煤礦井下通風系統(tǒng)優(yōu)化研究

薛補平

摘要：在礦井作業(yè)中，很多煤礦企業(yè)都會設(shè)置煤礦通風系統(tǒng)保障井下作業(yè)的安全，因此就要對煤礦井下通風系統(tǒng)進行不斷的優(yōu)化，這樣才能不斷提升煤礦井下作業(yè)的安全性。本文通過實際案例進行分析，希望通過本文的分析，能夠為煤礦井下通風系統(tǒng)的優(yōu)化提供一些參考意見。

關(guān)鍵詞：煤礦；通風系統(tǒng)；優(yōu)化改造；原則；要求；方案

工作人員在井下作業(yè)過程中受到環(huán)境中有毒氣體的影響極易發(fā)生安全事故，對工作人員的人身安全造成極大影響，因此就要不斷降低發(fā)生安全事故的概率。所以將井下的有毒氣體排放到地面上，保持井下各類氣體的濃度能夠維持在一個正常的水平，這樣能為井下作業(yè)人員提供一個安全的作業(yè)環(huán)境。因此就要不斷優(yōu)化煤礦井下通風系統(tǒng)，不斷提升煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益與社會效益。

1工程概述

本文是以某市的煤礦開采單位為例進行分析的，該礦井邊界的形狀不夠規(guī)則，通過測量發(fā)現(xiàn)南北寬度為4.5-18.5km，東西長為3.7-21.5km，面積達到215.34km2，煤炭的總儲量達到十分豐富，總共發(fā)現(xiàn)可開采的煤層有10層，采煤層主要分布在第二、第四與第五層。本礦井中總共有5個盤區(qū)。該礦井為低瓦斯礦井，礦井通風系統(tǒng)為抽出式，進風井主要有主斜井、排矸平硐與副平硐這三個進風井。排矸平硐回風井的回風量可達到17856m3/min，工業(yè)廣場回風井的回風量可達到8286m3/min，但是在實際應(yīng)用中存在通風線路長、風阻大，風量分配不合理等問題，對通風系統(tǒng)的可靠運行造成極大影響。

2礦井通風工作的重要性

由于在礦井生產(chǎn)作業(yè)過程中，井下的粉塵、有毒氣體會對人體造成極大傷害，同時也存在瓦斯爆炸等各類安全事故，這就要求企業(yè)要做好井下通風工作。礦井通風在實際的應(yīng)用中，能夠保持井下作業(yè)人員呼吸到新鮮空氣，減少有害氣體或者粉塵的吸入量。同時也是嚴格遵守煤礦安全施工相關(guān)規(guī)定的要求。當井下發(fā)生火災(zāi)時，需要在礦井通風的幫助下，為工作人提供逃生的機會，將井下作業(yè)的危害程度降到最低。因此在煤礦井下作業(yè)過程中，通風系統(tǒng)是十分重要的內(nèi)容，并且也能保證井下作業(yè)人員的人身安全與財產(chǎn)安全，將對企業(yè)的不良影響降到最低。這樣才能促進企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，保證企業(yè)的經(jīng)濟效益與社會效益。

3通風系統(tǒng)存在的不足

3.1通風線路長、風阻大

在本案例中目前的通風系統(tǒng)，在廣場的回風井，主要是對4號煤層的通風工作進行負責，2號煤層的通風工作是由排矸平硐回風井負責的。但是通風線路較長，在通風過程中阻力較大，并且煤層極易發(fā)生自燃，這樣就造成極大的安全隱患。

3.2風量分配不合理

礦井在設(shè)計中，最先采用的通風方式為“U”型，但是由于瓦斯在工作面上的集聚，設(shè)計人員又將通風方式進行優(yōu)化，改造為“Y”型，在這樣的通風方式下，風流需要經(jīng)過多個過程才能回到總回風巷。在企業(yè)煤炭開采的不斷進行過程中，通風線路也在發(fā)生變化，同時也變得更加復雜，如果在開采煤炭過程中，目前的通風量是遠遠不夠[1]。

3.3其他問題

就目前的情況來看。通風網(wǎng)絡(luò)比較復雜，并且在井下發(fā)生火災(zāi)之后，會將火災(zāi)范圍擴大，減弱火災(zāi)抵抗能力。由于通風線路設(shè)計較長，這就使得某一個位置的溫度過高，會給煤炭開采工作帶來極大安全隱患，同時也會對企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展造成極大阻礙。

4通風系統(tǒng)優(yōu)化研究

4.1優(yōu)化方案

通風系統(tǒng)的優(yōu)化工作具有一定的復雜性與專業(yè)性，并且要對目前礦井的通風方式與生產(chǎn)方式進行系統(tǒng)的、科學的分析，這樣才能對通風系統(tǒng)進行有效的優(yōu)化。

4.1.1第一種優(yōu)化方案：在現(xiàn)有的通風條件下，對通風方式進行調(diào)整，保證在工作面上的回風巷的風流能夠在進入排矸平硐回風井時，經(jīng)過邊界巷，并且保證工作面由兩個風機同時負責[2]。

4.1.2第二種優(yōu)化方案：對通風系統(tǒng)進行調(diào)整，將原有的分煤層回風進行改造，并且以分盤區(qū)回風方式呈現(xiàn)。2號與4號的一盤區(qū)，回風任務(wù)由工業(yè)廣場副斜井進行負責，在2號與4號的兩個盤區(qū)的回風任務(wù)是由排矸平硐回風井風機進行負責的。下面就對二者在優(yōu)化后的效果進行對比：

第一種優(yōu)化方案的優(yōu)勢：在對通風系統(tǒng)進行優(yōu)化過程中工程量較小，只要進行兩處施工便可完成優(yōu)化工作[3]。第二種優(yōu)化方案的優(yōu)勢：通過優(yōu)化之后，能夠?qū)崿F(xiàn)獨立通風，并且可靠性得到有效增加。對系統(tǒng)進行優(yōu)化之后，通風路徑明顯縮短，這樣就能有效降低風阻，并對原來通風系統(tǒng)中存在的問題進行合理解決。

第一種優(yōu)化方案的劣勢：無法保證兩套通風系統(tǒng)的獨立，并且在應(yīng)用中抗干擾效果較差，并且通風線路較長，對原有通風系統(tǒng)中的問題未能有效解決。第一種優(yōu)化方案的劣勢：在本方案下對工程的改造量較大，需要施工的地方為4個，需要拆除的地方也達到3個，并且后期對風機的更換概率較大[4]。

4.2實施方案

在對第二種方案通風系統(tǒng)進行優(yōu)化過程中，需要按照以下步驟進行施工：

第一，對2號與4號的煤層總回風巷與回風暗斜井間的密閉進行啟動；第二，將調(diào)節(jié)窗設(shè)置在在2號煤層的2盤區(qū)的回風巷與回風井中間；第三，砌設(shè)一堵密閉回風順槽在4號煤層的4盤區(qū)；第四，將風門設(shè)置在4號煤層的2盤區(qū)的主回風與聯(lián)巷中間；第五，將位于4號煤層的2盤區(qū)的風窗進行拆除；第六，將位于2號煤層的2盤區(qū)的密閉進行拆除，并且在3聯(lián)巷中增設(shè)密閉[5]。

4.3優(yōu)化后通風效果檢驗

通風系統(tǒng)經(jīng)過優(yōu)化之后需要對其應(yīng)用效果進行檢驗，在檢驗中發(fā)現(xiàn)，能夠?qū)⒃械耐L線路縮短到5000m，并將能夠?qū)L機負壓有效降低150Pa。同時在優(yōu)化之后，對回風井的工作進行明確，這樣就能防止出現(xiàn)通風線路交叉的情況，這樣就能保證通風網(wǎng)絡(luò)的簡單化，進而提升通風系對各種災(zāi)害的抵抗能力，并且能夠滿足企業(yè)的發(fā)展需求。

5礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化的原則與要求

5.1礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化原則

在對礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化時，需要嚴格按照以下幾個原則進行操作：第一，在通風系統(tǒng)布置與優(yōu)化過程中一定要保證網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的簡單性，并且保持良好的經(jīng)濟效益與通風效果；第二，首先要確定優(yōu)化設(shè)計方案，確定優(yōu)化技術(shù)，保證設(shè)計方案能夠促進優(yōu)化作業(yè)的順利進行；第三，保證對通風系統(tǒng)進行優(yōu)化之后，滿足基本的可靠性與穩(wěn)定性，并且要保證在通風過程中的安全性；第四，保證通風系統(tǒng)優(yōu)化之后能夠滿足礦井的生產(chǎn)環(huán)境與條件，并且要在相關(guān)法律法規(guī)的基礎(chǔ)上保證通風系統(tǒng)的安全性。

5.2礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化要求

礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化過程中需要滿足以下幾個方面的要求：第一，能夠為井下提供新鮮的空氣，保證井下作業(yè)的有序進行；第二，在通風系統(tǒng)布設(shè)過程中要保證穩(wěn)定的風流，并且要以簡單化為目標，提升管理的便捷性；第三，一定能遇到突發(fā)狀況，要立撤離相關(guān)工作人員，保證對風流進行有效的控制；第四，較低的維護成本，這樣才能提升企業(yè)的經(jīng)濟效益。

6結(jié)語

煤礦井下通風系統(tǒng)的優(yōu)化具有重要意義，能夠保證井下作業(yè)人員的人身與財產(chǎn)安全，降低發(fā)生安全事故的概率。因此在通風系統(tǒng)優(yōu)化過程中，要認識到煤礦井下通風系統(tǒng)的重要性，并對目前使用的通風系統(tǒng)中存在的不足進行研究，進而通過合理的優(yōu)化方案不斷提升煤礦井下通風系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性，進而促進我國煤礦企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

[1]劉建新. 煤礦礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化策略分析[J]. 商品與質(zhì)量，2017（24）：00103-00103.

[2]王利民. 多風井礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化改造[J]. 能源與節(jié)能，2017（8）：72-73.

[3]趙秋峰. 淺析煤礦基建期間通風系統(tǒng)優(yōu)化[J]. 江西煤炭科技，2018（1）：91-93.

[4]黃峰. 礦井通風技術(shù)及通風系統(tǒng)優(yōu)化案例分析[J]. 內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟，2017（13）：108-109.

[5]王志高. 煤礦通風系統(tǒng)的安全性及優(yōu)化設(shè)計[J]. 能源與節(jié)能，2018（6）：54-55.

（作者單位：陜西延長石油集團橫山魏墻煤業(yè)有限公司）