谈煤矿通风系统优化及可靠性分析

【摘 要】中国的70%的能量来源于煤矿，中国也是世界上最大的煤矿出口的国家。煤与中国工业和人们的生活都息息相关，煤矿事业的发展也为我国GDP的发展做出重大的贡献，是关乎国计民生的事业。在煤矿事业发展中，保证煤矿安全一直是人们重视并致力于解决的一个问题。由于煤矿的过度开采，浅层煤矿的数量渐渐减少了，为了满足经济发展的需要和人们的生活需求，人们必须开采深层煤矿，安全隐患也增多不少。随着煤矿开采范围不断扩大，煤矿开采的深度逐渐增加，煤矿中的供风距离越来越长，通风阻力显著增加，风量不能满足二水平同时生产要求。本文通过对通风状况的分析和通风系统的探索，探讨煤矿通风系统的最优方案及其可靠性的评估，力求提高煤矿的安全质量和工作效率，达到两者的完美融合。

【关键字】煤矿；通风系统；优化；方案；可靠性

1 煤矿通风系统的概况

煤是人们重要的能源之一，并且拥有悠久的历史。对如今人类的社会发展以及文明的进步有着重要的作用。早在新石器时代，就有将煤作为燃料使用的记录。据记载，美国拥有它的第一个商业煤矿是维吉尼亚州的Midlothian，于1748年开始开采。随着工业革命的开展，煤成为主要的能源，煤矿的数量大幅上涨，但是矿难的数量也与日俱增，并成为严重的社会问题。

而常见的矿难有：瓦斯爆炸、煤尘爆炸、瓦斯突出、透水事故、矿井失火、顶板塌方等。而煤矿的通风系统在保障矿井安全方面有着非常重要的作用，它是煤矿矿井生产系统中不可或缺的重要组成部分，是煤矿安全事业中不可或缺的一部分。煤矿的通风系统主要是由通风网络、通风动力设施和通风构筑物三个子系统组成的。但是煤矿通风系统并不是固定不变的，它的通风方式、方法、风流走向、通风构筑物等的不同，最后的效果也是不同的。

2 我国目前通风系统存在的问题

煤矿的通风系统由多种因素构成，要找出通风系统的最优方案，必须对目前存在的问题进行分析，才能具有针对性的提出解决措施。

1）主要的通风机效率不高。这主要是两种原因：矿井采用的设备较差，效率不高；所选用的风机性能与煤矿的通风阻力状况不匹配。这都导致矿井的通风机的效率不高，不仅造成电能的浪费，而且矿井的通风效果不好。

2）通风的阻力大，分布不合理。由于风量大而通风断面小，堆积物较多，风速过大，风向的通风阻力过大。为了克服这种通风阻力，矿井必须配备大功率的通风机，这导致通风机耗电量过高，矿井的通风设置不合理。

3）矿井的风量不足。有的矿井由于全矿或采掘面供风置不足、或风流串联次数多，往往造成某些地点瓦斯聚集、矿尘浓度超标，这些直接威胁矿井工作者的生命安全。而这种情况在中小型矿井中发生较多，虽然有资金不足的原因，但这个问题不应被忽视。需要做的是保障重要位置的有效供风，减少漏风，这可以防止瓦斯的积累，保证矿井的安全生产。

4）风量调节方法不科学。由于主要通风机的能力有剩余，一些中小矿井在投产的初期，通过放闸门的方法来减少矿井的进风量。虽然这种方法简单并且容易实行，也能帮助离心式风机节省一部分的电能，但采用调小风机能力还是更节省电能一点。这种风量调节方法降低了通风系统的经济效益，不符合最优方案的要求。

5）漏风多。矿井的通风系统是否完善还在于其是否能将足够的、质量高的风送到指定的地点，但有些矿井的外部漏风或内部漏风较多，有效风量较少，经济效益较低。

6）形成恶性循环。一些煤矿的通风系统采用增阻式的调节方式，这种方式的缺点是容易导致增加风量的采区风量不能增加。为了解决这一缺点多把调节风窗的面积任意的缩小，造成煤矿巷道的堵塞，进一步导致矿井的总风量减少，形成了这种恶性循环。

7）一些煤矿的通风设施设置不合理，且质量较差，造成矿井的漏风较多，有效风量低，矿井的安全性低。

3优化煤矿通风系统的措施

一个好的煤矿通风系统的标准是系统简单，运行可靠、稳定性高，能将足够的风量送到用风地点，有效风量高，通风的阻力分布合理，易于调节，用风地点独立通风。

合理选择通风机的类型。

我们知道通风机不合理会造成通风机的效率较低，所以为了提高效率，保证经济效益，应该挑选合理的通风机型号。通风机是衡量煤矿通风系统好坏的重要指标，选择合适的通风机不仅能节约电能，而且能满足矿井的生产要求。

3.1更换电机

电机设备都是按达产后的通风容易和困难时期最大需风量、负压选型设计的，但实际上有的矿井受地质条件的限制，不能达到设计的产量。所以可以根据实际的要求更换电机，来提高电机的负荷率，提高经济效益。

3.2降低矿井的通风阻力

建立通风系统的重点是降低矿井的通风阻力。首先对全矿井的通风网络进行全面的调查和阻力的测定，然后在关键的地方进行降阻。可以通过扩大巷道断面、降低巷道局部阻力、开掘新井巷，缩短通风的长度来降低通风的阻力。

3.3改造反风设施和建设防爆盖

由于一些闸门不严密、不到位，风井口或防爆盖不严密，一些通风机常年漏风，造成电能浪费。所以为了改善这种情况，节约电能消耗，提高效率，应将反风设施及防爆盖的漏风降到最低，确定闸门钢丝绳的长度，保证闸门到位。

3.4准确测量和计算矿井的风阻和风量

通过测量矿井中的风阻，可以使人们了解矿井中的风阻的分布情况，提供实际的巷道通风阻力系数和风阻值，为通风系统的设计提供数据。注意选择合适的测量方法和测量工具，尽量提高精确度，这对于计算有着重大的意义。

3.5科学调节矿井的风量

风量调节是做好通风系统的重要内容。做好风量调节主要是布置好调节设施布置的位置，调节好参数的大小和调节设施数目的的合理性 。

3.6加强矿井通风系统的管理

首先，加强对员工的安全技术培训，增加安全知识，提高安全意识，；其次，应建立通风安全的管理制度，使对通风的管理制度化、系统化。

4结束语

煤矿的通风系统是煤矿生产系统的重要组成部分，优化通风系统，对于保障矿井的安全具有重要的意义。由于煤矿生产事业范围的进一步扩大，煤矿开采的深度的进一步加深，原有的通风系统不太适应新的要求，所以通风系统也要因时而变。所以人们应针对通风系统存在的问题，采取措施，优化通风系统。有利于提高矿井的工作效率，也利于提高矿井的安全性和减少安全事故的发生，保证工作人员的生命安全，也利于社会的和谐和稳定。

【参考文献】

[1]胡汉华，刘征，张民波.矿井通风系统优化的熵模糊可拓物元决策模型[J]. 科技导报.2011（04）

[2]李向东，张庆华，陈忠明，余禄荣.龙滩煤矿通风系统改造优化方案的研究[J]. 煤炭科学技术.2010（12）