煤礦通風系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定性問題探討

【摘 要】隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展以及科學技術(shù)水平的不斷提高，我國的煤礦業(yè)取得了較大程度上的進步，為我國國民經(jīng)濟的發(fā)展以及工業(yè)水平的提高做出重要貢獻。而在煤礦開采的過程之中，煤礦的通風系統(tǒng)具有十分重要的地位與作用，它是煤礦開采不可或缺的重要系統(tǒng)。如果通風系統(tǒng)風流不穩(wěn)定，就會對作業(yè)的風量供應(yīng)造成一定程度上的影響，并最終可能引發(fā)瓦斯事故的發(fā)生，因此，研究煤礦通風系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性具有十分重要的現(xiàn)實意義。主要針對煤礦通風系統(tǒng)安全問題及穩(wěn)定性進行研究與分析。

【關(guān)鍵詞】煤礦通風系統(tǒng)；安全問題；穩(wěn)定性

煤礦通風系統(tǒng)是由通風網(wǎng)絡(luò)、通風動力和通風控制設(shè)施等構(gòu)成的一套完整體系，其主要用途是向煤礦井下的工作區(qū)域提供充足的新鮮空氣，并及時排出污濁空氣。煤礦通風系統(tǒng)是保證煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)安全運轉(zhuǎn)的重要組成部分，它既服務(wù)又制約著生產(chǎn)系統(tǒng)。為確保煤礦安全生產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和高產(chǎn)，提高抗災(zāi)能力，保障經(jīng)濟效益，必須使得通風系統(tǒng)保持最佳運行狀態(tài)。因此，建立完善合理的通風系統(tǒng)是煤礦安全高效生產(chǎn)的基本保證。

1 當前工作中存在的主要問題

1.1 地區(qū)之間發(fā)展不平衡

目前狀況下，我國的煤礦地下開采通風方面表現(xiàn)為地區(qū)發(fā)展不平衡，一些礦山雖然已經(jīng)拿到了相應(yīng)的安全許可證，但它在機械通風系統(tǒng)建設(shè)方面仍然存在著缺陷，需要對其進行進一步的整改與完善，這些礦山大多數(shù)集中在欠發(fā)達地區(qū)。不僅如此，很多欠發(fā)達地區(qū)的礦山至今仍未建立起機械通風系統(tǒng)，這樣一來，就大大增加了工作的難度，同時，專項整治任務(wù)也是十分的繁重。

1.2 部分地區(qū)行動遲緩、工作滯后

當前狀況下，仍然存在著少數(shù)地區(qū)沒有按照相關(guān)規(guī)定進度開展機械通風系統(tǒng)建設(shè)工作。這樣一來，這些地區(qū)的檢查工作仍然停留在企業(yè)自查自糾階段，不能與專項督查進行有效的使用，這對礦山地下開采工作的長期發(fā)展造成十分不利的影響。

1.3 部分地區(qū)礦山地下開采通風系統(tǒng)建設(shè)缺陷嚴重

這一方面的問題主要表現(xiàn)在如下幾個方面：①缺乏相應(yīng)的通風專業(yè)人員。一些小型礦山企業(yè)由于受到諸多方面的限制，同時為了追求利益最大化，而沒有按照相關(guān)的規(guī)定要求對專業(yè)的通風工作人員進行有效的配備。這樣一來，使其在對通風設(shè)備進行使用的過程中時常出現(xiàn)問題，主要表現(xiàn)在通風設(shè)備安裝位置不正確，通風構(gòu)筑物（風門、風橋、風窗）不完善，進而使得通風工作難以達到規(guī)定的要求。

②缺乏相應(yīng)的警示標志。臨時停工的巷道沒有設(shè)置柵欄和警示標志，盲巷或采空區(qū)沒有及時封閉，人員進入后易發(fā)生中毒窒息事故。

③存在較多通風系統(tǒng)漏洞。一些礦山?jīng)]有采用正確的采礦方法對礦產(chǎn)進行有效開采，同時，采掘具有較大程度的無序性。加上多年問題的積累，使得采場通風存在著較大的難度。同時，這些礦山中還存在著串聯(lián)風或利用空區(qū)、廢巷通風的現(xiàn)象。這樣一來，及時對機械通風設(shè)施進行了安裝，它所發(fā)揮的效果也不明顯。

④缺少必要測風、測塵的檢測手段。風質(zhì)、風速、風量無檢測依據(jù)，風機開停全憑經(jīng)驗、憑感覺。

2 通風系統(tǒng)的安全性

煤礦通風系統(tǒng)需要具有運行過程中保持其工作參數(shù)值穩(wěn)定可靠的能力，所謂通風系統(tǒng)的工作能力主要是指井下通風網(wǎng)絡(luò)的風量分配是否符合規(guī)定要求，這樣才能夠維持供應(yīng)煤礦井下巷道中所必需的滿足要求的清潔風量。安全生產(chǎn)中煤礦通風系統(tǒng)的重要性不容置疑，需要嚴格控制其工作能力，盡量避免煤礦生產(chǎn)中可能出現(xiàn)與通風系統(tǒng)有關(guān)的幾個問題：煤礦井下生產(chǎn)過程使用通風動力時，避免因考慮經(jīng)濟費用問題，而不能及時向作業(yè)區(qū)域提供保質(zhì)保量的新鮮風流；避免不能保證作業(yè)空間保持良好的氣候條件；避免不能使毒害氣體和礦塵降低到允許濃度；當發(fā)生災(zāi)害事故時，避免不能及時有效地控制風向和風量。由此，煤礦生產(chǎn)中綜合避免以上可能出現(xiàn)的問題，并將通風系統(tǒng)與其它措施結(jié)合，防止災(zāi)害擴大，進而消滅事故。

3 通風系統(tǒng)的穩(wěn)定性

煤礦通風系統(tǒng)是由井下縱橫交錯的巷道構(gòu)成的一個復(fù)雜系統(tǒng)，利用圖論理論將通風系統(tǒng)描述為一個由點、線及其屬性組成的系統(tǒng)，統(tǒng)稱為通風網(wǎng)絡(luò)。由于許多煤礦開采的自然條件惡劣，地質(zhì)條件構(gòu)造復(fù)雜，瓦斯涌出量變化大，因巷道及通風構(gòu)筑物的變化使通風系統(tǒng)成為一個復(fù)雜的系統(tǒng)。我國大型煤礦通風系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點近千個，網(wǎng)絡(luò)分支可達上千條，角聯(lián)分支占總分支數(shù)的比率可達15%～45%，全礦巷道長度約為50～200km，礦井通風設(shè)施數(shù)目幾十個，用風地點一般有15～40 個，甚至上百個。通風系統(tǒng)的輸入?yún)?shù)受到煤礦內(nèi)外生產(chǎn)條件的影響而發(fā)生變化，運行狀態(tài)會變得不穩(wěn)定，諸如供電網(wǎng)電壓波動引起風機不穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，通風系統(tǒng)的有效風量和工作風壓會受到影響；巷道出現(xiàn)高冒、突然坍塌阻塞和礦井火災(zāi)等事故；提升系統(tǒng)產(chǎn)生活塞風速，這些現(xiàn)象都會影響著煤礦通風系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。

4 礦井通風系統(tǒng)的優(yōu)化

4.1 選用新型的通風設(shè)備

隨著經(jīng)濟的發(fā)展以及科學技術(shù)水平的提高，一些新型通風系統(tǒng)初見活躍在市場當中，并受到了相關(guān)企業(yè)與人士的廣泛好評。在對通風設(shè)備進行選擇時，首先要對作業(yè)場地的具體條件進行充分的結(jié)合，然后再根據(jù)作業(yè)的特點對新型、高效、節(jié)能、運行平穩(wěn)的礦用風機進行有效的選擇。同時，通過對通風網(wǎng)路優(yōu)化技術(shù)進行一定程度上的利用，對礦井通風系統(tǒng)阻力、風量、主扇工況點進行有效的優(yōu)化。礦井等積孔較大時，應(yīng)選擇等積孔較大的大風量、低風壓風機，如K系列、DK系列、BD 系列等風機；在選擇通風設(shè)備時應(yīng)確保主扇連續(xù)運轉(zhuǎn)，電動機的型號、規(guī)格要匹配，使主扇能在10min內(nèi)使風流反向的措施。

4.2 階段通風網(wǎng)路優(yōu)化

一般情況下，在礦井的中后期，其通風系統(tǒng)較之于礦井前期具有更大的復(fù)雜性。因為礦井中后期的通風系統(tǒng)需要對巷道貫通點進行一定程度上的增加。這樣一來，串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)的數(shù)量大大增加，巷道失修，巷道斷面變大、分叉等，這些因素綜合起來導(dǎo)致了礦井中后期通風系統(tǒng)的復(fù)雜性。而隨著通風網(wǎng)路的逐漸復(fù)雜，通風的阻力發(fā)生了較大程度上的上升，進而使得采空區(qū)增多，地表陷落，廢損井巷增多，封閉不嚴，通風設(shè)施增加導(dǎo)致漏風嚴重。因此，需要對階段通風網(wǎng)路進行一定程度上的優(yōu)化。首先要加強通風管理，在各中段回風聯(lián)絡(luò)巷、采場天井等適當?shù)攸c，安裝風門、調(diào)節(jié)風扇等通風設(shè)施。同時，為了避免短路現(xiàn)象的發(fā)生，還應(yīng)該對廢舊巷道以及與采空區(qū)聯(lián)通的井巷道進行有效的關(guān)閉。這有這樣，才能夠?qū)ι畈扛鱾€工作面的有效風量進行有效的保證。

4.3 局部通風系統(tǒng)優(yōu)化

局部通風是礦井通風系統(tǒng)的重要組成部分，局部通風系統(tǒng)設(shè)計與優(yōu)化必須符合“安全可靠、經(jīng)濟合理、技術(shù)規(guī)范”的原則，應(yīng)因地制宜，充分利用現(xiàn)有設(shè)備，以便最經(jīng)濟地實現(xiàn)局部通風。

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