论文部分内容阅读
[摘 要]本文从煤矿生产实际情况出发，浅析了煤矿生产过程通风系统中存在的一些问题并对这些问题的解决方法进行了探讨。
[关键词]通风系统 安全生产
中图分类号：TD72文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）21-0017-01
礦井通风系统是矿井通风方式、通风方法和通风网络的总称。主要是为了解决矿井内空气的流通问题，使在井下作业的矿工能够正常工作并使有害气体能够及时的疏散到矿外大气中去。因此，建立合理的矿井通风系统就是提高矿井先天防灾、抗灾能力，使安全生产顺利进行的保证。
1 煤矿的现状
随着煤炭工业的市场化，煤炭生产安全问题越来越为人们所关注。煤矿井下煤炭自燃、瓦斯、粉尘、有害气体的中毒和窒息等灾害事故所占比例较高，危害较大，其主要原因是矿井通风系统不完善。所以，应努力提高矿井通风系统的合理性，以增强对事故的防范和抗御能力。
2 建立合理通风系统应遵循的基本原则
2.1 整体性原则
通风系统是矿井生产系统的子系统，因此在拟定于分析通风系统时，必须与其他系统相协调，必须与地质和开采条件相适应，以选取总体最优的通风系统。通风系统是进、回风井，和主要通风及及其附属装置、通风网络和通风构筑物等多个要素组成的，这些要素之间是有机联系、相互影响的。因此在分析通风系统时，不能够单从某一要素考虑，必须从通风系统整体考虑。
2.2 适应性原则
适应性就是指通风系统的设计、安装、调试要和当时矿井的具体情况来决定 。矿井生产由若干个时间周期组成，不同的生产时期，对通风系统的具体要求也不同；
3 矿井通风存在的不合理问题
矿井通风系统的合理性表现在通风系统的安全性、有效性、稳定性和经济性等方面，即按照规程的规定、满足对矿井通风系统基本要求的都属于合理的矿井通风系统，但合理的系统并不一定是最优的系统。目前，不少矿井的通风系统不同程度的存在一些问题。具体表现在以下几点：1）主要通风机的运行效率低；2）通风阻力大，阻力分布不合理；3）风量不足、漏风多；4）风流不稳定。
4 提高和改善矿井通风系统合理性、稳定性的方法
由于矿井通风系统是一个动态的系统，尤其是矿井通风网络结构随着矿井生产的发展而变化，因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。矿井通风系统优化设计、规化和调节的计算要准确，最好应用计算机软件处理，优化方法由线性向非线性优化方向发展，使得优化结果更加合理有效。针对以上矿井通风系统容易出现的问题，结合所查资料总结出以下几点解决办法：
4.1 建立合理的风网结构
优化矿井风网结构，能使主要通风机与矿井风网的最佳匹配，使矿井通风系统稳定、可靠，并达能达到节能降耗的目的。矿井风网机构优化问题具体包括以下三个主要方面的内容：
通风网络调节的优化。当网络中各分支的风阻为己知，各分支的风量都已确定后，如何确定矿井各调节设施最佳位置，以使得矿井通风总功率为最小。具体在矿井风量分配时，尽量采用自然分风，因为自然分风矿井总阻力最小，为满足矿井生产的需要，必须采用按需分风时，应使调节设施最少，同时，尽可能减少人为控制、调节设施，避免增大矿井通风阻力。
4.2 正确选择方法测量计算矿井实际风阻和风量
矿井通风阻力测定是通风安全技术工作的一项重要内容，通过该项工作可以了解系统中阻力分布情况，提供实际的井巷通风阻力系数和风阻值，使通风设计与计算更切合实际。在矿井通风阻力测定过程中，因多种干扰因素的影响，使测定值存在一定误差，如果测定方法选择得当，可以较大提高测定精度，并能给测定工作带来方便。常用的几种测定方法如下：
4.3 选择合适的通风机
通风机使矿井通风系统好会的重要指标，选择合适的通风机可以保证所选择的通风机满足矿井通风要求，并且通风机运转轴功率最小，节约能源，能降低矿井生产的运转费用。一般而言，要使矿井通风机运转时通风系统效率不得低于0.5。因此矿井通风机的效率如何是我们检验是否合理选择适当的通风机的标准。我们知道矿井通风机效率是风机运行时的有效功率与风机运行时的轴功率之比，即：由此式可知，减小轴功率，降低能耗，提高矿井通风效率的途径有二：一是选用高效风机并根据风量风阻合理选择型号，使风机运行工况点位于高校区域，而是通过风机性能调节的方法，使风机运行工况点尽量靠近通风网路所需工况点，减小不必要的功率消耗。目前我国矿井通风中，对离心风机常采用变转速或改变前导器叶片角度的方法进行调节，对轴流风机则多用改变叶片安装角度的方法进行调节。
4.4 正确调节矿井风量
风量调节又是矿井通风技术管理的重要一环，风量调节效果的好坏，取决于风量调节设施布设的位置，调节参数的大小及调节设施数目的合理性。矿井通风系统调整包括一翼系统调整和局部系统调整，通过控制采区总回风量及各采掘工作面风量，使风量分配合理，从而保证各用风地点特别是新投产采掘工作面的风量。调整风量常用局部增阻，减压减漏，改变通风方式等方法。采区之间风量增减时，要把控制点下移，保持主要回风巷风压的相对稳定。工作面尽量避免采用下行通风，在排除炮烟和煤尘过程中，同样风量上行风比下行风效果好得多，就同一个工作面而言，下行风量只能达到上行风量的1/2—1/3，下行通风的难度较大。选用一条足够大的风道而不采用断面较小的两条并联风道。如果断面相等的两条并联巷道的断面之和等于1条大断面的风道面积，则两条并联风道的总风阻是1条大断面巷道的1.44倍。
4.5 合理的管理矿井通风系统
有效的搞好局部通风管理，能合理使用局部通风机，为井下提供足够的新鲜风流，能改善井下作业环境，降低通风电耗，能保障和促进安全生产顺利进行。
（1）加强安全技术培训，提高全员局部通风安全意识。对职工进行“一通三防”、通风管理等有关通风安全知识的宣传、教育、培训，使通风安全工作深入人心，让广大职工充分认识到搞好通风的重要性和必要性，进一步增强全员通风安全意识，从而在工作中自觉搞好通风管理工作。
（2）建立健全通风安全管理制度，提高通风管理水平。要搞好通风管理，就必须严格按照规程规定和质量标准化管理要求，建立健全行之有效的管理规章制度，如各级管理人员的管理责任制、加强通风管理的有关规定等，并严格按规定贯彻落实，使通风管理做到“有章可循，有据可依”，将通风管理的责任层层落实到班长、队干和每一个管理人员身上。
（3）依靠科技进步，搞好通风管理，合理选择风筒。根据工作面的通风方式、需风量、通风距离、巷道断面和通风机等条件进行选择使用风筒。选择的原则是最大通风距离时应能保证工作面的需风量，且通风机工况点在合理区；在巷道断面允许的条件下，尽量采用大直径的风筒，减少风筒的风阻。推广使用节能型局部通风机，降低噪音污染，提高局部通风机效能，节约通风费用。加强长距离通风管理，减少接头漏风，减少通风阻力，降低通风电耗。加强设备日常检查维护，实行通风机挂牌管理，保证通风机安全稳定、可靠运转。
结语
矿井通风系统是保证煤矿安全生产很重要的一环，以上介绍一些目前我国矿井通风系统中存在的一些问题及其解决方法，我认为，只有自上而下，人人事事按章作业，依法管理，专业人员和各个相关部门都应该从心理上和行动上对它予以充分重视，加大投入和管理的力度，针对矿井通风系统存在的问题，采取有效措施，提高矿井通风系统的安全和可靠性，才能有效地减少甚至杜绝矿井的瓦斯事故和其他类事故的发生，促进煤矿生产安全、健康、持续、稳定的发展。
参考文献
[1] 黄建功.煤矿生产技术与安全管理.西南交通大学出版社，2003.
[2] 煤矿安全规程.煤炭工业出版社，2011.
[3] 张国枢.通风安全学.中国矿业大学出版社，2000.
[关键词]通风系统 安全生产
中图分类号：TD72文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）21-0017-01
礦井通风系统是矿井通风方式、通风方法和通风网络的总称。主要是为了解决矿井内空气的流通问题，使在井下作业的矿工能够正常工作并使有害气体能够及时的疏散到矿外大气中去。因此，建立合理的矿井通风系统就是提高矿井先天防灾、抗灾能力，使安全生产顺利进行的保证。
1 煤矿的现状
随着煤炭工业的市场化，煤炭生产安全问题越来越为人们所关注。煤矿井下煤炭自燃、瓦斯、粉尘、有害气体的中毒和窒息等灾害事故所占比例较高，危害较大，其主要原因是矿井通风系统不完善。所以，应努力提高矿井通风系统的合理性，以增强对事故的防范和抗御能力。
2 建立合理通风系统应遵循的基本原则
2.1 整体性原则
通风系统是矿井生产系统的子系统，因此在拟定于分析通风系统时，必须与其他系统相协调，必须与地质和开采条件相适应，以选取总体最优的通风系统。通风系统是进、回风井，和主要通风及及其附属装置、通风网络和通风构筑物等多个要素组成的，这些要素之间是有机联系、相互影响的。因此在分析通风系统时，不能够单从某一要素考虑，必须从通风系统整体考虑。
2.2 适应性原则
适应性就是指通风系统的设计、安装、调试要和当时矿井的具体情况来决定 。矿井生产由若干个时间周期组成，不同的生产时期，对通风系统的具体要求也不同；
3 矿井通风存在的不合理问题
矿井通风系统的合理性表现在通风系统的安全性、有效性、稳定性和经济性等方面，即按照规程的规定、满足对矿井通风系统基本要求的都属于合理的矿井通风系统，但合理的系统并不一定是最优的系统。目前，不少矿井的通风系统不同程度的存在一些问题。具体表现在以下几点：1）主要通风机的运行效率低；2）通风阻力大，阻力分布不合理；3）风量不足、漏风多；4）风流不稳定。
4 提高和改善矿井通风系统合理性、稳定性的方法
由于矿井通风系统是一个动态的系统，尤其是矿井通风网络结构随着矿井生产的发展而变化，因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。矿井通风系统优化设计、规化和调节的计算要准确，最好应用计算机软件处理，优化方法由线性向非线性优化方向发展，使得优化结果更加合理有效。针对以上矿井通风系统容易出现的问题，结合所查资料总结出以下几点解决办法：
4.1 建立合理的风网结构
优化矿井风网结构，能使主要通风机与矿井风网的最佳匹配，使矿井通风系统稳定、可靠，并达能达到节能降耗的目的。矿井风网机构优化问题具体包括以下三个主要方面的内容：
通风网络调节的优化。当网络中各分支的风阻为己知，各分支的风量都已确定后，如何确定矿井各调节设施最佳位置，以使得矿井通风总功率为最小。具体在矿井风量分配时，尽量采用自然分风，因为自然分风矿井总阻力最小，为满足矿井生产的需要，必须采用按需分风时，应使调节设施最少，同时，尽可能减少人为控制、调节设施，避免增大矿井通风阻力。
4.2 正确选择方法测量计算矿井实际风阻和风量
矿井通风阻力测定是通风安全技术工作的一项重要内容，通过该项工作可以了解系统中阻力分布情况，提供实际的井巷通风阻力系数和风阻值，使通风设计与计算更切合实际。在矿井通风阻力测定过程中，因多种干扰因素的影响，使测定值存在一定误差，如果测定方法选择得当，可以较大提高测定精度，并能给测定工作带来方便。常用的几种测定方法如下：
4.3 选择合适的通风机
通风机使矿井通风系统好会的重要指标，选择合适的通风机可以保证所选择的通风机满足矿井通风要求，并且通风机运转轴功率最小，节约能源，能降低矿井生产的运转费用。一般而言，要使矿井通风机运转时通风系统效率不得低于0.5。因此矿井通风机的效率如何是我们检验是否合理选择适当的通风机的标准。我们知道矿井通风机效率是风机运行时的有效功率与风机运行时的轴功率之比，即：由此式可知，减小轴功率，降低能耗，提高矿井通风效率的途径有二：一是选用高效风机并根据风量风阻合理选择型号，使风机运行工况点位于高校区域，而是通过风机性能调节的方法，使风机运行工况点尽量靠近通风网路所需工况点，减小不必要的功率消耗。目前我国矿井通风中，对离心风机常采用变转速或改变前导器叶片角度的方法进行调节，对轴流风机则多用改变叶片安装角度的方法进行调节。
4.4 正确调节矿井风量
风量调节又是矿井通风技术管理的重要一环，风量调节效果的好坏，取决于风量调节设施布设的位置，调节参数的大小及调节设施数目的合理性。矿井通风系统调整包括一翼系统调整和局部系统调整，通过控制采区总回风量及各采掘工作面风量，使风量分配合理，从而保证各用风地点特别是新投产采掘工作面的风量。调整风量常用局部增阻，减压减漏，改变通风方式等方法。采区之间风量增减时，要把控制点下移，保持主要回风巷风压的相对稳定。工作面尽量避免采用下行通风，在排除炮烟和煤尘过程中，同样风量上行风比下行风效果好得多，就同一个工作面而言，下行风量只能达到上行风量的1/2—1/3，下行通风的难度较大。选用一条足够大的风道而不采用断面较小的两条并联风道。如果断面相等的两条并联巷道的断面之和等于1条大断面的风道面积，则两条并联风道的总风阻是1条大断面巷道的1.44倍。
4.5 合理的管理矿井通风系统
有效的搞好局部通风管理，能合理使用局部通风机，为井下提供足够的新鲜风流，能改善井下作业环境，降低通风电耗，能保障和促进安全生产顺利进行。
（1）加强安全技术培训，提高全员局部通风安全意识。对职工进行“一通三防”、通风管理等有关通风安全知识的宣传、教育、培训，使通风安全工作深入人心，让广大职工充分认识到搞好通风的重要性和必要性，进一步增强全员通风安全意识，从而在工作中自觉搞好通风管理工作。
（2）建立健全通风安全管理制度，提高通风管理水平。要搞好通风管理，就必须严格按照规程规定和质量标准化管理要求，建立健全行之有效的管理规章制度，如各级管理人员的管理责任制、加强通风管理的有关规定等，并严格按规定贯彻落实，使通风管理做到“有章可循，有据可依”，将通风管理的责任层层落实到班长、队干和每一个管理人员身上。
（3）依靠科技进步，搞好通风管理，合理选择风筒。根据工作面的通风方式、需风量、通风距离、巷道断面和通风机等条件进行选择使用风筒。选择的原则是最大通风距离时应能保证工作面的需风量，且通风机工况点在合理区；在巷道断面允许的条件下，尽量采用大直径的风筒，减少风筒的风阻。推广使用节能型局部通风机，降低噪音污染，提高局部通风机效能，节约通风费用。加强长距离通风管理，减少接头漏风，减少通风阻力，降低通风电耗。加强设备日常检查维护，实行通风机挂牌管理，保证通风机安全稳定、可靠运转。
结语
矿井通风系统是保证煤矿安全生产很重要的一环，以上介绍一些目前我国矿井通风系统中存在的一些问题及其解决方法，我认为，只有自上而下，人人事事按章作业，依法管理，专业人员和各个相关部门都应该从心理上和行动上对它予以充分重视，加大投入和管理的力度，针对矿井通风系统存在的问题，采取有效措施，提高矿井通风系统的安全和可靠性，才能有效地减少甚至杜绝矿井的瓦斯事故和其他类事故的发生，促进煤矿生产安全、健康、持续、稳定的发展。
参考文献
[1] 黄建功.煤矿生产技术与安全管理.西南交通大学出版社，2003.
[2] 煤矿安全规程.煤炭工业出版社，2011.
[3] 张国枢.通风安全学.中国矿业大学出版社，2000.