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[摘 要]本文分析煤矿风网与通风机的匹配问题、影响机网匹配的主要因素、机网匹配状态的等级标准，以及煤矿机网匹配状态的具体应用等。
[关键词]煤矿通风；机网匹配；因素；分析
中图分类号：TD725 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）33-0008-01
引言
大家知道，矿井通风则是煤矿安全生产的重要保障，也是防治其他灾害的重要技术手段。然而，风网与主通风机匹配程度则很关键。研究其匹配状态以及矿井通风难易程度的分级标准，对指导煤矿安全生产都具有十分重要意义。
1 风网与通风机的匹配问题
1）煤矿风网的特性。煤矿风阻值在某一时期则是个定值。依据通风阻力定律：h= RQ2（R为矿井风阻）。风阻与煤矿的几何特征、空气参数有关，而与风量无关。该特性就是煤矿的风网特性。人们常把风阻作为反映煤矿通风难易程度的一个指标。其风阻值越大，通风也就越困难。2）主通风机的合理通风范围。通风机是通风的动力，为保证其稳定运转，克服通风阻力（提供的风压），应使这种实际应用的风压不超过风机最大风压的9O%。为运转经济，通风机运转效率不应低于60%。实际运行中，由于受到动轮和叶片等结构强度所限。风机动轮的转数不能超过额定转数；轴流式风机还有叶片安装角的限制，这就构成了通风机的合理通风范围。3）风网与通风机的匹配。通风机在某一特定转速和风阻条件下的工作参数，称为风机工况点（风量Q、风压H、功率N和效率η等的关系）。实际应用中多指风压H和风量Q两参数。可见通风状况不仅取决于通风机的特性，也取决于风网特性。两者之间配合较好，才能使要通风机发挥作用，使煤矿处于安全生产状态。这种煤矿风网与主要通风机的匹配称之为机网匹配。4）机网匹配要求。机网匹配对安全生产关系重大，良好的机网匹配应当满足以下要求：①满足煤矿各生产场所的风量要求，为安全生产营造一个良好的环境；②便于调节风量等技术措施的实施；③有利于自然发火的防治；④自然风压的波动不会影响煤矿主通风机的稳定运转。
2 影响机网匹配的主要因素
1）煤矿设计因素。设计机网匹配时，不同阶段考虑问题的侧重点也不同。有时为加快生产，使得开拓巷道、回采巷道的布置和断面设计时没有考虑通风的需要，没有为生产能力的扩大留有余地，也会导致正常通风的不利，最终反映的是风阻偏大。因此，任何过程都应系统考虑运输、安全和通风的要求。2）风机的选型因素。主通风机选型设计和购置时，一般要根据生产厂家提供的个体特性曲线进行。该个体特性曲线与煤矿通风及装置的特性曲线相差甚远，更不能全依靠厂家提供的风量和风压参数购置风机。忽视机网匹配则不行。3）生产系统的因素。生产过程中任意减小井巷设计断面；通风技术管理中不经计算和优化任意设置通风构筑物或随意调节主通风机参数；生产过程中任意停放矿车、堆积杂物等，都会使风阻增大，影响机网匹配状态。
3 机网匹配状态的等级标准
1）通风难易程度的分级标准。煤矿通风的分级标准，是依据煤矿风阻和矿井等积孔的大小来分级的（见表1所列）。它具有一定的局限性，但能反映通风困难等级与容易等级的指标之间的关系。即：煤矿通风困难的总风阻Rmd=4，矿井通风容易的总风阻Rme；①煤矿通风容易的等积孔Ae=2，煤矿通风困难的等积孔Ad。②现有的矿井等积孔分级标准如表2。表2所列指标是煤矿通风的最低指标，它不是对矿井等积孔的分级标准，而是对不同井型规定了的最低通风等积孔和矿井总风阻，即小于该指标即可视为矿井通风困难。但是，仅有最低标准不足以指导矿井的安全生产，还需要进一步对表2分级。在此引用前两式，对不同生产能力的矿井难易程度提出分级标准。将表2作为煤矿通风困难的临界值，以此为基础提出不同的井型的矿井通风难易程度中等和容易的分级标准（见表3）。假如矿井通风等积孔或矿井總风阻，都分别大于等于或小于等于表中指标，均表示煤矿通风容易。而介于表2和表3中的相应数据，即可认为煤矿通风难易程度为中等状态。
2）机网匹配的状态划分。机网匹配中，煤矿风网处于主动地位，而主通风机则处被动地位。所以机网匹配的状态在很大程度上是由风网的风阻特性决定的。机网匹配的状态与风机通风难易程度是相联系的。实践中，通常将主通风机与风网的匹配分成3种状态，即临界状态、一般状态和良好状态。①良好状态。机网的良好匹配状态是指风阻Rm≤Remax，即矿井通风容易时的风机匹配状态。在此状态下，只要主通风机根据矿井通风设计选型，一般都能满足良好的机网匹配要求。②一般状态。它是指矿井总风阻Remax≤Rm≤Rdmax，即矿井通风中等程度时的风机匹配状态。在时尽管能满足日常生产需要，但若要解决生产遇到的问題，采取一系列安全技术和管理措施时，可能顾此失彼。③临界状态。它是指矿井总风阻Rm≥Rdmax，即矿井通风困难时的风机匹配状态。该状态下的矿井会存在诸多安全问题，尤其是瓦斯和采空区自然发火的问题等。
4 煤矿机网匹配状态的具体应用
机网匹配状态在矿井生产实践中得到广泛的应用，但随着生产规模和开采范围的逐渐增大，风阻也是在逐渐增大的。井下需要的风量并不减少，在大多数情况下还要增加，这就需要风量调节。对良好和一般的机网匹配状态下，进行风量调节和局部风量调节，一般调节主通风机即可；局部风量的调节可通过增阻调节法解决。但处于机网匹配临界状态时，采用调节风机和增阻调节就会恶化机网匹配，还达不到预期的目的，甚至还会引起采空区的自然发火。这应当采用改变风网特性，降低风阻的措施，使机网得到良好的匹配。同样，对于自然发火较为严重的煤矿，也可以通过调整风网特性使之与主通风机处于良好的匹配状态，来防止采空区自然发火的目的。
某一阶段，调整风网特性使之与主通风机处于良好的匹配状态，根据实际测定结果，不得不降低叶片安装角至20°。采取通风构筑物的优化措施，减少重复设置，清理废弃物等，以降低矿井风阻，使得风量有所增大。但采空区密闭的CO的浓度仍在800×10-6～1000×10-6间徘徊。又采取扩大总回风巷断面，调整相关风路的措施，使风量大增。经过风量和总风阻的计算，把主通风机的叶片安装角调整为15°，从而实现了正常生产。局部风量的调节要采取慎重的措施。如果采取增阻措施，就会增加矿井总风阻，导致煤矿总风量的降低和主通风机风压的提高，这不仅达不到增风的目的，反而还会恶化通风状态。
在特殊情况下，机网匹配还有可能达到恶化状态，即使微小的反向自然风压也能使主通风机发生不稳定运转。有些抽出式通风，进回风井的高差较大，自然风压对煤矿主通风机的作用比较明显。冬季风量较大，夏季风量则较小，白天喘振，夜晚则运转平稳，如此就不得不调整矿井风网，使之处于良好的匹配状态，保证风机稳定运行。
结束语
煤矿机网匹配则是矿井通风的重要概念，从矿井通风系统的角度来研究机网匹配要求和机网匹配的影响，能以此理论指导通风调节，实现安全经济运行。在对不同井型的矿井通风难易程度的分级标准上，对正确指导矿井的机网匹配和安全生产也具有重要的作用。因为不同的机网匹配状态下，对于正确指导矿井通风技术管理和安全技术管理关系重大，意义也深远。
参考文献
[1] 陈全君.矿井的机网匹配与实践[J].煤矿安全，2005，7：7-9.
[2] 姜薇，等.基于B/S模式的煤矿风网解算系统的设计[J].微计算机信息，2008，1-3：20-22.
[关键词]煤矿通风；机网匹配；因素；分析
中图分类号：TD725 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）33-0008-01
引言
大家知道，矿井通风则是煤矿安全生产的重要保障，也是防治其他灾害的重要技术手段。然而，风网与主通风机匹配程度则很关键。研究其匹配状态以及矿井通风难易程度的分级标准，对指导煤矿安全生产都具有十分重要意义。
1 风网与通风机的匹配问题
1）煤矿风网的特性。煤矿风阻值在某一时期则是个定值。依据通风阻力定律：h= RQ2（R为矿井风阻）。风阻与煤矿的几何特征、空气参数有关，而与风量无关。该特性就是煤矿的风网特性。人们常把风阻作为反映煤矿通风难易程度的一个指标。其风阻值越大，通风也就越困难。2）主通风机的合理通风范围。通风机是通风的动力，为保证其稳定运转，克服通风阻力（提供的风压），应使这种实际应用的风压不超过风机最大风压的9O%。为运转经济，通风机运转效率不应低于60%。实际运行中，由于受到动轮和叶片等结构强度所限。风机动轮的转数不能超过额定转数；轴流式风机还有叶片安装角的限制，这就构成了通风机的合理通风范围。3）风网与通风机的匹配。通风机在某一特定转速和风阻条件下的工作参数，称为风机工况点（风量Q、风压H、功率N和效率η等的关系）。实际应用中多指风压H和风量Q两参数。可见通风状况不仅取决于通风机的特性，也取决于风网特性。两者之间配合较好，才能使要通风机发挥作用，使煤矿处于安全生产状态。这种煤矿风网与主要通风机的匹配称之为机网匹配。4）机网匹配要求。机网匹配对安全生产关系重大，良好的机网匹配应当满足以下要求：①满足煤矿各生产场所的风量要求，为安全生产营造一个良好的环境；②便于调节风量等技术措施的实施；③有利于自然发火的防治；④自然风压的波动不会影响煤矿主通风机的稳定运转。
2 影响机网匹配的主要因素
1）煤矿设计因素。设计机网匹配时，不同阶段考虑问题的侧重点也不同。有时为加快生产，使得开拓巷道、回采巷道的布置和断面设计时没有考虑通风的需要，没有为生产能力的扩大留有余地，也会导致正常通风的不利，最终反映的是风阻偏大。因此，任何过程都应系统考虑运输、安全和通风的要求。2）风机的选型因素。主通风机选型设计和购置时，一般要根据生产厂家提供的个体特性曲线进行。该个体特性曲线与煤矿通风及装置的特性曲线相差甚远，更不能全依靠厂家提供的风量和风压参数购置风机。忽视机网匹配则不行。3）生产系统的因素。生产过程中任意减小井巷设计断面；通风技术管理中不经计算和优化任意设置通风构筑物或随意调节主通风机参数；生产过程中任意停放矿车、堆积杂物等，都会使风阻增大，影响机网匹配状态。
3 机网匹配状态的等级标准
1）通风难易程度的分级标准。煤矿通风的分级标准，是依据煤矿风阻和矿井等积孔的大小来分级的（见表1所列）。它具有一定的局限性，但能反映通风困难等级与容易等级的指标之间的关系。即：煤矿通风困难的总风阻Rmd=4，矿井通风容易的总风阻Rme；①煤矿通风容易的等积孔Ae=2，煤矿通风困难的等积孔Ad。②现有的矿井等积孔分级标准如表2。表2所列指标是煤矿通风的最低指标，它不是对矿井等积孔的分级标准，而是对不同井型规定了的最低通风等积孔和矿井总风阻，即小于该指标即可视为矿井通风困难。但是，仅有最低标准不足以指导矿井的安全生产，还需要进一步对表2分级。在此引用前两式，对不同生产能力的矿井难易程度提出分级标准。将表2作为煤矿通风困难的临界值，以此为基础提出不同的井型的矿井通风难易程度中等和容易的分级标准（见表3）。假如矿井通风等积孔或矿井總风阻，都分别大于等于或小于等于表中指标，均表示煤矿通风容易。而介于表2和表3中的相应数据，即可认为煤矿通风难易程度为中等状态。
2）机网匹配的状态划分。机网匹配中，煤矿风网处于主动地位，而主通风机则处被动地位。所以机网匹配的状态在很大程度上是由风网的风阻特性决定的。机网匹配的状态与风机通风难易程度是相联系的。实践中，通常将主通风机与风网的匹配分成3种状态，即临界状态、一般状态和良好状态。①良好状态。机网的良好匹配状态是指风阻Rm≤Remax，即矿井通风容易时的风机匹配状态。在此状态下，只要主通风机根据矿井通风设计选型，一般都能满足良好的机网匹配要求。②一般状态。它是指矿井总风阻Remax≤Rm≤Rdmax，即矿井通风中等程度时的风机匹配状态。在时尽管能满足日常生产需要，但若要解决生产遇到的问題，采取一系列安全技术和管理措施时，可能顾此失彼。③临界状态。它是指矿井总风阻Rm≥Rdmax，即矿井通风困难时的风机匹配状态。该状态下的矿井会存在诸多安全问题，尤其是瓦斯和采空区自然发火的问题等。
4 煤矿机网匹配状态的具体应用
机网匹配状态在矿井生产实践中得到广泛的应用，但随着生产规模和开采范围的逐渐增大，风阻也是在逐渐增大的。井下需要的风量并不减少，在大多数情况下还要增加，这就需要风量调节。对良好和一般的机网匹配状态下，进行风量调节和局部风量调节，一般调节主通风机即可；局部风量的调节可通过增阻调节法解决。但处于机网匹配临界状态时，采用调节风机和增阻调节就会恶化机网匹配，还达不到预期的目的，甚至还会引起采空区的自然发火。这应当采用改变风网特性，降低风阻的措施，使机网得到良好的匹配。同样，对于自然发火较为严重的煤矿，也可以通过调整风网特性使之与主通风机处于良好的匹配状态，来防止采空区自然发火的目的。
某一阶段，调整风网特性使之与主通风机处于良好的匹配状态，根据实际测定结果，不得不降低叶片安装角至20°。采取通风构筑物的优化措施，减少重复设置，清理废弃物等，以降低矿井风阻，使得风量有所增大。但采空区密闭的CO的浓度仍在800×10-6～1000×10-6间徘徊。又采取扩大总回风巷断面，调整相关风路的措施，使风量大增。经过风量和总风阻的计算，把主通风机的叶片安装角调整为15°，从而实现了正常生产。局部风量的调节要采取慎重的措施。如果采取增阻措施，就会增加矿井总风阻，导致煤矿总风量的降低和主通风机风压的提高，这不仅达不到增风的目的，反而还会恶化通风状态。
在特殊情况下，机网匹配还有可能达到恶化状态，即使微小的反向自然风压也能使主通风机发生不稳定运转。有些抽出式通风，进回风井的高差较大，自然风压对煤矿主通风机的作用比较明显。冬季风量较大，夏季风量则较小，白天喘振，夜晚则运转平稳，如此就不得不调整矿井风网，使之处于良好的匹配状态，保证风机稳定运行。
结束语
煤矿机网匹配则是矿井通风的重要概念，从矿井通风系统的角度来研究机网匹配要求和机网匹配的影响，能以此理论指导通风调节，实现安全经济运行。在对不同井型的矿井通风难易程度的分级标准上，对正确指导矿井的机网匹配和安全生产也具有重要的作用。因为不同的机网匹配状态下，对于正确指导矿井通风技术管理和安全技术管理关系重大，意义也深远。
参考文献
[1] 陈全君.矿井的机网匹配与实践[J].煤矿安全，2005，7：7-9.
[2] 姜薇，等.基于B/S模式的煤矿风网解算系统的设计[J].微计算机信息，2008，1-3：20-22.