談煤礦通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化及可靠性分析

顏　勍

（潞安集團(tuán)高河能源有限公司，山西　長治　046000）

談煤礦通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化及可靠性分析

顏勍

（潞安集團(tuán)高河能源有限公司，山西長治046000）

摘要：中國的70％的能量來源于煤礦，中國也是世界上最大的煤礦出口的國家。煤與中國工業(yè)和人們的生活都息息相關(guān)，煤礦事業(yè)的發(fā)展也為我國GDP的發(fā)展做出重大的貢獻(xiàn)，是關(guān)乎國計(jì)民生的事業(yè)。在煤礦事業(yè)發(fā)展中，保證煤礦安全一直是人們重視并致力于解決的一個(gè)問題。由于煤礦的過度開采，淺層煤礦的數(shù)量漸漸減少了，為了滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要和人們的生活需求，人們必須開采深層煤礦，安全隱患也增多不少。隨著煤礦開采范圍不斷擴(kuò)大,煤礦開采的深度逐漸增加,煤礦中的供風(fēng)距離越來越長,通風(fēng)阻力顯著增加,風(fēng)量不能滿足二水平同時(shí)生產(chǎn)要求。本文通過對通風(fēng)狀況的分析和通風(fēng)系統(tǒng)的探索，探討煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的最優(yōu)方案及其可靠性的評估，力求提高煤礦的安全質(zhì)量和工作效率，達(dá)到兩者的完美融合。

關(guān)鍵字：煤礦；通風(fēng)系統(tǒng)；優(yōu)化；方案；可靠性

1　煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的概況

煤是人們重要的能源之一，并且擁有悠久的歷史。對如今人類的社會(huì)發(fā)展以及文明的進(jìn)步有著重要的作用。早在新石器時(shí)代，就有將煤作為燃料使用的記錄。據(jù)記載，美國擁有它的第一個(gè)商業(yè)煤礦是維吉尼亞州的Midlothian，于1748年開始開采。隨著工業(yè)革命的開展，煤成為主要的能源，煤礦的數(shù)量大幅上漲，但是礦難的數(shù)量也與日俱增，并成為嚴(yán)重的社會(huì)問題。

而常見的礦難有：瓦斯爆炸、煤塵爆炸、瓦斯突出、透水事故、礦井失火、頂板塌方等。而煤礦的通風(fēng)系統(tǒng)在保障礦井安全方面有著非常重要的作用，它是煤礦礦井生產(chǎn)系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分，是煤礦安全事業(yè)中不可或缺的一部分。煤礦的通風(fēng)系統(tǒng)主要是由通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)、通風(fēng)動(dòng)力設(shè)施和通風(fēng)構(gòu)筑物三個(gè)子系統(tǒng)組成的。但是煤礦通風(fēng)系統(tǒng)并不是固定不變的，它的通風(fēng)方式、方法、風(fēng)流走向、通風(fēng)構(gòu)筑物等的不同，最后的效果也是不同的。

2　我國目前通風(fēng)系統(tǒng)存在的問題

煤礦的通風(fēng)系統(tǒng)由多種因素構(gòu)成，要找出通風(fēng)系統(tǒng)的最優(yōu)方案，必須對目前存在的問題進(jìn)行分析，才能具有針對性的提出解決措施。

（1）主要的通風(fēng)機(jī)效率不高。這主要是兩種原因：礦井采用的設(shè)備較差，效率不高；所選用的風(fēng)機(jī)性能與煤礦的通風(fēng)阻力狀況不匹配。這都導(dǎo)致礦井的通風(fēng)機(jī)的效率不高，不僅造成電能的浪費(fèi)，而且礦井的通風(fēng)效果不好。

（2）通風(fēng)的阻力大，分布不合理。由于風(fēng)量大而通風(fēng)斷面小，堆積物較多，風(fēng)速過大，風(fēng)向的通風(fēng)阻力過大。為了克服這種通風(fēng)阻力，礦井必須配備大功率的通風(fēng)機(jī)，這導(dǎo)致通風(fēng)機(jī)耗電量過高，礦井的通風(fēng)設(shè)置不合理。

（3）礦井的風(fēng)量不足。有的礦井由于全礦或采掘面供風(fēng)置不足、或風(fēng)流串聯(lián)次數(shù)多，往往造成某些地點(diǎn)瓦斯聚集、礦塵濃度超標(biāo)，這些直接威脅礦井工作者的生命安全。而這種情況在中小型礦井中發(fā)生較多，雖然有資金不足的原因，但這個(gè)問題不應(yīng)被忽視。需要做的是保障重要位置的有效供風(fēng)，減少漏風(fēng)，這可以防止瓦斯的積累，保證礦井的安全生產(chǎn)。

4）風(fēng)量調(diào)節(jié)方法不科學(xué)。由于主要通風(fēng)機(jī)的能力有剩余，一些中小礦井在投產(chǎn)的初期，通過放閘門的方法來減少礦井的進(jìn)風(fēng)量。雖然這種方法簡單并且容易實(shí)行，也能幫助離心式風(fēng)機(jī)節(jié)省一部分的電能，但采用調(diào)小風(fēng)機(jī)能力還是更節(jié)省電能一點(diǎn)。這種風(fēng)量調(diào)節(jié)方法降低了通風(fēng)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益，不符合最優(yōu)方案的要求。

（5）漏風(fēng)多。礦井的通風(fēng)系統(tǒng)是否完善還在于其是否能將足夠的、質(zhì)量高的風(fēng)送到指定的地點(diǎn)，但有些礦井的外部漏風(fēng)或內(nèi)部漏風(fēng)較多，有效風(fēng)量較少，經(jīng)濟(jì)效益較低。

（6）形成惡性循環(huán)。一些煤礦的通風(fēng)系統(tǒng)采用增阻式的調(diào)節(jié)方式，這種方式的缺點(diǎn)是容易導(dǎo)致增加風(fēng)量的采區(qū)風(fēng)量不能增加。為了解決這一缺點(diǎn)多把調(diào)節(jié)風(fēng)窗的面積任意的縮小，造成煤礦巷道的堵塞，進(jìn)一步導(dǎo)致礦井的總風(fēng)量減少，形成了這種惡性循環(huán)。

（7）一些煤礦的通風(fēng)設(shè)施設(shè)置不合理，且質(zhì)量較差，造成礦井的漏風(fēng)較多，有效風(fēng)量低，礦井的安全性低。

3　優(yōu)化煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的措施

一個(gè)好的煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)是系統(tǒng)簡單，運(yùn)行可靠、穩(wěn)定性高，能將足夠的風(fēng)量送到用風(fēng)地點(diǎn)，有效風(fēng)量高，通風(fēng)的阻力分布合理，易于調(diào)節(jié)，用風(fēng)地點(diǎn)獨(dú)立通風(fēng)。

合理選擇通風(fēng)機(jī)的類型。

我們知道通風(fēng)機(jī)不合理會(huì)造成通風(fēng)機(jī)的效率較低，所以為了提高效率，保證經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)該挑選合理的通風(fēng)機(jī)型號。通風(fēng)機(jī)是衡量煤礦通風(fēng)系統(tǒng)好壞的重要指標(biāo)，選擇合適的通風(fēng)機(jī)不僅能節(jié)約電能，而且能滿足礦井的生產(chǎn)要求。

3.1更換電機(jī)電機(jī)設(shè)備都是按達(dá)產(chǎn)后的通風(fēng)容易和困難時(shí)期最大需風(fēng)量、負(fù)壓選型設(shè)計(jì)的，但實(shí)際上有的礦井受地質(zhì)條件的限制，不能達(dá)到設(shè)計(jì)的產(chǎn)量。所以可以根據(jù)實(shí)際的要求更換電機(jī)，來提高電機(jī)的負(fù)荷率，提高經(jīng)濟(jì)效益。

3.2降低礦井的通風(fēng)阻力

建立通風(fēng)系統(tǒng)的重點(diǎn)是降低礦井的通風(fēng)阻力。首先對全礦井的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全面的調(diào)查和阻力的測定，然后在關(guān)鍵的地方進(jìn)行降阻。可以通過擴(kuò)大巷道斷面、降低巷道局部阻力、開掘新井巷，縮短通風(fēng)的長度來降低通風(fēng)的阻力。

3.3改造反風(fēng)設(shè)施和建設(shè)防爆蓋

由于一些閘門不嚴(yán)密、不到位，風(fēng)井口或防爆蓋不嚴(yán)密，一些通風(fēng)機(jī)常年漏風(fēng)，造成電能浪費(fèi)。所以為了改善這種情況，節(jié)約電能消耗，提高效率，應(yīng)將反風(fēng)設(shè)施及防爆蓋的漏風(fēng)降到最低，確定閘門鋼絲繩的長度，保證閘門到位。

3.4準(zhǔn)確測量和計(jì)算礦井的風(fēng)阻和風(fēng)量

通過測量礦井中的風(fēng)阻，可以使人們了解礦井中的風(fēng)阻的分布情況，提供實(shí)際的巷道通風(fēng)阻力系數(shù)和風(fēng)阻值，為通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)。注意選擇合適的測量方法和測量工具，盡量提高精確度，這對于計(jì)算有著重大的意義。

3.5科學(xué)調(diào)節(jié)礦井的風(fēng)量

風(fēng)量調(diào)節(jié)是做好通風(fēng)系統(tǒng)的重要內(nèi)容。做好風(fēng)量調(diào)節(jié)主要是布置好調(diào)節(jié)設(shè)施布置的位置，調(diào)節(jié)好參數(shù)的大小和調(diào)節(jié)設(shè)施數(shù)目的的合理性。

3.6加強(qiáng)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的管理

首先，加強(qiáng)對員工的安全技術(shù)培訓(xùn)，增加安全知識，提高安全意識；其次，應(yīng)建立通風(fēng)安全的管理制度，使對通風(fēng)的管理制度化、系統(tǒng)化。

4　結(jié)束語

煤礦的通風(fēng)系統(tǒng)是煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分，優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)，對于保障礦井的安全具有重要的意義。由于煤礦生產(chǎn)事業(yè)范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大，煤礦開采的深度的進(jìn)一步加深，原有的通風(fēng)系統(tǒng)不太適應(yīng)新的要求，所以通風(fēng)系統(tǒng)也要因時(shí)而變。所以人們應(yīng)針對通風(fēng)系統(tǒng)存在的問題，采取措施，優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)。有利于提高礦井的工作效率，也利于提高礦井的安全性和減少安全事故的發(fā)生，保證工作人員的生命安全，也利于社會(huì)的和諧和穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)：

［1］胡漢華,劉征,張民波.礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化的熵模糊可拓物元決策模型［J］.科技導(dǎo)報(bào),2011（04）.

［2］李向東,張慶華,陳忠明,余祿榮.龍灘煤礦通風(fēng)系統(tǒng)改造優(yōu)化方案的研究［J］.煤炭科學(xué)技術(shù),2010（12）.