矿井通风在矿井安全生产中的重要性

矿井通风在矿井安全生产中的重要性

郭永治 付俊兵

新疆华安矿业股份有限公司 新疆库尔勒

摘要：：经济的发展，社会的进步推动了我国综合国力的提升，也使得了采矿工程建设的规模不断扩大，矿井通风系统对于调整煤矿井下气候，保证工人的正常活动具有十分重要的意义。在煤矿开采过程中，由于不断地开掘新的巷道或关闭巷道，矿井通风系统始终处于动态变化中。在矿井开采初期，通风系统通常处于通风容易时期，能满足安全生产和经济运行的需要。然而，在开采的后期，由于通风系统发生改变，矿井通风系统运行的安全性和经济性变得很差。因此，需要根据煤矿的实际情况，分析矿井通风系统运行的评价指标，从而制订优化通风系统的策略

关键词：矿井通风；矿井安全生产；重要性

引言

矿井通风系统高效稳定的运行关乎着整个煤矿的安全生产。在煤矿开采过程中，巷道不断发生变化，通风线路也会发生相应的改变。如何保证矿井通风系统能够持续处在最优运行状态，一直是矿井开采设计过程中需要重点考虑的问题。随着矿井不断生产，通风系统稳定性逐渐变差，通过对矿井通风系统进行优化，能够改善井下工作环境，提高巷道通风风量，减少矿井瓦斯灾害事故的发生，使矿井通风系统的稳定性得到提高，保证矿井持续安全高效生产。

1矿井通风的作用分析

1.1排出煤层释放的瓦斯

在成煤过程中会产生瓦斯，大部分瓦斯已经释放，而少部分瓦斯赋存在煤层中。在开采时煤层破碎，这部分瓦斯会被释放到空气中。由于煤矿井下的作业空间极为狭小，瓦斯非常容易积聚，只有通过良好的通风才能将这部分瓦斯排出。若空气中的瓦斯体积分数超过了安全值，在特定的条件下，还会诱发瓦斯爆炸，造成严重的煤矿安全事故。通过矿井通风，不断地更新井下空气，可以将空气中瓦斯的体积分数维持在安全值以下。

1.2调节井下的温度

矿井通风的一个重要作用是调节煤矿井下的温度。在正常情况下，地温梯度为每100m增加3℃左右。也就说在千米深井内，矿井的温度可能超过30℃，这非常不利于工人开展正常的体力劳动。长时间处于高温环境下，还有可能造成人的生理机能减退。通过良好的矿井通风，可以增强空气的流动性，将多余的热量带出矿井以外，这样就能保证工人在安全的环境内作业。

2矿井通风在矿井安全生产中的重要性

瓦斯灾害的主要表现形式为瓦斯爆炸和瓦斯窒息，其主要是因空气中的瓦斯体积分数超过了安全值造成的。在通风良好的情况下，瓦斯体积分数基本维持在安全值范围以内，不会对安全造成威胁。但是，在某些条件下，通风不畅或风量分配不足时，则很容易导致瓦斯积聚。良好的矿井通风可以加速空气的流动，有效地稀释空气中的瓦斯和粉尘，这样可以大幅度降低瓦斯灾害发生的概率。矿井中瓦斯爆炸时瓦斯体积分数的最小值为5%，而在工作面掘进时瓦斯体积分数的安全值不超过1%，生产工作面瓦斯体积分数的安全值不超过0.5%。瓦斯爆炸时产生的高温高压气体，能在井下狭小的范围内产生极大的破坏。通过良好的矿井通风，可以使矿井瓦斯体积分数处于安全值范围内，从而在最大程度上减少煤矿瓦斯爆炸的发生。

3矿井通风系统优化策略

3.1优化矿井通风网络

在测定矿井通风阻力后，可以根据测定的结果对矿井通风网络进行优化。矿井通风网络优化的主要目的是降低网络发展程度和局部通风阻力，具体应该做好以下几方面：a)关闭某些废弃巷道，减少矿井通风网络的支路数和节点数，从而降低通风网络的复杂程度：b)做好采空区的密封工作，减少巷道的漏风量；c)清理巷道内无用的材料和设备，避免减小巷道的主要通风面积；d)在矿井运行后期开凿新的回风井，最大程度上避免因回风线路较长而引起的通风阻力增加问题。

3.2矿井通风模型建立

Ventsim通风模拟软件通过对矿井进行三维建模，可以真实反映矿井内部通风情况，能够实时对通风系统的局部进行分析计算。矿井三维模型的建立是根据矿井实际大小1∶1建立的。通过对矿井内部各巷道具体参数的准确输入，依据软件内部的计算方法，可以对通风网络进行精确计算，得到的计算结果具有一定的可信性。建模步骤如下：1）整理矿井的采掘平面图以及通风系统图等资料，对巷道布置图进行简化处理后导入到软件中，生成基本模型。2）根据巷道的空间关系，对模型进行具体调整，使模型中巷道空间布置关系与实际相符。将不同区段巷道的具体参数输入到模型中。3）为巷道的摩擦阻力系数赋值，并将通风机的位置以及参数输入到模型中。根据矿井实际情况，在巷道内部添加通风调节设备，使通风模型与实际情况保持一致。4）通过测定矿井的通风阻力与模型计算结果进行对比，验证模型建立是否合理准确。

3.3模糊综合评价法在矿井安全评价体系中的应用

安全评价也称为风险评价，对矿井进行安全评价，对实现矿井各运行系统的安全、完善管理制度体系以及治理方法有重要积极作用。安全评价对生产全过程的安全控制、为决策者提供最佳的优化方案、实现科学标准化的管理、促进安全生产有积极作用。目前，多种评价方法已经形成，通过合适的评价方法可以对矿井安全评价体系中的危险因素进行识别，进而判断危险事故的严重程度，据此可制定相应的防范措施。在安全评价体系中，每个评价因素都有其特定的功能，对于最终的评价结果都有不同程度的影响。但是不同因素的影响程度不同，因此引入权重概念表示不同因素之间的相对重要性，或者表示为2种影响因素之间的比例系数。由此可见，权重在评价体系中占有重要地位，选用合理的评价方法确定各个因素的权重可以体现各因素在评价体系中的主次，同时也增加了评价结果的准确性。

3.4基于ZigBee和RBF神经网络的矿井通风质量预测

矿井通风系统一直是矿井安全生产的基础，直接影响到井下工作人员的正常呼吸，同时也关系到瓦斯爆炸等灾害事故。因此，矿井通风系统的升级和改造一直是矿井领域研究的热点方向。空气质量是衡量矿井通风系统运行状况的主要指标。无线传感网技术的出现，使得矿井状况的实时监测成为可能基于ZigBee的矿井安全检测系统，能够将气体浓度指标通过无线采集，解决了人工排查的延迟问题。采用遗传算法优化BP神经网络初始权值和阈值，有效地实现瓦斯涌出量的准确预测。但是BP神经网络模型的泛化能力较差，导致该浓度数值预测方法仅对瓦斯气体具有较高的准确率，无法广泛推广应用。然而，矿井通风质量预测还需要同时对多种气体进行综合分析。作为一种前馈型的神经网络，RBF神经网络具有比BP神经网络更好的泛化能力和更高的局部逼近精度。

结语

综上所述，矿井通风系统是煤矿最重要的生产辅助系统，需要保证其运行处于最佳状态。因此，企业需要重视井下通风系统的优化和改造工作，提高井下采煤安全系数，确保煤矿企业的生产效率。在实际改造过程中，需要不断完善矿井通风系统评价指标体系，重视和加强矿井通风阻力的测定、通风网络的优化和主通风机工况点的调节等基础性工作。

参考文献

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