礦井通風(fēng)系統(tǒng)的合理性規(guī)劃與降低風(fēng)阻措施

鄭建忠（黑龍江煤礦礦用安全產(chǎn)品檢驗中心，黑龍江 哈爾濱 150000）

1 合理通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)遵循的基本原則

1.1 整體性原則：礦井通風(fēng)系統(tǒng)是通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)、通風(fēng)動力以及通風(fēng)控制設(shè)施等構(gòu)成的工程體系。在井田建設(shè)階段通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計時就應(yīng)根據(jù)井田邊界范圍的實際情況，通過分析礦井的蘊藏量、埋藏深度、瓦斯含量、地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、開采條件以及生產(chǎn)與安全等因素設(shè)計合理的通風(fēng)系統(tǒng)；采掘巷道布置時也應(yīng)考慮到對通風(fēng)系統(tǒng)的影響，以確保通風(fēng)系統(tǒng)協(xié)調(diào)有序。

1.2 適應(yīng)性原則：適應(yīng)性指通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計、安裝和使用應(yīng)就具體情況，適時進(jìn)行調(diào)整，根據(jù)礦井所處的不同時期,即建井期、投產(chǎn)初期、正常生產(chǎn)期、擴(kuò)大生產(chǎn)及礦井收縮期的不同生產(chǎn)過程及地質(zhì)構(gòu)造、工作面推進(jìn)速度等因素對通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)。

1.3 抗災(zāi)性原則：煤礦災(zāi)害的發(fā)生是防不勝防的，事故也是難以杜絕的，因而，在進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計時，不但要慮及現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)的需要，而且不能因通風(fēng)系統(tǒng)不合理或不完善而導(dǎo)致災(zāi)害發(fā)生，而在發(fā)生災(zāi)害時，可以利用現(xiàn)有通風(fēng)系統(tǒng)加以控制，使災(zāi)害范圍和損失降至最小。

2 設(shè)置合理的通風(fēng)系統(tǒng)

2.1 礦井建井階段通風(fēng)系統(tǒng)的合理布置。礦井通風(fēng)系統(tǒng)必須本著“降低風(fēng)阻、簡化通風(fēng)系統(tǒng)、保證通風(fēng)系統(tǒng)的合理可靠”原則進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。

2.1.1 礦井通風(fēng)方式的選擇。一般根據(jù)煤層瓦斯含量高低、煤層埋藏深度和儲存條件、沖擊層厚度、煤層自燃傾向、小窯塌陷漏風(fēng)情況、地形地貌狀態(tài)以及開拓方式等因素綜合考慮。高瓦斯、自燃傾向嚴(yán)重及有熱害礦井宜采用對角式或分區(qū)對角式通風(fēng)；投產(chǎn)初期且自燃發(fā)火不嚴(yán)重礦井可采用中央并列式；大型煤礦、井田面積大、產(chǎn)量高或分區(qū)開拓時可采用混合式通風(fēng)。

2.1.2 礦井通風(fēng)方法的選擇。目前我國東北地區(qū)煤礦基本采用抽出式通風(fēng)方式即原則上對于瓦斯礦井我國一般選用抽出式通風(fēng)方法，但抽出式通風(fēng)方法具有瓦斯涌出量大，通風(fēng)費用高的缺點；壓入式通風(fēng)方法則相反，壓入式通風(fēng)方法抗災(zāi)能力比抽出式通風(fēng)方法強，固針對此類礦井應(yīng)當(dāng)采用壓入式通風(fēng)方法。

2.1.3 采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的布置：采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的最重要組成部分，其必須有獨立的風(fēng)道，實現(xiàn)分區(qū)通風(fēng)。通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)簡單，要具有較強的防災(zāi)抗災(zāi)能力，設(shè)置災(zāi)變時風(fēng)流控制設(shè)施。同時要做到風(fēng)阻少、漏風(fēng)?。▋?nèi)部漏風(fēng)）、風(fēng)流穩(wěn)定性強。

2.1.4 建立合理的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)布局。合理的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相對簡單，且風(fēng)阻小，避免在采區(qū)或兩個工作面之間出現(xiàn)角聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，保證風(fēng)流持續(xù)穩(wěn)定，達(dá)到通風(fēng)安全的目的。

2.2 礦井生產(chǎn)階段

2.2.1 礦井制定年度采掘計劃時，必須核對年度通風(fēng)能力，按通風(fēng)能力確定年度產(chǎn)量計劃；同時還要進(jìn)行季度、月度通風(fēng)能力核定，根據(jù)風(fēng)量核算結(jié)果編制每月采掘計劃，并與年度計劃相銜接，嚴(yán)禁月度超能力、超計劃組織生產(chǎn)，當(dāng)通風(fēng)系統(tǒng)發(fā)生變動時，必須重新進(jìn)行能力核定。

2.2.2 加強礦井通風(fēng)設(shè)施的管理，減少漏風(fēng)，檢查“一通三防”設(shè)施的完好率，每月組織一次全礦通風(fēng)系統(tǒng)徹查。

2.2.3 加強局部通風(fēng)管理，局部通風(fēng)機必須保持24小時正常運轉(zhuǎn)，運行前的風(fēng)筒布必須進(jìn)行阻燃性能測試，并由通風(fēng)處對局部通風(fēng)設(shè)施、設(shè)備進(jìn)行驗收及定期監(jiān)督檢查，并實行“三專兩閉鎖”。

2.2.4 礦井通風(fēng)系統(tǒng)必須每三年進(jìn)行一次通風(fēng)阻力測定，每五年進(jìn)行一次通風(fēng)機性能測試，新安裝的主通風(fēng)機運行前必須進(jìn)行性能測試工作。

3 降低通風(fēng)阻力的措施

3.1 摩擦阻力是礦井通風(fēng)阻力的主要部分，因此應(yīng)以降低摩擦阻力為重點，同時注意降低某些風(fēng)量的井巷局部阻力。

3.2 井巷風(fēng)量要合理。摩擦阻力與風(fēng)量的平方成正比，因而在通風(fēng)設(shè)計和管理中，不能隨意增加風(fēng)量，各用風(fēng)點風(fēng)量在滿足安全生產(chǎn)要求條件下，適時調(diào)節(jié)主通風(fēng)機的工況，避免風(fēng)量在巷道內(nèi)過于集中，從而降低礦井富?？傦L(fēng)量。同時應(yīng)當(dāng)盡可能地使礦井的總回風(fēng)晚匯合，總進(jìn)風(fēng)早分開。

3.3 因為摩擦阻力與通風(fēng)斷面積的三次方成反比，所以擴(kuò)大井巷斷面積能大大降低通風(fēng)阻力。因而通過實測及計算得出最大通風(fēng)阻力巷道。針對斷面面積偏小的巷道，可考慮擴(kuò)大巷道的斷面積；對于條件所限，不能隨意擴(kuò)大斷面積時，可以采用雙巷并聯(lián)通風(fēng)的方法；同時，在日常管理工作中要經(jīng)常修整巷道，減少巷道堵塞物，使巷道完整、清潔、保持暢通，使巷道有足夠斷面積。斷面積增加以后，風(fēng)速自然變小，避免了風(fēng)量過于集中地通過小斷面風(fēng)道，從而降低了阻力。

3.4 選擇周長較小的井巷。斷面積相同的條件下，圓形周長最小，因此，主要巷道盡量選擇半圓拱或三星拱斷面的風(fēng)道；次要巷道或采區(qū)內(nèi)服務(wù)年限不長的巷道方可考慮梯形或矩形斷面。

3.5 礦井通風(fēng)設(shè)計時，應(yīng)盡量選用摩擦系數(shù)較小的支護(hù)方式，如噴錨、錨桿、錨索等，需要木支護(hù)或鋼支護(hù)時，應(yīng)整齊支護(hù)，背好幫頂，使礦井壁面平整光滑，同時，及時修復(fù)被破壞支架，失修率不大于7%，以降低礦井通風(fēng)阻力。

3.6 減少巷道長度。摩擦阻力與巷道長度成正比，故在滿足開采開拓的前提下，盡可能縮短風(fēng)路長度，及時甩掉經(jīng)過采空區(qū)且風(fēng)路很長的巷道和封閉廢棄舊巷。

3.7 降低局部通風(fēng)阻力。局部風(fēng)阻是由局部阻力地點巷道斷面的變化而引起的風(fēng)流速度的大小、方向、分布的變化。進(jìn)而采取以下的措施：最大限度減少局部阻力地點的數(shù)量和避免井巷斷面突然擴(kuò)大或突然縮??；連接不同斷面的巷道時，要把連接邊緣做成斜線或圓弧形；巷道轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)角越少越好；在風(fēng)流發(fā)生劇烈沖擊處設(shè)置導(dǎo)風(fēng)板；減小局部阻力地點的風(fēng)流速度及巷道的粗糙程度；減少巷道正面阻力物，即無雜物、無於泥、無不必要的成串礦車。

礦井的通風(fēng)系統(tǒng)是影響礦井安全生產(chǎn)的主要因素，并關(guān)乎井下勞動環(huán)境的優(yōu)劣，布局必須簡單合理，管理有效，且通風(fēng)阻力的優(yōu)化和降低，直接影響到通風(fēng)機的安全、經(jīng)濟(jì)運行。所以無論在礦井建井階段還是在生產(chǎn)階段，必須盡量保證通風(fēng)系統(tǒng)的合理性以及考慮使風(fēng)阻降至最小值的必要措施。

[1]鄧宗保，李改.礦井通風(fēng)系統(tǒng)合理性的評價[J].華北科技學(xué)院學(xué)報，2008.