中小型地下矿山通风系统优化方法探讨

王振义

摘 要：通风安全管理作为中小型地下矿山开采安全管理重要构成内容。通风系统承担着为井下多个工作面区域输送氧气，并将其所释放的瓦斯、一氧化碳等有害气体输出到地面的作用。若在此过程中出现安全事故则会直接制约到相关人员的生活安全。所以，加强通风安全事故原因探究，并制定有效的措施，从而更好的促进矿建工程的良好发展。

关键词：中小型;地下矿山;通风系统;优化方法;安全事故

1 中小型地下矿山通风的难点

中小型地下矿山矿体规模小，企业对通风系统缺少整体规划，一般根据需要按照经验采用集中主扇通风系统。矿山开采初期采掘系统简单，作业面较少，自然通风即可满足井下生产;随矿山开采深度及平巷掘进长度的增加，作业范围增大，作业点增多，漏风点（废旧巷道、采空区等）增多，通风系统变得复杂，通风效果就越来越差。矿山通风专业化程度较深，中小型地下矿山企业没有专业技术人员开展通风管理，研究解决系统中的通风难题，随矿山开采深度、井巷延伸，生产系统越发复杂，通风差的效果也就越来越明显。

2 中小型地下矿山通风系统问题

2.1 基础设备问题

地下矿山通风工作对工作设备有一定的要求，但是，目前大多数金属非金属矿山、煤矿企业的通风工作都存在着前期设备投入不到位、设备老化的问题，加上由于日常设备的保养、维修工作不到位，同时也没有规范员工操作设备进行工作的行为，导致设备的磨损情况比较严重。并且矿山企业在这方面的资金引进工作不到位，没有及时引进先进的设备与管理技术，从而影响了地下矿通风工作的顺利进行，这些问题都需要相关管理人员引起重视。

2.2 粉尘及有害气体监控不到位

大部分矿山均配置了粉尘及有害气体监控系统，主要通过此系统完成实时健康并对瓦斯指标参数给予全方位监督与控制。但在具体运行过程中，往往個别企业仅仅为了应对检查，并未真正的使用相关的监控设备，或对设备并未给予有效的维护与管理，更甚者部分单位并未安装，受到以上问题的影响从而为通风安全事故的发生带来更多的不安全因素。

3 中小型地下矿山通风系统优化方法

3.1 加强通风设备管理

为了保证通风系统的运行效果和安全性，矿山需要准备高水平的通风设备，一方面是选择科学、可靠、安全的通风设备，并准备安全防护设备，通风设备还要保证满足矿山开采的实际需要，提高通风能力。另一方面是提高设备的智能化和自动化水平，在通风系统上关联环境监测设备，实时监测井下空气中粉尘、有害气体和废气的浓度，在超过健康值时进行报警，提示管理人员进行处理;还可以设定较低的健康值，在检测到井下空气达到这个值之后，会将信息输送给通风系统的控制系统，自动运行进行通风。还需要注意定期对通风设备的维护和检修，按照井下工作的进度和空气监测水平，合理安排适当的时间进行通风设备的维护保养，并定期在合适的时间进行检修，尽量排除设备本身存在的故障隐患，避免因为设备出问题而影响通风安全。另外，为工人准备充足的高品质的个人防护设备（对于通风来说主要是防毒面具、可携带的氧气瓶等），特别是在通风系统突然出现故障后，需要及时穿戴个人防护设备，避免出现安全风险。

3.2 降低矿井通风阻力

（1）优化井巷风量选择。优化矿井巷道风量对于矿井通风非常重要。由公式可知矿井摩擦阻力与巷道内的风量平方成正比，因此在进行巷道的通风设计时必须严格控制巷道的风量，不能随意调整风量。在开采期间部分通风机实施通风作业时，应该根据矿井巷道的实际需求调整风量，不可盲目扩大风量。除此之外，还应该合理的布置通风机位置，避免通风机的相互位置不合理，造成风流相互之间形成阻力，过于集中或者过于分散。（2）扩大井巷通风断面面积。扩大巷道的断面面积能够明显降低巷道的通风阻力。但是在实际过程中，由于巷道断面面积很难改变，因此通过这种方法降低巷道的通风阻力难以实现，即使实现其投入的成本也相当大。在这种前提下，想要降低矿井巷道的通风阻力，则必须尽可能保持巷道矿井的断面面积保持100%利用，定期对巷道内的障碍物进行清除，确保矿井巷道畅通无阻。（3）减少井巷正面阻力。减少矿井巷道的正面阻力对于降低巷道的通风阻力有直接影响。矿井巷道中的物品，以及机械设备都会对矿井中的风流形成阻碍。矿井在进行采掘作业施工时应该按照所需材料按需运输并存放，严禁在井下巷道集中堆放。为了确保矿井巷道中的有效通风，矿山相关管理部门应该严格执行“三无”措施，保持矿井巷道内“无杂物、无淤泥、无片帮”。另外，为了避免车辆及设备等阻挡风流，恶化通风环境，矿井通风巷道内严禁乱停车辆、乱放设备，矿石及杂物应当尽快处理干净，减少矿山通风阻力。

3.3 利用科技进行粉尘、易燃易爆、有毒有害气体检测系统的升级

现阶段，开采作业过程中，随着矿井深度的加深，对易燃易爆、有毒有害气体检测技术的系统过于传统和老化，难以及时检测较深矿井中的瓦斯存在状况，而且也不能够及时对有害气体进行排放，排放的效果极差，这就导致了残留的有害气体含量过多，非常容易导致出现中毒、爆炸。因此，在当今技术快速升级的信息时代，可以积极借鉴和吸取国内外其他国家在气体监测系统升级上面的经验，通过检测系统地不断升级来提高对有毒有害气体、易燃易爆气体含量的检测力度，通过利用先进的技术提高排放的效率，使得有毒有害气体、易燃易爆气体的排放效果大大提高。

3.4 自动化监督地下矿山通风

自动化安全控制技术最核心的环节就是对地下矿山通风情况进行全面的监督管理，包括有对矿井当中的风力、风速情况进行监测以及智能调节。并且，自动化安全控制系统可以对矿井当中的温度情况进行实时的动态检测，防止开采时间过长导致井下氧气不足，或者井内温度升高造成安全隐患。同时，可以对相关机械设备工作状态是否正常进行监督。尤其是对电机的监督，自动化安全控制技术可以通过信息技术手段将矿山通风系统的运行情况转化为数据信息清晰的展示给管理人员，为了方便观察系统运作情况，技术人员还可以使用计算机软件将数据信息转化为图像或者是曲线图形。而曲线还可以分为实时曲线和历史曲线，主要目的就是为了将这些信息更加形象生动地展示出来，将通风系统整个运作状态进行表示。从图形中看出矿山通风情况，更加方便工作人员找出系统运行中存在的问题从而提出具体解决措施。

4 结束语

综上所述，中小型地下矿山通风系统的有效性是动态的，随开采深度及井巷延伸，随时需要对通风系统进行优化改造，以此保证矿山开采的安全性和高效性。

参考文献

[1]彭庚，崔秀敬，徐勇，刘贱刚.扩能生产后复杂老矿山通风系统优化改造研究[J].矿业研究与开发，2014，3405：69-73.

[2]孟令聪.基于MAS的地下铀矿山通风系统可靠性与智能控制技术研究[D].南华大学，2015.

[3]陈圆超，戴剑勇，刘珏玉.基于贝叶斯反馈云理论的地下矿山通风系统可靠性研究[J].南华大学学报（自然科学版），2018，3204：8-14.