通风安全技术在煤矿开釆中的应用

杜周祥

（曲靖市麒麟区能源局，云南 曲靖 655000）

0 引言

煤矿开采应用的通风安全技术都应当在标准范围之内，以此来确保煤矿矿井井下作业环境的空气质量，避免灰尘及有毒有害气体对开采人员身体健康及安全造成威胁。大量的煤矿开采作业实践表明，通风安全技术能够确保矿井通风系统运行性能稳定及功能高效，减少矿井内部的开采运行安全隐患，降低安全事故的发生概率，为煤矿开采工作的顺利进行奠定技术基础，为煤矿企业的可持续发展提供有效推动力。

1 通风安全技术在煤矿开釆中的应用必要性

1.1 加大巷道之间的通风力度

在煤矿开采作业中，煤矿企业首先需要进行开拓布置，开掘各种功能巷道，并且使各巷道能够实现相互联通，从而为开采作业提供有利条件。但是巷道之间的联通会令矿井中的易燃易爆炸物质聚集在一起，这些物质达到一定浓度、氧气浓度符合条件、出现一定区间值高温热源之后便会发生爆炸事故，从而对开采人员的生命安全及煤矿开采作业安全造成不利影响[1]。而通风安全技术在煤矿开采中的应用，能够确保通风系统的运行性能，加大巷道之间的通风力度，不但能够有效避免易燃易爆炸物质的聚集，还能够通过风量将易燃易爆炸物质及时排出，有效降低高温热源温度，使易燃易爆炸物质不具备燃烧和爆炸的必要条件。

1.2 确保矿井通风设备应用性能

在通风安全技术的指导下，通风设备的安装流程能够向准确化、精准化方向完善，使得作业人员能够实现对通风设备的合理、规范安装，从而确保矿井通风设备的应用性能及功能发挥，使得设备处于正常稳定运行状态，当设备工作效率和质量得到提高之后，煤矿开采通风效果和安全程度自然能够得到保障。此外，在通风安全技术的辅助下，通风设备的应用性能能够进一步发挥，避免出现通风设备应用不全面、不合理等问题。

1.3 确保作业人员工作安全程度

井下作业人员是完成煤矿开采工作的主要劳动力，作业人员的工作安全程度直接关系到了煤矿开采质量和效率，而通风安全技术的应用，便能够为作业人员提供绝对的安全保障[2]。例如，开采设备在实际煤矿开采中的应用会受到较多因素影响，可能会改变通风设备的风力传输方向，如果作业人员能够合理应用通风机安全技术，便能够通过设备操作来及时调整风力传输方向与供风量，避免设备应用操作出现错误，降低突发状况和安全事故的发生概率，避免在煤矿开采中受到安全威胁，真正实现高质量高效率通风，更好地进行煤矿开拓开采。

2 通风安全技术在煤矿开釆中的应用方向

2.1 对主要通风机进行变频改造

通过通风安全技术，煤矿企业能够实现对主要通风机的变频改造，从而强化主要通风机在煤矿开采中的应用性能。主要通风机变频改造具体流程如下：用具备变频功能的控制柜代替传统功能控制柜，从而实现通过变频器控制主要通风机的目标，这样便能够通过变频器和主要通风机的双回路控制体系实现对主要通风机的变频控制，从而实现在变频运行与常规运行模式之间的自由切换。此外，经过变频改造后的主要通风机有两台自动变频器，每台自动变频器分别控制一台主要通风机，因此能够实现对主要通风机的直接控制，有利于提高煤矿开采通风效果，确保了煤矿开采安全程度。

2.2 对主要通风机进行自动变频改造

（1）DCS 集控系统（图1）和远程通信系统属于基本的通风安全技术，两种技术在煤矿开采中的应用，能够实现监视和控制功能，从而达到远程监视与控制目的；并且开采人员能够在通风系统连接计算机上，实现对任意一台风机的有效控制，从而了解每台风机的实际运行情况[3]。

图1 DCS 集控系统结构

（2）具备变频功能的控制柜能够同时实现对通风系统风量的手动调节和自动调节，在自动调节模式下，开采人员需要针对所需风量调节当前变频器的输出频率参数，从而实现自动闭环控制风量和频率的目标。

（3）经过自动变频改造的通风系统具备了报警功能和自动保护功能，表示一旦煤矿开采出现安全隐患或通风设备出现故障，集控室便会收到故障消息和自动报警消息，并且获取相关的故障数据，从而进行针对性调整。

2.3 提高通风系统在煤矿开采中的应用效果

提高通风系统是通风安全技术在煤矿开采中的应用目标。

（1）经过自动变频改造的主要通风机能够实现工频和变频的相互闭锁控制，表示当自动化变频模式出现运行故障，或者是变频器出现运行问题，导致主要通风机无法实现正常运行时，主要通风机便会自动切换为工频运行模式。

（2）经过变频改造后的主要通风机启动柔性得到了大幅度提高，通风量实现了无级调速，通风量调速范围得到了扩大，能够调节0～50Hz 之内的主要通风机电网，有效减少了通风设备之间的相互冲击，降低了通风设备运行时的噪声和温度，从而延长了通风设备的应用时间。

（3）经过变频改造的主要通风机能够有效节约电力资源，具体节能比例可以达到未改造前的37%左右，可见通过节能获得的利润效益，能够迅速回收主要通风机自动变频改造的成本。

（4）经过变频改造的主要通风机能够有效缩短煤矿开采的周期，在提高煤矿开采效率的同时，减少了开采人员的工作强度和工作量，同时还能够避免人为因素导致的主要通风机故障和通风设备故障，真正实现了一举两得。

3 通风安全技术在煤矿开釆中的应用策略

3.1 提高开采人员技术专业水平

提高开采人员的技术专业水平，可以采取以下措施：

（1）煤矿企业需要强化开采人员的安全意识，例如，通过安全知识教育提高从业人员对于煤矿开采通风安全技术应用的重视程度，通过构建责任制度和采取奖惩措施来规范从业人员的工作态度，使得通风安全技术都能够在煤炭开采中得到有效应用[4]。

（2）煤矿企业需要做好对从业人员的专业知识与技术培训，使得每位从业人员都能够掌握各项通风安全技术的操作流程、个人安全防护注意事项、特殊情况下的自救能力和互救能力，确保各项技术能够在煤矿开采中发挥应尽的作用。

（3）煤矿企业需要结合通风系统运行及煤矿开采安全的实际需求，选择针对性通风安全技术，避免通风系统运行效率较低导致的安全事故，例如，自动化安全控制技术在通风系统中的应用，便能能够实现对各项通风设备控制命令的有效下达，从而确保通风设备应用效率。

（4）煤矿企业需要构建煤矿开采安全制度，对于各项通风安全技术的应用作出明确规定，以此来规范开采人员的煤矿开采行为，禁止出现违反制度规定的行为，同时还能够将具体的煤矿开采责任落实到各个部门和各位从业人员上；当然安全制度需要结合具体的通风安全技术类型以及煤矿开采作业的实际需求进行针对性调整，但是需要确保调整内容的合理性，及时弥补现有制度的不足。

3.2 完善通风安全管理信息系统

首先，从业人员在进行煤矿开采作业之前，需要对通风系统运行及通风设备应用性能做出针对性评估，并且通过现代信息技术将评估结果列入通风安全管理信息系统中进行进一步优化处理，最终确保评估数据的准确性；其次，煤矿企业在煤矿开采作业中，可以针对各个矿井的实际情况构建有害气体和灰尘检测数据库，实现对不同阶段矿井内部有害物质检测数据的科学统计，同时还能够构建相关安全事故数据库；上述数据库能够为煤矿开采人员进行通风安全管理提供数据支持，能够进一步提高有害物质检测结果准确程度，从而将这些物质控制在合理范围内，避免这些有害物质被煤矿开采人员过量吸收，减少职业危害因素，降低安全事故的发生概率。

3.3 加大巷道通风管理工作力度

在煤矿开采中，煤矿企业想要实现对通风安全技术的科学应用，便需要加大对巷道的通风管理力度，确保通风系统能够充分发挥其通风效果，提高巷道内各个通风设备的单向风量传输效果，使得传输的风流都能够实现结合矿井井下作业实际情况及具体需求进行自动化调节。例如，煤矿企业可以在每个巷道设置通风设备及瓦斯实时监测设备，这样开采人员便能够结合计算机系统，实现对瓦斯浓度和巷道通风效果的实际监测并实时预警，辅以控制调节机电电子设备做出针对性调整和控制，既能够有效降低煤矿开采地下作业空间的有毒有害物质含量，防止有毒有害物质集聚产生燃烧和爆炸，确保煤矿开采工作的顺利进行。此外，煤矿企业需要强化对于巷道通风设备的定期检查、维护、保养，确保每台通风设备都能够发挥应有的运行效果，处于稳定的运行状态，切实满足煤矿井下开采作业的实际安全及技术需求。

3.4 科学合理掌握巷道贯通位置

煤矿通风安全技术为科学选择巷道贯通位置提供支持，具体需要煤矿企业充分分析贯通区域巷道功能分布，选择危险程度较低的区域作为巷道的贯通位置，这样能够确保贯通位置的安全程度[5]。通常情况下，主要井筒与巷道区域最好不要选定为巷道贯通位置，这是因为贯通作业将对主要井筒与巷道产生影响，不能及时进行贯通后局部通风系统调整，以便便能够实现对风流的有效控制。如果煤矿企业在主要井筒与巷道区域进行贯通处理，没有采取合理的调节局部通风系统和风流控制措施，便可能会导致风流紊乱、短路等问题，使得大量煤尘、瓦斯等聚集，对现场作业人员产生职业危害，增加了燃烧、爆炸事故的发生概率。

3.5 合理应用先进通风技术与安全技术

通风安全技术在煤矿生产中的应用，能够显著提高开采作业的自动化水平，表示煤矿企业需要强化对于先进通风安全技术的应用，通过强制措施要求开采人员及开采部门落实先进技术，确保开采人员能够通过自动化方案完成各项开采作业，从而降低煤矿生产安全风险，有效防止安全事故的发生。具体来讲，在煤矿生产作业之前，煤矿企业可以通过通风安全技术，实现对开采区域的实地勘查，从而掌握矿床具体位置及相关信息；在此基础上，构建矿床分析数据模型（图2），通过先进模型实现对矿床开采的有效分析，从而确定合理的开拓开采模式，进一步实施有效精准的通风方式方法；随后，通过采掘机械自动进行采掘推进，完成自动化地下开采，这样即使在开拓开采过程中出现安全事故，也能够减少和避免开采作业人员伤亡。此外，煤矿企业可以应用开采区和掘进区分别控制通风技术，满足不同区域对于矿井内部空气质量的需求，以此来确保各个区域内均具有良好的通风环境，风量满足作业需要，确保各个区域内的开采人员都能够呼吸到质量较为良好的空气，减少职业危害，同时，防止有毒有害气体和各类粉尘聚集引起燃烧或者爆炸风险，确保作业区域安全。

图2 矿床分析数据模型

4 结语

综上，通风技安全技术在煤矿开釆中的应用能够加大巷道之间的通风力度、确保矿井通风设备应用性能、保障开采人员工作安全程度，为了进一步强化对通风安全技术的应用，煤矿企业可以采取提高开采人员技术专业水平、完善通风安全管理信息系统等策略，通过先进技术实现，对矿井井下作业安全的提供保障，避免由于通风安全技术应用不佳导致的煤矿开采安全事故，减少不合理开采给煤矿企业带来的经济损失。