煤矿通风系统优化策略

郭 健

(潞安集团 潞宁煤业有限责任公司，山西 忻州 036700)

我国对煤炭的需求较大，因此开采的力度也较大，一些规模较小的矿井中，经常会因为井内的通风系统较差引起瓦斯爆炸，危害了人民的生命安全和财产安全。要想解决这种情况，国家就要提高通风系统的质量要求标准，所有规模的矿井都要按照国家的要求完善通风系统，确保通风能够顺利进行，还要保证矿井工人的财产安全，控制财产损失，真正做到绿色发展。

1 优化矿井通风系统的原则和要求

1.1 优化矿井通风系统的原则

优化矿井通风系统的原则是：①尽最大努力简化通风系统，在节省经济的前提下达到通风的最佳效果；②首先制定出技术方案，其次再实施优化通风系统的方案；③设计的优化通风系统方案必须切实可靠，并且还能在后期进行调整；④矿井的通风能力需要和煤矿产量相匹配，并且还要符合法律法规。

1.2 优化矿井通风系统的基本要求

优化矿井通风系统的基本要求是：①井下必须要有足够的新鲜空气，这样既能保证矿井的安全生产，又能支持工人的正常作业；②井下的通风系统尽可能简单化，风速以及进风量都要稳定，抗灾、抗风险能力要强；③风流便于控制，发生事故时，要保证工人能够顺利出井；④通风系统的设计以及运行成本要低，这样一些小型煤矿厂也能接受，煤矿行业的安全性自然就会有所提高。

2 矿井通风技术面临的困难

现阶段我国煤矿行业中需要尽快解决多风机多级机站和通风系统。矿井通风系统的组成较复杂，例如通风网络、通风方法等都包括在其中，每个组成之间都是相互联系的，缺一不可，若想向井下提供新鲜充足的空气，就必须确保这些组成的完整性。通风系统主要是将井下不利于工人呼吸的细小颗粒以及有毒气体淡化或直接排到地面上，为矿井工人提供充足的空气，创造安全性较高的工作环境，降低煤矿事故发生率，保证作业者的生命安全和财产安全。除此之外，目前运用的多风机多级机站技术能够提高煤矿的生产量，协助通风系统更好地完成工作。这种技术既能保证井下有更充足的空气进入，又能控制进风量，对完善通风系统起着重要的作用。

我国煤矿行业发展迅速，但是目前也遇到了一些技术难题，主要概括为两个方面：①矿井狭窄且长，空巷的数量较多。因为我国对煤矿的需求量较大，因此对矿井的开采力度较大，长久以来空巷的数量就增多了，在这种情况下，保证井下新鲜空气充足的难度极大，很多时候，通风系统向井下输送了大量的新鲜空气，但是由于空气进入到空巷中，工人作业的区域空气依旧较稀薄，进而降低了通风系统的工作效率，埋下了安全隐患；②深井环境需要有所改善，当工人在井下作业时，就会消耗大量的氧气，因而会使局部区域的含氧量降低，作业过程中，还会产生瓦斯和粉尘，严重影响空气质量，无法确保煤矿的安全生产，工人的身体健康会受到影响，煤矿事故的发生率也会不断增大，这样违背了设计通风系统的初衷，影响了煤矿行业的安全生产。

3 实际生产中优化矿井通风系统的措施

3.1 不断加强和创新通风技术

当前，我国很多煤矿集团都在通过不断加强的方式扩大开采规模，这对矿井通风系统的质量有了更高的要求。也就意味着，矿井通风系统的结构会越来越繁琐。从现有的情况来看，开采煤矿时多会使用多级机站提高通风效率。但是很多煤矿集团中技术人员的能力有限，很难做好现代化科技管理，因此，必须要提高员工的技术能力，这样才能更好地完成煤矿安全生产工作。

3.2 引进新型的通风设备

煤矿安全事故一直是国家关注的热点问题，因此事故的预防是这个行业发展的最重要基石之一。当前我国的煤矿行业中引入了机械设备，有效提高了通风效率。实际施工过程中，只有在通风系统的内部加入这些先进的设备，就能使通风系统更加高效。煤矿生产过程中，相关技术人员可以在现有的通风系统中加入更加先进的新型机械，排出井下的有毒气体和粉尘。企业如果经济允许，可以直接使用新型的通风设备，不断提高井下的空气量，确保工人处在一个相对安全的环境中作业，提高产量、保护环境。

3.3 提高煤矿通风管理工作

煤矿开采是一项危险系数较大的工作，矿井中经常发生爆炸事故，造成人员的伤亡，财产的损失。因此，煤矿的安全开采是非常重要的。在开采过程中，相关企业负责人必须加大对通风系统的投资，此时通风技术以及设备的重要性不言而喻。技术人员要不断的完善机械设备，保证系统能够顺利通风。企业需要做的是对技术人员定期进行培训，确保技术人员有能力完成通风系统的监管工作，这样就能提高井下工作的安全系数。

伴随着开采深度的增大，工人会遇到一系列问题，有时候还会威胁到工人的生命安全。因此在煤矿安全生产中通风系统的优化措施是必不可少的，通过优化可以排出井下的有毒气体和粉尘，可以保证工人的身体健康，还能够降低瓦斯爆炸事故的发生，为工人提供了安全、可靠的施工环境，保障了工人的生命安全。

4 分析实际矿井案例

4.1 某矿井概况

山西省境内的一家煤矿，面积大约为38 km2，生产能力为4.0 Mt/a。该矿井内部的组成有主斜井、进风立井、副斜井等。井下有三条回风巷和四条进风巷。

4.2 优化前的矿井

优化该矿井的通风系统之前，为井下输送新鲜空气的是并列式通风系统，从主斜井进风，通过两台通风机完成抽出式回风。矿井的总进风量是26 333 m3/min，总体回风量为26 735 m3/min。但是，从实际生产过程中发现，矿井内部的瓦斯浓度过高，新鲜空气不充足，因此造成了采掘失调。为了解决这一问题，提出了优化通风系统的方案。

4.3 优化方案

对矿井的通风系统进行优化以后，矿井内的粉尘量以及瓦斯含量都有所降低，井内的空气含量也达到了相关标准，工人的作业环境有了很大的改善，煤矿最终使用的通风方式是抽出式，矿井的总进风量为35 322 m3/min。

图1 采煤工作面通风系统优化策略(m3·min-1)

4.4 优化后的效果

对该煤矿的通风系统进行优化以后，体现出来以下三个效果：①优化完成以后，巷道的断面增大了，这样就减小了矿井内部的通风阻力，通风量提高了。②优化完成以后，矿井内部的风量增大了。③优化完成以后，矿井下的回风井增加了，这样既能增大井下的通风量，也能提高矿井的安全性。若是煤矿发生了事故，井下工人也能更加快速的撤退，更好的保障了工人的生命安全和财产安全。经常会在新闻上看到煤矿发生坍塌、爆炸等意外事故，受害者不论是生理还是心理都受到了极大的伤害，优化通风系统就是很好的避免了这种伤害的发生，对于基层的工人而言，其生命安全多了一份保障，对于煤矿负责人而言，能够更好地完成安全生产，更加省心、省力、省钱。

5 结 语

综上所述，通风系统的优化是煤矿行业发展的未来趋势，是提高煤矿质量的有效方法，是安全生产的必经途径。我国近几年经济快速发展，对各行各业的支持力度不断加大，煤矿行业自然也不例外。我国对煤矿的需求量非常大，因此煤矿一直属于朝阳产业。但是煤矿行业的安全问题一直是国民重点关注的，通风系统作为煤矿安全生产的重要组成部分，其作用不言而喻。