煤矿采矿过程中通风技术的改进方法

煤矿采矿过程中通风技术的改进方法

隋长龙

黑龙江省鸡西市鸡西矿业集团平岗煤矿掘进区黑龙江158160

摘要：随着社会的发展和经济水平的提高，经济发展对煤炭的需求量越来越大。在煤矿开采中，矿井建设逐渐走向现代化，各种煤矿机械化水平大幅提升，采矿工艺也更加完善，相关领域学者在矿井通风方面做了深入的研究，我国矿井通风技术取得了长足的进步。本文对煤矿采矿过程中通风技术的改进方法进行分析。

关键词：煤矿采矿；通风技术；改进方法

近年来煤矿开采过程中频频发生安全事故，而我国矿产资源开采方式多为井工开采，安全系数更低，如何在确保工作人员安全的前提下有效挖掘煤矿一直是人们研究的热点问题。对煤矿采矿过程中通风技术的改进方法进行研究，要利用网络技术计算出风量，从而优化整个通风系统的布局，分区通风，并且不能采用传统的通风方式，要应用采煤工作面、掘进工作面和多巷三种通风方式。通过研究可以发现给出的改进方法能够确保风流能够稳定高效地流入煤矿中，保证开采过程的安全性。

1对煤矿采矿过程中通风技术的改进分析

1.1网络结算煤矿通风量。随着矿井通风网络的复杂化，在进行通风之前必须要计算出煤矿的通风量，目前网络结算的方法已经超过40种，结算理论也不断成熟。由于通入矿井的一些风量和风阻无法预测，所以可以利用回路风压平衡关系判断二者是否呈现线性关系。过计算矿井总风量和通路风阻计算出各分支风量，回路风量法往往不会设定原始值，改进了生成树结构，按照煤矿的需要分风，大幅度提高了网络解算速度。目前比较常用的网络结算法为INSA算法，能够有效解决复杂网络目标函数和约束条件非凸、多变量的问题，然后利用数值迭代算法求解，从而判断煤矿的通风量。

1.2通风系统布局优化。通风系统如果不合理将会导致矿井供风不足，系统安全无法保证。近年开采的矿井服务年限越来越长，开采深度也在逐年延伸，通风线路不得不随着矿井的加深而加长，最长甚至能达到1万m以上，而这样会导致通风阻力过大，通风系统要反复不断地维修改造。由于通风不足导致的安全事故频频发生，国家对矿井建设的要求也在不断提高，煤矿生产布局发生了很大变化。通风系统不再集中在一个区域，而是转变成对角边界抽出式通风模式。通风系统要遵循“高倍安全系数矿井设计”及“井筒服务的安全半径”的原则，优化矿井内部通风口布局，确保通风口数量达到要求，而且每个通风口的安全半径要在4km以下。煤矿内部要进行分区，各区要建设自己独立的安全系统，需要特别指出的是通风口要尽量增设辅助水平，这样在形成通风系统的同时，也能形成分水平通风，工作人员在操控时更加方便，矿井安全生产系统也更加合理，为安全开采奠定了基础。通常井田矿区按方位可分为西区、东五、南区、北区4个盘区，并进行独立通风，为其千万吨年产量提供了可靠的通风保障。

1.3优化通风方式。在优化过全区通风系统后，也要改变通风方式。传统的通风方式极容易受到外界不确定因素影响，而一旦这些通风口不能正常通风，工作人员就很有可能出现安全事故，甚至生命安全都无法保证。本文给出了三种优化方式，采煤工作面通风方式是一种U型的通风方式，通风系统较为简单，只有1条进风巷道和1条回风巷道，两条巷道连通，一旦有漏风点很容易发现，所以很难出现安全隐患。多巷通风方式也是一种极具代表性的优化方式，通风巷道既有Y型，也有两进两回双U型，通常会布置2条条主进风巷，在每条主进风巷旁布置1条辅助进风巷和2条回风巷，来辅助通风工作。掘进工作面通风方式是针对大型矿井而生的一种通风方式，这里的通风巷道长度达到5000m以上，巷道断面达到20耐以上，这是为了保证能够大量供风，因为大型矿井必须要有充分的进风量，才能保证氧气充足。掘进工作面通风方式双巷迈步推进的方式，每隔一段距离就会设定两个巷道，还要在巷道之间贯通联络巷，确保巷道与巷道之间的全压通风。

2煤矿矿井通风的现状分析

以某矿井为例，该矿井投入生产使用，年生产能力能够高达400万t/a。该矿井多为立井结构，水平开采的标高在555m以上，其通风系统设计采用的是中央并列式，由主井、副井作为进风系统，由中央风井作为回风系统。为了有效控制进风量，在矿井的底部设置了一个能够调节的风门增阻，主井的进风量大约在1000m3/min。副井为主要的进风井，其进风量大约在16553m3/min，副井进风量控制主要依靠人员、材料来提升。因此，有必要采取一系列措施来满足矿井风量的要求。

3煤矿矿井通风技术措施

3.1矿井风量分配

该矿井的通风方式为中央并列式，其连接的进回风系统设施较多，井下系统内部的漏风地点比较多，导致矿井内部的有效风量率较低，影响了矿井的通风情况。同时，矿井风量还受到通风阻力的影响。从该矿井来看，北翼系统的通风线路比较短，因此通风比较容易。南翼系统的通风管理比较困难，可以采用气压计法来测定。对矿井通风阻力的测量，可以掌握矿井通风阻力的分布情况，从而采取有效措施来减少井巷的风阻摩擦系数，为采区的通风阻力计算提供了依据。

由于二号井进风量比较大，其进风段阻力在矿井系统阻力中约占有30%。副井的断面较大，其风阻较小，但是由于副井是矿井主要的进风井，其进风量大约为16553m3/min，通风阻力相对较大。其测量值约为365Pa。从矿井北翼来看，由于在矿井北翼回风巷位置设置了调节风门，该风门压差约为498Pa，而北翼回采巷道的回风量仅为2005m3/min，北翼胶带的回风量约为5633m3/min，在两者汇合之后，由于回风石门的长度较小，断面较大，因而风阻较小。

3.2煤矿矿井通风技术措施分析

从矿井通风系统的现状及矿井阻力的测定可以采取以以下技术措施，以降低矿井的通风阻力，进而提高风机供风的能力，实现矿井通风系统的安全运行。将主井井底的控制风门拆除，主井与副井并联起来，这样就形成了一个并联结构的进风系统。为了保证风流速度，应将主井进风量控制在50003/min左右。将南翼胶带的回风巷和联络巷连接起来，形成一个并联的回风系统，降低南翼回风巷的总通风阻力，这样就能够有效提高南翼采区的风量。将北翼的回风巷调节风门设置在北翼的胶带回风巷内，让北翼的大部分回风能够通过北回风巷进入到回风井中，能够降低525m回风巷的通风阻力。

从方案实施来看，在方案一实施后，矿井总进风量会大幅增加，风机的静压会下降。但是由于采区内部巷道的断面较大，因而局部的风阻较小。在方案二实施后，虽然能改善采区风量，但对矿井阻力并没有明显改善。方案三是对矿井的总回风量进行调节，在实施后能大幅提升矿井的总回风量，还能有效降低矿井的通风阻力。在现有条件下，方案五的实施有明显的效果，矿井的通风阻力降低了168Pa，其总风量增加了5403/min。根据结果显示，通过相应的技术改造措施，能够改变矿井主通风系统的运行状态，在保证矿井进风总量基本稳定的情况下，能够有效降低风机的静压。

近年来安全事故更是频频发生，因此需要改进煤矿采矿过程的通风技术，要利用网络技术计算出风量，从而优化整个通风系统的布局，分区通风，并且不能采用传统的通风方式，要应用采煤工作面和掘进工作面两种通风方式，改进方法能够确保风流能够稳定高效地流入煤矿中，让员工在一个安全的工作环境下进行工作。

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