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【摘要】基于矿井通风系统优化设计方法，对某矿山矿井通风系统调查与测定，并评价其通风效果，得出该矿通风系统存在：有效风量率偏低、井下风流内部短路漏风严重、采场通风条件差、主扇装置效率偏低、部分区域污风循环等问题；利用矿井通风系统优化设计方法，对该矿山通风系统进行优化设计改造。结果表明：经过优化设计改造后的通风系统效果良好，井下通风条件得到了明显改善，有效地解决了井下现有的通风系统问题，为井下作业生产提供了一个安全舒适的环境。
【关键词】矿井通风系统；优化设计方法；有效风量；通风能耗
1、引言
矿井通风系统是由主通风机装置、井下通风网络和主要通风构筑物组合而成的一个动态多变系统，通过运用多种技术手段输送、调控空气在井下巷道中流动，维护矿井正常安全生产[1]。灾变时期应利于限制和缩小事故的危害程度与范围，并便于控制灾害，利于救灾、救人和恢复生产。从事故的本质上分析，煤矿瓦斯、火灾等重大安全事故的发生，都与矿井通风系统发挥的作用有直接关系。因此，通风系统优化改造是搞好井下通风条件的必要技术手段之一，对矿井通风系统优化研究是当今一项非常重要的研究课题。
2、矿井通风系统优化研究方法的实际应用
2.1 矿山通风系统存在的问题
某矿位于贵州省中部乌江流域开发区，矿区属中低山地貌类型，地质地形复杂。该矿多年来，采用锚杆护顶分段空场法的采矿方法，随着生产发展变化的要求，现正准备试用磷石膏充填采矿法。矿山原有年设计生产规模80万吨/年，计划生产规模达到120万吨/年。矿井通风系统主要由主斜坡道进风和附加北辅斜井与胶带斜井进风，随着开采深度加深，生产能力扩大，矿山现已形成多盘区多分层多采场同时作业，通风阻力路线加长，加之原有采矿形成的大量采空区，致使现有矿山风机主扇运行效率难以满足正常生产的需要，通过对该矿通风系统进行现状调查以及对测定数据分析，矿井通风系统存在以下问题：
（1）改造前北风井风机主扇的效率约为68.58%，南风井风机主扇的效率约为63.78%，基本符合要求，但在冬天效率降低。
（2）矿井进风风流污染严重。矿山总进风量为114.4m3/s，主斜坡道进风41.92m3/s，占总进风的29.03%，胶带斜井进23.12m3/s，占总进风的16.01%，半数以上的新鲜风流未达到需风作业面之前已经被汽车尾气和粉尘污染。
（3）采场通风条件差。由于该矿岩石稳固性差，裸露矿体极易风化，导致上部结束回采中段运输巷垮塌现象严重而无法作为下一中段作业采场的回风通道，采场通风不畅，部分采场作业面有风流反向现象。
（4）局部区域污风循环。各中段均有不少溜矿井与上下中段贯通，使其回采作业面污风从溜矿井漏入进风巷，以致进风巷的新鲜风流受到污染。
2.2 矿山通风系统优化设计改造
針对该矿山通风系统存在的以上问题，利用矿井通风系统优化设计方法，对该矿山通风系统进行优化设计改造，确定该矿通风系统需新凿一条专用进风斜井，可解决改造前通风系统存在的问题和长远发展的需要，并且针对矿山优化改造方案进行通风系统计算机仿真模拟，论证了该优化改造方案具有技术经济可行性。
具体优化改造方案为：在主斜坡道附近新凿一条专用进风斜井，专用进风斜井与各中段运输巷的联络石门相接，在中段联络石门巷道上（各需风中段）设置一级机站（为本中段压入式供风），原有主斜坡道采取密闭措施，使其新鲜风流由专用进风斜井进入各需风中段的下盘，然后由下盘沿脉巷经盘区斜坡道进入到各分层沿脉巷道，然后由各分层穿脉巷道进入采场作业面，清洗工作面的污风由上一中段回风巷排入回风井，然后由主扇排出地表，形成中央专用进风斜井进风，南北两翼回风井回风的两翼对角式通风系统。
2.3 优化设计改造后通风系统的效果
矿山通过对通风系统优化设计改造后，全矿井下通风效果得到明显的改善：
（1）全矿通风系统总进风量为147.45m3/s，比原来增加23.32m3/s，主斜坡道采取空气幕阻隔措施，能满足矿山扩产到年生产能力为120万吨的通风系统要求，避免了进风风质受到汽车尾气和粉尘污染的问题；其次，矿山通风能耗降低。专用进风斜井一级机站与南北风机（只开一段风机）串并联运行为矿山井下供风，南、北风机由原来两段运行变为一段运行，风机功率由2×132kW降到132kW，一级机站风机功率为55 kW，矿山年总通风能耗可降低517492.8元。
（2）通过在中段下盘运输巷道南、北回风井联络道安装调节风窗，有效控制盘区斜坡道风流，通过局扇压入式供风改善采场通风效果。
3、结论
通风系统优化改造是搞好井下通风条件的必要技术手段之一。本文以某矿山矿井通风系统为例，指出了其存在的一些问题。在此基础上，利用矿井通风系统优化设计方法，对该矿山通风系统进行优化设计改造。结果表明：经过优化后的通风系统效果良好，井下通风条件得到了明显改善，有效地解决了井下现有的通风系统问题，从而为井下作业生产提供了一个安全舒适的环境。
参考文献
[1]文永胜.矿井通风技术的新发展[J].世界有色金属，2008（12）：32-34.
【关键词】矿井通风系统；优化设计方法；有效风量；通风能耗
1、引言
矿井通风系统是由主通风机装置、井下通风网络和主要通风构筑物组合而成的一个动态多变系统，通过运用多种技术手段输送、调控空气在井下巷道中流动，维护矿井正常安全生产[1]。灾变时期应利于限制和缩小事故的危害程度与范围，并便于控制灾害，利于救灾、救人和恢复生产。从事故的本质上分析，煤矿瓦斯、火灾等重大安全事故的发生，都与矿井通风系统发挥的作用有直接关系。因此，通风系统优化改造是搞好井下通风条件的必要技术手段之一，对矿井通风系统优化研究是当今一项非常重要的研究课题。
2、矿井通风系统优化研究方法的实际应用
2.1 矿山通风系统存在的问题
某矿位于贵州省中部乌江流域开发区，矿区属中低山地貌类型，地质地形复杂。该矿多年来，采用锚杆护顶分段空场法的采矿方法，随着生产发展变化的要求，现正准备试用磷石膏充填采矿法。矿山原有年设计生产规模80万吨/年，计划生产规模达到120万吨/年。矿井通风系统主要由主斜坡道进风和附加北辅斜井与胶带斜井进风，随着开采深度加深，生产能力扩大，矿山现已形成多盘区多分层多采场同时作业，通风阻力路线加长，加之原有采矿形成的大量采空区，致使现有矿山风机主扇运行效率难以满足正常生产的需要，通过对该矿通风系统进行现状调查以及对测定数据分析，矿井通风系统存在以下问题：
（1）改造前北风井风机主扇的效率约为68.58%，南风井风机主扇的效率约为63.78%，基本符合要求，但在冬天效率降低。
（2）矿井进风风流污染严重。矿山总进风量为114.4m3/s，主斜坡道进风41.92m3/s，占总进风的29.03%，胶带斜井进23.12m3/s，占总进风的16.01%，半数以上的新鲜风流未达到需风作业面之前已经被汽车尾气和粉尘污染。
（3）采场通风条件差。由于该矿岩石稳固性差，裸露矿体极易风化，导致上部结束回采中段运输巷垮塌现象严重而无法作为下一中段作业采场的回风通道，采场通风不畅，部分采场作业面有风流反向现象。
（4）局部区域污风循环。各中段均有不少溜矿井与上下中段贯通，使其回采作业面污风从溜矿井漏入进风巷，以致进风巷的新鲜风流受到污染。
2.2 矿山通风系统优化设计改造
針对该矿山通风系统存在的以上问题，利用矿井通风系统优化设计方法，对该矿山通风系统进行优化设计改造，确定该矿通风系统需新凿一条专用进风斜井，可解决改造前通风系统存在的问题和长远发展的需要，并且针对矿山优化改造方案进行通风系统计算机仿真模拟，论证了该优化改造方案具有技术经济可行性。
具体优化改造方案为：在主斜坡道附近新凿一条专用进风斜井，专用进风斜井与各中段运输巷的联络石门相接，在中段联络石门巷道上（各需风中段）设置一级机站（为本中段压入式供风），原有主斜坡道采取密闭措施，使其新鲜风流由专用进风斜井进入各需风中段的下盘，然后由下盘沿脉巷经盘区斜坡道进入到各分层沿脉巷道，然后由各分层穿脉巷道进入采场作业面，清洗工作面的污风由上一中段回风巷排入回风井，然后由主扇排出地表，形成中央专用进风斜井进风，南北两翼回风井回风的两翼对角式通风系统。
2.3 优化设计改造后通风系统的效果
矿山通过对通风系统优化设计改造后，全矿井下通风效果得到明显的改善：
（1）全矿通风系统总进风量为147.45m3/s，比原来增加23.32m3/s，主斜坡道采取空气幕阻隔措施，能满足矿山扩产到年生产能力为120万吨的通风系统要求，避免了进风风质受到汽车尾气和粉尘污染的问题；其次，矿山通风能耗降低。专用进风斜井一级机站与南北风机（只开一段风机）串并联运行为矿山井下供风，南、北风机由原来两段运行变为一段运行，风机功率由2×132kW降到132kW，一级机站风机功率为55 kW，矿山年总通风能耗可降低517492.8元。
（2）通过在中段下盘运输巷道南、北回风井联络道安装调节风窗，有效控制盘区斜坡道风流，通过局扇压入式供风改善采场通风效果。
3、结论
通风系统优化改造是搞好井下通风条件的必要技术手段之一。本文以某矿山矿井通风系统为例，指出了其存在的一些问题。在此基础上，利用矿井通风系统优化设计方法，对该矿山通风系统进行优化设计改造。结果表明：经过优化后的通风系统效果良好，井下通风条件得到了明显改善，有效地解决了井下现有的通风系统问题，从而为井下作业生产提供了一个安全舒适的环境。
参考文献
[1]文永胜.矿井通风技术的新发展[J].世界有色金属，2008（12）：32-34.