煤礦通風系統的安全與穩定性問題探討

【摘 要】隨著經濟的迅速發展以及科學技術水平的不斷提高，我國的煤礦業取得了較大程度上的進步，為我國國民經濟的發展以及工業水平的提高做出重要貢獻。而在煤礦開采的過程之中，煤礦的通風系統具有十分重要的地位與作用，它是煤礦開采不可或缺的重要系統。如果通風系統風流不穩定，就會對作業的風量供應造成一定程度上的影響，并最終可能引發瓦斯事故的發生，因此，研究煤礦通風系統的安全性與穩定性具有十分重要的現實意義。主要針對煤礦通風系統安全問題及穩定性進行研究與分析。

【關鍵詞】煤礦通風系統；安全問題；穩定性

煤礦通風系統是由通風網絡、通風動力和通風控制設施等構成的一套完整體系，其主要用途是向煤礦井下的工作區域提供充足的新鮮空氣，并及時排出污濁空氣。煤礦通風系統是保證煤礦生產系統安全運轉的重要組成部分，它既服務又制約著生產系統。為確保煤礦安全生產、穩產和高產，提高抗災能力，保障經濟效益，必須使得通風系統保持最佳運行狀態。因此，建立完善合理的通風系統是煤礦安全高效生產的基本保證。

1 當前工作中存在的主要問題

1.1 地區之間發展不平衡

目前狀況下，我國的煤礦地下開采通風方面表現為地區發展不平衡，一些礦山雖然已經拿到了相應的安全許可證，但它在機械通風系統建設方面仍然存在著缺陷，需要對其進行進一步的整改與完善，這些礦山大多數集中在欠發達地區。不僅如此，很多欠發達地區的礦山至今仍未建立起機械通風系統，這樣一來，就大大增加了工作的難度，同時，專項整治任務也是十分的繁重。

1.2 部分地區行動遲緩、工作滯后

當前狀況下，仍然存在著少數地區沒有按照相關規定進度開展機械通風系統建設工作。這樣一來，這些地區的檢查工作仍然停留在企業自查自糾階段，不能與專項督查進行有效的使用，這對礦山地下開采工作的長期發展造成十分不利的影響。

1.3 部分地區礦山地下開采通風系統建設缺陷嚴重

這一方面的問題主要表現在如下幾個方面：①缺乏相應的通風專業人員。一些小型礦山企業由于受到諸多方面的限制，同時為了追求利益最大化，而沒有按照相關的規定要求對專業的通風工作人員進行有效的配備。這樣一來，使其在對通風設備進行使用的過程中時常出現問題，主要表現在通風設備安裝位置不正確，通風構筑物（風門、風橋、風窗）不完善，進而使得通風工作難以達到規定的要求。

②缺乏相應的警示標志。臨時停工的巷道沒有設置柵欄和警示標志，盲巷或采空區沒有及時封閉，人員進入后易發生中毒窒息事故。

③存在較多通風系統漏洞。一些礦山沒有采用正確的采礦方法對礦產進行有效開采，同時，采掘具有較大程度的無序性。加上多年問題的積累，使得采場通風存在著較大的難度。同時，這些礦山中還存在著串聯風或利用空區、廢巷通風的現象。這樣一來，及時對機械通風設施進行了安裝，它所發揮的效果也不明顯。

④缺少必要測風、測塵的檢測手段。風質、風速、風量無檢測依據，風機開停全憑經驗、憑感覺。

2 通風系統的安全性

煤礦通風系統需要具有運行過程中保持其工作參數值穩定可靠的能力，所謂通風系統的工作能力主要是指井下通風網絡的風量分配是否符合規定要求，這樣才能夠維持供應煤礦井下巷道中所必需的滿足要求的清潔風量。安全生產中煤礦通風系統的重要性不容置疑，需要嚴格控制其工作能力，盡量避免煤礦生產中可能出現與通風系統有關的幾個問題：煤礦井下生產過程使用通風動力時，避免因考慮經濟費用問題，而不能及時向作業區域提供保質保量的新鮮風流；避免不能保證作業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；當發生災害事故時，避免不能及時有效地控制風向和風量。由此，煤礦生產中綜合避免以上可能出現的問題，并將通風系統與其它措施結合，防止災害擴大，進而消滅事故。

3 通風系統的穩定性

煤礦通風系統是由井下縱橫交錯的巷道構成的一個復雜系統，利用圖論理論將通風系統描述為一個由點、線及其屬性組成的系統，統稱為通風網絡。由于許多煤礦開采的自然條件惡劣，地質條件構造復雜，瓦斯涌出量變化大，因巷道及通風構筑物的變化使通風系統成為一個復雜的系統。我國大型煤礦通風系統網絡節點近千個，網絡分支可達上千條，角聯分支占總分支數的比率可達15%～45%，全礦巷道長度約為50～200km，礦井通風設施數目幾十個，用風地點一般有15～40 個，甚至上百個。通風系統的輸入參數受到煤礦內外生產條件的影響而發生變化，運行狀態會變得不穩定，諸如供電網電壓波動引起風機不穩定運轉，通風系統的有效風量和工作風壓會受到影響；巷道出現高冒、突然坍塌阻塞和礦井火災等事故；提升系統產生活塞風速，這些現象都會影響著煤礦通風系統的運行穩定性。

4 礦井通風系統的優化

4.1 選用新型的通風設備

隨著經濟的發展以及科學技術水平的提高，一些新型通風系統初見活躍在市場當中，并受到了相關企業與人士的廣泛好評。在對通風設備進行選擇時，首先要對作業場地的具體條件進行充分的結合，然后再根據作業的特點對新型、高效、節能、運行平穩的礦用風機進行有效的選擇。同時，通過對通風網路優化技術進行一定程度上的利用，對礦井通風系統阻力、風量、主扇工況點進行有效的優化。礦井等積孔較大時，應選擇等積孔較大的大風量、低風壓風機，如K系列、DK系列、BD 系列等風機；在選擇通風設備時應確保主扇連續運轉，電動機的型號、規格要匹配，使主扇能在10min內使風流反向的措施。

4.2 階段通風網路優化

一般情況下，在礦井的中后期，其通風系統較之于礦井前期具有更大的復雜性。因為礦井中后期的通風系統需要對巷道貫通點進行一定程度上的增加。這樣一來，串聯、并聯、串并聯的數量大大增加，巷道失修，巷道斷面變大、分叉等，這些因素綜合起來導致了礦井中后期通風系統的復雜性。而隨著通風網路的逐漸復雜，通風的阻力發生了較大程度上的上升，進而使得采空區增多，地表陷落，廢損井巷增多，封閉不嚴，通風設施增加導致漏風嚴重。因此，需要對階段通風網路進行一定程度上的優化。首先要加強通風管理，在各中段回風聯絡巷、采場天井等適當地點，安裝風門、調節風扇等通風設施。同時，為了避免短路現象的發生，還應該對廢舊巷道以及與采空區聯通的井巷道進行有效的關閉。這有這樣，才能夠對深部各個工作面的有效風量進行有效的保證。

4.3 局部通風系統優化

局部通風是礦井通風系統的重要組成部分，局部通風系統設計與優化必須符合“安全可靠、經濟合理、技術規范”的原則，應因地制宜，充分利用現有設備，以便最經濟地實現局部通風。

【參考文獻】

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

[2]吳超，王從陸.復雜礦井通風網絡分析的參數調節度數字實驗[J].煤炭學報，2003（05）.

[3]吳東旭.鳳凰山礦通風系統優化改造研究[D].阜新：遼寧工程技術大學，2007.

[4]劉宜平.恒源公司礦井通風系統優化研究[D].淮南：安徽理工大學，2006.

[責任編輯：丁艷]