煤礦礦井合理通風(fēng)系統(tǒng)的分析與探討

1、當(dāng)前，我國煤礦礦井事故類型多種多樣，但其內(nèi)部總有一定的發(fā)展規(guī)律可循。事故統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，但凡能造成重特大事故，一般都與通風(fēng)系統(tǒng)的有關(guān)，或者是通風(fēng)系統(tǒng)不合理，或者是通風(fēng)系統(tǒng)本身就沒有完整地形成，導(dǎo)致包括瓦斯爆炸、煤塵爆炸重特大事故。因此，一套合理的通風(fēng)系統(tǒng)對于保證煤礦礦井安全生產(chǎn)極為重要。1、合理礦井通風(fēng)系統(tǒng)的特點(diǎn)合理的礦井通風(fēng)系統(tǒng)是利用通風(fēng)動力，以最經(jīng)濟(jì)的方式，向井下各用風(fēng)地點(diǎn)提供足量的新鮮空氣，提供適宜的溫度、濕度，保持良好的氣候條件，以保證井下作業(yè)人員的生命安全和改善勞動環(huán)境的需要，采取符合實(shí)際的礦井通風(fēng)方式、礦井通風(fēng)方法和礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。并且要求在發(fā)生災(zāi)害時(shí)，能及時(shí)而有效地控制風(fēng)向及風(fēng)量，并配合

2、其它措施，將事故控制在一定范圍內(nèi)，防止災(zāi)害的進(jìn)一步擴(kuò)大。只有能順利完成以上任務(wù)的礦井通風(fēng)系統(tǒng)才能算作是合理的，而體現(xiàn)在宏觀上，合理的礦井通風(fēng)系統(tǒng)必須具備以下幾個(gè)特點(diǎn)：（ 1）通風(fēng)系統(tǒng)簡單實(shí)用；（ 2）通風(fēng)設(shè)施安全可靠；（ 3）保證穩(wěn)定的風(fēng)流導(dǎo)向；（ 4）礦井通風(fēng)阻力包括摩擦阻力和局部阻力最小，且分布合理；把安全工程師站點(diǎn)加入收藏夾（ 5）具備抗災(zāi)能力強(qiáng)。2、構(gòu)建合理通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)遵循的基本原則2.1 整體性礦井生產(chǎn)系統(tǒng)是一個(gè)緊密結(jié)合有機(jī)的整體，通風(fēng)系統(tǒng)僅僅是礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)，因此在擬定和分析通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，必須與其他系統(tǒng)同時(shí)考慮。因而，在進(jìn)行礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)就要實(shí)地考察礦井的實(shí)際情況，全面分

3、析影響礦井生產(chǎn)與安全的各項(xiàng)因素并結(jié)合地質(zhì)和開采條件來擬定出一套合理的礦井通風(fēng)系統(tǒng)；而采掘巷道在布置時(shí)也必須考慮到對礦井通風(fēng)系統(tǒng)的影響，以保證各子系統(tǒng)之間相互協(xié)調(diào)有序地運(yùn)行。同時(shí)，礦井通風(fēng)系統(tǒng)本身又是由進(jìn)回風(fēng)井筒、通風(fēng)機(jī)和其附屬裝置、通風(fēng)網(wǎng)路以及通風(fēng)設(shè)施等多個(gè)要素組成，這些要素之間也相互聯(lián)系、相互作用、相互依賴、相互影響。因此，在分析和設(shè)計(jì)通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，不能夠單從某一要素考慮，必須從通風(fēng)系統(tǒng)整體考慮；在對生產(chǎn)礦井的通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)和改造時(shí)，不僅要考慮到新系統(tǒng)的先進(jìn)性、科學(xué)性、可靠性、合理性和適應(yīng)性，而且還要考慮礦井整體的物理?xiàng)l件。2.2 適應(yīng)性適應(yīng)性就是指通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)構(gòu)思、布置安裝、調(diào)試使用

4、要和當(dāng)時(shí)礦井的具體實(shí)際情況相適應(yīng)，根據(jù)具體情況，適時(shí)地調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)，其最本質(zhì)的原因是礦井的動態(tài)變化性。首先，礦井生產(chǎn)由若干個(gè)時(shí)間周期組成，建井期、投產(chǎn)初期、正常生產(chǎn)期、擴(kuò)大生產(chǎn)及礦井收縮期、不同生產(chǎn)過程的地質(zhì)構(gòu)造、工作面推進(jìn)速度等等因素對通風(fēng)系統(tǒng)的具體要求是不同的。因此，適應(yīng)實(shí)際情況就需要對通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行相對應(yīng)的適應(yīng)性不斷改造。其次，特別是生產(chǎn)時(shí)期，隨著生產(chǎn)系統(tǒng)的進(jìn)展和地質(zhì)條件的變化，或者生產(chǎn)區(qū)域的轉(zhuǎn)移、地質(zhì)構(gòu)造的變化，必須及時(shí)對礦井通風(fēng)系統(tǒng)加以調(diào)整，使其適應(yīng)當(dāng)前的生產(chǎn)系統(tǒng)，消除事故隱患，保證礦井正常的安全生產(chǎn)。最后，礦井本身的情況也在不停地發(fā)生著改變，如地震、水侵、垮落、爆炸等會使通風(fēng)系統(tǒng)的各

5、項(xiàng)參數(shù)發(fā)生較大的改變，此時(shí)需要針對所發(fā)生的具體情況，采取措施、確定參數(shù)保證正常通風(fēng)系統(tǒng)，并隨之調(diào)整為合理礦井通風(fēng)系統(tǒng)。2.3 抗災(zāi)性盡管我們采取了各種措施來消除事故隱患，避免事故的發(fā)生。但事實(shí)上，事故的發(fā)生防不勝防，隱患的出現(xiàn)更是難以杜絕。因此，我們在進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，不僅僅要考慮現(xiàn)行生產(chǎn)系統(tǒng)的需要，還應(yīng)該針對將來可能發(fā)生的事故或隱患預(yù)先采取措施，制定應(yīng)急預(yù)案，假象一旦真的發(fā)生事故，就可以利用預(yù)先設(shè)立的通風(fēng)系統(tǒng)將災(zāi)害控制在一定的區(qū)域內(nèi)，減少或阻止災(zāi)害擴(kuò)大，切斷由隱患向事故轉(zhuǎn)變的事故鏈，避免事故發(fā)生。減小或避免風(fēng)流逆流，減少或避免事故發(fā)生，從通風(fēng)系統(tǒng)上提高抗災(zāi)能力。3、構(gòu)建合理的礦井通風(fēng)系統(tǒng)3

6、.1 礦井設(shè)計(jì)施工階段3.1.1 礦井通風(fēng)方式的選擇一般來說，有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)的礦井、高瓦斯礦井、煤層易自燃的礦井及有熱害的礦井，宜采用對角式或分區(qū)對角式通風(fēng)；當(dāng)井田面積較大時(shí)，初期可采用中央式通風(fēng)，逐步過渡為對角式、分區(qū)對角式或混合式。為了提高礦井的抗災(zāi)能力，有時(shí)也可以考慮多井口進(jìn)風(fēng)，多井口回風(fēng)的混合式通風(fēng)系統(tǒng)，在功能劃分上，可以將一部分系統(tǒng)設(shè)為常規(guī)通風(fēng)，另一部分系統(tǒng)設(shè)為事故通風(fēng)。混合式通風(fēng)方式是根據(jù)井田實(shí)際情況布局的通風(fēng)方式，是最好的通風(fēng)方式。3.1.2 礦井通風(fēng)方法的選擇對于瓦斯礦井我國一般選用抽出式通風(fēng)方法，抽出式通風(fēng)方法具有瓦斯涌出量大，通風(fēng)費(fèi)用高的再大缺點(diǎn)，壓入式通風(fēng)方法則相反，

7、壓入式通風(fēng)方法抗災(zāi)能力比抽出式通風(fēng)方法強(qiáng)，應(yīng)當(dāng)采用壓入式通風(fēng)方法。聯(lián)合式（混合式）通風(fēng)方法需要高度的管理、技術(shù)水平，盡量不采用。3.1.3 采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的布置采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的最重要組成部分，其結(jié)構(gòu)決定著礦井通風(fēng)系統(tǒng)中的最重要的參數(shù)和指標(biāo)。搞好采區(qū)通風(fēng)是保證礦井安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)。采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)主要做到漏風(fēng)?。▋?nèi)部漏風(fēng)）、風(fēng)流穩(wěn)定性。3.1.4 建立合理的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)合理的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)簡單，網(wǎng)孔數(shù)目少，風(fēng)阻小，避免在采區(qū)或兩個(gè)工作面之間出現(xiàn)角聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，保證風(fēng)流的穩(wěn)定性，達(dá)到安全通風(fēng)的目的。3.2 礦井生產(chǎn)階段礦井生產(chǎn)階段作到以下要求：（ 1）對生產(chǎn)系統(tǒng)嚴(yán)格規(guī)范，當(dāng)出現(xiàn)通風(fēng)系統(tǒng)、生產(chǎn)工藝以

8、及礦井改、擴(kuò)建等影響到礦井通風(fēng)能力的變化時(shí)，都要進(jìn)行礦井通風(fēng)能力核定，堅(jiān)決避免出現(xiàn)超通風(fēng)能力生產(chǎn)的現(xiàn)象。（ 2）加強(qiáng)對礦井通風(fēng)設(shè)施的管理，提高密閉、風(fēng)門、擋風(fēng)墻等設(shè)施質(zhì)量，減少漏風(fēng)，保證礦井通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時(shí)，通風(fēng)構(gòu)筑物和風(fēng)量調(diào)節(jié)設(shè)施應(yīng)該最少，以便于管理。（ 3）加強(qiáng)局部通風(fēng)管理，局部通風(fēng)機(jī)對于保證采掘工作面的正常安全生產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用，應(yīng)該采取各種措施，盡量減少或避免局部通風(fēng)機(jī)停電、停風(fēng)現(xiàn)象的出現(xiàn)，對于局部通風(fēng)機(jī)必須實(shí)行“三專兩閉鎖 ”。（ 4）盡量避免巷道的突擴(kuò)、突縮或急轉(zhuǎn)彎等非直巷道布置，定期對回風(fēng)巷進(jìn)行清理維護(hù)，防止冒落的頂板阻塞巷道，保證其有合理的通風(fēng)斷面，減小通風(fēng)阻力，從而

9、保證風(fēng)流順暢。（ 5）定期對通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)行通風(fēng)阻力進(jìn)行測定，及時(shí)掌握礦井的通風(fēng)阻力分布情況，采取科學(xué)合理的風(fēng)量調(diào)節(jié)措施，保證用風(fēng)地點(diǎn)的供風(fēng)正常。（ 6）在各巷道以及工作面布置各種參數(shù)（如瓦斯?jié)舛取?CO 含量、風(fēng)速等）的檢測系統(tǒng)，以便實(shí)時(shí)對井下情況進(jìn)行監(jiān)測監(jiān)控，及時(shí)掌握相關(guān)的信息，從而采取處理措施。（ 7）對礦井通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行可靠性評價(jià)，進(jìn)而提高礦井通風(fēng)系統(tǒng)的安全性、可靠性，增強(qiáng)對事故的防范和抵御能力。3.3 礦井事故應(yīng)急階段一套礦井通風(fēng)系統(tǒng)無論多么合理，多么有效，也不可能達(dá)到一勞永逸的效果，礦井通風(fēng)系統(tǒng)的適應(yīng)能力和抗災(zāi)能力畢竟是有限的，它隨生產(chǎn)和時(shí)間的變化而不斷地發(fā)生著改變，因此，我們

10、在對通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和日常管理中必須留有一定的 “彈性空間 ”。在井下發(fā)生事故的情況下，必須有一套完善的救災(zāi)系統(tǒng)，這可能需要對礦井通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的改變，以適應(yīng)救災(zāi)的需要。礦井的主要通風(fēng)機(jī)必須具備反風(fēng)的功能，并且反風(fēng)在10min 內(nèi)完成，反風(fēng)后的風(fēng)量不得小于反風(fēng)前的40，如果利用通風(fēng)控制設(shè)施反風(fēng)，必須保證這些設(shè)施的可靠性。另外，必須對通風(fēng)人員安全技術(shù)培訓(xùn)提高技術(shù)素質(zhì)。4、通風(fēng)系統(tǒng)發(fā)展前景展望由于礦井通風(fēng)系統(tǒng)自身的復(fù)雜性，僅僅依靠人工憑借經(jīng)驗(yàn)的手段來進(jìn)行日常管理和事故救災(zāi)決策，實(shí)施起來難度非常大，而且可靠性不高，極易出錯(cuò)。因此，借助于現(xiàn)代化的信息管理技術(shù)，以計(jì)算機(jī)作為輔助手段來對礦井通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行管

11、理已是大勢所趨。使用計(jì)算機(jī)可以對井巷網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行模擬，通過對巷道的斷面、風(fēng)速等參數(shù)進(jìn)行賦值，可以實(shí)現(xiàn)通風(fēng)系統(tǒng)的數(shù)字化、科學(xué)化和現(xiàn)代化，然后通過預(yù)先編制的程序?qū)ζ溥M(jìn)行處理、計(jì)算，輸出正確的結(jié)果，從而，為工程技術(shù)人員提供必要的參考，以輔助決策。新型礦井通風(fēng)系統(tǒng)軟件除了必須實(shí)現(xiàn)諸如災(zāi)害事故模擬分析、選擇最佳避災(zāi)路線以及推薦災(zāi)變情況下的控風(fēng)方案等一些基本的功能外，還應(yīng)該具備以下特點(diǎn)：（ 1）可視化。通風(fēng)系統(tǒng)的參數(shù)以及計(jì)算結(jié)果最好能以圖、文、聲等多媒體技術(shù)手段，十分直觀地展現(xiàn)出來，這對簡化工作人員的工作量以及在救災(zāi)時(shí)能夠快速地做出決策非常有利。（ 2）實(shí)現(xiàn)動態(tài)模擬。由于礦井氣候、巷道布局等時(shí)刻在發(fā)生著變化，新型軟件必須能夠適應(yīng)這種動態(tài)性，時(shí)刻保持與礦井的真實(shí)情況相符合，這樣得出的結(jié)果才真實(shí)、可靠。（ 3）具有預(yù)測性。新開發(fā)的通風(fēng)系