浅谈矿井通风系统优化设计

摘要：矿井通风系统是矿井生产系统的重要组成部分，合理的矿井通风系统对提高我国煤矿经济效益和改善煤矿经营状况将具有重大的意义。本文通过介绍矿井通风系统优化的意义、通风系统的选择要求以及矿井通风优化方案设计的原则，初步确定了矿井通风系统的优化方案。

关健词：矿井通风系统系统选择优化方案

1矿井通风系统优化的意义

所谓矿井通风系统，就是向矿井中各个作业地点供给新鲜空气，并排出矿井中的污浊空气的通风网路、通风动力和通风控制设施的总称。矿井通风系统的可靠稳定和正规合理是确保矿井在发生瓦斯涌出和火灾事故等意外情况时抗灾和减小事故扩大范围的重要保障。因为许多的矿井通风系统存在安全、技术、经济和布局等不合理的现象，以致于煤矿经济效益的严重滑坡，甚至难以维持矿井的正常生产，进而导致矿井的破产。这些不合理现象的产生可能是由于设计不当引起，或者是生产布局的发展变化、通风技术管理不当、设备老化、主要通风机通风能力与井巷通过能力不匹配等造成。实践证明，不论是哪方面原因引起的不合理现象，只要及时加以改造、优化调整，相应的矿井通风系统就会得到改善，以致有利于安全生产，这对改善煤矿经营状况和提高煤矿经济效益将具有重大的意义。

2矿井通风系统的选择

2.1矿井通风系统的要求

矿井的通风系统的要求如下：①每一个矿井必须有完整的独立通风系统，不能多个矿井共用一个通风系统；②井下爆破材料库必须有单独的新鲜风流，回风风流必须直接引入矿井主要回风巷和总回风巷中；③每一个生产水平和每一采区，必须布置回风巷，实行分区通风；④在满足风量按需分配的前提下，多风机通风系统的主要通风机的工作风压应接近；⑤矿井的进风口应按全年风向频率布置，必须布置在不受粉尘、灰尘、煤尘、有害气体和高温气体侵入的地方。

2.2通风系统的确定

按照矿井的进、回井在井田内的位置布局不同，通风系统可分为中央式、混合式、区域式及对角式。主要通风机的工作方式有三种：抽出式、压入式、压抽混合式。

当矿井井田面积较大时，矿井初期宜优先采用中央式通风系统，因为其具有井巷工程量少、初期投资省的优点。对于有煤与瓦斯突出危险的矿井、煤层易自燃的矿井、有热害的矿井及高瓦斯矿井，应采用对角式或分区对角式通风，对于初期采用中央通风的矿井，可逐步过渡为对角式或分区对角式。矿井通风方法一般采用抽出式。当露头发育老窑多、地形复杂和采用多风井通风有利时，可采用压入式通风。

3矿井通风系统优化设计

矿井通风系统是矿井生产系统的重要组成部分，合理的矿井通风系统对提高我国煤矿经济效益和改善煤矿经营状况将具有重大的意义。

3.1矿井通风优化方案设计的原则

通风系统方案设计时遵循的原则主要是：①通过改善矿井通风状况和创造良好的劳动卫生条件，为矿井的安全生产和创造出安全舒适的劳动环境和保护劳动者的身体健康提供有利的保障；②尽量缩短回风路线，减少回风距离或者设法采取降阻措施，以减少回风阻力，使通风系统合理化；③提高通风系统的稳定性，使得用风地点风量和风流方向保持不变；④充分利用和合理调整现有的井巷和通风设备，极大地发挥其潜力；⑤根据生产实际合理的安排矿井的采掘部位，充分发挥各个系统的通风能力。

3.2矿井通风系统的优化方案

由于煤矿开采各个阶段条件不同，实现矿井通风系统的经济运行是一个动态的变化过程，因此，应从通风设计、设备选型、开拓布局和科学管理等方面采取合理可行的措施，使矿井的通风网网络与风机相匹配，充分发挥井下通风风机能力，达到高效节能和安全可靠的目的。而矿井通风系统优化的基本步骤为：①对现在矿井的通风阻力、通风机性能、漏风状况和风量分配状况等进行测定，同时对所测定的资料进行认真地综合的分析、研究和整理，找出矿井通风系统存在的问题，包括系统配风漏风登等情况、井巷通过能力和风机能力鉴定等；②针对存在的问题，请专家进行分析研究，并制定出合理、有效的改造方案；③请专家对给定的各个改造方案进行初步比较，找出它们的优缺点，选出相对较好的方案；④借助计算机对初选方案进行再优化，找出其中最优方案。

下面是根据一些矿井不同时期的通风状态的评定，而总结的一些矿井通风系统的优化方案：

3.2.1选择合理的通风设备

对于刚建的矿井，必须选用高效率、曲线较平缓和低噪音的新型节能型风机，除了能够长期安全运行外，其高效区范围大，并且能够适应不同生产布局的需风要求，兼顾采区生产的前、中、后期及其巷道布置，做到运行工况点总是处于高效低能耗区域内，减少通风电费和通风成本。一些矿井往往是由于通风设备虽然陈旧、运行费用高、性能降低和效率低下，然而由于资金问题而不愿意优化其通风系统。因此，建议矿井通风系统的决策者从提高经济效益韵角度，对比一下优化前后的经济帐，下决心逐步更换成高性能的通风设备。

3.2.2选择合理的优化工具

矿井通风安全设计人员的客观判断及他们的经验对通风方案的选择有很大的影响，而这些往往对于解决相对较小的网络问题是有效的，但是随着工作面距地表的距离不断加大，这时通风网络渐趋复杂化，则这种方法便会到达其使用极限。所以，在设计和管理通风系统时越来越趋向于使用以计算机为基础的分析工具，这些工具可以连同设计数据和通风测量数据一起用于获得矿山服务期限内安全经济的通风方法。并且由于安装了先进的监测传感器，通风技术人员可以不断地更新模拟程序所用的输入数据。这样便可得到最佳的通风系统方案。

3.2.3合理开采布局

为了解决那些特殊的通风问题，开始从现有通风网络获取最新的精确通风监测数据着手或从确定通风设计参数着手，应用先进技术设备，例如计算机，根据先进的程序进行通风网络解算和分析，从而实现合理开采布局，优化通风系统，然后将监测数据或设计数据输入到稳态矿井通风模拟程序中从而计算出整个网络的风量与压力平衡值。并利用现代的交互式计算机程序，包括市场上买得到的和内部开发的稳态矿井通风莫拟程序，从而进行有效的通风网络设计。

3.2.4选择合理的通风安全技术

矿井通风阻力测定是通风安全技术工作的一项重要内容，开展该项工作可以了解系统中的阻力分布清况，以提供实际的风阻值和井巷通风阻力系数，进而保证通风设计与计算更切合实际。由于矿井通风系统是一个动态的系统，特别是矿井通风网络拓扑结构随着矿井生产的发展而变化，为此矿井通风系统的设计应由静态设计向动态设计方向发展，以此保证具有先进的通风安全技术，从而优化矿井通风系统。

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力尚全（同煤集团雁崖煤业公司通风区）

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