煤礦礦井通風節(jié)能技術研究

楊飛飛

（山西蘭花沁裕煤礦有限公司， 山西 晉城 048200）

1 煤礦礦井通風節(jié)能技術應用的重要意義

1.1 有利于促進山西省煤礦行業(yè)的健康發(fā)展

煤礦是推動山西省經(jīng)濟健康發(fā)展的重要資源，所以，煤礦行業(yè)的健康發(fā)展就會對山西省經(jīng)濟的健康發(fā)展有著直接的影響。人們在生活當中的許多生產(chǎn)活動都需要依靠礦產(chǎn)資源，只有保證礦產(chǎn)資源得到有效的開采，才能夠保證人們正常生活的運行，這就需要山西蘭花沁裕煤礦有限公司（以下簡稱“蘭花沁裕煤礦”）盡可能去滿足社會對于該公司礦產(chǎn)資源的多方面需求，而針對于煤礦的通風節(jié)能技術有利于保證礦井生產(chǎn)環(huán)境的良好，進而有效地保證礦產(chǎn)資源得到不斷的開采與運輸，最終為企業(yè)創(chuàng)造客觀的經(jīng)濟效益，推動社會經(jīng)濟健康發(fā)展。

1.2 有利于提高山西省煤礦礦井開采作業(yè)的安全性

煤礦行業(yè)是在社會各行業(yè)當中較為危險的開采行業(yè)，在對煤炭資源進行開采的過程中，工作人員將隨時有可能喪失生命，因此，蘭花沁裕煤礦必須重視開采過程的安全。一般情況下，礦井內(nèi)部都存在有較為常見且對人體有害的氣體，當這些氣體在礦井當中過量時，在礦井內(nèi)工作的人員有就會有中毒的現(xiàn)象，嚴重則導致礦井爆炸事故的發(fā)生。所以必須利用通風技術來對礦井內(nèi)的有害氣體進行及時排除，使這些有害氣體的濃度得以降低，從而為礦井內(nèi)工作人員提供良好的開采環(huán)境[1]。

1.3 有利于降低資源消耗，提高煤炭開采效率

礦井的通風是進行煤礦開采的重要環(huán)節(jié)，受到了蘭花沁裕煤礦的極大重視。在礦井通風通常需要消耗大量的資源，通過利用這一節(jié)能技術有利于降低資源的消耗，從而有效提高煤礦開采的正常效率。隨著山西省對于煤礦的過度開采使煤礦生產(chǎn)的地質(zhì)環(huán)境越來越糟糕，導致山西省通風作業(yè)的運行難度大大提升。所以對通風節(jié)能技術的分析與研究變得更加重要。

2 對礦井通風設計的研究

礦井通風是煤礦用電的重要項目。就目前來說，山西省煤礦通風的電耗一般占到礦井所用電總量的1/5左右，而山西省的大部分能源都仍然處于緊缺狀態(tài)，并且，煤炭在行業(yè)當中也處于虧損的狀況，礦井通風的能耗將使得企業(yè)的負擔大大增加，從而使經(jīng)濟效益受到不良影響。所以，蘭花沁裕煤礦應該對礦井通風設計進行仔細的研究與分析，進而實現(xiàn)煤礦通風節(jié)能的重要目標。而以下的數(shù)據(jù)可作為礦井通風設計研究當中的重要數(shù)據(jù)來深入研究，該例主要是針對山西省的煤礦來做研究，僅供參考。

蘭花沁裕煤礦的某個礦區(qū)現(xiàn)在一共有四個中小型礦井，可以將這些礦井具體以編號來記作：1、2、3、4，而這些礦都使用了傳統(tǒng)的通風設計，在對主扇進行選型時，除了應該符合負壓變化值之外，還應該滿足具體的通風要求。因為前期裝機容量比較大，大部分礦井在投產(chǎn)之后的幾年或者十幾年都用到了小輪葉角或者進行低轉(zhuǎn)倍速運動，效率較低且消耗的能量較大。具體的通風設備運行狀況如下頁表1。

近幾年來，馬爾茲瓦爾礦的通風設計方式在蘭花沁裕煤礦運用十分廣泛，通過馬爾茲瓦爾礦的發(fā)展來對最新的通風技術進行論證。具體方式是：按照一個被簡單化后的礦井通風網(wǎng)絡，通過計算機程序來對不同規(guī)格的地面主扇配合大小不同、位置不同的井下輔扇共同運行情況來進行分析。

表1 礦井通風設備相關參數(shù)要求

表2 計算機程序?qū)Σ煌?guī)格地面主扇的井下輔扇共同運行控制情況

通風的費用與風量的立方是成正比的，當風量加大一倍時，通風電費也就應該在原有的基礎上提高七倍。過度加大裝機容量就會導致礦井初期設備利用的不合理，導致初期投資量較大、調(diào)荷節(jié)電困難等其他問題[2]。而山西省存在有很多礦井長期達不到設計要求，因此也導致以上現(xiàn)象與問題更加突出。礦井初期一般都在十年往上，假如按這一階段的通風網(wǎng)路來設計主扇，將永久選型的大風機作為初期備用的扇風機，對葉輪的角度以及轉(zhuǎn)速都進行必要的調(diào)節(jié)，這樣既能滿足于備用期間主扇相同的工況又可以極大改善正常通風的設備適應性。屆時原主扇假如在備用上不能滿足具體需要，將電機和整套風機進行改裝也較為劃算的，而在施工技術上也不會存在有太大的困難。對低瓦斯的小型礦井應該具體問題具體分析，堅持一切從實際情況出發(fā)。

3 蘭花沁裕煤礦礦井通風中所存在的重要問題

3.1 通風節(jié)能設備不先進

因為蘭花沁裕煤礦在通風設備的研發(fā)與構(gòu)建中所投資金的數(shù)目較大，造成礦井下所運行的通風設備不能夠得到及時更新，最終使煤礦井下的通風阻力變得更大。落后于現(xiàn)代科技社會的通風設備已經(jīng)不能夠滿足現(xiàn)代化礦井的正常生產(chǎn)，只會造成在生產(chǎn)過程中的開采危險發(fā)生，緊接著影響所開采礦產(chǎn)的質(zhì)量與效率。而大多數(shù)的煤礦企業(yè)現(xiàn)在仍然還在使用較為傳統(tǒng)的通風設備，節(jié)能效果也不夠好，由于通風效果較差導致礦井中的有害氣體不能夠及時排出，很容易使工作人員在工作中出現(xiàn)中毒的現(xiàn)象。

3.2 礦井出現(xiàn)漏風問題

蘭花沁裕煤礦要求自身必須足夠重視礦井漏風的問題，只有這樣才能夠確保礦井通風系統(tǒng)的安全運行。礦井的漏風問題會直接導致煤礦井下的有效風量大大減少，使礦井中的空氣不能得到有效的流通、有毒氣體的濃度升高，使得公司的開采人員在工作中容易受到這些有害氣體的影響。除此之外，漏風的問題會導致通風設備能源消耗的大大增加，在電機負荷增重的同時還會使煤炭企業(yè)的運營成本得到提高[3]。

3.3 沒有建立起較為完善的通風系統(tǒng)

目前市場上的很多企業(yè)都過分重視自身利益的提高而忽視了對通風系統(tǒng)的完善，這樣就造成了通風系統(tǒng)出現(xiàn)明顯的落后現(xiàn)象，導致整個行業(yè)的發(fā)展需求得不到滿足，最終無法保證煤礦開采過程的絕對安全。當通風系統(tǒng)設計不夠合理時，也會使礦井下的通風受到阻礙，從而增加事故發(fā)生的頻率，人民的生命安全受到威脅。煤礦井下的有害氣體主要來源于瓦斯，當一氧化碳濃度超出臨界點時，就會危害人體生命安全，甚至導致瓦斯爆炸。

4 以蘭花沁裕煤礦為例分析礦井通風節(jié)能技術的優(yōu)化與應用

4.1 選擇較為合理的通風方式

蘭花沁裕煤礦認為煤礦行業(yè)應用范圍最廣的通風方式是機械通風，該方式能夠最大程度地滿足現(xiàn)代化開采煤礦作業(yè)的具體需要，確保煤礦能夠安全穩(wěn)定地一直開采下去。而機械通風的方式主要包括了對角式、中央分列式和混合式。企業(yè)需要依據(jù)煤礦的實際地質(zhì)環(huán)境來對通風方式進行科學合理的選擇。通常情況下，混合式的通風主要在多煤層以及體積較大的煤層中進行應用，而中央分列式的通風安全系數(shù)較高，但其適用率較低。

4.2 創(chuàng)新設計煤礦的通風系統(tǒng)

對于蘭花沁裕煤礦來說應該加大對礦井通風系統(tǒng)的創(chuàng)新力度，建立有效的通風系統(tǒng)或者是從外部引進先進的通風設備來不斷提高礦井的通風效率。除此之外，還需要嚴格從礦井內(nèi)部的實際情況出發(fā)，根據(jù)不同種類的分支風路風阻的大小進行分風，為了使通風機的能源消耗降到最低，企業(yè)還要構(gòu)建較為完善的多級機站調(diào)控系統(tǒng)，以最大程度地減少資源的浪費狀況，從而為企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟效益。

4.3 著力解決礦井漏風的問題

蘭花沁裕煤礦針對性地對礦井地質(zhì)特點進行了解，從而選擇科學合理的機器設備。目前扇風機主要應用于山西省煤礦行業(yè)的開采當中，這種通風機為煤礦開采提供了較好的機器性能，同時在安裝與維修方面也較為方便。對于礦井所出現(xiàn)的漏風問題，企業(yè)應該加大對于風門的監(jiān)督與管理，不斷提高煤礦風門的質(zhì)量。

5 結(jié)語

蘭花沁裕煤礦的持續(xù)健康發(fā)展，需要不斷使礦井內(nèi)的通風效果得以提高，進而使能源的消耗程度大大降低，同時提高工作人員在煤礦開采工作中的安全系數(shù)，最終為蘭花沁裕煤礦帶來良好的經(jīng)濟效益與社會效益。