煤矿安全生产的基础——矿井通风

煤矿安全生产的基础——矿井通风

矿井通风是煤矿安全生产的基础，它不但具有向井下各用风地点输送新鲜风流，保障井下作业人员呼吸的重要

功能，同时，还肩负着稀释、排除矿井瓦斯与粉尘以及作业区间的降温等重任。目前井工煤矿用通风方法排放

的瓦斯约占全矿井瓦斯量的80%——90%，采煤工作面涌出的瓦斯量的70%——80%也是靠通风方法排除；同时，通风方法可排除装有抑尘装置采煤工作面粉尘量的20%——30%；排除深井采煤工作面热量的60%——70%。供

给矿井的新鲜空气的质量约是矿井采煤量的5~18倍，由此可见矿井通风在煤矿生产过程中的地位，是矿井中

不可缺少的重要环节。合理的通风是抑制煤炭自然和火灾发展的重要手段，但如果通风系统布置不合理或管理

不当，将恰恰是导致瓦斯积聚和自然发火以及造成瓦斯、火灾事故进一步扩大的主要原因。因此提高矿井的通

风技术与管理水平是保证矿井正常生产和安全状况的基本任务之一。

抚顺分院是从事矿山安全的大型科技企业，通风是其主导专业之一。对矿井的通风技术发展和科研工作非常重视，在矿井通风的基础理论、通风工艺改革、通风的测试仪表和装备方面均取得了较丰硕的科研成果。在矿井

通风系统的改造方面做了大量的科研工作，提出了通风系统改造标准和方法，在我国首次将电子计算机应用到

通风网络解算中，使极其繁琐和耗时的网络解算工作变得既简洁又准确。根据矿井通风的特点，研究和制定了

新的供风标准和风量计算办法。通过实验证明研究，提出了矿井反风期间瓦斯涌出量、反风风量、反风风压以

及封闭区风的变化关系，对旧《规程》（1992年版以前的）原定的反风率规定作了修改，编制了较完善安全可靠的《反风条例》，对矿井反风工作具有实际指导意义。

1矿井通风的基础研究

建院50年来，在分院老中青几代科研工作者的共同努力下，在矿井通风的技术研究方面进行了大量的研究，

建立了矿井通风网络解算的数学模型，并在通风网络解算中首次引入电子计算机，使复杂网络解算的极其繁琐

的数学运算变得便捷。同时，提出了火灾时期风流的非稳定流动状态下的风流温度、压力、速度、密度等参数

的变化规律及其相互关系，建立了相应的微分方程，首次实现了火灾燃烧过程和非稳定过程的联合解算，从而

可以掌握火灾时期风流非稳定过程的通风过程及其特性，为防灾救灾提供了科学依据。

早期的网络解算计算机程序采用ALGOL-60算法语言编写，随着计算机及其软件技术的发展，我院先后又研究

出FORTRAN、BASIC、QUICKBASIC、TRUBOC等不同语言的程序版本，目前随着Windows操作系统风靡全球和计算机可视化技术发展，又研制出用于Windows3.X、WindowsMe、Windows98、Windows2000及WindowsXP等

操作系统下运行的通风网络解算程序，在实现基本解算功能的基础上，增加了实用参数查询、单位换算等功能

及可视化功能。

2矿井通风实用技术研究

2．1矿井通风工艺及技术

2．1．1通风系统优化及矿井主要通风机的经济运行

矿井通风系统是由通风动力及装置、通风井巷网络、风流监测与控制设施等组成。其基本任务是利用通风动力，以最经济的方式，向井下各用风地点提供足够、优质的新鲜空气，以保证井下作业人员的呼吸、安全和改善劳

动环境的需要。此外，优良可靠的通风系统还能在井下发生灾变时，有效、及时地控制风流及风量，并配合其

他措施，防止事故扩大。

通常，矿井通风系统在设计时往往是合理和可靠的，但在煤矿生产延伸、工作面搬迁、新采区的开拓接续工作后，由于通风系统的巷道联结方式和，风量调节设施的变化，加上井巷和通风设施的年久失修，通风系统往往

就失去了原来的优良性能，甚至还隐藏着重大的隐患，为此，研制了一整套生产矿井通风技术改造的方法，并

制定了矿井通风系统优化评价的指标。

随着集约化生产和矿井向深部发展，采区和采煤工作面的绝对瓦斯涌出量剧增，要求采区和采煤工作面的通风

能力迅速增大。对采区的通风系统布置方式进行了改革，提出了3条上山的布置方式，采区内建立了专用回风道，有利于采区内采掘工作面的独立通风、提高采区的通风能力和风流的稳定性，为保证采区的局部反风和作

业人员的安全脱险，提供了有利条件。在采煤工作面的通风布置方面，提出了U+L型方式（或称尾巷布置方式），改变了采区流场分布，有效地防止了采煤工作面上隅角瓦斯积聚，加强了采空区瓦斯的排放。为了防止尾巷瓦

斯超限，又提出和采用了Y型的通风布置方式，可单独供风流直接稀释采空区涌出的瓦斯。此外还有W型和Z 型等布置方式，均取得了较理想的通风效果，大大地改善了采煤工作面的通风条件，保证了安全回采。

矿井主要通风机是矿井通风的心脏，是矿井通风的主要动力。矿井主要通风机昼夜不停地运转，而且功率也大，因此耗电量很高。据统计，全国大中型煤矿主要通风机的平均耗电量占全矿总耗电量的20%。所以，合理地选

择和使用主要通风机，实现主要通风机的经济运行，不仅关系到矿井的安全生产，而且对提高矿井的经济技术

指标有着十分重大的意义。因此，主要通风机的经济运行也是通风工作的重点之一。

针对一些老、旧、杂风机的运行效率低、能耗大的现状，抚顺分院先后对阳泉三矿，开滦唐山矿、林西矿，沈

阳彩屯矿以及龙口矿务局北皂煤矿，平顶山煤业集团十一矿，平庄煤业集团五家矿等20多个矿井的主要通风

机运行情况作了较全面的调查与测试，找出了影响风机运行效率低的诸多原因。主要有：①运行的风机性能

与矿井通风网络特性不匹配，使风机的运行工况大都处于非高效区；②主要通风机选型不合理，有的矿井设

计的风量与风压偏大，致使主要通风机选型偏大、风机转速偏高、电机容量偏大，形成主要通风机处于“大马