煤矿通风系统及风量优化研究

煤矿通风系统及风量优化研究

褚夫祥

枣庄大兴矿业有限责任公司 山东省枣庄市 277500

摘要：近年来，我国发展迅速在煤矿作业的过程中，煤矿通风系统的重要性，在煤矿通风系统中的通风网络和通风构筑物进行了充分的探究。首先，对通风网络中的作用原理以及风门典型结构的有关内容进行详细的分析；其次，详细计算局部通风的时候其掘进工作面的需风量，并进行相应的分析；最后，借助两种方式，分别是通风网络的优化和摩擦阻力的降低来进一步优化煤矿的通风系统。

关键词：  煤矿；通风系统；风量优化；研究

引言

随着我国煤炭行业转型升级的发展，对各个环节均有着相对较高的要求，特别是当前煤矿企业开采深度不断增加，煤炭资源变质程度也在不断的提升，导致井下瓦斯涌出量持续增加，特别是通风系统通风难度在持续增加，这些均提高了煤矿企业深部开采的难度。本文从煤矿井下瓦斯治理及通风系统优化的原则分析入手，研究了当前煤矿井下瓦斯治理与通风面临的主要难点，并针对性提出了煤矿井下瓦斯治理方案及通风系统优化策略。

1 概述

通风系统在煤矿井下安全生产中起着至关重要的作用，通风系统的稳定可靠是井下一切生产作业的前提。随着我国煤矿井下开采深度的不断增加和开采水平的延伸，矿井通风线路也随之不断增长，导致井下通风阻力增大、通风系统更加复杂，进而造成原有的通风系统和通风设施不能满足矿井采掘工作面作业需求。因此，矿井必须对井下通风系统和通风设施定期进行检查测定，针对通风系统存在的问题及时制定合理的措施进行优化改进，减小通风阻力，保证通风系统稳定可靠，保障矿井通风能力满足采掘工作面安全生产需求，是井下通风工作的重要环节。

2 煤矿井下通风系统

井下通风系统是由矿井进风井和回风井布置方式，即通风方式，矿井主风机的工作方法，即通风方法，完成通风工作的各项设施，即通风设备,风流流动形成的线路结构形式，即通风网络等四个方面组合起来的总称。它的主要任务是为井下采掘工作面、巷道硐室等用风地点提供新鲜空气，保证井下作业人员正常呼吸所需氧气；冲走稀释井下瓦斯、CO等有毒有害气体及煤岩尘，防止积聚造成灾害事故，保证井下安全生产；降低井下温度，为井下人员创造良好的生产作业环境。下面将从通风网络和通风设施两个主要方面进行分析研究矿井通风系统优化方法。

2.1 煤矿井下通风网络

在对矿井通风系统进行分析研究过程中，为便于研究分析，经常采用平面布置图的方法，把通风系统抽象成为一个由点与线组合而成的网状线路系统，这个系统通常称为煤矿井下通风网络。通风网络一般不考虑巷道的实际几何要素（巷道的位置、长度、宽度、高度等），它是利用比较简单的图形来进行描述。在绘制的几何图形中，各个线段表示实际井下用于通风的巷道，线段上的箭头指向表示巷道中风流流动的方向矿井简单的并联通风网络。所画的实线段是通风巷道风流路线的分支，即实际通风巷道，虚线代表的是风流路线伪分支，即表示是虚拟的通风巷道。

2.2 煤矿井下通风设施

在井下开采过程中，由于通风系统建设需要，在部分巷道某些位置需要构筑阻断或调节风流的通风设施，但井下人员或车辆还需从此处位置通过，这时就需要在此处构建风门。井下永久性风门系统主要由钢质材料加工的风门、用砖石砌筑而成的风墙和用于调节巷道内风量大小的调节风窗等。在煤矿井下巷道内构筑永久性风门时，要求一组风门不能少于2道，主要用于运输车辆通过的风门其2道风门之间的间距要求不低于12m，主要用于井下人员通过的风门其2道风门之间的间距一般要求不低于5m。有煤与瓦斯突出倾向的矿井，要求在建立风门时必须建立反向风门。

3 煤矿井下瓦斯治理方案及通风系统优化策略

3.1 对煤矿通风系统进行全面优化

决定了瓦斯治理工作与通风系统优化整体的难度较高，特别是当前很多煤矿井下掘进工作面仍旧选择使用的炮掘，整体给施工人员身体健康及安全带来的威胁较大，全面对通风系统进行优化非常关键，在具体实施时，需要充分考虑的实际情况，对局部通风系统的通风方法进行选择，可选择使用混合式通风、抽出式通风及压入式通风方式，对不同类型的通风方式，应当结合炸药使用量、粉尘数量及瓦斯浓度等方面，对具体的风量进行选择。同时，结合局部通风机的实际工作性能和与其他设备之间的联合运行情况，对通风设备的安装等进行优化确定，这个过程中需要将漏风情况、通风阻力及通风种类等全部考虑到其中。

在选择使用混合式通风方式时，具体是抽出式通风与压入式通风的综合使用，根据通风风筒与通风机位置的不同，技术人员应当选择使用长抽长压、长抽短压及长压短抽等三种方式，在井巷掘进中，常采用长压短抽和长抽短压两种方式，由于现用抽出式除尘的风机的通风能力小，伸缩风筒阻力大，长抽短压通风方式仅适用于长度 600 m 以下，而长压短抽通风方式可用于 1 000 m 以上、大断面，无论从适应性或经济效益，长压短抽通风方式都优于长抽短压。

不同巷道掘进作业方式，应采用不同通风布置方法。炮掘工作面，产尘量大，范围广，适用前压后抽方式。机掘工作面掘进强度大，速度快，产尘量最大，且尘源集中，宜采用前抽后压。

3.2 通风阻力的降低

降低矿井通风过程中受到的阻力能够有效保障生产的安全，并提高经济效益。本文利用减小摩擦阻力系数原理来降低通风阻力，比如增大巷道断面或者减小巷道长度等。在矿井设计的初期阶段，应尽量保证施工时巷道壁面的光滑，同时结合考虑摩擦阻力的影响来选用支护方式。当巷道其他参数固定不变时，断面面积每增大33%，通风阻力则降低50%，风量流过巷道时需要的能耗也将降低一半。尽管断面面积的增大也会增加在基础建设中的投资，但考虑长远的经济效益还是更加有效的。基于巷道产生的通风阻力与其长度成正比关系，因此，在符合工作面通风需求的基础上，应尽量缩短各风路长度。

3.3 对煤矿井下管理制度进行完善

针对当前煤矿井下涌出量不断增加的问题，从制度层面上对相关的做法和流程进行规定非常关键。在具体实施中，应当对当前的治理制度进行全面的梳理研究，全面做好查漏补缺工作，形成完善且严格的隐患检查制度，对煤矿开采活动中存在的各类问题进行全面的梳理分析，建议事故树体系，对其中出现的问题能够做到及时发现，结合实际情况，采取针对性的处理措施。对煤矿检查制度进行完善，采取定期与动态相互结合的方式，对瓦斯含量进行测定，形成严格的压力检查制度，推动煤矿企业能够及时检查瓦斯含量，结合实际，对含量进行严格控制，确保瓦斯含量在规范的范围内，落实煤矿瓦斯含量责任制度，对于出现的瓦斯超标的情况，应当给予责任追究，严格奖惩机制，全面提升煤矿治理实效。制定出严格的煤矿通风系统管理制度，从煤矿的实际情况出发，对通风系统管理制度进行完善，促进煤矿瓦斯抽采工作与通风系统运行工作更为高效开展。

结语

综上分析，全面提升煤矿企业瓦斯治理实效是当前很多煤矿企业面临的突出问题，特别是随着煤矿企业开采深度的不断增加，需要对煤矿企业通风系统进行针对性的优化，但是从具体优化情况来看，在很多方面表现出明显的差强人意，因此，这就需要煤矿企业充分认识到做好瓦斯治理工作与通风系统优化工作的重要性，结合煤矿企业实际，采取针对性的措施，全面提升优化实效。

参考文献

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