通风系统分析和探讨

【摘 要】合理的通风系统对于保证煤矿矿井安全生产极为重要。

【关键词】通风系统；分析和探讨；发展前景

当前，我国煤矿矿井事故类型多种多样，但其内部总有一定的发展规律可循。事故统计发现，但凡能造成重特大事故，一般都与通风系统有关，或者是通风系统不合理，或者是通风系统本身就没有完整地形成，导致包括瓦斯爆炸、煤尘爆炸重特大事故。

1 合理矿井通风系统的特点

合理的矿井通风系统是利用通风动力，以最经济的方式，向井下各用风地点提供充足的新鲜空气，提供适宜的温度和湿度，保持良好的气候条件，以保证井下作业人员的生命安全和改善劳动环境的需要，采取符合实际的矿井通风方式、矿井通风方法和矿井通风网络。并且要求在发生灾害时，能及时而有效地控制风向及风量，并配合其它措施，将事故控制在一定范围内，防止灾害的进一步扩大。合理的矿井通风系统必须具备以下几个特点： （1）通风系统简单实用； （2）通风设施安全可靠； （3）保证稳定的风流导向； （4）矿井通风阻力﹙包括摩擦阻力和局部阻力﹚最小，且分布合理； （5）具备较强的抗灾变能力。

2 构建合理通风系统应遵循的基本原则

2.1 整体性：矿井生产系统是一个紧密结合有机的整体，通风系统仅仅是矿井生产系统的一个子系统，因此在拟定和分析通风系统时，必须与其他系统同时考虑。因而，在进行矿井通风系统设计时就要实地考察矿井的实际情况，全面分析影响矿井生产与安全的各项因素并结合地质和开采条件来拟定出一套合理的矿井通风系统；而采掘巷道在布置时也必须考虑到对矿井通风系统的影响，以保证各子系统之间相互协调有序地运行。

2.2 适应性：首先，矿井生产由若干个时间周期组成，建井期、投产初期、正常生产期、扩大生产及矿井收缩期、不同生产过程的地质构造、工作面推进速度等等因素对通风系统的具体要求是不同的。因此，适应实际情况就需要对通风系统进行相对应的适应性不断改造。其次，特别是生产时期，随着生产系统的进展和地质条件的变化，或者生产区域的转移、地质构造的变化，必须及时对矿井通风系统加以调整，使其适应当前的生产系统，消除事故隐患，保证矿井正常的安全生产。最后，矿井本身的情况也在不停地发生着改变，如地震、水侵、垮落、爆炸、掘进、回采等会使通风系统的各项参数发生较大的改变，此时需要针对所发生的具体情况，采取措施、确定参数保证通风系统运行正常，并随之调整为合理矿井通风系统。

2.3 抗灾性：尽管我们采取了各种措施来消除事故隐患，避免事故的发生。但事实上，事故的发生防不胜防，隐患的出现更是难以杜绝。因此，我们在进行通风系统设计时，不仅仅要考虑现行生产系统的需要，还应该针对将来可能发生的事故或隐患预先采取措施，制定应急预案，假想一旦真的发生事故，就可以利用预先设计的通风系统将灾害控制在一定的区域内，减少或阻止灾害扩大，切断由隐患向事故转变的事故链，避免事故扩大。减小或避免风流逆流，减少或避免事故发生，从通风系统上提高矿井抗灾能力。

3 构建合理的矿井通风系统

3.1 矿井设计施工阶段

（1）矿井通风方式的选择。一般来说，有煤与瓦斯突出危险的矿井、高瓦斯矿井、煤层易自燃的矿井及有热害的矿井，宜采用对角式或分区对角式通风；当井田面积较大时，初期可采用中央式通风，逐步过渡为对角式、分区对角式或混合式。为了提高矿井的抗灾能力，有时也可以考虑多井口进风，多井口回风的混合式通风系统，在功能划分上，可以将一部分系统设为常规通风，另一部分系统设为事故通风。混合式通风方式是根据井田实际情况布局的通风方式，是最好的通风方式。（2）矿井通风方法的选择。对于瓦斯矿井我国一般选用抽出式通风方法。抽出式通风方法具有瓦斯涌出量大，通风费用高的缺点，压入式通风方法则相反，压入式通风方法抗灾能力比抽出式通风方法强，在条件允许的情况下优选压入式通风方法。（3）采区通风系统的布置。采区通风系统是矿井通风系统的最重要组成部分，其结构决定着矿井通风系统中的最重要的参数和指标。搞好采区通风是保证矿井安全生产的基础。采区通风系统应做到漏风小（内部漏风）、风流稳定性强。（4）建立合理的通风网络结构。合理的通风网络结构应当简单，网孔数目少，风阻小，避免在采区或两个工作面之间出现角联网络，保证风流的稳定性，达到安全通风的目的。

3.2 矿井生产阶段

（1）对生产系统严格规范，当出现通风系统、生产工艺以及矿井改、扩建等影响到矿井通风能力的变化时，都要进行矿井通风能力核定，坚决避免出现超通风能力生产的现象。（2）加强对矿井通风设施的管理，提高密闭、风门、挡风墙等设施质量，减少漏风，保证矿井通风系统的稳定性，同时，通风构筑物和风量调节设施应该最少，以便于管理。（3）加强局部通风管理，局部通风机对于保证采掘工作面的正常安全生产起着至关重要的作用，应该采取各种措施，尽量减少或避免局部通风机停电、停风现象的出现，对于局部通风机必须实行“三专两闭锁”。（4）尽量避免巷道的突扩、突缩或急转弯等非直巷道布置，定期对回风巷进行清理维护，防止冒落的煤矸阻塞巷道，保证合理的通风断面，减小通风阻力，从而保证风流顺畅。（5）定期对通风系统进行优化，进行通风阻力进行测定，及时掌握矿井的通风阻力分布情况，采取科学合理的风量调节措施，保证用风地点的供风正常。（6）在各巷道以及工作面布置各种传感器（如瓦斯含量、CO含量、风速等）的监测监控系统，以便实时对井下情况进行巡检，及时掌握相关的数据信息，从而采取相应措施进行处理。（7）对矿井通风系统进行可靠性评价，进而提高矿井通风系统的安全性、可靠性，增强对事故的防范和抵御能力。

3.3 矿井事故应急阶段

矿井的主要通风机必须具备反风的功能，并且反风在10min内完成，反风后的风量不得小于反风前的40%，如果利用通风控制设施反风，必须保证这些设施的可靠性。

4 通风系统发展前景展望

由于矿井通风系统自身的复杂性，仅仅依靠人工凭借经验的手段来进行日常管理和事故救灾决策，实施起来难度非常大，而且可靠性不高，极易出错。因此，借助于现代化的信息管理技术，以计算机作为辅助手段来对矿井通风系统进行管理已是大势所趋。使用计算机可以对井巷网络进行模拟，通过对巷道的断面、风速等参数进行赋值，可以实现通风系统的数字化、科学化和现代化，然后通过预先编制的程序对其进行处理、计算，输出正确的结果，从而，为工程技术人员提供必要的参考，以辅助决策。还应该具备以下特点：

（1）可视化。通风系统的参数以及计算结果最好能以图、文、声等多媒体技术手段，直观地展现出来，这对简化工作人员的工作量以及在救灾时能够快速地做出决策非常有利。（2）实现动态模拟。由于矿井气候、巷道布局等时刻在发生着变化，新型软件必须能够适应这种动态性，时刻保持与矿井的真实情况相符合，这样得出的结果才真实、可靠。（3）具有预测性。新开发的通风系统软件必须能根据现有的数据，准确地对之后的通风情况进行预测，以便帮助技术人员及早做出决策，并制定相关防范措施。

5 结束语

矿井通风系统稳定与否不仅关系到煤矿企业的经济效益，还直接决定着矿井抗灾能力的大小。合理的通风系统应具有通风系统简单、通风阻力分布合理等特点，无论在矿井设计阶段还是在生产阶段，必须尽量保证通风系统的合理性，从而达到煤矿安全生产的目的。

[责任编辑：王洪泽]

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