煤礦通風系統安全檢測及其優化設計

雷浩

摘? 要：隨著時代的發展，我國對煤礦資源的需求量也在逐漸增加，這就使得煤礦企業也越來越多。對于煤礦行業來說，最重要的就是礦井系統的安全性，那么如何強化礦井系統，提高礦井系統的安全性已經成為普遍關注的事情。文章主要針對煤礦通風系統的安全性檢測及其優化設計進行了詳細的探討，以期能夠對煤礦通風系統的優化提出一些可行性的建議。

關鍵詞：煤礦通風系統;安全性檢測;優化設計;穩定性

中圖分類號：TD724? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）09-0085-02

Abstract： With the development of the times， the demand for coal mine resources in China is also gradually increasing， which makes more and more coal mining enterprises. For the coal mining industry， the most important thing is the safety of the mine system， so how to strengthen the mine system and improve the safety of the mine system has become a common concern. This paper mainly discusses in detail the safety detection and optimization design of coal mine ventilation system， in order to put forward some feasible suggestions for the optimization of coal mine ventilation system.

Keywords： coal mine ventilation system; safety inspection; optimal design; stability

煤礦通風系統是礦井系統安全性的主要影響因素，在進行煤礦開采之前一定要確保煤礦通風系統的安全性合格，這樣才能保證煤礦開采的順利進行。在如今競爭激烈的時代，如何在獲得應用的收益的同時又保證煤礦通風系統安全性達標，需要煤礦行業做出相應的改變。接下來，本文將對煤礦通風系統安全性評價的指標以及如何對煤礦通風系統進行優化設計等方面進行討論。

1 煤礦通風系統概述

煤礦的通風系統主要包括以下幾個部分：通風網絡、動力和相關的控制設備等等，煤礦通風系統的作用主要是為工人在井下工作提供良好的空氣環境，將工作環境中含污染物較多的空氣及時排除，以免對工人的身體健康造成影響。在進行煤礦開采作業的時候，通風系統可以向井下的各個工作地點輸送新鮮的空氣，使工作人員能夠呼吸順暢，將空氣中含有的粉塵和一些有害氣體及時排除，最大限度降低有害物質對工作人員身體健康的影響[1]。

煤礦的通風系統能否達到安全標準，能否正常穩定的工作，這直接影響著煤礦企業的生產、安全管理和經濟效益。一個煤礦企業如果沒有一個安全的煤礦通風系統，這對煤礦企業后續的發展具有十分關鍵的影響，尤其是可能會對煤礦企業的開采能力和安全事故預防能力有極大的削減[2]。因此，煤礦企業一定要完善通風系統，提升企業的抗災能力，確保企業的經濟效益，從而實現更加長遠的發展。

2 評價煤礦通風系統安全性檢測

評價煤礦通風系統安全性主要從以下幾個方面入手：通風設施、通風環境、安全管理[3]。其中，對通風設施的評價主要包括主通風機安裝是否達標、通風巷道的維護情況、通風建筑物是否可靠、相關的通風儀表設備是否配備完整。對通風環境的評價主要包括供風效率、風速是否合格、礦井漏風率等等。對安全管理的評價主要包括工作人員的安全意識及工作素質、通風管理機制的健全程度等等。下面，將主要對通風設施、煤礦測風、管理系統這三個主要的指標展開詳細的探討。

針對煤礦通風設施的評價，為了進一步實現獨立的通風和穩定的通風，在采礦區需要采用恰當的采區通風系統，在煤礦中找到存在的角聯部位，并對這些部位進行分析，確保角聯井巷中的通風設施完備，這是確保煤礦通風系統能夠穩定運轉的關鍵。比如，在高瓦斯或者是瓦斯和煤比較突出的采礦區，又或者是在比較容易發生燃燒的煤層，一定要設置相應回風巷。針對用低瓦斯對煤層進行開采的地方要盡量采用分層開采的方式，并且采用聯合布置的開采區也要設定想用的回風巷。在回采工作面的通風系統可以分為兩種：上行通風和下行通風。由于空氣的密度比瓦斯氣體的密度大，所以上行風和瓦斯氣體的流動就處在一個相同的位置，當進行通風的時候，上行風就可以將瓦斯氣體帶走。總而言之，煤礦各個通風使用點的主要之處在于總回風巷的二氧化碳和瓦斯氣體含量的檢測，因此在對煤礦通風系統的安全性進行檢測的時候一定要對煤礦在一定時間段內的總回風巷的瓦斯測定數據、二氧化碳濃度測定數據進行記錄，以此來對煤礦通風系統是否存在問題進行檢測[4]。

針對煤礦測風的評價，主要是要選擇合適的測風地點來進行檢測。一般來說，測風地點主要包括進風巷、回風巷、進風井、回風井、采掘用風點進、回風巷等等[5]。此外，在一些風速較小的區域也要進行測風，可以將測風點設置在掘進工作面、角聯巷道、回采工作面上的隔角等等。煤礦對測風的評價主要集中在紊流的控制、漏風程度控制、井巷風流這三個方面。對于紊流的控制，對礦井的下風流狀態的要求一般是使其處于紊流，這主要是因為在這種狀態下可以將井下的二氧化碳、瓦斯等有害氣體在風的吹動中帶出去，讓這些污染物質隨著風的飄散而飄散。因此，在實際的工作中通常要求紊流狀態下通風的速度大于《煤礦安全規程》中所規定的最小的通風速度，只有達到這個標準才能夠保證煤礦工作的安全。此外，還需要注意的是，低風速區域也是礦井中瓦斯容易出現聚集的地點，在對通風系統進行設計的時候要格外注意這些地方，這不僅是小細節也是重點。漏風是在煤礦通風系統中無法避免的情況，因此在實際的工作中一定要加強對漏風的檢測，計算出礦井的內部漏風和外部漏風。對于井巷的風流，如果通風速度過于大的話就會出現粉塵和煤灰分散的情況，因此我們在實際的工作中對通風速度要進行適當的控制，按照《煤礦安全規章》中規定的最大通風速度來對風速進行控制，同時還要對各個用風的工作位置的風量進行計算，看其是否符合要求。

針對管理系統，一方面要求在煤礦工作的人員具有一定的安全知識和專業素養，需要對影響礦井通風的原因以及保持礦井通風的重要性等方面有一個清楚的了解。煤礦企業要定期安排反風演戲，制定恰當的管理制度，定期對煤礦通風系統進行安全性檢測和評價。通過上述評價結構找出煤礦通風中存在的不足之處，為不斷改善煤礦通風系統質量提供相應的依據。

3 煤礦通風系統優化設計

3.1 建立完善的煤礦通風系統體系

礦井通風系統主要由影響礦井安全生產的因素來決定，這里可以將礦井通風系統分為不同的類型。在實際的設計過程中需要按照煤層自燃、高溫和瓦斯等影響礦井正常工作的主要因素對通風系統進行設計。為了方便對煤礦通風系統進行檢查，一般將其劃分為防火型、降溫型、排瓦斯型、一般型等。而礦井通風系統又可以分為并聯和串聯兩種方式。在實際的工作中，需要按照類型的不同做好煤礦通風系統的設計，在系統設計中有混合式、分區式、中央式的通風系統網絡。在對煤礦通風系統進行設計的時候需要注意的是斷面大小和長度等因素的確定，通過通風系統抽象成點和網狀線示意圖可以將系統的通風能力表現出來，并且應用當代信息化技術，顯示各個路線的連接關系和風量的等級，進而做好管理控制工作[6]。

3.2 進一步強化礦井通風系統的適應能力

各個采礦區都是通過運輸帶連接在一起的，在這種情況下一旦發生火災會引起連鎖反應，傳遞到其他工作區域中，造成火勢的進一步蔓延，因此一定要考慮到每一個回巷的獨立性，在礦井通風系統中，可以使用兩個風機設備進行采礦作業，同時將通風機設置在不同的工作區域中，以免兩個風機在工作時對雙方造成影響。此外，要保證兩臺設備能夠實現協調運轉，確保系統能夠正常運行，這不僅提高了工作效率，同時也增強了通風系統的應變能力和適應能力[7]。

3.3 做好管理工作

做好煤礦通風系統的管理是保證順利工作的關鍵，因此一定要做好相關設備和人員的管理工作。煤礦通風系統中使用到的主要設備有風門、風墻、通風管道等等，在實際的工作中要做好設備的管理工作，避免在使用時出現漏風問題，使煤礦通風系統能夠穩定運行。針對如何管理，一方面可以通過提高風門、擋風墻的高度來解決漏風問題，并且在管理上還可以盡量減小通風系統中的建筑物，對風量進行調節以強化通風系統管理。整個系統的構筑物比較多，如果有若干個分支出現問題就會對整個系統的運行造成嚴重影響，降低系統運行的安全性。另一方面，一定要保證煤礦主風機運行的安全性和可靠性，可以根據礦井實際的需求對風機進行設置，可以采用軸流式通風機以保證通風量能夠滿足實際運行的需求。在實際的工作中，還要對通風系統的各個設備進行定期檢查和護理，對出現故障的設備要及時進行檢修，采取相應的措施來提升回風巷的安全性。

3.4 降低風阻

通風路徑的長短、通風量、巷道內部的構造直接對礦井的通風阻力產生著重要影響，因此，在對通風系統進行設計的時候一定要牢牢把握這類參數的情況，從根本上對降低風阻的方法進行有效分析，以維持通風體系的良好狀態。一方面，要降低摩擦阻力系數，具體來說要確保巷道的支架整齊一致，同時還要定期對其進行修整，對支架進行剎幫背頂，注意支架安置的距離，保證支架密度合理。安排人員對支架進行定期檢查，對那些出現問題的支架要及時進行修復，確保失修率不大于百分之七。對于那些不設置支架的巷道，需要將頂板、兩幫和底板修理好，盡量減少摩擦阻力。另一方面，要擴大井巷斷面，通風阻力和摩擦阻力的比為2.5：1，所以對井巷子斷面進行擴大可以有效降低通風阻力。當通風量一定的時候，斷面擴大百分之三十三，這時通風阻力可以減少二分之一。此外，針對局部阻力也要采取一定的措施，可以通過改善局部阻力物斷面的變化形態，從而進一步降低風通過局部的時候產生的沖擊力，減少能量損失。可以將連接斷面的巷道的邊緣設置為圓弧形或者是斜線，盡量減小局部阻力地點的數量，防止出現斷面突然變大或縮小。

參考文獻：

[1]徐新華.煤礦通風系統的安全性及優化設計[J].礦業裝備，2019（06）：52-53.

[2]趙金晶.煤礦通風系統的安全性及優化設計[J].江西化工，2019（04）：209-210.

[3]高穎淵.煤礦通風系統的安全性及優化設計[J].內蒙古石油化工，2019，45（06）：56-57.

[4]杜永志.煤礦通風系統安全問題及穩定性探討[J].科技創新與應用，2017（17）：95-96.

[5]侯俊.煤礦通風系統安全檢測及其優化[J].山東煤炭科技，2017（02）：91-92+95.

[6]宋偉.煤礦通風與自動化安全控制技術應用分析[J].機械管理開發，2016，31（09）：109-110+121.

[7]辜盼.煤礦通風系統的安全保護和優化設計[J].山東煤炭科技，2016（08）：79-80.