煤礦通風技術與裝備發展現狀及展望

莢勝豐 胡鑫

摘 要：在煤礦開采階段，井工開采形式占據關鍵地位，之所以難以全面貫穿機械化，是因為煤層賦存條件并不適宜大規模機械開采，因此，提高礦井的安全性及穩定性也就顯得至關重要。而通風系統作為礦井安全保障范疇中不可或缺的一部分，則在煤礦生產階段發揮著不可替代的作用。在經濟技術全面發展的新形勢下，礦井建設水平也有所提升，這就帶動了礦井通風技術及裝備的現代化發展，本文就圍繞通風技術及裝備的發展現狀及展望進行了細化闡述及分析。

關鍵詞：煤礦通風技術 裝備 發展現狀 展望

中圖分類號：TD52 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）08（a）-0058-02

在煤礦開采階段，安全始終都是第一要務，這就需要緊跟發展步伐，推動煤礦通風技術及裝備的全面升級。從當前形勢來看，礦井的機械化水平明顯提升，無論是開采技術還是生產系統，優化指標都呈現出了提升性趨勢，基于此，礦井通風技術及裝備的發展水平也有所提升，這不僅為其拓展性應用帶來了基礎保障，系統能效的不斷強化，更有利于礦井積極打造安全的生產環境，因此不難發現，煤礦通風技術與裝備的更新性發展具有重要意義。

1 礦井通風設備的發展現狀

1.1 通風機

現階段我國的機械化程度普遍較高，尤其是在生產領域中，機械化融入及應用頻率持續上升，這就對機械制造提出了更為精細的要求，基于此，我國的機械制造實力明顯提升，這就使得通風機性能更為強大。從當前形勢來看，通風機制造階段引進并應用了現代先進的數控機床及自動焊接等技術，而內部核心部件的制造則以超聲波探傷等技術為主體，進一步提升了部件的結構性能，與此同時，為了提高通風機的品質，還在原有基礎上增加了材料處理及葉輪平衡校驗等項目。目前在我國煤礦生產階段應用的通風機以軸流式及離心式為主，在煤礦安全生產要求不斷提高的背景下，低耗高能的通風機類型也隨之增多，這部分通風機不僅運行效率高，靈活性及可調節性特點更為其拓展性應用帶來了可靠保障，由于不同的通風機優勢及性能等關鍵指標存在明顯差異，這就需要根據礦井規模及需求對通風機進行適應性選擇，促使其能效作用充分發揮。

1.2 局部通風機

目前市場上出現的局部通風機類型普遍呈現多樣化特點，不同規格及型號的通風機性能及功率也大不相同。從當前局部通風機的應用趨勢來看，通風機的功率普遍較大，不僅風量能夠達到礦井需求，送風距離與傳統通風機相比更有所延長，噪聲基本可以控制在最小范圍內。近年來，我國逐漸將局部通風機的研究重點轉向智能化方向，這不僅能夠提高局部通風機的智能化、自動化水平，更能針對故障問題實現對備機的自動切換，以礦井瓦斯濃度為基準實現對通風量的自動調節，以及將自動化能效貫穿于通風機運行中，都將成為局部通風機未來發展趨向。

1.3 風筒

在現代生產中，快速、精準到位都是關鍵點，在掘進工作中更是如此，這就需要在保證質量的基礎上，合理提高掘進效率，并為其匹配與實際需求相契合的風量，因此，煤礦生產階段的所應用的風筒應當在尺寸及強度等關鍵指標上進行重點考量，而后根據生產要求，盡可能地選擇能耗低、風阻低的風筒?，F階段在煤礦掘進通風階段，可伸縮風筒的應用頻率普遍較高。而提高該類風筒可伸縮指標的原理就是在柔性風筒內部安裝鋼絲圈，需要注意的是，鋼絲圈安裝應當根據實際情況對間隔進行科學設置，這樣該風筒就同時具備了柔性及剛性優勢，現階段風筒的直徑有所增加，并能實現對漏風率的精細化控制，進而增強內部抗壓能力。

2 礦井通風技術的發展現狀

2.1 通風機監測技術

對通風機運行效率進行實時監控，不僅能保障礦井通風安全，更能降低設備帶故障高危運行等問題的發生幾率，因此，通風機監測技術的發展具有重要意義。在最初階段關于礦井通風機運行能效的監測研究起源于國外，這一階段由于技術手段存在缺陷，使得檢測的精度及靈敏度都無法保證，僅能對數據進行采集。近年來，針對這一技術缺陷開展了大量的研究工作，通過加大在線監測及通訊系統的研究力度，從根本上提高了監測的有效性，復雜條件下同樣能保證監測精度，再加之融入新型技術，并開展了大量的創新工作，使得通風機運行效率監測水平大大提高，數據處理及通訊性能也明顯強化，該系統不僅能對通風機的各項運行指標進行實時監測，更能進行遠程操控。還有部分新研制的通風機在線監測系統集在線監測及故障診斷于一身，能夠根據通風機正常運行參數對故障進行自動化診斷。

2.2 通風網絡監測

早在1973年我國就研發出了通風網絡解算軟件，隨著礦井開采規模的不斷擴大，通風要求也隨之上升，而通風網絡監測的研究工作也從而停歇，在研究理論不斷豐富的同時，通風網絡解算與仿真計算機軟件的類型也更為多樣，基于此，通風解算與仿真的技術水平也不斷提高，以技術為主導，理論的完善化建設為系統性能的優化及調整指明了方向。但是礦井生產并不是一成不變的，這就需要軟件不斷更新并逐步走向成熟，真正做到全面精準地體現礦井通風情況。從當前礦井的通風技術應用現狀來看，安裝安全監控系統已經成為主流趨勢，高效率的監控系統普遍較多，都能實現對礦井通風情況的在線監控。

3 礦井通風技術及裝備的發展展望

3.1 創建更為可靠的通風系統

首先，在礦井建設的前期階段就應當根據整體布局對通風方式進行科學考量，并在原有基礎上對通風網絡進行簡化處理，以縮短通風距離為主導，實現對通風阻力的合理縮減；其次，還應當結合礦井生產情況，對通風機類型進行合理選擇，通過實時監測對通風機運行效率進行全面掌控，在降低能源消耗量的基礎上，為礦井生產創造更多經濟效益；第三，結合礦井生產要求，提高通風設施布置的有效性，同時還應當重點強化通風設施管理工作，確保調控質量與預期目標高度相符；最后，應用創新思維不斷在生產中引進新技術，通過現代先進工藝明確礦井通風參數的監測要點，在科學分析監測結果的基礎上，為礦井后續管理工作的高效開展提供參考依據。

3.2 發展先進高效的通風機裝備

通風機作為礦井通風的重要組成部分及動力來源，發揮著不容替代的作用，這就需要將裝備研究工作納入重點范疇，并結合時代發展趨勢，將先進的智能制造等技術與通風機制造有機結合，從根本上提高其性能優勢，通過精加工實現對技術的改良及優化，為通風機品質的提升夯實基礎，從而盡可能地減少能源消耗，促使其運行效率達到最優化標準。尤其應當針對礦井風量及風阻等關鍵指標，優化技術體系，突破技術應用階段存在的局限性，提高通風機與通風網絡的協調性。除此之外，還應當根據煤礦生產要求，對通風機進行定制，提高其個性化優勢，并在強化自動化監控及故障診斷水平的基礎上，將人工智能等現代先進技術融合到通風機性能優化范疇中。

3.3 提高礦井通風監控水平

研發精度高、可靠性強的通風參數監測設備，優化全礦井無盲區監測技術體系，提高通風監測數據的分析挖掘水平，為通風系統管理與決策提供依據。進一步完善通風網絡解算與通風仿真模擬理論與技術，使通風網絡分析的計算機操作簡單化、快速化；加強對通風設施設備遠程監測與控制的研究，實現設施設備的自動化、智能化控制。

4 結語

綜上所述，對煤礦通風技術與裝備的發展現狀及展望進行研究具有重要意義，這就需要結合發展趨勢，從多個方面提高通風機的性能優勢，促使其技術能效不斷提升，為礦井的安全生產提供重要保障。

參考文獻

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