礦井通風系統優化設計研究

李 旸

（陜西鉛硐山礦業有限公司，陜西 寶雞 721707）

礦井通風系統主要是為礦井生產中的各個環節中提供新鮮空氣，并在礦井中比較污濁的環境中設置排風網絡系統、動力和相關各方面的通風控制設施。好的礦井通風系統可以確保井下通風的可靠性和穩定性，對于火災事故的發生也發揮著積極的作用。在礦井實際生產中，有些礦山由于對通風系統設計的不合理，有的設備已經老化，也有的因為巷道的排風系統和礦井中主要排風系統的通風性能出現不匹配現象等等，這些原因無論哪一種出現問題，都將會給礦山企業帶來一定的安全隱患，甚至于造成事故的發生。通過實踐證明，無論那種原因導致的井下通風不順暢，只要能夠對井下通風系統做出及時的優化改造，進行合理的調節，積極改善井下的通風系統，那么對礦山安全生產、煤礦企業經營環境的改善以及對于提高煤礦企業的社會效益和經濟效益等方面都具有極其重要的意義。

1 礦井通風系統優化理論

（1）礦井的通風方法。礦井的通風設置可以根據不同的風流獲取的不同的動力源而確定。一般來說有兩種通風方法，即自然通風和機械通風。自然通風是充分利用空氣中自然氣壓所產生的動力而促進井下巷道中空氣的流動，由于自然風產生的氣壓通常情況下產生的氣壓較小，而且不是很穩定等方面的原因，因此，目前根據國家有關規定，要求每個礦山企業的通風系統必須釆用機械通風法。機械通風法是通過排風扇等設備的不停運轉而產生的通風動力，進而有效的促進井下巷道中空氣的流通。

（2）礦井通風系統的基本任務。良好的礦井通風系統在礦山井下有著舉足輕重的作用。因此，礦井的通風系統是否合理與完善，直接影響著礦山企業井下溫度的調節是否正常，通風系統的正常運行，關系著整個生產環境的安全。此外，通風系統的合理配置，可以將井下的有毒氣體和粉塵進行有效的稀釋，能夠供給井下充足的新鮮空氣，充分滿足井下礦工對氧氣的需求。

（3）礦井通風系統的要求。礦井通風系統的要求體現在：①要求每個礦山企業必須設立一套完整而且獨立的通風系統網絡，嚴禁多個礦井同用一個通風管道。②關于井下負責專門爆破材料的庫房內要設立單獨的新鮮空氣管道，而且它所產生的回風風流必須直接引進礦井中總回風巷道和礦井中的主回風巷道中。③井下的生產區內必須設有單獨的回風巷，保證生產的各個區域內都能達到很好的通風效果。④礦井中設立通風口，一定要結合礦井中全年風向的頻率進行合理的布置。

（4）礦井通風系統確定。根據礦井中不同進井與不同的回井在礦山開采井田中所處的不同位置，一般情況下，可以將礦井通風系統分為四種：即中央式、混合式、區域式、對質式。其中中央式通風系統一般是在煤礦礦井的建設初期比較常用。對角式通風系統主要是利用中央式通風系統進行通風后，針對一些高瓦斯礦井或者是煤層容易發生自燃現象的礦井中使用。其中主通風系統的工作方式分為三大類：抽出式、壓入式、壓軸混合式。一般情況下，比較常用的通風工作方式是抽出式。但是遇到地形比較復雜的礦井開采中，最適合運用壓入式通風方法。

2 礦井通風系統優化設計方案

礦井通風系統作為礦井安全生產的重要組成部分之一。只有設計出良好的礦井通風系統，才能提高煤礦企業的安全生產，同時井下開釆的效果也會有明顯的改善，對于煤礦企業進一步提升社會效益和經濟效益有非常積極的意義。

2.1 礦井通風優化方案設計原則

在確保礦井通風系統方案得到進一步優化的同時，必須要考慮到通風系統在后期運作中產生費用的經濟性，保證系統優化和改造方案的切實可行性及易操作性；同時，通風系統的進一步優化運行中要對防治災害的發生起到阻止作用；并且設計出的優化通風系統必須符合國家關于礦山設計等法律法規的要求；必須做到礦井安全生產中通風系統具有一定的穩定性，保證井下用風區域的風量與風向保持一致；結合煤礦開采中的實際情況，利用好現有的資源，使其發揮井下巷道中通風設備的巨大優勢；充分利用礦井采掘的具體部位，使各個通風系統的逼風能力發揮到最大限度。

2.2 礦井通風系統優化方案

只有對礦井的通風設計、礦井各種設備的選型、井下開釆的布局及礦山企業的日常管理等多方面實施有效的保障措施，礦井的通風系統才能實現穩定、經濟及高效率的運行模式。優化礦井通風系統的具體方案分為三個步驟：第一步，要對礦井內現有的通風系統進行測定，包括通風系統中可能受到的阻力、通風機的工作性能以及礦井中是否存在漏風現象和風量分配不均衡等問題，并且能夠及時的掌握通風系統的詳細情況。

通過科學的分析、探討及整理，盡可能的將礦井通風系統內存在的安全隱患全面性的整理出來。第二步，將分析整理出來的有關井下通風系統存在的問題通過聘請專業人士等方式給予科學合理的指導和建議，并給出相應的具體針對性的方案。第三步，就以上設計方案進行初步的論證，并找出方案中的缺陷，加以進一步的完善。第四步，確定好一個最優的方案，并且能夠結合礦井不同階段的通風評定，及時調整方案，使其具有一定的科學、完善性。

（1）優化設備選型。根據礦山企業井下開采現狀的不同，選取不同的機械設備類型。比如，新建的礦山就需要選擇具有高效率、低噪音和曲線較為平穩的新型的節能風機，這樣的好風機設備選型，才能使礦井的生產安全、穩定的長期運行有所保障，更能最大限度的滿足各種生產環節中的用風需求。對于那些老礦井來說，可以根據原有通風設備運行的具體情況和性能，運用科學、適當的優化方案使礦井生產力有效的提升。

（2）優化科技手段。隨著科技的不斷發展和創新，高新技術更多的應用到礦井通風系統中，使礦井通風系統實現了智能化和高效率。

近年來，隨著礦井通風網絡系統的逐步的復雜化，在礦山企業設計井下通風系統也逐步呈現出以計算機為主的設計趨勢，這些工具的使用是礦山服務期內獲得最安全經濟的通風方法。

（3）優化開采設計。由于礦山井下掘進面的地形和地貌有著復雜多變的特點，經常會面臨比較特殊的通風狀況。因此，做好準確的通風監測數據的記錄，將通風設計的具體參數確定好，是為后期設計通風方案的優化提供精準數據的前提條件。

將計算機技術應用到井下開采區域中，可以幫助施工人員準確的計算出整個網絡系統中所擁有的風量和壓力的干衡值。

（4）優化安全技術。就井下通風安全技術的保障而言，對于礦井安全生產中通風阻力的測定也是主要手段之一。礦井中通風阻力的準確測定，可以使施工人員在第一時間內全面了解通風系統中阻力的分布情況和范圍，以及具體的風阻值和阻力系數，從而使井下通風設計與計算更加符合實際情況。礦井通風系統是一個不斷變化的動態系統，因此對于礦井通風系統的設計應從靜態設計逐步發展成動態設計。只有這樣，才能將先進、科學、合理的通風安全技術充分的應用于礦山企業井下通風系統中，從而使井下通風系統的實際應用效果達到最佳的優化狀態。

3 小結

礦山企業通風系統的完善與合理是煤礦安全生產中的關鍵環節。隨著人們對安全和節能環保意識的不斷提升，礦山企業對于采礦環境越來越重視。作為世界礦山資源大國之一，我國在礦山井下通風設備方面已經投入了大量的人力、物力和財力，在礦井通風系統的優化方面也取得了顯著的成效。

但隨著礦釆逐漸縱深發展的趨勢，無論從礦產資源開采的深度和廣度都在逐步擴大，礦山企業面臨著巨大的挑戰，因此，將礦井優化系統切實有效的落實到位在煤礦安全生產中具有積極的現實意義。