浅谈矿井通风系统的认识

[摘 要]矿井通风系统是矿井生产系统的重要系统， 为生产系统的安全运行提供保证。矿井通风系统由通风动力及其装置、通风井巷网络、及控制系统组成。

[关键词] 矿井通风 通风设计 通风设施

中图分类号 ： TD 725 文献标识码 ： A 文章编号 ：

1 矿井通风系统的概述

1.1 通风系统的组成及意义

所谓矿井通风系统，就是由向井下各作业地点供给新鲜空气并排出污浊空气的通风动力、通风网络和通风控制设施等构成体系的总称。矿井通风系统是由通风机和通风网络两部分组成。

矿井通风方法以风流获得的动力来源不同，可分为自然通风和机械通风两种。①机械通风：利用通风机运转产生的通风动力，致使空气在井下巷道流动的通风方法叫做机械通风。采用机械通风的矿井，自然风压也是始终存在的，并在各个时期内影响着矿井的通风工作，在通风管理工作中应给予充分重视，特别是高瓦斯矿井尤应注意。②自然通风：利用自然气压产生的通风动力，致使空气在井下巷道流动的通风方法叫做自然通风。

矿井通风系统的基本任务：①调节井下气候，创造良好的工作环境。②冲淡井下有毒有害气体和粉尘，保证安全生产。③供给井下足够的新鲜空气，满足人员对氧气的需要。

1.2通风系统的特点

（1）复杂性。矿井通风系统是受诸多因素影响的一个复杂系统。矿井通风网络是矿井通风系统的重要组成部分， 而矿井通风网络图是矿井通风网络分析的重要依据， 由点的集合和分支的集合所组成。就大型矿井而言， 网络分支多者在100条以上， 网络节点也可在300个以上， 用风地点一般也有15-40个。

（2）动态性。矿井通风系统结构随着煤矿生产的进行而不断地发生变化。采掘工作面不断推进、接替， 采区的准备、投产、结束与接替， 矿井开拓延伸等工程的不断进展， 使通风系统在网络结构上随时发生变化， 同时引起通风系统正常运行的各个因素， 如瓦斯、温度、煤尘等发生变化， 也会使系统的通风参数发生变化， 而且各种参数的变化是随机的。可见通风系统是一个动态的系统。

2 生产矿井通风设计

2.1矿井通风设计的要求

矿井通风设计是整个矿井设计内容的重要组成部分，生产矿井的通风设计，涉及范围较广，例如增设新采区、开拓新水平、改变主要通风机的工作方法，改变矿井的通风系统、扩大矿井通风能力等，都要进行通风设计。因此，必须周密考虑，精心设计，力求实现预期效果。

矿井通风设计的基本任务是建立一个安全可靠、技术先进和经济的矿井通风系统。矿井通风设计分为新建与改建或扩建矿井通风设计。无论新建、改建或扩建矿井的通风设计，都必须遵照国家颁布的矿山安全规程、技术操作规程、设计规范和有关的规定。

2.2矿井通风设计的基本内容和步骤

要根据在通风设计的服务期限以内，通风困难和通风容易两个时期，分别按以下内容和步骤进行具体设计。

1）拟定矿井通风系统

在生产矿井的通风设计中，通风系统的变化幅度很不相同。例如需要增加新采区，但瓦斯变化不大、增产任务不大时，矿井的通风系统不会有太大的变化，也不致增开新风井。但如果新开的采区在边远地区或在较深的水平，而且产量和瓦斯量有较大的增加，现有的通风能力不能满足时，或者因为井田重新划分、井型变化时，矿井通风系统往往发生较大的变化，可由中央并列式变为中央并列和中央分列混合式，或由中央并列式变为中央并列和两翼对角混合式，或由一个通风系统分成两个独立的通风系统等。

2）计算与分配矿井总风量

生产矿井总风量是各采煤、掘进工作面，硐室及其它巷道等用风地点所需风量的总和。每个采掘工作面实际需风量按照瓦斯、二氧化碳和其它有害气体产生量以及工作面气温、风速和人数规定分别进行计算，然后取其中最大值。井下硐室所需风量按照矿井各个独立通风硐室实际需要风量总和来计算。其它井巷实际需要风量按照矿井其它巷道用风量的总和计算。所以，生产矿井通风设计中风量计算与分配，可以先计算各个用风地点的有效风量，然后由里往外推算进风路线上的风量和回风路线上的风量，有时还要计算某些网路内的自然分配风量。

3）计算矿井通风总风阻

矿井总风阻表示矿井通风的难易程度，是评价矿井通风系统经济性的一个重要指标，也是衡量一个矿井通风安全管理水平的重要尺度。对于一个确定的矿井通风网络，其总风阻值就叫做矿井通风总风阻。当矿井通风网络的风量分配后，其总风阻值就是由网络结构、各支路风阻值所决定的。矿井总风阻与矿井总阻力、矿井总风量是有一定关系的。为了计算各条风路的通风阻力，正在生产的老矿井，各风路的风阻值应该用实测数据，设计中的新矿井风路，可参考与老矿井相同风路的数据，新矿井每条风路做成后要实测它的风阻值，为修改没计使用。通过这项计算，要把通风困难和通风容易两个时期的矿井通风总阻力和总风阻都定出来。

4）主扇的选择

根据风量及通风阻力的计算结果，选择合理的风机。现用主扇的能力，如果能够适应设计的要求，就只需要调整它的工况点，并验算其电动机能力。如果不能适应要求，就得新选主扇，各台主扇在通风困难和通风容易两个时期的工况点，都要落在各主扇特性曲线的合理工作范围内。

3 井下通风设施

由于通风设施的作用不同可以分为引导风流设施和隔断风流设施两类。

3.1引导风流的设施

引导风流的设施主要由风硐、风桥、风窗、风障、导风板等组成。

（1） 风硐指的是链接风井和风机装置的一段通道。一般情况下是用混凝土、砖块等建筑材料浇筑成的圆柱形的通道，这是由于风硐自身的特点决定的。由于风硐的通风量很大，加上内外悬殊的压力，所以其设计以及施工都有非常高的要求，加上风硐使用年限比较长，所以要用混凝泥土砖石浇筑而成。

（2） 风桥指的是隔开新鲜风流以及污浊风流的隔离设施，一般情况下也用混凝土砖石浇筑而成，或者用铁风筒、开掘顶板绕道的方式替代，根据其结构的不同可以分为混凝土风桥、铁筒风桥、绕道式风桥。

（3） 风窗实质是在巷道内墙上或者门上留出一个可调空间的窗口，通过对这个窗口的调节可以达到调节控制风量的目的。此种装置在矿井的通风系统中具有比较重要的作用，他直接决定着矿井内输送空气的多少，一般来说，需要根据瓦斯与空气的额定比值来加以确定，因此对于矿井的安全管理人员来说，保证风窗设施的正常运行可以有效地保证煤矿的生产安全。

（4） 风障主要作用是处理落山角、高冒出堆积的瓦斯，利用巷道内的木板、苇席等做起布障以引导风流，使堆积的瓦斯、煤尘在风流的作用下带走。

（5） 导风板。导风板有三种： 引风导风板、降阻导风板和汇流导风板。引风导风板就是在压入式通风井中，设置在进风的石门与巷道交叉处的，主要通过风流流动的方向性，改变风流的配置，以防在井底车场发生漏风。降阻导风板一般被设置在风量较大的直角转弯处，主要目的是降低通风的阻力。

3.2隔断风流的设施

隔断风流的设施主要有风门、挡风墙（ 密闭） 等组成。

（1） 风门的作用是行人行车能过巷道，但不允许风流通过。按照结构可以分为普通风门和自运风门。如果有些巷道需要少量风流通过，可以在风墙或者风门上安装风窗，以调节风流。按照风向，风门还可以分为正向风门和方向风门两类。

（2） 风墙：风墙还被称作为密闭。是用来隔断风流或者封闭采空区的构筑物。一般用料石、砖块砌筑而成，现在有些矿井在实际封堵工程中也会采用添加水玻璃的喷射混凝土，利用水玻璃的喷射混凝土进行封堵相对于采用对采空区封堵的效果更佳。但是在采取封堵材料是也应该考虑到风墙的实际应用情况，一般临时风墙对于漏风率的要求不是十分严格，因此对于封堵材料要求也不高，但是对于永久风墙，就需要选择良好的封堵材料进行施工。

4 结语

通风是关系到煤矿生产安全的重要环节。在生产时期其任务是， 利用各种动力以最经济的方式向井下各用风地点提供足够的新鲜空气， 稀释并排除瓦斯等各种有害物质， 减少热害， 给井下工人创造良好的工作环境；发生事故时，有效地控制风流方向和大小， 与其他措施相结合， 防止灾害的扩大， 进而达到消灭事故的目的。

参考文献：

[1] 宁战杰. 矿井通风安全控制中的影响因素分析[J]. 企业技术开发

[2] 陈少千，俞龙华. 矿井通风设计浅析[J]. 科技论坛

[3] 贾敏远， 杜润魁， 甘信锋等. 矿井通风系统稳定性影响因素分析[J]. 中州煤炭

作者简介：付龙（1982.4-），内蒙古赤峰人，2006年7月毕业于华北科技学院采矿工程专业，现在中国神华神东煤炭集团上湾煤矿连采三队任支部书记。