煤矿通风优化改造研究

煤矿通风优化改造研究

曾福星韩宁侯川川

肥城矿业集团梁宝寺能源有限责任公司山东省济宁市272400

摘要：煤矿开采是一项危险性较大的工作，每一个步骤都不能忽略，特别是通风这项，更是煤矿开采中的重中之重。相关单位不要认为有了完整的通风系统就可以高枕无忧了，时代在不断进步，任何技术都是不断向前发展的，所以，煤矿通风系统的优化改造也是非常重要的。

关键词：煤矿；通风；优化改造

1煤矿通风基本知识

1.1矿井通风的基本要求

矿井通风的基本要求有以下几点：a)矿井通风主要是向井下通入足够的空气，使得井下的工作人员能呼吸足够的O2；b)通风能够冲淡煤矿生产过程中产生的有毒有害气体和矿尘，并且将它们排出，以保证矿井下的空气质量，使其能够在规定的安全范围内；c)通风对于调节矿井下的环境也有重要作用，通入充足的、新鲜的空气能够让井下达到规定的温度、湿度等要求，为工人们创造良好的工作环境。

1.2通风的原因

矿井内的空气是由地面上的新鲜空气与矿井下产生的各种有害气体混合而成。与地面的空气相比，矿井内的空气CO2浓度高、O2浓度低，而且各种有害气体，比如CO、SO2、H2S等的混入使得井下空气的压力、温度和湿度都发生了变化，一旦这些指数不符合矿井安全标准，就容易发生事故，所以，通风是煤矿开采过程中不可或缺的内容之一。

1.3矿井通风的作用

煤矿开采时，矿井下有瓦斯和其他的有害气体以及矿尘等，很多煤矿发生重大事故大多与通风系统有关。通风系统不合理是引发瓦斯爆炸、煤尘爆炸等事故的主要原因，所以，矿井通风是保证煤矿开采工作安全的重要措施之一，在防止重大灾害事故、保证煤矿开采安全方面发挥着至关重要的作用。

2我国矿井通风现状

我国煤矿开采已经很多年的历史，至今国内的矿井数量还有很多，但是也存在很多留存下来的老矿井，这些矿井仍然在使用，但是随着开采的推进，矿井深度越来越深，开采线路也越来越长，对于通风系统的要求越来越高。很多老矿还是没有对原先的通风系统进行改进，导致采用原先的通风系统通风出现通风阻力增大，通风气流分配不均匀的现象，有的地方甚至出现死角不能正常通风，有时候在采煤过程中瓦斯浓度超标很容易出现瓦斯爆炸现象，威胁矿井工人的生命安全。

3关于矿井通风系统优化的措施

矿井通风系统质量的优化对于矿井的安全性和经济性具有很大的现实意义，具体的优化措施需要根据矿井的实际情况来评判，首先对矿井的现有通风系统和内部构造进行分析，再根据这些现有的条件设计或选择合适的通风措施，满足正常开采情况下的通风质量，下面重点介绍矿井通风措施的具体方面。

3.1合理选择矿井通风方法

首先是矿井的通风方法的选择，目前存在的通风方法一般是三种，分别是抽出式、压入式以及抽出压入混合式，由于瓦斯气体的密度一般比空气大，所以如果矿井开采主要是在浅层开采，一般选择压入式进行通风，其余情况一般都采取抽出式通风方式，而混合式通风方式不经常采用主要是因为这种方式设计复杂，实际应用较少。

3.2合理选择矿井通风方式

其次是对矿井通风方式的选择，目前采用的矿井通风方式主要有三种，分别是中央并分列式、两翼分区对角式以及混合式。在选择通风方式的时候要严格按照矿井的多个条件综合分析计算之后来选择，必须符合经济性、技术合理性以及安全性，主要需要考虑的条件如矿井的存煤量、地形、井田面积和瓦斯等级等。两翼分区对角式一般用在井田面积较大的煤矿矿井中，对于煤层的斜度大、煤矿埋藏较深且井田面积不大的场合宜采取中央并分列式通风方式，这种通风方式也存在很多缺点，由于通风线路是折返式，所以存在通风线路长的问题，气流阻力大，有时候还会出现气流泄露的情况。对于一些老矿井则选择采用混合式通风方式，防止出现气流不通畅的情况。

3.3完善通风网络

第三个是对于通风网络的改善，矿井的通风网络一般存在简单通风网络和复杂通风网络两种，简单通风网络不含角联风路，复杂网络则包含角联风路，角联风路必须简化才能保证矿井内的通风环境，所以完善通风网络的首要任务是简化角联风路。

3.4科学设置通风设施

矿井内部由于安全考虑一般会设置通风设施来辅助通风，但是由于矿井内部空间有限，以及考虑经济成本，应该尽量少设置通风设施，在设计的时候首先应该让矿井的风路尽量能够保证气流均匀流通，如果实在是不能保证气流均匀的则设置通风设施。

3.5保证矿井足够的通风量

矿井的通风量也是保证矿井内部安全的一个条件，矿井通风量需要保证的结果是矿井内部的易燃易爆气体或者粉尘能够降低到一个安全的浓度，这样才能确保矿井工作人员的安全，进行安全开采。

4优化通风系统实例

4.1工程概况

现有一个煤矿生产采矿井，它一共有两个采煤区，每个采煤区采用不同类型的工作面，分别为5103工作面和5206工作面，另外还设置有7个挖掘工作面，以及变电站，火药室和预防火灾的消防站等硬件设施。由于该煤矿矿井瓦斯浓度经常测得为超标值，所以需要对其通风环境进行检测并改善，保证安全生产。

4.2通风系统改造前存在问题及优化设计

4.2.1优化改造前矿井通风系统存在的问题

该矿井是因为采煤量的提升而进行了结构的改造，随着矿井内部采煤线路的增强以及结构的复杂程度的提高，需要的通风量也就相应增加了，在2010之前矿井使用的通风风扇是BDK（Ⅲ）-6-No18型主扇，该风扇的能提升的最大风量也只能到达3850m3/min，严重制约了矿井的采煤生产力。

通过对矿井的结构和实际生产情况的调查发现，该矿井的通风情况主要存在以下三个问题，第一是矿井内部的采煤线路经常有采煤车经过，会对通风气流造成影响，第二是矿井内部的采煤线路比较复杂，且两个采煤区之间的通风断面面积小，气流阻力大，第三是矿井自身存在很大的气流泄漏。

4.2.2矿井通风系统优化设计改造方案

经过专家们的实地考察和讨论分析，一致决定对该矿井的改造工作为更换通风主扇并且将采煤线路中横断面积较小的地方进行扩充，这样可以增大单位时间气流量并且减少风阻。

4.2.3主扇选型改造及系统优化效果

（1）主扇选型改造及通风困难时期验算

该矿井现阶段年计划采煤量为1200000吨，根据该矿井现有工作面的种类和数量进行计算，需要的通风风量合计为5000m3/min，包括各个采煤工作面、变电站、消防室和火药室等的通风量，由于保险起见，需要对总通风量乘上一个系数1.2，则整个矿井的通风风量应该保证为6000m3/min，而原始主扇能够提供的通风总量才不到4000m3/min，远远不能满足使用要求，必须按照实际通风量更换合适的主扇。

（2）系统优化改造后的通风效果

目前更换主扇之后，矿井内部的排风风量设置为4950m3/min，满足安全生产要求，且年产量超过1200000吨，符合产量要求。本次工程改善的主扇功能多样，第一是采用变频调速，节省了人力，提高了安全性，第二是主扇为了能够在特定时间完成反向排风，增加了刹车片，节省了时间。整个矿井内部的风速、气压都很符合标准。

结束语

煤矿行业一直都具有较大的危险性，经常发生安全事故。在煤矿生产中，除了矿井坍塌等会对人的身体造成直接伤害外，矿井生产过程中产生的大量粉尘和一些有毒有害气体也会影响人的身体健康。当这些气体聚集到一定程度时易发生瓦斯爆炸事故，造成无法估计的后果。所以，矿井通风是非常必要的。

参考文献:

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