關于通風系統的安全性和穩定性的研究

孫志剛

（山西汾西中興煤業有限責任公司，山西 呂梁 033000）

0 引言

煤礦通風系統是由通風網絡、通風動力和通風控制設施等構成的一套完整體系，其主要用途是向煤礦井下的工作區域提供充足的新鮮空氣，并及時排出污濁空氣。通風系統風流的完整流經路線對煤礦安全生產很重要，風流由入風井口進入礦井，井下經過各用風作業地點，而后進入回風井，最后由回風井排出礦井。生產工作時期通風系統主要是以最經濟的方式帶動通風動力，向井下各工作地點提供充足的新鮮空氣，保證煤礦職工呼吸舒暢;同時還可以稀釋排除瓦斯和粉塵等各種有害物質，由此降低熱害，盡量為職工創造良好的工作環境;而為了避免發生生產事故時，通風系統可以及時有效地控制風流方向及大小，結合使用其它設備措施，可以極大地防止和消除煤礦事故的發生。

煤礦通風系統是保證煤礦生產系統安全運轉的重要組成部分，它既服務又制約著生產系統?？梢赃@樣說，煤礦通風系統的優劣，將對煤礦企業日常的安全生產、事故防治和經濟效益有著直接的影響。

1 通風系統的安全性

煤礦通風系統需要具有運行過程中保持其工作參數值穩定可靠的能力,所謂通風系統的工作能力主要是指井下通風網絡的風量分配是否符合規定要求,這樣才能夠維持供應煤礦井下巷道中所必需的滿足要求的清潔風量。安全生產中煤礦通風系統的重要性不容置疑,需要嚴格控制其工作能力,盡量避免煤礦生產中可能出現與通風系統有關的幾個問題:煤礦井下生產過程使用通風動力時,避免因考慮經濟費用問題,而不能及時向作業區域提供保質保量的新鮮風流;避免不能保證作業空間保持良好的氣候條件;避免不能使毒害氣體和礦塵降低到允許濃度;當發生災害事故時,避免不能及時有效地控制風向和風量。由此,煤礦生產中綜合避免以上可能出現的問題,并將通風系統與其它措施結合,防止災害擴大,進而消滅事故。

2 通風系統的穩定性

煤礦通風管理中，需要確保煤礦各分支保持穩定的能力，當通風系統網絡分支的風阻大小發生變化時，穩定的通風系統將保持各用風地點質量和數量達到安全生產標準的足夠風量。通風系統網路中的風流穩定性將作為主要研究內容，其主要含義包括分支風量大小的變化和分支風流方向的改變。當通風系統的風阻發生變化，普通分支則僅會發生風量大小的變化，而角聯分支不僅發生風量大小變化，風流方向也會改變。當煤礦井下用風地點的風量滿足要求且狀態保持不變，那么該通風系統的狀態可認為是穩定的。

煤礦通風系統是由井下縱橫交錯的巷道構成的一個復雜系統，利用圖論理論將通風系統描述為一個由點、線及其屬性組成的系統，統稱為通風網絡。由于許多煤礦開采的自然條件惡劣，地質條件構造復雜，瓦斯涌出量變化大，因巷道及通風構筑物的變化使通風系統成為一個復雜的系統。我國大型煤礦通風系統網絡節點近千個，網絡分支可達上千條，角聯分支占總分支數的比率可達15%～45%，全礦巷道長度約為50～200km，礦井通風設施數目幾十個，用風地點一般有15～40個，甚至上百個。通風系統的輸入參數受到煤礦內外生產條件的影響而發生變化，運行狀態會變得不穩定，諸如供電網電壓波動引起風機不穩定運轉，通風系統的有效風量和工作風壓會受到影響;巷道出現高冒、突然坍塌阻塞和礦井火災等事故;提升系統產生活塞風速，這些現象都會影響著煤礦通風系統的運行穩定性。

3 加強煤礦通風系統安全控制的對策

近年來煤礦的安全事故頻發，瓦斯煤塵爆炸特別顯著，經濟上的巨大損失，重大的人員傷亡，及對社會造成了嚴重的影響，不僅損壞了煤礦企業形象，還直接影響了煤礦企業的未來發展。從目前的科技發展來看，治理“一通三防”事故的技術手段已經趨近成熟，但依然無法控制重大通風事故的發展勢頭，現實要求我們必須去尋找其他途徑，從廣義的角度找到問題的關鍵，運用聯系及發展的觀點研究出通風安全的管理問題，同時提出了通風安全管理模式。通風的安全管理就是人類同自然環境的斗爭和抗衡，積極的改造和適應自然，這就需要具備一定的能力，具備基本的通風安全技能，掌握了解通風管理的基礎知識，熟練準確的操作各種儀器，快速的分析出各種安全隱患并迅速的做出安全預防措施。

3.1 制定通風系統安全管理標準

在我國煤礦的安全管理方面已經出臺了《煤礦安全規范》與之相關的安全管理規章制度，各個地區的煤礦可以根據實際情況制定合理的通風安全管理制度，建立一套安全、合理、可以得到實施的管理體系。

3.2 建立安全合理的通風系統

①測定通風系統，測定時需選取具有資格和專業技術的機構，在多條線路中選出具有代表的線路進行測定，對礦井的高阻區段、通風阻力等都需要進行詳細測定，并制定出參數圖。通過對以上結果進行分析，進而制定出一套通風系統的改造方案，在檢查中發現性能較低的通風機需更換，優化通風系統。②與周邊煤礦進行隔離，開采作業時要與周邊的煤礦保持距離留有足夠空間，煤礦間需設置隔離煤柱，避免回風進入到其他煤礦的生產系統中進而導致安全事故的發生。③通風系統的設計時需要嚴格把關，杜絕出現平面交叉通風系統，嚴禁在開采空間內出現通風串聯、通風擴散等安全隱患。④要加強通風設施的管理，對密閉、風橋等設施需要定期的進行維護；在主進主回間需要設定三道風門，設置閉鎖裝置，避免兩門同時開時出現對流現象。

3.3 核算礦井通風能力

通過分析各礦井的通風量，進一步核算出正確的礦井通風能力。根據產一噸煤所需的通風量計算，保證煤礦通風系統和風量正常運作，根據得出結果計算出礦井一年的通風力，平均分配出每月供風計劃。按照掘進、開采及其他用風點核算出總和，總風量必須小于扇風機提供的風量。

3.4 改善對風系統裝置

在礦井中通常準備兩臺以后上的電機與主扇機，一臺用作日常運轉，另一臺作備用，改善供電雙回路。對防暴蓋、反風道等設施進行休整，并需要定期的進行反風練習提高人們的安全意識。對通風設施定期進行維護，降低礦井的外部漏風率，保證所有設施正常運作。

3.5 加強工作面的供風管理

在確保掘進工作面供風量的前提下，根據作業人數、巷道、爆破炸藥量等指標的最大數值來確定計算結果，禁止風筒出現壓積、接口漏風、破口等情況發生。在容易出現瓦斯涌現及距離較長的工作面應配備風量大的大直徑風筒及高效率的通風機。

4 結束語

煤礦通風系統的安全穩定問題是保障煤礦安全高效生產的重要因素，同時切實搞好煤礦通風安全管理，也是有效遏制煤礦安全事故發生的主要途徑之一。煤礦生產過程中應重視通風管理，從通風系統安全問題及穩定性入手搞好事故隱患管理，煤礦生產的各類事故都是因隱患而發展形成的。結合通風安全控制中的人為和環境2種因素，針對各種隱患問題提出科學有效的措施預防避免危險發生，遵照具體的預防工作內容，可以實現煤礦通風系統安全穩定地運轉，結合使用其它設備措施，可以防止和消除煤礦事故的發生，切實保障煤礦開采工作順利進行。

［1］賈敏遠,杜潤魁,甘信鋒,溫英明.礦井通風系統穩定性影響因素分析[J].中州煤炭,2009(08).

［2］吳東旭.鳳凰山礦通風系統優化改造研究[D].阜新：遼寧工程技術大學,2007.