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摘要：随着我国的社会和经济进入快速发展阶段，而对于能源的需求也急剧上升。为了能够满足社会和经济的发展，煤炭企业也不断扩大生产规模，积极开展深井开采来增加煤炭产量，而其中的安全问题引起了人们的高度关注。煤矿的井下通风系统作为煤矿安全生产的重要组成部分，其设计的合理性将对整个煤矿的安全生产具有重要的影响。本文就现代煤矿通风系统优化设计进行探讨。
关键词：煤矿；通风系统；优化设计
中图分类号：X752文献标识码： A
引言
煤矿通风系统指的是將空气输入煤矿矿井内，将煤矿矿井内内的有害气体排除出来。煤矿通风系统是煤矿生产系统的重要组成部分，也是保证煤矿矿井下安全工作的关键。随着煤矿事业的快速发展，煤矿狂进通风线路加长、矿井通风阻力增大、回采范围扩大，原有的煤矿矿井通风系统和通风设施已不能适应现阶段煤矿生产的安全生产需要。因此，在煤矿生产中，及时对煤矿矿井的通风系统进行优化和改造，确保煤矿矿井通风能力和安全生产，是保证煤矿安全工作的一项重要任务。
一、煤矿通风系统
煤矿通风系统包括矿井通风方法、通风方式和通风网路。煤矿等的通风指的就是把地面空气连续不断的送往井下，并同时把井下污浊的空气连续不断的排出井外。煤矿的通风系统是否完整合理，这关系到整个矿井的通风和安全生产。煤矿的通风机的工作方式主要有两种：压入式和抽出式。这两种方式的应用必须针对不同的煤矿的通风、瓦斯和防火等方面综合考虑应用，还必须符合《规程》所要求的内容，不能擅自使用。
在煤矿通风系统的管理中，各个分支的持续稳定性是不可忽视的，并且如果通风系统的分支风阻发生了变化，必须要及时调节以确保每个需要用风的工作区域的风能够达到所要求的风量和质量。煤矿的通风系统需要满足四个条件：一是不能因为考虑经济问题的原因而不能保证在第一时间给开采区域输送新鲜空气；二是要严格保持开采区域的良好气候条件；三是必须把各种粉尘和有害物质降到最低的范围保证开采人员和煤矿下开采区域的安全；四是在出现安全隐患问题的时候及时对风流和风向问题进行有效控制。
二、煤矿通风系统的作用
1.矿井通风系统可以在保证井下正常作业的情况下,向井下各个用风空间,例如各采掘工作面、硐室、井巷等连续不断并且适量地供给足够的新鲜空气和风量。
2.在发生安全事故时,矿井通风系统可以在一定范围内控制风流,从而减少灾害对于矿井通风系统的破坏程度,另外还可以减少各种不利因素,例如高温、有毒、有害气体的浓度和对人员的影响,能尽可能的保证井下人员和救灾人员的人身安全,还能在之前帮助井下人员撤退,保证及时的救灾和减少事故造成的损失。
3.对于矿井通风系统,要满足稳定性好,能供给足够风量,供给风速合理,设施可靠等要求。
三、煤矿通风系统的优化理论
煤矿通风系统的优化指的是分析煤矿矿井通风系统当前的通风状况，并找出煤矿矿井通风系统中存在的问题和需要改进的地方，从各个煤矿矿井通风系统设计方案中，找出的通风好系统最优方案。煤矿矿井最优方案应综合考虑煤矿通风系统的需要、矿下作业安全、煤矿生产和建设、费用成本等因素。通过分析比较以下几方面，可得出最适合煤矿矿井的通风系统设计。
1.改变煤矿矿井通风系统的的方法。根据煤矿矿井通风系统主风机工作方法的不同，可分为三种：抽出式通风、压入式通风、抽压混合通风。通常情况下，煤矿矿井通风系统采用抽出法通风，但如果煤矿矿井中每层具有自燃倾向、煤矿火区情况较为严重或浅部开采时，煤矿矿井通风系统应采取压入法通风。在煤矿矿井中使用抽压混合法所需的通风机设备较多，而且煤矿矿井通风系统管理比较复杂，应当尽量不使用这种方法。
2.合理地分配煤矿矿井的通风量。煤矿矿井通风系统的一个重要任务在于排出或稀释煤矿井下生产中出现的瓦斯、煤尘等其它有害的气体，因此，煤矿矿井生产中必须计算采掘面、好采区、矿井及其他点使用的风量，根据煤矿矿井各点需要的风量进行分配，提高煤矿矿井通风系统抗灾能力。由于煤矿矿井开采区的加深或扩大，煤矿矿井各点的需风量会随之发生变化，为了达到煤矿矿井安全生产和经济合理的目的，煤矿矿井应及时更换通风系统的主通风机。
3.合理地规划煤矿通风设施。煤矿矿井通风系统的通风设施在煤矿通风系统中有着重要的作用，煤矿矿井通风设施其主要包括风门、风窗、风桥等。在具体的煤矿矿井通风规划时，要首先考虑的是煤矿矿井内风流的自然分配，尽量减少煤矿矿井通风设施数量，从而达到降低煤矿矿井通风阻力的目的。同时，为了防止煤矿矿井风流紊乱、有害的气体漏风、涌出等情况的发生，提高煤矿矿井通风系统的稳定程度和可靠性，应使煤矿矿井通风设施的质量、数量和位置符合规范，保证煤矿矿井的安全生产。
4.减少煤矿内通风的阻力。煤矿矿井通风阻力的影响因素有很多，例如通风网络布置、断面大小及其变化、风量配备、巷道长度、巷道光滑程度等。要通过改变通风阻力的基础数据，才能减少煤矿矿井通风阻力，从而优化煤矿矿井通风系统，使煤矿矿井通风系统更加经济合理，保证煤矿的安全生产。
四、通风系统的设计要点及展望
对于通风系统过的设计,由于其自身的复杂性与不确定性,如果仅仅凭借经验与想象进行设计和日常维护,难免会出现纰漏,有考虑不周全的地方或者有严重的安全漏洞。随着信息科学技术的发展,在现代煤矿通风系统的设计中,可以借助信息管理技术,用计算机及相关软件作为辅助手段来进行煤矿通风系统的设计。
利用计算机进行煤矿通风系统设计的思路是:把一些抽象的因素,例如巷道断面、风速等人们无法掌握的东西,具体化成参数,并根据测量或者想象对其进行赋值,然后借助预先编制出的程序对其进行计算、处理和分析,通过输出的结果为工程技术人员提供必要、有用的备选方案,从而有利于技术人员制定设计方案。同时做出可能出现的灾害事故的解决方案。对于现代通风系统的设计,应有以下特点:
1.具有预测性
利用信息技术,最好能够根据模拟出的矿井内部环境变化,预测出以后的通风情况,这样不但能够有利于技术人员制定方案,还能够在实际应用中实时监测并预测后续变化,更加有利于预防、采取措施。
2.可视化
通风系统的参数虽然相较于凭空想象具体许多,但是还不足以使人们看出最后的结果,而设计方案可以利用这些参数进行模型建立,最好能以图像、文字和声音等多媒体技术手段直观的展现在人们面前,这样可以有效简化工作人员的工作量。
3.实现动态模拟
由于矿井中的环境条件不稳定,时刻发生着变化,所以需要模拟软件能够根据参数进行动态模拟,预测出环境的改变,能够良好的适应矿井的动态性。如果能够尽量接近矿井中的真实情况,就更有利于技术人员设计出更加准确、可靠的方案。
结束语
煤矿的矿井通风系统运行不仅直接影响整个企业的经济效益，更重要的是要保障煤矿的安全生产及矿工的生命。因此，不管煤矿处于设计阶段还是生产阶段，都必须采取有效措施进一步提高矿井通风设备性能，创新矿井通风技术，加强矿井通风管理投入力度，完善矿井通风监管制度，优化矿井通风系统，保证通风系统的安全性、稳定性以及合理性，避免和杜绝煤矿因通风系统问题而引发安全事故。
参考文献：
[1]刘光智.浅谈煤矿通风系统的安全性及优化设计[J].科技与企业,2013,01:190-191.
[2]吴风国.矿井通风系统安全评价与优化研究[D].河南理工大学,2012.
[3]刘雪亮.合并矿井通风系统优化及应用研究[D].山东科技大学,2011.
[4]任世权.矿井通风系统安全性最优化分析研究[D].西安科技大学,2010.
[5]沈能.煤矿通风系统存在的问题及发展[J].中国新技术新产品,2010,20:149.
关键词：煤矿；通风系统；优化设计
中图分类号：X752文献标识码： A
引言
煤矿通风系统指的是將空气输入煤矿矿井内，将煤矿矿井内内的有害气体排除出来。煤矿通风系统是煤矿生产系统的重要组成部分，也是保证煤矿矿井下安全工作的关键。随着煤矿事业的快速发展，煤矿狂进通风线路加长、矿井通风阻力增大、回采范围扩大，原有的煤矿矿井通风系统和通风设施已不能适应现阶段煤矿生产的安全生产需要。因此，在煤矿生产中，及时对煤矿矿井的通风系统进行优化和改造，确保煤矿矿井通风能力和安全生产，是保证煤矿安全工作的一项重要任务。
一、煤矿通风系统
煤矿通风系统包括矿井通风方法、通风方式和通风网路。煤矿等的通风指的就是把地面空气连续不断的送往井下，并同时把井下污浊的空气连续不断的排出井外。煤矿的通风系统是否完整合理，这关系到整个矿井的通风和安全生产。煤矿的通风机的工作方式主要有两种：压入式和抽出式。这两种方式的应用必须针对不同的煤矿的通风、瓦斯和防火等方面综合考虑应用，还必须符合《规程》所要求的内容，不能擅自使用。
在煤矿通风系统的管理中，各个分支的持续稳定性是不可忽视的，并且如果通风系统的分支风阻发生了变化，必须要及时调节以确保每个需要用风的工作区域的风能够达到所要求的风量和质量。煤矿的通风系统需要满足四个条件：一是不能因为考虑经济问题的原因而不能保证在第一时间给开采区域输送新鲜空气；二是要严格保持开采区域的良好气候条件；三是必须把各种粉尘和有害物质降到最低的范围保证开采人员和煤矿下开采区域的安全；四是在出现安全隐患问题的时候及时对风流和风向问题进行有效控制。
二、煤矿通风系统的作用
1.矿井通风系统可以在保证井下正常作业的情况下,向井下各个用风空间,例如各采掘工作面、硐室、井巷等连续不断并且适量地供给足够的新鲜空气和风量。
2.在发生安全事故时,矿井通风系统可以在一定范围内控制风流,从而减少灾害对于矿井通风系统的破坏程度,另外还可以减少各种不利因素,例如高温、有毒、有害气体的浓度和对人员的影响,能尽可能的保证井下人员和救灾人员的人身安全,还能在之前帮助井下人员撤退,保证及时的救灾和减少事故造成的损失。
3.对于矿井通风系统,要满足稳定性好,能供给足够风量,供给风速合理,设施可靠等要求。
三、煤矿通风系统的优化理论
煤矿通风系统的优化指的是分析煤矿矿井通风系统当前的通风状况，并找出煤矿矿井通风系统中存在的问题和需要改进的地方，从各个煤矿矿井通风系统设计方案中，找出的通风好系统最优方案。煤矿矿井最优方案应综合考虑煤矿通风系统的需要、矿下作业安全、煤矿生产和建设、费用成本等因素。通过分析比较以下几方面，可得出最适合煤矿矿井的通风系统设计。
1.改变煤矿矿井通风系统的的方法。根据煤矿矿井通风系统主风机工作方法的不同，可分为三种：抽出式通风、压入式通风、抽压混合通风。通常情况下，煤矿矿井通风系统采用抽出法通风，但如果煤矿矿井中每层具有自燃倾向、煤矿火区情况较为严重或浅部开采时，煤矿矿井通风系统应采取压入法通风。在煤矿矿井中使用抽压混合法所需的通风机设备较多，而且煤矿矿井通风系统管理比较复杂，应当尽量不使用这种方法。
2.合理地分配煤矿矿井的通风量。煤矿矿井通风系统的一个重要任务在于排出或稀释煤矿井下生产中出现的瓦斯、煤尘等其它有害的气体，因此，煤矿矿井生产中必须计算采掘面、好采区、矿井及其他点使用的风量，根据煤矿矿井各点需要的风量进行分配，提高煤矿矿井通风系统抗灾能力。由于煤矿矿井开采区的加深或扩大，煤矿矿井各点的需风量会随之发生变化，为了达到煤矿矿井安全生产和经济合理的目的，煤矿矿井应及时更换通风系统的主通风机。
3.合理地规划煤矿通风设施。煤矿矿井通风系统的通风设施在煤矿通风系统中有着重要的作用，煤矿矿井通风设施其主要包括风门、风窗、风桥等。在具体的煤矿矿井通风规划时，要首先考虑的是煤矿矿井内风流的自然分配，尽量减少煤矿矿井通风设施数量，从而达到降低煤矿矿井通风阻力的目的。同时，为了防止煤矿矿井风流紊乱、有害的气体漏风、涌出等情况的发生，提高煤矿矿井通风系统的稳定程度和可靠性，应使煤矿矿井通风设施的质量、数量和位置符合规范，保证煤矿矿井的安全生产。
4.减少煤矿内通风的阻力。煤矿矿井通风阻力的影响因素有很多，例如通风网络布置、断面大小及其变化、风量配备、巷道长度、巷道光滑程度等。要通过改变通风阻力的基础数据，才能减少煤矿矿井通风阻力，从而优化煤矿矿井通风系统，使煤矿矿井通风系统更加经济合理，保证煤矿的安全生产。
四、通风系统的设计要点及展望
对于通风系统过的设计,由于其自身的复杂性与不确定性,如果仅仅凭借经验与想象进行设计和日常维护,难免会出现纰漏,有考虑不周全的地方或者有严重的安全漏洞。随着信息科学技术的发展,在现代煤矿通风系统的设计中,可以借助信息管理技术,用计算机及相关软件作为辅助手段来进行煤矿通风系统的设计。
利用计算机进行煤矿通风系统设计的思路是:把一些抽象的因素,例如巷道断面、风速等人们无法掌握的东西,具体化成参数,并根据测量或者想象对其进行赋值,然后借助预先编制出的程序对其进行计算、处理和分析,通过输出的结果为工程技术人员提供必要、有用的备选方案,从而有利于技术人员制定设计方案。同时做出可能出现的灾害事故的解决方案。对于现代通风系统的设计,应有以下特点:
1.具有预测性
利用信息技术,最好能够根据模拟出的矿井内部环境变化,预测出以后的通风情况,这样不但能够有利于技术人员制定方案,还能够在实际应用中实时监测并预测后续变化,更加有利于预防、采取措施。
2.可视化
通风系统的参数虽然相较于凭空想象具体许多,但是还不足以使人们看出最后的结果,而设计方案可以利用这些参数进行模型建立,最好能以图像、文字和声音等多媒体技术手段直观的展现在人们面前,这样可以有效简化工作人员的工作量。
3.实现动态模拟
由于矿井中的环境条件不稳定,时刻发生着变化,所以需要模拟软件能够根据参数进行动态模拟,预测出环境的改变,能够良好的适应矿井的动态性。如果能够尽量接近矿井中的真实情况,就更有利于技术人员设计出更加准确、可靠的方案。
结束语
煤矿的矿井通风系统运行不仅直接影响整个企业的经济效益，更重要的是要保障煤矿的安全生产及矿工的生命。因此，不管煤矿处于设计阶段还是生产阶段，都必须采取有效措施进一步提高矿井通风设备性能，创新矿井通风技术，加强矿井通风管理投入力度，完善矿井通风监管制度，优化矿井通风系统，保证通风系统的安全性、稳定性以及合理性，避免和杜绝煤矿因通风系统问题而引发安全事故。
参考文献：
[1]刘光智.浅谈煤矿通风系统的安全性及优化设计[J].科技与企业,2013,01:190-191.
[2]吴风国.矿井通风系统安全评价与优化研究[D].河南理工大学,2012.
[3]刘雪亮.合并矿井通风系统优化及应用研究[D].山东科技大学,2011.
[4]任世权.矿井通风系统安全性最优化分析研究[D].西安科技大学,2010.
[5]沈能.煤矿通风系统存在的问题及发展[J].中国新技术新产品,2010,20:149.