煤礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化措施研究

李騰躍 米飛

1.四川省川南煤業(yè)責(zé)任有限公司 四川 瀘州 646000；

2.四川省川南煤業(yè)有限責(zé)任公司魯班山北礦 四川 宜賓 645251

引言

在煤礦生產(chǎn)中，礦井通風(fēng)系統(tǒng)主要作用就是對井下空氣進(jìn)行調(diào)節(jié)，將掘進(jìn)作業(yè)時(shí)煤層中釋放的瓦斯等有毒有害氣體排出井外表，將井上的新鮮空氣送入井下，供工作人員所用。盡管在礦井投產(chǎn)初期，對通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行了科學(xué)的設(shè)計(jì)以及精心的安裝，使其保持最佳狀態(tài)。但是隨著運(yùn)行時(shí)間的延長以及井下通風(fēng)面積的逐步擴(kuò)大，也會(huì)使得此系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)逐漸惡化。為此就需要優(yōu)化此系統(tǒng)來確保其安全以及高效運(yùn)行，有助于降低此系統(tǒng)能耗和生產(chǎn)成本。

1 煤礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)狀

礦井通風(fēng)系統(tǒng)是由通風(fēng)設(shè)施、通風(fēng)方法以及通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)組成的，正如前文所述，其主要作用和構(gòu)建目的就是保障井下作業(yè)人員的生命健康，保護(hù)作業(yè)設(shè)備，提升煤礦開采作業(yè)效率。在構(gòu)建此通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)需要結(jié)合礦井實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)狀況和通風(fēng)需求，明確此系統(tǒng)的運(yùn)行能力，通過此系統(tǒng)的應(yīng)用可以構(gòu)建符合礦井生產(chǎn)作業(yè)要求的環(huán)境。其次在此系統(tǒng)構(gòu)建中要保證自身運(yùn)行可靠性與穩(wěn)定性，降低運(yùn)行中出現(xiàn)故障的概率。同時(shí)要保證系統(tǒng)間接性，便于檢修維護(hù)工作的開展。最后要結(jié)合相關(guān)法律法規(guī)和規(guī)范要求對通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)和技術(shù)人員還要加大研究力度，避免在操作中出現(xiàn)違規(guī)問題。盡管如此，在目前的通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)用中仍然存在技術(shù)和設(shè)備落后以及管理不到位等問題，這就會(huì)影響井下通風(fēng)效果、威脅作業(yè)人員生命安全并降低生產(chǎn)作業(yè)效率[1]。

2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)影響因素分析

分析對通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的影響，主要從通風(fēng)機(jī)和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)方面開展。對于前者來說，通風(fēng)機(jī)是為此系統(tǒng)運(yùn)行提供動(dòng)力的關(guān)鍵部分。為了滿足風(fēng)量要求，需要保證所用通風(fēng)機(jī)的效率達(dá)標(biāo)，尤其要保證較高的工況點(diǎn)效率來達(dá)到節(jié)能的目的。但是目前煤礦井下開采作業(yè)時(shí)的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)更為復(fù)雜，增加了通風(fēng)阻力并改變了通風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)，降低了通風(fēng)機(jī)效率而造成電能浪費(fèi)。而且在通風(fēng)阻力增加之后還會(huì)降低通風(fēng)機(jī)提供的風(fēng)量，影響礦井安全生產(chǎn)。對于后者來說，所謂通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)就是不同巷道相互連接形成的通風(fēng)線路，主要起到分配風(fēng)量的作用，其復(fù)雜程度直接決定通風(fēng)系統(tǒng)性能。由于隨著煤礦開采作業(yè)的開展會(huì)不斷改變通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，這就會(huì)對巷道長度和連接方式造成影響。表現(xiàn)出在開采初期具有較為簡單的礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。而隨著開采作業(yè)的深入開展，會(huì)逐漸增加通風(fēng)巷道數(shù)量，使得相互之間的連接方式也更為復(fù)雜，這就會(huì)降低通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行效果，甚至?xí)霈F(xiàn)局部同分干部組而導(dǎo)致瓦斯?jié)舛冗^高等問題[2]。

3 煤礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化策略

3.1 對通風(fēng)方式的優(yōu)化

由于通風(fēng)方式直接決定通風(fēng)效率以及通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行中的能耗損失，這就需要基于對進(jìn)出風(fēng)井的具體布置的考慮，保證相互之間形成協(xié)調(diào)有序的關(guān)系來優(yōu)化通風(fēng)方式。比如針對目前常用的對角式、混合式以及中央式進(jìn)出風(fēng)井來說，在選擇通風(fēng)方式時(shí)要保證其符合具體的礦井作業(yè)狀況要求。其中的中央式進(jìn)出風(fēng)井可以按照礦井特點(diǎn)的不同分為分列式和并列式兩種方式，在選擇和布置通風(fēng)方式時(shí)則適當(dāng)選。而針對對角式風(fēng)井布置方式來說，通常在兩翼區(qū)域設(shè)置來降低通風(fēng)阻力。而針對具有較為復(fù)雜特點(diǎn)的礦井，則可以采取混合式方式來確保通風(fēng)條件最佳。

3.2 對通風(fēng)技術(shù)的優(yōu)化

由于礦井為地下環(huán)境，難以利用自然風(fēng)，通常采取機(jī)械通風(fēng)方式。而應(yīng)用此種通風(fēng)方式時(shí)，則需要在合理的位置布置通風(fēng)機(jī)，保證其符合所選擇和應(yīng)用的通風(fēng)技術(shù)要求。比如目前常用的壓入式、抽出式以及混合式通風(fēng)技術(shù)來說，需要結(jié)合礦井的不同作業(yè)條件來選擇和應(yīng)用。比如針對礦井環(huán)境比較復(fù)雜且具有較大巷道彎曲度的礦井，由于構(gòu)件有序通風(fēng)條件的難度較大，為了確保在巷道內(nèi)形成順暢的氣流，滿足通風(fēng)條件要求，則需要采取混合式通風(fēng)技術(shù)。而針對具有較高瓦斯含量的礦井，則要通過抽出式通風(fēng)技術(shù)的應(yīng)用來快速降低瓦斯含量。

3.3 對通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化

通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)是否有效直接影響著通風(fēng)條件，在通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置時(shí)要求其全面覆蓋，不允許出現(xiàn)通風(fēng)死角和遺漏。如果礦井生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境比較簡單，可以采取簡單的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，但是不能使用角聯(lián)風(fēng)路的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對能源的高效利用以及對通風(fēng)效率的優(yōu)化。但是針對目前大部分比較復(fù)雜的礦井，則要求其通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)體系比較復(fù)雜，保證角聯(lián)風(fēng)路的合理性，構(gòu)建可靠的通風(fēng)環(huán)境，在此通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化作業(yè)中，則需要在滿足通風(fēng)條件的基礎(chǔ)上，盡量減少角聯(lián)風(fēng)路的數(shù)量。

3.4 對機(jī)械設(shè)備的優(yōu)化布置

正是由于此通風(fēng)系統(tǒng)依賴于各類機(jī)械設(shè)備，還要合理布置機(jī)械設(shè)備的位置。為此就需要嚴(yán)格把控設(shè)備型號，保證其符合通風(fēng)參數(shù)要求，確保相互之間的型號匹配。還要結(jié)合通風(fēng)要求來優(yōu)化機(jī)械設(shè)備數(shù)量和布置位置，提升通風(fēng)效果并減少設(shè)備用量，減少其運(yùn)行能耗和損耗[3]。

4 結(jié)束語

在礦井生產(chǎn)中，通風(fēng)系統(tǒng)起到保障作業(yè)人員生命安全以及延長設(shè)備壽命、提升作業(yè)效率、降低成本等重要作用。因此，基于對此系統(tǒng)中通風(fēng)機(jī)以及通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)的影響因素，需要從通風(fēng)方式、通風(fēng)技術(shù)、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)以及機(jī)械設(shè)備等方面加以優(yōu)化，改善通風(fēng)條件并降低系統(tǒng)運(yùn)行能耗，確保礦井生產(chǎn)的安全和高效開展，推動(dòng)煤礦事業(yè)的健康發(fā)展。