降低礦井通風阻力技術研究

摘 要：為了提高礦井進風總量穩定性，從礦井通風系統優化方向、通風阻力測定、降低通風阻力建議三個方面進行討論，針對降低礦井通風阻力，總結提高礦井風量分配合理性、完善礦井通風方案兩點策略，為今后礦井管理提供有價值的參考。

關鍵詞：瓦斯;礦井;通風阻力技術;通風機

井下的作業環境有限，期間還會形成毒害氣體，所以井下通風工作非常重要，如果礦井通風不到位，不僅會影響到工作人員的人身安全，還會發生爆炸。因此，工作現場放置礦井通風系統，可以降低礦井通風阻力，及時更換井下空氣。但是井下通風的相關工作面臨通風阻力高、礦井通風系統運行效率低等諸多問題，如果不及時解決，會增加個礦井耗電量，影響礦井作業的經濟效益，由此可見礦井通風阻力技術研究的重要性。

1 礦井通風系統優化方向

礦井管理與開采過程中，通風工作非常必要，為了降低巷道礦井通風阻力，技術人員也從諸多方面著手研究，對現有通風系統進行優化。結合采礦現場通風系統運行現狀，總結通風系統的方向。例如某礦井在2005年投入使用，年生產力超過450萬t/a，采用立井結構，水平開采標高超過-555m。礦井的通風系統設計為中央并列模式，進風系統包括主井、副井，回風系統則以中央風井為主。工作人員在組織開采工作時，為了將進風量控制在規范數值內，礦井底部位置放置了具有調節功能的風門增阻。在采礦總量的限制下，該礦井通風量一致保持基本水平，長此以往降低了礦井風量，2018年該礦區的需風量與實際供風量相差3000m3/min，與實際開采需求嚴重不符。所以，結合該礦井主通風機、主通風系統的運行限制，結合通風需求，需要切實提升礦井風量，從時間、溫濕度、壓力值等方面著手降低礦井通風阻力。

2 礦井通風阻力測定

2.1 選擇測定方法

測定礦井的通風阻力，主要采用氣壓計法，在副平硐口的監測基點放置通風阻力檢測儀，采集大氣壓力值，監測時間以5min為準。通風阻力檢測儀按照提前預設好的測定路線獲取測定時間、測點溫濕度、絕對壓力值等數據，再采用礦用激光測距儀對巷道中寬、中高數據進行測量，判斷巷道形狀與采用的支護形式。最后采用礦用風速表，記錄各個測點的風速，完成初步測定[1]。

2.2 確定測定路線與測點

布置測點時，需要繪制通風網絡圖紙，實時獲取礦井通風情況。通常礦井測點位置多設置在風流匯集與分岔處，測點之間要保持一定距離，鄰近測點按照現場情況決定是否合并，再計算測點之間的阻力。現場所布置測點要按照順序標號，為測定工作提供方便。

測風點位置的確定要保證巷道平整性、規范性，測點作業前、后現場不能有雜物堆積，保證巷道支護效果，且不能有強烈的渦流風流，斷面位置要保證未定性。針對測定風速難度較大的斷面，需要在測點前、后實施測定，調整測點之間的風量獲得準確量數值。要求選定的測點位置不能距離關鍵風門、井筒過近，避免因為風門開啟、箕斗提升導致的壓力問題。

制定測定路線方面，必須要選擇合適的阻力，一方面獲得準確的測定結果，另一方面削減不必要的工作流程[2]。一般通風系統圖紙上會設置主要路線、次要路線。測定通風阻力時，地面大氣壓受時間因素的影響而發生改變，因此確定礦井通風阻力測定路線要格外注意以下兩個問題：①最終選定的路線行程不能過長;②巷道標高出現變化，要盡可能的縮小兩端測點測量時間差。

3 降低巷道礦井通風阻力的建議

3.1 提高礦井風量分配合理性

某礦井測定風量過程中，進風、回風系統數值見表1。分析表1中的數據，可以確定礦井采用中央并列的通風形式，通風系統中連接的進回風系統設備數量較多，井下系統漏風處數量技術較大，是礦井通風的重要影響因素。

另外，通風阻力也是礦井風量的重要影響因素。同樣以該礦井為例，北翼系統通風線路長度有限，所以通風難度較低。對比發現南翼系統通風難度較大，所以工作人員使用氣壓計作為測定的主要方法，了解該礦井通風阻力分布，降低井巷風阻摩擦。礦井通風系統阻力分布數據見表2。

通過表2數據，發現該礦井中的通風巷道整體情況較好，運行的通風設施也相對全面。組織采礦作業時，工作人員必須要實時關注礦井主通風機性能，這是通風能力的直接決定因素，如果發現主通風機性能下降的現象，要及時采取相關措施加以優化。

3.2 完善礦井通風方案

立足于礦井通風系統的運行情況，結合工作人員總結的礦井阻力測定數據，為了降低礦井通風阻力，提出以下建議：①位于礦井主井片底處的控制風門需要及時拆除，將主、副井聯可以獲得一個并聯結構進風系統。期間為了提高風流速度，主井進風量以50003/min為最佳;②位于礦井現場南翼膠帶回風巷、聯絡巷需要有效銜接，組成并聯結構回風系統。通過該系統可以降低總通風阻力，獲得更高的風量;③位于礦井北翼回風巷調節風門位置要進行調整，將其放置在北翼膠帶回風巷，使回風可以在北回風巷的作用下進入回風井，達到降低通風阻力的目的[3]。

按照礦井巷道現場實際情況，工作人員要制定多種技術方案，并且組織模擬操作，總結模擬操作結果。提出的第一點建議在落實之后，礦井的總進風量得以顯著提升，風機靜壓也會隨之降低[4]。位于采區的巷道斷面整體較大，所以會降低局部風阻;第二點建議的實施可以將采區風量情況優化，但是礦井阻力方面并沒有顯著的效果;第三點建議主要是調整礦井總回風量，可以獲得顯著的成效，并且降低礦井通風阻力，建議在今后礦井開采、管理中加以應用。

在礦井開采期間實施通風技術方案，技術人員要從時間、主通風機參數、通風阻力以及巷道風量這四個方面重新組織測定工作。根據最終測定結果選擇通風技術，優化礦井當前主通風系統，加強進風總量的穩定性，從而達到降低風機靜壓的目的。

4 結束語

綜上所述，為了有效降低礦井通風阻力，工作人員在采取解決方案之前要全面分析現場情況，采集通風系統運行參數，分析存在的問題。隨后按照礦井采掘布置基本情況采取有效的方法，例如總回風降阻以及并聯進風降阻等。如此一來，礦井進風量發生變化，直接對工作人員進風量控制工作的實施形成推力，達到降低礦井通風阻力的目的。

參考文獻：

[1]劉建林，李江鵬.基于負反饋調節的通風阻力誤差校正[J].陜西煤炭，2019，38（06）：48-52.

[2]郝殿，張清田.高通風阻力礦井通風系統優化與改造研究[J].煤炭技術，2019，38（12）：114-117.

[3]王永紅.夏店煤礦北翼采區通風系統優化改造研究[J].煤礦現代化，2019（03）：12-14.

[4]邵良杉，張興國，翁旭澤等.塔山煤礦通風系統阻力測定與分析[J].同煤科技，2018（02）：1-6.

作者簡介：

聶海兵（1991- ），男，籍貫：內蒙古察哈爾右翼前旗，2015年6月畢業于山東理工大學，資源循環科學與工程專業，學士學位，助理工程師，從事礦井通風專業（通風區技術員），研究方向：礦井通風與安全。