煤礦采礦過(guò)程中通風(fēng)技術(shù)的改進(jìn)方法

王京斌

摘 要：近年來(lái)煤礦開(kāi)采過(guò)程中頻頻發(fā)生安全事故，而我國(guó)礦產(chǎn)資源開(kāi)采方式多為井工開(kāi)采，安全系數(shù)更低，如何在確保工作人員安全的前提下有效挖掘煤礦一直是人們研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。對(duì)煤礦采礦過(guò)程中通風(fēng)技術(shù)的改進(jìn)方法進(jìn)行研究，要利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)計(jì)算出風(fēng)量，從而優(yōu)化整個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)的布局，分區(qū)通風(fēng)，并且不能采用傳統(tǒng)的通風(fēng)方式，要應(yīng)用采煤工作面、掘進(jìn)工作面和多巷三種通風(fēng)方式。通過(guò)本文的研究可以發(fā)現(xiàn)給出的改進(jìn)方法能夠確保風(fēng)流能夠穩(wěn)定高效地流入煤礦中，保證開(kāi)采過(guò)程的安全性。

關(guān)鍵詞：煤礦采礦；通風(fēng)技術(shù)；改進(jìn)方法研究

中圖分類(lèi)號(hào)：TD724 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）01-0166-01

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)資源提出了越來(lái)越多的要求，礦產(chǎn)資源作為不可再生能源，如何安全有效地對(duì)其開(kāi)采一直是人們研究的熱點(diǎn)話(huà)題之一。由于我國(guó)獨(dú)特的煤層賦存條件，所以超過(guò)97%的煤礦開(kāi)采為井工開(kāi)采，而井工開(kāi)采過(guò)程必須要保證通風(fēng)，只有這樣才能確保安全生產(chǎn)，通風(fēng)系統(tǒng)是礦井安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)，通風(fēng)系統(tǒng)是礦井的“血液循環(huán)系統(tǒng)”。近年來(lái)，礦井建設(shè)逐漸走向現(xiàn)代化，各種煤礦機(jī)械化水平大幅提升，采礦工藝也更加完善，相關(guān)領(lǐng)域?qū)W者在礦井通風(fēng)方面做了深入的研究，我國(guó)礦井通風(fēng)技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。綜上所述，本文對(duì)煤礦采礦過(guò)程中通風(fēng)技術(shù)的改進(jìn)方法進(jìn)行研究，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)計(jì)算出風(fēng)量，然后對(duì)風(fēng)流進(jìn)行判斷，通過(guò)改變通風(fēng)系統(tǒng)布局和通風(fēng)方式，使通風(fēng)過(guò)程更加安全、可靠、低耗，確保風(fēng)流能夠穩(wěn)定高效地流入煤礦中，為開(kāi)采提供安全保障[1]。

1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)算煤礦通風(fēng)量

隨著礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜化，在進(jìn)行通風(fēng)之前必須要計(jì)算出煤礦的通風(fēng)量，目前網(wǎng)絡(luò)結(jié)算的方法已經(jīng)超過(guò)40種，結(jié)算理論也不斷成熟。由于通入礦井的一些風(fēng)量和風(fēng)阻無(wú)法預(yù)測(cè)，所以可以利用回路風(fēng)壓平衡關(guān)系判斷二者是否呈現(xiàn)線性關(guān)系[2]。過(guò)計(jì)算礦井總風(fēng)量和通路風(fēng)阻計(jì)算出各分支風(fēng)量，回路風(fēng)量法往往不會(huì)設(shè)定原始值，改進(jìn)了生成樹(shù)結(jié)構(gòu)，按照煤礦的需要分風(fēng)，大幅度提高了網(wǎng)絡(luò)解算速度。目前比較常用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)算法為INSA算法，能夠有效解決復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)函數(shù)和約束條件非凸、多變量的問(wèn)題，然后利用數(shù)值迭代算法求解，從而判斷煤礦的通風(fēng)量。

2 通風(fēng)系統(tǒng)布局優(yōu)化

通風(fēng)系統(tǒng)如果不合理將會(huì)導(dǎo)致礦井供風(fēng)不足，系統(tǒng)安全無(wú)法保證。近年開(kāi)采的礦井服務(wù)年限越來(lái)越長(zhǎng)，開(kāi)采深度也在逐年延伸，通風(fēng)線路不得不隨著礦井的加深而加長(zhǎng)，最長(zhǎng)甚至能達(dá)到1萬(wàn)m以上，而這樣會(huì)導(dǎo)致通風(fēng)阻力過(guò)大，通風(fēng)系統(tǒng)要反復(fù)不斷地維修改造。由于通風(fēng)不足導(dǎo)致的安全事故頻頻發(fā)生，國(guó)家對(duì)礦井建設(shè)的要求也在不斷提高，煤礦生產(chǎn)布局發(fā)生了很大變化。通風(fēng)系統(tǒng)不再集中在一個(gè)區(qū)域，而是轉(zhuǎn)變成對(duì)角邊界抽出式通風(fēng)模式。通風(fēng)系統(tǒng)要遵循“高倍安全系數(shù)礦井設(shè)計(jì)”及“井筒服務(wù)的安全半徑”的原則，優(yōu)化礦井內(nèi)部通風(fēng)口布局，確保通風(fēng)口數(shù)量達(dá)到要求，而且每個(gè)通風(fēng)口的安全半徑要在4km以下[3]。

煤礦內(nèi)部要進(jìn)行分區(qū)，各區(qū)要建設(shè)自己獨(dú)立的安全系統(tǒng)，需要特別指出的是通風(fēng)口要盡量增設(shè)輔助水平，這樣在形成通風(fēng)系統(tǒng)的同時(shí)，也能形成分水平通風(fēng)，工作人員在操控時(shí)更加方便，礦井安全生產(chǎn)系統(tǒng)也更加合理，為安全開(kāi)采奠定了基礎(chǔ)。通常井田礦區(qū)按方位可分為西區(qū)、東五、南區(qū)、北區(qū)4個(gè)盤(pán)區(qū)，并進(jìn)行獨(dú)立通風(fēng)，為其千萬(wàn)噸年產(chǎn)量提供了可靠的通風(fēng)保障。礦井內(nèi)部通風(fēng)系統(tǒng)布局如圖1所示。

3 優(yōu)化通風(fēng)方式

在優(yōu)化過(guò)全區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)后，也要改變通風(fēng)方式。傳統(tǒng)的通風(fēng)方式極容易受到外界不確定因素影響，而一旦這些通風(fēng)口不能正常通風(fēng)，工作人員就很有可能出現(xiàn)安全事故，甚至生命安全都無(wú)法保證。本文給出了三種優(yōu)化方式，如表1所示[4]。

采煤工作面通風(fēng)方式是一種U型的通風(fēng)方式，通風(fēng)系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單，只有1條進(jìn)風(fēng)巷道和1條回風(fēng)巷道，兩條巷道連通，一旦有漏風(fēng)點(diǎn)很容易發(fā)現(xiàn)，所以很難出現(xiàn)安全隱患。多巷通風(fēng)方式也是一種極具代表性的優(yōu)化方式，通風(fēng)巷道既有Y型，也有兩進(jìn)兩回雙U型，通常會(huì)布置2條條主進(jìn)風(fēng)巷，在每條主進(jìn)風(fēng)巷旁布置1條輔助進(jìn)風(fēng)巷和2條回風(fēng)巷，來(lái)輔助通風(fēng)工作。掘進(jìn)工作面通風(fēng)方式是針對(duì)大型礦井而生的一種通風(fēng)方式，這里的通風(fēng)巷道長(zhǎng)度達(dá)到5000m以上，巷道斷面達(dá)到20耐以上，這是為了保證能夠大量供風(fēng)，因?yàn)榇笮偷V井必須要有充分的進(jìn)風(fēng)量，才能保證氧氣充足。掘進(jìn)工作面通風(fēng)方式雙巷邁步推進(jìn)的方式，每隔一段距離就會(huì)設(shè)定兩個(gè)巷道，還要在巷道之間貫通聯(lián)絡(luò)巷，確保巷道與巷道之間的全壓通風(fēng)[5]。

上述三種不同的通風(fēng)方式針對(duì)不同的礦井，各自擁有不同的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，因此也可以同時(shí)使用，揚(yáng)長(zhǎng)避短，利用合理減阻、減漏、科學(xué)管理的方法控制煤礦通風(fēng)，從而解決超大斷面和超長(zhǎng)距離掘進(jìn)巷道的供風(fēng)難題。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本文的探討分析可以了解到井工開(kāi)采煤礦的方式本身安全系數(shù)較低，而由于我國(guó)獨(dú)特的位置環(huán)境，大多數(shù)煤礦都需要利用井工開(kāi)采，近年來(lái)安全事故更是頻頻發(fā)生，因此需要改進(jìn)煤礦采礦過(guò)程的通風(fēng)技術(shù)，要利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)計(jì)算出風(fēng)量，從而優(yōu)化整個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)的布局，分區(qū)通風(fēng)，并且不能采用傳統(tǒng)的通風(fēng)方式，要應(yīng)用采煤工作面和掘進(jìn)工作面兩種通風(fēng)方式。本文給出的改進(jìn)方法能夠確保風(fēng)流能夠穩(wěn)定高效地流入煤礦中，讓員工在一個(gè)安全的工作環(huán)境下進(jìn)行工作。

參考文獻(xiàn)

[1]郝惠科.探析煤礦采礦技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中存在的問(wèn)題[J].機(jī)械管理開(kāi)發(fā)，2014，29（1）：61-63.

[2]周仕來(lái)，劉勇.小煤礦在殘采復(fù)采過(guò)程中安全技術(shù)問(wèn)題分析與措施[J].煤礦安全，2010，41（6）：120-121.

[3]張新倉(cāng)，王瑞義.淺談煤礦通風(fēng)安全隱患與管理措施改進(jìn)[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2014，（12）：187-187.

[4]郭雙富.淺談高瓦斯煤礦采掘地帶通風(fēng)技術(shù)的改進(jìn)策略[J].能源與節(jié)能，2014，（6）：187-188.

[5]葛志強(qiáng).煤礦采掘過(guò)程中的采礦工藝與方法窺探[J].工業(yè)b，2015，（62）：00283-00283.endprint