浅谈调整通风系统降低矿井通风阻力

浅谈调整通风系统降低矿井通风阻力

高秀

华阳新材料科技集团有限公司一矿   山西省阳泉市  045000

摘要：矿井通风主要是通过矿井通风系统完成的，主要衡量指标是矿井通风阻力。在矿山开采过程中，通风线路变化会导致矿井通风条件发生变化，使得矿井通风阻力增加。矿井通风阻力增加后，通风效率和安全性会降低，主要体现为矿井的主通风机的工况点效率降低，很多电能被白白浪费。更重要的是，一些巷道的供风质量会大大下降，这严重威胁矿井的生产安全。因此，在矿山开采过程中，必须对矿井通风阻力进行管理，关键在于降低矿井的通风阻力。本文分析矿井通风阻力的影响因素，提出降低矿井通风阻力的措施。

关键词：矿井；通风阻力；影响因素；措施

1矿井通风阻力的影响因素分析

  一般情况下，矿井通风阻力主要是由矿井通风网络和矿井通风设施决定的。矿井通风网络主要是指矿山井下巷道的连接方式，而矿井通风设施主要是调节井下风量的，它对通风阻力有直接影响。

1.1矿井通风网络

   矿井通风网络指的是矿山井下回风巷道组成的通风回路，常见的通风网络有串联型、并联型和角联型。对于串联型或并联型通风网络，可以采取直接计算的方法获得通风网络的阻力。所谓“通风阻力”，指的是通风巷道的摩擦风阻，它与巷道的断面尺寸、形状、光滑程度以及巷道长度有关，还与巷道内的风量有一定的关系。由于矿井通风网络是个整体，当一条巷道的通风阻力发生变化时，整个通风网络其他巷道的通风阻力也会发生变化。在这种情况下，可以根据复杂程度来衡量通风网络，矿井的通风网络越复杂，对其进行风量调节也就越困难。在理想状态下，通风网络内不包括各种通风设施，例如局部通风机、调节风窗和风门等。但在实际情况下，这些通风设施对于矿井的正常生产是必不可少的。
1.2矿井通风设施

  在矿井正常运行过程中，需要采用各种通风设施来完成对风量的调节。常见的通风设施有风桥、调节风墙、风门和密闭，严格意义上讲，这些设施是矿井通风的障碍物，会影响通风效果。通风设施更多的作用是分配风量，即调节巷道内风的流速。显然，巷道内有通风设施时，通风阻力肯定大于没有通风设施的阻力。因此，为了减小通风设施对通风阻力的影响，应该设置合适的通风构筑物数量。

1.3通风阻力增加的原因分析

  在矿井开采过程中，有必要分析矿井通风阻力增加的原因。通常情况下，有2个方面的原因：（1）矿井的通风网络变差；（2）矿井巷道内通风构筑物太多。随着工作面回采的进行，矿井通风线路变长，巷道的连接方式变得更加复杂。特别是在巷道的连接处，很容易形成紊流和涡流。而且随着采空区面积的增加，通风过程中漏风现象更加严重，使得通风能力减弱。若巷道年久失修，表面异常粗糙，则会导致通风线路的阻力增加。在矿山生产过程中，需要不断向矿山井下运输各种材料。一些工人为了图省事，将材料堆积在巷道中。若堆积在巷道中的材料过多，会形成通风构筑物，使得通风阻力增加。
2降低矿井通风阻力的措施

2.1提升巷道表面光滑度

  当操作矿山支护作业的时候，施工人员暴露在巷道表面的支护部件应当越少越好，这样才能使巷道表面更加平整。而且，实际施工操作的过程中，通常减小巷道断面周长的方法是选用圆形或普通巷道断面。在巷道完工后，为使巷道表面更加平整，往往要在其表面喷涂水泥浆。选择支护设施时，应优先考虑外表光滑、表面积较小的装置。其他方面不可忽略的是，务必要进行巷道后期修护，保证巷道的平整、无损坏、渗漏的情况，使失修率在6%以下。对于一些不需要支护设施的巷道，应当从顶板、底板等表面因素入手，保证其平面尽可能光滑、平整，降低整体摩擦阻力，以此来减弱通风的作用。

2.2优化矿井通风网络

  矿井通风阻力增加的一个重要原因是矿井的通风网络变差。因此，在矿山生产后期，应该采取有效的措施优化矿井通风系统。矿井通风系统优化的一个重要内容就是优化通风线路。对于一些废弃的联络巷或空巷，最好做封闭处理，可以减少通风过程中的漏风情况，也可以利用一些废弃巷道与通风支路并联，以此降低一些区域的通风阻力。采空区一侧漏风是导致局部阻力增加的一个重要因素，一定要定时检查采空区的密封情况。为了能更好地优化通风系统，需要测定矿井的通风阻力。通过通风阻力测定能够了解矿井通风系统的实际运行情况，并采取有针对性的优化措施。在调整矿井通风网络时，需要反复核算矿井的通风阻力，以免出现一些区域通风阻力增加，一些区域通风阻力下降的情况。当改善矿井的通风线路不能有效降低矿井通风阻力时，就需要考虑重新开凿风井。将风井布置在离回采工作面比较近的位置，可以有效简化矿井的通风网络，从而降低矿井的通风阻力。考虑到巷道的通风阻力与巷道的特性有很大的关系，在巷道使用过程中要定期维护，主要是查看巷道的表面有无脱皮以及渗水的情况出现。若存在这些情况，应该立即采取相应的处理措施。

2.3合理选用巷道断面形式，减少突变

  施工情况较好的话，巷道的作业员工可以首选比较缓和的断面，比如比表面积比较大的圆形或者拱形等。这里就有一个问题，就是一般的设计中，采用矩形或者梯形的巷道截面更多。因为，以作业人员的观点来说，这样的设计能更简单的把控施工质量的要求，但是对于年限较长的巷道，拱形或者圆形的巷道断面才是首选。其中，需要注意的是，施工方通常可以采取渐变巷道这种方式来应对一些两端不同断面的巷道连接，这样就能使断面改变产生的紊流效应减弱。如此以来，矿山井下局部通风阻力问题就能得到改善，在规范和标准的范围内进行操作也就有迹可循了。

2.4减少内构筑物，降低局部通风阻力

  矿山企业发展的过程中，不可避免要运输很多建筑材料。尤其是对于一些工期更长的工程，会需要更多的材料。所以，建筑材料不应该长期囤积在巷道中，这样会使通风阻力变大，产生不良现象。除此之外，为减小通风阻力、优化通风的效果，施工方有必要采取定期对杂物清洁，增强有效通风等措施。值得注意的是，作业人员在矿山巷道正常运行使用的过程中，如果能保证巷道内没有杂物堆积、没有淤泥和漏水情况、没有大面积的切片，那么巷道的质量和持久性就能得到提高。而且，良好的通风环境能保证气流不被矿车阻挡，从而保证外部环境不影响主巷道的使用，保证施工的顺利进行。如风门和窗口等通风结构的设计不合理的话，会影响整个通风系统的通风状况。所以，在进行综合整治的过程中，应科学有效地减少通风结构，并着重注意对通风结构的管理和维护。此外，在巷道施工设计的时候通常考虑采用圆弧形或者放缓坡度等措施来解决此类问题。尽量减少突然分叉或汇流带来的局部气流不稳从而降低阻力的不稳定现象。巷道的设计应尽量采用圆弧型或者缓坡的形式来进行过渡，减少突发性的分岔和汇流。

3结语

   综上所述，在矿山通风系统运行过程中，由于通风线路和通风条件的改变，矿井的通风阻力会增加。矿井通风阻力的增加，不仅会降低矿井的通风效率，还会对矿井的安全运行产生不利影响。因此，必须采取有效的措施来降低矿井的通风阻力。施工单位应着重注意，尤其强调在确定通风阻力的前提下，尽量降低风

阻，并对通风阻力状况的横向效果进行综合分析。降低矿井通风阻力可以从管理巷道内材料和物品的堆放、优化矿井通风网络两个方面出发。科研人员也应将此作为重点，从而对行业的可持续发展做出贡献。 

参考文献：

[1]矿井通风系统优化改良分析[J].徐杰.能源与节能.2019(02)

[2]矿井通风系统改造方案研究[J].蒋亚伟.世界有色金属.2019(19)