煤矿通风系统技术升级与通风能力估测研究

煤矿通风系统技术升级与通风能力估测研究

张新泉

中铝宁夏能源集团银洞沟煤矿 宁夏固原市 756504

【摘要】本文对煤矿通风系统的技术升级开展全面探析，首先从通风系统概述作为研究切入点，明确技术升级分析模型。然后以此为基础，明确煤矿通风系统的技术升级路径。随后借助探讨此类通风系统本身通风能力的估测，为煤矿健全通风系统技术优化、完善通风需求配置、实现稳定生产运行奠定扎实的基础。

【关键词】矿井；通风系统；通风能力

煤矿通风系统作为建设的重要组成部分，其不仅会影响煤矿的生产效率和建设速度，而且保障员工矿井下作业安全，对行业后续发展有长远的影响。随着我国发展建设速度的不断加快，对各类资源的需求也在逐渐提高，通风系统也发生重大的变化，矿井行业若想与当前时代对接，必须要重视通风系统改造，从而保障矿井安全生产，避免后续工作出现风险问题。

一、煤矿通风系统概况

煤矿通风系统即煤矿井下通风方式及网络的总称，通常有三种模式，即抽出式、压入式及混合式。抽出式通风则为在煤矿出风井一边的地表面安装上主通风机，新风经过进风井向井下流入，在到达全部用风地点后，污风随着风机向地表排出的通风过程；压入式通风则为与抽出式相同，在煤矿进风井一边的地表面安装上主通风机，新风经过主通风机加压处理后，经风井送至各用风地点，污风则借助回风井向地表排出而完成通风；混合式通风则为是在进风井和回风井均选择一侧同时安装主风机，新风借助压入式主风机被传送进井下，污风则随着出式主风机向地表排出的混合型矿井通风。

二、煤矿通风系统的技术升级路径

第一，改进系统网络结构。煤矿通风系统自身的网络结构各有不同，匹配的总风阻和总阻力同样形成差异，鉴于此，要适当调速通风系统自身结构，使通风系统总阻力得以下降。预告科学布设好煤矿风向流动路径，基于风量相同这一视角，借助计算机模拟通风系统各运行参数，优化通风网络，使风机合理承担通风量，确保经济效益得以提升。同时，在技术过程内，要尽可能选取并联通风网络，可新挖巷道或将旧巷道封闭，同时结合钻孔等手段由掘进工作面钻出一个300至500毫米的钻孔，借助连接掘进巷道及回风巷道，确保通风网络结构的合理性与经济性，巩固并强化通风降阻效能。

第二，合理调节矿井系统局部风量。风量调节依照范围分作局部与整体两类，对于局部风量调节而言，常用的有增阻、降阻等调节法。增阻调节法可使巷道同一条通风网络中的风量降低，执行时要将巷道内的各障碍物进行清除，借助降低通风阻力使进风与回风两条路线得以改变，主要用于局部风险调速及优化。减阻调节法则使井巷通风断面扩大或是摩擦阻力降低等来完成矿井局部风量的调整。减阻调节可以使通风能耗得以降低，但不足在于投资较大，一般多用于大型通风系统改造时。

第三，科学调配矿井总风量。若煤矿总风量过度或过少时，就要开始总风量的调节以优化技术升级。即借助对主风机工况调整的方式来完成对总风量的合理调节。常用的方法如下：一是使主风机作业特性进行调整，如改变其叶轮转动速度、调整风机或前导大叫的叶片角度等，也可以考虑借助煤矿风网总风阻调节来完成技术改进。

三、煤矿通风系统通风能力估测

煤矿通风系统通风能力估测要在先行明确通风系统巷断面模型及阻力模型的前提下开展，下面分别详细说明。

（一）建立通风系统模型

第一，巷断面模型。通风系统井巷断面优化是通风系统实现技术优化的根本，要对各类因素加以考虑来明确最优断面。井巷掘进费、通风动力费一定要使风速极限得以满足，为后续断面作业操作奠定基础。因通风井巷对巷断面的影响，明确断面必须考虑节能以实现通风技术升级。前文提及，掘进费、通风动力费主要与巷道断面有关，升级时各技术参数一定要开展全面计算，借助公式Cg=Cd×S×L完成巷断面的核算。其中Cg、S、L各指标分别代表单位体积掘进成本费用、巷道断面积及所在巷道长度，综合上述推算定出通风系统的技术改造模型。

第二，通风阻力模型。对煤矿通风系统优化来说，预先明确煤矿通风阻力，通常利用一面公式进行计算。当矿井总风阻保持不变，依照风量平方的倍数上升，分支阻力同样需要依照同一倍数随之增加，矿井通风阻力愈小则意味着能力愈加平衡。巷道风阻R、断面积S、周长U及和支护参数a，则利用下述计算出矿井总阻力及其各分支阻力。

（三）通风能力估测

对于煤矿通风系统而言，因为初步明确好煤矿井下所有用风地点风量及总需风量，依照煤矿井下设计的巷道布置图结合通风网络图，由各巷道种类、断面积、长度及支护手段等相关参数综合推算煤矿各巷道具体的摩擦风阻值；而风量较高巷道的拐弯、分叉、汇集、断面等变化突然之处则会形成高强度的局部阻力，要依照上面所列公式得出局部风阻值；而中央并排型通风系统井底车场难以确保完全不漏风，这时要计算漏风风阻，同时在通风网络图标识出漏风分支巷道；主用通风机及其附属设备装置的漏风是现阶段煤矿通风系统最难解决的问题，甚至个别井巷道漏风比值达至56%。鉴于此，通风能力估测也要明确漏风分支及其具体风阻值，确保通风能力估测结果准备。将此种巷道风量设计成100-170m

3/S，将主风机及其附属设备阻力值设定成80至120Pa，借助公式估算出对应风阻值，同样标识出通风网络图内。

进行完成上述计算后，将所得全部参数值汇总成通风网络计算数据图，借助计算机开展通风能力的网络解算。就网络解算而言，若煤矿早已明确主用通风机，则要将主风机静态与动态特性两类曲线参数均输入计算机内，推算结果则为带风网的通风系统在正常自然的巷道分风情况。此时通风系统具体的通风能力是以不开展风量调节为前提，系统可承担的通风量上限。但实际要结合煤矿不同的主要用风地点调整风量需求。鉴于此，要依照各自巷道需求开展风量调节，同时加设风门、风窗及挡风墙等增阻以完成风量的有效调节。

结语

我国近年开始推进煤炭行业的绿色化发展，但现阶段煤炭资源仍是我应用相对广泛的能源，因此强化煤矿安全建设、推动安全生产也是有效开采并利用煤炭资源的重中之重。就煤矿通风系统来说，要充分落实技术升级，降低井下有害气体含量，在高效开采与合理应用煤炭资源的同时，确保矿井通风系统安全运行，及时排出或疏散有害气体。因此要重视煤矿通风能力的估测，结合其技术升级，共同推进煤矿安全、平稳运行。

参考文献：

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