礦井通風系統的風量穩定性與影響因素分析

摘要：礦井的通風系統是保證井下良好工作環境的重要輔助系統 ，其作用對于礦井安全和人身安全都十分重要。因此保證通風系統的風量穩定就成為了保證通風系統設計、運行、維護的重要技術指標。而實際上影響風量的關鍵因素就是整個網絡的風阻和風機的性能，因此在實際的生產中應設計合理的調控手段和選擇通風設備，并進行動態化的管理和監控，以此保證風量的穩定性和適應性。

關鍵詞：礦井通風 通風系統 影響因素 調控措施

1 礦井通風系統概述

1.1 礦井通風系統

礦井通風系的構成是由風機和通風網絡共同構成的，其主要的組成就是這兩個系統，自然風通過入風口進入到礦井之后，在風機的作用下流過整地下的通風網絡，然后通過回風井排出，此過程中自然風所流經的所有的場所都可以看做是礦井下的通風系統的一個組成部分。

1.2 礦井通風系統的組成

礦井通風系統中根據風流的動力不同可以將其劃分為自然通風和機械通風兩種通風形式，這樣主要是為了可以很方便的在設計階段對通風系統進行設置和設備選擇。①自然通風系統，自然通風的產生是在沒有人為因素的干預，是風流通過礦井的各個場所，完成對整個礦井巷道的通風，此種方式就是自然通風。但是在自然風壓的作用下風流的動力較弱，而風速和風向都沒有辦法進行控制，整個系統不穩定，所以在礦井的設計和建造中是不允許采用完全的自然通風系統的。②機械通風系統，機械通風就是利用風機來產生風壓，推動空氣產生流動，以此完成空氣在礦井中各個場所的流動，此種方法是一種人為控制的方式，也稱之為機械通風。這兩種通風形式并不是完全獨立存在的，在每個礦井下都不能避免自然通風的存在，因此在機械通風系統設計的時候，不能完全不考慮自然風對整個系統的影響，相反應予以重視。

2 礦井通風系統的穩定標準

設計合理的礦井通風系統可以在正常的情況下穩定的運行，即利用機械通風動力在最經濟、最有效的情況下進行通風運行，向礦井的各個場所提供新鮮的空氣，保證整個井下作業條件的溫度、濕度、含氧量等符合作業需求，即保證良好的“氣候”條件。因此穩定的標準就是在一定的時間內，礦井下的各個場所的風壓、濕度、溫度等都保持在一個相對穩定的指數上，此時可以稱通風系統的運行是穩定的，而這一個標準反應到現實中，就是通風系統一定要簡單而通暢，通

風設備安全可靠，并且能夠在整個系統中保持一定的風壓和風流

量。

3 礦井通風系統的風量穩定性

礦井通風系統達到穩定的標志就是其風量的穩定。因此分析風量的穩定是考察通風系統是否穩定的標準。具體分析如下：

3.1 系統風量穩定的含義：在分析此項內容的時候，應當考慮某個風路的風阻，在變化的時候其對其他分支系統也會產生影響，這個干擾程度的大小就可以看做是通風系統穩定程度的標準。在通風網絡阻力分布中，應當保證整個網絡的具有較高的靈敏度，而礦井的進風、回風的靈敏度應盡量降低，但是礦井通風系統應保持風量的穩定，如果礦井網絡的風阻不變，所有支路的靈敏度不變，而通風量就會相對穩定。

3.2 通風系統風量穩定性分析

礦井的通風系統包括了管網、動力、通風構筑物等。網絡的風量計算需要多種參數的綜合分析，其中可以影響風量穩定的參數包括了：網絡總體風壓；回路的分支數量、節點數量；風壓的代數和、通風機的代數和等。利用相應的公式和定律就可得到風機受到風阻變化的影響，如果風阻的參數相對為定值則整個的網絡將到達穩定。在既定的礦井通風系統的分支阻力分布相對穩定的情況下，整個通風網絡的工作效果為最穩定，其風量也就相對穩定。

4 影響礦井通風風量穩定的因素

4.1 礦井的通風風量的穩定與風機的性能曲線有直接的關系，因為在既有的礦井通風系統的中各個部分的風阻是相對固定的，在風阻和風機性能曲線的共同影響下，風機性能曲線上的某個點就將對應某段內風量的穩定性，即風機的工況點對應主要風機風量的設定。如果其值也大則系統中穩定通風風量也就越穩定，通風能力也就越大。通風機的工作曲線存在差異是不可忽視的，因此在特定曲線下進行工作就會產生不同工況點的風量差異，所以在控制風量的時候應當考慮此種情況的影響。

4.2 通風的容易和困難時期的對風量的穩定性影響較大，其中容易期的穩定性要高于困難期。在主要風機性能曲線較為合理的情況下，設定兩個不同曲線為容易時期和困難時期的通風阻力曲線，經過研究對應相同的風機性能的曲線的同一個點，容易期的風量更加穩定。

4.3 通風穩定性是一種動態的平衡，其也會影響風量的穩定性。礦井在生產廠的過程中，是不斷發生著結構改變的，其中采掘位置、巷道長度等都是一種動態發展的情況，，因此整個通風系統的風阻特性曲線是不斷的改變的，其主要風機的工況當然也會隨之變化，此時其性能曲線上的工況點也就發生改變，整個系統就會呈現出動態穩定的狀態。

4.4 網絡的改變也會影響礦井通風系統的風量的穩定性。在礦井的通風系中，網絡的結構中不同分支在網絡中所起到的作用是不同的。在網絡真紅起到主導作用的是主干風路，如：主要的風流進口巷道、回風巷道等，因為其比較重要的網絡地位，其在風阻分配中所占據的比重也很大，當采用相同的手段進行增加阻力和減少阻力的調控時，因為對于礦井分支變化影響要明顯與采礦區域其他風路的調節干擾，所以主干風路的風阻和風量的調控對風量的穩定性影響較大。

5 礦井通風系統的調控

5.1 對礦井通風系統的通風量和穩定性進行調節時，改變風阻是一個重要的手段，尤其是在增加阻力的時候，應盡量避免在主要進風和回風管道上安裝調節設備。因為前面的分析表明，主要風道的風阻調節將在較大范圍內影響風量的穩定性，控制不好容易影響到主要的分支網絡。

5.2 在設計的時候對系統進行必要的優化，盡量做到先對整個通風系統的網絡結構、阻力、風量分配設備、投產情況模擬等，這主要是為了保證通風系統均具有穩定性也具有經濟性，主要的優化的目標就是減少在運行后對通風系統的調節次數，保證整個網絡運行的相對穩定。

5.3 控制礦井通風系統中進風、用風、排風這些主要系統的風阻分別，控制在較為合理的范圍內。在保證礦井通風系統風量穩定的情況下，保證完全生產和礦井工風量充足，適當的對進風、回風段風阻，增加用風段落的風阻占比，以此提高通風系統的有效利用率。

5.4 對通風困難期是礦井通風系統的穩定性維護進行加強。在礦井通風困難期的時候，因為礦井通風系統的阻力增加，網絡復雜，用風地區的通風出現困難，此時應當對通風系統進行階段性的經常性或者大規模調整，以此從根本上改變通風系統的風阻分布，使得風機的工況點在主要風機性能曲線上進行改變，從而對整個通風系統的風量進行大范圍的調整，以適應工況的改變。

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