關于礦井通風系統(tǒng)節(jié)能途徑的探討

冷福春

【摘要】隨著國內(nèi)發(fā)展的日益加速，經(jīng)濟增長帶來的各方面需求也飛速增加，對煤礦產(chǎn)業(yè)的需求逐漸加重。礦井是煤礦開采與生產(chǎn)的主要施工場所，有關礦井的各方面設計維護也是保證煤礦施工順利進行的主要因素。礦井通風系統(tǒng)是礦井通風方式、通風方法和通風網(wǎng)絡的總稱，由影響礦井安全生產(chǎn)的主要因素所決定。因此，保證礦井通風系統(tǒng)的高效可靠是整體煤礦環(huán)境的必然要求。本文從礦井通風系統(tǒng)節(jié)能的重要性與原則展開論述，提出礦井通風系統(tǒng)節(jié)能途徑的實施方法，旨在保障礦井施工安全與節(jié)約工程成本。

【關鍵詞】礦井工程；通風系統(tǒng)；節(jié)能途徑；安全保障

一、引言

礦井通風系統(tǒng)的主要作用是向井下工程作業(yè)人員提供新鮮空氣，排出礦井中人呼出的二氧化碳及煤礦開采中產(chǎn)生的有害氣態(tài)，由通風動力模塊，通風控制設施模塊，通風網(wǎng)絡等工程體系構成。礦井通風系統(tǒng)運行是否良好決定了全礦井施工安全。礦井的安全生產(chǎn)規(guī)程明確規(guī)定，每個礦井務必構建體系完整合理的通風系統(tǒng)。而隨著經(jīng)濟技術逐漸發(fā)展，通風效果可以通過各種方式合理實現(xiàn)，但通風過程中采用技術與工程能源消耗有很大關系。80年代以來，我國煤礦通風技術圍繞節(jié)約能源為中心有了飛速發(fā)展，各種節(jié)能通風系統(tǒng)不斷推陳出現(xiàn)，節(jié)能風機的開發(fā)與推廣為礦井施工節(jié)能帶來質(zhì)的飛越。許多礦井施工方已經(jīng)對通風系統(tǒng)節(jié)能投入足夠重視，安排相關專業(yè)人員簡歷礦井通風計算機管理系統(tǒng)等。而礦井通風系統(tǒng)的節(jié)能實現(xiàn)對后續(xù)生產(chǎn)效率，生產(chǎn)規(guī)模，經(jīng)濟效益有著更長遠影響，已經(jīng)成為礦井環(huán)境改造的重點。

二、礦井通風系統(tǒng)節(jié)能設計原則及步驟

1.礦井的自身條件

礦井施工環(huán)境為地下，施工受環(huán)境限制需要注意更多地質(zhì)方面考察。在進行通風系統(tǒng)節(jié)能設計之前，首先要安排專業(yè)人員考察礦井周圍的地質(zhì)，地形，地貌，設置所在地區(qū)煤礦中的二氧化碳及各類微量氣體的占比；其次，礦井層的瓦斯含量和壓力由于關系到瓦斯和二氧化碳的噴出量也需要引起重視；最后，由于煤是可燃物，有自燃性及易自燃周期，設計之前需要提前考慮煤塵爆炸性及礦井所在區(qū)域的氣溫氣候條件；綜合各方面數(shù)據(jù)分析后才能開展通風系統(tǒng)節(jié)能設計。

2.礦井的生產(chǎn)條件

礦井生產(chǎn)條件包括該礦井的年產(chǎn)量以及礦井的服務年限信息收集。在設計通風系統(tǒng)前，需要了解礦井工程方的勘測系統(tǒng)，開采系統(tǒng)以及井下運輸系統(tǒng)，還需要調(diào)研各個礦井區(qū)域儲量及整個礦井的產(chǎn)量分配情況；同時，需要調(diào)研礦井開采的采礦區(qū)數(shù)量，采掘工作面數(shù)量，開采的煤層數(shù)量以及礦井下同時工作的人數(shù)上限。最后，還需要通過理論計算，分析礦井同時爆破的炸藥消耗量等數(shù)據(jù)。設計中需要注意調(diào)研的數(shù)據(jù)，務必符合相關法規(guī)政策的規(guī)定。

3.礦井通風節(jié)能系統(tǒng)的設計步驟

第一，需要安排相關技術人員擬定初步礦井通風系統(tǒng)設計的圍繞中心與原則，并請專業(yè)人士繪制礦井通風系統(tǒng)圖；第二，礦井工程設計要計算礦井總風量并進行合理分配；第三，需要計算礦井通風系統(tǒng)的總體阻力，通過計算得出參數(shù)首先從理論層面選擇礦井通風設備，若在實際部署中發(fā)現(xiàn)實際參數(shù)與理論計算參數(shù)有較大差距，應立即以工程中遇到的參數(shù)為準，不可墨守理論。選擇的礦井通風設備的價格應符合工程方預算，不可為節(jié)約工程經(jīng)費使用廉價設置各方面不合格的通風設備；最后，相關人員需要對整體礦井施工節(jié)能系統(tǒng)做出費用預算，方便施工中時刻比照。

三、礦井通風系統(tǒng)節(jié)能途徑

1.通風系統(tǒng)優(yōu)化

即使不設計礦井通風節(jié)能，通風系統(tǒng)優(yōu)化也是礦井施工中的常規(guī)工作。通過對礦井通風系統(tǒng)的優(yōu)化，有效改造礦井的設計缺陷，設置彌補礦井的自身環(huán)境缺陷。通風系統(tǒng)的優(yōu)化準則為簡單，可靠，安全，經(jīng)濟。在以節(jié)能為目的進行通風系統(tǒng)優(yōu)化前，首先要進行礦井通風系統(tǒng)的詳細系統(tǒng)分析。繪制出礦井通風系統(tǒng)圖，將風井通風工作量均分到各個風井，既要滿足生產(chǎn)需要，又要在減小風機總功率的同時提高風機靜壓效率。設計良好的通風系統(tǒng)可以有效節(jié)約通風電耗，有效減少巷道設備日常維護費用和相關維護人員費用。

2.井巷降阻節(jié)能

此外，通風系統(tǒng)設計中還可加入井巷降阻節(jié)能措施，掌握礦井風力與阻力的分布情況，確定通風系統(tǒng)中阻礙通風的最大阻力路線，以及相關路線上的能耗分析。通過風力規(guī)劃，降低最大阻力線路上的通風量，通過增加原有巷道分支的方法，減少通風系統(tǒng)中通風設備的使用，這種方法既簡化了通風網(wǎng)絡架構，又保證了礦井各節(jié)點的風量，同時達到了節(jié)能的目的。

3.及時控制礦井漏風現(xiàn)象

在保證通風系統(tǒng)高效利用的同時，控制礦井內(nèi)外漏風量，提高有效礦井風量也是通風系統(tǒng)節(jié)能的有效途徑之一。在礦井內(nèi)風網(wǎng)系統(tǒng)或多或少存在內(nèi)外漏風情況，因此，定期的嚴格排查，及時發(fā)現(xiàn)及時填補，減少礦井內(nèi)部漏風，加強礦井內(nèi)風機的裝置檢修是保障節(jié)能的最有效途徑。減少了井內(nèi)外漏風可以增加礦井有效風量的百分比，減少礦井中的風量能耗。

四、結(jié)論

礦井通風系統(tǒng)是礦井施工中保證高效率，高可靠性生產(chǎn)的重中之重，具有靈活性和復雜性。隨中國經(jīng)濟發(fā)展，工業(yè)相繼發(fā)展，工業(yè)發(fā)展對礦業(yè)的需求與日俱增。煤礦行業(yè)的發(fā)展極有可能帶來周邊環(huán)境的污染和能源的巨大消耗，因此，在礦井施工中必須靈活運用通風系統(tǒng)節(jié)能有效途徑，做到安全保障與能源節(jié)約相結(jié)合，工業(yè)發(fā)展與經(jīng)濟利益相結(jié)合，而不僅僅是降低施工成本。有效改進的礦井通風系統(tǒng)可以為我國的可持續(xù)發(fā)展做出巨大貢獻。

參考文獻

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