煤礦通風系統(tǒng)安全檢測及其優(yōu)化設計

孟志強

冀中能源峰峰集團新屯礦 河北邯鄲 056201

1 煤礦通風系統(tǒng)檢測的安全性以及穩(wěn)定性分析

1.1 煤礦通風系統(tǒng)的安全性

在煤礦通風系統(tǒng)運行過程中，為了保證其運行的安全性，還應保證煤礦通風系統(tǒng)工作參數(shù)值穩(wěn)定可靠的能力，該能力主要是指通風系統(tǒng)能夠按照要求，進行井下通風網(wǎng)絡風量分配，這樣才能夠為供應煤礦井下巷道提供有效的清潔風量。所以在煤礦通風系統(tǒng)運行過程中，應對其工作能力進行嚴格控制，避免出現(xiàn)以下幾個問題：在煤礦井下生產(chǎn)過程中，避免因過于注重經(jīng)濟效益，而忽略了新鮮風流的輸送；對于作業(yè)空間，必須保證具有良好的氣候條件，為作業(yè)人員提供良好的工作環(huán)境；對于毒害氣體以及礦塵，應進行嚴格的控制，使其在允許范圍之內(nèi)，對工作人們的身體健康不會產(chǎn)生不利影響；一旦發(fā)生災害事故，應對風量以及風向進行嚴格控制，避免加大的嚴重性[1]。

1.2 通風系統(tǒng)的穩(wěn)定性

在煤礦通風運行過程中，還應保證煤礦系統(tǒng)的穩(wěn)定能力，即穩(wěn)定的通風系統(tǒng)會嚴格控制風阻對通風系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響，一般情況下煤礦井下各用風地點質(zhì)量以及數(shù)量受風阻影響較小，能夠使其滿足安全生產(chǎn)要求。通風系統(tǒng)運行過程中，主要從分支風量大小以及分支風流方向的研究煤礦通風系統(tǒng)的穩(wěn)定性。煤礦通風系統(tǒng)是一個復雜系統(tǒng)，主要由井下的巷道所構(gòu)成，對于通風系統(tǒng)，若是利用圖論理論進行描述，可以將通風系統(tǒng)看作由點、線及其屬性所構(gòu)成的系統(tǒng)，我們也可以將其看作為通風網(wǎng)絡。

2 煤礦通風系統(tǒng)優(yōu)化設計

2.1 建立完善的煤礦通風系統(tǒng)體系

礦井通風系統(tǒng)主要由影響礦井安全生產(chǎn)的因素來決定，這里可以將礦井通風系統(tǒng)分為不同的類型。在實際的設計過程中需要按照煤層自燃、高溫和瓦斯等影響礦井正常工作的主要因素對通風系統(tǒng)進行設計。為了方便對煤礦通風系統(tǒng)進行檢查，一般將其劃分為防火型、降溫型、排瓦斯型、一般型等。而礦井通風系統(tǒng)又可以分為并聯(lián)和串聯(lián)兩種方式。在實際的工作中，需要按照類型的不同做好煤礦通風系統(tǒng)的設計，在系統(tǒng)設計中有混合式、分區(qū)式、中央式的通風系統(tǒng)網(wǎng)絡。在對煤礦通風系統(tǒng)進行設計的時候需要注意的是斷面大小和長度等因素的確定，通過通風系統(tǒng)抽象成點和網(wǎng)狀線示意圖可以將系統(tǒng)的通風能力表現(xiàn)出來，并且應用當代信息化技術，顯示各個路線的連接關系和風量的等級，進而做好管理控制工作。

2.2 進一步強化礦井通風系統(tǒng)的適應能力

各個采礦區(qū)都是通過運輸帶連接在一起的，在這種情況下一旦發(fā)生火災會引起連鎖反應，傳遞到其他工作區(qū)域中，造成火勢的進一步蔓延，因此一定要考慮到每一個回巷的獨立性，在礦井通風系統(tǒng)中，可以使用兩個風機設備進行采礦作業(yè)，同時將通風機設置在不同的工作區(qū)域中，以免兩個風機在工作時對雙方造成影響。此外，要保證兩臺設備能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)，確保系統(tǒng)能夠正常運行，這不僅提高了工作效率，同時也增強了通風系統(tǒng)的應變能力和適應能力[2]。

3 礦井通風安全智能監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)設計

3.1 采集系統(tǒng)設置

頁面采集系統(tǒng)的設置屬性頁中需要對3個變量參數(shù)進行設置：瓦斯含量超限的報警點、系統(tǒng)傳感器的采集速率和瓦斯含量超限斷電點。

3.2 風門初始態(tài)設置

頁面風門初始態(tài)的設置屬性頁中主要包含主傳感器的位置測算、計算校正曲線以及檢測分支斷面積[3]。因傳感器輸出的是電壓信號，需要利用校正曲線把電壓類信號轉(zhuǎn)變?yōu)槟M量類信號，以便能夠真實模擬所測環(huán)境的各種數(shù)據(jù)。在新型智能監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)中，因為應用的校正曲線是直線形，所以想要得到校正曲線設置裝置中的風門初始態(tài)，僅需2組模擬量的數(shù)值就可完成。風門狀態(tài)有開啟、半開啟和關閉3種。實時監(jiān)測模塊新型礦井的通風安全智能監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)軟件中的實時監(jiān)測模塊需要不間斷的測量并顯示礦道中主要用風點的各個安全參數(shù)。

3.3 礦井通風安全智能監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)

（1）1臺KG3033型煤礦用風壓型傳感器，以半導體壓力敏感電橋為原理不間斷檢測煤礦內(nèi)的風壓；（2）1臺KG3088型煤礦用風速型傳感器，以超聲波渦街為原理不間斷檢測煤礦內(nèi)的風速；（3）1臺KG3044型煤礦用環(huán)境溫度型傳感器，以PN結(jié)測溫為原理不間斷檢測煤礦內(nèi)的環(huán)境溫度；（4）1臺KG94A2型煤礦用瓦斯?jié)舛刃蛡鞲衅?，以熱催化為原理不間斷檢測煤礦內(nèi)的瓦斯?jié)舛取?/p>

多參數(shù)組合式傳感器的測量評判指標主要有：（1）礦內(nèi)風壓的范圍為0～5kPa，礦內(nèi)風速的范圍為0～15m/s，礦內(nèi)環(huán)境溫度的范圍為0～40℃，礦內(nèi)瓦斯體積分數(shù)的范圍為0～4%；（2）信號輸出范圍為1～5mA（負載的外部電阻小于500Ω）或4～20mA（負載的外部電阻小于150Ω）。風壓、風速、溫度和瓦斯?jié)舛鹊葦?shù)據(jù)將出現(xiàn)在多參數(shù)組合式傳感器的顯示器上，并且在傳感器上配備信號端口以便輸出數(shù)據(jù)。

模入接口卡新型礦井的通風安全智能監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)中的PC-6310模入接口卡的輸入方式有：32路單端或16路雙端、單極性信號或雙極性信號。可根據(jù)具體需要選擇不同的方式。信號的輸入范圍可選0～10V或-5～5V，增益的放大效果可選擇設置為1、2、5、10倍。開關量輸出卡新型礦井的通風安全智能監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)中的PC-6407D開關量輸出卡需要外接12V的直流電源。該輸出模式以共地方式輸出，每組16路，2組共32路，每路中電流的最大輸出量為200mA，這個輸出量可保證繼電器被直接驅(qū)動，需要注意的是每一組的輸出電流應低于2A。

4 結(jié)語

總之，煤礦開采具有一定的危險性，因此為了保證煤礦開采的順利進行，保證開采人員的生命安全，安全工作是重中之重。應加強對煤礦通風系統(tǒng)的管理水平，對井下的瓦斯、煤塵等隨時進行監(jiān)測，使其在合理的范圍之內(nèi)，否則應及時的采取措施，應加以解決，以此為開采人員提供安全的工作的環(huán)境，保障人們的生命安全，這對于我國煤礦開采也具有重要意義。