煤矿开采通风安全技术探讨

煤矿开采通风安全技术探讨

王小东

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摘要：随着我国综合国力的发展，现代化建设的发展越来越完善。煤矿技术管理是集系统工程、并行工程和信息工程为一体的复合型工程，动态可变因素多，生产环节差异性大，安全矛盾突出。近年来，随着技术进步，专业分工越来越精细，现有煤矿安全生产技术管理体系（简称“技术管理体系”）存在“有体系但不精细，有架构但有缺位，有制度但有缺失，有职责但不清晰”等问题，尚处于从部分专业开展技术管理体系研究阶段，如地测防治水技术管理、机电技术管理、通风安全监控技术管理、防尘系统技术管理等，但在全局层面建立系统、完善的技术管理体系架构研究仍是空白。关键词：煤矿开采通风；安全技术；探讨

引言

近年来，社会进步迅速，我国的煤矿工程建设的发展也有了改善。矿井通风系统在煤矿安全开采中发挥着重要作用，其正常运行对于煤矿的安全高效开采具有重要意义。在矿井生产后期，由于矿井通风条件相对于建井初期已发生了重大改变，矿井通风变得极为困难。矿井通风条件的改变主要表现为矿井通风阻力的增加，需要风量大幅度增加，这不利于矿井的经济安全运行。在这种情况下，对矿井通风系统优化显得十分重要。由于矿井系统是一个庞大的生产系统，需要了解通风系统运行的关键参数，然后采取合适的方法进行优化。本文分析了矿井通风系统的主要评价指标，并重点探讨了优化改良矿井通风系统的措施。

1煤矿开采通风安全问题影响因素

1.1通风设计存在问题

煤矿开采通风设计主要问题为风阻变大、巷道过长，导致通风效率受到了不良影响。氧气是人类生存所需的重要因素，当巷道设计得太长时，会使井道存在通风困难的问题，具体表现为新鲜空气无法在井道中流通，因此工作人员处于缺氧状态，导致安全事故发生。此外，多余巷道过多也会导致新鲜空气无法正常流通，给煤矿开采带来一些安全隐患。

1.2施工人员综合素质有待提高

施工人员是进行煤矿开采工作的主体，综合素质直接对煤矿开采通风工作造成影响。当前聘用的煤矿开采人员多为低学历、未掌握煤矿开采专业知识的人员，所以在工作过程中难免会出现失误，对煤矿开采通风效果造成不良影响，导致井矿通风不畅，给工作人员人身安全造成严重影响。此外，如工作人员未按照正规流程进行操作，将会导致通风设备出现损坏，使井道空气质量快速下降，施工人员的安全受到威胁。

1.3基础设备存在问题

煤矿开采通风需要一定设备，但就目前情况而言，煤矿企业仍采用老旧的基础设备，且工作人员未形成设备维护意识、未对设备进行定期检查，所以在实际操作中极易出现设备损伤问题，对通风设备的换气效果造成不良影响。

2灾变通风系统抗灾能力

2.1灾变风流智能应急调控

针对煤矿井下火灾、爆炸等灾变事故的典型情况，构建系统性的场景进行模拟分析，在大量模拟的基础上提取其中的主要规律，研究灾变条件下通风系统应急调控方案。包括多主扇矿井灾变通风的态势分析、全矿反风及局域反风的方案制订、灾变通风管控对策研讨、应急预案编制等，并将上述关键技术的研究结果有效纳入现场应用，实现有效的灾变管控应对分析与应急决策辅助。

2.2通风系统抗灾能力分析子系统

通风系统在灾变条件下，由于火风压、通风构筑物的破坏，会造成系统风流短路、风流逆转等变化，严重的会造成人员逃生困难、事故扩大等问题。因此，需要构建基于灾变网络风烟流演化模型，研究通风各子系统抗灾能力的跟踪评价方法。这样一方面为日常通风管理改善抗灾能力提供依据，另一方面为研究通风系统抗灾控制机理建立基础，实现灾变管控的技术性应对分析与应急决策辅助。

2.3通风系统灾变推演与智能决策子系统

在灾变风流智能应急调控研究的基础上，构建智能决策子系统。针对矿井通风系统的递进变化及可能灾变特征，研究基于典型灾变情况下的场景式模拟与外延分析，在充分考虑一段时间后通风系统灾变演化发展情形的条件下，研究智能决策子系统。结合抗灾能力分析子系统，实现对通风系统稳定性与抗灾能力的深度跟进式分析评价，智能推演出反风、改变通风构筑物、风压调整等手段，提供决策效果的定性和定量的模拟，有效辅助灾变条件下的通风决策。

3优化改良矿井通风系统的措施

以上分析了矿井通风系统的主要评价指标，需要采取相应的措施使通风系统的这些指标处于合理的范围内，从而改善矿井通风系统的运行状况。常采用的矿井通风系统优化改良的主要措施有进行矿井通风阻力测定、调整巷道的连接方式、调节通风机的工况点及重新开凿风井。

3.1进行矿井通风阻力测定

矿井通风系统调节的关键在于优化矿井的通风网络。为了调节矿井的通风网络，需要测定通风网络中各个支路的通风阻力，这就需要对矿井进行通风阻力测定。所谓的通风阻力测定就是通过在井下现场测量各个通风巷道的风速和风压，根据测量的参数计算各个巷道的通风阻力，最后根据各个巷道的通风阻力和通风网络来计算矿井通风阻力。根据矿井的通风阻力就可计算出巷道的等积孔，从而估算通风系统的通风状况。为了保证通风阻力测定的有效性和准确性，应做好以下几方面工作：a)采用合适的测量设备。准确的风压和风速是保证测量结果的基础，这就要求风速和风压测量设备应该是经过校准的且误差是可控的。b)测量点一定要合理。在进行风速和风压测量时，测量位置对测量结果影响很大，为此测量点一定要放到预定位置。c)测量完成后，应采用计算机软件来计算矿井的总通风阻力。

3.2调节巷道的连接方式

在明确矿井的通风状况后，则需要根据测定的结果来优化矿井通风网络。通过通风阻力测定可很容易找到高通风阻力的巷道，相对于通风网络中其他支路巷道，这种高通风阻力巷道则需要调节优化巷道连接方式。在调节巷道的连接方式时，需要注意以下几点：a)注意选择调节巷道。一般选择容易调节的巷道，这样的巷道应是一些联络巷或废弃巷道。b)要尽量关闭巷道而不是重新开掘巷道，从而控制巷道施工的成本。c)确定合理的调节方案。为了保证调节的效果，应采用计算机模拟巷道的调节效果。

3.3调节通风机的工况点

在调节通风网络后，矿井的通风阻力会发生变化。若通风机还以原有的工况点运行，则可能导致通风机的运行效率降低。为此，还需要对通风机的工况点进行调节。对于普通的轴流式通风机，需要停机来调整叶片的安装角，这需要参考主通风机的机械特性曲线。随着变频技术的成熟，一些煤矿的主通风机装上了变频器，这使得也可以通过调节通风机的转速来调节通风机的运行工况点。

3.4重新开凿风井

在矿井开采进入末期后，矿井通风线路特别长，依靠简单的通风网络调节很难降低矿井的通风阻力。针对这种情况，现在普遍采用重新开凿风井的措施来降低矿井通风阻力。在采用多个风井后则需要处理多个风井的风量分配问题。这时就需要合理地利用调节风窗、密闭及风墙等通风设施来进行风量调节。此外，风井的位置需要根据矿井实际情况进行确定。

结语

煤矿安全生产技术管理体系按照三级建设，集团公司（一级）宏观决策、子分公司（二级）统筹协调、生产煤矿（三级）具体实施；全面实行总工程师负责制，各级总工程师对本级技术管理全面负责，副总工程师在专业领域协助配合总工程师完成技术管理工作；组织体系、业务体系（生产业务体系、保障业务体系）、标准体系及三者构成的过程体系和独立的考核体系，利于煤炭企业技术管理规范化、制度化、标准化。在煤炭企业各层级之间构建起“架构清晰、层次分明、人员匹配、权责清晰、管控有效”地全方位、多层次技术管理体系，可满足不同区域、不同资源条件、不同灾害类型煤矿技术管理及发展需要，使煤炭企业从上到下技术管理工作更加规范、标准，为加快推动煤炭企业高质量发展提供技术保障。

参考文献

［1］梁秀前．关于煤矿工程采矿技术与施工安全管理的研究［J］．中国石油和化工标准与质量，2020，40(23):84－86．

［2］嘉如慧．关于煤矿工程采矿技术与施工安全管理的研究［J］．当代化工研究，2020，20(10):75－76．

［3］郜山妹．改进煤矿工程质量监督管理工作策略分析［J］．中国石油和化工标准与质量，2020，40(6):15－16．