矿井通风系统稳定性和可靠性研究
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对确保煤矿通风系统稳定、可靠的探讨
对确保煤矿通风系统稳定、可靠的探讨【摘要】井下通风系统做为重要辅助环节，是井下生产作业人员安全保障的基本系统，在煤矿生产中的作用不可或缺。
可以说，矿井通风系统与煤矿井下火灾、煤尘及瓦斯爆炸等重大恶性事故的关系极为密切。
只有选择并不断改进和完善通风系统，使之更加稳定与可靠，才能在煤矿生产过程中，源源不断地把地面空气及时输送到井下生产作用地点，从而有效地排除或稀释井下有害、有毒气体与粉尘，在为生产人员呼吸提供有保障的基础上，不断创造相对良好的井下生产环境、保障煤矿生产的安全及煤企经济效益。
【关键词】矿井通风系统煤企的经济效益和矿井的生产安全与煤矿井下通风系统优劣息息相关。
有效的矿井通风系统及其技术不但能够对灾害发生有效进行预，而且，一量灾害发生，通风技术还是消除、缩小和控制灾害十分重要的手段之一。
因此，煤企必须要重视矿井通风系统的建设，使之具备较强的抗灾、防灾能力，使之在正常生产中能够及时有效地稀释和排除瓦斯，以预防煤炭自燃、粉尘和瓦斯爆炸的发生；而一但发生灾变时，能够最大限度地控制和减少事故危害范围和程度，为救人、救灾和恢复生产提供必要支持。
1、稳定、可靠是评判矿井通风系统是否有效的基本前提随着现代矿进的建设，安全、高效成为煤矿企业努力追求的方向。
而可靠性更高、稳定性更强无疑是评判矿井通风系统优劣，确保矿井生产高效、安全的基本前提，事关矿生生产能力与抗灾能力，与对矿生的生产安全的经济效益产生直接影响。
1.1煤矿井下通风系统稳定性探析煤矿井下通风系统稳定性通常与主通风机台数、通风机设置的位置，以及通风网络的结构形式和风压大小有关。
此外，井下局部采区风流稳定性，通常取决于局部采区通风系统的联接方式，及对角风路多寡和有无角联风路有关。
1.1.1风路的稳定性通风系统风路的稳定性主要包括两方面内容：一是风路风流的变化；二是风流是否改变方向。
煤矿井下通风系统的风路有普通风路与角联风路之分。
对普通风路来说，通常产生变化的只是风流的大小，而在角联风路中，不仅风流大小可能发生变化，风路的方向也是有可能发生改变的。
煤矿通风系统的安全与稳定性问题探讨
【 关键 词】 煤矿通风 系统 ； 安全 问题 ； 稳定性
煤矿通风 系统是 由通风 网络 、 通风动力和通风控制设施 等构成 的 套完整体 系． 其 主要用途是 向煤矿井下 的工作 区域提供 充足的新鲜 空气 ． 并及 时排 出污浊空气 。煤矿通风系统是保证煤矿生 产系统安全 运转 的重要组成部分 ， 它既服务又制约着生产 系ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 为确保 煤矿安全 生产 、 稳产和高产 ． 提 高抗灾能力 ． 保 障经济效益 ． 必须使得通风 系统 保持最 佳运行 状态 因此 ． 建立完善合理的通 风系统 是煤 矿安全高效
Ｓ ｈ ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｉ ａ ｌ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｄｏ ｇ ｙ
第０ ２ 期
山东 工 业 技 术
２ ０ １ ４ 正
煤矿通风 系统的安全与稳定性 问题探讨
张志 荣 （ 开滦＜ 集团＞ 蔚州矿业有限责任公司 西细庄矿 ， 河北 蔚县 ０ ７ ５ ７ ０ ０ ）
一
煤矿通风系统是由井 下纵横交错 的巷 道构 成的一个复杂系统 ． 利 用 图论理论将通风系统描述为一个由点 、线及 其属性组成 的系统 ． 统 称为通风 网络 由于许多煤矿开采的 自然条件恶劣 ． 地质条件构 造复 杂． 瓦斯 涌出量变化大 ． 因巷道及通风构筑 物的变化使 通风系统成 为 个复杂的系统 我国大型煤矿通风系统网络节点近千个 ． 网络分支 可达上千条 ． 角联分支 占总分支数 的比率可 达 １ ５ ％ ～ ４ ５ ％． 全矿巷 道长 生 产 的 基 本保 证 度约 为 ５ ０ ～ ２ ０ ０ ｋ ｍ． 矿井通风设施数 目几 十个 ． 用风 地点 一般有 ｌ ５ ～ ４ Ｏ 个． 甚至上百个 通风系统的输入参数受到煤矿 内外生产条件 的影响 １ 当 前 工作 中存 在 的主 要 问 题 而发生变化 ． 运行状态会 变得不稳定 ． 诸 如 供 电 网 电 压 波 动 引 起 风 机 不稳 定运转 ． 通风 系统的有效风 量和工作 风压会受 到影响 ： 巷道 出现 １ ． １ 地 区之 间发展不平衡 突然坍塌阻塞和矿井火灾等 事故： 提升系统产生活塞风速 ． 这些 目前状况下， 我 国的煤矿地 下开采通风方面表现为地 区发展不平 高冒 、 衡． 一些矿 山虽 然已经拿到 了相应 的安全许可 证 ． 但它在机 械通风系 现象都会影 响着煤矿通风系统的运行稳定性 统建设方面仍然存在着缺 陷．需要对其进行进一 步的整改与完善 ． 这 ４ 矿 井通 风 系统 的 优 化 些矿山大多数集 中在欠发达地 区 不仅如此 ． 很 多欠 发达地区的矿山 至今仍未建立起机械通风系统 ． 这样一来 ， 就 大大增加 了工作的难度 ． ４ ． １ 选用新型 的通风设备 同时 ． 专项整治任务也 是十分 的繁重 随着经济 的发展 以及科学技术水平 的提高 ． 一些新 型通风系统初 １ ． ２ 部分地区行 动迟缓 、 工作滞后 见 活跃在市场 当中． 并受到 了相关企业与人士 的广泛好评 在对通风 当前状 况下 ． 仍然存 在着少数地 区没有按 照相关规定进度开展机 设备进行选择时 ．首先要对作业场地的具体条件进行充分 的结合 ． 然 械通 风系统建设工作 。这样一来 ， 这些地 区的检查 工作仍然停 留在企 后再 根据作业 的特点对新型 、 高效 、 节能 、 运行平稳 的矿用 风机 进行有 业 自查 自纠 阶段 ， 不能与专项 督查进行有效 的使用 ． 这对 矿山地下开 效的选择 同时 ． 通过对 通风网路优化技术进行一定程度上的利用 ， 对 采工作的长期发展造成十分不利 的影 响 矿井通风系统 阻力 、 风量 、 主扇工况点进行有效的优化 。 矿井等积孔较 １ ． ３ 部分地区矿山地下 开采通 风系统建设缺 陷严重 大时 ， 应选择等积孔较大 的大 风量 、 低风压风机 ， 如 Ｋ系列 、 Ｄ Ｋ系列 、 这一方面的问题 主要 表现在 如下几个 方面 ： ①缺乏相应的通风专 Ｂ Ｄ系列等风机 ： 在选择通风设备时应确保主扇连续 运转 ． 电动机的型 业人员。一些小型矿山企业由于受到诸 多方面的限制 ． 同时为 了追求 号 、 规格要匹配 ． 使 主扇 能在 １ ０ ｍｉ ｎ内使风流反 向的措施 利益最大化 ． 而没有按照相关的规定要求对专业的通风工作人员进行 ４ ． ２ 阶段通风网路优化 有效的配备。这样一来 ， 使其 在对通风设备进行使用的过程 中时常出 般情况下 ． 在矿井 的中后期 ． 其通风 系统较之于矿 井前 期具有 现问题 ， 主要表现在通 风设 备安装 位置不正确 ． 通风构筑 物ｆ 风门 、 风 更大的复杂性 因为矿井中后期 的通风 系统需要对巷道贯通点进行一 桥、 风窗） 不完善 ， 进而使得通风工作难以达到规定的要求 定程度上 的增加 。 这样 一来 ， 串联 、 并联 、 串并联 的数量大大增加 ， 巷道 ②缺乏相应的警示标志 临时停工的巷道没有设置栅 栏和警 示标 失修 ， 巷道断面变大 、 分叉等 ． 这些 因素综合起来 导致了矿井 中后期通 志。 盲巷或采空区没有及时封闭 ． 人员进入后易发生中毒窒息事故 风系统的复杂性 而随着通风网路 的逐渐复杂 ． 通风的阻力发生 了较 ③存在较多通风系统漏洞 一些矿山没有采用正确的采矿方 法对 大程度上 的上升 ． 进 而使得采空 区增多 ． 地表 陷落 ． 废损井 巷增多 ． 封 矿产进行有效开采 ． 同时 ． 采掘具有较大程度的无 序性 加上多年 问题 闭不严 ， 通风设施增 加导致漏 风严重 。 因此． 需要对 阶段通风 网路进行 的积 累， 使得采场通风存在着较大的难度 同时 ． 这些矿山 中还存 在着 定程度上的优化。 首先要加强通风管理 ， 在各中段 回风联 络巷 、 采场 串联风或利用空 区、 废巷通风的现象 。 这样一来 ． 及时对机械通风设施 天井等适当地点 ． 安装风门 、 调节风扇 等通风设 施。 同时 ， 为 了避 免短 进行 了安装 ． 它所发挥的效果也不明显 路现象的发生 ． 还应该对废旧巷道 以及与采 空区联通的井巷道进 行有 ④缺少必要测风 、 测尘的检测手段。 风质 、 风速 、 风量无检测依据 ， 效的关闭 这有这样 ． 才能够对深部 各个 工作面的有效风量进行有效 风机开停全凭经验 、 凭感觉 的保证。 ４ － ３ 局 部 通 风 系 统 优 化 ２ 通 风 系统 的 安 全 性 局部通风是矿井通风系统的重要组成部分 ． 局部通风 系统设计 与 安全可靠 、 经济 合理 、 技术 规范” 的原则 ， 应因地制 宜 ， 煤矿通 风系统需要 具有运行过程 中保持其工 作参数值稳定 可靠 优化必须符 合“ 以便最经济地实现局部通风。 的能力 ， 所谓通风系统的工作能力主要是指井下通风 网络 的风量分配 充分利用现有设备 ， 是否符合规定要求 ， 这样才能够维持供应煤矿井下 巷道 中所必需 的满 足要求 的清 洁风量 安全生产 中煤矿通风系统 的重要 性不容置疑 ． 需 【 参考文献】 １ ］ 贾敏远 ， 杜润魁 ， 甘信锋 ． 温英明． 矿井通风 系统稳定 性影响因素分析 ｌ Ｊ １ ． 中州 要严格控制其工作能力 ． 尽量避免煤矿生产 中可能 出现 与通风系统有 ［ ２ ０ ０ ９ （ ０ ８ ） ． 关 的几个问题 ： 煤矿井下生产 过程使 用通风动 力时 ． 避免 因考虑 经济 煤炭 ． ［ ２ ］ 吴超 ， 王从陆 ｌ 复杂矿 井通风 网络 分析 的参数 调节度数字 实验『 Ｊ １ ＿ 煤 炭学报 ， 费 用问题 ， 而不 能及时 向作 业区域提供 保质保 量的新鲜 风流： 避 免不 ２ ０ ０ ３ （ ０ ５ ） ． 能保证作业空间保持 良好 的气 候条件； 避免不能使毒害气体 和矿尘降 ［ ３ ］ 吴东旭． 凤凰ｔ ｌ ａ ｇ － Ｎ 风系统优化改造研究ｆ ： Ｄ ］ ． 阜新 ： 辽宁Ｔ程技术大学 ， ２ ０ ０ ７ ． 低 到允许浓度 ： 当发生灾害事故 时 ． 避免不 能及时有效地控 制风 向和 ［ ４ ］ 刘宜平． 恒源公司矿井通风系统优化研究ｆ Ｄ ］ ． 淮南 ： 安徽理工大学 ． ２ ０ ０ ６ ． 风 量。 由此 ， 煤矿生产中综合避免以上可能出现 的问题 ． 并将通风 系统 与其 它措施 结合 ． 防止灾 害扩 大 ． 进而消灭事故 ［ 责任编辑 ： 丁 艳］
煤矿通风系统优化研究
煤矿通风系统优化研究煤矿是我国能源资源的重要组成部分，但同时也伴随着一系列的安全隐患。
其中，煤矿通风系统的优化研究是保障矿工安全的重要一环。
本文将从通风系统的重要性、优化研究的意义以及相关的技术手段等方面进行论述。
一、通风系统的重要性通风系统在煤矿中起到了至关重要的作用，它不仅能够提供矿工所需的新鲜空气，还能有效排除煤矿中产生的有害气体，如瓦斯等。
通过通风系统，可以维持矿井内的气候环境，保证矿工的健康和安全。
此外，通风系统还可以控制煤尘的扩散，减少火灾和爆炸的风险。
二、优化研究的意义通风系统的优化研究对于提高煤矿安全和生产效率具有重要意义。
首先，通过优化通风系统，可以提高矿工的工作环境质量，减少职业病发生的风险。
其次，合理的通风系统能够提高煤矿的生产效率，降低能源消耗，减少生产成本。
此外，通过优化通风系统还可以提高矿山的环境保护水平，减少对周边生态环境的影响。
三、优化研究的技术手段1. 数值模拟技术数值模拟技术是优化研究中常用的手段之一。
通过建立煤矿通风系统的数学模型，可以模拟和预测不同参数下的气流分布情况。
通过对模拟结果的分析，可以找出通风系统中存在的问题，并提出相应的改进措施。
数值模拟技术具有计算速度快、成本低、结果准确等优点，因此被广泛应用于煤矿通风系统的优化研究中。
2. 传感器技术传感器技术是另一种重要的优化研究手段。
通过在煤矿通风系统中布置传感器，可以实时监测气流速度、气体浓度等参数的变化情况。
通过传感器获取到的数据，可以对通风系统进行实时调整和优化。
传感器技术的应用可以提高通风系统的自动化程度，减少人为干预的可能性，提高通风系统的稳定性和可靠性。
3. 智能控制技术智能控制技术是通风系统优化研究中的一项重要内容。
通过引入智能控制算法和系统，可以实现对通风系统的自动化控制和优化。
智能控制技术可以根据实时监测到的数据，自动调整通风系统的参数，使其始终处于最佳工作状态。
智能控制技术的应用可以提高通风系统的响应速度和精度，减少人为操作的误差，提高通风系统的控制效果。
矿井通风系统可靠性分析与评价
矿 井 通 风 系 统 可 靠性 分 析 （ ） 井 通风 系统 可靠 性 主要 自然影 响 因素 一 矿 １通风 方 式 ． 矿井进 、 回风 井 的相 对 位 置 的 布 置 方 式 即为 矿 井 通 风 方 式 。 矿 井 通 风 方 式 包 括 中 央 式 、 角 式 、 区 式 、 合 式 ４种 ； 井 通 对 分 混 矿 风 方 法 有 抽 出 式 、 人 式 、 合 式 。通 风 方 法 的 选 择 直 接 影 响 矿 压 混 井 通 风 的漏 风 率 大 小 。
空气 在 进 行 生 产 或 通 风 及 其 它 特 殊 用 途 而 掘 出 的井 巷 中 流 动 ， 足 生产 和安 全 的 需 要 。空气 流过 的井 巷 与 通 风 构筑 物就 组 满 成 了矿 井 通 风 系统 的通 风 网络 。通 风 巷 道 按 其 位 置 在 网络 中 的 相 互 关 系可 分 为并 联巷 道 、 联 巷道 和角 联 巷 道 。 串 矿井 通 风 网络 属 于大 型 复 杂 网络 ．对 于这 样 一 个 具 有 上 百 条分 支 的大 型 复 杂 网络 ， 在许 多角 联 分 支 。 仅 风 网 中 的角 联 存 不 网络 存 在 着 风 流 稳 定 性 问题 ，而 且 其 它 风 路 中也 不 同程 度 地 存 在着 风 流 稳 定 性 问题 。 见 ， 风 网络 中风 流 流 动方 向及 风 量 大 可 通 小持 续 稳 定 地 满 足 用 风 点 的 需 要 对 于 矿 井 通 风 系 统 的 可 靠 性 起 着 决 定 性 作用 。
影 响 到 井 下 风 流 的稳 定 性 。 ｌ ． 风 巷 道 维护 状 况 （ ５ 。通 风 巷 道 是 构成 通 风 网络 的基 ３通 Ｓ） 础 ， 道 的 畅通 保 证 了井 下 风 流 正 常流 动 ； 道 的 障 碍 则 可 能 阻 巷 巷 断 、 弱风流 ， 减 降低 用 风 点 的风 质 等 。
空气 在 进 行 生 产 或 通 风 及 其 它 特 殊 用 途 而 掘 出 的井 巷 中 流 动 ， 足 生产 和安 全 的 需 要 。空气 流过 的井 巷 与 通 风 构筑 物就 组 满 成 了矿 井 通 风 系统 的通 风 网络 。通 风 巷 道 按 其 位 置 在 网络 中 的 相 互 关 系可 分 为并 联巷 道 、 联 巷道 和角 联 巷 道 。 串 矿井 通 风 网络 属 于大 型 复 杂 网络 ．对 于这 样 一 个 具 有 上 百 条分 支 的大 型 复 杂 网络 ， 在许 多角 联 分 支 。 仅 风 网 中 的角 联 存 不 网络 存 在 着 风 流 稳 定 性 问题 ，而 且 其 它 风 路 中也 不 同程 度 地 存 在着 风 流 稳 定 性 问题 。 见 ， 风 网络 中风 流 流 动方 向及 风 量 大 可 通 小持 续 稳 定 地 满 足 用 风 点 的 需 要 对 于 矿 井 通 风 系 统 的 可 靠 性 起 着 决 定 性 作用 。
影 响 到 井 下 风 流 的稳 定 性 。 ｌ ． 风 巷 道 维护 状 况 （ ５ 。通 风 巷 道 是 构成 通 风 网络 的基 ３通 Ｓ） 础 ， 道 的 畅通 保 证 了井 下 风 流 正 常流 动 ； 道 的 障 碍 则 可 能 阻 巷 巷 断 、 弱风流 ， 减 降低 用 风 点 的风 质 等 。
煤矿通风系统安全问题及稳定性探讨
・பைடு நூலகம்
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科 技 论 坛
煤矿 通 风系统安全问题 及稳 定性探讨
牛 家 宝
（ 鸡西市煤炭生产安全 管理局 ， 黑龙江 鸡西 １ ５ ８ １ ０ ０ ）
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摘 要： 随着经济的迅速发展 以及科学技 术水平的不断提 高， 我 国的煤矿业取得 了较 大程度上 的进 步， 为我 国国民经济 的发展 以及 工业水平的提高做 出重要贡献。而在煤矿开采的过程之 中， 煤矿 的通风 系统具有十分重要的地位与作 用， 它是煤矿 开采不可或缺 的重要 系统。如果通风 系统风 流不稳定 ， 就会对作业的风量供应造成一定程度上 的影 响， 并最终可能引发 瓦斯事故的发生 ， 因此 ， 研 究煤矿通 风 系统的安全性与稳定性具有十分重要 的现 实意义。主要针对煤矿通风 系统安全问题及稳定性进行研 究与分析。 关键词 ： 煤 矿 通 风 系统 ； 安 全 问题 ； 稳 定性 １当前 工作 中存在的主 要问题 利用 图论 理论 将通风系统描述为一个由点 、线及其属性组 成的系 １ ． １地区之间发展不平衡 统，统称为通风 网络 。由于许 多煤矿开采的 自然条件 恶劣 ， 地质条 目前状况下， 我国的煤矿地下开采通 风方 面表 现为地区发展不 件构造复杂，瓦斯涌 出量 变化大，因巷道及通风构 筑物 的变化使通 平衡， 一些矿 山虽然 已经拿 到了相应 的安全许可证， 但它在机械通风 风系统成为一个 复杂 的系统。 我国大型煤矿通 风系统网络节 点近千 系统建设方面仍然存在着缺 陷， 需要对其进行进一步的整改与完 善， 个，网络分支 可达上千条 ，角联分支 占总分支数 的 比率可 达 １ ５ ％ 这些矿山大多数集 中在欠发达地 区。不仅如此＇ 彳 艮 多欠 发达地 区的 ４ ５ ％，全矿巷 道长度 约为 ５ ０ — ２ ０ ０ ｋ ｍ，矿井通风 设施数 目几 十个 ， 矿山至今仍未建立起机械通风系统， 这样一来， 就 大大增加 了工作的 用风地点一般有 ｌ ５ — ４ ０ 个，甚至上百个 。通风系统 的输入参数受 到 煤矿 内外生产条件 的影响而发生变化 ， 运行状态会变得不稳定 ， 诸 难度同 时， 专项整治任务也是十分 的繁重 。 １ ． ２部分地区行动迟缓 、 工作滞后 如供 电网电压波 动引起风机不稳定 运转，通风系统 的有 效风量 和 巷道 出现高 冒、 突然坍塌 阻塞 和矿井火灾 等 当前状 况下 ， 仍然存在着少 数地区没有按照相关规定进度开展 工作风压会受 到影响； 机械通风系统建设 工作。这样一来， 这些地区的检查工作仍然停 留 事故； 提升系统产生活塞风速， 这些现象都会影响着煤矿通风系统 的 在企业 自查 自纠 阶段， 不能与专项督查进行有效 的使用， 这对矿 山地 运行稳定性 。 ４ 矿井通风 系统的优化 下开采工作 的长期发展造成 十分不利的影 响。 １ ． ３部分地区矿山地下开采通风系统建设缺陷严 重 ４ ． １选用新型的通风设备 随着经济 的发展以及科学技术水平 的提高，一些新型通风系统 这一方 面的问题主要表现在如下几个方面： ①缺乏相应 的通风专业人员 。 一些小型矿山企业 由于受到诸多 初见活跃在市场当中， 并受到了相关企业 与人 士的广泛好评 。在对 首先要对作业场地 的具体条件进 行充 分的结 方面的限制， 同时为了追求利益最大化， 而没有按照相关的规定要求 通风设备进行选择 时， 对专业 的通风工作人员进行有效的配备 。这样一来， 使其在对通风 合， 然后 再根据作业 的特 点对新型 、 高效 、 节能 、 运行平稳 的矿用风 设备进行使用 的过程 中时常出现问题， 主要表现在通风设备安装位 机进行有效的选择。同时， 通过对通 风网路优化技术进 行一定程度 对矿井通 风系统 阻力 、 风量 、 主扇工 况点进行 有效 的优 置不正确 ， 通风构筑物（ 风门 、 风桥 、 风窗） 不完 善， 进而使得通风工作 上 的利 用， 化。 矿井等积孔较大时， 应选择等积孔较大 的大风量 、 低风压风机， 难 以达到规定的要求 。 ②缺乏相应 的警示标志。 临时停工 的巷道没有设置栅栏和警示 如 Ｋ 系列 、 Ｄ Ｋ 系列 、 Ｂ Ｄ 系列等风机 ；在选择通 风设 备时应 确保 规格要 匹配，使主扇能在 １ ０ ｍｉ ｎ 内 标 志，盲巷或采空 区没有及时封闭， 人员进入后易发生中毒窒息事 主扇连续运转，电动机 的型号 、 使风流反向的措施 。 故。 ４ ． ２阶段通风网路优化 ③存在较多通风 系统漏洞。 一些矿 山没有采用正确 的采矿方法 对矿产进行有效开采， 同时， 采 掘具有较 大程度 的无序性 。加上多年 般情况下， 在矿井的 中后期， 其通风系统较之于矿井前期具有 问题 的积累， 使得采场通风存在着较大 的难度 。同时， 这些矿山 中还 更大 的复杂性 。 因为矿井 中后期 的通风系统需要对巷道贯通点进行 串联 、 并联 、 串并联 的数量大大增加， 存 在着 串联风或利用空 区、 废巷通风的现象。这样 一来， 及 时对机械 定程度上的增加 。这样一来， 通风设施进行了安装 ， 它所发挥 的效果也不 明显 。 巷道失修， 巷道断面变大 、 分叉等， 这些 因素综合起来导致 了矿井 中 通风 的阻力 ④缺少必要测风 、 测尘的检测手段 。风质 、 风速 、 风量无检测依 后期通风 系统 的复杂性 。而随着通风网路 的逐 渐复杂， 据， 风机开停全凭经验 、 凭感觉。 发 生了较大程度上 的上升，进而使得采空 区增 多，地表 陷落，废损 ⑤仍未对通风系统进行有效的建立。 一些小型矿山企业 由于上 井巷增 多， 封闭不严 ， 通风设施增加导致漏 风严重。因此， 需要对 阶 在各 中 到诸多因素 的制约， 仍然没有对机械 通风 系统进行有效 的建立， 仅仅 段通风网路进行一定程度上的优化。首先要加强通风管理， 依靠传统的 自然通风来试 图满足相应 的通风条件， 这样一来， 就难 以 段 回风联络巷 、 采场天 井等适 当地点，安装 风门 、 调节 风扇等通 风 设施。同时， 为了避免短路现象 的发生， 还应该对废旧巷道以及与采 对矿井通风安全进行有效 的保证 。 空区联通的井巷道进行有效的关闭 。这有这样， 才 能够对深 部各 个 ２通风 系统的安全性 煤矿通风系统需要具有运行过 程 中保持其工作参 数值稳定可 工作面 的有效风量进行有效 的保证ｊ 靠 的能力，所谓通风 系统 的工作能力 主要 是指井下通风 网络 的风 ４ ． ３局 部 通 风 系统 优 化 局部通风是矿井通风系统的重要组成部分， 局部通风系统设计 量分 配是否符合规定要 求， 这样才能够 维持供应煤矿井 下巷道 中 安全可靠 、 经济合理 、 技术规 范” 的原则 ，应因地 所必需 的满足要求 的清洁风量。 安全生产 中煤矿通风 系统 的重要性 与优化 必须 符合“ 不容置疑， 需要严格控制其工作能力 ， 尽量避免煤矿生产 中可能出 制宜，充分利用现有设备，以便最经济地实现局部通风 。 参 考文 献 现与通风系统有关的几个 问题： 煤矿井下生产过程使用通风动力 时， １贾敏 远 ， 杜 润魁 ， 甘信锋， 温英明． 矿 井通 风 系统 稳 定 性 影 响 因 素分 避免 因考虑经 济费用 问题， 而不 能及时 向作业 区域 提供保质保 量 …
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科 技 论 坛
煤矿 通 风系统安全问题 及稳 定性探讨
牛 家 宝
（ 鸡西市煤炭生产安全 管理局 ， 黑龙江 鸡西 １ ５ ８ １ ０ ０ ）
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摘 要： 随着经济的迅速发展 以及科学技 术水平的不断提 高， 我 国的煤矿业取得 了较 大程度上 的进 步， 为我 国国民经济 的发展 以及 工业水平的提高做 出重要贡献。而在煤矿开采的过程之 中， 煤矿 的通风 系统具有十分重要的地位与作 用， 它是煤矿 开采不可或缺 的重要 系统。如果通风 系统风 流不稳定 ， 就会对作业的风量供应造成一定程度上 的影 响， 并最终可能引发 瓦斯事故的发生 ， 因此 ， 研 究煤矿通 风 系统的安全性与稳定性具有十分重要 的现 实意义。主要针对煤矿通风 系统安全问题及稳定性进行研 究与分析。 关键词 ： 煤 矿 通 风 系统 ； 安 全 问题 ； 稳 定性 １当前 工作 中存在的主 要问题 利用 图论 理论 将通风系统描述为一个由点 、线及其属性组 成的系 １ ． １地区之间发展不平衡 统，统称为通风 网络 。由于许 多煤矿开采的 自然条件 恶劣 ， 地质条 目前状况下， 我国的煤矿地下开采通 风方 面表 现为地区发展不 件构造复杂，瓦斯涌 出量 变化大，因巷道及通风构 筑物 的变化使通 平衡， 一些矿 山虽然 已经拿 到了相应 的安全许可证， 但它在机械通风 风系统成为一个 复杂 的系统。 我国大型煤矿通 风系统网络节 点近千 系统建设方面仍然存在着缺 陷， 需要对其进行进一步的整改与完 善， 个，网络分支 可达上千条 ，角联分支 占总分支数 的 比率可 达 １ ５ ％ 这些矿山大多数集 中在欠发达地 区。不仅如此＇ 彳 艮 多欠 发达地 区的 ４ ５ ％，全矿巷 道长度 约为 ５ ０ — ２ ０ ０ ｋ ｍ，矿井通风 设施数 目几 十个 ， 矿山至今仍未建立起机械通风系统， 这样一来， 就 大大增加 了工作的 用风地点一般有 ｌ ５ — ４ ０ 个，甚至上百个 。通风系统 的输入参数受 到 煤矿 内外生产条件 的影响而发生变化 ， 运行状态会变得不稳定 ， 诸 难度同 时， 专项整治任务也是十分 的繁重 。 １ ． ２部分地区行动迟缓 、 工作滞后 如供 电网电压波 动引起风机不稳定 运转，通风系统 的有 效风量 和 巷道 出现高 冒、 突然坍塌 阻塞 和矿井火灾 等 当前状 况下 ， 仍然存在着少 数地区没有按照相关规定进度开展 工作风压会受 到影响； 机械通风系统建设 工作。这样一来， 这些地区的检查工作仍然停 留 事故； 提升系统产生活塞风速， 这些现象都会影响着煤矿通风系统 的 在企业 自查 自纠 阶段， 不能与专项督查进行有效 的使用， 这对矿 山地 运行稳定性 。 ４ 矿井通风 系统的优化 下开采工作 的长期发展造成 十分不利的影 响。 １ ． ３部分地区矿山地下开采通风系统建设缺陷严 重 ４ ． １选用新型的通风设备 随着经济 的发展以及科学技术水平 的提高，一些新型通风系统 这一方 面的问题主要表现在如下几个方面： ①缺乏相应 的通风专业人员 。 一些小型矿山企业 由于受到诸多 初见活跃在市场当中， 并受到了相关企业 与人 士的广泛好评 。在对 首先要对作业场地 的具体条件进 行充 分的结 方面的限制， 同时为了追求利益最大化， 而没有按照相关的规定要求 通风设备进行选择 时， 对专业 的通风工作人员进行有效的配备 。这样一来， 使其在对通风 合， 然后 再根据作业 的特 点对新型 、 高效 、 节能 、 运行平稳 的矿用风 设备进行使用 的过程 中时常出现问题， 主要表现在通风设备安装位 机进行有效的选择。同时， 通过对通 风网路优化技术进 行一定程度 对矿井通 风系统 阻力 、 风量 、 主扇工 况点进行 有效 的优 置不正确 ， 通风构筑物（ 风门 、 风桥 、 风窗） 不完 善， 进而使得通风工作 上 的利 用， 化。 矿井等积孔较大时， 应选择等积孔较大 的大风量 、 低风压风机， 难 以达到规定的要求 。 ②缺乏相应 的警示标志。 临时停工 的巷道没有设置栅栏和警示 如 Ｋ 系列 、 Ｄ Ｋ 系列 、 Ｂ Ｄ 系列等风机 ；在选择通 风设 备时应 确保 规格要 匹配，使主扇能在 １ ０ ｍｉ ｎ 内 标 志，盲巷或采空 区没有及时封闭， 人员进入后易发生中毒窒息事 主扇连续运转，电动机 的型号 、 使风流反向的措施 。 故。 ４ ． ２阶段通风网路优化 ③存在较多通风 系统漏洞。 一些矿 山没有采用正确 的采矿方法 对矿产进行有效开采， 同时， 采 掘具有较 大程度 的无序性 。加上多年 般情况下， 在矿井的 中后期， 其通风系统较之于矿井前期具有 问题 的积累， 使得采场通风存在着较大 的难度 。同时， 这些矿山 中还 更大 的复杂性 。 因为矿井 中后期 的通风系统需要对巷道贯通点进行 串联 、 并联 、 串并联 的数量大大增加， 存 在着 串联风或利用空 区、 废巷通风的现象。这样 一来， 及 时对机械 定程度上的增加 。这样一来， 通风设施进行了安装 ， 它所发挥 的效果也不 明显 。 巷道失修， 巷道断面变大 、 分叉等， 这些 因素综合起来导致 了矿井 中 通风 的阻力 ④缺少必要测风 、 测尘的检测手段 。风质 、 风速 、 风量无检测依 后期通风 系统 的复杂性 。而随着通风网路 的逐 渐复杂， 据， 风机开停全凭经验 、 凭感觉。 发 生了较大程度上 的上升，进而使得采空 区增 多，地表 陷落，废损 ⑤仍未对通风系统进行有效的建立。 一些小型矿山企业 由于上 井巷增 多， 封闭不严 ， 通风设施增加导致漏 风严重。因此， 需要对 阶 在各 中 到诸多因素 的制约， 仍然没有对机械 通风 系统进行有效 的建立， 仅仅 段通风网路进行一定程度上的优化。首先要加强通风管理， 依靠传统的 自然通风来试 图满足相应 的通风条件， 这样一来， 就难 以 段 回风联络巷 、 采场天 井等适 当地点，安装 风门 、 调节 风扇等通 风 设施。同时， 为了避免短路现象 的发生， 还应该对废旧巷道以及与采 对矿井通风安全进行有效 的保证 。 空区联通的井巷道进行有效的关闭 。这有这样， 才 能够对深 部各 个 ２通风 系统的安全性 煤矿通风系统需要具有运行过 程 中保持其工作参 数值稳定可 工作面 的有效风量进行有效 的保证ｊ 靠 的能力，所谓通风 系统 的工作能力 主要 是指井下通风 网络 的风 ４ ． ３局 部 通 风 系统 优 化 局部通风是矿井通风系统的重要组成部分， 局部通风系统设计 量分 配是否符合规定要 求， 这样才能够 维持供应煤矿井 下巷道 中 安全可靠 、 经济合理 、 技术规 范” 的原则 ，应因地 所必需 的满足要求 的清洁风量。 安全生产 中煤矿通风 系统 的重要性 与优化 必须 符合“ 不容置疑， 需要严格控制其工作能力 ， 尽量避免煤矿生产 中可能出 制宜，充分利用现有设备，以便最经济地实现局部通风 。 参 考文 献 现与通风系统有关的几个 问题： 煤矿井下生产过程使用通风动力 时， １贾敏 远 ， 杜 润魁 ， 甘信锋， 温英明． 矿 井通 风 系统 稳 定 性 影 响 因 素分 避免 因考虑经 济费用 问题， 而不 能及时 向作业 区域 提供保质保 量 …
矿井通风系统稳定性影响因素研究
影 响 范 围 作 了探 讨 。
【 关键引 言
《 煤矿安全规程 》规 定，矿井通风系统应该满足 以下几项要求 ： 第一，能将足够 的风量送往用风地 点，通 风效果好、风质好、有效 风量率 高；第二 ，运行可靠 ，系统简单 ，稳 定性 高；第三，通风阻 力小，分布合理 ，可挖掘 、易调整 ：第四，抗灾能力强 ，即平时 易 于防灾，灾变时又能限制灾害扩大，易于救灾 ，易于尽快恢复生产 ； 第五，经济合算 ，基建投 资、维修 和运转费用低 。但是 ，矿井通风 系统是一个复杂 的、 随机 的、非稳 定的动态系统 ，要使矿井通风系 统在矿井 的生产 中达 到 《 煤矿 安全 规程》规定要求，就必须对矿井 通风系统稳定性和可靠性等影 响因素进行研究 。 １ 矿 井 通 风 系 统 的 特 点 矿井通风系统是 一个复杂 的、随机 的、非稳 定的动 态系统 。 （ １ ）矿 井 通 风 系 统 的复 杂 性 矿井通风 系统是 由诸多变量组成的一个复杂系统 ，就大型矿井 而言 ， 网络分支 可达 ３ ０ ０ ￣６ ０ ０ 条， 网络节 点数一般为 ３ ０ ０ ￣５ ０ ０ 个， 角联分支数约 占总分支数 １ ５ ％ ４ ５ ％ ，全矿巷道长度约 为 ５ ０ ￣２ ０ ０ Ｋ ｍ 。 通风设施数 目数 十个 ，用风地 点一般有 １ ５ ～４ ０ 个 ，甚至 上百个。自 然条件也很恶劣 ， 开采深度从 ４ ０ ０ ～１ ０ ０ ０多米不等 ， 煤 层厚度 ０ ． ５ ～ ６ ． ５ 米 ；煤层倾角从 Ｏ ～９ Ｏ 。，褶 曲、断层 、沉 陷等地 质构造 复杂 、 发 育；瓦斯涌 出量也变化很大 。诸多的 因素使通风系 统成为一个复 杂 的系 统 。 （ ２ ）矿 井通 风 系统 的 动态 性 矿 井通风系统结构随着煤矿生产 的进 行而 不断地发生变化 。采 掘工作面不 断推进、接替 ，采区的准备 、投产 、结束 与接替；矿井 开 拓延伸 等工程的不断进展 ，使通风系统在 网络 结构上随时间发生 变化 ，也引起通风系统正常运行的各个 因素 ，如 瓦斯 、温度、煤尘 等 发生 变化；此外， 由于采矿活动 的影 响，通风 巷道 受压变形 、断 面缩 小，冒顶事故时有发生 ；通风 设施受压变形 ，漏风率增大 ；各 种 通风 设备也因磨损 、锈蚀性能衰退 、通风机 性能也逐渐减弱 。从 而使系统的通风参数发生变化 ，而 且各种 参数的变化是随机的 。可 见通风 系统是一个动态的随机的系统。 ２ 矿井通风 系统稳定性的 影响因素 ２ ． １通风巷道风阻变化因素 按矿井通风网络 中的巷道位置 和巷道 中风流的质量 ，通风巷道 区域可分为进风段、用风段和 回风段 ；在通 风网络图中 ，根据各巷 道分支在网络 中的结构可分为 串联 巷道 、并联巷道和角联巷道 。若 通风网络仅 由串、并联组成 ，则其风流稳 定性较强，只有在通风 网 络中风机数量或风机作用方 向发生 改变 时，巷道分支风流方 向才可 能发生改变 。而对于含有角联 结构 的通风 网络， 当改变某一分支 的 风阻时，其角联分支 的风流方 向就 可能会 发生改变。 由于受到采 区 生产持续变化 的影响 ，矿井通风 系统中的采区阻力分布也随之而发 生改变 。在 自然分风不能满足 需求 的情 况下，为 了实现某一分支风 量的增加， 往往会加大 另一分 支的风 阻。 受该分支风 阻变化 的影 响， 矿井通 风网络各分支的风量分配也将会发生改变 。 ２ ． ２ 机 械 通 风 动 力 因 素 矿井通风动力装置按其服务 范围可分为三 大类：主通风机 、辅 助通风 机和局部通风机 。矿井通风 系统 中主要通 风机、辅助通风机 的数量 或性能变化 ，不仅可能 引起风机所在 巷道的风 流变化，而且 会 使通 风系统中其它巷道 的风流也 随之发生变化 。在 通风系统 中， 当某条 巷道使用辅助通风机后 ，不仅该巷道本 身风流 发生变化 ，其 它巷 道 的 风 流 也 随 之 改 变 。辅 助 通 风 机 所 在 巷 道 的 闭 合 回 路 中 ，与 其作用 方向相反的巷道风量减少 ，而与辅助通风机作 用方向一致的
【 关键引 言
《 煤矿安全规程 》规 定，矿井通风系统应该满足 以下几项要求 ： 第一，能将足够 的风量送往用风地 点，通 风效果好、风质好、有效 风量率 高；第二 ，运行可靠 ，系统简单 ，稳 定性 高；第三，通风阻 力小，分布合理 ，可挖掘 、易调整 ：第四，抗灾能力强 ，即平时 易 于防灾，灾变时又能限制灾害扩大，易于救灾 ，易于尽快恢复生产 ； 第五，经济合算 ，基建投 资、维修 和运转费用低 。但是 ，矿井通风 系统是一个复杂 的、 随机 的、非稳 定的动态系统 ，要使矿井通风系 统在矿井 的生产 中达 到 《 煤矿 安全 规程》规定要求，就必须对矿井 通风系统稳定性和可靠性等影 响因素进行研究 。 １ 矿 井 通 风 系 统 的 特 点 矿井通风系统是 一个复杂 的、随机 的、非稳 定的动 态系统 。 （ １ ）矿 井 通 风 系 统 的复 杂 性 矿井通风 系统是 由诸多变量组成的一个复杂系统 ，就大型矿井 而言 ， 网络分支 可达 ３ ０ ０ ￣６ ０ ０ 条， 网络节 点数一般为 ３ ０ ０ ￣５ ０ ０ 个， 角联分支数约 占总分支数 １ ５ ％ ４ ５ ％ ，全矿巷道长度约 为 ５ ０ ￣２ ０ ０ Ｋ ｍ 。 通风设施数 目数 十个 ，用风地 点一般有 １ ５ ～４ ０ 个 ，甚至 上百个。自 然条件也很恶劣 ， 开采深度从 ４ ０ ０ ～１ ０ ０ ０多米不等 ， 煤 层厚度 ０ ． ５ ～ ６ ． ５ 米 ；煤层倾角从 Ｏ ～９ Ｏ 。，褶 曲、断层 、沉 陷等地 质构造 复杂 、 发 育；瓦斯涌 出量也变化很大 。诸多的 因素使通风系 统成为一个复 杂 的系 统 。 （ ２ ）矿 井通 风 系统 的 动态 性 矿 井通风系统结构随着煤矿生产 的进 行而 不断地发生变化 。采 掘工作面不 断推进、接替 ，采区的准备 、投产 、结束 与接替；矿井 开 拓延伸 等工程的不断进展 ，使通风系统在 网络 结构上随时间发生 变化 ，也引起通风系统正常运行的各个 因素 ，如 瓦斯 、温度、煤尘 等 发生 变化；此外， 由于采矿活动 的影 响，通风 巷道 受压变形 、断 面缩 小，冒顶事故时有发生 ；通风 设施受压变形 ，漏风率增大 ；各 种 通风 设备也因磨损 、锈蚀性能衰退 、通风机 性能也逐渐减弱 。从 而使系统的通风参数发生变化 ，而 且各种 参数的变化是随机的 。可 见通风 系统是一个动态的随机的系统。 ２ 矿井通风 系统稳定性的 影响因素 ２ ． １通风巷道风阻变化因素 按矿井通风网络 中的巷道位置 和巷道 中风流的质量 ，通风巷道 区域可分为进风段、用风段和 回风段 ；在通 风网络图中 ，根据各巷 道分支在网络 中的结构可分为 串联 巷道 、并联巷道和角联巷道 。若 通风网络仅 由串、并联组成 ，则其风流稳 定性较强，只有在通风 网 络中风机数量或风机作用方 向发生 改变 时，巷道分支风流方 向才可 能发生改变 。而对于含有角联 结构 的通风 网络， 当改变某一分支 的 风阻时，其角联分支 的风流方 向就 可能会 发生改变。 由于受到采 区 生产持续变化 的影响 ，矿井通风 系统中的采区阻力分布也随之而发 生改变 。在 自然分风不能满足 需求 的情 况下，为 了实现某一分支风 量的增加， 往往会加大 另一分 支的风 阻。 受该分支风 阻变化 的影 响， 矿井通 风网络各分支的风量分配也将会发生改变 。 ２ ． ２ 机 械 通 风 动 力 因 素 矿井通风动力装置按其服务 范围可分为三 大类：主通风机 、辅 助通风 机和局部通风机 。矿井通风 系统 中主要通 风机、辅助通风机 的数量 或性能变化 ，不仅可能 引起风机所在 巷道的风 流变化，而且 会 使通 风系统中其它巷道 的风流也 随之发生变化 。在 通风系统 中， 当某条 巷道使用辅助通风机后 ，不仅该巷道本 身风流 发生变化 ，其 它巷 道 的 风 流 也 随 之 改 变 。辅 助 通 风 机 所 在 巷 道 的 闭 合 回 路 中 ，与 其作用 方向相反的巷道风量减少 ，而与辅助通风机作 用方向一致的
关于煤矿通风稳定性的研究
煤矿技术
关于煤矿通风稳定性 的研究
毽 头
（ 山西焦煤汾西矿业集 团公司河 东矿 。山西 晋 中 ０ ３ １ ３ ０ ２）
【 摘 要】 矿井通风 系统是矿井 生产 系统 的重要辅 助 系统， 为生
产 系统的安全运行提供保证 。文章 对影响通风 系统稳 定性 的因素进 行 了分析 ，并对风阻变化对风流的影响进行 了探讨 。 【 关键 词 】 煤矿通风 ；稳定性 ；影响 因素；风 阻
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一 ～ 一＿ 二 Ｉ ■ 、
蝌 雕 ，】墒 丹 精
Байду номын сангаас
由模拟结果知 ：运输设备在巷道 中行 驶时，对周围的风流造成 很大影 响，运输设备无形增加 了巷道 中的阻力 ，阻力变化导致风流 不稳 定。图２ 反映 了风流速度场 的分布情况 ， 在 距离运输设备较近位 置， 风流 分布变得很 不规 则， 且离运输 设备越近 ， 风流速度减弱， 在运 输设备前后形 成低速区， 这 是阻力在巷道 中影响风流 稳定性 的一种 体现 。 图３ 反 映了运输 设备 运动时， 压 力场发生了变 化， 在运输设备前 方形成 一个 正压区，后方形成一个负压 区，当运输 设备运行速度越 大时，前后的压差很明显， 导致在负压产生卷吸作用 ，引起了风流的 不稳 定性 。
嘲
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精 斑 挂 撇 辅 犏ｌ 常 靼
生变化， 并影响风网 内其他风机的工况点 。 而在其他通风 部分改动困 难、 不经济或改动无法满足需要时， 由于局部通风机在通 风网络 的某 个分支上加上 了一 定的动 力， 可明显改变 网络 中风流 的分布状 况， 使 矿井通风系统保持稳定 。 ２ ． ２通风 网络结构 空气在 生产或通风 及其他特殊 用途而掘 出的井巷 中流动， 以满 足生产和 安全的需要 ， 空气流过 的井巷就组 成 了矿井通 风系统 的通 风网络。通风网络 由通风巷道 、通风构筑物组成 。 矿井通 风网络是矿井 通风 系统 的重要组 成部分， 而矿井通风 网 络图是矿井 通风 网络 分析的重要依 据， 由点的集合和分 支的集合 所 组成。 由于通风巷道的年久老化和失修， 尤其是个别地段 的地压 作用 致使风道 断面发生严重缩小、变形， 而这些断面缩小、 变形 的巷道 地 段大多在采 区和矿井 的主要 回风系统中， 缺乏必要 的巷道维护 条件， 难 以进行巷 道维护， 因而导致矿 井回风系统 阻力增大 、矿井供风 不
关于煤矿通风稳定性 的研究
毽 头
（ 山西焦煤汾西矿业集 团公司河 东矿 。山西 晋 中 ０ ３ １ ３ ０ ２）
【 摘 要】 矿井通风 系统是矿井 生产 系统 的重要辅 助 系统， 为生
产 系统的安全运行提供保证 。文章 对影响通风 系统稳 定性 的因素进 行 了分析 ，并对风阻变化对风流的影响进行 了探讨 。 【 关键 词 】 煤矿通风 ；稳定性 ；影响 因素；风 阻
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由模拟结果知 ：运输设备在巷道 中行 驶时，对周围的风流造成 很大影 响，运输设备无形增加 了巷道 中的阻力 ，阻力变化导致风流 不稳 定。图２ 反映 了风流速度场 的分布情况 ， 在 距离运输设备较近位 置， 风流 分布变得很 不规 则， 且离运输 设备越近 ， 风流速度减弱， 在运 输设备前后形 成低速区， 这 是阻力在巷道 中影响风流 稳定性 的一种 体现 。 图３ 反 映了运输 设备 运动时， 压 力场发生了变 化， 在运输设备前 方形成 一个 正压区，后方形成一个负压 区，当运输 设备运行速度越 大时，前后的压差很明显， 导致在负压产生卷吸作用 ，引起了风流的 不稳 定性 。
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生变化， 并影响风网 内其他风机的工况点 。 而在其他通风 部分改动困 难、 不经济或改动无法满足需要时， 由于局部通风机在通 风网络 的某 个分支上加上 了一 定的动 力， 可明显改变 网络 中风流 的分布状 况， 使 矿井通风系统保持稳定 。 ２ ． ２通风 网络结构 空气在 生产或通风 及其他特殊 用途而掘 出的井巷 中流动， 以满 足生产和 安全的需要 ， 空气流过 的井巷就组 成 了矿井通 风系统 的通 风网络。通风网络 由通风巷道 、通风构筑物组成 。 矿井通 风网络是矿井 通风 系统 的重要组 成部分， 而矿井通风 网 络图是矿井 通风 网络 分析的重要依 据， 由点的集合和分 支的集合 所 组成。 由于通风巷道的年久老化和失修， 尤其是个别地段 的地压 作用 致使风道 断面发生严重缩小、变形， 而这些断面缩小、 变形 的巷道 地 段大多在采 区和矿井 的主要 回风系统中， 缺乏必要 的巷道维护 条件， 难 以进行巷 道维护， 因而导致矿 井回风系统 阻力增大 、矿井供风 不
通风系统可靠性和稳定性数学模型研究
维普资讯
第３ 卷 第６ 期 ２０ ０７年 １ ２月
中 国 安 全 生 产 科 学 技 术
Ｊｕ ａ ｆＳ ｆｔ ｃｅ ｃ ｎ ｅｈ ｏｏ ｙ ｏ ｒ ｌ ａｅ Ｓ ｉｎ ｅａ ｄＴ ｃ ｎ ｌｇ ｎ ｏ ｙ
Ｖ０． Ｎ ． １３ ｏ６
Ｄｅ ｃ．２ ０ ０７
分析的角度出发 ， 对通风 系统可靠性 和稳定性数学模 型进 行了研究 。可 靠性用来衡 量通风系统保 持其通风参数的性能 ， 稳定性是衡量风量波 动大小 的 ， 二者既存在联系又有…定 的区别 。
关键词 ： 通风系统 ；可靠性 ； 稳定性 ；角联风路 中图分类号 ：９ ６ Ｘ ３ 文献标识码 ： Ａ
收 稿 日期 ： ０ ７ ０ １ ２０ —１ —１ 作 者 简 介 ： 卜 臣 ，１７一 ）男 ， 程 师 。 凡 （９ ２ ， 工
ｉ 风路的可靠度 ， 记为 Ｒ（） ｔ。约束条件就是风路风 量 失效 的边 界条 件 ， 束 条 件完 全 按 照煤 矿 安 全 规 约 程 中有关上 、 限风 速 的规 定来 确定 ＿ 。 下 ｌ ｊ
ｗ ｅ ｈ ｍ ｔ ｅｎｔｅ ．
Ｋｅ ｒ ｓ ｅ ｔａｉｎｓｓｅ ｙｗｏ ｄ ：ｖ ｎｉ ｔ ｙｔｍ；ｒｌ ｉｔ ；ｓ ｉｔ；ｓｎｉｖｔ ；ｄａｏ ａ ａｒ ａ ｌ ｏ ｅｉ ｌ ｙ ｔ ｌ ｂ ａ ｉ ｂ ｙ ｅ ｓ ｉｉ ａ ｉ ｔ ｙ ｉｇ ｎ ｉｗ ｙ ｌ
对 矿井通 风 系统进行 可靠 性 和稳定 性研 究是 一 项 重要 的课 题 ， 对通 风 系统 日常 管理 及 通 风 系 统 优
文 章 编 号 ：１７ —１３ ２０ ） ６ １５— ２ ６３ ９Ｘ（０７ 一０ —０４ ０
通风 系统 可 靠性 和 稳定 性 数 学模 型 研 究
第３ 卷 第６ 期 ２０ ０７年 １ ２月
中 国 安 全 生 产 科 学 技 术
Ｊｕ ａ ｆＳ ｆｔ ｃｅ ｃ ｎ ｅｈ ｏｏ ｙ ｏ ｒ ｌ ａｅ Ｓ ｉｎ ｅａ ｄＴ ｃ ｎ ｌｇ ｎ ｏ ｙ
Ｖ０． Ｎ ． １３ ｏ６
Ｄｅ ｃ．２ ０ ０７
分析的角度出发 ， 对通风 系统可靠性 和稳定性数学模 型进 行了研究 。可 靠性用来衡 量通风系统保 持其通风参数的性能 ， 稳定性是衡量风量波 动大小 的 ， 二者既存在联系又有…定 的区别 。
关键词 ： 通风系统 ；可靠性 ； 稳定性 ；角联风路 中图分类号 ：９ ６ Ｘ ３ 文献标识码 ： Ａ
收 稿 日期 ： ０ ７ ０ １ ２０ —１ —１ 作 者 简 介 ： 卜 臣 ，１７一 ）男 ， 程 师 。 凡 （９ ２ ， 工
ｉ 风路的可靠度 ， 记为 Ｒ（） ｔ。约束条件就是风路风 量 失效 的边 界条 件 ， 束 条 件完 全 按 照煤 矿 安 全 规 约 程 中有关上 、 限风 速 的规 定来 确定 ＿ 。 下 ｌ ｊ
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Ｋｅ ｒ ｓ ｅ ｔａｉｎｓｓｅ ｙｗｏ ｄ ：ｖ ｎｉ ｔ ｙｔｍ；ｒｌ ｉｔ ；ｓ ｉｔ；ｓｎｉｖｔ ；ｄａｏ ａ ａｒ ａ ｌ ｏ ｅｉ ｌ ｙ ｔ ｌ ｂ ａ ｉ ｂ ｙ ｅ ｓ ｉｉ ａ ｉ ｔ ｙ ｉｇ ｎ ｉｗ ｙ ｌ
对 矿井通 风 系统进行 可靠 性 和稳定 性研 究是 一 项 重要 的课 题 ， 对通 风 系统 日常 管理 及 通 风 系 统 优
文 章 编 号 ：１７ —１３ ２０ ） ６ １５— ２ ６３ ９Ｘ（０７ 一０ —０４ ０
通风 系统 可 靠性 和 稳定 性 数 学模 型 研 究
提高矿井通风系统可靠性问题探讨
低效 率运 作。 ２、 影响矿井通风 系统可靠性 的因素
量调 节的方法 ， 改 变风机特性或 矿井风阻特性 。总之通过各 种调节方 案 比较选择动力消耗最少 ， 各主要通风机的工况点都最佳的调节方案。 （ ６ ） 提高矿井抗灾 能力 ， 要 有可靠的通风安全设施和装备 。以保证 正 常通风时期控 制风流和有一 定的抗灾救灾 能力为原则 ， 包 括 以下几
靠。
３ ） 高瓦斯矿 井 、 有煤 （ 岩） 与瓦斯 （ 二氧化碳 ） 突 出危险 的矿井 的每 个采区和开采容易 自 燃 煤层的采区 ， 必须设 置至少 １ 条专用 回风巷 。 ４ ） 低瓦斯矿 井开采煤层 群和分层 开采 采用联合布 置的采 区， 必须
设置１ 条专用 回风巷。
５ ） 采 区的进 、 回风巷必 须贯穿整个采 区 ， 严禁一段 为进风巷 、 一段
个方 面：
１ ） 根据 矿井通 风网络的布置与结构合理布置通风设施和通风构筑 物 。为了保证风 流按照拟定 的路线流动 ， 必 须在巷道 中设 置相应 的通 风 构筑物 以用 于引导风流 、 截断风流或控制 风流 。通风构 筑物 的设置
目前 ， 矿井通风 系统 的可靠性 ， 仅以风路的风流稳定性 即风路 中风 流的相对变化程度作为评价指标 。然而现场实际情况是通风系统 的可 靠 性与诸 多 因素有关 如 ： 通 风方式 ， 风机 运行状况 ， 自然 风压 ， 矿井产 量， 矿井运输能力 ； 通风构筑 物性 能 ， 风流调节设施运行 的稳定性 ， 巷道 中堆积物 分布状况 ； 风路 中风流 反向可能性 ， 风流的稳定程 度 ， 巷道 的 几何形状及 尺寸 ； 风 流中有毒 、 有 害气体含量 ， 风流含尘量 及其分布情 况； 风流热 力学 因子 ， 风流 的质量 状况及矿井气 候条件 ； 通 风管理人员 技术水平 、 管理能力 、 生理状态及 心理素质 、 灾变时 的应 变能力等 。综 合各因素影响矿井通 风系统 的可靠程度 ， 经过分析可 以发现 ， 其 主要影
量调 节的方法 ， 改 变风机特性或 矿井风阻特性 。总之通过各 种调节方 案 比较选择动力消耗最少 ， 各主要通风机的工况点都最佳的调节方案。 （ ６ ） 提高矿井抗灾 能力 ， 要 有可靠的通风安全设施和装备 。以保证 正 常通风时期控 制风流和有一 定的抗灾救灾 能力为原则 ， 包 括 以下几
靠。
３ ） 高瓦斯矿 井 、 有煤 （ 岩） 与瓦斯 （ 二氧化碳 ） 突 出危险 的矿井 的每 个采区和开采容易 自 燃 煤层的采区 ， 必须设 置至少 １ 条专用 回风巷 。 ４ ） 低瓦斯矿 井开采煤层 群和分层 开采 采用联合布 置的采 区， 必须
设置１ 条专用 回风巷。
５ ） 采 区的进 、 回风巷必 须贯穿整个采 区 ， 严禁一段 为进风巷 、 一段
个方 面：
１ ） 根据 矿井通 风网络的布置与结构合理布置通风设施和通风构筑 物 。为了保证风 流按照拟定 的路线流动 ， 必 须在巷道 中设 置相应 的通 风 构筑物 以用 于引导风流 、 截断风流或控制 风流 。通风构 筑物 的设置
目前 ， 矿井通风 系统 的可靠性 ， 仅以风路的风流稳定性 即风路 中风 流的相对变化程度作为评价指标 。然而现场实际情况是通风系统 的可 靠 性与诸 多 因素有关 如 ： 通 风方式 ， 风机 运行状况 ， 自然 风压 ， 矿井产 量， 矿井运输能力 ； 通风构筑 物性 能 ， 风流调节设施运行 的稳定性 ， 巷道 中堆积物 分布状况 ； 风路 中风流 反向可能性 ， 风流的稳定程 度 ， 巷道 的 几何形状及 尺寸 ； 风 流中有毒 、 有 害气体含量 ， 风流含尘量 及其分布情 况； 风流热 力学 因子 ， 风流 的质量 状况及矿井气 候条件 ； 通 风管理人员 技术水平 、 管理能力 、 生理状态及 心理素质 、 灾变时 的应 变能力等 。综 合各因素影响矿井通 风系统 的可靠程度 ， 经过分析可 以发现 ， 其 主要影
矿井通风系统可靠性分析与评价
5.反风系统灵活性（F5）。为了防止进
全的需要。空气流过的井巷与通风构筑物 10 天进行 1 次全面测风。应根据测风结果 风系统发生火灾时产生的有毒有害气体
就组成了矿井通风系统的通风网络。通风 采取措施，进行风量调节。
进入作业地点需要进行全矿井或局部巷
巷道按其位置在网络中的相互关系可分
5.矿井漏风率（H5）。《煤矿安全规程》 道反风，有时为了适应救护工作也需要进
状况。
井投入到安全生产的必须资金，安全投入
矿井通风设施是指设置在通风巷道
8.通风等积孔大小（H8）。
成本与矿井生产能力的百分比必须合理。
中用于控制风流方向和大小的通风构筑
（二）通风设备设施（S）
4.安全管理措施（G4）。安全管理措施
物，包括永久性和临时性风门、风窗、风桥、
1.主扇风机运转稳定性（S1）。主扇风机 是保障人员、设备设施、工作环境等处于安
灾能力有很大影响。
风路的风阻过大，主扇风机不能供给其足
（一）矿井通风系统可靠性主要自然
（二）矿井通风安全管理因素
够风量时，需在井下安设局扇风机。
影响因素
1.建立健全矿井通风管理组织机构；2.制定
4.通风构筑物合理性（S4）。通风构筑物
1.通风方式 。
矿井通风管理制度；3. 建立矿井通风系统 布置合理与否直接影响到井下风流的稳
很大的影响，甚至造成风流静止，甚至反 的综合效率包括电动机效率、传动效率、主 制度是矿井安全生产的制度保障，必须做
向，因此通风网络中通风构筑物的设置及 扇风机效率。
到安全规章制度健全完善。
管理对矿井通风系统的可靠性及防灾抗
3.局扇安装情况（S3）。如果某一分区
（作者单位：黑龙江省宝清县煤炭生产安全管理局）
矿井通风系统可靠性分析
∑Ｑ 采＝Ｑ Ｉ 采 …… ＋Ｑ 采 ＋口 ２ 采
∑Ｑ ６ ２ ５ ２ ６＝１０ 采＝ ８ ＋５０＋ ７ ５８
金达煤矿采用立井单水 平上、 山开拓 ， 下 开采上 限 为 一 ０ ｍ， ２ ０ 下限为 一 ０ ｍ， 向倾 斜长壁式采煤 法 ， ５０ 走 采 煤工作面支护采用 单体 液压支柱 配合金 属铰接顶 梁 ，
关键词
通风系统
可靠 性
分析 Ｂ
中图分类号 Ｔ ７ Ｄ２
文献标识码
２ 矿井 需风量 计算
１ 矿 井 概 况
根据矿井核定 的生产 能力 ， 矿井 正常生产 时需要
１ １ 生产 开拓 状况 ．
布置对 拉采煤工作 面 ２个 ， 备用采煤工作面 １ ， 个 掘进 工作 面 ３ ， 个 独立通风硐室 ５个和 ２ 个其它用风地点 。 ２ １ 采煤 工作 面 实 际需要风 量 ．
一
中华人 民共和 国铁 道部 ． 铁路 技术 管理 规程．北京 ： 中国铁道 出版
社 ，０６ ２０ ．
用。
参考文献 ：
［］ １ 北方交通大学 ， 铁路行车组织． 北京 ： 中国铁道出版社 ，０５ ［ ］ ２０ ． ２
［ ］ 炭工业铁路技术管理规程． ３煤 北京 ： 中国铁道 出版社 ， ９． １６ ９ ［］ ４ 接发列车作业标准 、 铁路调车作业标 准． 兖州煤业股 份有 限公司 铁路运输处 ， ０ ． ２ ２ ０
水平 ｌ ６层西大巷 安水 泵截 水 ； 二水 平 ｌ 东 大巷 在 ４层 堵水 、 引水 ； 在三水 平 轨道 暗斜 井下 山追 水 ， 安 泵 ４ 共 台。（ ） ２ 认真分析 ， 查找水 源。 由鲁南 分局 、 团公 司 集 牵头 ， 组织技术分析 组人员 对周边 的大甘 林二 号煤 矿 进行现场勘察 ， 了解 突水原 因 ， 查清 了水 流通 道 ， 握 掌 了突水水量 、 补给水 源以及与甘霖公 司连通关 系 ， 防 严 二次突水。（ ） ３ 由救 护 队员现 场测 气体 并监 护 ， 织 组 安监员 、 瓦检员 、 测水员在暗斜井下 山三水平 泵房 出 口 处进 一步观察 水 情 ，ｍｎ一测一 汇报 ， ５ｉ 掌握 水位 变化 情况。（ ） 霖公 司所 有 管理 人员 也全 部沉 在 现 场 ， ４甘 盯在一线 ， 抓关键 岗点 、 键环节 和重 点工 程 ， 中精 关 集 力保 安全 ， 保抢 险任务完 成 。同时 ， 场安装 报 警、 现 通 讯设施 ， 确保灵敏 可靠 ， 防次生事 故 发生 ， 保抢 险 严 确 排水人员安全 。 ３ ３ 众志成城 聚集全 力 取 得抢险救灾全 面胜利 ． 为 了能够早 日恢 复三水平 泵房 ， 证甘 霖 公 司矿 保 井安全度汛 ， 团公 司针对 甘霖公 司人力 、 力 、 集 物 财力 不足 ， 技术 人员匮乏 的情况 ， 迅速从集 团公 司 供应 处、
∑Ｑ ６ ２ ５ ２ ６＝１０ 采＝ ８ ＋５０＋ ７ ５８
金达煤矿采用立井单水 平上、 山开拓 ， 下 开采上 限 为 一 ０ ｍ， ２ ０ 下限为 一 ０ ｍ， 向倾 斜长壁式采煤 法 ， ５０ 走 采 煤工作面支护采用 单体 液压支柱 配合金 属铰接顶 梁 ，
关键词
通风系统
可靠 性
分析 Ｂ
中图分类号 Ｔ ７ Ｄ２
文献标识码
２ 矿井 需风量 计算
１ 矿 井 概 况
根据矿井核定 的生产 能力 ， 矿井 正常生产 时需要
１ １ 生产 开拓 状况 ．
布置对 拉采煤工作 面 ２个 ， 备用采煤工作面 １ ， 个 掘进 工作 面 ３ ， 个 独立通风硐室 ５个和 ２ 个其它用风地点 。 ２ １ 采煤 工作 面 实 际需要风 量 ．
一
中华人 民共和 国铁 道部 ． 铁路 技术 管理 规程．北京 ： 中国铁道 出版
社 ，０６ ２０ ．
用。
参考文献 ：
［］ １ 北方交通大学 ， 铁路行车组织． 北京 ： 中国铁道出版社 ，０５ ［ ］ ２０ ． ２
［ ］ 炭工业铁路技术管理规程． ３煤 北京 ： 中国铁道 出版社 ， ９． １６ ９ ［］ ４ 接发列车作业标准 、 铁路调车作业标 准． 兖州煤业股 份有 限公司 铁路运输处 ， ０ ． ２ ２ ０
水平 ｌ ６层西大巷 安水 泵截 水 ； 二水 平 ｌ 东 大巷 在 ４层 堵水 、 引水 ； 在三水 平 轨道 暗斜 井下 山追 水 ， 安 泵 ４ 共 台。（ ） ２ 认真分析 ， 查找水 源。 由鲁南 分局 、 团公 司 集 牵头 ， 组织技术分析 组人员 对周边 的大甘 林二 号煤 矿 进行现场勘察 ， 了解 突水原 因 ， 查清 了水 流通 道 ， 握 掌 了突水水量 、 补给水 源以及与甘霖公 司连通关 系 ， 防 严 二次突水。（ ） ３ 由救 护 队员现 场测 气体 并监 护 ， 织 组 安监员 、 瓦检员 、 测水员在暗斜井下 山三水平 泵房 出 口 处进 一步观察 水 情 ，ｍｎ一测一 汇报 ， ５ｉ 掌握 水位 变化 情况。（ ） 霖公 司所 有 管理 人员 也全 部沉 在 现 场 ， ４甘 盯在一线 ， 抓关键 岗点 、 键环节 和重 点工 程 ， 中精 关 集 力保 安全 ， 保抢 险任务完 成 。同时 ， 场安装 报 警、 现 通 讯设施 ， 确保灵敏 可靠 ， 防次生事 故 发生 ， 保抢 险 严 确 排水人员安全 。 ３ ３ 众志成城 聚集全 力 取 得抢险救灾全 面胜利 ． 为 了能够早 日恢 复三水平 泵房 ， 证甘 霖 公 司矿 保 井安全度汛 ， 团公 司针对 甘霖公 司人力 、 力 、 集 物 财力 不足 ， 技术 人员匮乏 的情况 ， 迅速从集 团公 司 供应 处、
矿井通风网络结构可靠性的研究
５ 独立 回路 ． 是较大 的矿 井 。 （ ）矿井 通风 网络 的动 态性 。随着 生产的进 行矿井 ２
通 风网络 结构也在 不断地 发生 变化 。采掘工作 面不断推进 、接替 ，采
区 的准 备 、投产 、结 束 与接替 ； 井 开拓 延伸 等工程 的不 断进展 ，使 矿
通风系统 在网络 结构上 随时 间发 生变化 ，也 引起通风系统 正常进行 的
图１ 中的连接进 、回风井 口的地面大气 分支８ ，可用虚线表 示 。
２ 节 点 ．
节 点是 指 两 条 或 两条 以上 分 支 的交 点 。每 个 节 点 有 唯 一 的 编
号 ，称 为节点号 。在 网路 图中用 圆圈加 节点号 表示节 点 ，如 图 １中的 ①～ ⑥均为 节点。
３ 回路 ． 由两 条或 两条 以上 分支 首尾 相连 形 成 的闭合 线 路 ，称 为 回路 。
过 大导致 的循环 风现象 。由于通风 网路 结构不 合理引起 的不稳定 现象 是说 ，风阻增 大 ，风量就 Ⅲ 降 ；风 阻减小 ，风量就增加 。再 令 卜
ｈ 一 ； 山
ｄ
一
采 区的风流的稳定性 。其中 ，主扇 的 台数 、主扇 的丰 对位 置以及风压 就 是说 ，当风 阻减小 时 ，风压 就会 Ｆ ；当风阻增 大时 ，风压就会上 ｆ Ｉ 降
Ｉ建巯施工
ｌ Ｏ Ｔ ＵＣ Ｉ Ｎ ＮＳ Ｒ Ｔ Ｏ Ｃ
稳 定现象 ， 括风机喘振 现象 、多 风机相互 干扰现象 及井下辅扇 能力 包
主要 表现为 ： （ ）风流短路造 成的风 流剧烈波 动 ； （ ）角联分支 风 １ ２ 流不 稳定现象 。简单 角联 网路 巾角联分 支 的风 向完全取决 于 侧各令 近风路 的风 阻比 ，而与其本身 的风阻无关 。
通 风网络 结构也在 不断地 发生 变化 。采掘工作 面不断推进 、接替 ，采
区 的准 备 、投产 、结 束 与接替 ； 井 开拓 延伸 等工程 的不 断进展 ，使 矿
通风系统 在网络 结构上 随时 间发 生变化 ，也 引起通风系统 正常进行 的
图１ 中的连接进 、回风井 口的地面大气 分支８ ，可用虚线表 示 。
２ 节 点 ．
节 点是 指 两 条 或 两条 以上 分 支 的交 点 。每 个 节 点 有 唯 一 的 编
号 ，称 为节点号 。在 网路 图中用 圆圈加 节点号 表示节 点 ，如 图 １中的 ①～ ⑥均为 节点。
３ 回路 ． 由两 条或 两条 以上 分支 首尾 相连 形 成 的闭合 线 路 ，称 为 回路 。
过 大导致 的循环 风现象 。由于通风 网路 结构不 合理引起 的不稳定 现象 是说 ，风阻增 大 ，风量就 Ⅲ 降 ；风 阻减小 ，风量就增加 。再 令 卜
ｈ 一 ； 山
ｄ
一
采 区的风流的稳定性 。其中 ，主扇 的 台数 、主扇 的丰 对位 置以及风压 就 是说 ，当风 阻减小 时 ，风压 就会 Ｆ ；当风阻增 大时 ，风压就会上 ｆ Ｉ 降
Ｉ建巯施工
ｌ Ｏ Ｔ ＵＣ Ｉ Ｎ ＮＳ Ｒ Ｔ Ｏ Ｃ
稳 定现象 ， 括风机喘振 现象 、多 风机相互 干扰现象 及井下辅扇 能力 包
主要 表现为 ： （ ）风流短路造 成的风 流剧烈波 动 ； （ ）角联分支 风 １ ２ 流不 稳定现象 。简单 角联 网路 巾角联分 支 的风 向完全取决 于 侧各令 近风路 的风 阻比 ，而与其本身 的风阻无关 。
矿井通风系统稳定性影响因素分析
矿井通风系统稳定性影响因素分析摘要：本文主要对矿井通风系统相关内容进行分析，其中着重探究矿井通风系统稳定性影响因素。
对上述内容分析，有利于对煤矿生产安全性提升，降低安全事故发生概率，保证矿井运行的可靠性、稳定性，保证工作人员生命安全。
通过对矿井通风系统相关内容分析，以期为相关企业和工作人员提供参考借鉴。
关键词：矿井生产；通风系统；稳定性1.矿井通风系统矿井通风动力及其装置、通风网络、矿井通风方式以及矿井通风设施是矿井通风系统的主要组成部分。
矿井通风系统主要的作用是借助通风动力，以更加经济合理的方式向井下不同位置提供足够数量以及优质的新鲜空气，对井下工作人员的生命安全有效保障，并对矿井的气候条件有效改善，同时，在出现灾害的时候，还能够对风量有效控制，对灾害范围有效缩小，减少矿井的经济损失和人员损失。
对于矿井通风系统的稳定性而言，主要是指该系统在运行的过程中，对井下用风地点供给优质风量的能力。
在系统实际运行过程中，如果矿井通风系统的稳定性欠缺，会使得井下风流稳定性受到影响，进一步导致煤矿事故发生。
矿井通风网络结构以及通风动力的合理性、协调性，也在一定程度上可以从矿井内风流的稳定性看出来。
就矿井通风系统整体而言，通风网络以及风机是两大构成部分。
从运行机制看，借助风机引导，自然风进入井下，随后，借助通风网络进入不同巷道之中，随后经过回风井排出地面。
从通风系统形式角度看，机械通风以及自然通风是矿井通风系统的主要通风类型。
但就实际生产应用来看，相关工作人员不能充分控制自然风的风向以及风力，其稳定性相对较差，会影响矿井的通风安全，因此，矿井中机械通风应用范围更加广泛。
保证煤矿生产的一个重要因素，即是保证通风系统的稳定性，安全性。
基于煤矿生产的相关规定和标准，煤矿通风系统在不同方面，如通风网络、通风设备以及通风稳定性上都需要遵循相应的标准，如果其中一个环节不能达到相应的标准，需要及时进行有效的维护完善，对通风系统的稳定性提升，进一步保证煤矿生产的安全性。
浅析影响矿井通风系统稳定性和可靠性的因素
在图 ２所示矿井 中． 东西两翼通风机 除担 负着各 自的分 支 风路 ２ ３段 、 ２ ４段外 ， 还共 同担负着公共路段 １ ２段的通风任务 。 当公共段风阻和分支段风 阻分 别发生变化时 ， 当分 支风路 风阻一定时 ， 公共段风 阻增 大 ， 东西两翼 的风机各 自工况 点都 将
上移 ； 当公共段 风阻 一定时 ． 某 分支风 阻增 大 ， 若 ２ ３段 风 阻 增 大， 则西 翼 系 统通 风 机 的 工 况 点 将 上 移 ， 而 东翼 系 统 通 风 机 的 工
处于 一 个 合 理 范 围 内 ， 轴 流 式 主要 通 风机 的合 理 运 行 范 围 是 ： 上 限， 通风 机的实际工作风 压不得超过最 高风压 的 ９ ０ ％； 下限， 通 风 机 的 运转 效 率 不 应 低 于 ６ ０ ％
井通风系统的稳定性 、 可靠性 是通 风管理工作的重中之重 。 本文
对整个矿井的通风系统都会产生影 响。 例如 ， 在图 １ 所示 的通风 系统 中 ， 如果 １ ２ ３所 在 风 路 的 风 井 通 风 系统 风 量 发 生 改 变 ， 此 时 不但会改变 Ｉ 号风机 的运转 特性 ，同时也会改变 Ⅱ号风机 的运
转特 性 ， 直 接 影 响两 个 主 要 通 风 机 的稳 定 运 行 。 同理 ， 改变 １ ２ ４ 风路 所 在 通 风 系统 风量 也会 有 同 样 的 结 果 。因 此 ，在 调 整 风 量
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｄ ７ ２ ４ 文 献标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ０ ０ ３ — ５ １ ６ ８ （ ２ ０ １ ４ ） １ ９ — ０ １ ４ ２ — ０ ２
每一 矿井必须有完善的独立通风系统 。矿井通风系统是矿
井 生 产 的重 要 组 成 部 分 ， 是 实 现 煤 矿 安 全 生 产 的命 脉 ， 而 确 保 矿
大佛寺煤矿通风系统可靠性与稳定性分析
率为 ６ １ ． ５ ％， 负压为 １ ８ ２ ０ Ｐ ａ ， 等积孔为 ５ ． １ ｍ ； 矿 井４ 上煤 总 回风 量 为 １ ０ ２ ８ ０ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ ， 主 要 通风 机 排
风量 为 １ ０ １ ７ ８ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ ， 有效风量为 ５ ７ ３ １ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ ，
一
０ 引 言
进行 通 风系统 可靠 性 与稳 定性 的调查 分 析和 网 络分析 ， 能及 时发 现 系 统 运行 过 程 中存 在 或 可 能 出 现 的问题 ， 给 矿井 通风 系统设 计 和管 理提 供依 据 ， 可 有 效 地 防治 和减少 系 统事故 的发生 。 本次 以彬 长 大佛 寺 煤 矿 通 风 系统 为 对 象 ， 通 过 对 该 矿近 期通 风 系统 进 行 调 查 分 析 ， 了解 了该 矿 通 风 系 统 的现运 行情 况 ， 并测 得许 多现 场数 据 ， 在 对 调 查 的数据进 行 整合 分 析 的基 础 上 ， 提 出系 统 运行 中 存 在 的 问题 及 解决 方法 。对 于 矿井通 风 系统分 析及 矿 井 通风 系统 设计 、 改造、 优 化及 通风 系统 的管 理将 具 有 重要 的应 用价 值 。
回， 分 别为 ４ 上煤 辅运 大巷 、 ４ 上煤胶 带大 巷 、 ４ 上煤
１ 、 ２ 回风大巷 。２ 回风立井 回风 （ 安装一 套 Ｆ Ｂ — Ｃ Ｄ Ｚ ． Ｎ ｏ ． ３ ３型对旋轴流式通风机） 。１ 回风立风井
地 面安装 Ｇ Ａ Ｆ ２ ５ — １ １ ． ８ － １型 防爆 对 旋 轴 流式 主要 通 风 机 ２台 （ １台备 用 ） ， 每 台通 风 机 配 Ｙ Ｒ ５ ６ ０ － ６型 电 动机 ， 现 运行 负压 １ ８ ２ ０ Ｐ ａ 。２ 回风 立 风 井 地 面 安 装Ｆ Ｂ Ｃ Ｄ Ｚ — Ｎ ｏ ． ３ ３型对 旋 式通 风 机 ２台 （ １台备 用 ） ， 每 台配 Ｙ Ｂ Ｆ ７ １ ０ — １ ２型 电动 机 ， 现 运行 负压 １ ７ ５ ０ Ｐ ａ 。 矿井 ４ 煤总进风量为 １ ３ ７ ３ ２ ｍ。 ／ ｍｉ ｎ ， 其 中主 斜 井 ３ ０ ３ ３ ｒ ｎ ／ ｍｉ ｎ ， １ 副斜井 ５ ４ ６ ２ ｍ ／ ｍｉ ｎ ； 矿井 ４ 上煤 总 进风 量 为 １ ０ ０ ４ ８ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ ， 其中 ２ 副 斜 井 ６ ５ ２ ０ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ ， ３ 立风井 ５ ８ ７ ０ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ 。矿 井 ４ 煤 总 回风
煤矿通风系统安全问题及稳定性分析 刘建军
2煤矿通风系统的安全性和稳定性管理现状
2.1安全性方面
煤矿通风系统安全问题主要体现在安全性和稳定性两个方面。
就安全性方面而言，目前在煤矿井下作业过程中，大多煤矿生产企业由于侧重于对资源开发生产建设目标方面的控制，而不够重视通风系统运行系统的升级更新，导致通风系统在运行过程中存在较大安全隐患，不能满足井下安全作业需要。
3加强煤矿通风系统安全问题及稳定性管理的对策
3.1人为因素
首先要加强人员培养，降低人为因素造成的煤矿通风安全问题。因此需要建立完善的人员管理机制，并且对于整个通风系统进行监控，防止出现人为造成的危险因素。目前整体通风系统的控制是由人工进行控制，所以要提高人工控制的专业素质和能力水平，使整体控制效果更加良好化，防止人工失误而造成的问题存在，因此对于控制管理人员的职业素养以及道德素养要进行提升，从更多角度去优化管理结构以及管理能力，使整个管理工作能够得以顺利进行。在该方法的具体应用方面，首先要匹配专业的管理人员，防止出现滥竽充数现象，没有拥有足够的专业知识，就无法在具体的系统控制过程中发挥作用，对于整个通风体系并不了解，则在具体问题发生时无法第一时间给予正确的补救措施，降低损失。其次要建立预防机制，一旦问题出现，要第一时间启动预防机制减少损失，并且将危险降到最低。可以创建优良的通风防灾环境以及安全系统，对于人力资源以及系统设备的使用都可以达到保护效果。在该方面的建设可以与企业的人力资源部门以及设备管理部门相互合作，以建立覆盖整个通风系统的安全结构。在该方面还需要加强职工的职业素质培养，使职工的责任意识进一步增强，在工作中保持着高度的专注力和责任心，能够使自己的工作完成更加彻底，防止由于自身操作失误而给其他人员造成安全威胁。在该方面可以建立奖赏机制以及竞争机制，使员工的工作意识和责任心能够高度地投入到工作中，并且对于通风系统的安全也有一定的保障效果。
2.1安全性方面
煤矿通风系统安全问题主要体现在安全性和稳定性两个方面。
就安全性方面而言，目前在煤矿井下作业过程中，大多煤矿生产企业由于侧重于对资源开发生产建设目标方面的控制，而不够重视通风系统运行系统的升级更新，导致通风系统在运行过程中存在较大安全隐患，不能满足井下安全作业需要。
3加强煤矿通风系统安全问题及稳定性管理的对策
3.1人为因素
首先要加强人员培养，降低人为因素造成的煤矿通风安全问题。因此需要建立完善的人员管理机制，并且对于整个通风系统进行监控，防止出现人为造成的危险因素。目前整体通风系统的控制是由人工进行控制，所以要提高人工控制的专业素质和能力水平，使整体控制效果更加良好化，防止人工失误而造成的问题存在，因此对于控制管理人员的职业素养以及道德素养要进行提升，从更多角度去优化管理结构以及管理能力，使整个管理工作能够得以顺利进行。在该方法的具体应用方面，首先要匹配专业的管理人员，防止出现滥竽充数现象，没有拥有足够的专业知识，就无法在具体的系统控制过程中发挥作用，对于整个通风体系并不了解，则在具体问题发生时无法第一时间给予正确的补救措施，降低损失。其次要建立预防机制，一旦问题出现，要第一时间启动预防机制减少损失，并且将危险降到最低。可以创建优良的通风防灾环境以及安全系统，对于人力资源以及系统设备的使用都可以达到保护效果。在该方面的建设可以与企业的人力资源部门以及设备管理部门相互合作，以建立覆盖整个通风系统的安全结构。在该方面还需要加强职工的职业素质培养，使职工的责任意识进一步增强，在工作中保持着高度的专注力和责任心，能够使自己的工作完成更加彻底，防止由于自身操作失误而给其他人员造成安全威胁。在该方面可以建立奖赏机制以及竞争机制，使员工的工作意识和责任心能够高度地投入到工作中，并且对于通风系统的安全也有一定的保障效果。
影响矿井通风系统稳定性因素分析
管理及其他M anagement and other影响矿井通风系统稳定性因素分析蒙应繁摘要：采矿工程过程包含多个部分，其中矿井通风系统是开采作业的重要组成，对其进行安全管理有着特殊意义。
但是，通风系统风流并不一定长期处于稳定状态，一旦区域风量的供应不充足，会增大有毒有害气体的积聚，导致重大安全事故发生。
为此，保持矿井通风系统风流稳定性对采矿作业安全性非常重要。
从矿井通风系统使用情况来看，依旧存在很多问题，更多体现在通风方案设计不合理、管理方式不正确等。
通过专业技术人员实践中，对矿井通风系统进行调整优化，促使通风系统稳定性增强。
然而，矿井实际情况呈现复杂性、多变性等，现在研究的影响因素不够全面，依旧有部分因素对通风系统造成干扰，增大安全事故出现概率，影响采矿作业的顺利开展。
因此，为确保采矿作业的顺利开展，未来明确矿井通风系统稳定性影响因素，制定针对性的解决措施，增强通风系统稳定性，以此为矿企带来更大的经济效益。
关键词：矿井；通风系统；稳定性因素矿产资源是社会发展基础性资源，在矿产资源开采中，因大部分资源处于深部地质区域，只能使用井下开采方式，才能保障矿产资源供应充足。
矿井通风是井下开采中的重要环节。
在开采过程中，矿井通风系统在通风动力的作用下向井内各个用风地点供给新鲜空气，确保采矿作业人员呼吸，调节井下温度，并且排出有毒有害的空气，为采矿人员创造良好的工作环境。
在安全事故、地质灾害等突发中，也与其他救灾措施结合，及时有效地控制井内各巷道的风量及风流方向，避免灾害影响程度增大，甚至可以消除安全事故，减少采矿人员伤亡和财产损失。
矿井通风系统是矿山生产系统的主要部分，其对采矿作业产生双重影响。
基于这种背景下，矿井通风是保障采矿人员生命安全的系统，通风系统能够为井下作业人员提供良好的劳动环境，从而确保采矿人员的生命安全。
矿井通风系统稳定性既是技术指标，也是矿井安全指标。
一旦矿井通风系统稳定性很差，既会降低井内供风数量和风流方向，也会引发有毒有害气体积聚，从而造成采矿人员中毒、窒息等事故出现。
矿井通风系统稳定性分析
车 场 ） 采 区 的 下 （ ） 车 场 或盘 区石 门 的 到 上 部 部 分 。 此 段 的 风 道 通 过 的 风 流 为 新 鲜 空 气 ， 气 的 物 理 状 态 和 化 学 成 分 与 地 面 空 空 气差 不 多 ， 段巷 道 断 面规 整 ， 道 维 护较 此 巷 好 ； 段 巷 道 的 风 压 、 风 阻 变 化 只影 响 用 该 风 地 点 风 量 的 变 化 ， 会 影 响 到 用 地 点 风 不 流 方向的稳定性 。 （ ） 区 段该 段为 从 采 区的 下 （ ） 车 ２采 上 部 场 到 采 区 的 回风 石 门 （ 采 区 的 回风 与 其 或 它 回风 汇 合 处 ） 分 。该 段 是 矿 井 的 主 要 部 用 风 区 段 和 自然 灾 害 多发 区段 ， 通 风 管 是 理 的重 点 。此 段 风 道 中 通过 的风 流 的 氧 气 含 量 逐 渐 减 少 ， 有 各 种 有 毒 有 害 气 体 和 混 矿 尘 ， 气 的 温 度 、 温 度 和 压 压 力 较 进 风 空 段 的有 较 大 的 变 化 ， 风道 状 况 复 杂 ， 道种 巷 类 较 多 ， 面 变 化 较 大 ， 风 较 大 ， 且 巷 断 漏 并 道 的 风 压和 风 阻变 化 不 仅 影 响 到 用风 地 点 风 量 的 变化 ， 且 可 能 直接 影 响 到 用 风地 而 点 风 流 方 向 的稳 定 性 。 （ ） 风 段 该 段 为 从 采 区 的 回风 石 门 ３回 （ 其 它 的 回风 汇 合 处 ） 风 嗣 （ 风 井 底 ） 或 到 或 部 分 ， 通 风 管 理 的 重 点之 一 。 该 段 流过 是 的 是 污 浊空 气 ， 量 集 中 ， 道 断 面 维 护较 风 巷 差 。 当 该 段 阻 力 过 大 时 ， 直 接 影 响 到 用 会 风地 点的风量 。 在这 三 段 中 ， 风 段 变 化 较 小 ， 对 固 进 相 定 ， 区 段 和 回风 段 出现 的 问 题 较 多 。 采 采 区 段 经 常 出现 的 变 化 有 以 下 几 点 。 （ ） 作 面 的 进 、 回风 巷 中 ， 材 料 堆 １工 因 积 、 巷 道 冒落 或 无 意 识 的 将 风 窗 关 闭 ， 工 作而风阻增大 。 （） ２ 工作 面 回风 巷 中 的风 窗 的 风 门 打 开 未 关 ， 作 面 的风 阻 降 低 。 工 （ ） 区 回风 石 门 中 的风 窗 的风 门 被 打 ３采 开 或风 窗 被 关 闭 ， 区 的风 阻降 低 或 增加 。 采 （ ） 区 内 增 加 新 的 工 作 面 或 并 联 巷 ４采 道 ， 区段的风阻降低。 采 （ ） 区 上 （ 、下 ） 车 场 的 风 门被 打 ５采 中 部 开 ， 流短路 。 风 （ ） 区 进 、 回风 上 （ ） ６采 下 山之 间 的 联 络 巷 的 风 门被 打 开 ， 流 短 路 。 风 （ ） 区的 进 、 回风 上 （ ） 冒顶 或 出 ７采 下 山
矿井通风系统的可靠性探讨
矿井通风系统的可靠性探讨摘要：矿井通风是矿山生产系统中重要的辅助环节，合理的通风系统是搞好通风的前提。
矿井通风系统是保障井下作业人员生命安全的基本系统，其优劣直接影响着矿井安全生产及其经济效益。
关键词：矿井通风；可靠性；通风构筑物；有效度1矿井通风系统可靠度分析1.1风路可靠度可靠度是可靠性的度量指标之一。
研究某条风路的可靠性时，不仅要考虑该风路的风量是否在合理范围内，还应同时考虑该风路的粉尘浓度、温度、有毒有害气体浓度等指标是否在合理范围内，即该风路风量的数量和质量同时在规定范围内时，才能说该风路是可靠的。
根据上述分析，从通风的角度，风路的可靠度定义如下：在某一稳定状态s（t）下，在规定的时间内第i条风路的风量值q i1≤q i≤q i2能够保持在一个合理的区间范围之内，即q i1其中（q i1是下限风速，q i2是上限风速），且满足要求，称为这一风路的可靠度。
记为R,其中q i1、q i2的值和风流质量相关参数由条件A来确定。
约束条件就是风路风流发生失效的边界条件，约束条件完全按照《金属非金属矿山安全规程》来确定。
只要风流的数量和质量符合规程的规定，那么从通风的角度讲就是可靠的。
具体说，包括：（1）风速；（2）有毒、有害气体浓度；（3）温度；（4）粉尘浓度。
这四方面只要有一方面不满GB16423-2006《金属非金属矿山安全规程》的规定，风路就会失效；只有这四方面同时满足要求，风路才是可靠的。
1.2调节风流的通风构筑物的可靠度对于风窗等调节风流的通风构筑物，其主要的功能是要使通过它的风量与设计要求的过风量一致，两者的差别越大越不可靠。
因此其可靠度定义如下。
对于调节风流构筑物，在某一时刻t,其能通过的风量符合设计要求的程度。
以R（j, t）表示。
因此有：R（j, t）=1-|Q p（j, t）-Q d（j）|/Q d（j）式中Q p（j, t）—t时刻第J个调节风流构筑物的实际风量m3/s。
Q d（j）—第J个调节风流构筑物的设计风量m3/s。
煤矿通风系统的安全可靠性
浅论煤矿通风系统的安全可靠性摘要：通风管理一直是煤矿企业安全的重要影响因素，特别是煤矿瓦斯事故，中毒事故等。
本文笔者就煤矿通风系统的可靠性与管理对策做了简单的论述。
关键词：煤矿通风中图分类号：td 文献标识码：a 文章编号：1007-0745（2013）06-0303-01近年来瓦斯、煤尘和火灾事故的发生原因分析，很多都是由于煤矿通风管理的问题造成的。
提高煤矿通风系统安全稳定性非常必要，这将会严重影响通风系统在煤矿安全生产、事故预防及灾害发生控制等方面所发挥的重要作用。
一、煤矿矿井通风系统的重要性煤矿矿井通风系统是由具有相互联系、相互作用、相互影响的构成因素：通风方式、通风方法、通风网路、风流监测和调控设施所组成的，具有向矿井供给新鲜风量，以冲淡排除井下的毒性、窒息性和爆炸性气体和粉尘，保证井下风流的质量符合国家安全卫生标准，营造良好的工作环境，防止各种伤害和爆炸事故的发生，保障井下人员身体健康和生命安全，保护国家资源和财产的—个多因素组成的动态的、统一的整体。
而煤矿矿井通风系统可靠性就是满足以上功能的可靠程度。
做好矿井通风工作，要针对现场实际隋况，解决相关的矿井通风技术难题，从系统安全角度出发，全面提高通风管理的整体水平。
由此可见，煤矿矿井通风系统是实现矿井有效通风的前提条件，矿井通风系统可靠性的分析研究对确保矿井安全生产，实现煤炭工业可持续发展尤为重要。
二、煤矿通风系统可靠性可靠性是指一个元件、设备或系统在规定的时间内，在规定的条件下完成规定功能的能力。
煤矿矿井通风系统由通风动力及其装置、通风井巷网络、风流检测、控制系统组成。
在生产时期其任务是利用各种动力，以最经济的方式，向井下各采掘工作面、室、井巷等各用风地点连续不断地供给新鲜风量，保证工作人员的呼吸，稀释并排除瓦斯等各种有害物质，降低伤害，给井下工人创造良好的工作环境；在矿井发生灾变时，煤矿通风系统能够尽可能在一定范围内控制风流，减少灾害对矿井通风系统的破坏程度，减少高温、有毒、减少灾害对矿井通风系统的破坏程度，减少高温、有毒、有害气体的影响，保证人员撤退和救灾人员的安全，及时救灾，减少事故损失。
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通风系统网络分析和结构分析表明，八矿的通 风系统除丁一系统受相邻系统影响较大外，其余３ 个系统的网络结构较合理。 ５．４主要通风机的稳定性问题
目前矿井有４台主要通风机联合运行，其中东 风井和西一风井安装离心式风机，丁一和西二风井 安装轴流式风机。由于目前丁一风井系统阻力较
５２
万方数据
小，风机压力日＜０．９巩。。，叶片角度９≤４０。，转
２ 二水平矿井通风系统设计的主要依据
（１）设计二水平矿井通风系统的主要依据： ①矿井的最大年生产能力为４５０万ｔ；②二水平规 划为丁一风井和北风井２个系统；③丁一采区北 延１ ０００ ｍ，到李口集向斜轴；④北风井位置和井 筒参数：距原西二风井北１ ２００ ｍ，直径为６．５ ｍ； 井口标高＋１１９ ｍ，井底标高一５５０ ｍ，井深为６６９ ｍ；⑤瓦斯涌出量预测与采掘工作面配风标准见 表ｌ。
（２）平煤集团八矿目前的通风系统为对角与 分区混合的通风系统。主通风机的工作方式为抽出
式，共布置３个进风井（副井、新副井进风，主 井辅助进风）；４个回风井筒（东风井、西一风井、 西二风井、丁一风井）。目前总进风量２３ ５８６ ｍ３／ｍｉｎ，总排风量２３ ８９０ ｍ３／ｍｉｎ，总进风比 １０２．ｏ％，矿井有效风量２１ ９３５ ｍ３／ｍｉｎ，有效风量 率８９．５％，矿井综合等积孔８．８２ ｍ２。矿井各采区 总进风比均超过１００％，各采区的总进风量大于总 需风量，各采区风量分配合理，能够满足目前采区 生产需要。
方案２的具体内容是：矿井最大年生产能力 ４５０万ｔ；新打北回风井，井巷工程６５９ ｍ左右， 井简直径６．５ ｍ；全矿分西二和丁一两大采区，分 别由北风井和丁一系统担负其通风；原西二回风井 改为进风井；丁一采区考虑向北（下）延１ ０００ ｍ，（过李口集向斜轴，超过现有井田边界），同时 有丁一、戊一和已一３个采区生产。
注：工作面日产量、瓦斯涌出量和配风量均按最大值填写；采掘工作面按经验配风。
（２）由于二水平地温高、瓦斯涌出量大，并存 在煤与瓦斯突出的危险，矿井通风已成为制约生产 发展的主要因素之一。急需研究矿井通风系统由一 水平向二水平过渡，优化设计二水平的通风系统， 由于通风网络系统的改变，需要评价其稳定性和可 靠性，以保证矿井的安全生产。
实现按需配风而需要人工增阻程度。对通风系统的 阻力分布、系统内部的风量分配和主要通风机工作 压力起决定性的影响。通过网络结构合理性分析， 有助于调整网络结构，降低通风系统阻力，提高通 风系统的可靠性和经济性。网络结构合理性系数是 由自然分风的压力与按需分风的压力比值确定。网 络合理性系数Ｋ可用下式表示：
１ 矿井及通风系统概况
（１）平煤集团八矿设计年产量３００万ｔ，１９８１ 年投产，２００４年已达到年产量３１３万ｔ。采用立井 两个水平、大巷、采区上下山开拓方式，采用走向 长壁全部垮落采煤法。该矿为煤与瓦斯突出矿井。 随着矿井技术进步和管理水平的提高，矿井的年生 产能力逐渐加大，目前，一水平储量逐渐减少，为 保证矿井稳产和高产，矿井已在进行二水平设计开 发，生产正向二水平过渡。
表３以方案７ｎ为基础的风机工况点
由表３可见，在过渡时期的４个风机系统中， 当西二风机能力降低时，对西一和丁一系统稍有影 响，影响程度随公共段减小而减小，但影响不大； 当丁一系统风机的能力增大，仅对丁一系统稍有影
响，对西二和东风机影响可以忽略。 表４的数据是以方案８ｎ为基础、改变北风机
和丁一风机２种情况进行研究的结果对比。表４中 的原参数即方案８ｎ的风机工况点。
４通风系统方案制定与系统模拟
（１）针对通风系统的现状、过渡时期和二水 平生产需求，制定了通风系统方案，分别进行网络 解算和模拟分析。其方案概况见表２。
（２）为了扩大丁一采区的生产能力，将丁一 采区边界向北延长１ ０００ ｍ，到李口集向斜轴，同 时对采掘工作面的供风标准、风量备用系数和产量 规划也进行修改。为此，又制定了６个通风系统方 案（略），除方案５和６不可行外，对其余４个方 案进行了系统模拟和技术论证。经过方案的安全 性、技术性和经济性比较，认为方案２较优。
在方案８基础上关闭西二进风井 在方案７基础上调整网络基础数据 在方案８基础上调整网络基础数据 在方案９基础上调整网络基础数据
方案２的主要优点：①回风路线缩短了ｌ ２００ ｍ，对深部开采有利；②原西二风井进风，新副 井进风量减少，可降低进风系统阻力；③因原西 二风井有电缆，违反《煤矿安全规程》规定，现 改进风后安全性提高，其提升设备可上下人员和提 升少量煤；④丁一采区的进一步延深开采，在通 风系统方面保证了矿井高产稳定期延长，更有利矿 井的发展。
方案２的缺点：工程量较大，并造成一定压 煤，使一定的煤量呆滞。
（３）根据综合技术论证，确定了过渡时期通 风系统方案和二水平的通风系统方案。过渡时期仍 保持４个回风井，但丁一系统更换风机，并进行风 机选型；二水平通风系统方案是全矿井有副井、新
第３４卷第９期
煤炭科学技术
２００６年９月
副井、主井和西二４个进风井，有丁一和北风井２ 个回风系统，丁一系统的开采边界北延１ ０００ ｍ， 至李口集向斜轴（若西二风井维护工作量大，也 可关闭西进风井）。
文章编号：０２５３—２３３６（２００６）０９一００４９—０４
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ ｓｔａｂｍｔｙ锄ｄ ｒｅＵａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ＩＩｌｉｎｅ ｖｅｎｔｉｌａｔｉ伽ｓｙｓｔｅｍ
ｏ，死如聊如ｇｙ，删，ｌｇ＿池，ｌ ＷＵ Ｚｉ—ｌｉａｎ，ＬＩ Ｃｈｅｎｇ－ｊｉｅ
（尉ｎ础，“霉疏口ｎ ｍｄ郴ｔ砌Ｚ ｃｏｆ妇ｅ
在方案２基础上，保留西二风井。全矿有丁 一、西二和北风井３个风井回风
方案４北嚣嘉柔筹纛黧嚣井０全矿有丁一、
方案５ 方案６ ＋刀。系，７
在已二采区深部打进风井 北风井位置移至北部边界
在过渡时期１的基础上，调整生产布局配风 景。亦即丁一系统容易时期
方案ｓ
方案９ 方案７ｎ 方案８ｎ 方案９ｎ
丁兰主嘉言蓑筹翥’调整生产布局配风量。亦即
第３４卷第９期
煤炭科学技术
２００６年９月
矿井通风系统稳定性和可靠性研究
仵自连，栗成杰
（平顶山工业职业技术学院，河南平顶山４６７００１）
摘要：结合平煤集团八矿由一水平向二水平延伸，矿井的通风网络系统优化改造，研究其矿井通
风系统的稳定性和可靠性。
关键词：通风系统；稳定性；可靠性
中图分类号：ＴＤ７２４
文献标志码：Ｂ
５０
万方数据
表２通风系统研究方案概况
方案名称 通风系统现状
内容 现状模拟，求解基础网络数据
过渡时期１ 易嚣翥井田边界下的过渡时期，亦即丁一系统容
方案ｌ
方案２ ＋力。系。３
丁一采区不北延条件下的二水平通风系统，全 矿有丁一和北风井２个系统回风，丁一系统为困 难时期
在方案１基础上，丁一采区北延１ ０００ ｍ
式中 卜网络结构合Ｋ＝理Ｈ性Ｎ／ 系Ｈ数； 风卜—按—需自分然风分风时时系系统统的的压压力力，，ＰＰａａ。；
所谓自然分风压力，是指采煤工作面按自然分 风解算，其余所有的用风地点都按实际需风量进行 网络解算，所得到的风机压力；所谓按需分风压力 是指除通风最困难的工作面外，其余的用风地点都 按实际需风量进行网络解算，得到的风机压力。
１９８５（６）．
［９］
Ａｎｄｅｒ∞ｎ Ｍ ｓ，ｚａｌＩｎｉｓｅｒ ｓ Ｍ．Ｐｒｏｃ ＳＰＩＥ １４３３ Ｍｅ鹪ｕｒｅｍｅｍ ｏｆ
ＡｔＩ舯ｓｐｈ甜ｃ ｃ∞ｅｓ［ｃ］．１９９１．
万方数据
［１０］ ｃ００ｐｅｒＤ Ｅ，ＲｉｒｉｓＨ，Ｖ锄ｄｅｒｈ锄ＪＥ．Ｐｒｏｃ ｓＰｍｌ４３３ Ｍｅ鹊－ ｕｒｅ眦ｎｔ ｏｆ Ａｔ啪ｓｐｈｅｒｉｃ Ｇａ∞ｓ［ｃ］．１９９１Ｉ
表４以方案８ｎ为基础的工况点
由表４可见，在二水平的２个系统中，一个系 统风机的特性变化对另一个系统的影响可以忽略。
通过以上的研究可看出，无论是目前和过渡时 期的４个风机系统，还是二水平时期的２个风机系
万方数据
统，其相互影响均不大。即使在过渡时期，某一系 统关闭与否，也不会对其它系统造成明显影响。 ５．２矿井自然风压
速不大于额定转速，因而运行较稳定。西二风井风 机特性曲线和系统风阻如图１所示（为出厂曲线，
日
山 ＿ ＼ 趣 崮 匿
图１ 西二风井风机特性曲线与目前工作风阻曲线
叶片角小于１４０）。由图１可见，虽然风机尚有很 多叶片角度可调，但由于系统阻力较大，管网特性 与风机特性匹配较差，其工况点已处在峰值附近， 时有发生喘振的可能。建议降低系统阻力和加快北 风井立项，在ｌ ａ左右安装好北风井风机，以利矿 井稳产和高产。
３建立矿井通风网络和可靠性评价数据库
为了掌握矿井通风系统的基础资料，为二水平 通风系统模拟和改造提供基础数据，对通风系统现 状进行调查与技术测定。一是完成通风系统调查； 二是进行东风井、丁一风井、西一风井和西二４个 通风系统的阻力测定；三是对主要通风机性能进行 测定。在此基础上，建立矿井通风网络数据库和可 靠性评价数据库，为通风系统模拟和可靠性评价奠 定基础。
５通风系统稳定性和可靠性研究
通风系统稳定性和可靠性涉及因素较多，如多 风机联合工作通风系统中各个风机之间相互影响、 角联网络中边缘分支风阻变化对角联分支的影响、 主要通风机特性变化对用风地点影响、风机和管网 之间匹配性、通风设施可靠性等。下面仅就八矿通 风系统的主要影响因素作以分析。 ５．１ 多风机之间相互影响问题研究
矿井自然风压是矿井通风动力之一，掌握自然
５１
第３４卷第９期
煤炭科学技术
风压大小和变化规律对保证系统稳定性和充分利用 自然风压有重要意义。根据２００２年１２月阻力测定 资料，计算出各个系统的自然风压见表５。
表５各通风系统自然风压
２００６年９月 表６网络结构合理性系数
５．３通风网络结构合理性研究 通风网络结构的合理性，反映通风系统中为了
作者简介：周孟然（１９６５一）。男，安徽淮南人，安徽理工大 学教授，博士，硕士生导师，主要从事计算机控制及激光应用方面 的研究。Ｔｅｌ：０５５４—６６６８５８４，Ｅ—ｎｌａｉｌ：ｍｒｚｈｏｕ＠¨ｓＬ ｅｄＩＬ ｃｎ
目前矿井有４台主要通风机联合运行，其中东 风井和西一风井安装离心式风机，丁一和西二风井 安装轴流式风机。由于目前丁一风井系统阻力较
５２
万方数据
小，风机压力日＜０．９巩。。，叶片角度９≤４０。，转
２ 二水平矿井通风系统设计的主要依据
（１）设计二水平矿井通风系统的主要依据： ①矿井的最大年生产能力为４５０万ｔ；②二水平规 划为丁一风井和北风井２个系统；③丁一采区北 延１ ０００ ｍ，到李口集向斜轴；④北风井位置和井 筒参数：距原西二风井北１ ２００ ｍ，直径为６．５ ｍ； 井口标高＋１１９ ｍ，井底标高一５５０ ｍ，井深为６６９ ｍ；⑤瓦斯涌出量预测与采掘工作面配风标准见 表ｌ。
（２）平煤集团八矿目前的通风系统为对角与 分区混合的通风系统。主通风机的工作方式为抽出
式，共布置３个进风井（副井、新副井进风，主 井辅助进风）；４个回风井筒（东风井、西一风井、 西二风井、丁一风井）。目前总进风量２３ ５８６ ｍ３／ｍｉｎ，总排风量２３ ８９０ ｍ３／ｍｉｎ，总进风比 １０２．ｏ％，矿井有效风量２１ ９３５ ｍ３／ｍｉｎ，有效风量 率８９．５％，矿井综合等积孔８．８２ ｍ２。矿井各采区 总进风比均超过１００％，各采区的总进风量大于总 需风量，各采区风量分配合理，能够满足目前采区 生产需要。
方案２的具体内容是：矿井最大年生产能力 ４５０万ｔ；新打北回风井，井巷工程６５９ ｍ左右， 井简直径６．５ ｍ；全矿分西二和丁一两大采区，分 别由北风井和丁一系统担负其通风；原西二回风井 改为进风井；丁一采区考虑向北（下）延１ ０００ ｍ，（过李口集向斜轴，超过现有井田边界），同时 有丁一、戊一和已一３个采区生产。
注：工作面日产量、瓦斯涌出量和配风量均按最大值填写；采掘工作面按经验配风。
（２）由于二水平地温高、瓦斯涌出量大，并存 在煤与瓦斯突出的危险，矿井通风已成为制约生产 发展的主要因素之一。急需研究矿井通风系统由一 水平向二水平过渡，优化设计二水平的通风系统， 由于通风网络系统的改变，需要评价其稳定性和可 靠性，以保证矿井的安全生产。
实现按需配风而需要人工增阻程度。对通风系统的 阻力分布、系统内部的风量分配和主要通风机工作 压力起决定性的影响。通过网络结构合理性分析， 有助于调整网络结构，降低通风系统阻力，提高通 风系统的可靠性和经济性。网络结构合理性系数是 由自然分风的压力与按需分风的压力比值确定。网 络合理性系数Ｋ可用下式表示：
１ 矿井及通风系统概况
（１）平煤集团八矿设计年产量３００万ｔ，１９８１ 年投产，２００４年已达到年产量３１３万ｔ。采用立井 两个水平、大巷、采区上下山开拓方式，采用走向 长壁全部垮落采煤法。该矿为煤与瓦斯突出矿井。 随着矿井技术进步和管理水平的提高，矿井的年生 产能力逐渐加大，目前，一水平储量逐渐减少，为 保证矿井稳产和高产，矿井已在进行二水平设计开 发，生产正向二水平过渡。
表３以方案７ｎ为基础的风机工况点
由表３可见，在过渡时期的４个风机系统中， 当西二风机能力降低时，对西一和丁一系统稍有影 响，影响程度随公共段减小而减小，但影响不大； 当丁一系统风机的能力增大，仅对丁一系统稍有影
响，对西二和东风机影响可以忽略。 表４的数据是以方案８ｎ为基础、改变北风机
和丁一风机２种情况进行研究的结果对比。表４中 的原参数即方案８ｎ的风机工况点。
４通风系统方案制定与系统模拟
（１）针对通风系统的现状、过渡时期和二水 平生产需求，制定了通风系统方案，分别进行网络 解算和模拟分析。其方案概况见表２。
（２）为了扩大丁一采区的生产能力，将丁一 采区边界向北延长１ ０００ ｍ，到李口集向斜轴，同 时对采掘工作面的供风标准、风量备用系数和产量 规划也进行修改。为此，又制定了６个通风系统方 案（略），除方案５和６不可行外，对其余４个方 案进行了系统模拟和技术论证。经过方案的安全 性、技术性和经济性比较，认为方案２较优。
在方案８基础上关闭西二进风井 在方案７基础上调整网络基础数据 在方案８基础上调整网络基础数据 在方案９基础上调整网络基础数据
方案２的主要优点：①回风路线缩短了ｌ ２００ ｍ，对深部开采有利；②原西二风井进风，新副 井进风量减少，可降低进风系统阻力；③因原西 二风井有电缆，违反《煤矿安全规程》规定，现 改进风后安全性提高，其提升设备可上下人员和提 升少量煤；④丁一采区的进一步延深开采，在通 风系统方面保证了矿井高产稳定期延长，更有利矿 井的发展。
方案２的缺点：工程量较大，并造成一定压 煤，使一定的煤量呆滞。
（３）根据综合技术论证，确定了过渡时期通 风系统方案和二水平的通风系统方案。过渡时期仍 保持４个回风井，但丁一系统更换风机，并进行风 机选型；二水平通风系统方案是全矿井有副井、新
第３４卷第９期
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２００６年９月
副井、主井和西二４个进风井，有丁一和北风井２ 个回风系统，丁一系统的开采边界北延１ ０００ ｍ， 至李口集向斜轴（若西二风井维护工作量大，也 可关闭西进风井）。
文章编号：０２５３—２３３６（２００６）０９一００４９—０４
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ ｓｔａｂｍｔｙ锄ｄ ｒｅＵａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ＩＩｌｉｎｅ ｖｅｎｔｉｌａｔｉ伽ｓｙｓｔｅｍ
ｏ，死如聊如ｇｙ，删，ｌｇ＿池，ｌ ＷＵ Ｚｉ—ｌｉａｎ，ＬＩ Ｃｈｅｎｇ－ｊｉｅ
（尉ｎ础，“霉疏口ｎ ｍｄ郴ｔ砌Ｚ ｃｏｆ妇ｅ
在方案２基础上，保留西二风井。全矿有丁 一、西二和北风井３个风井回风
方案４北嚣嘉柔筹纛黧嚣井０全矿有丁一、
方案５ 方案６ ＋刀。系，７
在已二采区深部打进风井 北风井位置移至北部边界
在过渡时期１的基础上，调整生产布局配风 景。亦即丁一系统容易时期
方案ｓ
方案９ 方案７ｎ 方案８ｎ 方案９ｎ
丁兰主嘉言蓑筹翥’调整生产布局配风量。亦即
第３４卷第９期
煤炭科学技术
２００６年９月
矿井通风系统稳定性和可靠性研究
仵自连，栗成杰
（平顶山工业职业技术学院，河南平顶山４６７００１）
摘要：结合平煤集团八矿由一水平向二水平延伸，矿井的通风网络系统优化改造，研究其矿井通
风系统的稳定性和可靠性。
关键词：通风系统；稳定性；可靠性
中图分类号：ＴＤ７２４
文献标志码：Ｂ
５０
万方数据
表２通风系统研究方案概况
方案名称 通风系统现状
内容 现状模拟，求解基础网络数据
过渡时期１ 易嚣翥井田边界下的过渡时期，亦即丁一系统容
方案ｌ
方案２ ＋力。系。３
丁一采区不北延条件下的二水平通风系统，全 矿有丁一和北风井２个系统回风，丁一系统为困 难时期
在方案１基础上，丁一采区北延１ ０００ ｍ
式中 卜网络结构合Ｋ＝理Ｈ性Ｎ／ 系Ｈ数； 风卜—按—需自分然风分风时时系系统统的的压压力力，，ＰＰａａ。；
所谓自然分风压力，是指采煤工作面按自然分 风解算，其余所有的用风地点都按实际需风量进行 网络解算，所得到的风机压力；所谓按需分风压力 是指除通风最困难的工作面外，其余的用风地点都 按实际需风量进行网络解算，得到的风机压力。
１９８５（６）．
［９］
Ａｎｄｅｒ∞ｎ Ｍ ｓ，ｚａｌＩｎｉｓｅｒ ｓ Ｍ．Ｐｒｏｃ ＳＰＩＥ １４３３ Ｍｅ鹪ｕｒｅｍｅｍ ｏｆ
ＡｔＩ舯ｓｐｈ甜ｃ ｃ∞ｅｓ［ｃ］．１９９１．
万方数据
［１０］ ｃ００ｐｅｒＤ Ｅ，ＲｉｒｉｓＨ，Ｖ锄ｄｅｒｈ锄ＪＥ．Ｐｒｏｃ ｓＰｍｌ４３３ Ｍｅ鹊－ ｕｒｅ眦ｎｔ ｏｆ Ａｔ啪ｓｐｈｅｒｉｃ Ｇａ∞ｓ［ｃ］．１９９１Ｉ
表４以方案８ｎ为基础的工况点
由表４可见，在二水平的２个系统中，一个系 统风机的特性变化对另一个系统的影响可以忽略。
通过以上的研究可看出，无论是目前和过渡时 期的４个风机系统，还是二水平时期的２个风机系
万方数据
统，其相互影响均不大。即使在过渡时期，某一系 统关闭与否，也不会对其它系统造成明显影响。 ５．２矿井自然风压
速不大于额定转速，因而运行较稳定。西二风井风 机特性曲线和系统风阻如图１所示（为出厂曲线，
日
山 ＿ ＼ 趣 崮 匿
图１ 西二风井风机特性曲线与目前工作风阻曲线
叶片角小于１４０）。由图１可见，虽然风机尚有很 多叶片角度可调，但由于系统阻力较大，管网特性 与风机特性匹配较差，其工况点已处在峰值附近， 时有发生喘振的可能。建议降低系统阻力和加快北 风井立项，在ｌ ａ左右安装好北风井风机，以利矿 井稳产和高产。
３建立矿井通风网络和可靠性评价数据库
为了掌握矿井通风系统的基础资料，为二水平 通风系统模拟和改造提供基础数据，对通风系统现 状进行调查与技术测定。一是完成通风系统调查； 二是进行东风井、丁一风井、西一风井和西二４个 通风系统的阻力测定；三是对主要通风机性能进行 测定。在此基础上，建立矿井通风网络数据库和可 靠性评价数据库，为通风系统模拟和可靠性评价奠 定基础。
５通风系统稳定性和可靠性研究
通风系统稳定性和可靠性涉及因素较多，如多 风机联合工作通风系统中各个风机之间相互影响、 角联网络中边缘分支风阻变化对角联分支的影响、 主要通风机特性变化对用风地点影响、风机和管网 之间匹配性、通风设施可靠性等。下面仅就八矿通 风系统的主要影响因素作以分析。 ５．１ 多风机之间相互影响问题研究
矿井自然风压是矿井通风动力之一，掌握自然
５１
第３４卷第９期
煤炭科学技术
风压大小和变化规律对保证系统稳定性和充分利用 自然风压有重要意义。根据２００２年１２月阻力测定 资料，计算出各个系统的自然风压见表５。
表５各通风系统自然风压
２００６年９月 表６网络结构合理性系数
５．３通风网络结构合理性研究 通风网络结构的合理性，反映通风系统中为了
作者简介：周孟然（１９６５一）。男，安徽淮南人，安徽理工大 学教授，博士，硕士生导师，主要从事计算机控制及激光应用方面 的研究。Ｔｅｌ：０５５４—６６６８５８４，Ｅ—ｎｌａｉｌ：ｍｒｚｈｏｕ＠¨ｓＬ ｅｄＩＬ ｃｎ