矿井通风技术及通风系统优化设计分析

矿井通风技术及通风系统优化设计分析

摘要：在我国经济建设中矿产资源是主要的能源之一，其开发范围的不断增加，使矿井数量也在持续上升。近年来事故频发，安全生产成为人们普遍关注的

问题。通风是矿井生产中极为重要的一项工作，关系到人员安全和企业的经济效益。为此，需要相关单位做好矿井通风技术的分析，并且优化通风系统设计。本

文对此展开研究，旨在为有关单位提供借鉴。

关键词：矿井；通风技术；通风系统

引言：各行各业对矿产资源的需求越发增加，矿井开采力度也在不断上升，

在这样的背景下，矿井通风技术在行业中得到普及，并受到广泛认可。该技术可

为生产带来积极影响，不仅为井内工人输送新鲜空气，还可调节内部温度，有效

减少事故发生率，保障人员的生命安全。为此，优化矿井通风技术和系统具有重

要的实践价值。

一、矿井通风技术

（一）多风机多级机站技术

矿井生产中应用多风机多级机站不仅可提升通风效率，还可减少电量的消耗。这项技术目前被广泛运用到煤矿井作业中，风机多级机站利用风机科学调节矿井

下的风量大小，其原理是采用二级或以上风机基站进行地面新鲜空气的输送工作，并将井下的污浊空气进行排放的一种综合技术。在实践生产中，该技术可自动控

制通风量，无需人员对风窗进行调节，但要避免风窗的大量运用，使通风系统发

挥出更大的效用。风机多级机站与大型风机相比，具有能源消耗量小的优势，达

到良好的节能效果，这是由于该技术使用串联和并联组合的方式，将站间风机和

站内风机进行连接。在生产期间，风量与风压均能得到合理控制，减少能量消耗。

（二）局扇通风技术

该技术属于轴流式矿井掘进通风类型，其主要对井内局部进行通风处理。在

操作原理上来看，通风范围集中在工作面，需要选择轴流风扇，其具备体积小、

噪音低、风量大等特点[1]。在矿井作业过程中对通风的技术要求较为严格，若通

风设备的规格和型号不合理，就需要技术人员对操作流程进行调整。具体来说，

将该技术运用到矿井工作中，需要从以下方面入手：其一，采用局扇通风技术，

需要在井下设置2台以上的风扇，才能避免人员中毒或瓦斯爆炸等事故的发生。

其二，在煤矿挖掘过程中，针对瓦斯浓度较高的区域需要结合具体的分布特点，

预先做好通风计划，提高矿井通风质量，可在井下巷道1/3处设置辅助隧道，该

隧道中需要预设瓦斯通风排放缓冲区域，根据矿井内的瓦斯情况设置对应的硐室，以减少矿井通风压力。

（三）均压通风技术

均压通风技术应用较为广泛，其能够使风窗与风机保持平衡。该技术在运用

期间需要注意以下方面：其一：为避免井内瓦斯涌入作业区域，需要保障井内调

量门始终开启。其二，在矿井掘进期间为避免安全隐患，安全人员应定期做好监测，及时调节通风模式和参数。

二、矿井通风系统优化设计

（一）优化改造方案

在实践工作当中，需要技术人员对矿井内的通风系统运行现状展开分析，并

结合实际情况，找出问题产生的原因，针对性的做出调整使通风系统在运行效率

方面达到良好的效果。例如，在某矿井作业中对通风设备进行布局优化：第一，

根据矿井的实际范围，选择中央边界式和两翼对角式的通风系统。第二，在当前

通风系统的技术上，增设回风巷，达到分区域通风的目的，确保风速的稳定，满

足矿井生产的需求，避免生产过程中发生通风异常的情况。第三，采用U型退式

通风的方法，不仅保障通风效果，同时减少矿井巷道的施工难度，便于维修。第四，在局部通风设备方面，为提升矿井的安全性，技术人员采用反向风门设计，

维持通风系统的稳定。该项目负责人员提出两翼对角式和中央边界式的通风方案，其目的是使整体通风效果得到提升，在实际工作中，技术人员需要根据施工环境

的差异，合理选择不同的施工方案。其中两翼对角式方案利用Z字型施工方案，

在回风侧钻孔抽风，以保障瓦斯不会向地面扩散。所选择的风筒为人造与金属融

合的柔性风筒，便于在狭小的矿井内安装和维修。技术人员通过对两种方案对比，以多个角度进行考量使方案的实施更加合理。两种方案在进风量、回风量、合格

率等方面均有明显提升，同时风量合格率与该矿井项目的通风标准要求一致。

（二）优化监测点布局

设计通风系统需要重视监测点布局工作，在我国矿井规模不断扩大的背景下，通风系统的规模也在进一步增加，使调控和监测工作的难度上升。规模较大的项目，其管理任务量也较大，人工操作难以满足作业需求[2]。在此情况下，某矿井

企业采用先进的计算机和通信技术，构建自动化监控系统，实现矿井通风的优化，在此期间，为达到良好的监测效果。需要进一步优化监测点。技术人员所设置的

监测点需要与项目情况相符，若是数量不足，则难以覆盖整体作业环境，反之，

若是数量过多就会使企业的成本增加。对此，需要技术人员根据矿井作业面图纸

展开分析，计算出合理的监测点数量，使布局更加科学，在具体运行中对通风系

统进行动态监控，捕捉异常信号。在系统优化设计过程中，做好监测点的调整，

不仅可以保障监测系统在应用过程中得到更好的效果，还能够充分掌握矿井通风

情况。

（三）优化风网结构

对风网结构进行调整，可使矿井通风系统更加稳定、安全，同时实现节能的

目标。矿井风网结构在优化过程中应从以下方面入手：其一，优化通风网络，明

确矿井调节设备的位置，使矿井通风功率减少，有效节约能源；其二，可采用并

联巷道，减少角联的方式，缩短通风的距离。对于老旧矿井来说，需要调整通风

设施并修理，将大门改为小门，避免矿井内部漏风，提升矿井的有效风量。通风

机装置中主要附属装置包含扩散器、反风装置等。附属装置的结构对通风效率和

节能效益起到重要影响。所以，在矿井通风系统改造时还需要注意：第一，确保

风硐的断匝，维持风速在10-15m/s。风硐切面形状可利用半圆形或圆形，其表面

采用水泥砂浆抹面，增强光滑度，减少阻力，提高风速。第二，在风硐布置形式

方面，可利用单一斜上式，与井筒相连，避免转弯数过多，风硐与风井连接处的