礦井通風系統優化改造的實踐探究

摘要：隨著礦井的開采深度不斷增加，礦井通風系統通風線路長、初期設計不合理等問題就越來越突出，而且伴隨礦井開采深度增加，煤層瓦斯含量及絕對瓦斯涌出量越來越大，因此采掘工作面的需風量就必須相應的加大，才能保證礦井的安全生產。本文就針對礦井通風系統的優化改造進行討論。

關鍵詞：礦井 通風系統 結構優化

中圖分類號：TD725 文獻標識碼: A 文章編號：1674-098X(2011)10(b)-0000-00

1 優化礦井通風系統的必要性

礦井通風是煤礦生產的一個重要環節，礦井通風不良會直接導致瓦斯爆炸、火災和粉塵災害，而礦井通風的現代化又是促進煤礦工業生產實現現代化的極為重要的條件，它對礦井的穩產高產、防災抗災能力和礦井的經濟效益有著重大的影響。生產礦井由于自然條件、生產能力和生產布局的變化，要求及時地對通風系統進行技術改造，以保證安全生產。

現在很多礦井的通風系統均存在一定的問題，其主要體現在以下幾個方面：第一，礦井主扇能力不匹配。因為礦井的開采深度不斷深入，礦井的通風線路就越業越長，通風的阻力相應的增加；第二，通風路線過長，通風的阻力越來越大；第三，通風阻力過大，容易導致自燃引發火災；

為保證安全生產，要求礦井通風能力必須跟上生產形勢，進行通風系統的優化。通風系統的調整以被調整的礦井供風量是否滿足礦井生產的需要為依據，以提高經濟效益和社會效益為目的，通過合理的通風系統調整，優化礦井通風網絡，合理地進行風量分配，保證礦井安全生產，達到節能降耗、降低生產成本的目的。

2 通風系統優化分析

通風系統優化分析是在充分掌握現場實際情況的基礎上進行的。分析的對象就是實測數據與網絡解算，由網絡解算結果找出通風系統存在問題的因素:風量分布的狀況;檢驗各井巷的斷面;通風構筑物的分析;主要通風機及附屬裝置的檢驗;查漏風;生產布局的分析.

3 降低礦井的通風阻力具體措施

3.1并聯通路通風

經過相關研究可以發現，與串聯通風網路相比，在風量相同的條件下，并聯風路的通風阻力要遠遠小于串聯網路設計，因此可以利用相關的計算機模擬軟件，或者進行實地的通風阻力測量，找出通風系統網路中的高阻力區段，通過啟封舊巷道或者開掘新巷道等方法進行并聯通風網路的改造，降低通風系統的總阻力。

3.2 開掘新井巷

很多礦井由于通風線路過長，導致其通風阻力過大，因此要采取有效措施縮短通風線路的長度，來降低通風阻力。隨著礦井的開采向著深水平的方向發展，或者井田的規模擴大導致通風線路越來越長，使得通風阻力也相應的增加。如果通風系統無法滿足礦井的用風要求，或者現用的通風系統經濟性較差，則可以在適當位置開掘新的進、回風井，縮短通風路線長度，降低通風系統阻力，提高通風系統的經濟性。

3.3 改變通風網絡

對通風網絡的改造其主要目的就是為了使礦井主扇工況點處于經濟、合理位置。在礦井開采生產的過程中，如果通風系統和礦井主扇供風能力不匹配，要對通風系統進行及時、合理的調整，對通風網路進行改造，使主扇工況點處于，以保證現有風機、巷道的效能得以充分的發揮，如果有必要可以適當的增減風機的數量。

3.4 擴大巷道斷面

因為礦井的通風系統阻力一般都會存在幾個高阻力區段，因此只要找出高阻力區段，對其巷道面積進行相應的擴充，就可以起到比較有效的降阻作用。而且井巷的壁面要盡可能的保證其光滑度，保證巷道的平直度，盡量不要出現巷道斷面突然擴大或縮小的問題，這樣也可以相應的降低摩擦阻力系數及局部阻力。

4 礦井通風系統的主通風機工況優化

主通風機在整個礦井生產過程中有著非常重要的作用，從某種程度上來講，一個礦井生產的安全性及經濟效益是由主通風機的運行狀況來決定的。主通風機工況點的調節直接影響著礦井通風系統的改造及網路的優化。一般優化調節主通風機的工況點主要是通過調節通風機的能力來實現的，比如其能力的提升及降低等。在實際操作時，改變主通風機能力的措施主要有以下幾點：

4.1 改變主通風機的運轉參數

同一臺主通風機條件下，如果通風阻力不發生改變，風量和轉速一次方成正比關系，而軸功率和轉速的三次方成正比關系。由此可知，如果要調整礦井風量就要相應的調整風機的轉速，通過調整風機轉速，是礦井風量處于合理有效范圍，能有效的使通風阻力達到最佳狀態。具體來講改變風機的轉速可以采取以下幾種方法：更換電機、利用雙速電機、液力偶合器調速、以及改變傳動比進行調速和采用齒輪減速器進行調速等等。

4.2 對葉片角度進行調節

主通風機的工作能力及耗電量均與葉片安裝的角度成正比關系，即葉片安裝的角度越大，風機的工作能力及耗電量就越大。所以如果實際工作過程中主通風機的能力過大，則可以減小葉片安裝的角度，礦井風量就會有所減小，礦井通風阻力亦會降低，最終實現通風系統優化的目的。

4.3 更換風機

如果主通風機的能力與礦井通風系統不匹配，也可以將其予以更換，采用合適能力的風機來代替。不過如果通風系統所采用的是多風機聯合運行的模式，在對其結構進行改造的過程中，如果選擇主通風能力小的風機，則要注意不能出現由于主通風機的互相影響而導致主通風機運行不穩定的問題。

5 通風系統優化方案模擬

擬定改造方案后，利用計算機進行模擬，即在通風系統現狀模擬的基礎上，把繼續留用的井巷(分支)風阻作為真實風阻，把通風系統改造方案的網絡圖及其參數(各分支風阻、主要通風機特性等)輸入計算機解算通風網絡，最后根據模擬結果，對各種改造方案進行分析比較，確定優選改造方案，優選方案既要充分利用現有通風井巷和通風設施，并且投資少、見效快，又要使改造后的礦井通風系統網絡結構合理、主要通風機性能與網絡特性相匹配、具有較高的防災抗災能力、適應生產發展的需要，而且經濟效益好。

6 結語

通風系統優化還要對礦井通風的測量平差進行優化，礦井通風系統的測量平差是對礦井通風系統進行分析時所提出的全新的概念，提出礦井通風測量平差優化的概念，其主要是出于礦井通風系統向著優化管理及自動控制的方向發展的需要。對礦井的通風系統進行優化、控制，要以系統的實際運行參數為基礎，尤其是各風流分支的風阻，其主要內容包括巷道的周長面積、斷面形狀、摩擦阻力系統以及長度等等，這也是對礦井通風系統的測量平差進行優化的基礎依據，在此不做贅述。

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