煤礦礦井通風(fēng)節(jié)能技術(shù)研究

楊飛飛

（山西蘭花沁裕煤礦有限公司， 山西 晉城 048200）

1 煤礦礦井通風(fēng)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的重要意義

1.1 有利于促進(jìn)山西省煤礦行業(yè)的健康發(fā)展

煤礦是推動(dòng)山西省經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展的重要資源，所以，煤礦行業(yè)的健康發(fā)展就會(huì)對山西省經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展有著直接的影響。人們在生活當(dāng)中的許多生產(chǎn)活動(dòng)都需要依靠礦產(chǎn)資源，只有保證礦產(chǎn)資源得到有效的開采，才能夠保證人們正常生活的運(yùn)行，這就需要山西蘭花沁裕煤礦有限公司（以下簡稱“蘭花沁裕煤礦”）盡可能去滿足社會(huì)對于該公司礦產(chǎn)資源的多方面需求，而針對于煤礦的通風(fēng)節(jié)能技術(shù)有利于保證礦井生產(chǎn)環(huán)境的良好，進(jìn)而有效地保證礦產(chǎn)資源得到不斷的開采與運(yùn)輸，最終為企業(yè)創(chuàng)造客觀的經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展。

1.2 有利于提高山西省煤礦礦井開采作業(yè)的安全性

煤礦行業(yè)是在社會(huì)各行業(yè)當(dāng)中較為危險(xiǎn)的開采行業(yè)，在對煤炭資源進(jìn)行開采的過程中，工作人員將隨時(shí)有可能喪失生命，因此，蘭花沁裕煤礦必須重視開采過程的安全。一般情況下，礦井內(nèi)部都存在有較為常見且對人體有害的氣體，當(dāng)這些氣體在礦井當(dāng)中過量時(shí)，在礦井內(nèi)工作的人員有就會(huì)有中毒的現(xiàn)象，嚴(yán)重則導(dǎo)致礦井爆炸事故的發(fā)生。所以必須利用通風(fēng)技術(shù)來對礦井內(nèi)的有害氣體進(jìn)行及時(shí)排除，使這些有害氣體的濃度得以降低，從而為礦井內(nèi)工作人員提供良好的開采環(huán)境[1]。

1.3 有利于降低資源消耗，提高煤炭開采效率

礦井的通風(fēng)是進(jìn)行煤礦開采的重要環(huán)節(jié)，受到了蘭花沁裕煤礦的極大重視。在礦井通風(fēng)通常需要消耗大量的資源，通過利用這一節(jié)能技術(shù)有利于降低資源的消耗，從而有效提高煤礦開采的正常效率。隨著山西省對于煤礦的過度開采使煤礦生產(chǎn)的地質(zhì)環(huán)境越來越糟糕，導(dǎo)致山西省通風(fēng)作業(yè)的運(yùn)行難度大大提升。所以對通風(fēng)節(jié)能技術(shù)的分析與研究變得更加重要。

2 對礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)的研究

礦井通風(fēng)是煤礦用電的重要項(xiàng)目。就目前來說，山西省煤礦通風(fēng)的電耗一般占到礦井所用電總量的1/5左右，而山西省的大部分能源都仍然處于緊缺狀態(tài)，并且，煤炭在行業(yè)當(dāng)中也處于虧損的狀況，礦井通風(fēng)的能耗將使得企業(yè)的負(fù)擔(dān)大大增加，從而使經(jīng)濟(jì)效益受到不良影響。所以，蘭花沁裕煤礦應(yīng)該對礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)進(jìn)行仔細(xì)的研究與分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)煤礦通風(fēng)節(jié)能的重要目標(biāo)。而以下的數(shù)據(jù)可作為礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)研究當(dāng)中的重要數(shù)據(jù)來深入研究，該例主要是針對山西省的煤礦來做研究，僅供參考。

蘭花沁裕煤礦的某個(gè)礦區(qū)現(xiàn)在一共有四個(gè)中小型礦井，可以將這些礦井具體以編號來記作：1、2、3、4，而這些礦都使用了傳統(tǒng)的通風(fēng)設(shè)計(jì)，在對主扇進(jìn)行選型時(shí)，除了應(yīng)該符合負(fù)壓變化值之外，還應(yīng)該滿足具體的通風(fēng)要求。因?yàn)榍捌谘b機(jī)容量比較大，大部分礦井在投產(chǎn)之后的幾年或者十幾年都用到了小輪葉角或者進(jìn)行低轉(zhuǎn)倍速運(yùn)動(dòng)，效率較低且消耗的能量較大。具體的通風(fēng)設(shè)備運(yùn)行狀況如下頁表1。

近幾年來，馬爾茲瓦爾礦的通風(fēng)設(shè)計(jì)方式在蘭花沁裕煤礦運(yùn)用十分廣泛，通過馬爾茲瓦爾礦的發(fā)展來對最新的通風(fēng)技術(shù)進(jìn)行論證。具體方式是：按照一個(gè)被簡單化后的礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，通過計(jì)算機(jī)程序來對不同規(guī)格的地面主扇配合大小不同、位置不同的井下輔扇共同運(yùn)行情況來進(jìn)行分析。

表1 礦井通風(fēng)設(shè)備相關(guān)參數(shù)要求

表2 計(jì)算機(jī)程序?qū)Σ煌?guī)格地面主扇的井下輔扇共同運(yùn)行控制情況

通風(fēng)的費(fèi)用與風(fēng)量的立方是成正比的，當(dāng)風(fēng)量加大一倍時(shí)，通風(fēng)電費(fèi)也就應(yīng)該在原有的基礎(chǔ)上提高七倍。過度加大裝機(jī)容量就會(huì)導(dǎo)致礦井初期設(shè)備利用的不合理，導(dǎo)致初期投資量較大、調(diào)荷節(jié)電困難等其他問題[2]。而山西省存在有很多礦井長期達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，因此也導(dǎo)致以上現(xiàn)象與問題更加突出。礦井初期一般都在十年往上，假如按這一階段的通風(fēng)網(wǎng)路來設(shè)計(jì)主扇，將永久選型的大風(fēng)機(jī)作為初期備用的扇風(fēng)機(jī)，對葉輪的角度以及轉(zhuǎn)速都進(jìn)行必要的調(diào)節(jié)，這樣既能滿足于備用期間主扇相同的工況又可以極大改善正常通風(fēng)的設(shè)備適應(yīng)性。屆時(shí)原主扇假如在備用上不能滿足具體需要，將電機(jī)和整套風(fēng)機(jī)進(jìn)行改裝也較為劃算的，而在施工技術(shù)上也不會(huì)存在有太大的困難。對低瓦斯的小型礦井應(yīng)該具體問題具體分析，堅(jiān)持一切從實(shí)際情況出發(fā)。

3 蘭花沁裕煤礦礦井通風(fēng)中所存在的重要問題

3.1 通風(fēng)節(jié)能設(shè)備不先進(jìn)

因?yàn)樘m花沁裕煤礦在通風(fēng)設(shè)備的研發(fā)與構(gòu)建中所投資金的數(shù)目較大，造成礦井下所運(yùn)行的通風(fēng)設(shè)備不能夠得到及時(shí)更新，最終使煤礦井下的通風(fēng)阻力變得更大。落后于現(xiàn)代科技社會(huì)的通風(fēng)設(shè)備已經(jīng)不能夠滿足現(xiàn)代化礦井的正常生產(chǎn)，只會(huì)造成在生產(chǎn)過程中的開采危險(xiǎn)發(fā)生，緊接著影響所開采礦產(chǎn)的質(zhì)量與效率。而大多數(shù)的煤礦企業(yè)現(xiàn)在仍然還在使用較為傳統(tǒng)的通風(fēng)設(shè)備，節(jié)能效果也不夠好，由于通風(fēng)效果較差導(dǎo)致礦井中的有害氣體不能夠及時(shí)排出，很容易使工作人員在工作中出現(xiàn)中毒的現(xiàn)象。

3.2 礦井出現(xiàn)漏風(fēng)問題

蘭花沁裕煤礦要求自身必須足夠重視礦井漏風(fēng)的問題，只有這樣才能夠確保礦井通風(fēng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。礦井的漏風(fēng)問題會(huì)直接導(dǎo)致煤礦井下的有效風(fēng)量大大減少，使礦井中的空氣不能得到有效的流通、有毒氣體的濃度升高，使得公司的開采人員在工作中容易受到這些有害氣體的影響。除此之外，漏風(fēng)的問題會(huì)導(dǎo)致通風(fēng)設(shè)備能源消耗的大大增加，在電機(jī)負(fù)荷增重的同時(shí)還會(huì)使煤炭企業(yè)的運(yùn)營成本得到提高[3]。

3.3 沒有建立起較為完善的通風(fēng)系統(tǒng)

目前市場上的很多企業(yè)都過分重視自身利益的提高而忽視了對通風(fēng)系統(tǒng)的完善，這樣就造成了通風(fēng)系統(tǒng)出現(xiàn)明顯的落后現(xiàn)象，導(dǎo)致整個(gè)行業(yè)的發(fā)展需求得不到滿足，最終無法保證煤礦開采過程的絕對安全。當(dāng)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不夠合理時(shí)，也會(huì)使礦井下的通風(fēng)受到阻礙，從而增加事故發(fā)生的頻率，人民的生命安全受到威脅。煤礦井下的有害氣體主要來源于瓦斯，當(dāng)一氧化碳濃度超出臨界點(diǎn)時(shí)，就會(huì)危害人體生命安全，甚至導(dǎo)致瓦斯爆炸。

4 以蘭花沁裕煤礦為例分析礦井通風(fēng)節(jié)能技術(shù)的優(yōu)化與應(yīng)用

4.1 選擇較為合理的通風(fēng)方式

蘭花沁裕煤礦認(rèn)為煤礦行業(yè)應(yīng)用范圍最廣的通風(fēng)方式是機(jī)械通風(fēng)，該方式能夠最大程度地滿足現(xiàn)代化開采煤礦作業(yè)的具體需要，確保煤礦能夠安全穩(wěn)定地一直開采下去。而機(jī)械通風(fēng)的方式主要包括了對角式、中央分列式和混合式。企業(yè)需要依據(jù)煤礦的實(shí)際地質(zhì)環(huán)境來對通風(fēng)方式進(jìn)行科學(xué)合理的選擇。通常情況下，混合式的通風(fēng)主要在多煤層以及體積較大的煤層中進(jìn)行應(yīng)用，而中央分列式的通風(fēng)安全系數(shù)較高，但其適用率較低。

4.2 創(chuàng)新設(shè)計(jì)煤礦的通風(fēng)系統(tǒng)

對于蘭花沁裕煤礦來說應(yīng)該加大對礦井通風(fēng)系統(tǒng)的創(chuàng)新力度，建立有效的通風(fēng)系統(tǒng)或者是從外部引進(jìn)先進(jìn)的通風(fēng)設(shè)備來不斷提高礦井的通風(fēng)效率。除此之外，還需要嚴(yán)格從礦井內(nèi)部的實(shí)際情況出發(fā)，根據(jù)不同種類的分支風(fēng)路風(fēng)阻的大小進(jìn)行分風(fēng)，為了使通風(fēng)機(jī)的能源消耗降到最低，企業(yè)還要構(gòu)建較為完善的多級機(jī)站調(diào)控系統(tǒng)，以最大程度地減少資源的浪費(fèi)狀況，從而為企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益。

4.3 著力解決礦井漏風(fēng)的問題

蘭花沁裕煤礦針對性地對礦井地質(zhì)特點(diǎn)進(jìn)行了解，從而選擇科學(xué)合理的機(jī)器設(shè)備。目前扇風(fēng)機(jī)主要應(yīng)用于山西省煤礦行業(yè)的開采當(dāng)中，這種通風(fēng)機(jī)為煤礦開采提供了較好的機(jī)器性能，同時(shí)在安裝與維修方面也較為方便。對于礦井所出現(xiàn)的漏風(fēng)問題，企業(yè)應(yīng)該加大對于風(fēng)門的監(jiān)督與管理，不斷提高煤礦風(fēng)門的質(zhì)量。

5 結(jié)語

蘭花沁裕煤礦的持續(xù)健康發(fā)展，需要不斷使礦井內(nèi)的通風(fēng)效果得以提高，進(jìn)而使能源的消耗程度大大降低，同時(shí)提高工作人員在煤礦開采工作中的安全系數(shù)，最終為蘭花沁裕煤礦帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。