關(guān)于通風(fēng)系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性的研究

孫志剛

（山西汾西中興煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 呂梁 033000）

0 引言

煤礦通風(fēng)系統(tǒng)是由通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)、通風(fēng)動(dòng)力和通風(fēng)控制設(shè)施等構(gòu)成的一套完整體系，其主要用途是向煤礦井下的工作區(qū)域提供充足的新鮮空氣，并及時(shí)排出污濁空氣。通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)流的完整流經(jīng)路線對煤礦安全生產(chǎn)很重要，風(fēng)流由入風(fēng)井口進(jìn)入礦井，井下經(jīng)過各用風(fēng)作業(yè)地點(diǎn)，而后進(jìn)入回風(fēng)井，最后由回風(fēng)井排出礦井。生產(chǎn)工作時(shí)期通風(fēng)系統(tǒng)主要是以最經(jīng)濟(jì)的方式帶動(dòng)通風(fēng)動(dòng)力，向井下各工作地點(diǎn)提供充足的新鮮空氣，保證煤礦職工呼吸舒暢;同時(shí)還可以稀釋排除瓦斯和粉塵等各種有害物質(zhì)，由此降低熱害，盡量為職工創(chuàng)造良好的工作環(huán)境;而為了避免發(fā)生生產(chǎn)事故時(shí)，通風(fēng)系統(tǒng)可以及時(shí)有效地控制風(fēng)流方向及大小，結(jié)合使用其它設(shè)備措施，可以極大地防止和消除煤礦事故的發(fā)生。

煤礦通風(fēng)系統(tǒng)是保證煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)安全運(yùn)轉(zhuǎn)的重要組成部分，它既服務(wù)又制約著生產(chǎn)系統(tǒng)。可以這樣說，煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)劣，將對煤礦企業(yè)日常的安全生產(chǎn)、事故防治和經(jīng)濟(jì)效益有著直接的影響。

1 通風(fēng)系統(tǒng)的安全性

煤礦通風(fēng)系統(tǒng)需要具有運(yùn)行過程中保持其工作參數(shù)值穩(wěn)定可靠的能力,所謂通風(fēng)系統(tǒng)的工作能力主要是指井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)量分配是否符合規(guī)定要求,這樣才能夠維持供應(yīng)煤礦井下巷道中所必需的滿足要求的清潔風(fēng)量。安全生產(chǎn)中煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的重要性不容置疑,需要嚴(yán)格控制其工作能力,盡量避免煤礦生產(chǎn)中可能出現(xiàn)與通風(fēng)系統(tǒng)有關(guān)的幾個(gè)問題:煤礦井下生產(chǎn)過程使用通風(fēng)動(dòng)力時(shí),避免因考慮經(jīng)濟(jì)費(fèi)用問題,而不能及時(shí)向作業(yè)區(qū)域提供保質(zhì)保量的新鮮風(fēng)流;避免不能保證作業(yè)空間保持良好的氣候條件;避免不能使毒害氣體和礦塵降低到允許濃度;當(dāng)發(fā)生災(zāi)害事故時(shí),避免不能及時(shí)有效地控制風(fēng)向和風(fēng)量。由此,煤礦生產(chǎn)中綜合避免以上可能出現(xiàn)的問題,并將通風(fēng)系統(tǒng)與其它措施結(jié)合,防止災(zāi)害擴(kuò)大,進(jìn)而消滅事故。

2 通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

煤礦通風(fēng)管理中，需要確保煤礦各分支保持穩(wěn)定的能力，當(dāng)通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分支的風(fēng)阻大小發(fā)生變化時(shí)，穩(wěn)定的通風(fēng)系統(tǒng)將保持各用風(fēng)地點(diǎn)質(zhì)量和數(shù)量達(dá)到安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的足夠風(fēng)量。通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)路中的風(fēng)流穩(wěn)定性將作為主要研究內(nèi)容，其主要含義包括分支風(fēng)量大小的變化和分支風(fēng)流方向的改變。當(dāng)通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)阻發(fā)生變化，普通分支則僅會(huì)發(fā)生風(fēng)量大小的變化，而角聯(lián)分支不僅發(fā)生風(fēng)量大小變化，風(fēng)流方向也會(huì)改變。當(dāng)煤礦井下用風(fēng)地點(diǎn)的風(fēng)量滿足要求且狀態(tài)保持不變，那么該通風(fēng)系統(tǒng)的狀態(tài)可認(rèn)為是穩(wěn)定的。

煤礦通風(fēng)系統(tǒng)是由井下縱橫交錯(cuò)的巷道構(gòu)成的一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，利用圖論理論將通風(fēng)系統(tǒng)描述為一個(gè)由點(diǎn)、線及其屬性組成的系統(tǒng)，統(tǒng)稱為通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。由于許多煤礦開采的自然條件惡劣，地質(zhì)條件構(gòu)造復(fù)雜，瓦斯涌出量變化大，因巷道及通風(fēng)構(gòu)筑物的變化使通風(fēng)系統(tǒng)成為一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)。我國大型煤礦通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)近千個(gè)，網(wǎng)絡(luò)分支可達(dá)上千條，角聯(lián)分支占總分支數(shù)的比率可達(dá)15%～45%，全礦巷道長度約為50～200km，礦井通風(fēng)設(shè)施數(shù)目幾十個(gè)，用風(fēng)地點(diǎn)一般有15～40個(gè)，甚至上百個(gè)。通風(fēng)系統(tǒng)的輸入?yún)?shù)受到煤礦內(nèi)外生產(chǎn)條件的影響而發(fā)生變化，運(yùn)行狀態(tài)會(huì)變得不穩(wěn)定，諸如供電網(wǎng)電壓波動(dòng)引起風(fēng)機(jī)不穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，通風(fēng)系統(tǒng)的有效風(fēng)量和工作風(fēng)壓會(huì)受到影響;巷道出現(xiàn)高冒、突然坍塌阻塞和礦井火災(zāi)等事故;提升系統(tǒng)產(chǎn)生活塞風(fēng)速，這些現(xiàn)象都會(huì)影響著煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。

3 加強(qiáng)煤礦通風(fēng)系統(tǒng)安全控制的對策

近年來煤礦的安全事故頻發(fā)，瓦斯煤塵爆炸特別顯著，經(jīng)濟(jì)上的巨大損失，重大的人員傷亡，及對社會(huì)造成了嚴(yán)重的影響，不僅損壞了煤礦企業(yè)形象，還直接影響了煤礦企業(yè)的未來發(fā)展。從目前的科技發(fā)展來看，治理“一通三防”事故的技術(shù)手段已經(jīng)趨近成熟，但依然無法控制重大通風(fēng)事故的發(fā)展勢頭，現(xiàn)實(shí)要求我們必須去尋找其他途徑，從廣義的角度找到問題的關(guān)鍵，運(yùn)用聯(lián)系及發(fā)展的觀點(diǎn)研究出通風(fēng)安全的管理問題，同時(shí)提出了通風(fēng)安全管理模式。通風(fēng)的安全管理就是人類同自然環(huán)境的斗爭和抗衡，積極的改造和適應(yīng)自然，這就需要具備一定的能力，具備基本的通風(fēng)安全技能，掌握了解通風(fēng)管理的基礎(chǔ)知識(shí)，熟練準(zhǔn)確的操作各種儀器，快速的分析出各種安全隱患并迅速的做出安全預(yù)防措施。

3.1 制定通風(fēng)系統(tǒng)安全管理標(biāo)準(zhǔn)

在我國煤礦的安全管理方面已經(jīng)出臺(tái)了《煤礦安全規(guī)范》與之相關(guān)的安全管理規(guī)章制度，各個(gè)地區(qū)的煤礦可以根據(jù)實(shí)際情況制定合理的通風(fēng)安全管理制度，建立一套安全、合理、可以得到實(shí)施的管理體系。

3.2 建立安全合理的通風(fēng)系統(tǒng)

①測定通風(fēng)系統(tǒng)，測定時(shí)需選取具有資格和專業(yè)技術(shù)的機(jī)構(gòu)，在多條線路中選出具有代表的線路進(jìn)行測定，對礦井的高阻區(qū)段、通風(fēng)阻力等都需要進(jìn)行詳細(xì)測定，并制定出參數(shù)圖。通過對以上結(jié)果進(jìn)行分析，進(jìn)而制定出一套通風(fēng)系統(tǒng)的改造方案，在檢查中發(fā)現(xiàn)性能較低的通風(fēng)機(jī)需更換，優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)。②與周邊煤礦進(jìn)行隔離，開采作業(yè)時(shí)要與周邊的煤礦保持距離留有足夠空間，煤礦間需設(shè)置隔離煤柱，避免回風(fēng)進(jìn)入到其他煤礦的生產(chǎn)系統(tǒng)中進(jìn)而導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。③通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)需要嚴(yán)格把關(guān)，杜絕出現(xiàn)平面交叉通風(fēng)系統(tǒng)，嚴(yán)禁在開采空間內(nèi)出現(xiàn)通風(fēng)串聯(lián)、通風(fēng)擴(kuò)散等安全隱患。④要加強(qiáng)通風(fēng)設(shè)施的管理，對密閉、風(fēng)橋等設(shè)施需要定期的進(jìn)行維護(hù)；在主進(jìn)主回間需要設(shè)定三道風(fēng)門，設(shè)置閉鎖裝置，避免兩門同時(shí)開時(shí)出現(xiàn)對流現(xiàn)象。

3.3 核算礦井通風(fēng)能力

通過分析各礦井的通風(fēng)量，進(jìn)一步核算出正確的礦井通風(fēng)能力。根據(jù)產(chǎn)一噸煤所需的通風(fēng)量計(jì)算，保證煤礦通風(fēng)系統(tǒng)和風(fēng)量正常運(yùn)作，根據(jù)得出結(jié)果計(jì)算出礦井一年的通風(fēng)力，平均分配出每月供風(fēng)計(jì)劃。按照掘進(jìn)、開采及其他用風(fēng)點(diǎn)核算出總和，總風(fēng)量必須小于扇風(fēng)機(jī)提供的風(fēng)量。

3.4 改善對風(fēng)系統(tǒng)裝置

在礦井中通常準(zhǔn)備兩臺(tái)以后上的電機(jī)與主扇機(jī)，一臺(tái)用作日常運(yùn)轉(zhuǎn)，另一臺(tái)作備用，改善供電雙回路。對防暴蓋、反風(fēng)道等設(shè)施進(jìn)行休整，并需要定期的進(jìn)行反風(fēng)練習(xí)提高人們的安全意識(shí)。對通風(fēng)設(shè)施定期進(jìn)行維護(hù)，降低礦井的外部漏風(fēng)率，保證所有設(shè)施正常運(yùn)作。

3.5 加強(qiáng)工作面的供風(fēng)管理

在確保掘進(jìn)工作面供風(fēng)量的前提下，根據(jù)作業(yè)人數(shù)、巷道、爆破炸藥量等指標(biāo)的最大數(shù)值來確定計(jì)算結(jié)果，禁止風(fēng)筒出現(xiàn)壓積、接口漏風(fēng)、破口等情況發(fā)生。在容易出現(xiàn)瓦斯涌現(xiàn)及距離較長的工作面應(yīng)配備風(fēng)量大的大直徑風(fēng)筒及高效率的通風(fēng)機(jī)。

4 結(jié)束語

煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定問題是保障煤礦安全高效生產(chǎn)的重要因素，同時(shí)切實(shí)搞好煤礦通風(fēng)安全管理，也是有效遏制煤礦安全事故發(fā)生的主要途徑之一。煤礦生產(chǎn)過程中應(yīng)重視通風(fēng)管理，從通風(fēng)系統(tǒng)安全問題及穩(wěn)定性入手搞好事故隱患管理，煤礦生產(chǎn)的各類事故都是因隱患而發(fā)展形成的。結(jié)合通風(fēng)安全控制中的人為和環(huán)境2種因素，針對各種隱患問題提出科學(xué)有效的措施預(yù)防避免危險(xiǎn)發(fā)生，遵照具體的預(yù)防工作內(nèi)容，可以實(shí)現(xiàn)煤礦通風(fēng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)，結(jié)合使用其它設(shè)備措施，可以防止和消除煤礦事故的發(fā)生，切實(shí)保障煤礦開采工作順利進(jìn)行。

［1］賈敏遠(yuǎn),杜潤魁,甘信鋒,溫英明.礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性影響因素分析[J].中州煤炭,2009(08).

［2］吳東旭.鳳凰山礦通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造研究[D].阜新：遼寧工程技術(shù)大學(xué),2007.