煤礦井下通風系統優化研究

薛補平

摘要：在礦井作業中，很多煤礦企業都會設置煤礦通風系統保障井下作業的安全，因此就要對煤礦井下通風系統進行不斷的優化，這樣才能不斷提升煤礦井下作業的安全性。本文通過實際案例進行分析，希望通過本文的分析，能夠為煤礦井下通風系統的優化提供一些參考意見。

關鍵詞：煤礦；通風系統；優化改造；原則；要求；方案

工作人員在井下作業過程中受到環境中有毒氣體的影響極易發生安全事故，對工作人員的人身安全造成極大影響，因此就要不斷降低發生安全事故的概率。所以將井下的有毒氣體排放到地面上，保持井下各類氣體的濃度能夠維持在一個正常的水平，這樣能為井下作業人員提供一個安全的作業環境。因此就要不斷優化煤礦井下通風系統，不斷提升煤礦企業的經濟效益與社會效益。

1工程概述

本文是以某市的煤礦開采單位為例進行分析的，該礦井邊界的形狀不夠規則，通過測量發現南北寬度為4.5-18.5km，東西長為3.7-21.5km，面積達到215.34km2，煤炭的總儲量達到十分豐富，總共發現可開采的煤層有10層，采煤層主要分布在第二、第四與第五層。本礦井中總共有5個盤區。該礦井為低瓦斯礦井，礦井通風系統為抽出式，進風井主要有主斜井、排矸平硐與副平硐這三個進風井。排矸平硐回風井的回風量可達到17856m3/min，工業廣場回風井的回風量可達到8286m3/min，但是在實際應用中存在通風線路長、風阻大，風量分配不合理等問題，對通風系統的可靠運行造成極大影響。

2礦井通風工作的重要性

由于在礦井生產作業過程中，井下的粉塵、有毒氣體會對人體造成極大傷害，同時也存在瓦斯爆炸等各類安全事故，這就要求企業要做好井下通風工作。礦井通風在實際的應用中，能夠保持井下作業人員呼吸到新鮮空氣，減少有害氣體或者粉塵的吸入量。同時也是嚴格遵守煤礦安全施工相關規定的要求。當井下發生火災時，需要在礦井通風的幫助下，為工作人提供逃生的機會，將井下作業的危害程度降到最低。因此在煤礦井下作業過程中，通風系統是十分重要的內容，并且也能保證井下作業人員的人身安全與財產安全，將對企業的不良影響降到最低。這樣才能促進企業的可持續發展，保證企業的經濟效益與社會效益。

3通風系統存在的不足

3.1通風線路長、風阻大

在本案例中目前的通風系統，在廣場的回風井，主要是對4號煤層的通風工作進行負責，2號煤層的通風工作是由排矸平硐回風井負責的。但是通風線路較長，在通風過程中阻力較大，并且煤層極易發生自燃，這樣就造成極大的安全隱患。

3.2風量分配不合理

礦井在設計中，最先采用的通風方式為“U”型，但是由于瓦斯在工作面上的集聚，設計人員又將通風方式進行優化，改造為“Y”型，在這樣的通風方式下，風流需要經過多個過程才能回到總回風巷。在企業煤炭開采的不斷進行過程中，通風線路也在發生變化，同時也變得更加復雜，如果在開采煤炭過程中，目前的通風量是遠遠不夠[1]。

3.3其他問題

就目前的情況來看。通風網絡比較復雜，并且在井下發生火災之后，會將火災范圍擴大，減弱火災抵抗能力。由于通風線路設計較長，這就使得某一個位置的溫度過高，會給煤炭開采工作帶來極大安全隱患，同時也會對企業的可持續發展造成極大阻礙。

4通風系統優化研究

4.1優化方案

通風系統的優化工作具有一定的復雜性與專業性，并且要對目前礦井的通風方式與生產方式進行系統的、科學的分析，這樣才能對通風系統進行有效的優化。

4.1.1第一種優化方案：在現有的通風條件下，對通風方式進行調整，保證在工作面上的回風巷的風流能夠在進入排矸平硐回風井時，經過邊界巷，并且保證工作面由兩個風機同時負責[2]。

4.1.2第二種優化方案：對通風系統進行調整，將原有的分煤層回風進行改造，并且以分盤區回風方式呈現。2號與4號的一盤區，回風任務由工業廣場副斜井進行負責，在2號與4號的兩個盤區的回風任務是由排矸平硐回風井風機進行負責的。下面就對二者在優化后的效果進行對比：

第一種優化方案的優勢：在對通風系統進行優化過程中工程量較小，只要進行兩處施工便可完成優化工作[3]。第二種優化方案的優勢：通過優化之后，能夠實現獨立通風，并且可靠性得到有效增加。對系統進行優化之后，通風路徑明顯縮短，這樣就能有效降低風阻，并對原來通風系統中存在的問題進行合理解決。

第一種優化方案的劣勢：無法保證兩套通風系統的獨立，并且在應用中抗干擾效果較差，并且通風線路較長，對原有通風系統中的問題未能有效解決。第一種優化方案的劣勢：在本方案下對工程的改造量較大，需要施工的地方為4個，需要拆除的地方也達到3個，并且后期對風機的更換概率較大[4]。

4.2實施方案

在對第二種方案通風系統進行優化過程中，需要按照以下步驟進行施工：

第一，對2號與4號的煤層總回風巷與回風暗斜井間的密閉進行啟動；第二，將調節窗設置在在2號煤層的2盤區的回風巷與回風井中間；第三，砌設一堵密閉回風順槽在4號煤層的4盤區；第四，將風門設置在4號煤層的2盤區的主回風與聯巷中間；第五，將位于4號煤層的2盤區的風窗進行拆除；第六，將位于2號煤層的2盤區的密閉進行拆除，并且在3聯巷中增設密閉[5]。

4.3優化后通風效果檢驗

通風系統經過優化之后需要對其應用效果進行檢驗，在檢驗中發現，能夠將原有的通風線路縮短到5000m，并將能夠將風機負壓有效降低150Pa。同時在優化之后，對回風井的工作進行明確，這樣就能防止出現通風線路交叉的情況，這樣就能保證通風網絡的簡單化，進而提升通風系對各種災害的抵抗能力，并且能夠滿足企業的發展需求。

5礦井通風系統優化的原則與要求

5.1礦井通風系統優化原則

在對礦井通風系統優化時，需要嚴格按照以下幾個原則進行操作：第一，在通風系統布置與優化過程中一定要保證網絡設計的簡單性，并且保持良好的經濟效益與通風效果；第二，首先要確定優化設計方案，確定優化技術，保證設計方案能夠促進優化作業的順利進行；第三，保證對通風系統進行優化之后，滿足基本的可靠性與穩定性，并且要保證在通風過程中的安全性；第四，保證通風系統優化之后能夠滿足礦井的生產環境與條件，并且要在相關法律法規的基礎上保證通風系統的安全性。

5.2礦井通風系統優化要求

礦井通風系統優化過程中需要滿足以下幾個方面的要求：第一，能夠為井下提供新鮮的空氣，保證井下作業的有序進行；第二，在通風系統布設過程中要保證穩定的風流，并且要以簡單化為目標，提升管理的便捷性；第三，一定能遇到突發狀況，要立撤離相關工作人員，保證對風流進行有效的控制；第四，較低的維護成本，這樣才能提升企業的經濟效益。

6結語

煤礦井下通風系統的優化具有重要意義，能夠保證井下作業人員的人身與財產安全，降低發生安全事故的概率。因此在通風系統優化過程中，要認識到煤礦井下通風系統的重要性，并對目前使用的通風系統中存在的不足進行研究，進而通過合理的優化方案不斷提升煤礦井下通風系統的穩定性與安全性，進而促進我國煤礦企業的可持續發展。

參考文獻

[1]劉建新. 煤礦礦井通風系統優化策略分析[J]. 商品與質量，2017（24）：00103-00103.

[2]王利民. 多風井礦井通風系統優化改造[J]. 能源與節能，2017（8）：72-73.

[3]趙秋峰. 淺析煤礦基建期間通風系統優化[J]. 江西煤炭科技，2018（1）：91-93.

[4]黃峰. 礦井通風技術及通風系統優化案例分析[J]. 內蒙古煤炭經濟，2017（13）：108-109.

[5]王志高. 煤礦通風系統的安全性及優化設計[J]. 能源與節能，2018（6）：54-55.

（作者單位：陜西延長石油集團橫山魏墻煤業有限公司）