浅谈矿井通风系统

【摘要】：随着煤炭工业的发展,人们对创造一个良好的通风系统越来越关注。通常,一个通风系统的好坏常取决于若干项目。在各项目中,不同项目对通风系统总体的影响不同,即各项目的重要性不一样。因而,若能了解掌握各项目的重要性,无疑会给搞好通风系统带来极其有益的作用。通风阻力的大小直接影响了矿井的通风系统的优劣程度。【关键词】： 通风系统 、通风阻力、通风能力、生命线、通风维护

引言

矿井通风系统的优劣不仅直接关系到生产与安全，而且影响到矿井的经济效益。矿井通风系统的优劣通常有许多评判指标，不同的指标对评判矿井通风系统优劣的重要性不同。对于煤矿矿井的通风系统主要是以矿井的通风阻力和通风能力来衡量、考核矿井的通风系统是否符合或满足生产的要求。

一、矿井通风阻力。

在对矿井的通风阻力测定时，所选的路线有主要路线和次要路线，其主要路线是所选定的从入风井口(或井底车场)，经入风大巷、采区、回风大巷，回风井至风峒的通风路线。但其次要路线则是所选定的除主要路线外的通风路线。在通风系统图上选择测定的主要路线和次要路线。同时，要考虑一个工作班内将该路线测完；当测定路线较长时，可分段、分组测定。测点选择，首先在通风系统图上按选定测定路线布置测点，并按顺序编号。然后再按井下实际情况确定测点位置，并作标记。选择测点时应满足下列要求：测点应在分风点或合风点前(或后)处选定。选在前方不得小于巷道宽度的3倍；选在后方不得小于巷道宽度的8倍；需要在巷道转弯处、断面变化大的地方选点时，选在前方不得小于巷道宽度的3倍；选在后方不得小于巷道宽度的8倍；测点前、后3m内巷道应支护良好，巷道内无堆积物；两测点间的压差应不小于20Pa。

通风阻力风量的测量，从测点1开始，在测点1、2两处各设置一个皮托管，一般在测点2的下风侧6～8m处安设压差计。皮托管应设置在风流稳定的地点，正对风流。压差计应靠近巷道壁安设平稳，调零或记下初读数。橡胶管要防止折叠和被水、污物等堵塞，待橡胶管内的空气温度等于巷道内的空气温度后，将两个橡胶管安在压差计上，待压差计液面稳定后读数，测点1、2测完后，压差计可以不动，进行测点2、3间的测量。依次按测点的顺序进行测量，直至全路线测完为止。

通风网络引起的风流不稳定的情况，风流短路造成风流剧烈波动。由于通风管理不够，同一处的风门道数不足、两道风门的间距不够、人员过风门后不及时关闭或风门被撞坏等都会造成风流短路，导致用风地点风量骤减，甚至无风。对角分支风流不稳定。矿井通风网络内普遍存在着大量对角分支，其内风流是不稳定的，但不同的对角分支，其稳定程度也是不同的。每个矿井对角联网络应区别对待，应有计划地设置或利用有益角联；利用无害角联时，要加强管理；对有害角联应尽量避免，生产中要严加控制、及时处理。

降低井巷摩擦阻力措施，.减小摩擦阻力系数 ；保证有足够大的井巷断面。在其它参数不变时，井巷断面扩大33%，Rf值可减少50%；选用周长较小的井巷；在井巷断面相同的条件下，圆形断面的周长最小，拱形断面次之，矩形、梯形断面的周长较大；减少巷道长度；避免巷道内风量过于集中。降低局部阻力措施 ， 局部阻力与ξ值成正比，与断面的平方成反比。因此，为降低局部阻力，应尽量避免井巷断面的突然扩大或突然缩小，断面大小悬殊的井巷，其连接处断面应逐渐变化。尽可能避免井巷直角转弯或大于90°的转弯，主要巷道内不得随意停放车辆、堆积木料等。要加强矿井总回风道的维护和管理，对冒顶、片帮和积水处要及时处理。

二、矿井的通风能力

矿井的通风能力是主要取决于矿井的通风系统设计，所以矿井的通风系统设计是关键，矿井生产时期通风设计，根据矿井生产年限的长短而采用不同的方法。矿井服务年限不长时（约15至20年），只做一次通风设计。矿井服务年限较长时，考虑到通风机设备选型、矿井所需风量、风压的变化等因素，分为两期进行通风设计，第一期为矿井生产初期（如第一水平 ），对该时期内通风容易和通风困难两种情况做详细的设计；第二期为矿井生产后期（如第二水平），该时期的通风设计只做一般原则规划，但对矿井通风系统，应根据矿井整个生产时期的技术经济因素，做出全面考虑，使确定的通风系统既可适应现时生产要求，又能照顾长远的生产发展与变化。

矿井通风设计的内容包括：确定矿井通风系统；矿井总风量的计算和分配；矿井通风阻力计算；选择通风设备；概算矿井通风费用。

矿井通风设计的主要依据是：矿区气象资料；井田地质地形；煤层瓦斯风化带垂深、各煤层瓦斯含量、瓦斯压力及梯度等；煤层自然发火倾向，发火周期；煤尘爆炸危险性及爆炸指数；矿井设计生产能力及服务年限；矿井开拓方式及采区巷道布置，回采顺序、开采方法；矿井巷道断面图册；矿区电费等。

矿井通风设计应满足以下要求：将足够的新鲜空气有效的送到井下工作场所，保证生产和创造良好的工作条件；通风系统简单、风流稳定、易于管理，具有抗灾能力；发生事故时，风流易于控制，人员便于撤出；有符合规定的井下安全与环境监测系统或检测措施；系统的基建投资省、营运费用低、综合经济效益好。拟定矿井通风系统主要是拟定进风井与回风井的布置方式，矿井风流路线，矿井主要通风机的工作方法，这是矿井通风设计的基础。矿井通风系统应和矿井的开拓、开采设计一起考虑，并通过技术、经济比较之后确定。确定的通风系统，应符合投产快、出煤多、安全可靠、技术经济指标合理等原则。

每个矿井必须至少要有2个能行人的通达地面的安全出口，各个出口之间的距离不得少于30米。新建和改扩建矿井，如果采用中央式通风时，还要在井田边界附近设置安全出口；当井田一翼走向较长，矿井发生灾害不能保证人员安全撤出时，必须掘出井田边界附近的安全出口。井下每一个水平到上一个水平和每个采区至少都必须有2个便于行人的安全出口，并与通达地面的安全出口相连通。通到地面的2个安全出口和2个水平间的安全出口，都必须有便于行人的设施。矿井的通风能力核定中，应整个矿井的风量以及矿井各个生产工作点进行所需要风量的计算，矿井需风量的计算原则，矿井需风量应按照“由里往外”的计算原则，由采、掘工作面、硐室和其它用风地点的实际最大需风量总和，再考虑一定的备用风量系数后，计算出矿井总风量。

按该用风地点同时工作的最多人数计算，每人每分钟供给风量不得少于4m3；矿井总风量确定后，分配到各用风地点的风量，应不得低于其计算的需风量；所有巷道都应分配一定的风量；分配后的风量，应保证井下各处瓦斯及有害气体浓度、风速等满足《煤矿安全规程》的各项要求。其风量分配的方法为：首先按照采区布置图，对各采煤、掘进工作面、独立回风硐室按其需风量配给风量，余下的风量按采区产量、采掘工作面数目、硐室数目等分配到各采区，再按一定比例分配到其它用风地点，用以维护巷道和保证行人安全。风量分配后，应对井下各通风巷道的风速进行验算，使其符合《煤矿安全规程》对风速的要求。

矿井的通风系统是伴随着矿井的设计到生产的整个过程，它是矿井唯一的一条生命线，所以我们必须把矿井的通风系统放在十分重要的位置来进行设计、施工、以及后期的通风维护。