(zhì)，推行全面質(zhì)量管理，使礦井通風(fēng)更有效更安全。