降低煤矿矿井通风阻力的技术研究

摘要：矿井通风阻力是衡量矿井通风性能的一个重要指标，其值越大矿井通风也就越困难。在开采设计时，初采工作面处于容易通风时期，矿井的通风阻力很小。然而在实际生产中，由于通风条件发生改变，矿井的通风阻力会增加。若矿井通风阻力过大，则会影响到矿井通风效率，容易引发煤矿瓦斯超限的问题。因此，应采取一些技术措施降低矿井通风阻力。

关键词：煤矿开采；矿井通风阻力；降阻

引言：矿井通风阻力是影响矿井通风系统安全的重要因素，也是矿井通风设备能否正常工作的重要因素。在煤矿开发后期，由于通风方式的改变，会使矿井的通风阻力增大，从而对煤矿的安全、经济效益产生不利影响。因此，必须采取有效的方法来降低矿井的通风阻力。通过对矿井通风阻力增大的原因进行分析，提出了减少矿井通风阻力的技术措施，对矿井通风系统的优化有一定的指导意义。

1导致煤矿矿井通风阻力增加的主要因素

1.1通风阻力的增加

对于巷道通风阻力的影响因素，与巷道自身特性有关，例如粗糙程度、长度。随着矿井服务年限延长，巷道有年久变形的迹象，或是局部显现出渗水问题，此时均会增加巷道表面的粗糙度，导致巷道内的矿井通风阻力随之增加，进而影响到巷道的通风效果。若巷道中含大量的堆积物，导致巷道遭到不同程度的堵塞，此时巷道的有效通风面积减小，导致巷道的通风阻力加大（通风阻力与巷道断面面积的三次方成正比）。概括而言，在影响矿井通风阻力的各项因素中，以巷道的横截面积以及风流流速较为关键。

1.2通风线路增加、范围扩大

一般矿山初期设计只考虑单一的采场，在这种情况下，由于生产条件较好，不需要太多的通风设备，相应的通风设备也比较简单。但随着矿井的长期开采，矿井通风管道数量增多，覆盖面扩大，通风管道之间的联系也越来越复杂。通风系统是煤矿安全生产中的重要设备，它的供风量是通过计算出的通风阻力来确定的，并且随着通风管道的增大，矿井的通风压力也会随之增大。为了改善矿井的通风效果，必须对矿井的通风阻力进行核定，并据此采取切实可行的措施，达到有效的通风效果。

1.3巷道断面突变而导致风流紊乱

在不同的通风条件下，风流的状况和流速发生了变化。比如，当隧道截面大小发生突变或分支变化时，都会对风流的正常流动产生一定的影响，并使局部通风阻力明显增大。若巷道横截面突然增大，风速急剧改变，形成强劲的旋涡，使通风能源消耗殆尽；从而造成了空气阻力增大，对巷道的正常通风不利。另外，在陡峭的巷道中，由于惯性的影响，气流对其的适应性也是有限的（巷道的边缘形状发生了很大的变化，而且风向的变化是一个过程，很难适应新的环境），同时，由于主干和侧墙之间的分离，形成了一个漩涡。这时，主流带着旋涡，一部分继续向主流注入，同时形成新的旋涡；在这个过程中，风流的能量会减少。

２降低矿井通风阻力的技术措施

根据上述分析，矿井通风阻力受三个方面的影响：矿井通风阻力、局部通风阻力和矿井通风网络，这些因素都会导致矿井通风阻力的改变，需要采取针对性的、具体的降阻措施，以确保矿井通风系统的安全，可采用矿井通风阻力测定、降低巷道通风阻力、优化矿井通风网络及减少巷道的漏风等以下具体分析。

２.1降低巷道通风阻力

在实际测量矿井通风阻力的过程中可发现，一些巷道的通风阻力容易过大。针对这种情况，要重点降低巷道的通风阻力，应采取以下几方面的措施：ａ）保证巷道的有效通风断面。一些巷道中堆放了大量的材料和设备，这会导致巷道断面尺寸减小。针对该情况，应对巷道中的材料和设备进行清理，减少通风构筑物。ｂ）对巷道进行检修。巷道在长期使用过程中表面会出现脱落和渗水的情况，这会导致风流与巷道表面的摩擦程度增加。通过对巷道表面进行修缮，可提高巷道表面的光滑程度，进而降低巷道的通风阻力。ｃ）扩大巷道的断面。在巷道施工过程中，巷道断面多是固定的，并不能直接扩大巷道断面，可通过与废弃巷道进行并联，增加巷道的有效通风面积，这等效于增加巷道的断面尺寸。在矿井生产后期，巷道长度较大，这是导致矿井通风阻力较大的主要原因。因此，为了有效降低巷道通风阻力，应采取措施缩短通风巷道。实际上，缩短巷道很困难，通常采用的方法是在与采区最近的位置重新开凿风井，缩短回风线路。

２.2进行矿井通风阻力测定

在开采后期，矿井的通风阻力会增大，但并非全部的巷道都会增大。要使矿井的通风阻力得到更合理的控制，就必须寻找出最大的通风阻力点。这就要求测量整个矿山的通风阻力。通过对矿井内各分支管道的通风阻力进行分析，确定出最大的通风阻力区间，并进行优化。一般先用基点测量方法对各个巷道进行逐个测量，然后利用计算机对每个巷道进行通风阻力计算。在进行矿井通风阻力测试时，所选用的风阻测量线路也是十分必要的。为确保通风阻抗测量的正确性，本线路应覆盖煤矿各主要进、回风线路。同时，由于空气阻力随时间的不同而不同，因此需要在很短的时间内进行全空气阻力测量。在测量完空气阻力后，应对空气阻力进行分析，确定出最大的空气阻力。

２.3减少巷道的漏风

在煤矿开采过程中，由于采空区面积的增加，通风过程中容易出现巷道漏风情况。在巷道出现漏风时，风流的动能会出现损失。在动能出现损失时，巷道的通风阻力也会增加。针对该情况，应采取以下几方面措施：ａ）查找巷道的漏风位置并构造新的密闭＾可通过测量巷道风速来找到漏风较大的位置，并构筑密闭来减少巷道的漏风。ｂ）检查原有密闭的情况。随着时间的延长，一些密闭在矿山动载的作用下表面会出现裂缝，使得密封失效。针对这种情况，应对已有的密闭进行检查，一旦发现密闭失效，则应立即对其进行修复。

２.4优化矿井通风网络

在采矿作业中，要挖掘出许多新的矿坑，并对其进行通风。新巷道引入通风系统后，将会给煤矿的通风环境造成非常复杂的影响，从而导致煤矿的通风条件恶化。这是因为煤矿通风系统是一个复杂的体系，在不同的巷道中，不同的巷道之间存在着一定的交互作用，也就是说，当某一条巷道的风阻发生改变时，附近的巷道就会产生不同的通风阻力。因此，在开发后期，要合理地优化通风系统，减少其复杂性。在此基础上，要加强对废弃联络巷的封闭。为方便巷道施工，需要开挖大量的联络巷，而联络巷的通风方式会发生变化，导致局部风流紊乱，局部通风阻力增大。为了解决这个问题，必须关闭联络巷。b)正确地安装阻尼器。在巷道内设置了许多挡板，以确保巷道的安全性，但由于挡板数目太多，导致巷道间的气流流动较多；这会使隧道内的空气流动不稳，使局部的空气阻力增大。

结束语

在煤矿开采过程中，矿井通风阻力增大是煤矿所要面临的重要问题。矿井通风阻力增大，不仅对矿井的通风安全产生不利影响，而且使通风系统效率低下，增加通风系统的运行成本。巷道局部通风阻力增加和通风网络恶化作为导致通风阻力增加的主要因素，在实际生产中，需要先测量矿井的通风阻力，找到局部通风阻力增大的地方，然后采取相应的技术措施，降低矿井的通风阻力。

参考文献

[1]贾琼. 降低煤矿矿井通风阻力技术研究[J]. 能源与节能,2020,(08):139-140.

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