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浅谈矿井通风系统优化设计 力尚全 同 煤集团 雁崖 煤业 公司 通风区 摘要 矿 井通风系统是矿 井生 产系统 的重要组成部分 ， 合理 的矿 井通 风 系统对提 高我 国煤矿经济效益和 改善煤矿经营状 况将具有重大的意义。 本文 通过介绍矿 井通风系统优化的意义、 通风系统的选择 要求 以及矿井通风优化 方案设计 的原则 ， 初步确定了矿 井通风 系统的优化方案。 关健词 矿 井通风系统系统选择优化方案 1矿井通风系统优化的意义 所谓矿 井通风系统， 就是 向矿 井中各个作业地 点供给新鲜空气， 并排出矿井中的污浊空气的通风 网路、通 风动力和通风控制设施 的 总称。矿井通风系统的可靠稳定和正规合理是确保矿井在发生 瓦斯 涌 出和 火灾事故 等意外情况时抗灾和 减小事故 扩大范 围的重要保 障。因为许 多的矿井通风系统存在安全、 技术、 经济和布局等不合理 的现象 ， 以致于煤矿经济效益的严 重滑坡 ， 甚至难以维持矿 井的正常 生产 ， 进而导致矿井的破产。 这些不合理现象的产生可能是由于设计 不 当引起 ， 或者 是生产布局 的发展 变化 、 通风技术管理 不当、 设备老 化 、 主要通风机通风能力 与井巷通过能力不 匹配等造成。实践证明， 不论是哪方面原 因引起的不合理现象 ，只要及 时加 以改造、优化调 整 ， 相应的矿井通风系统就会 得到改善， 以致 有利于安 全生产， 这 对 改善煤矿经营状 况和提高煤矿经济效益将具有重大 的意义。 2矿井通风系统的选择 2 ． 1矿 井通风系统的要 求 矿井的通风系统的要求如下①每一个矿井必须有完整的独立 通风系统， 不能多个矿井共用一个通风系统； ②井下爆破材料库必须 有单独 的新鲜风流，回风风流必须直接 引入矿 井主要回风巷和 总回 风巷中； ⑧每一个生产水平和每一采区， 必须布置回风巷， 实行分区 通风； ④在满足风量按需分配的前提下， 多风机通风系统的主要通风 机的工作风压应接近； ⑤矿井的进风口应按全年风向频率布置， 必须 布 置在 不受粉尘、 灰尘、 煤尘、 有害气体和高温气体侵入的地 方。 2 _2 通风系统 的确定 按 照矿井的进、 回井在井田内的位置布局不 同， 通风 系统可分为 中央式 、 混合式 、 区域式及对角式。 主要通风机 的工作方式有三种 抽 出式、 压入式、 压 抽混合式。 当矿井井 田面积较大时 ， 矿井初期宣优 先采用中央式通 风系统 ， 因为其具有井巷工程量少、 初期投资省的优 点。 对于 有煤与瓦斯突出 危险的矿井、 煤层易 自燃的矿井、 有热害 的矿 井及高瓦斯矿井 ， 应采 用对角式或 分区对角式通风 ， 对于初期采用中央通风 的矿井， 可逐步 过渡为对角式或分区对角式。 矿 井通风 方法一般采用抽出式。 当露头 发育老窑多、地形复杂和采用 多风井通风 有利 时，可采用压入式通 风 。 3矿井通风系统优化设计 矿井通 风系统是矿井生产 系统的重要组成部分 ，合理 的矿井通 风 系统对提高我 国煤矿经济效益和改善煤矿经 营状况将具有 重大 的 意义。 3 ． 1矿 井通风优化方案设计 的原 则 通风系统方案设计时遵循的原则主要是 ①通过改善矿井通风 状 况和创造 良好的劳动卫生条件 ，为矿井的安全生产和创造 出安 全 舒适的劳动环境和保护劳动者的身体健康提供有利的保障；②尽量 缩短回风路线， 减少回风距离或者设法采取降阻措施， 以减少回风阻 力， 使通风系统合理化； ③提高通风系统的稳定性， 使得用风地点风 量和风流方向保持不变；④充分利用和合理调整现有的井巷和通风 设备， 极大地发挥其潜力； ⑤根据生产实际合理的安排矿井的采掘部 位 ， 充分发挥各个 系统 的通风能力。 3 ． 2矿井通风系统 的优化方案 由于煤矿开采各个阶段条件不 同，实现矿井通风系统 的经济运 行是一个动态的变化过程 ， 因此 ， 应从通风设计、 设备选型、 开拓布局 和科学管理等方面采取合理可行 的措施 ，使矿井 的通风网网络与风 机相 匹配 ， 充 分发挥井下通风风机能力 ， 达到高效节能和安全可靠 的 1 7 3 目的。而矿井通风系统优化的基本步骤为 ①对现在矿井的通风阻 力 、 通风机性能、 漏风状况和风 量分配状 况等进行测定 ， 同时对所 测 定 的资料进行认真地综合 的分析、 研究和整理 ， 找 出矿井通风 系统存 在 的问题 ， 包括系统配风漏风登等情况、 井巷通过能力和 风机 能力鉴 定等； ②针对存在的问题， 请专家进行分析研究， 并制定出合理、 有效 的改造方案； ③请专家对给定的各个改造方案进行初步比较， 找出它 们的优缺点， 选出相对较好的方案； ④借助计算机对初选方案进行再 优化， 找 出其中最优 方案。 下面是根据一些矿 井不 同时期的通风状态 的评定 ，而总结的一 些矿井通风系统的优化 方案 3 _ 2 _ 1选择合理的通风设备 对于刚建的矿井， 必须选用高效率、 曲线较平缓和低噪音的新型 节能型风机， 除了能够长期安全运行外 ， 其高效 区范 围大 ， 并且 能够 适应不同生产布局的需风要求， 兼顾采 区生产的前、 中、 后期及其 巷 道布置， 做到运行工况点总是处于 高效低能耗区域内 ， 减少通风 电费 和通风成本。一些矿井往往是 由于通风设备虽然 陈旧、 运行费用高、 性能降低和效率低下， 然而由于资金问题而不愿意优化其通风系统。 因此 ， 建议矿井通风系统 的决策者从提高经济效益韵角度 ， 对 比一下 优化前后的经济帐 ， 下决心逐步更换成 高性能的通风设备。 3 ． 2 _ 2选择合理 的优化工具 矿井通风安全设计人 员的客观判断及他们 的经验对通风方案的 选择有很大的影响 ，而这些往往对于解决相 对较小 的网络 问题是有 效的， 但是随着工作面距地表的距离不断加大， 这时通风网络渐趋复 杂化 ， 则这种 方法便会 到达其使用极限。所 以， 在 设计和管理通风系 统时越来越 趋向于使用以计算机 为基础 的分析 工具 ，这些工具可以 连 同设计数据和通风测量数据 一起用于获得矿山服务期 限内安全经 济 的通风方法。 并且由于安 装了先进的监测传感器 ， 通 风技术人员可 以不断地更新模 拟程序所用的输入数据。这样便 可得到最佳 的通风 系统 方 案 。 3 ． 2 ． 3 合理开采布局 为 了解决那些特殊 的通风 问题 ， 开始从现有通 风网络获取最新 的精确通风监测数据着手或从确定通风设计参数着手， 应用先进技 术设备 ， 例如计算机， 根据先进 的程序进行 通风网络解算和 分析 ， 从 而实现合理开采布 局 ， 优 化通风 系统 ， 然后将 监测数据 或设计 数据 输 入到稳态矿 井通 风模拟程序 中从而计 算出整个 网络 的风 量与压 力平衡值 。并利用现代 的交互式计 算机程序 ， 包括 市场上买得到 的 和内部开 发的稳态矿井通风 莫拟程序 ， 从 而进 行有效的通风 网络 设 计。 3 ． 2 ． 4 选择合理 的通风安全技术 矿井通风阻力测定是通风安全技术工作 的一项重要内容，开展 该项工作可 以了解系统 中的阻力分布清况，以提供实际的风阻值和 井巷通风阻力系数 ， 进而保证通 风设计与计算更切合实际。 由于矿 井 通风系统是一个动态的系统 ，特别是矿 井通风 网络拓扑结构随着矿 井生产的发展而变化 ，为此矿 井通风系统的设计应 由静态设计 向动 态设计方向发展 ， 以此保证具有先进 的通风安全技术， 从而优化矿 井 通风系统。 参考文献 ⋯ 谭允祯 ．矿 井通风 系统优化【 M】 ． 北京 煤炭工业出版社 ， 1 9 9 2 ． 【 2 】 陈开岩 ， 傅清国 ， 刘祥来 ， 等． 矿井通风系统安 全可靠性评价软件 设计 及应用【 J 】 ． 中国矿业大学学报， 2 0 0 3， 4 ． I 3 】 魏平儒 ， 王永建， 程远国． 矿 井通风系统可靠性 分析 【 J 】 ． 焦作工 学院学 报 ， 1 9 9 4 ， 3 ． 【 4 l 张国枢主编． 通风安 全学 ， 徐州 中雷矿业大学出版社 ， 2 0 0 0 ． 【 5 】 谭允祯． 矿井通风系统优化． 北京 煤炭工业出版社， 1 9 9 2 ． 【 6 】 赵梓 成 ， 谢 贤平 ． 矿 井通风理沦 与技术进展 评述 ． 云南冶金 ， 2 0 0 2 ， 3 ．