煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行與維護(hù)

蓋彥閣

摘 要：隨著井型的增大，通風(fēng)系統(tǒng)向大型化方向發(fā)展，雖然井巷減少，但屬于分區(qū)式通風(fēng)，通風(fēng)系統(tǒng)較為復(fù)雜，管理難度加大。礦井采掘速度加快，通風(fēng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)變化加快，通風(fēng)系統(tǒng)的調(diào)整、改造工作頻繁，系統(tǒng)的不穩(wěn)定性加大。井巷斷面積增加，通風(fēng)設(shè)施的構(gòu)筑工藝、材料要求提高，設(shè)施的工程大，維護(hù)量和難度大。礦井開采深度增加帶來瓦斯涌出量和地溫問題日趨嚴(yán)重，通風(fēng)、降溫設(shè)備多。通風(fēng)系統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展迅速，要求快速解算，早期預(yù)警，處置及時(shí)。

關(guān)鍵詞：煤礦；通風(fēng)系統(tǒng)；運(yùn)行；維護(hù)

1 煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的作用與重要性

1.1 礦井通風(fēng)

礦井通風(fēng)是指借助于機(jī)械或自然風(fēng)壓，向井下各用風(fēng)地點(diǎn)連續(xù)輸送適量新鮮空氣，供給人員呼吸，稀釋并排除各種有害氣體和浮塵，以降低環(huán)境溫度，創(chuàng)造良好氣候條件，并在發(fā)生災(zāi)變時(shí)能夠根據(jù)撤人救災(zāi)的需要調(diào)節(jié)和控制風(fēng)流流動(dòng)路線的作業(yè)。

1.2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)

礦井通風(fēng)系統(tǒng)是向礦井各用風(fēng)地點(diǎn)供給新鮮空氣，排出污風(fēng)的通風(fēng)方式（進(jìn)/回風(fēng)井布置的方式-中央式、對(duì)角式、混合式）、通風(fēng)方法（主要通風(fēng)機(jī)的工作方法-抽出式、壓入式、混合式）、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)（由風(fēng)流流經(jīng)的巷道及相關(guān)設(shè)施組成）和通風(fēng)控制設(shè)施（通風(fēng)構(gòu)筑物）的總稱。礦井通風(fēng)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜、動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)，受眾多、復(fù)雜的內(nèi)外因素影響。

1.3 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的作用

1.3.1 保證在正常生產(chǎn)條件下，向井下各采掘工作面、硐室、井巷等地點(diǎn)合理、可靠、連續(xù)不斷地供給新鮮、足夠的風(fēng)量。

1.3.2 在礦井發(fā)生災(zāi)變時(shí)，盡可能在一定范圍內(nèi)控制風(fēng)流，減少災(zāi)害對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的破壞程度，減少高溫、有毒、有害氣體的影響，保證人員撤退和救災(zāi)人員的安全，及時(shí)救災(zāi)，減少事故損失。

1.4 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的重要性

1.4.1 礦井主要通風(fēng)如同“心臟”，一旦停電停風(fēng)，人員無法保證呼吸，設(shè)備不能運(yùn)轉(zhuǎn)，井下有害氣體增加超限，溫度升高，可能導(dǎo)致爆炸、中毒事故發(fā)生，造成損失。

1.4.2 通風(fēng)井巷網(wǎng)絡(luò)如同“經(jīng)脈”，保證風(fēng)流按規(guī)定路線流動(dòng)，一旦堵塞或短路，風(fēng)流無法到達(dá)需要的地點(diǎn)。

2 煤礦通風(fēng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的組成及每部分的功能

2.1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的組成

（1）通風(fēng)動(dòng)力及其裝置；（2）通風(fēng)井巷網(wǎng)絡(luò)；（3）通風(fēng)設(shè)施

礦井通風(fēng)系統(tǒng)的安全性包含兩層意思：一是保證礦井正常生產(chǎn)；二是能夠預(yù)防和控制災(zāi)害的發(fā)生和發(fā)展。具體應(yīng)滿足下列要求：

（1）礦井通風(fēng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)合理完備，整套系統(tǒng)穩(wěn)定可靠；（2）井下各用風(fēng)地點(diǎn)的風(fēng)量、風(fēng)速滿足要求，且可控性強(qiáng)；（3）有利于排除瓦斯、礦塵、熱源和防止煤炭自燃；（4）具有控制各種自然災(zāi)害能力，既能抑制事故發(fā)生，又能在由其他原因引起事故時(shí)及時(shí)控制和消除事故。

2.2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)組成部分的功能

2.2.1 通風(fēng)動(dòng)力及其裝置

《煤礦安全規(guī)程》第121條規(guī)定：礦井必須采用機(jī)械通風(fēng)。其風(fēng)硐、防爆門、擴(kuò)散器及反風(fēng)設(shè)施等的設(shè)置和使用符合要求，實(shí)現(xiàn)供電可靠、運(yùn)轉(zhuǎn)連續(xù)。其功能主要如下：用以克服礦井的通風(fēng)阻力，促使空氣沿巷道流動(dòng)；擴(kuò)散器可以起到消音、減少動(dòng)壓損失、提高風(fēng)機(jī)效率的作用；防爆門在發(fā)生爆炸時(shí)可以保護(hù)主要通風(fēng)機(jī)免受損壞；反風(fēng)設(shè)施可實(shí)現(xiàn)井下火災(zāi)、爆炸等災(zāi)害時(shí)進(jìn)行反風(fēng)，減少事故損失。

2.2.2 通風(fēng)井巷網(wǎng)絡(luò)

《煤礦安全規(guī)程》第21條規(guī)定：巷道必須滿足行人、運(yùn)輸、通風(fēng)和安全設(shè)施及設(shè)備安裝、檢修、施工的需要。

通風(fēng)井巷網(wǎng)絡(luò)要簡(jiǎn)單，多獨(dú)立通風(fēng)的并聯(lián)，減少串聯(lián)，杜絕角聯(lián)。井巷施工要求通風(fēng)阻力小，避免斷面突然變大或變小，減少拐彎，及時(shí)清除巷道內(nèi)的材料、設(shè)備和堆積物。

2.2.3 通風(fēng)設(shè)施

為保證井下風(fēng)流沿規(guī)定的路線、方向供給采掘工作面、硐室等用風(fēng)地點(diǎn)而在系統(tǒng)中設(shè)置的通風(fēng)構(gòu)筑物。主要有風(fēng)門、風(fēng)窗、風(fēng)橋、風(fēng)墻（擋風(fēng)墻、密閉、防火墻）、測(cè)風(fēng)站等，其作用主要如下：隔斷和控制風(fēng)流沿規(guī)定路線到達(dá)用風(fēng)地點(diǎn)；調(diào)控各用風(fēng)地點(diǎn)的風(fēng)量、風(fēng)速符合規(guī)定；保證行人、運(yùn)輸、供排水、供電通訊需要；滿足控制災(zāi)害和救災(zāi)需要。

3 煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行與維護(hù)

3.1 一般規(guī)定

（1）入井空氣溫度及采掘工作面、機(jī)電硐室溫度符合規(guī)定；（2）井巷風(fēng)速及采掘工作面風(fēng)量配備符合規(guī)定；（3）有害氣體濃度符合規(guī)定；（4）專用回風(fēng)巷、專用排瓦斯巷、總回風(fēng)巷及采區(qū)進(jìn)回風(fēng)巷管理符合規(guī)定；（5）礦井、水平、采區(qū)、采掘工作面及主要硐室通風(fēng)符合規(guī)定；（6）采掘工作面通風(fēng)方式符合規(guī)定；串聯(lián)通風(fēng)符合規(guī)定。

3.2 運(yùn)行管理

3.2.1 礦井主要通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行管理

（1）主要通風(fēng)機(jī)安裝及漏風(fēng)率符合規(guī)定。（2）主要通風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)、能力及配套電機(jī)符合規(guī)定，必須保證連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。（3）防爆門至少每6個(gè)月檢查維修1次。（4）主要通風(fēng)機(jī)至少每月檢查1次。（5）主要通風(fēng)機(jī)定期進(jìn)行性能測(cè)定。（6）每季度檢查1次反風(fēng)設(shè)施，反風(fēng)演習(xí)符合規(guī)定。（7）主要通風(fēng)機(jī)專職司機(jī)培訓(xùn)、操作符合規(guī)定。

3.2.2 礦井通風(fēng)設(shè)施管理

（1）進(jìn)回風(fēng)井之間及主要進(jìn)回風(fēng)巷之間的每個(gè)聯(lián)絡(luò)巷中，必須砌筑永久性擋風(fēng)墻；需要使用的聯(lián)絡(luò)巷，必須安設(shè)2道聯(lián)鎖的正向風(fēng)門和反向風(fēng)門。（2）采空區(qū)必須及時(shí)封閉。必須隨著采煤工作面的推進(jìn)逐個(gè)封閉通至采空區(qū)的連通巷道。采區(qū)開采結(jié)束45天內(nèi)，必須在所有與采區(qū)相連通的巷道中設(shè)置防火墻，封閉采空區(qū)。（3）不應(yīng)在傾斜的運(yùn)輸巷中設(shè)置風(fēng)門；如果必須設(shè)置，應(yīng)設(shè)置自動(dòng)風(fēng)門或設(shè)專人管理，并有防止礦車或風(fēng)門碰撞人員以及礦車碰壞風(fēng)門的措施。

3.2.3 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的調(diào)整

（1）改變?nèi)V井通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，必須編制通風(fēng)設(shè)計(jì)及安全措施，由企業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人審批。（2）巷道貫通必須符合108條規(guī)定。（3）改變主要通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)及葉片安裝角度時(shí)，必須經(jīng)礦技術(shù)負(fù)責(zé)人審批。（4）建立定期測(cè)風(fēng)制度，及時(shí)根據(jù)需要調(diào)整工作面風(fēng)量。

3.3 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的改造與優(yōu)化

3.3.1 及時(shí)調(diào)查掌握通風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)狀

（1）進(jìn)行主要通風(fēng)機(jī)裝置的性能測(cè)定，了解主要通風(fēng)機(jī)的性能。要求測(cè)定風(fēng)機(jī)內(nèi)部和各種間隙，檢查葉片、導(dǎo)葉的安裝角度以及風(fēng)硐中風(fēng)流控制設(shè)施的嚴(yán)密程度，查看風(fēng)硐和擴(kuò)散器的結(jié)構(gòu)、斷面、轉(zhuǎn)彎和擴(kuò)散器出口風(fēng)流的速度分布；測(cè)定電機(jī)的負(fù)荷率。（2）預(yù)測(cè)待采地區(qū)的瓦斯涌出量和地溫變化。（3）對(duì)礦井最大通風(fēng)阻力路線進(jìn)行測(cè)定，了解其阻力分布和阻力超常區(qū)段，為降低阻力提供依據(jù)；對(duì)主要分支的風(fēng)阻值以及典型巷道的阻力系數(shù)進(jìn)行測(cè)算，為網(wǎng)絡(luò)解算提供數(shù)據(jù)。

3.3.2 分析評(píng)價(jià)通風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)狀

核算礦井的通風(fēng)能力：主要通風(fēng)機(jī)裝置通風(fēng)能力核定，井巷通過能力核定，礦井最大阻力路線的阻力分布，礦井生產(chǎn)布局分析評(píng)價(jià)，是否存在集中生產(chǎn)，礦井抽采系統(tǒng)能力的分析評(píng)價(jià)，提高抽采效果。

3.3.3 方案擬定

擬定原則：立足現(xiàn)狀，著眼長(zhǎng)遠(yuǎn)，因地制宜，對(duì)癥下藥，投資少，見效快，既要保證安全生產(chǎn)，又要增風(fēng)節(jié)能。

（1）先考慮現(xiàn)系統(tǒng)的維護(hù)與優(yōu)化，再考慮改造，新開掘巷道、開新井和設(shè)備更新。（2）注意采取新措施。（3）降低最大阻力路線上的通風(fēng)阻力，提高主要通風(fēng)機(jī)的綜合效率。（4）對(duì)多主要通風(fēng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行綜合考慮，充分發(fā)揮各個(gè)系統(tǒng)能力。（5）多方案優(yōu)選。

3.3.4 主要措施

（1）改變通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。適當(dāng)開掘新巷道，增加并聯(lián)風(fēng)路，封閉舊的串聯(lián)風(fēng)路。（2）開掘新風(fēng)井，改變通風(fēng)系統(tǒng)。（3）調(diào)整和改善通風(fēng)系統(tǒng)。（4）改造通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，降低通風(fēng)阻力。