我国矿井通风机械设备与技术发展现状

我国矿井通风机械设备与技术发展现状
贺文阳
【摘要】概述了我国矿井通风机械设备与技术的发展历程,就我国目前的矿井通风机械设备与技术的发展现状简单剖析,并对我国矿井通风机械与技术发展面临的问题进行了简要分析.未来我国矿井通风系统的发展方向是集网络分析、仿真模拟、通风系统异常诊断与评价、智能调控于一体的实时智能化系统.
【期刊名称】《机械管理开发》
【年(卷),期】2016(000)011
【总页数】2页(P169-170)
【关键词】矿井通风;机械设备;变频调速;网络优化
【作者】贺文阳
【作者单位】汾西瑞泰能源集团有限公司,山西孝义032600
【正文语种】中文
【中图分类】TD72
矿井通风技术是整个矿井的“心脏”，是煤矿安全生产的基础。

合理的通风是抑制煤炭自燃和火灾发生的重要手段，通风机械设备的落后和通风系统的不合理是导致瓦斯聚集和自燃的主要原因[1]。

而矿井通风是通过机械设备供向井下输送足够的新鲜空气，一方面可以满足井下工作人员对氧气的需要，另一方面可以冲淡井下的有害气体和粉尘。

矿井通风是生产与建设过程中最重要的一个环节，是整个矿井能够安全、正常运转坚实可靠的基础。

我国的矿井通风机械设备与技术的发展有着悠久的历史，在古代人们就通过风车、风柜、风扇等设备进行人工送风；在近代我国从西方引进了机械设备，大大促进了通风技术的发展。

虽然新中国成立初期，我国的通风机械设备与技术发展较为缓慢，但到了70年代后期，随着机械化水平的迅速提高，矿井通风机械设备与技术也取得了长足的发展，实现了多个通风机的联合运行，从中央分列抽出式发展为中央分列与对角混合抽出式的通风系统[2]。

2.1 变频调速风机
变频调速风机的应用改变了传统轴流式风机的带负载启动模式，实现了电机的软启动。

采用变频器代替挡板调节电机的转速，取得了明显的节电效果。

变频调速通过改变电源频率实现了电机的无级变速，使风机达到了转速的无级调节。

这种通风机械设备的运用不仅提高了工作效率，还节约了能源。

2.2 多风机多级站
多风机多级站的出现替代了原有落后的通风机械设备，提高了生产效率和能源利用率，节约了能源资源，目前在许多大型煤矿都得到了应用。

多风机多级站是通过三级或三级以上的风机站将地表新鲜的空气送入井下，同时将矿井中的有害气体和粉尘送入地表。

多风机多级站与传统的机械通风方式相比，通风时间更长、效果更好，取得了较好的节能效果，是一种非常经济的通风方式。

3.1 矿井通风网络调节以及优化
矿井通风的网络是指矿井通风系统的数学表达，是矿井风流线路及其有关数据的混合体。

矿井通风的网络可以通过巷道风阻的大小来分配风量，一方面能够合理地满足井下每个用风点的需求量，另一方面使通风系统所花费用达到合理的标准。

目前我国矿井的通风网络优化主要包括三种类型，控制分风型、自然分风型和一般分风型，这三种网络优化调节方式都有着各自的特点。

控制分风网络计算速度快、容易掌握，目前已经有线性规划、整数规划、割集运算和工程网络等；自然分风网络虽
然运用效果好，但受到目前计算方法的局限，非线性规划问题无法得到解答，还处于进一步的研究阶段[3]；一般分风网络则比控制分风网络和自然分风网络更加稳
定和经济，通过降低风机的功率，大大节约了能源和矿井通风的成本。

3.2 矿井通风系统优化的应用
矿井通风专业人员一直以来都没有停止矿井通风系统优化方面的研究，目前已在风量调节、风机选择、井筒布置、通风方式等多个方面取得了突破性的进展。

目前，矿井通风系统优化主要包括可靠性优化、测量平差优化和监测布点优化。

其中矿井通风系统可靠性优化主要是在研究如何保证通风系统安全可靠，使得矿井安全稳定有秩地运行，但目前可靠性优化研究仅仅局限于若干典型网络，进展不是很大；矿井通风测量平差优化研究是以得到系统的相关数据，如巷道的长度、断面形状、面积、摩阻力系数等一系列参数为前提的，目前在我国研究还不多；矿井通风监测点布点的优化主要研究在监测矿井通风情况时如何更好地安排监测点，以保证矿井通风系统能够作出及时反应和控制，但目前监测点的设置大多还是依赖于人工经验，监测点优化在实际中运用中比较局限。

我国大部分矿井通风系统还没有实现自动化、智能化，对信息的反馈能够做出正确判断决定的效果还不是很好，但是我国目前正在加紧这方面的研究。

3.3 CAD技术的应用
随着计算机技术的发展和CAD技术的出现，CAD技术也逐步在矿井通风网络中
得以应用[4]。

它是将通风系统地立体图和网络图绘制在电脑上，使人们能够更直观、更清晰地控制矿井的通风系统，以达到快速准确解决问题的目的。

但我国目前的网络图自动化绘制与立体图绘制相比还并不成熟。

3.4 决策技术的智能化和集成化
21世纪以来，我国在图形处理技术、计算机数据库技术和专家系统技术方面取得
了长足的发展，为矿井通风理论和技术的发展奠定了坚实的基础。

综合集成是矿井
通风系统综合决策技术的基础，它能够将理论与实践、人脑判断与计算机分析、个人决定与团体智慧有机地结合起来，充分发挥整体优势。

1）热灾害问题。

随着浅部矿源的日益枯竭，矿井的开采深度越来越深，矿井中的岩温也会越来越高。

这就需要在矿井通风中能够采用更为先进的通风机械设备和技术应对热灾害问题，保证采矿工人的工作效率和安全性[5]。

2）没有实现完全闭环的井下监测监控系统。

目前我国的煤矿监测程序基本上是工作人员通过分析、处理井下监测来的数据，预测井下的状况并应用到实际情况中。

监测反馈得到数据滞后性严重导致工作效率的降低，直接导致相应措施迟缓。

3）没有有机集成煤矿各种系统。

我国煤矿的各个系统还基本处于相互独立状态，只有较少的部分相互结合[6]。

如果能够实现煤矿各个系统的一体化，将有利于各
种信息的有效利用，有助于快速有效地解决问题。

矿井通风系统越来越数字化、信息化。

未来的通风系统将是一种集网络分析、仿真模拟、通风系统异常诊断与评价、智能调控于一体的实时智能化系统，这种系统能够从多个方面综合衡量、调节通风系统，使之处于最优化的状态。

设计人员应加强对矿井通风机械设备与技术方面的研究，重视通风系统监测与管理，以不断提高通风质量，保证矿井的安全、高效生产。

【相关文献】
[1] 陈开岩，傅清国，刘祥来.．矿井通风系统安全可靠性评价软件设计及应用[J]中国矿业大学学报，2003（4）：67-68.
[2] 郭光，杨志超.论矿井通风理论与技术进展评述[J]地学论坛，2011（5）：99．
[3] 赵梓成，谢贤平.矿井通风理论与技术进展评述[J]云南冶金，2002，31（3）：23；37．
[4] 吴立云，杨玉中，张强.矿井通风系统评价的TOPSIS方法[J]煤炭学报，2007（6）:89-90.
[5] 刘泽工.通风安全工程计算机模拟与预测[M].北京：煤炭工业出版社，2002.
[6] 吴博，于顺才，吕字强.矿井通风系统的优化和主要通风机的改造[J].山东煤炭科技，2011（1）：131-132.。