礦井通風(fēng)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

鐘 凱

（榆林職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 榆林 719000）

我國(guó)由礦工開(kāi)采的礦井占據(jù)總礦井?dāng)?shù)量的97%，作為礦井“血液循環(huán)系統(tǒng)”的通風(fēng)系統(tǒng)可以極大地提高礦工在進(jìn)行開(kāi)采工作的安全性。隨著現(xiàn)代礦井的建設(shè)越來(lái)越朝向安全高效的方向發(fā)展，過(guò)去簡(jiǎn)陋的礦井已經(jīng)不再存在，取而代之的是機(jī)械化程度更高的工作環(huán)境。在采用大量機(jī)械設(shè)備架設(shè)礦井的基礎(chǔ)上，礦井通風(fēng)技術(shù)也取得了很大的進(jìn)步。運(yùn)用了眾多新技術(shù)的現(xiàn)代通風(fēng)系統(tǒng)相比于之前更加低耗、安全和可靠，大力的推進(jìn)了我國(guó)礦井生產(chǎn)朝著高效化、集約化的方向發(fā)展。

1 國(guó)內(nèi)外礦井通風(fēng)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀對(duì)比

1.1 國(guó)內(nèi)礦井通風(fēng)技術(shù)現(xiàn)狀

礦井的通風(fēng)設(shè)計(jì)需要綜合利用多方面的技術(shù)，如通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算、風(fēng)流凈化與防塵、計(jì)算機(jī)模擬、礦井風(fēng)阻測(cè)定與數(shù)據(jù)處理等等。我國(guó)自建國(guó)起，進(jìn)行礦產(chǎn)的開(kāi)采工作后，便開(kāi)始研究通風(fēng)理論與技術(shù)。直到現(xiàn)在，已初步完成了對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量計(jì)算的理論體系，建立起傳質(zhì)方程用來(lái)計(jì)算不同作業(yè)面的紊流，在測(cè)定出現(xiàn)有通風(fēng)系統(tǒng)各井巷的通風(fēng)阻力的基礎(chǔ)上，計(jì)算井巷工作面污染濃度的方法取得了新的突破。

1.2 國(guó)外礦井通風(fēng)技術(shù)現(xiàn)狀

國(guó)外研究礦井通風(fēng)技術(shù)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)早于國(guó)內(nèi)，通過(guò)這些年的技術(shù)積累，其系統(tǒng)的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)要比國(guó)內(nèi)更高，由德國(guó)Turmag公司生產(chǎn)的最大礦用軸流主扇風(fēng)機(jī)直徑超過(guò)5m，700m3/s的輸出風(fēng)量，其單機(jī)風(fēng)壓便可以達(dá)到4500 Pa，裝置的最高效率可以達(dá)到86%，能夠通過(guò)多種方式調(diào)節(jié)動(dòng)葉角度，該公司所有系列的產(chǎn)品都會(huì)配備軸承監(jiān)控系統(tǒng)，傳統(tǒng)軸承的運(yùn)行時(shí)間超過(guò)了1.0×105h?，F(xiàn)在世界上較為先進(jìn)的動(dòng)葉可調(diào)軸流式主扇風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)由美國(guó)礦通通風(fēng)設(shè)備公司制造研發(fā)，通過(guò)接收安裝在井下的各類(lèi)傳感器信息來(lái)實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)軸流式風(fēng)機(jī)輸出的參數(shù)，聯(lián)合空調(diào)向井下輸運(yùn)，可很好地維持適宜的井下環(huán)境溫度。

2 發(fā)展趨勢(shì)

2.1 優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

礦井的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要包括一般分風(fēng)型、控制分風(fēng)型和自然分風(fēng)型，利用這三種類(lèi)型的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以有效控制當(dāng)前礦井的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。不僅如此，通過(guò)發(fā)展和創(chuàng)新現(xiàn)有的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以更有效地提高礦井的生產(chǎn)效率。

2.2 深井地層儲(chǔ)冷技術(shù)

實(shí)踐表明，采掘工作面的高溫環(huán)境會(huì)對(duì)礦井的生產(chǎn)效率產(chǎn)生影響。如果濕球溫度高于29℃，大多數(shù)工人會(huì)引起中暑癥狀進(jìn)而造成安全事故。如果采用空調(diào)機(jī)組來(lái)調(diào)節(jié)和改善地下工作面的高溫環(huán)境，會(huì)消耗大量的電能，大大增加礦井生產(chǎn)成本，不能在國(guó)內(nèi)外得到推廣和使用。

2.3 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的智能優(yōu)化設(shè)計(jì)

現(xiàn)階段礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)以?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)為主，影響礦井施工速度、生產(chǎn)時(shí)間和經(jīng)濟(jì)效益。近年來(lái)，人工智能的快速發(fā)展為礦井通風(fēng)的智能化發(fā)展提供了基礎(chǔ)保障。計(jì)算機(jī)在數(shù)值計(jì)算和定性分析中具有人類(lèi)大腦無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，人工智能使計(jì)算機(jī)在一定程度上按照人類(lèi)的思維模式來(lái)運(yùn)算，計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)了人類(lèi)的聯(lián)想、直覺(jué)、靈感等思維方式，通過(guò)計(jì)算機(jī)自我學(xué)習(xí)和自適應(yīng)優(yōu)勢(shì)建立起一個(gè)全智能、自動(dòng)化程度非常高的礦井通風(fēng)系統(tǒng)，可為智能通風(fēng)學(xué)的研究提供更豐富的經(jīng)驗(yàn)?，F(xiàn)階段，主要使用計(jì)算機(jī)來(lái)完善礦井通風(fēng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，特別是自動(dòng)化礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。

2.4 深井降溫技術(shù)研究

近年來(lái)，隨著對(duì)煤炭資源的開(kāi)采力度加大，淺埋煤層的煤炭資源逐步減少，采礦作業(yè)的開(kāi)采水平逐步加深。

2.5 深井環(huán)境監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)建立

近年來(lái)，煤礦開(kāi)采的采掘深度不斷加深，而且規(guī)模越來(lái)越大，作業(yè)時(shí)間延長(zhǎng)，這對(duì)礦井通風(fēng)技術(shù)提出了更高的技術(shù)要求。為了消除深井中日趨嚴(yán)重的的熱害，必須建立更多更長(zhǎng)的巷道，通風(fēng)系統(tǒng)中常規(guī)的檢測(cè)與管理技術(shù)已經(jīng)無(wú)法應(yīng)對(duì)，不能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)礦井下的各類(lèi)通風(fēng)參數(shù)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及應(yīng)用，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)建立起的礦井環(huán)境監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)，集合了風(fēng)量需求計(jì)算、作業(yè)面氣候預(yù)測(cè)等多種功能，極大地簡(jiǎn)化了深井中的開(kāi)采工藝，保障了深井開(kāi)采作業(yè)的安全性。

3 結(jié) 語(yǔ)

礦井的通風(fēng)技術(shù)在很大程度上影響到礦井開(kāi)采工作的安全性以及礦井的開(kāi)采深度，隨著近些年來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科技的快速發(fā)展，各種新型技術(shù)的加入使礦井通風(fēng)技術(shù)更加高效、可靠，降低了聲噪，提高了容量，對(duì)環(huán)境也更加友好，更能有力推動(dòng)我國(guó)煤炭行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。