矿井通风系统优化设计探讨

能源研究

矿井通风系统优化设计探讨佘璐（阳煤三矿职工学校，山西阳泉045000）

摘要：矿井通风是煤矿井下安全生产的重要保障，所以矿井通风系统经济合理运行十分必要。探讨矿井通风系统优

化的意义，简单分析实现矿井通风系统优化的几种方法，以期对相关工作有所借鉴。关键词：矿井通风；安全生产；通风系统优化；经济合理中图分类号：TD724文献标识码：A文章编号：2095-0802-(2018)07-0028-02

DiscussiononOptimizationDesignofMineVentilationSystem(StaffSchoolofNo.3CoalMine,YangquanCoalIndustryGroup,Yangquan045000,Shanxi,China)

Abstract:Mineventilationisanimportantguaranteeforsafeundergroundproductionofcoalmines.Soitisnecessarytocarryouttheeconomicalandreasonableoperationofmineventilationsystem.Thispaperdiscussedthesignificanceoftheoptimizationofmineventilationsystemandbrieflyanalyzedseveralmethodstooptimizemineventilationsystem,soastoprovidereferencesfortherelevantwork.

Keywords:mineventilation;safeproduction;optimizationofventilationsystem;economicandreasonable

SHELu

0引言

矿井通风系统是煤矿井下生产的重要保障，是煤矿生产的生命线，矿井设计初期选择合理的矿井通风系统十分必要。合理的矿井通风系统不仅有利于矿井通风系统的经济合理运行，而且有利于运行后期通风系统的优化。即使是设计合理的矿井通风系统，随着煤矿开采的进行，矿井通风系统的运行状态会发生改变[1]。所以矿井生产过程中，每隔一段时间应对矿井的通风系统进行优化。虽然很多工程师对矿井的通风系统优化进行了研究并取得了一些进展，但是对矿井通风系统的优化并没有统一的共识。为此，本文简单介绍了矿井通风系统优化设计的一些理论，并分析矿井通风系统优化设计的发展方向。造成通风系统处于不合理运行状态的原因主要有：生产系统布局不合理，矿井通风线路过长；通风系统管理不当，系统漏风严重；矿井通风设备老化严重，不能满足矿井通风系统的需要。由以上分析可知，导致矿井通风系统运行状态改变的原因是多方面的。因此，在矿井正常运行过程中，应定期核查矿井通风系统的运行状态，保证矿井通风系统处于最优运行状态。只有对矿井的通风系统进行优化，才能保证矿井通风的安全性和经济性，从而改善煤矿企业的经济效益。2中国矿井通风系统分类

1矿井通风系统的优化意义

现代意义上的矿井通风系统是指向煤矿井下各个作业点输送新鲜的空气，并同时排出矿井生产过程中的有毒有害气体，而且对矿井的温度具有一定调节功能的系统。矿井通风系统的可靠性和稳定性是预防矿井发生瓦斯灾害和火灾的重要保障，而且可以在发生灾害时有效降低灾害范围[2]。目前，许多矿井的通风系统在设计上存在不合理性，导致通风系统存在一定的安全隐患。此外，由于设计不合理导致矿井通风系统的经济性下降，煤矿企业的运行成本增加，企业经济效益减少，主要原因是通风系统设计不合理，风机运行时处于低效率运行状态，大量电能被白白浪费。在当前形势下，节省运行成本有助于煤矿企业的生产。收稿日期：2018-05-10

作者简介：佘璐，1980年生，男，山西阳泉人，2014年毕业于太原理工大学采矿工程专业，助理工程师。

为了对矿井通风系统进行分类，需要了解矿井通风系统的结构。一般情况下，矿井通风系统主要由通风网络和通风设施构成。根据矿井通风的动力可以将矿井通风分为自然通风和机械式通风两类。自然通风主要是利用大气的自然压力来进行巷道通风，而机械式通风是利用通风机所产生的动力，通过动力产生压差来促进风在井下巷道中流通。在矿井巷道通风时机械通风和自然通风同时存在，但是自然风压相对于机械风压来说很小，而且十分不稳定，因此煤矿井下通风要以机械式通风为主[3]。《煤矿安全规程》中规定，每个矿井都必须有机械通风系统，以保证煤矿井下生产的安全性。在进行矿井通风时，矿井供风量和需风量应该匹配，多个风机构成的通风系统的风压要均匀分配，以免造成矿井通风系统效率降低。此外，矿井通风系统必须满足以下几个要求：a)每个矿井必须有一个完整的矿井通风系统，也就是说多个矿井不能共用一个矿井通风系统进行矿井通风；b)煤矿井下爆破材料库必须单独配风，而且回风的风流应直接连接到主回风巷中；c)每个采区和作业地点都必须有回风巷或回风措·28·

2018年第7期佘璐：矿井通风系统优化设计探讨2018年7月

施，以保证矿井工人的安全[1]。3

3.1矿井通风系统优化方法

利用多级站通风在矿井通风时采用多级机站进行通风具有很大的技术优越性，不仅能提高矿井的通风效率，而且能最大程度上节省电能的消耗，降低通风成本。自从建国以来，中国煤矿开采技术取得了突飞猛进的发展，通风技术也有重大突破。多风机多级机站技术就是在这种情况发展起来的，实际生产证明这种技术具有明显的技术优越性和经济性。该技术通过多级风机站不断将地表的新鲜空气送到井下工作区域，并排出矿井的有毒有害气体，更新矿井内的空气。多级机站的风量可以由风机来控制，这点可以通过控制通风机的转速来调节。多级风站的使用减少了调节风窗的使用，降低了调节风量的难度，简化了风量调节过程。该技术的最大的特点是：增强了通风系统的可控制性，使矿井的分配达到合理的状态，减少了风量的损失，节约运行成本。此外，多级机站可以并联或串联使用，降低风机的风量和风压，从而降低通风机的功率。当风压较低时，通风机能处于最优工况点运行状态，可以节省大量电能[2]。3.2采用计算机设计通风系统在信息技术高度发展的今天，应充分利用计算机技术完成对矿井通风系统的设计，这样可以保证通风系统处于最优的工作状态。为此，应开发和设计相应的矿井通风系统计算软件，通过科学的计算来确定合理的通风系统，并且优化方法由线性向非线性优化方向发展。充分利用计算机技术可以使矿井通风系统的优化变得更简洁而且更有效，所以应努力以计算机为工具来完成对矿井通风系统的优化与设计。但是由于煤矿企业缺乏相应的计算机技术人才，导致在建立矿井通风系统优化设计软件方面存在困难。因此，煤矿企业应培养高新技术人才，设计适合于矿井通风系统优化的软件，只有这样，才能实现通风系统合理化，提高矿井的通风能力。3.3选择合理的通风技术矿井通风阻力是反映煤矿通风系统通风难易程度的一个重要指标，因此测定矿井通风阻力是矿井通风系统优化的前提。通过测定矿井通风阻力，不仅可以准确了解矿井各个部位的风量及风阻的大小，而且可以为矿井通风系统的优化设计提供实际的风阻值和通风阻力系数。在实际生产过程中，矿井的通风系统是一个动态变化的系统，因此，需要不断采集矿井通风系统的运行数据，了解矿井通风状态的变化，只有这样才能避免在矿井通风过程中造成能源浪费。在矿井生产过程中，矿井通风线路会发生变化，这样会改变矿井的通风状态。所以在矿井通风系统设计时，应考虑通风系统状态的变化，只有这有才能保证矿井通风系统处于最优工作状态，节省运行成本，提高矿井的经济效益[3]。矿井通风机的主、辅扇联合工作是矿井通风系统优化的一个重要方向。英国的研究人员对主辅扇的联合运行进行了模拟，通过12种方案的数值计算结果表明，主、辅扇风机共同运行模式不仅能有效控制煤矿井下污染物的浓度，而且可以节省20%的年运转费用，相对于传统的风机运行模式，这种技术也有在中国矿井上使用的实例，结果表明确实提高了通风网络的合理性。4结语

矿井通风系统在煤矿生产过程中发挥着至关重要的作用，保证矿井通风系统的经济合理运行是十分有必要的。在矿井生产过程中，通风系统的状态会发生改变。因此，如何保证矿井通风系统合理运行是一个重要问题。由于矿井通风系统的设计与矿井的地质条件有关，只是给出了矿井通风系统优化的一些方法，在实际应用过程中应该结合矿井的自身条件进行优化，保证矿井安全有序生产。参考文献：［1］任增玉.矿井通风技术及通风系统优化设计探讨［J］.黑龙江

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（责任编辑：季鑫）

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底板的要求也相应提高，特别是在特殊的硐室中，支护难度特别大。二次支护中锚网的支护要求高强度，监测结果表明，使用合理的支护方式后，围岩中硐室变形量不大，可以更好地控制围岩变形。参考文献：［1］苏晓建.深部大断面硐室围岩变形及控制技术［J］.中国煤炭，

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