礦井通風(fēng)系統(tǒng)可靠分析

摘 要：礦井通風(fēng)是實(shí)現(xiàn)煤炭開采的基礎(chǔ)，通風(fēng)系統(tǒng)可靠性受井下通風(fēng)條件、主要通風(fēng)設(shè)施以及人員管理水平等多因素影響，采取針對性措施提升通風(fēng)系統(tǒng)可靠性性可在一定程度上提高礦井安全生產(chǎn)保障能力。為此，文中就詳細(xì)分析影響通風(fēng)系統(tǒng)可靠性因素，并從強(qiáng)化管理、合理設(shè)計通風(fēng)系統(tǒng)等方面提出可靠性保障措施，從而達(dá)到提升礦井通風(fēng)系統(tǒng)可靠性目的。研究成果可為其它礦井通風(fēng)系統(tǒng)管理提供經(jīng)驗借鑒。

關(guān)鍵詞：通風(fēng)系統(tǒng);可靠性;分析;通風(fēng)阻力;通風(fēng)方式

通風(fēng)是煤礦井下采掘、瓦斯治理等工作開展的基礎(chǔ)，通風(fēng)系統(tǒng)隨著采掘范圍增加以及通風(fēng)距離增大更趨復(fù)雜[1]。近些年來，隨著礦井采掘深度增加以及煤炭開采過程中瓦斯涌出量不斷加大，井下通風(fēng)系統(tǒng)更趨復(fù)雜，從而給通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性以及可靠性等均帶來影響[2～3]。根據(jù)井下生產(chǎn)情況不斷完善通風(fēng)系統(tǒng)、通風(fēng)設(shè)備可在一定程度上提升礦井生產(chǎn)安全保障能力。

1 影響礦井通風(fēng)可靠性因素分析

1.1通風(fēng)方式

現(xiàn)階段煤礦井下常用通風(fēng)方式包括有分區(qū)式、中央并列式、對角式以及混合式等類型，就井下通風(fēng)而言通風(fēng)類型有壓入式、抽出式以及混合式三種方式。不同的通風(fēng)類型以及通風(fēng)方式具有不同的抗災(zāi)應(yīng)對能力。一般情況下，礦井最佳的通風(fēng)方式是井下風(fēng)流順向流動且并折返性小。根據(jù)井下需要、煤炭生產(chǎn)能力、井下回采巷道布置、瓦斯等有害氣體涌出等選擇合適的通風(fēng)方式，并盡量降低通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)阻力、漏風(fēng)率。在礦井通風(fēng)系統(tǒng)構(gòu)建過程中應(yīng)注意選擇合適的通風(fēng)方式，盡可能提升通風(fēng)系統(tǒng)可靠性保障能力。

1.2 通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)

在礦井生產(chǎn)過程中，井下通風(fēng)風(fēng)流會在不同巷道間、通風(fēng)構(gòu)筑物間流動，從而構(gòu)成通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。井下通風(fēng)巷道依據(jù)巷道位置差異以及進(jìn)、回風(fēng)不同，可細(xì)分為角聯(lián)、串聯(lián)以及并聯(lián)通風(fēng)。現(xiàn)階段礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)研究多集中在角聯(lián)通風(fēng)方面通風(fēng)風(fēng)流、風(fēng)阻、風(fēng)壓以及可靠性等方面。

由于礦井井下巷道較為復(fù)雜，井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)有較多數(shù)量的通風(fēng)分支，從而使得通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中含有多個角聯(lián)分支，從而無形中增大角聯(lián)通風(fēng)管控難度。根據(jù)已有研究成果，井下通風(fēng)系統(tǒng)中角聯(lián)、串聯(lián)以及并聯(lián)等均不同程度存在通風(fēng)穩(wěn)定性問題，。

1.3 通風(fēng)設(shè)備

井下通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)動力源有機(jī)械式通風(fēng)、自然通風(fēng)兩類，機(jī)械式通風(fēng)主要依靠布置在地面回風(fēng)風(fēng)井的主要通風(fēng)機(jī)給井下通風(fēng)提供動力;自然通風(fēng)依靠井、回巷間的自然風(fēng)壓為井下風(fēng)流移動提供動力，自然通風(fēng)風(fēng)壓不穩(wěn)定性，會在一定程度上影響井下通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性。

礦井通風(fēng)系統(tǒng)中主要通風(fēng)機(jī)性能、可靠性直接影響系統(tǒng)可靠性，主要通風(fēng)機(jī)類型主要可分為軸流式、離心式兩類。隨著自動化控制技術(shù)、機(jī)械加工技術(shù)等不斷提升，主要通風(fēng)機(jī)可靠性得以明顯提升，故障發(fā)生率總體較低，同時礦井主要通風(fēng)機(jī)布置采用冗余原則，進(jìn)一步提升了主要通風(fēng)機(jī)工作可靠性。井下局部通風(fēng)機(jī)主要用以為無法形成負(fù)壓通風(fēng)地面提供新鮮風(fēng)流，相當(dāng)于在通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中增加通風(fēng)分支，局部通風(fēng)機(jī)布置位置、可靠性等會在一定程度上影響礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性。

1.4 通風(fēng)構(gòu)筑物

為確保井下風(fēng)流按照預(yù)先設(shè)計流動，需要布置各類的通風(fēng)構(gòu)筑物，通風(fēng)構(gòu)筑物安裝時應(yīng)注意一下內(nèi)容：保障井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)合理性;調(diào)整井下通風(fēng)風(fēng)流方向以及風(fēng)量;通風(fēng)構(gòu)筑物應(yīng)與主要通風(fēng)機(jī)、局部通風(fēng)機(jī)等相匹配。合理的布置通風(fēng)構(gòu)筑物實(shí)現(xiàn)通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵，對保障通風(fēng)系統(tǒng)可靠性具有重要意義。依據(jù)通風(fēng)構(gòu)筑物作用差異，井下布置的通風(fēng)構(gòu)筑物類型有：1）通風(fēng)風(fēng)流類設(shè)施，主要代表為風(fēng)橋，現(xiàn)場布置時要求漏風(fēng)少、風(fēng)阻小并需要巷道表面平滑;2）隔斷風(fēng)流設(shè)施，主要代表為風(fēng)門以及擋風(fēng)墻，現(xiàn)場布置時要求結(jié)構(gòu)嚴(yán)密且漏風(fēng)漏洞少、不發(fā)育;3）調(diào)節(jié)風(fēng)流類型設(shè)施，主要代表為風(fēng)障、風(fēng)卡，現(xiàn)場布置時要求該類設(shè)施安裝牢固且具有較好的穩(wěn)定性。

2 提升礦井通風(fēng)系統(tǒng)可靠性措施

2.1 完善通風(fēng)系統(tǒng)管理架構(gòu)

應(yīng)依據(jù)礦井生產(chǎn)能力、井下主要災(zāi)害類型以及危害程度等，科學(xué)的構(gòu)建礦井通風(fēng)系統(tǒng)管理架構(gòu)。現(xiàn)場管理是應(yīng)注意以下方面：統(tǒng)一礦井通風(fēng)管理;權(quán)責(zé)統(tǒng)一;層次管理;協(xié)調(diào)以及現(xiàn)場管理統(tǒng)一;動態(tài)組織。同時還應(yīng)強(qiáng)化通風(fēng)管理人員教育培訓(xùn)，提升現(xiàn)場作業(yè)人員以及管理人員等綜合素質(zhì)以及綜合能力。在總結(jié)礦井通風(fēng)經(jīng)驗基礎(chǔ)上，合理規(guī)范的制定通風(fēng)管理制度，并確保管理制度穩(wěn)定性、規(guī)范性以及科學(xué)性。

2.2 科學(xué)合理的設(shè)計通風(fēng)系統(tǒng)

相關(guān)工作人員在充分考慮井下通風(fēng)風(fēng)量、通風(fēng)負(fù)壓效率等因素基礎(chǔ)上，合理的對井下通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)項設(shè)計，確保通風(fēng)系統(tǒng)各項要素均滿足井下需要，以便達(dá)到提升通風(fēng)效果以及通風(fēng)可靠性目的。具體通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)特別注意下述方面：

1）礦井中通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)相對的獨(dú)立且完善。在改變礦井通風(fēng)系統(tǒng)前應(yīng)做充分的論證，無論是改變礦區(qū)或者井下局部通風(fēng)，都應(yīng)按照相關(guān)規(guī)定要求井下審批。

2）井下通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)能力不僅需要滿足井下生產(chǎn)、有害氣體稀釋以及外排需要，而且還應(yīng)能滿足采掘作業(yè)面通風(fēng)量需求。確保井下有效風(fēng)流達(dá)到設(shè)計通風(fēng)量的85%以上，通風(fēng)系統(tǒng)巷道失修率控制在7%以內(nèi)。

3）應(yīng)定期檢查礦井通風(fēng)系統(tǒng)反風(fēng)設(shè)備，并按照要求井下反風(fēng)演練。在提升機(jī)提升以及未提升兩種情況下的系統(tǒng)漏風(fēng)率應(yīng)分別控制在15%、5%以內(nèi)。

3 總結(jié)

礦井通風(fēng)系統(tǒng)是滿足井下采掘作業(yè)新鮮空氣、有害氣體稀釋以及外排的主要途徑。構(gòu)建可靠、運(yùn)行狀態(tài)良好的通風(fēng)系統(tǒng)對改善井下作業(yè)環(huán)境、提升礦井生產(chǎn)效率以及安全生產(chǎn)保障能力等方面具有一定的促進(jìn)意義。為此，在礦井通風(fēng)管理中應(yīng)采取各類有效措施提升通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性，同時提升通風(fēng)質(zhì)量，為礦井安全提供可靠保障。

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作者簡介：

劉波（1992.01—），男，漢，貴州六枝人，本科，助理工程師，從事礦井通風(fēng)以及安全管理工作。