煤矿井下通风系统优化研究

薛补平

摘要：在矿井作业中，很多煤矿企业都会设置煤矿通风系统保障井下作业的安全，因此就要对煤矿井下通风系统进行不断的优化，这样才能不断提升煤矿井下作业的安全性。本文通过实际案例进行分析，希望通过本文的分析，能够为煤矿井下通风系统的优化提供一些参考意见。

关键词：煤矿；通风系统；优化改造；原则；要求；方案

工作人员在井下作业过程中受到环境中有毒气体的影响极易发生安全事故，对工作人员的人身安全造成极大影响，因此就要不断降低发生安全事故的概率。所以将井下的有毒气体排放到地面上，保持井下各类气体的浓度能够维持在一个正常的水平，这样能为井下作业人员提供一个安全的作业环境。因此就要不断优化煤矿井下通风系统，不断提升煤矿企业的经济效益与社会效益。

1工程概述

本文是以某市的煤矿开采单位为例进行分析的，该矿井边界的形状不够规则，通过测量发现南北宽度为4.5-18.5km，东西长为3.7-21.5km，面积达到215.34km2，煤炭的总储量达到十分丰富，总共发现可开采的煤层有10层，采煤层主要分布在第二、第四与第五层。本矿井中总共有5个盘区。该矿井为低瓦斯矿井，矿井通风系统为抽出式，进风井主要有主斜井、排矸平硐与副平硐这三个进风井。排矸平硐回风井的回风量可达到17856m3/min，工业广场回风井的回风量可达到8286m3/min，但是在实际应用中存在通风线路长、风阻大，风量分配不合理等问题，对通风系统的可靠运行造成极大影响。

2矿井通风工作的重要性

由于在矿井生产作业过程中，井下的粉尘、有毒气体会对人体造成极大伤害，同时也存在瓦斯爆炸等各类安全事故，这就要求企业要做好井下通风工作。矿井通风在实际的应用中，能够保持井下作业人员呼吸到新鲜空气，减少有害气体或者粉尘的吸入量。同时也是严格遵守煤矿安全施工相关规定的要求。当井下发生火灾时，需要在矿井通风的帮助下，为工作人提供逃生的机会，将井下作业的危害程度降到最低。因此在煤矿井下作业过程中，通风系统是十分重要的内容，并且也能保证井下作业人员的人身安全与财产安全，将对企业的不良影响降到最低。这样才能促进企业的可持续发展，保证企业的经济效益与社会效益。

3通风系统存在的不足

3.1通风线路长、风阻大

在本案例中目前的通风系统，在广场的回风井，主要是对4号煤层的通风工作进行负责，2号煤层的通风工作是由排矸平硐回风井负责的。但是通风线路较长，在通风过程中阻力较大，并且煤层极易发生自燃，这样就造成极大的安全隐患。

3.2风量分配不合理

矿井在设计中，最先采用的通风方式为“U”型，但是由于瓦斯在工作面上的集聚，设计人员又将通风方式进行优化，改造为“Y”型，在这样的通风方式下，风流需要经过多个过程才能回到总回风巷。在企业煤炭开采的不断进行过程中，通风线路也在发生变化，同时也变得更加复杂，如果在开采煤炭过程中，目前的通风量是远远不够[1]。

3.3其他问题

就目前的情况来看。通风网络比较复杂，并且在井下发生火灾之后，会将火灾范围扩大，减弱火灾抵抗能力。由于通风线路设计较长，这就使得某一个位置的温度过高，会给煤炭开采工作带来极大安全隐患，同时也会对企业的可持续发展造成极大阻碍。

4通风系统优化研究

4.1优化方案

通风系统的优化工作具有一定的复杂性与专业性，并且要对目前矿井的通风方式与生产方式进行系统的、科学的分析，这样才能对通风系统进行有效的优化。

4.1.1第一种优化方案：在现有的通风条件下，对通风方式进行调整，保证在工作面上的回风巷的风流能够在进入排矸平硐回风井时，经过边界巷，并且保证工作面由两个风机同时负责[2]。

4.1.2第二种优化方案：对通风系统进行调整，将原有的分煤层回风进行改造，并且以分盘区回风方式呈现。2号与4号的一盘区，回风任务由工业广场副斜井进行负责，在2号与4号的两个盘区的回风任务是由排矸平硐回风井风机进行负责的。下面就对二者在优化后的效果进行对比：

第一种优化方案的优势：在对通风系统进行优化过程中工程量较小，只要进行两处施工便可完成优化工作[3]。第二种优化方案的优势：通过优化之后，能够实现独立通风，并且可靠性得到有效增加。对系统进行优化之后，通风路径明显缩短，这样就能有效降低风阻，并对原来通风系统中存在的问题进行合理解决。

第一种优化方案的劣势：无法保证两套通风系统的独立，并且在应用中抗干扰效果较差，并且通风线路较长，对原有通风系统中的问题未能有效解决。第一种优化方案的劣势：在本方案下对工程的改造量较大，需要施工的地方为4个，需要拆除的地方也達到3个，并且后期对风机的更换概率较大[4]。

4.2实施方案

在对第二种方案通风系统进行优化过程中，需要按照以下步骤进行施工：

第一，对2号与4号的煤层总回风巷与回风暗斜井间的密闭进行启动；第二，将调节窗设置在在2号煤层的2盘区的回风巷与回风井中间；第三，砌设一堵密闭回风顺槽在4号煤层的4盘区；第四，将风门设置在4号煤层的2盘区的主回风与联巷中间；第五，将位于4号煤层的2盘区的风窗进行拆除；第六，将位于2号煤层的2盘区的密闭进行拆除，并且在3联巷中增设密闭[5]。

4.3优化后通风效果检验

通风系统经过优化之后需要对其应用效果进行检验，在检验中发现，能够将原有的通风线路缩短到5000m，并将能够将风机负压有效降低150Pa。同时在优化之后，对回风井的工作进行明确，这样就能防止出现通风线路交叉的情况，这样就能保证通风网络的简单化，进而提升通风系对各种灾害的抵抗能力，并且能够满足企业的发展需求。

5矿井通风系统优化的原则与要求

5.1矿井通风系统优化原则

在对矿井通风系统优化时，需要严格按照以下几个原则进行操作：第一，在通风系统布置与优化过程中一定要保证网络设计的简单性，并且保持良好的经济效益与通风效果；第二，首先要确定优化设计方案，确定优化技术，保证设计方案能够促进优化作业的顺利进行；第三，保证对通风系统进行优化之后，满足基本的可靠性与稳定性，并且要保证在通风过程中的安全性；第四，保证通风系统优化之后能够满足矿井的生产环境与条件，并且要在相关法律法规的基础上保证通风系统的安全性。

5.2矿井通风系统优化要求

矿井通风系统优化过程中需要满足以下几个方面的要求：第一，能够为井下提供新鲜的空气，保证井下作业的有序进行；第二，在通风系统布设过程中要保证稳定的风流，并且要以简单化为目标，提升管理的便捷性；第三，一定能遇到突发状况，要立撤离相关工作人员，保证对风流进行有效的控制；第四，较低的维护成本，这样才能提升企业的经济效益。

6结语

煤矿井下通风系统的优化具有重要意义，能够保证井下作业人员的人身与财产安全，降低发生安全事故的概率。因此在通风系统优化过程中，要认识到煤矿井下通风系统的重要性，并对目前使用的通风系统中存在的不足进行研究，进而通过合理的优化方案不断提升煤矿井下通风系统的稳定性与安全性，进而促进我国煤矿企业的可持续发展。

参考文献

[1]刘建新. 煤矿矿井通风系统优化策略分析[J]. 商品与质量，2017（24）：00103-00103.

[2]王利民. 多风井矿井通风系统优化改造[J]. 能源与节能，2017（8）：72-73.

[3]赵秋峰. 浅析煤矿基建期间通风系统优化[J]. 江西煤炭科技，2018（1）：91-93.

[4]黄峰. 矿井通风技术及通风系统优化案例分析[J]. 内蒙古煤炭经济，2017（13）：108-109.

[5]王志高. 煤矿通风系统的安全性及优化设计[J]. 能源与节能，2018（6）：54-55.

（作者单位：陕西延长石油集团横山魏墙煤业有限公司）