煤礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化策略淺析

袁廣明

摘? ? 要：隨著我們國家日益的繁榮昌盛，我國對(duì)于煤礦資源的需求量逐漸增大，而礦產(chǎn)資源開采也由淺部向深部的全面轉(zhuǎn)化，礦井通風(fēng)系統(tǒng)變得愈加復(fù)雜，風(fēng)阻過大、供風(fēng)量不足、風(fēng)量分配不均、漏風(fēng)加劇等問題，使得通風(fēng)設(shè)計(jì)與管理面臨著巨大的挑戰(zhàn)。

關(guān)鍵詞：煤礦礦井;通風(fēng)系統(tǒng);優(yōu)化策略

礦井通風(fēng)系統(tǒng)對(duì)于煤礦而言具有至關(guān)重要的作用，在很多煤礦都存在后期生產(chǎn)產(chǎn)量較最初設(shè)計(jì)發(fā)生變化以及隨著生產(chǎn)工作的進(jìn)行有新的工作面開發(fā)等情況的存在。從通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度考慮出現(xiàn)產(chǎn)量及工作面變化的情況后可能會(huì)導(dǎo)致原有通風(fēng)系統(tǒng)難以滿足生產(chǎn)需要，因此需要根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造以滿足煤礦安全生產(chǎn)需求。

一、煤礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化必要性

在煤礦礦井生產(chǎn)作業(yè)中，通風(fēng)系統(tǒng)異常重要，是保障煤礦礦井作業(yè)安全的重要前提。在煤礦礦井生產(chǎn)中，因?yàn)樘幱诘叵颅h(huán)境，伴隨著生產(chǎn)作業(yè)的進(jìn)行，很容易在礦井內(nèi)部積聚較多的有害氣體，尤其是大量瓦斯氣體的存在，不僅僅會(huì)直接給生產(chǎn)作業(yè)人員的呼吸帶來較為嚴(yán)重的威脅，還極有可能產(chǎn)生爆炸危害，釀成更為惡劣的事故。另外，在煤礦礦井中，受到地?zé)嵊绊懸约吧a(chǎn)作業(yè)人員的長(zhǎng)期影響，還容易形成并不是特別理想的空氣條件，可能影響生產(chǎn)作業(yè)效率。基于此，在煤礦礦井作業(yè)中切實(shí)做好通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和構(gòu)建極為必要，有助于在確保煤礦礦井作業(yè)安全的同時(shí)，提升作業(yè)效率。

二、煤礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化策略

1.通風(fēng)方式的優(yōu)化布置

在煤礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)的構(gòu)建中，選擇適宜合理的通風(fēng)方式是關(guān)鍵條件，通風(fēng)方式不合理，不僅僅會(huì)導(dǎo)致通風(fēng)效率較差，難以滿足通風(fēng)需求，還會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的能耗損失，需要作為優(yōu)化的重要目標(biāo)。在通風(fēng)方式的優(yōu)化設(shè)置中，構(gòu)建人員往往需要充分考慮到進(jìn)出風(fēng)井的具體布置，確保形成較為協(xié)調(diào)有序的相互關(guān)系。一般而言，當(dāng)前比較常用的通風(fēng)方式有對(duì)角式進(jìn)出風(fēng)井、混合式進(jìn)出風(fēng)井以及中央式進(jìn)出風(fēng)井三類，需要結(jié)合不同煤礦礦井作業(yè)狀況進(jìn)行恰當(dāng)選擇和布置。從中央式進(jìn)出風(fēng)井的布置上來看，其又可以根據(jù)不同礦井特點(diǎn)合理劃分為分列式通風(fēng)方式以及并列式通風(fēng)方式，需要在綜合分析各個(gè)因素的基礎(chǔ)上予以恰當(dāng)選用和布置。在對(duì)角式進(jìn)出風(fēng)井的布置中，則主要針對(duì)出風(fēng)井設(shè)置在兩翼區(qū)域，進(jìn)而也就可以明顯降低通風(fēng)阻力，還可以表現(xiàn)出較高的安全性。當(dāng)然，因?yàn)楝F(xiàn)階段很多煤礦礦井都表現(xiàn)出了較強(qiáng)的復(fù)雜性特點(diǎn)，如此也就需要借助于混合式進(jìn)出風(fēng)井予以布置，以求達(dá)到最為理想的通風(fēng)條件。

2.采用新的通風(fēng)技術(shù)

隨著我國科技的進(jìn)步，煤礦生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備得到了快速發(fā)展和提高，這極大程度上增加了礦井的開采規(guī)模。然而，這增加了煤礦生產(chǎn)對(duì)通風(fēng)的需求，使得通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)也變得更加復(fù)雜。因此，需要對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化。在通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，數(shù)值模擬技術(shù)的發(fā)展有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的快速設(shè)計(jì)和優(yōu)化。目前，很多煤礦都采用數(shù)值模擬軟件來對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的效果進(jìn)行模擬，可以在設(shè)計(jì)階段就能知道通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行情況。隨著礦井通風(fēng)技術(shù)的不斷改進(jìn)和優(yōu)化，目前很多礦井多采用多級(jí)風(fēng)機(jī)站來實(shí)現(xiàn)礦井通風(fēng)。這項(xiàng)技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)是能有效地對(duì)風(fēng)量的控制，降低了單個(gè)風(fēng)機(jī)功率，在一定程度上節(jié)能。

3.降低通風(fēng)阻力

礦井的通風(fēng)阻力與斷面的平方成反比，因此為了降低阻力，應(yīng)避免巷道斷面的突然擴(kuò)大或者縮小，巷道之間斷面相差懸殊時(shí)，應(yīng)當(dāng)避免直角轉(zhuǎn)彎，將轉(zhuǎn)彎處做成有一定曲率半徑的圓弧形。主要巷道內(nèi)不要隨意堆放物料，并及時(shí)清理堆積物資，減少堵塞。

4.優(yōu)化礦井通風(fēng)設(shè)備性能

機(jī)械設(shè)備是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的核心組成部分，為了保證通風(fēng)系統(tǒng)的性能和開采作業(yè)的安全性能，必須要強(qiáng)化機(jī)械設(shè)備資源的配置，提高設(shè)備的性能和先進(jìn)性。例如，通風(fēng)系統(tǒng)使用的機(jī)械通風(fēng)機(jī)設(shè)備的功率較小，無法滿足深部礦井作業(yè)所需要的通風(fēng)量時(shí)，就會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的安全事故和粉塵污染情況，因此需要對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行改造或者升級(jí)。我國目前深度礦井中使用的高性能通風(fēng)機(jī)設(shè)備主要為G4-73型、4-73型和K4-73型離心式通風(fēng)機(jī)和軸流式通風(fēng)機(jī)。上述幾種型號(hào)風(fēng)機(jī)均能滿足煤礦井下的通風(fēng)需求，且具有風(fēng)機(jī)功率高、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、占地面積小和噪音低等優(yōu)勢(shì)。

5.健全礦井通風(fēng)監(jiān)管體系

除技術(shù)和設(shè)備角度外，通風(fēng)工作監(jiān)管對(duì)于保證通風(fēng)系統(tǒng)高效及安全也發(fā)揮重要作用，通過建立科學(xué)完善的通風(fēng)監(jiān)管體系，可有效確保通風(fēng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定。現(xiàn)階段的礦井管理中，對(duì)于通風(fēng)工作監(jiān)管雖已有所開展，然而由于監(jiān)管不夠深入且對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)多缺乏動(dòng)態(tài)監(jiān)管的意識(shí)，也就導(dǎo)致通風(fēng)工作監(jiān)管缺乏實(shí)效。因此，通風(fēng)監(jiān)管責(zé)任崗的設(shè)置很有必要，通過科學(xué)制定通風(fēng)監(jiān)管工作制度，規(guī)范通風(fēng)監(jiān)管行為，加強(qiáng)通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控，提高通風(fēng)系統(tǒng)操作行為的規(guī)范性。同時(shí)，有監(jiān)管就要有懲處，要健全通風(fēng)管理獎(jiǎng)懲制度，激發(fā)通風(fēng)系統(tǒng)管理人員責(zé)任意識(shí)，為通風(fēng)系統(tǒng)安全做好監(jiān)管工作。

6.強(qiáng)化系統(tǒng)的檢修維護(hù)工作

煤礦通風(fēng)系統(tǒng)使用的機(jī)械設(shè)施復(fù)雜，專業(yè)技術(shù)水平高，為了延長(zhǎng)通風(fēng)系統(tǒng)的壽命以及保證通風(fēng)系統(tǒng)的性能，在技術(shù)優(yōu)化改造中應(yīng)當(dāng)制定完善機(jī)械設(shè)備的維護(hù)和管理制度。例如：為了降低煤礦通風(fēng)系統(tǒng)在輸送過程中的損耗，在現(xiàn)有的礦井通風(fēng)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，關(guān)閉閑置的礦井，并徹底檢查通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中的漏風(fēng)位置，并進(jìn)行治理，從而減少通風(fēng)流量的損失，并在此基礎(chǔ)上重新標(biāo)定礦井實(shí)際風(fēng)量的使用值。根據(jù)標(biāo)定的風(fēng)量結(jié)果，調(diào)整通風(fēng)機(jī)的葉片角度和轉(zhuǎn)速，從而降低通風(fēng)機(jī)的功率，節(jié)約通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行成本。

三、結(jié)論

通風(fēng)系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行關(guān)系到煤礦企業(yè)的生產(chǎn)安全、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。在對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化改造中，應(yīng)當(dāng)從提高通風(fēng)系統(tǒng)機(jī)械設(shè)備性能、創(chuàng)新通風(fēng)技術(shù)應(yīng)用、完善系統(tǒng)監(jiān)管體系等幾個(gè)方面著手。

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