煤矿通风系统安全检测及其优化设计

雷浩

摘  要：随着时代的发展，我国对煤矿资源的需求量也在逐渐增加，这就使得煤矿企业也越来越多。对于煤矿行业来说，最重要的就是矿井系统的安全性，那么如何强化矿井系统，提高矿井系统的安全性已经成为普遍关注的事情。文章主要针对煤矿通风系统的安全性检测及其优化设计进行了详细的探讨，以期能够对煤矿通风系统的优化提出一些可行性的建议。

关键词：煤矿通风系统;安全性检测;优化设计;稳定性

中图分类号：TD724         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）09-0085-02

Abstract： With the development of the times， the demand for coal mine resources in China is also gradually increasing， which makes more and more coal mining enterprises. For the coal mining industry， the most important thing is the safety of the mine system， so how to strengthen the mine system and improve the safety of the mine system has become a common concern. This paper mainly discusses in detail the safety detection and optimization design of coal mine ventilation system， in order to put forward some feasible suggestions for the optimization of coal mine ventilation system.

Keywords： coal mine ventilation system; safety inspection; optimal design; stability

煤礦通风系统是矿井系统安全性的主要影响因素，在进行煤矿开采之前一定要确保煤矿通风系统的安全性合格，这样才能保证煤矿开采的顺利进行。在如今竞争激烈的时代，如何在获得应用的收益的同时又保证煤矿通风系统安全性达标，需要煤矿行业做出相应的改变。接下来，本文将对煤矿通风系统安全性评价的指标以及如何对煤矿通风系统进行优化设计等方面进行讨论。

1 煤矿通风系统概述

煤矿的通风系统主要包括以下几个部分：通风网络、动力和相关的控制设备等等，煤矿通风系统的作用主要是为工人在井下工作提供良好的空气环境，将工作环境中含污染物较多的空气及时排除，以免对工人的身体健康造成影响。在进行煤矿开采作业的时候，通风系统可以向井下的各个工作地点输送新鲜的空气，使工作人员能够呼吸顺畅，将空气中含有的粉尘和一些有害气体及时排除，最大限度降低有害物质对工作人员身体健康的影响[1]。

煤矿的通风系统能否达到安全标准，能否正常稳定的工作，这直接影响着煤矿企业的生产、安全管理和经济效益。一个煤矿企业如果没有一个安全的煤矿通风系统，这对煤矿企业后续的发展具有十分关键的影响，尤其是可能会对煤矿企业的开采能力和安全事故预防能力有极大的削减[2]。因此，煤矿企业一定要完善通风系统，提升企业的抗灾能力，确保企业的经济效益，从而实现更加长远的发展。

2 评价煤矿通风系统安全性检测

评价煤矿通风系统安全性主要从以下几个方面入手：通风设施、通风环境、安全管理[3]。其中，对通风设施的评价主要包括主通风机安装是否达标、通风巷道的维护情况、通风建筑物是否可靠、相关的通风仪表设备是否配备完整。对通风环境的评价主要包括供风效率、风速是否合格、矿井漏风率等等。对安全管理的评价主要包括工作人员的安全意识及工作素质、通风管理机制的健全程度等等。下面，将主要对通风设施、煤矿测风、管理系统这三个主要的指标展开详细的探讨。

针对煤矿通风设施的评价，为了进一步实现独立的通风和稳定的通风，在采矿区需要采用恰当的采区通风系统，在煤矿中找到存在的角联部位，并对这些部位进行分析，确保角联井巷中的通风设施完备，这是确保煤矿通风系统能够稳定运转的关键。比如，在高瓦斯或者是瓦斯和煤比较突出的采矿区，又或者是在比较容易发生燃烧的煤层，一定要设置相应回风巷。针对用低瓦斯对煤层进行开采的地方要尽量采用分层开采的方式，并且采用联合布置的开采区也要设定想用的回风巷。在回采工作面的通风系统可以分为两种：上行通风和下行通风。由于空气的密度比瓦斯气体的密度大，所以上行风和瓦斯气体的流动就处在一个相同的位置，当进行通风的时候，上行风就可以将瓦斯气体带走。总而言之，煤矿各个通风使用点的主要之处在于总回风巷的二氧化碳和瓦斯气体含量的检测，因此在对煤矿通风系统的安全性进行检测的时候一定要对煤矿在一定时间段内的总回风巷的瓦斯测定数据、二氧化碳浓度测定数据进行记录，以此来对煤矿通风系统是否存在问题进行检测[4]。

针对煤矿测风的评价，主要是要选择合适的测风地点来进行检测。一般来说，测风地点主要包括进风巷、回风巷、进风井、回风井、采掘用风点进、回风巷等等[5]。此外，在一些风速较小的区域也要进行测风，可以将测风点设置在掘进工作面、角联巷道、回采工作面上的隔角等等。煤矿对测风的评价主要集中在紊流的控制、漏风程度控制、井巷风流这三个方面。对于紊流的控制，对矿井的下风流状态的要求一般是使其处于紊流，这主要是因为在这种状态下可以将井下的二氧化碳、瓦斯等有害气体在风的吹动中带出去，让这些污染物质随着风的飘散而飘散。因此，在实际的工作中通常要求紊流状态下通风的速度大于《煤矿安全规程》中所规定的最小的通风速度，只有达到这个标准才能够保证煤矿工作的安全。此外，还需要注意的是，低风速区域也是矿井中瓦斯容易出现聚集的地点，在对通风系统进行设计的时候要格外注意这些地方，这不仅是小细节也是重点。漏风是在煤矿通风系统中无法避免的情况，因此在实际的工作中一定要加强对漏风的检测，计算出矿井的内部漏风和外部漏风。对于井巷的风流，如果通风速度过于大的话就会出现粉尘和煤灰分散的情况，因此我们在实际的工作中对通风速度要进行适当的控制，按照《煤矿安全规章》中规定的最大通风速度来对风速进行控制，同时还要对各个用风的工作位置的风量进行计算，看其是否符合要求。

针对管理系统，一方面要求在煤矿工作的人员具有一定的安全知识和专业素养，需要对影响矿井通风的原因以及保持矿井通风的重要性等方面有一个清楚的了解。煤矿企业要定期安排反风演戏，制定恰当的管理制度，定期对煤矿通风系统进行安全性检测和评价。通过上述评价结构找出煤矿通风中存在的不足之处，为不断改善煤矿通风系统质量提供相应的依据。

3 煤矿通风系统优化设计

3.1 建立完善的煤矿通风系统体系

矿井通风系统主要由影响矿井安全生产的因素来决定，这里可以将矿井通风系统分为不同的类型。在实际的设计过程中需要按照煤层自燃、高温和瓦斯等影响矿井正常工作的主要因素对通风系统进行设计。为了方便对煤矿通风系统进行检查，一般将其划分为防火型、降温型、排瓦斯型、一般型等。而矿井通风系统又可以分为并联和串联两种方式。在实际的工作中，需要按照类型的不同做好煤矿通风系统的设计，在系统设计中有混合式、分区式、中央式的通风系统网络。在对煤矿通风系统进行设计的时候需要注意的是断面大小和长度等因素的确定，通过通风系统抽象成点和网状线示意图可以将系统的通风能力表现出来，并且应用当代信息化技术，显示各个路线的连接关系和风量的等级，进而做好管理控制工作[6]。

3.2 进一步强化矿井通风系统的适应能力

各个采矿区都是通过运输带连接在一起的，在这种情况下一旦发生火灾会引起连锁反应，传递到其他工作区域中，造成火势的进一步蔓延，因此一定要考虑到每一个回巷的独立性，在矿井通风系统中，可以使用两个风机设备进行采矿作业，同时将通风机设置在不同的工作区域中，以免两个风机在工作时对双方造成影响。此外，要保证两台设备能够实现协调运转，确保系统能够正常运行，这不仅提高了工作效率，同时也增强了通风系统的应变能力和适应能力[7]。

3.3 做好管理工作

做好煤矿通风系统的管理是保证顺利工作的关键，因此一定要做好相关设备和人员的管理工作。煤矿通风系统中使用到的主要设备有风门、风墙、通风管道等等，在实际的工作中要做好设备的管理工作，避免在使用时出现漏风问题，使煤矿通风系统能够稳定运行。针对如何管理，一方面可以通过提高风门、挡风墙的高度来解决漏风问题，并且在管理上还可以尽量减小通风系统中的建筑物，对风量进行调节以强化通风系统管理。整个系统的构筑物比较多，如果有若干个分支出现问题就会对整个系统的运行造成严重影响，降低系统运行的安全性。另一方面，一定要保证煤矿主风机运行的安全性和可靠性，可以根据矿井实际的需求对风机进行设置，可以采用轴流式通风机以保证通风量能够满足实际运行的需求。在实际的工作中，还要对通风系统的各个设备进行定期检查和护理，对出现故障的设备要及时进行检修，采取相应的措施来提升回风巷的安全性。

3.4 降低风阻

通风路径的长短、通风量、巷道内部的构造直接对矿井的通风阻力产生着重要影响，因此，在对通风系统进行设计的时候一定要牢牢把握这类参数的情况，从根本上对降低风阻的方法进行有效分析，以维持通风体系的良好状态。一方面，要降低摩擦阻力系数，具体来说要确保巷道的支架整齐一致，同时还要定期对其进行修整，对支架进行刹帮背顶，注意支架安置的距离，保证支架密度合理。安排人员对支架进行定期检查，对那些出现问题的支架要及时进行修复，确保失修率不大于百分之七。对于那些不设置支架的巷道，需要将顶板、两帮和底板修理好，尽量减少摩擦阻力。另一方面，要扩大井巷断面，通风阻力和摩擦阻力的比为2.5：1，所以对井巷子断面进行扩大可以有效降低通风阻力。当通风量一定的时候，断面扩大百分之三十三，这时通风阻力可以减少二分之一。此外，针对局部阻力也要采取一定的措施，可以通过改善局部阻力物断面的变化形态，从而进一步降低风通过局部的时候产生的冲击力，减少能量损失。可以将连接断面的巷道的边缘设置为圆弧形或者是斜线，尽量减小局部阻力地点的数量，防止出现断面突然变大或缩小。

参考文献：

[1]徐新华.煤矿通风系统的安全性及优化设计[J].矿业装备，2019（06）：52-53.

[2]赵金晶.煤矿通风系统的安全性及优化设计[J].江西化工，2019（04）：209-210.

[3]高颖渊.煤矿通风系统的安全性及优化设计[J].内蒙古石油化工，2019，45（06）：56-57.

[4]杜永志.煤礦通风系统安全问题及稳定性探讨[J].科技创新与应用，2017（17）：95-96.

[5]侯俊.煤矿通风系统安全检测及其优化[J].山东煤炭科技，2017（02）：91-92+95.

[6]宋伟.煤矿通风与自动化安全控制技术应用分析[J].机械管理开发，2016，31（09）：109-110+121.

[7]辜盼.煤矿通风系统的安全保护和优化设计[J].山东煤炭科技，2016（08）：79-80.