矿井通风系统优化方法研究

蔡文鹏

（云南工业技师学院，云南 曲靖 655000）

矿井通风系统是采矿业能否正常运转的关键因素之一，此系统既制约采矿业的生产系统又对矿业的生产系统有着巨大的经济价值和服务价值。所以为了让采矿业有更加广阔的发展前景，我们必须要重视矿井通风系统优化方法的研究，但是当前的通风系统发展现状是十分不乐观的，这是由于传统的通风系统监管审查力度不大，导致通风设备存在严重的质量问题，这些落后的通风机械设备对矿井通风效果起到了严重的制约作用，进而影响了通风系统的自然通风分支系统和机械通风分支系统[1]。针对以上传统通风系统所存在的一系列问题，本文研究出了以计算机网络计算为主系统，然后建立网络通风数据库，通过网络通风数据库的建立检查其他矿井通风系统技术设备，这个网络通风计算系统可以帮助各个通风系统的环节进行监管工作，能够最大程度的保证矿井开采产业的安全。与此同时，此系统和传统的通风系统最大的优势便是可以在通风过程中，全面考虑矿井开采的地质情况，通风机械工具以及工作人员的技术等方面。为了让网络通风数据模型法构建的更加科学合理，本文对通风系统进行总体优化设计研究，然后又对数据模型的计算方法进行结算分析，最后进行对比论证实验，希望本文设计的通风系统优化方法可以为采矿业创造更大的经济效益。

1 通风系统总体优化设计

矿山开采业在巨大的经济价值背后有着高风险的安全问题，尤其是近年来，我国中小型煤矿企业易发生矿井安全事故，产生这些安全事故一方面是因为矿井开采人员缺乏全面的安全保护系统知识，另一方面便是矿井通风系统设计的不合理，其中矿井通风系统设计的不合理是产生安全事故的主要原因，所以对矿井通风系统进行总体优化设计是减少矿井安全事故，提高采矿经济效益的必然选择[2]。科学合理的矿井通风系统对矿井的稳定、安全、生产、抗灾有重大的作用，因此本文设计了以网络通风数据模型为主的通风系统数据库，以此来保证通风系统可以高效安全的为矿井开采服务。

在网络通风数据模型中我们可以知道矿井通风网络系统主要有三大主要内容，分别是矿井通风优化调控系统，矿井通风网络数据模型以及矿井通风预备系统；这三个分支系统的数据获取主要是靠网络数据表达来完成的，在网络数据表达中又分为五个方面的小内容，分别是网络支点，网络支数，通风构筑物，网络拓扑以及通风设备；在网络通风系统中我们还进行了数据服务器的优化设计和监控通风设备的优化设计，可谓是对矿井通风设备进行了全面的优化升级。此通风系统的优化设计主要有三大优势：一是保证矿井通风系统优化的可靠性，把发生安全事故的可能性降到了最低；二是提高了通风系统的先进性，将通风技术和设备与网络计算机紧密结合，紧跟社会的发展脚步；三是降低了矿井生产的通风成本，增加了经济利益。

通风系统优化后瓦斯治理方案。工作面优化通风方式后，在4201辅运顺槽每隔50m施工一组高位钻孔，每组5个钻孔终孔位于上隅角顶板裂隙带附近，对上隅角瓦斯进行抽采;在回风顺槽敷设一趟200mm的抽采管路，抽采正巷密闭内瓦斯，上隅角靠采空区侧每隔6m施工一道土带墙，在墙的右上角埋一趟200mm抽采管路，形成半封闭状态抽采上隅角瓦斯，通过采用上述抽采措施可解决瓦斯积聚的问题。

2 网络数据模型

通风网络方法在网络算法系统中具有十分重要的作用，它运用的好坏直接影响着本文所建的网络计算模型是否能够有效反映通风系统中的流向问题，风速的运动规律问题以及通风质检问题[4]。只有将通风网络算法构建的更加科学合理，我们才能保证整个通风系统的正常工作运转，进而最大程度的保证矿井开采的安全和稳定。

但是由于传统的矿井通风气压计算值在风压初始赋值的不合理，导致通风网络计算法不能在此情况下进行计算工作。另外由于矿井下的通风回路设置情况比较复杂，这也导致传统的通风气压计算方法只能计算单项的通风回路。所以为了让通风系统的设计更加符合现代社会煤矿业的通风系统发展现状，本文在这里提出新的通风网络计算法，希望此种计算方法可以解决复杂的通风回路设置，使其通风系统更好的为采矿业服务。

算法计算。在通风网络算法中，设风网中网络支点为i，网络支数为j，并且i和j都大于0。其中aik为网络支数函数系数值；bik为网络支点函数系数值；x为矿井通风气压初始压值，与此同时，x要随着矿井开采工作的不断进行逐渐变化，直到采矿结束，其中要注意x的底部系数n＞=1。

通过公式（1）的计算我们可以得到最终的通风气压值P,若P＞i＊j，代表此矿井的通风系统在初始构建时是合理的，但随着矿井工作的不断进行，此通风系统需要再次增加通风线路，增加的通风线路便是P+1的值。假设通过公式（1）求得P＞6，则该矿井的通风系统应增加7条通风线路；若0＜P＜i＊j，代表此矿井的通风系统在初始构建时是不合理的，应该立刻停止采矿工作进行通风系统维修，在通风系统进行维修时矿井的工作人员应该开启备用的通风系统。

3 实验论证分析

为保证本文提出的矿井通风系统优化方法的有效性，本次实验需要进行两组的试验对比，实验论证均采用相同地区的，具有相同矿井开采前提的采矿地点进行采矿论证实验。为保证实验的严谨性，均采用传统通风系统和本文优化设计后的通风系统进行对比试验。

矿井成本试验。在该试验中主要采用传统的采矿方法，即每开采一层后进行通风设备成本分析，再开采一层再进行生产成本分析，然后作为实验论证对比，对出矿成本进行统计。随着试验次数的不断增加其通风设备成本的降低率，本文优化设计的方法要远远高于传统的通风设备法，所以本文设计的优化方法更加能为企业带来经济效益。

4 结语

通过以上的研究和分析我们可以清楚的认识到矿井通风系统的好坏，直接影响着矿井工作人员的生命安全以及矿产开采业的经济效益。但是传统的矿井通风系统在实际工作运转时由于通风线路过长、通风气压值小、井下气流阻力大、风量动力不足等问题，导致瓦斯浓度极限超标，对煤矿开采产生了严重的安全问题。所以为了确保矿井开采业的繁荣和稳定，本文对矿井通风系统优化方法进行研究分析，本文主要通过建立网络通风数据模型来实现对矿井开采业的全面监管工作，然后又通过设计网络通风回路路线算法来提高通风系统的抗灾水平。为了最大程度上的保证本文设计的通风系统优化方法的有效性，进行了两次对比试验，希望此通风优化方法可以为矿井开采的安全高效生产贡献力量。

[1]程子华,张攀,徐志军.突出矿井新建风井贯通初期通风系统优化改造研究[J].中国煤炭,2017，14(11)：111-115.