淺談礦井通風的設計

熊小剛

摘 要：在設計通風系統時，為使擬定的礦井通風系統安全可靠、經濟合理，必須對礦山作實地考查和對原始條件作細致分析。然后從礦山的具體情況出發，充分考慮礦床的自然條件、開拓、開采等特點，通過調查研究和綜合分析，提出幾個技術上可行的方案，最后根據安全、可靠和經濟的原則，進行技術經濟可行性比較，最終優選出合理的通風系統構建方案。

關鍵詞：礦井;通風;設計

一、通風系統的設計方法

由于礦井生產的特點是工作面不斷變化，在不同的生產階段，隨著礦床賦存條件的變化，生產規模、開拓和開采方法變化，礦井通風系統也將隨著發生不同程度的變比。因此，設計時要充分預計到這些變化，并提出相應的應變措施，使通風系統今后隨著礦井生產的發展稍作調整即可繼續發揮作用，即設計方案要有較強的應變能力，雖有固定模式，但可在生產中靈活運用。

二、通風系統的設計原則

在設計礦井通風系統構建方案時，應嚴格遵循技術效果良好、運行安全可靠、基建費用和經營費用低以及便于管理的原則，即：

（1）系統宏觀構建規劃合理，既有利于通風，又與礦井開采規劃、開拓方案相輔相成。

（2）通風方式及壓力分布合理，有利于有毒有害氣體和粉塵排出與控制。

（3）礦井供風量合理，既有一定余量，又不過大浪費。

（4）通風網路結構合理，能將生產要求的風量送到每一個工作面，并將工作面用過的污風快捷地排除地表;井巷工程量少，通風阻力小，污風不串聯。

（5）分風調控簡便易行，分風均衡性、穩定性、可靠性好，有害漏風少，有效風量率和風速合格率高。

（6）設備選型合理，安裝使用簡便，購置費低，運行效率高。

（7）通風構筑物和風流調節設施盡量少。

（8）充分利用一切可用于通風的井巷和通道，使專用通風井巷工程量最小。

（9）通風動力消耗少，通風費用低。

（10）適應生產變化的能力強，現場應用和管理的難度不大，能夠管好、用好。

三、以工作面為核心構建高效低耗通風系統的方法

通風系統設計或改造應達到三個目標，一是改善作業環境，提高技術水平;二是節省通風費用，提高經濟效益;三是減輕管理難度，提高管理效率。三者相輔相成，必須同時兼顧。如何使進風-用風-出風、通風網路-動力機械-控制設施有機配合，建成高效低耗的通風系統，昆明冶金高等專科學校提出了“以工作面為服務核心構建高效低耗通風系統”的設計方法。

礦井通風系統是由相互關聯、相互制約的眾多因素構成的動態復雜系統，工作面通風效果與供給風量、通風方式、網路結構、調控格局、管理方法等通風系統構成要素的合理程度密切相關;通風系統效果的優劣、運營電耗的高低、管理難度的大小、井巷工程與設備投資的多少，綜合取決于通風方式、供給風量、網路結構、調控格局和管理方法的整體合理程度;并且五個要素的合理性不是孤立的，而是相互關聯的（如圖1所示），牽動一點就會影響全局。

工作面既是礦井生產的核心、也是通風系統結構的核心、更是通風系統服務的核心，所以從原則上來說，整個系統都應該積極圍繞工作面這個服務核心來構建，只要把核心的問題解決了，其他問題才能迎刃而解。因此，建立高效低耗通風系統的有效途徑，是以工作面為服務核心，綜合考慮構建規劃、通風方式、供需風量、網路結構、調控方案、通風設備和管理制度的合理程度，充分考慮服務年限內工程投資、運行耗費、管理難度與通風效果之間的合理匹配問題。

四、通風系統設計應遵守的規定

（1）每個通風系統必須構建一條以上與地表連通的進風道、一條以上與地表連通的回風道。同樣，每個采區必須構建一條以上與礦井進風部分相連的進風聯道、有一條以上與礦井回風部分相連的回風聯道。

（2）礦井進風部分不得受礦塵和有毒有害氣體污染，風流的含塵濃度不得大于0.5mg/m3、氡濃度應小于3.7kBq/m3，氡子體潛能應小于6.4uJ/m3，超過時應采取降塵、降氡措施。其他有毒有害氣體濃度亦不能超過《地下礦通風規范》允許的范圍。

（3）產塵量較大的箕斗井和混合井應禁止作為進風井，已經作為通風井的箕斗井或混合井，必須采取凈化措施，使風源含塵量達到上述要求。

（4）主要回風井不得作為人行道，排出的污風不得造成公害。

（5）采場、二次破碎巷道應有正向貫穿風流，電耙司機應位于上風側，避免污風串聯。

（6）井下炸藥庫、油庫、充電硐室及破碎硐室等高危硐室必須設有直通礦井回風部分的獨立回風道。

（7）不用的井巷及采空區，必須及時封閉。風墻閉、風門、風橋、風窗等通風構筑物，必須嚴密和完好。

（8）有效風量率、風速合格率應在60%以上。

（9）《地下礦通風規范》要求主扇應有反風裝置，并保證發生火災時在10 min內改變風向。可是從金屬礦實際來看，火災的性質與煤礦截然不同，盲目反風可能會擴大火災的范圍和危害，故應具體問題具體分析，慎重處理。

五、通風系統構建方案技術比較的主要內容

（1）主要通風井巷、通風動力、調控設施的安全可靠程度。

（2）適應生產發展變化的能力和潛力。

（3）礦井風流分配的可控程度。

（4）開拓通風井巷及實施調控方案的可行程度。

（5）通風設施與人行運輸是否相互影響，干擾程度大小。

（6）風流調節控制與各種通風設施的管理難度。

（7）風機安裝、供電、維護、檢修的方便程度。

（8）通風管理人員的數量及素質要求。

（9）礦井進風質量的好壞。

（10）有害漏風的影響程度，有益漏風的利用程度。

（11）有效風量率。

（12）風速合格率。

（13）風量供需比。

（14）主要扇風機裝置效率。

六、通風系統構建方案經濟比較的主要內容

（1）通風井巷、井下構筑物的開挖工程量、地面構筑物的工程量。

（2）礦井通風設備數量及購置費和安裝費。

（3）礦井通風系統基建總投資。

（4）風機裝機容量及預計電耗。

（5）年經營費（電力、工資、材料、大修、折舊等費用之總和）。

（6）單位采掘礦石量的通風電耗。

（7）單位采掘礦石量的通風費用。