煤礦通風(fēng)技術(shù)與裝備發(fā)展現(xiàn)狀及展望

莢勝豐 胡鑫

摘 要：在煤礦開采階段，井工開采形式占據(jù)關(guān)鍵地位，之所以難以全面貫穿機(jī)械化，是因?yàn)槊簩淤x存條件并不適宜大規(guī)模機(jī)械開采，因此，提高礦井的安全性及穩(wěn)定性也就顯得至關(guān)重要。而通風(fēng)系統(tǒng)作為礦井安全保障范疇中不可或缺的一部分，則在煤礦生產(chǎn)階段發(fā)揮著不可替代的作用。在經(jīng)濟(jì)技術(shù)全面發(fā)展的新形勢下，礦井建設(shè)水平也有所提升，這就帶動了礦井通風(fēng)技術(shù)及裝備的現(xiàn)代化發(fā)展，本文就圍繞通風(fēng)技術(shù)及裝備的發(fā)展現(xiàn)狀及展望進(jìn)行了細(xì)化闡述及分析。

關(guān)鍵詞：煤礦通風(fēng)技術(shù) 裝備 發(fā)展現(xiàn)狀 展望

中圖分類號：TD52 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）08（a）-0058-02

在煤礦開采階段，安全始終都是第一要務(wù)，這就需要緊跟發(fā)展步伐，推動煤礦通風(fēng)技術(shù)及裝備的全面升級。從當(dāng)前形勢來看，礦井的機(jī)械化水平明顯提升，無論是開采技術(shù)還是生產(chǎn)系統(tǒng)，優(yōu)化指標(biāo)都呈現(xiàn)出了提升性趨勢，基于此，礦井通風(fēng)技術(shù)及裝備的發(fā)展水平也有所提升，這不僅為其拓展性應(yīng)用帶來了基礎(chǔ)保障，系統(tǒng)能效的不斷強(qiáng)化，更有利于礦井積極打造安全的生產(chǎn)環(huán)境，因此不難發(fā)現(xiàn)，煤礦通風(fēng)技術(shù)與裝備的更新性發(fā)展具有重要意義。

1 礦井通風(fēng)設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 通風(fēng)機(jī)

現(xiàn)階段我國的機(jī)械化程度普遍較高，尤其是在生產(chǎn)領(lǐng)域中，機(jī)械化融入及應(yīng)用頻率持續(xù)上升，這就對機(jī)械制造提出了更為精細(xì)的要求，基于此，我國的機(jī)械制造實(shí)力明顯提升，這就使得通風(fēng)機(jī)性能更為強(qiáng)大。從當(dāng)前形勢來看，通風(fēng)機(jī)制造階段引進(jìn)并應(yīng)用了現(xiàn)代先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床及自動焊接等技術(shù)，而內(nèi)部核心部件的制造則以超聲波探傷等技術(shù)為主體，進(jìn)一步提升了部件的結(jié)構(gòu)性能，與此同時，為了提高通風(fēng)機(jī)的品質(zhì)，還在原有基礎(chǔ)上增加了材料處理及葉輪平衡校驗(yàn)等項(xiàng)目。目前在我國煤礦生產(chǎn)階段應(yīng)用的通風(fēng)機(jī)以軸流式及離心式為主，在煤礦安全生產(chǎn)要求不斷提高的背景下，低耗高能的通風(fēng)機(jī)類型也隨之增多，這部分通風(fēng)機(jī)不僅運(yùn)行效率高，靈活性及可調(diào)節(jié)性特點(diǎn)更為其拓展性應(yīng)用帶來了可靠保障，由于不同的通風(fēng)機(jī)優(yōu)勢及性能等關(guān)鍵指標(biāo)存在明顯差異，這就需要根據(jù)礦井規(guī)模及需求對通風(fēng)機(jī)進(jìn)行適應(yīng)性選擇，促使其能效作用充分發(fā)揮。

1.2 局部通風(fēng)機(jī)

目前市場上出現(xiàn)的局部通風(fēng)機(jī)類型普遍呈現(xiàn)多樣化特點(diǎn)，不同規(guī)格及型號的通風(fēng)機(jī)性能及功率也大不相同。從當(dāng)前局部通風(fēng)機(jī)的應(yīng)用趨勢來看，通風(fēng)機(jī)的功率普遍較大，不僅風(fēng)量能夠達(dá)到礦井需求，送風(fēng)距離與傳統(tǒng)通風(fēng)機(jī)相比更有所延長，噪聲基本可以控制在最小范圍內(nèi)。近年來，我國逐漸將局部通風(fēng)機(jī)的研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)向智能化方向，這不僅能夠提高局部通風(fēng)機(jī)的智能化、自動化水平，更能針對故障問題實(shí)現(xiàn)對備機(jī)的自動切換，以礦井瓦斯?jié)舛葹榛鶞?zhǔn)實(shí)現(xiàn)對通風(fēng)量的自動調(diào)節(jié)，以及將自動化能效貫穿于通風(fēng)機(jī)運(yùn)行中，都將成為局部通風(fēng)機(jī)未來發(fā)展趨向。

1.3 風(fēng)筒

在現(xiàn)代生產(chǎn)中，快速、精準(zhǔn)到位都是關(guān)鍵點(diǎn)，在掘進(jìn)工作中更是如此，這就需要在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上，合理提高掘進(jìn)效率，并為其匹配與實(shí)際需求相契合的風(fēng)量，因此，煤礦生產(chǎn)階段的所應(yīng)用的風(fēng)筒應(yīng)當(dāng)在尺寸及強(qiáng)度等關(guān)鍵指標(biāo)上進(jìn)行重點(diǎn)考量，而后根據(jù)生產(chǎn)要求，盡可能地選擇能耗低、風(fēng)阻低的風(fēng)筒?，F(xiàn)階段在煤礦掘進(jìn)通風(fēng)階段，可伸縮風(fēng)筒的應(yīng)用頻率普遍較高。而提高該類風(fēng)筒可伸縮指標(biāo)的原理就是在柔性風(fēng)筒內(nèi)部安裝鋼絲圈，需要注意的是，鋼絲圈安裝應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況對間隔進(jìn)行科學(xué)設(shè)置，這樣該風(fēng)筒就同時具備了柔性及剛性優(yōu)勢，現(xiàn)階段風(fēng)筒的直徑有所增加，并能實(shí)現(xiàn)對漏風(fēng)率的精細(xì)化控制，進(jìn)而增強(qiáng)內(nèi)部抗壓能力。

2 礦井通風(fēng)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 通風(fēng)機(jī)監(jiān)測技術(shù)

對通風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，不僅能保障礦井通風(fēng)安全，更能降低設(shè)備帶故障高危運(yùn)行等問題的發(fā)生幾率，因此，通風(fēng)機(jī)監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。在最初階段關(guān)于礦井通風(fēng)機(jī)運(yùn)行能效的監(jiān)測研究起源于國外，這一階段由于技術(shù)手段存在缺陷，使得檢測的精度及靈敏度都無法保證，僅能對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。近年來，針對這一技術(shù)缺陷開展了大量的研究工作，通過加大在線監(jiān)測及通訊系統(tǒng)的研究力度，從根本上提高了監(jiān)測的有效性，復(fù)雜條件下同樣能保證監(jiān)測精度，再加之融入新型技術(shù)，并開展了大量的創(chuàng)新工作，使得通風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率監(jiān)測水平大大提高，數(shù)據(jù)處理及通訊性能也明顯強(qiáng)化，該系統(tǒng)不僅能對通風(fēng)機(jī)的各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，更能進(jìn)行遠(yuǎn)程操控。還有部分新研制的通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測系統(tǒng)集在線監(jiān)測及故障診斷于一身，能夠根據(jù)通風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行參數(shù)對故障進(jìn)行自動化診斷。

2.2 通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測

早在1973年我國就研發(fā)出了通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算軟件，隨著礦井開采規(guī)模的不斷擴(kuò)大，通風(fēng)要求也隨之上升，而通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測的研究工作也從而停歇，在研究理論不斷豐富的同時，通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算與仿真計(jì)算機(jī)軟件的類型也更為多樣，基于此，通風(fēng)解算與仿真的技術(shù)水平也不斷提高，以技術(shù)為主導(dǎo)，理論的完善化建設(shè)為系統(tǒng)性能的優(yōu)化及調(diào)整指明了方向。但是礦井生產(chǎn)并不是一成不變的，這就需要軟件不斷更新并逐步走向成熟，真正做到全面精準(zhǔn)地體現(xiàn)礦井通風(fēng)情況。從當(dāng)前礦井的通風(fēng)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀來看，安裝安全監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)成為主流趨勢，高效率的監(jiān)控系統(tǒng)普遍較多，都能實(shí)現(xiàn)對礦井通風(fēng)情況的在線監(jiān)控。

3 礦井通風(fēng)技術(shù)及裝備的發(fā)展展望

3.1 創(chuàng)建更為可靠的通風(fēng)系統(tǒng)

首先，在礦井建設(shè)的前期階段就應(yīng)當(dāng)根據(jù)整體布局對通風(fēng)方式進(jìn)行科學(xué)考量，并在原有基礎(chǔ)上對通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行簡化處理，以縮短通風(fēng)距離為主導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)對通風(fēng)阻力的合理縮減；其次，還應(yīng)當(dāng)結(jié)合礦井生產(chǎn)情況，對通風(fēng)機(jī)類型進(jìn)行合理選擇，通過實(shí)時監(jiān)測對通風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率進(jìn)行全面掌控，在降低能源消耗量的基礎(chǔ)上，為礦井生產(chǎn)創(chuàng)造更多經(jīng)濟(jì)效益；第三，結(jié)合礦井生產(chǎn)要求，提高通風(fēng)設(shè)施布置的有效性，同時還應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)強(qiáng)化通風(fēng)設(shè)施管理工作，確保調(diào)控質(zhì)量與預(yù)期目標(biāo)高度相符；最后，應(yīng)用創(chuàng)新思維不斷在生產(chǎn)中引進(jìn)新技術(shù)，通過現(xiàn)代先進(jìn)工藝明確礦井通風(fēng)參數(shù)的監(jiān)測要點(diǎn)，在科學(xué)分析監(jiān)測結(jié)果的基礎(chǔ)上，為礦井后續(xù)管理工作的高效開展提供參考依據(jù)。

3.2 發(fā)展先進(jìn)高效的通風(fēng)機(jī)裝備

通風(fēng)機(jī)作為礦井通風(fēng)的重要組成部分及動力來源，發(fā)揮著不容替代的作用，這就需要將裝備研究工作納入重點(diǎn)范疇，并結(jié)合時代發(fā)展趨勢，將先進(jìn)的智能制造等技術(shù)與通風(fēng)機(jī)制造有機(jī)結(jié)合，從根本上提高其性能優(yōu)勢，通過精加工實(shí)現(xiàn)對技術(shù)的改良及優(yōu)化，為通風(fēng)機(jī)品質(zhì)的提升夯實(shí)基礎(chǔ)，從而盡可能地減少能源消耗，促使其運(yùn)行效率達(dá)到最優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)。尤其應(yīng)當(dāng)針對礦井風(fēng)量及風(fēng)阻等關(guān)鍵指標(biāo)，優(yōu)化技術(shù)體系，突破技術(shù)應(yīng)用階段存在的局限性，提高通風(fēng)機(jī)與通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)性。除此之外，還應(yīng)當(dāng)根據(jù)煤礦生產(chǎn)要求，對通風(fēng)機(jī)進(jìn)行定制，提高其個性化優(yōu)勢，并在強(qiáng)化自動化監(jiān)控及故障診斷水平的基礎(chǔ)上，將人工智能等現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)融合到通風(fēng)機(jī)性能優(yōu)化范疇中。

3.3 提高礦井通風(fēng)監(jiān)控水平

研發(fā)精度高、可靠性強(qiáng)的通風(fēng)參數(shù)監(jiān)測設(shè)備，優(yōu)化全礦井無盲區(qū)監(jiān)測技術(shù)體系，提高通風(fēng)監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析挖掘水平，為通風(fēng)系統(tǒng)管理與決策提供依據(jù)。進(jìn)一步完善通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算與通風(fēng)仿真模擬理論與技術(shù)，使通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)分析的計(jì)算機(jī)操作簡單化、快速化；加強(qiáng)對通風(fēng)設(shè)施設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測與控制的研究，實(shí)現(xiàn)設(shè)施設(shè)備的自動化、智能化控制。

4 結(jié)語

綜上所述，對煤礦通風(fēng)技術(shù)與裝備的發(fā)展現(xiàn)狀及展望進(jìn)行研究具有重要意義，這就需要結(jié)合發(fā)展趨勢，從多個方面提高通風(fēng)機(jī)的性能優(yōu)勢，促使其技術(shù)能效不斷提升，為礦井的安全生產(chǎn)提供重要保障。

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