煤礦通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)流穩(wěn)定性影響因素探討

陳強(qiáng)

山東省三河口礦業(yè)有限責(zé)任公司 山東濟(jì)寧 277065

煤礦巷道的通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，風(fēng)流穩(wěn)定性直接影響到開采作業(yè)可靠性。由于影響風(fēng)流穩(wěn)定性的因素較多，需對(duì)其影響因素進(jìn)行深入分析，進(jìn)而對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行有效控制，提高通風(fēng)系統(tǒng)的整體運(yùn)行可靠性。

1 煤礦通風(fēng)系統(tǒng)概述

1.1 基本定義

煤礦中的風(fēng)機(jī)與通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)組成通風(fēng)系統(tǒng)，外界自然風(fēng)從風(fēng)口進(jìn)入煤礦巷道內(nèi)部，在風(fēng)機(jī)的作用下，使得風(fēng)流逐漸進(jìn)入不同的巷道網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部，最終通過回風(fēng)井進(jìn)行風(fēng)流排除，完成閉環(huán)的自然風(fēng)循環(huán)。在通風(fēng)系統(tǒng)的高效運(yùn)行下，有效保證了煤礦開采作業(yè)的可靠性與安全性。

1.2 基本結(jié)構(gòu)

通過對(duì)礦井的整體通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行分析可知，該系統(tǒng)主要由自然通風(fēng)系統(tǒng)與機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)組成，自然通風(fēng)系統(tǒng)依靠巷道的合理設(shè)計(jì)，使得風(fēng)流在自然大氣壓的作用下，完成風(fēng)流的自然循環(huán)。機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)整體運(yùn)行時(shí)，主要依靠風(fēng)機(jī)設(shè)備進(jìn)行完成，在風(fēng)機(jī)設(shè)備的作用下，對(duì)風(fēng)流進(jìn)行加壓、方向改變處理，使得風(fēng)流進(jìn)入每一個(gè)巷道，完成煤礦的整體通風(fēng)處理[1]。

2 煤礦通風(fēng)系統(tǒng)特征解析

2.1 繁復(fù)性

煤礦通風(fēng)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過程中，將會(huì)受到周邊環(huán)境與自身系統(tǒng)的影響。因?yàn)槊旱V開發(fā)的時(shí)間周期長，在礦井規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中存在上百條巷道分支，為保證每個(gè)巷道通風(fēng)的穩(wěn)定性與可靠性，需設(shè)定更多的巷道通風(fēng)節(jié)點(diǎn)。由于煤礦開發(fā)的特殊性，給煤礦通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出更高要求，需對(duì)煤礦通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行綜合全面的評(píng)估考量，保證通風(fēng)系統(tǒng)的整體運(yùn)行穩(wěn)定性與可靠性，為煤礦安全開采提供通風(fēng)保障。

2.2 動(dòng)態(tài)性

礦井內(nèi)部通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)定過程中，為有效提高煤礦生產(chǎn)的安全性與可靠性，需對(duì)煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行特征進(jìn)行分析，根據(jù)煤礦內(nèi)部實(shí)際生產(chǎn)工作的變化，進(jìn)而對(duì)煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)流穩(wěn)定性進(jìn)行科學(xué)評(píng)估，合理對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。煤礦井下開采工作進(jìn)行時(shí)，將伴隨工作面割煤工作的開展，對(duì)巷道支護(hù)、巷道通風(fēng)、煤塊運(yùn)輸?shù)裙ぷ鬟M(jìn)行合理調(diào)整，以保證巷道整體開采作業(yè)的安全性與可靠性。鑒于煤礦開采動(dòng)態(tài)性變化，煤礦通風(fēng)系統(tǒng)也將出現(xiàn)動(dòng)態(tài)性變化，進(jìn)而對(duì)煤礦開采中可能出現(xiàn)的安全因素進(jìn)行主動(dòng)規(guī)避，如煤礦開采過程中會(huì)產(chǎn)生大量煤塵，若沒有及時(shí)進(jìn)行通風(fēng)處理，很容易出現(xiàn)煤塵爆炸問題；如煤礦井下開發(fā)過程中產(chǎn)生一定量的瓦斯氣體，若沒有及時(shí)進(jìn)行通風(fēng)處理，同樣會(huì)出現(xiàn)較大的安全事故。

在實(shí)際煤礦開采作業(yè)時(shí)，作業(yè)面會(huì)產(chǎn)生一定變化，間接影響到通風(fēng)巷道的風(fēng)流穩(wěn)定性，如通風(fēng)巷道的斷面出現(xiàn)縮小問題，很容易誘發(fā)煤礦巷道冒頂事故的出現(xiàn)，給工作人員造成嚴(yán)重的身心損害。當(dāng)煤礦通風(fēng)系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行過程中，設(shè)備長期處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下，可能會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)運(yùn)行性能下降，進(jìn)而出現(xiàn)漏風(fēng)問題，無法保證通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)流穩(wěn)定性。同時(shí)，通風(fēng)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中，設(shè)備會(huì)出現(xiàn)損耗與銹蝕問題，將間接影響到通風(fēng)系統(tǒng)的整體運(yùn)行穩(wěn)定性，導(dǎo)致煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的可靠性下降。由此可見，煤礦通風(fēng)系統(tǒng)具有一定的動(dòng)態(tài)性，將對(duì)風(fēng)流穩(wěn)定性產(chǎn)生一定影響[2]。

3 煤礦通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)流穩(wěn)定性影響因素解析

3.1 不同工作時(shí)期的影響

由于礦井通風(fēng)系統(tǒng)與外界大氣壓連接，使得在不同工作時(shí)期，外界氣候環(huán)境的變化，將對(duì)礦井的風(fēng)流穩(wěn)定性產(chǎn)生一定影響，如外界氣流對(duì)流明顯，則會(huì)增大礦井的整體通風(fēng)量，而外界氣流整體穩(wěn)定且無明顯對(duì)流趨勢(shì)，則會(huì)影響到礦井通風(fēng)系統(tǒng)的整體通風(fēng)量。通過對(duì)不同工作時(shí)期的礦井通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)流穩(wěn)定性進(jìn)行對(duì)比分析可知，容易通風(fēng)的工作時(shí)期，礦井的風(fēng)流穩(wěn)定性則更強(qiáng)，而不易通風(fēng)的工作時(shí)期，礦井的風(fēng)流穩(wěn)定性則越差。在實(shí)際工作開展過程中，為保證礦井整體通風(fēng)的穩(wěn)定性與合理性，應(yīng)當(dāng)將風(fēng)機(jī)性能曲線設(shè)定在合理的區(qū)間范圍內(nèi)，突出易通風(fēng)時(shí)期與不易通風(fēng)時(shí)期的差異，進(jìn)而將其影響抑制在合理可控范圍內(nèi)，保障煤礦開采工作的安全性與可靠性。

3.2 不同工況的直接影響

礦井下的通風(fēng)系統(tǒng)將直接影響到風(fēng)量，即在煤礦開采過程中，礦井中巷道的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、采掘位置、巷道長度、工作深度等會(huì)發(fā)生一定變化，因此礦井內(nèi)部通風(fēng)系統(tǒng)的內(nèi)部風(fēng)阻曲線會(huì)產(chǎn)生一定改變，且通風(fēng)系統(tǒng)中的風(fēng)機(jī)工況也會(huì)產(chǎn)生一定變化。當(dāng)性能曲線的工況穩(wěn)定值出現(xiàn)變化時(shí)，通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)流穩(wěn)定性則得到保障，可合理規(guī)避施工安全隱患的出現(xiàn)，為工作人員構(gòu)建安全穩(wěn)定的作業(yè)環(huán)境[3]。

3.3 風(fēng)機(jī)工性能曲線影響

通過大量工作數(shù)據(jù)分析可知，礦井的通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)流穩(wěn)定性，與風(fēng)機(jī)設(shè)備的工作性能曲線具有直接關(guān)系，因?yàn)槊旱V礦井內(nèi)部設(shè)定通風(fēng)系統(tǒng)后，通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)部的風(fēng)阻是固定不變的，而風(fēng)機(jī)設(shè)備的工作性能會(huì)出現(xiàn)一定變化，此時(shí)風(fēng)機(jī)工作性能曲線中的某個(gè)點(diǎn)，即為礦井內(nèi)部通過系統(tǒng)風(fēng)量的穩(wěn)定值。由此可見，礦機(jī)風(fēng)機(jī)的整體風(fēng)量值越大，則通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)量則更加穩(wěn)定，且礦井下的通風(fēng)能力越強(qiáng)。在特定的風(fēng)機(jī)設(shè)備工作性能曲線影響下，不同工況的風(fēng)量會(huì)產(chǎn)生一定差異，為保證煤礦開采的安全性與穩(wěn)定性，需結(jié)合煤礦開采的實(shí)際工作情況，對(duì)礦井下的風(fēng)量進(jìn)行合理控制，以達(dá)到安全生產(chǎn)工作要求。

4 結(jié)語

綜上，文中對(duì)煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)流穩(wěn)定性進(jìn)行分析研究，基于風(fēng)機(jī)性能、工作時(shí)期、工況特征等視域入手，闡述風(fēng)流穩(wěn)定性的影響因素，合理對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化完善，進(jìn)而對(duì)影響因素進(jìn)行合理規(guī)避、有效抑制，提高通風(fēng)系統(tǒng)的整體運(yùn)行安全性與可靠性。