煤礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化策略分析

劉春剛

摘 要：礦井通風(fēng)系統(tǒng)是保證煤礦安全生產(chǎn)的重要保障，伴隨礦井開采深度的不斷增加，綜采程度不斷提高，礦井的瓦斯壓力、瓦斯含量和瓦斯涌出量越來越大，礦井的需風(fēng)量必然增加，礦井通風(fēng)系統(tǒng)也必須隨之進(jìn)行必要的調(diào)整和優(yōu)化。在現(xiàn)在煤礦行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的形勢下，整合重組礦井的比例大，為了確保礦井安全，應(yīng)該首先對之前的礦井通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造以增加礦井的安全程度。另外，在生產(chǎn)的正常接替過程中，井下巷道布置不合理導(dǎo)致通風(fēng)阻力大，造成風(fēng)量浪費(fèi)，應(yīng)及時調(diào)整礦井通風(fēng)系統(tǒng)，對于不能滿足安全生產(chǎn)需要的和風(fēng)量利用不合理的礦井通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)及時進(jìn)行優(yōu)化改造。

關(guān)鍵詞：煤礦；礦井通風(fēng)系統(tǒng)；優(yōu)化策略

對于煤礦開采施工來說，礦井通風(fēng)系統(tǒng)是保證安全生產(chǎn)的重要系統(tǒng)，其主要作用是為礦井提供新鮮空氣并排除有毒氣體，是工作人員人身生命安全的重要保證系統(tǒng)。在實際系統(tǒng)設(shè)計時，要注重該系統(tǒng)的簡單化，并有效實現(xiàn)投入資金的節(jié)約，最重要的是保證該系統(tǒng)的低危險性。在礦井的不同時期和生產(chǎn)區(qū)域，要實現(xiàn)該系統(tǒng)的逐漸優(yōu)化，相關(guān)技術(shù)人員還要注重從系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)層面、生產(chǎn)計劃調(diào)整以及礦井開采深度加深等多種角度展開優(yōu)化操作。

1 煤礦通風(fēng)系統(tǒng)概述

目前，在煤礦礦井之中常用的通風(fēng)系統(tǒng)，主要是由通風(fēng)動力、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)、通風(fēng)方法、通風(fēng)設(shè)施等組成，可以充分的發(fā)揮通風(fēng)換氣的作用，當(dāng)然，因通風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且應(yīng)用在特殊的生產(chǎn)環(huán)境之中，所以通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置需要具備一定的要求，出于保證礦井下煤礦生產(chǎn)安全、有效進(jìn)行的考慮，要求通風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)量設(shè)置一定要滿足應(yīng)用要求，以便礦井下瓦斯、粉塵含量較少，不會威脅到煤礦安全開采；出于保證風(fēng)流通暢，能夠良好的排除礦井下空氣，要求通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)流流經(jīng)路線必須具有較高的完整性和合理性，如此才能使風(fēng)流通過入風(fēng)井口進(jìn)入礦井，順利的經(jīng)過各用風(fēng)作業(yè)地點(diǎn)，將礦井下空氣排出。所以，煤礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)建設(shè)與使用的過程中應(yīng)當(dāng)按照相關(guān)要求來設(shè)置，以便通風(fēng)系統(tǒng)可以滿足要求，充分發(fā)揮通風(fēng)換氣的作用，保證礦井下空氣良好，為煤礦開采營造安全的生產(chǎn)環(huán)境。

2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)對煤礦安全生產(chǎn)的重要性

由于煤礦開采井下作業(yè)環(huán)境空氣稀薄、煤礦生產(chǎn)粉塵量大，加之煤層中所潛藏的瓦斯氣體在開采過程中可能會沿煤層縫隙進(jìn)入到作業(yè)空間內(nèi)，容易造成窒息、中毒及爆炸等事故，威脅井下作業(yè)人員的生命安全。而可靠的通風(fēng)換氣系統(tǒng)能夠及時將井下有害氣體、粉塵等排出作業(yè)空間，并向井內(nèi)注入新鮮空氣，不僅能夠保持井內(nèi)作業(yè)空間中的空氣質(zhì)量，大大降低井下采煤生產(chǎn)過程中氣體中毒、瓦斯或粉塵爆炸的幾率，還能夠大大降低因安全事故所造成的停工損失，由此可見礦井通風(fēng)系統(tǒng)對于地方煤礦安全生產(chǎn)及效益實現(xiàn)具有極為重要的意義。

3 礦井通風(fēng)方法分析

3.1 中央式通風(fēng)方式

所謂的中央式通風(fēng)方式主要指的是在礦井通風(fēng)過程中，進(jìn)風(fēng)井以及出風(fēng)井的位置基本上位于礦井走向的中央位置；在實際的應(yīng)用過程中，此種通風(fēng)方式還可以分為中央并列式以及中央邊界式兩種通風(fēng)方式。同時，此種通風(fēng)方式主要適用于在煤層傾斜狀況較為嚴(yán)重、礦井長度較短、邊界沒有設(shè)置相應(yīng)的安全出口的礦井。

3.2 對角式通風(fēng)方式

在實際的應(yīng)用過程中，對角式通風(fēng)能夠依據(jù)實際情況分為兩翼對角式和分區(qū)對角式兩種形式。此種通風(fēng)方式主要應(yīng)用于礦井煤礦走向較長、并且礦井面積較大、產(chǎn)量較大的礦井，對角式礦井的優(yōu)點(diǎn)是：在構(gòu)建初期的成本較高，整個系統(tǒng)構(gòu)建的周期較長，并且沒有噪音現(xiàn)象，礦井在通風(fēng)過程中，阻力較小。

3.3 混合式通風(fēng)方式

在礦井通風(fēng)工作中，混合式通風(fēng)方式主要應(yīng)用在一些大型礦井和時間較長的礦井中，所謂的混合式通風(fēng)方式是由三種或者三種以上的通風(fēng)方式所構(gòu)成的組合而成的通風(fēng)方式。通常來說，混合式通風(fēng)方式適用于礦井走向較長或者一些年限較長的礦井、煤層多、井筒較多、面積較大的礦井中。

4 煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化的原則和要求

4.1 煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化的原則

①通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)盡可能地簡單，通過經(jīng)濟(jì)的優(yōu)化方案達(dá)到理想的效果。

②計劃先行，先設(shè)計技術(shù)方案，通風(fēng)優(yōu)化設(shè)計方案通過以后才能實行。

③通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化應(yīng)當(dāng)具有較強(qiáng)的可靠性，而且具有穩(wěn)定的可調(diào)性。

④煤礦井下的通風(fēng)能力應(yīng)當(dāng)和當(dāng)前礦井的生產(chǎn)能力相適應(yīng)，并且設(shè)計應(yīng)當(dāng)符合《煤礦安全規(guī)程》和《煤礦設(shè)計規(guī)范》等相關(guān)法律法規(guī)規(guī)范。

4.2煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化的基本要求

①能夠?qū)⒆銐虻男迈r空氣送到井下，這樣能夠保證井下工作人員的正常工作，為礦井的安全生產(chǎn)創(chuàng)造良好的環(huán)境。

②煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)盡量簡單，而且要有穩(wěn)定的風(fēng)流，便于管理，并且具備較強(qiáng)的抵御風(fēng)險和抗災(zāi)的能力。

③在事故發(fā)生時，煤礦井下工作人員能夠及時方便撤出，而且風(fēng)流要比較容易控制。

④礦井通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用盡量低，通過較少的建設(shè)投資和較小的工程量來達(dá)到良好的綜合經(jīng)濟(jì)效益，從而促進(jìn)煤礦企業(yè)的快速發(fā)展。

5 煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化策略

5.1加強(qiáng)通風(fēng)系統(tǒng)的新型設(shè)備引進(jìn)

機(jī)械設(shè)備是通風(fēng)系統(tǒng)高效完成的重要保障，所以要不斷實現(xiàn)通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化，有必要不斷加強(qiáng)通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)新型設(shè)備的不斷引進(jìn)。所以在進(jìn)行礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計時，為保證通風(fēng)系統(tǒng)的工作高效展開，確保生產(chǎn)安全，應(yīng)當(dāng)在機(jī)械設(shè)備方面加大投入力度，加強(qiáng)機(jī)械性能的優(yōu)化提升，實現(xiàn)配置合理化，及時應(yīng)進(jìn)行先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備引（下轉(zhuǎn)第頁）（上接第頁）進(jìn)。另外，由于在生產(chǎn)過程中，面對生產(chǎn)產(chǎn)生的粉塵與瓦斯氣體等危險因素來說，通風(fēng)系統(tǒng)還應(yīng)當(dāng)具備相應(yīng)的應(yīng)對功能。就當(dāng)前的煤礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)來說，大多采用的通風(fēng)方式有兩種，即設(shè)備實現(xiàn)通風(fēng)以及自然通風(fēng)兩種，其中設(shè)備通風(fēng)是實現(xiàn)通風(fēng)工作的主要技術(shù)手段。

5.2根據(jù)需要設(shè)計冷風(fēng)循環(huán)井下降溫系統(tǒng)

針對礦井通風(fēng)降溫效果不理想的問題，可以在通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計與布置前，對目標(biāo)作業(yè)面的預(yù)期溫度條件進(jìn)行檢測與分析，充分考慮地層溫度、所使用的采掘設(shè)備運(yùn)行放熱、氣體壓縮放熱等影響因素，根據(jù)實際的降溫需求情況，在通風(fēng)系統(tǒng)中加入冷風(fēng)循環(huán)降溫模塊，即在溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)現(xiàn)實達(dá)到相應(yīng)參數(shù)時，系統(tǒng)自動啟動制冷送風(fēng)設(shè)備，對送入礦井內(nèi)的風(fēng)流進(jìn)行降溫處理，隨著風(fēng)流的循環(huán)將井下作業(yè)面的環(huán)境熱量帶出作業(yè)區(qū)域，逐漸降低作業(yè)面環(huán)境溫度。配合有效的通風(fēng)換氣功能，保持井下作業(yè)面的良好環(huán)境條件，保證作業(yè)效率與安全性。

6 結(jié)束語

綜上所述，作為煤礦安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，通風(fēng)系統(tǒng)發(fā)揮著非常重要的作用。隨著開采深度的增加，礦井會遇到各種問題，阻力會逐漸增大，巖溫會升高，風(fēng)量的調(diào)節(jié)會非常困難，有毒有害物質(zhì)會增加，給煤礦井下工作人員的生命安全造成威脅，因此必須對深部礦井的通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，保證通風(fēng)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)和安全可靠，使礦井的抗災(zāi)能力不斷提升，同時有效降低事故發(fā)生的概率，促進(jìn)煤礦企業(yè)持續(xù)安全發(fā)展。

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