芻議井下采礦礦井通風節能技術

黃維

摘要：在礦井工作中，通風設備的設置是至關重要的，礦井通風機也成為了礦井通風的必要裝備。但是，由于礦井工作時間長，需要通風的時間長，所以礦井通風機的工作量大，耗電量也大。文章首先對礦井通風系統進行介紹，之后分析了現階段礦井通風系統存在的問題，最后對礦井通風節能技術的相關內容展開了研究。

關鍵詞：井下采礦；礦井通風；節能技術

引言

礦產企業除了要注重礦產生產效率和質量工作的提升外，也要關注礦井下通風節能技術的高效應用。眾所周知，礦井下存在大量有毒有害氣體，會直接威脅采礦人員的生命安全，為了保障采礦工作安全、持續開展，礦產企業要采取先進的通風節能技術，不斷優化改良通風系統，稀釋并排放有害氣體，從而為礦井工作人員創建健康的工作環境。

1礦井通風系統相關內容介紹

1.1礦井通風系統概述

礦井主通風機一般有兩種，一種是軸流式風機，這種風機通過比較簡單的方式如直接改變通風轉速或者調整葉片轉動角度等，就能實現通風量的調整，并且剛好適用于當前大多數礦井負壓大、風量大的普遍特點；另外不論通風區域大小，軸流式風機都足以實現高效運轉的目標，還能通關調整達到反風功能。另一種是離心式風機，它持有的優點是購買成本低、產生噪音小且運行效率較高，缺點是所需的占地范圍大，風流調節也沒有軸流式風機簡單便捷，且只能通過反風道實現反風，漏風問題較為常見。

1.2節能礦井主通風機研究的應用價值

礦井的生產過程是一個不穩定的過程，一般是產量由低到高，逐漸增加。所以在礦井生產初期，開拓的礦井區域較小，通風的需求量也較小，并且這時產生的通風阻力小，但是一旦產量增加到一定程度，巷道所需的通風量就會隨之增大，而且通風阻力也會增大。由于在后期中使用通風機的工作量大，需要消耗的電量和風力大，所以，對礦井通風機節能性進行研究，是對現實問題的研究，是非常具有現實應用價值的。

2礦產行業礦井通風存在的問題

2.1通風構筑物施工管理水平低

部分礦產企業管理部門往往將工作重心放在礦物開采環節，忽視了對礦井通風的監管工作。導致企業通風構筑物的施工、管理工作流于形式，通風構筑物整體對礦井風量調節質量和效率偏低，時常會發生漏風、串風等問題，使礦井下的通風阻力變大，不利于通風系統的正常運行使用。

2.2通風系統不夠完善

由于市場上存在一些礦產企業過于追求經濟效益的情況，進而忽視了通風系統的創新與完善，直接導致通風系統落后，無法滿足整個行業的發展需求，無法保障礦物資源開采過程的安全可靠性。通風系統的設計不科學合理會直接造成礦井下的通風受到阻礙，引起安全事故，威脅工作人員的生命安全。礦井下CO來源于高含量的瓦斯，一旦礦井的CO濃度上升至界點，就會導致作業人員中毒，情況嚴重時會發生爆炸事故。

2.3通風節能設備落后

由于企業通風設備研發與購進投資力度不大，導致礦井下運行通風設備未能得到及時更新，通風效率偏低，使礦產井下的通風阻力越來越大。落后的通風設備已無法滿足現代礦井的生產作業，進一步加大開采作業的危險系數，降低開采作業的質量和效率。礦產企業仍在使用傳統的通風設備，不具備良好的節能效果，整體資源消耗大，造成礦井通風效果差，大量有害有毒氣體得不到稀釋排放，作業人員容易出現中毒傷亡現象。

3礦井通風系統節能技術研究

3.1自動化控制系統整體設計

3.1.1自控系統概述

自控系統通過設立監控分站，對分站進行分散檢測和集中控制，實時檢測其溫度、風量、風壓和毒氣含量，并通過相關檢測數據進行推算從而得出礦產風量的分布情況，通過此方式制定出合理的風量控制方案，并合理控制通風機的風量。

3.1.2自動化控制系統基本組成

組成自控系統的三大部分包括：傳感器系統、通風系統和中央控制系統。

第一，傳感器系統。信號發生器，主要負責自動化控制系統的信號傳輸與接收，包括監控數據和指令。同時還可通過頻分制和時分制進行多路信號的輸送，因其電路簡單、故障發生頻率低，被廣泛應用；檢測元件，主要是為了控制通風量，進而對礦井環境和通風機分量進行監測，主要測量內容有溫度、風量、風壓等數據。檢測風量可通過放置在已測定斷面積的風速檢測原件進行，檢測原件包括恒溫風速儀、流式風速儀等。

第二，通風系統。調節風量有以下兩種方式：首先，通過百葉窗等的角度來控制和調節風量。其中葉片的信號通過頻率發送器傳輸至地面控制室，地下室也可通過信號的輸送而轉動葉片；其次，通過變頻裝置來改變通風機電機的轉速。此外，井下局部定時控制通風機，還可通過爆破沖擊開關來實現自動通風。

第三，中央控制系統。因微型計算機的接口多、擴展性高，被廣泛應用于自動控制中，因此被作為中央控制系統的核心裝備。其優點是能有效優化控制系統。中央系統的任務還包括：向監測站發出監控要求；處理反饋信息；修改所獲取的相關數據；根據計劃方案發出相對應的信號指令，并實時監測設備運行情況，如發生故障要及時處理。

3.2礦井新型風流調控設施分析

礦井新型風流調控設施-礦用空氣幕，具有隔斷風流、引射風流和對風流增阻等多種調控風流作用，通過將其有效的設置于巷道的硐室內，能夠對礦井內的風量進行科學合理的分配，進而有效提高礦井內的通風質量。礦用空氣幕是由風機、供風器以及整流器三部分組成。通過將供風器的出風口與巷道軸線保持30°的夾角，由風機產生的分流經由供風器能夠以較高的風速按照一定的方向進行噴射，進而形成一股扁平射流。同時，由于空氣幕設置在巷道硐室內，能夠顯著降低對大型設備運行和工作人員通行造成的不利影響，為井下生產的順利進行提供可靠的保障。

4礦井通風系統自控系統的功能和優勢

自控系統廣泛應用于以下各個方面：第一，實時監測數據。監測風量、風壓、有毒氣體的含量等；第二，繪制趨勢曲線。把獲取的數據利用曲線表示，使工作人員充分了解系統狀況；第三，制定數據報表。各種報告需按報告格式打印，以便于技術人員方便地對數據進行查詢；第四，檢測故障并及時處理。當通風系統發生故障時，通過系統自檢，問題不大即可重啟，但重啟失敗則要記下參數以供日后參考；第五，發生故障時應自動報警和進行診斷，應對系統設置上限和下限的報警條件，使發生故障時能自己報警，讓工作人員及時發現并作出處理；第六，設置安全機制，對系統操作人員設置不同的使用權限，不同的權限設置不同的密碼，以此提高系統的安全性和可靠性。

結語

礦產企業要想保障開采過程的安全、穩定，源源不斷地為社會輸送高質量的礦物資源，就必須積極引進先進的通風節能技術，不斷提升礦井的通風效果，降低通風設備的能源損耗，提高礦物開采的效率和安全性，為企業創造出更多的經濟效益，最大程度滿足社會對礦產資源的需求，推動國家經濟高速發展。

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