礦井通風系統優化方法研究

蔡文鵬

（云南工業技師學院，云南 曲靖 655000）

礦井通風系統是采礦業能否正常運轉的關鍵因素之一，此系統既制約采礦業的生產系統又對礦業的生產系統有著巨大的經濟價值和服務價值。所以為了讓采礦業有更加廣闊的發展前景，我們必須要重視礦井通風系統優化方法的研究，但是當前的通風系統發展現狀是十分不樂觀的，這是由于傳統的通風系統監管審查力度不大，導致通風設備存在嚴重的質量問題，這些落后的通風機械設備對礦井通風效果起到了嚴重的制約作用，進而影響了通風系統的自然通風分支系統和機械通風分支系統[1]。針對以上傳統通風系統所存在的一系列問題，本文研究出了以計算機網絡計算為主系統，然后建立網絡通風數據庫，通過網絡通風數據庫的建立檢查其他礦井通風系統技術設備，這個網絡通風計算系統可以幫助各個通風系統的環節進行監管工作，能夠最大程度的保證礦井開采產業的安全。與此同時，此系統和傳統的通風系統最大的優勢便是可以在通風過程中，全面考慮礦井開采的地質情況，通風機械工具以及工作人員的技術等方面。為了讓網絡通風數據模型法構建的更加科學合理，本文對通風系統進行總體優化設計研究，然后又對數據模型的計算方法進行結算分析，最后進行對比論證實驗，希望本文設計的通風系統優化方法可以為采礦業創造更大的經濟效益。

1 通風系統總體優化設計

礦山開采業在巨大的經濟價值背后有著高風險的安全問題，尤其是近年來，我國中小型煤礦企業易發生礦井安全事故，產生這些安全事故一方面是因為礦井開采人員缺乏全面的安全保護系統知識，另一方面便是礦井通風系統設計的不合理，其中礦井通風系統設計的不合理是產生安全事故的主要原因，所以對礦井通風系統進行總體優化設計是減少礦井安全事故，提高采礦經濟效益的必然選擇[2]。科學合理的礦井通風系統對礦井的穩定、安全、生產、抗災有重大的作用，因此本文設計了以網絡通風數據模型為主的通風系統數據庫，以此來保證通風系統可以高效安全的為礦井開采服務。

在網絡通風數據模型中我們可以知道礦井通風網絡系統主要有三大主要內容，分別是礦井通風優化調控系統，礦井通風網絡數據模型以及礦井通風預備系統；這三個分支系統的數據獲取主要是靠網絡數據表達來完成的，在網絡數據表達中又分為五個方面的小內容，分別是網絡支點，網絡支數，通風構筑物，網絡拓撲以及通風設備；在網絡通風系統中我們還進行了數據服務器的優化設計和監控通風設備的優化設計，可謂是對礦井通風設備進行了全面的優化升級。此通風系統的優化設計主要有三大優勢：一是保證礦井通風系統優化的可靠性，把發生安全事故的可能性降到了最低；二是提高了通風系統的先進性，將通風技術和設備與網絡計算機緊密結合，緊跟社會的發展腳步；三是降低了礦井生產的通風成本，增加了經濟利益。

通風系統優化后瓦斯治理方案。工作面優化通風方式后，在4201輔運順槽每隔50m施工一組高位鉆孔，每組5個鉆孔終孔位于上隅角頂板裂隙帶附近，對上隅角瓦斯進行抽采;在回風順槽敷設一趟200mm的抽采管路，抽采正巷密閉內瓦斯，上隅角靠采空區側每隔6m施工一道土帶墻，在墻的右上角埋一趟200mm抽采管路，形成半封閉狀態抽采上隅角瓦斯，通過采用上述抽采措施可解決瓦斯積聚的問題。

2 網絡數據模型

通風網絡方法在網絡算法系統中具有十分重要的作用，它運用的好壞直接影響著本文所建的網絡計算模型是否能夠有效反映通風系統中的流向問題，風速的運動規律問題以及通風質檢問題[4]。只有將通風網絡算法構建的更加科學合理，我們才能保證整個通風系統的正常工作運轉，進而最大程度的保證礦井開采的安全和穩定。

但是由于傳統的礦井通風氣壓計算值在風壓初始賦值的不合理，導致通風網絡計算法不能在此情況下進行計算工作。另外由于礦井下的通風回路設置情況比較復雜，這也導致傳統的通風氣壓計算方法只能計算單項的通風回路。所以為了讓通風系統的設計更加符合現代社會煤礦業的通風系統發展現狀，本文在這里提出新的通風網絡計算法，希望此種計算方法可以解決復雜的通風回路設置，使其通風系統更好的為采礦業服務。

算法計算。在通風網絡算法中，設風網中網絡支點為i，網絡支數為j，并且i和j都大于0。其中aik為網絡支數函數系數值；bik為網絡支點函數系數值；x為礦井通風氣壓初始壓值，與此同時，x要隨著礦井開采工作的不斷進行逐漸變化，直到采礦結束，其中要注意x的底部系數n＞=1。

通過公式（1）的計算我們可以得到最終的通風氣壓值P,若P＞i＊j，代表此礦井的通風系統在初始構建時是合理的，但隨著礦井工作的不斷進行，此通風系統需要再次增加通風線路，增加的通風線路便是P+1的值。假設通過公式（1）求得P＞6，則該礦井的通風系統應增加7條通風線路；若0＜P＜i＊j，代表此礦井的通風系統在初始構建時是不合理的，應該立刻停止采礦工作進行通風系統維修，在通風系統進行維修時礦井的工作人員應該開啟備用的通風系統。

3 實驗論證分析

為保證本文提出的礦井通風系統優化方法的有效性，本次實驗需要進行兩組的試驗對比，實驗論證均采用相同地區的，具有相同礦井開采前提的采礦地點進行采礦論證實驗。為保證實驗的嚴謹性，均采用傳統通風系統和本文優化設計后的通風系統進行對比試驗。

礦井成本試驗。在該試驗中主要采用傳統的采礦方法，即每開采一層后進行通風設備成本分析，再開采一層再進行生產成本分析，然后作為實驗論證對比，對出礦成本進行統計。隨著試驗次數的不斷增加其通風設備成本的降低率，本文優化設計的方法要遠遠高于傳統的通風設備法，所以本文設計的優化方法更加能為企業帶來經濟效益。

4 結語

通過以上的研究和分析我們可以清楚的認識到礦井通風系統的好壞，直接影響著礦井工作人員的生命安全以及礦產開采業的經濟效益。但是傳統的礦井通風系統在實際工作運轉時由于通風線路過長、通風氣壓值小、井下氣流阻力大、風量動力不足等問題，導致瓦斯濃度極限超標，對煤礦開采產生了嚴重的安全問題。所以為了確保礦井開采業的繁榮和穩定，本文對礦井通風系統優化方法進行研究分析，本文主要通過建立網絡通風數據模型來實現對礦井開采業的全面監管工作，然后又通過設計網絡通風回路路線算法來提高通風系統的抗災水平。為了最大程度上的保證本文設計的通風系統優化方法的有效性，進行了兩次對比試驗，希望此通風優化方法可以為礦井開采的安全高效生產貢獻力量。

[1]程子華,張攀,徐志軍.突出礦井新建風井貫通初期通風系統優化改造研究[J].中國煤炭,2017，14(11)：111-115.