井下通風系統穩定性的影響因素分析

袁文甲

（西山煤電集團公司 東曲礦，山西 古交 030200）

通風系統是礦井安全生產的重要保障，尤其是在保證生產、防范災害方面發揮著重要的作用。通風系統的穩定性直接關乎著生產人員的生命安全、礦井的生產及效益，它能夠有效地向各用風地點供應足量的新鮮空氣，同時也稀釋并排除了熱量、瓦斯等有害物質，給井下的生產人員提供安全保障并創造良好的工作環境。另外即使發生事故，也能通過穩定的通風系統有效地為井下人員提供足量的空氣，甚至是傳遞水和食物。因此，穩定的通風系統對礦井的安全生產非常重要。

1 井下通風系統概述

通風系統是礦井通風方式、通風方法和通風網絡的總稱。通常情況下，井下通風系統是專業的通風機和通風網絡組成的，通過對風流加以引導，使風從井口進入到礦井，然后由各個通風機將風在通風網絡中按照一定的方向進行引導，使風進入到用風場所，最后到達回風井中。穩定的通風系統保證了風場的用風，而很多事故的發生都是由于通風系統不穩定造成的。因此，分析和找出影響通風系統穩定性的因素，優化通風系統，將會降低安全生產事故的發生率，提高生產效率和經濟效益。

2 井下通風系統穩定性分析

井下通風系統的功率和效果是隨著環境而不斷變化的，包括地質條件的不同、工作面的轉移等。前一階段的穩定，并不代表現階段也穩定，應進行對比分析，考慮過去、當前的情況以及對今后進行預測，全方位的分析可以有效地保障通風系統的工作效率及安全生產。目前，在國內礦井生產中普遍存在著通風系統使用的風機效率低、風量調節能力差、通風阻力較大、風流速度不穩定等一系列的問題。另外，礦井中風機的安裝位置、數量、網路的設置以及自然風壓等對通風系統的穩定性同樣產生一定的影響。

2.1 通風網路對通風系統穩定性的影響

礦井的通風動力在固定的時候，通風網路的設置、巷道的設置往往會對風量有影響。通風系統的穩定性可以是串聯及并聯組成的風路網，在這種情況下要對風流進行方向的改變只能對動力機組進行改變。井下往往也要考慮由于風路及巷道引起的風阻問題，通風阻力不穩定性，經常由于自然環境的改變，如氣壓的變化而發生風阻從小至無限大，從而對井下通風系統的穩定性產生負面影響。

2.2 通風動力對通風系統穩定性的影響

通風機組的性能、物理風壓是否與風阻有效地匹配，能夠改變礦井內總的阻力、風量。而對于較小規模的礦井，尤其是采用一臺或者數量較少的通風機組進行通風，受到物理風壓和風阻的影響就會更顯著，能夠明顯地改變通風機的工作性能。對于大型和中型的礦井，一般采用多臺風機進行通風，但應合理地設計不同風機之間的配合，若設計不合理，致使風機之間不能有效地進行配合，不但不能起到增風的效果，反而會造成通風機組的穩定性下降。針對井下巷道增設的輔助用風機，對改變通風系統的穩定性也至關重要。如通風系統運行時，主風機和輔助風機已串聯運行時，若輔助風機的功率過大，可引起與之相連通的分支內出現風流停止，甚至發生逆風。還應注意在巷道中物理風壓的影響，物理風壓與風機的風壓同時對通風巷道的風阻、風量和風向起著重要作用。因為物理風壓是隨時發生變化的，若物理風壓與風機風壓作用一致時，會使風量、風速、風壓都顯著增大，反之則削弱了風機的工作效率，甚至使風反向流動。

2.3 井下作業對通風系統穩定性的影響

井下作業包括施工、開采、運輸等，大型施工、運輸設備在巷道進行移動，能夠使設備正前方空氣壓力增強，同時使設備后方形成負壓帶，從而形成風流。由于設備的移動方向會造成固定的風向，也會對通風系統的風向、風流等造成影響，從而影響井下通風系統的穩定性。另外井下的爆破作業對通風系統穩定性的影響更大，井下爆破作業能夠產生巨大的沖擊波，是改變風流方向及流量等的重要因素。爆破甚至能夠引起巷道坍塌，使通風系統分支的風阻出現明顯變化，而且爆破產生的有毒氣體會使井下空氣質量迅速變化。

2.4 井下事故對通風系統穩定性的影響

大面積坍塌、瓦斯爆炸及火災等是井下易發生的主要事故，發生這些重大事故時，對井下通風系統穩定性造成了極大的威脅，同時井下通風系統穩定性的改變又會加劇事故的惡化。井下的重大事故能夠造成漏風、風阻變化，瓦斯爆炸還有可能直接摧毀風路，對通風機組的傷害也是直接的，造成風流停滯，甚至是反向運行。尤其是井下發生火災，火災對空氣的動力，導致風壓的變化，使風路的風流發生改變，對風機造成損毀，長時間易造成風向及風量的變化。

3 建 議

通過分析可知，上述因素會對井下通風系統的穩定性造成影響。因此，為確保通風系統的穩定，就要結合實際生產采取措施，減少影響井下通風系統穩定運行的因素。

3.1 建立穩定性的風路

礦井應根據自身情況，參照不同的動力通風系統進行設置。通風風阻受人為的控制，應根據礦井內部對風路的不同要求進行風路推動。對于普通的風路會遇到多個風機的影響，因此，在井口對風機安裝時應注意結合風路的設計及大環境對通風的要求。在平緩位置安裝單個風機，避免震動造成的風流不穩。而多個風機應結合井下風網的設計，考慮長度及角度，確保風阻和風流維持平衡，從而提高風路的穩定性。

3.2 選擇適合的風機性能

不同的礦井應根據實際情況，選擇適合的風機性能，使其發揮重要的作用，如可以對主風機根據季節不同，采取負壓通風，提高輸送風力的效果，同時減少能耗，即使在外部環境惡劣時，依然能夠迅速地將風流推送到指定位置，促進了井下通風系統的穩定。

3.3 充分考慮物理風壓的影響

物理風壓能夠造成井下不同位置的風出現溫度差異，而過高的風溫會使井下的溫度不斷升高，一旦超過安全溫度，極易發生瓦斯爆炸。因此，要充分考慮物理風壓的影響，在風路設計及動力機組的設置方面應結合礦井的氣候及地理環境，減少物理風壓對井下通風系統穩定性的影響。

3.4 設計合理的風網

在對風網進行設計時，應充分考慮風道之間的協調問題，包括角度、尺寸等要充分符合礦井整體風道的大小及數量。合理的風道角度、尺寸、大小和數量，能夠確保風流速度和風力的穩定，是井下通風系統穩定性的可靠保障。

4 結 論

影響井下通風系統穩定性的因素有很多種，礦井在進行總體的設計時，應該考慮到井下通風系統的復雜多變性，一個安全穩定的井下通風系統，對于保障生產人員生命安全，維護礦井的正常生產，提升企業經濟效益有著重大的意義。因此，應該找出影響井下通風系統穩定性的因素，根據相關要求和實際生產情況，提出整改措施，優化井下通風系統，保證煤礦安全生產。

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