煤礦通風(fēng)的安全管理技術(shù)優(yōu)化探析

蘆志明

（山西省陽煤集團(tuán)礦山救護(hù)大隊(duì)， 山西 陽泉 045000）

1 影響通風(fēng)安全的因素

首先，通風(fēng)因素。通風(fēng)系統(tǒng)主要是由控制系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)以及通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)所構(gòu)成，只有保證同時(shí)擁有這三個(gè)部分，才能體現(xiàn)通風(fēng)系統(tǒng)的完整性。但在實(shí)際情況下，很多煤礦企業(yè)的通風(fēng)系統(tǒng)并不完善，例如其通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)存在問題，不能保證風(fēng)流以及動(dòng)力的穩(wěn)定，進(jìn)而為井下生產(chǎn)埋下了安全隱患。其次，環(huán)境因素。新時(shí)期下，隨著我國煤礦開采深度的不斷增大，瓦斯的含量也逐漸增加，而瓦斯的大量涌出也為開采工作增加了難度。同時(shí)，由于煤層結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，瓦斯和地溫的壓力會(huì)隨開采深度不斷增加，進(jìn)而增加了安全事故的發(fā)生概率。

2 構(gòu)建煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的主要原則

首先，適應(yīng)性原則。其主要是指在通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，要結(jié)合企業(yè)的具體情況，確保通風(fēng)系統(tǒng)可以為井下開采人員及時(shí)輸送新鮮空氣。其次，抗災(zāi)性原則。煤礦事故具有不可預(yù)知性，在設(shè)計(jì)通風(fēng)系統(tǒng)過程中，要對(duì)安全隱患進(jìn)行分析，以切斷隱患為目標(biāo)，從根源上防止安全事故發(fā)生，提高通風(fēng)系統(tǒng)的抗風(fēng)險(xiǎn)以及抗災(zāi)能力。

3 優(yōu)化煤礦通風(fēng)安全管理技術(shù)的措施

3.1 優(yōu)化通風(fēng)設(shè)計(jì)方案

為了充分避免通風(fēng)系統(tǒng)出現(xiàn)短暫停風(fēng)的情況，要對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，通過合理的優(yōu)化方案，保證通風(fēng)系統(tǒng)的安全。煤礦企業(yè)在每個(gè)風(fēng)道中都需要安裝對(duì)空風(fēng)門，進(jìn)而保證風(fēng)機(jī)倒機(jī)中，井下風(fēng)量保持不變[1]。同時(shí)，還要將PLC與通風(fēng)系統(tǒng)連接儀器組成科學(xué)的倒機(jī)流程（見圖1）。如果1號(hào)風(fēng)機(jī)正在運(yùn)行，那么通過立式主風(fēng)門，可以將數(shù)字信息輸入到PLC模板中，并且將其他通風(fēng)機(jī)的輔助觸點(diǎn)信號(hào)也同時(shí)輸入到PLC模板中，通過PLC模板對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化控制，進(jìn)而確保系統(tǒng)的安全性和可靠性。

PLC系統(tǒng)檢測到1號(hào)通風(fēng)的對(duì)空風(fēng)門、風(fēng)門全開以及通風(fēng)機(jī)運(yùn)行，那么2號(hào)風(fēng)道的對(duì)空風(fēng)門就會(huì)關(guān)閉，通風(fēng)機(jī)也會(huì)停止運(yùn)行。在開啟2號(hào)風(fēng)道的通風(fēng)機(jī)后，風(fēng)流主要是從對(duì)空風(fēng)門進(jìn)來，對(duì)井下風(fēng)量沒有任何影響。

圖1 倒機(jī)流程圖

3.2 優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)

通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要合理科學(xué)，企業(yè)在進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，要對(duì)礦井地形進(jìn)行實(shí)地勘測，并且根據(jù)礦井具體情況合理選擇通風(fēng)系統(tǒng)，避免出現(xiàn)通風(fēng)系統(tǒng)無法滿足井下需求的情況，合理選擇局部通風(fēng)機(jī)的類型，進(jìn)而為企業(yè)節(jié)約建設(shè)成本[2]。

3.3 優(yōu)化通風(fēng)設(shè)施

煤炭企業(yè)要根據(jù)通風(fēng)設(shè)施的不同用途，將其控制風(fēng)流設(shè)施、隔斷風(fēng)流設(shè)施以及引導(dǎo)風(fēng)流設(shè)施，其中，其位置要進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，在進(jìn)風(fēng)巷、回風(fēng)巷、進(jìn)風(fēng)井以及回風(fēng)井之間建立永久性擋墻。同時(shí)，對(duì)于需要聯(lián)絡(luò)巷的通風(fēng)系統(tǒng)，應(yīng)設(shè)置反向和正向永久性風(fēng)門，防止出現(xiàn)風(fēng)流短路的情況。與操作區(qū)相連接的巷道，要設(shè)置永久性擋風(fēng)墻，為了避免出現(xiàn)串聯(lián)的情況，要在回風(fēng)巷和進(jìn)風(fēng)巷之間設(shè)立風(fēng)橋，進(jìn)而將回風(fēng)流和如風(fēng)流隔開。在運(yùn)輸巷還要設(shè)立自動(dòng)風(fēng)門，并且安排專人看護(hù)自動(dòng)閉鎖，超過6 m長的廢巷道和盲巷要設(shè)立擋風(fēng)墻。

3.4 保持通風(fēng)系統(tǒng)的的穩(wěn)定性

第一，煤礦企業(yè)要預(yù)防出現(xiàn)瓦斯積聚以及風(fēng)流不穩(wěn)定的情況；第二，在回采工作面建立獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)，通過采區(qū)的臨近煤層與上下階段的不同時(shí)回采，減少對(duì)回風(fēng)流和角聯(lián)風(fēng)路的干擾；第三，合理調(diào)節(jié)風(fēng)門和風(fēng)窗的位置，避免改變風(fēng)流方向，通過繞道全面代替風(fēng)橋，進(jìn)而確保通風(fēng)的安全性和穩(wěn)定性；第四，對(duì)井筒部分進(jìn)行科學(xué)的控制和計(jì)算，并且提高通風(fēng)機(jī)的工作能力，進(jìn)一步確保風(fēng)流穩(wěn)定；第五，定期演算以及檢查角聯(lián)風(fēng)道的穩(wěn)定性，根據(jù)結(jié)果進(jìn)行及時(shí)調(diào)節(jié)，保證兩端的風(fēng)壓具有一定數(shù)值差，進(jìn)而確保其穩(wěn)定性。

3.5 選擇合理的通風(fēng)系統(tǒng)

煤礦企業(yè)要結(jié)合礦井工作的具體情況以及主風(fēng)扇的不同工作方式，進(jìn)而合理選擇通風(fēng)系統(tǒng)，按照回風(fēng)井和進(jìn)風(fēng)井在并井中的范圍，其主要分為中央對(duì)角式、中央式以及對(duì)角式通風(fēng)系統(tǒng)，按照工作方式主要分為混合式、壓入式以及抽出式。煤礦企業(yè)選擇通風(fēng)系統(tǒng)的過程中，要以發(fā)揮礦井的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益為基礎(chǔ)，在保證安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，選擇經(jīng)濟(jì)安全的通風(fēng)系統(tǒng)。

同時(shí)，煤礦企業(yè)還要對(duì)主通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)節(jié)和優(yōu)化，調(diào)節(jié)內(nèi)容主要包括提高其風(fēng)機(jī)工作性能以及降低其工作性能。其中，提高主通風(fēng)機(jī)工作性能的主要措施包括以下幾點(diǎn)：第一，改變?nèi)~片形式，即將不扭曲葉片更換為扭曲葉片。第二，將老式風(fēng)機(jī)更換為工作效能更高的新型風(fēng)機(jī)。第三，對(duì)進(jìn)風(fēng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化處理。第四，對(duì)引風(fēng)道結(jié)構(gòu)以及擴(kuò)散器進(jìn)行改造。第五，科學(xué)選擇通風(fēng)機(jī)類型，進(jìn)而對(duì)電機(jī)負(fù)荷率進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。第六，對(duì)防爆蓋以及反風(fēng)設(shè)施進(jìn)行改造。反風(fēng)系統(tǒng)容易出現(xiàn)防爆蓋不嚴(yán)、閘門不到位以及不嚴(yán)密的情況，進(jìn)而導(dǎo)致外部漏風(fēng)，因此，煤礦企業(yè)要對(duì)其進(jìn)行合理改造，將所有閘門進(jìn)行密封處理，對(duì)防爆蓋的類型進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，杜絕其出現(xiàn)漏風(fēng)情況[3]。

3.6 科學(xué)調(diào)節(jié)礦井風(fēng)量

礦井風(fēng)量調(diào)節(jié)方法主要分為總風(fēng)量調(diào)節(jié)和局部風(fēng)量調(diào)節(jié)，其中總風(fēng)量調(diào)節(jié)是通過改變主扇風(fēng)機(jī)，進(jìn)而改變風(fēng)速，同時(shí)也可以選擇不同葉片安裝方式調(diào)節(jié)總風(fēng)量；局部風(fēng)量調(diào)節(jié)法主要包括輔助通風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)、增加以及減少礦井風(fēng)阻法等。煤礦企業(yè)在調(diào)節(jié)風(fēng)量的過程中，要結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況，保證通風(fēng)系統(tǒng)可以充分滿足工作需求。同時(shí)，煤礦企業(yè)還要通過合理的措施降低通風(fēng)阻力，其具體措施如下：第一，縮短線路長度或者挖掘新井巷。第二，減輕風(fēng)機(jī)負(fù)擔(dān)或者優(yōu)化通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。第三，擴(kuò)大巷道寬度，進(jìn)而降低局部阻力。

3.7 測量通風(fēng)系統(tǒng)平差

測量平差是礦井通風(fēng)分析的一個(gè)新概念，其主要是對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制和優(yōu)化管理。新時(shí)期下，隨著信息技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用和普及，無論是系統(tǒng)系統(tǒng)定性或者定量分析，都需要對(duì)分風(fēng)進(jìn)行研究，通過參數(shù)求解，對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行控制和優(yōu)化。對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行控制和優(yōu)化的前提把握好各項(xiàng)參數(shù)，即巷道長度、斷面面積、斷面周長、斷面形狀以及摩擦阻力等，他們都是測量平差的客觀依據(jù)。

3.8 增強(qiáng)通風(fēng)系統(tǒng)自動(dòng)化

實(shí)現(xiàn)通風(fēng)系統(tǒng)自動(dòng)化控制，需要系統(tǒng)完成對(duì)信號(hào)接收和傳輸，其主要包括監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和相關(guān)指令，傳輸信號(hào)的方式主要分為頻分制和時(shí)分制兩類，其中時(shí)分制根據(jù)不同時(shí)序，對(duì)信號(hào)進(jìn)行依次傳送[4]。頻分制對(duì)頻率接收的同時(shí)進(jìn)行信號(hào)接收和傳輸。實(shí)現(xiàn)通風(fēng)系統(tǒng)自動(dòng)化，可以對(duì)井下的溫度、各種氣體濃度、風(fēng)量以及風(fēng)壓等情況進(jìn)行精準(zhǔn)測量，并且通過自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行控制。圖2為通風(fēng)系統(tǒng)自動(dòng)化控制的應(yīng)用原理圖。

圖2 通風(fēng)系統(tǒng)自動(dòng)化控制的應(yīng)用原理圖

4 結(jié)語

煤礦通風(fēng)系統(tǒng)是確保企業(yè)安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)和前提，如果通風(fēng)系統(tǒng)不能正常以及安全地工作，就不能為井下工作人員創(chuàng)設(shè)安全而良好的空氣環(huán)境，進(jìn)而可能引發(fā)各種安全事故。因此，煤礦企業(yè)一定要提高思想認(rèn)識(shí)，通過各種措施和途徑預(yù)防安全隱患，并且定期對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)開展安全排查工作，保證系統(tǒng)的安全以及穩(wěn)定運(yùn)行，降低安全事故的發(fā)生率。

參考文獻(xiàn)

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