芻議井下采礦礦井通風(fēng)節(jié)能技術(shù)

黃維

摘要：在礦井工作中，通風(fēng)設(shè)備的設(shè)置是至關(guān)重要的，礦井通風(fēng)機(jī)也成為了礦井通風(fēng)的必要裝備。但是，由于礦井工作時(shí)間長，需要通風(fēng)的時(shí)間長，所以礦井通風(fēng)機(jī)的工作量大，耗電量也大。文章首先對礦井通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行介紹，之后分析了現(xiàn)階段礦井通風(fēng)系統(tǒng)存在的問題，最后對礦井通風(fēng)節(jié)能技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容展開了研究。

關(guān)鍵詞：井下采礦；礦井通風(fēng)；節(jié)能技術(shù)

引言

礦產(chǎn)企業(yè)除了要注重礦產(chǎn)生產(chǎn)效率和質(zhì)量工作的提升外，也要關(guān)注礦井下通風(fēng)節(jié)能技術(shù)的高效應(yīng)用。眾所周知，礦井下存在大量有毒有害氣體，會直接威脅采礦人員的生命安全，為了保障采礦工作安全、持續(xù)開展，礦產(chǎn)企業(yè)要采取先進(jìn)的通風(fēng)節(jié)能技術(shù)，不斷優(yōu)化改良通風(fēng)系統(tǒng)，稀釋并排放有害氣體，從而為礦井工作人員創(chuàng)建健康的工作環(huán)境。

1礦井通風(fēng)系統(tǒng)相關(guān)內(nèi)容介紹

1.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)概述

礦井主通風(fēng)機(jī)一般有兩種，一種是軸流式風(fēng)機(jī)，這種風(fēng)機(jī)通過比較簡單的方式如直接改變通風(fēng)轉(zhuǎn)速或者調(diào)整葉片轉(zhuǎn)動角度等，就能實(shí)現(xiàn)通風(fēng)量的調(diào)整，并且剛好適用于當(dāng)前大多數(shù)礦井負(fù)壓大、風(fēng)量大的普遍特點(diǎn)；另外不論通風(fēng)區(qū)域大小，軸流式風(fēng)機(jī)都足以實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)轉(zhuǎn)的目標(biāo)，還能通關(guān)調(diào)整達(dá)到反風(fēng)功能。另一種是離心式風(fēng)機(jī)，它持有的優(yōu)點(diǎn)是購買成本低、產(chǎn)生噪音小且運(yùn)行效率較高，缺點(diǎn)是所需的占地范圍大，風(fēng)流調(diào)節(jié)也沒有軸流式風(fēng)機(jī)簡單便捷，且只能通過反風(fēng)道實(shí)現(xiàn)反風(fēng)，漏風(fēng)問題較為常見。

1.2節(jié)能礦井主通風(fēng)機(jī)研究的應(yīng)用價(jià)值

礦井的生產(chǎn)過程是一個不穩(wěn)定的過程，一般是產(chǎn)量由低到高，逐漸增加。所以在礦井生產(chǎn)初期，開拓的礦井區(qū)域較小，通風(fēng)的需求量也較小，并且這時(shí)產(chǎn)生的通風(fēng)阻力小，但是一旦產(chǎn)量增加到一定程度，巷道所需的通風(fēng)量就會隨之增大，而且通風(fēng)阻力也會增大。由于在后期中使用通風(fēng)機(jī)的工作量大，需要消耗的電量和風(fēng)力大，所以，對礦井通風(fēng)機(jī)節(jié)能性進(jìn)行研究，是對現(xiàn)實(shí)問題的研究，是非常具有現(xiàn)實(shí)應(yīng)用價(jià)值的。

2礦產(chǎn)行業(yè)礦井通風(fēng)存在的問題

2.1通風(fēng)構(gòu)筑物施工管理水平低

部分礦產(chǎn)企業(yè)管理部門往往將工作重心放在礦物開采環(huán)節(jié)，忽視了對礦井通風(fēng)的監(jiān)管工作。導(dǎo)致企業(yè)通風(fēng)構(gòu)筑物的施工、管理工作流于形式，通風(fēng)構(gòu)筑物整體對礦井風(fēng)量調(diào)節(jié)質(zhì)量和效率偏低，時(shí)常會發(fā)生漏風(fēng)、串風(fēng)等問題，使礦井下的通風(fēng)阻力變大，不利于通風(fēng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行使用。

2.2通風(fēng)系統(tǒng)不夠完善

由于市場上存在一些礦產(chǎn)企業(yè)過于追求經(jīng)濟(jì)效益的情況，進(jìn)而忽視了通風(fēng)系統(tǒng)的創(chuàng)新與完善，直接導(dǎo)致通風(fēng)系統(tǒng)落后，無法滿足整個行業(yè)的發(fā)展需求，無法保障礦物資源開采過程的安全可靠性。通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不科學(xué)合理會直接造成礦井下的通風(fēng)受到阻礙，引起安全事故，威脅工作人員的生命安全。礦井下CO來源于高含量的瓦斯，一旦礦井的CO濃度上升至界點(diǎn)，就會導(dǎo)致作業(yè)人員中毒，情況嚴(yán)重時(shí)會發(fā)生爆炸事故。

2.3通風(fēng)節(jié)能設(shè)備落后

由于企業(yè)通風(fēng)設(shè)備研發(fā)與購進(jìn)投資力度不大，導(dǎo)致礦井下運(yùn)行通風(fēng)設(shè)備未能得到及時(shí)更新，通風(fēng)效率偏低，使礦產(chǎn)井下的通風(fēng)阻力越來越大。落后的通風(fēng)設(shè)備已無法滿足現(xiàn)代礦井的生產(chǎn)作業(yè)，進(jìn)一步加大開采作業(yè)的危險(xiǎn)系數(shù)，降低開采作業(yè)的質(zhì)量和效率。礦產(chǎn)企業(yè)仍在使用傳統(tǒng)的通風(fēng)設(shè)備，不具備良好的節(jié)能效果，整體資源消耗大，造成礦井通風(fēng)效果差，大量有害有毒氣體得不到稀釋排放，作業(yè)人員容易出現(xiàn)中毒傷亡現(xiàn)象。

3礦井通風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)研究

3.1自動化控制系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

3.1.1自控系統(tǒng)概述

自控系統(tǒng)通過設(shè)立監(jiān)控分站，對分站進(jìn)行分散檢測和集中控制，實(shí)時(shí)檢測其溫度、風(fēng)量、風(fēng)壓和毒氣含量，并通過相關(guān)檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行推算從而得出礦產(chǎn)風(fēng)量的分布情況，通過此方式制定出合理的風(fēng)量控制方案，并合理控制通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量。

3.1.2自動化控制系統(tǒng)基本組成

組成自控系統(tǒng)的三大部分包括：傳感器系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)和中央控制系統(tǒng)。

第一，傳感器系統(tǒng)。信號發(fā)生器，主要負(fù)責(zé)自動化控制系統(tǒng)的信號傳輸與接收，包括監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和指令。同時(shí)還可通過頻分制和時(shí)分制進(jìn)行多路信號的輸送，因其電路簡單、故障發(fā)生頻率低，被廣泛應(yīng)用；檢測元件，主要是為了控制通風(fēng)量，進(jìn)而對礦井環(huán)境和通風(fēng)機(jī)分量進(jìn)行監(jiān)測，主要測量內(nèi)容有溫度、風(fēng)量、風(fēng)壓等數(shù)據(jù)。檢測風(fēng)量可通過放置在已測定斷面積的風(fēng)速檢測原件進(jìn)行，檢測原件包括恒溫風(fēng)速儀、流式風(fēng)速儀等。

第二，通風(fēng)系統(tǒng)。調(diào)節(jié)風(fēng)量有以下兩種方式：首先，通過百葉窗等的角度來控制和調(diào)節(jié)風(fēng)量。其中葉片的信號通過頻率發(fā)送器傳輸至地面控制室，地下室也可通過信號的輸送而轉(zhuǎn)動葉片；其次，通過變頻裝置來改變通風(fēng)機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。此外，井下局部定時(shí)控制通風(fēng)機(jī)，還可通過爆破沖擊開關(guān)來實(shí)現(xiàn)自動通風(fēng)。

第三，中央控制系統(tǒng)。因微型計(jì)算機(jī)的接口多、擴(kuò)展性高，被廣泛應(yīng)用于自動控制中，因此被作為中央控制系統(tǒng)的核心裝備。其優(yōu)點(diǎn)是能有效優(yōu)化控制系統(tǒng)。中央系統(tǒng)的任務(wù)還包括：向監(jiān)測站發(fā)出監(jiān)控要求；處理反饋信息；修改所獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)；根據(jù)計(jì)劃方案發(fā)出相對應(yīng)的信號指令，并實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行情況，如發(fā)生故障要及時(shí)處理。

3.2礦井新型風(fēng)流調(diào)控設(shè)施分析

礦井新型風(fēng)流調(diào)控設(shè)施-礦用空氣幕，具有隔斷風(fēng)流、引射風(fēng)流和對風(fēng)流增阻等多種調(diào)控風(fēng)流作用，通過將其有效的設(shè)置于巷道的硐室內(nèi)，能夠?qū)ΦV井內(nèi)的風(fēng)量進(jìn)行科學(xué)合理的分配，進(jìn)而有效提高礦井內(nèi)的通風(fēng)質(zhì)量。礦用空氣幕是由風(fēng)機(jī)、供風(fēng)器以及整流器三部分組成。通過將供風(fēng)器的出風(fēng)口與巷道軸線保持30°的夾角，由風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的分流經(jīng)由供風(fēng)器能夠以較高的風(fēng)速按照一定的方向進(jìn)行噴射，進(jìn)而形成一股扁平射流。同時(shí)，由于空氣幕設(shè)置在巷道硐室內(nèi)，能夠顯著降低對大型設(shè)備運(yùn)行和工作人員通行造成的不利影響，為井下生產(chǎn)的順利進(jìn)行提供可靠的保障。

4礦井通風(fēng)系統(tǒng)自控系統(tǒng)的功能和優(yōu)勢

自控系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于以下各個方面：第一，實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)。監(jiān)測風(fēng)量、風(fēng)壓、有毒氣體的含量等；第二，繪制趨勢曲線。把獲取的數(shù)據(jù)利用曲線表示，使工作人員充分了解系統(tǒng)狀況；第三，制定數(shù)據(jù)報(bào)表。各種報(bào)告需按報(bào)告格式打印，以便于技術(shù)人員方便地對數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢；第四，檢測故障并及時(shí)處理。當(dāng)通風(fēng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，通過系統(tǒng)自檢，問題不大即可重啟，但重啟失敗則要記下參數(shù)以供日后參考；第五，發(fā)生故障時(shí)應(yīng)自動報(bào)警和進(jìn)行診斷，應(yīng)對系統(tǒng)設(shè)置上限和下限的報(bào)警條件，使發(fā)生故障時(shí)能自己報(bào)警，讓工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并作出處理；第六，設(shè)置安全機(jī)制，對系統(tǒng)操作人員設(shè)置不同的使用權(quán)限，不同的權(quán)限設(shè)置不同的密碼，以此提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。

結(jié)語

礦產(chǎn)企業(yè)要想保障開采過程的安全、穩(wěn)定，源源不斷地為社會輸送高質(zhì)量的礦物資源，就必須積極引進(jìn)先進(jìn)的通風(fēng)節(jié)能技術(shù)，不斷提升礦井的通風(fēng)效果，降低通風(fēng)設(shè)備的能源損耗，提高礦物開采的效率和安全性，為企業(yè)創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟(jì)效益，最大程度滿足社會對礦產(chǎn)資源的需求，推動國家經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展。

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