煤礦采礦過程中通風技術的改進方法

王京斌

摘 要：近年來煤礦開采過程中頻頻發生安全事故，而我國礦產資源開采方式多為井工開采，安全系數更低，如何在確保工作人員安全的前提下有效挖掘煤礦一直是人們研究的熱點問題。對煤礦采礦過程中通風技術的改進方法進行研究，要利用網絡技術計算出風量，從而優化整個通風系統的布局，分區通風，并且不能采用傳統的通風方式，要應用采煤工作面、掘進工作面和多巷三種通風方式。通過本文的研究可以發現給出的改進方法能夠確保風流能夠穩定高效地流入煤礦中，保證開采過程的安全性。

關鍵詞：煤礦采礦；通風技術；改進方法研究

中圖分類號：TD724 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）01-0166-01

隨著社會的發展，人們對資源提出了越來越多的要求，礦產資源作為不可再生能源，如何安全有效地對其開采一直是人們研究的熱點話題之一。由于我國獨特的煤層賦存條件，所以超過97%的煤礦開采為井工開采，而井工開采過程必須要保證通風，只有這樣才能確保安全生產，通風系統是礦井安全生產的基礎，通風系統是礦井的“血液循環系統”。近年來，礦井建設逐漸走向現代化，各種煤礦機械化水平大幅提升，采礦工藝也更加完善，相關領域學者在礦井通風方面做了深入的研究，我國礦井通風技術取得了長足的進步。綜上所述，本文對煤礦采礦過程中通風技術的改進方法進行研究，利用網絡技術計算出風量，然后對風流進行判斷，通過改變通風系統布局和通風方式，使通風過程更加安全、可靠、低耗，確保風流能夠穩定高效地流入煤礦中，為開采提供安全保障[1]。

1 網絡結算煤礦通風量

隨著礦井通風網絡的復雜化，在進行通風之前必須要計算出煤礦的通風量，目前網絡結算的方法已經超過40種，結算理論也不斷成熟。由于通入礦井的一些風量和風阻無法預測，所以可以利用回路風壓平衡關系判斷二者是否呈現線性關系[2]。過計算礦井總風量和通路風阻計算出各分支風量，回路風量法往往不會設定原始值，改進了生成樹結構，按照煤礦的需要分風，大幅度提高了網絡解算速度。目前比較常用的網絡結算法為INSA算法，能夠有效解決復雜網絡目標函數和約束條件非凸、多變量的問題，然后利用數值迭代算法求解，從而判斷煤礦的通風量。

2 通風系統布局優化

通風系統如果不合理將會導致礦井供風不足，系統安全無法保證。近年開采的礦井服務年限越來越長，開采深度也在逐年延伸，通風線路不得不隨著礦井的加深而加長，最長甚至能達到1萬m以上，而這樣會導致通風阻力過大，通風系統要反復不斷地維修改造。由于通風不足導致的安全事故頻頻發生，國家對礦井建設的要求也在不斷提高，煤礦生產布局發生了很大變化。通風系統不再集中在一個區域，而是轉變成對角邊界抽出式通風模式。通風系統要遵循“高倍安全系數礦井設計”及“井筒服務的安全半徑”的原則，優化礦井內部通風口布局，確保通風口數量達到要求，而且每個通風口的安全半徑要在4km以下[3]。

煤礦內部要進行分區，各區要建設自己獨立的安全系統，需要特別指出的是通風口要盡量增設輔助水平，這樣在形成通風系統的同時，也能形成分水平通風，工作人員在操控時更加方便，礦井安全生產系統也更加合理，為安全開采奠定了基礎。通常井田礦區按方位可分為西區、東五、南區、北區4個盤區，并進行獨立通風，為其千萬噸年產量提供了可靠的通風保障。礦井內部通風系統布局如圖1所示。

3 優化通風方式

在優化過全區通風系統后，也要改變通風方式。傳統的通風方式極容易受到外界不確定因素影響，而一旦這些通風口不能正常通風，工作人員就很有可能出現安全事故，甚至生命安全都無法保證。本文給出了三種優化方式，如表1所示[4]。

采煤工作面通風方式是一種U型的通風方式，通風系統較為簡單，只有1條進風巷道和1條回風巷道，兩條巷道連通，一旦有漏風點很容易發現，所以很難出現安全隱患。多巷通風方式也是一種極具代表性的優化方式，通風巷道既有Y型，也有兩進兩回雙U型，通常會布置2條條主進風巷，在每條主進風巷旁布置1條輔助進風巷和2條回風巷，來輔助通風工作。掘進工作面通風方式是針對大型礦井而生的一種通風方式，這里的通風巷道長度達到5000m以上，巷道斷面達到20耐以上，這是為了保證能夠大量供風，因為大型礦井必須要有充分的進風量，才能保證氧氣充足。掘進工作面通風方式雙巷邁步推進的方式，每隔一段距離就會設定兩個巷道，還要在巷道之間貫通聯絡巷，確保巷道與巷道之間的全壓通風[5]。

上述三種不同的通風方式針對不同的礦井，各自擁有不同的優點和缺點，因此也可以同時使用，揚長避短，利用合理減阻、減漏、科學管理的方法控制煤礦通風，從而解決超大斷面和超長距離掘進巷道的供風難題。

4 結語

通過本文的探討分析可以了解到井工開采煤礦的方式本身安全系數較低，而由于我國獨特的位置環境，大多數煤礦都需要利用井工開采，近年來安全事故更是頻頻發生，因此需要改進煤礦采礦過程的通風技術，要利用網絡技術計算出風量，從而優化整個通風系統的布局，分區通風，并且不能采用傳統的通風方式，要應用采煤工作面和掘進工作面兩種通風方式。本文給出的改進方法能夠確保風流能夠穩定高效地流入煤礦中，讓員工在一個安全的工作環境下進行工作。

參考文獻

[1]郝惠科.探析煤礦采礦技術在應用過程中存在的問題[J].機械管理開發，2014，29（1）：61-63.

[2]周仕來，劉勇.小煤礦在殘采復采過程中安全技術問題分析與措施[J].煤礦安全，2010，41（6）：120-121.

[3]張新倉，王瑞義.淺談煤礦通風安全隱患與管理措施改進[J].中國新技術新產品，2014，（12）：187-187.

[4]郭雙富.淺談高瓦斯煤礦采掘地帶通風技術的改進策略[J].能源與節能，2014，（6）：187-188.

[5]葛志強.煤礦采掘過程中的采礦工藝與方法窺探[J].工業b，2015，（62）：00283-00283.endprint