摘要：我国是能源消费和生产大国，煤炭在我国能源生产和消费中所占比例都很大，因此煤炭产业在我国国民经济中占有重要地位。但煤炭产业所引发的安全事故也是最多的，如有害气体超标、瓦斯爆炸等事故依然很多，安全形势十分严峻。良好的矿井通风系统有利于保证通风安全、减少自燃事件，是保障煤矿产业安全性的一个不容忽视的存在。
关键词：煤矿；主通风机；失稳控制
矿井自然通风是煤炭开采安全生产的基础，现代煤炭企业为保证矿井中的良好通风，在矿井中安装通风机，但通过工作实践可以发现，主通风机易出现通风失稳现象，造成井下通风问题，引发瓦斯失衡事故。因此，需探讨控制主通风机通风失稳的措施，将通风失稳发生可能性降低，保证煤炭开采的安全性。
一、煤矿主通风机通风失稳的危害
在进行实践操作的过程中，通风动力装置以及一些网络的结构，还有自然风压等因素都是可以会影响整个煤矿通风状况的经常性因素，在正常通风的时期，煤矿通风系统中的各种因素都有可能会导致煤矿出现通风失稳的情况。在正常工作的时期出现频率受干扰比较大的情况往往是喘振和多风机干扰的问题，出现这些问题的主要原因是煤矿里面的通风系统在一些结构设置的过程中出现不合理的因素所造成的，虽然这些问题出现在正常时期，但是煤矿主通风机及相关的通风系统出现失稳的情况所导致的影响比出现重大安全事故时所导致的影响小很多，但是也会很大程度上提高整个煤矿井底的瓦斯浓度，这样对于在里面工作的煤矿工人的身体健康会产生很大的影响。若是对于在正常情况下出现的煤矿主通风机失稳，有可能会导致出现非常重大的安全事故。如图1矿井通风系统立体示意图：
二、煤矿主通风机通风失稳出现的原因
煤矿进行生产时，主通风机提供通风动力，实现矿井内空气和外界进行流通，将外界新鲜空气不断的输送至矿井内，此过程同时将矿井内生产产生的有害气体排出去，此类方式维护了狂进内部的空气，保证了生产人员的安全。在进行煤矿生产过程中，主通风机需要连续工作，以保证通风换气的稳定与连续。实际生产中，主通风机并不是一成不变的，很容易出现失稳的情况，对于失稳的原因进行总结，主要为以下原因：
2.1故障停机
煤矿生产过程中，空气中杂质较多，此现象是由于煤炭行业的特殊性决定的，主通风在工作中属于一种持续高负荷的状态，高负荷的状态是容易出现通风机自身故障的。通常情况下，高负荷状况便代表了通风机处于一种高电压、高电流的状态，而且空气中的杂质不断进入通风机中，此类很容易出现运行故障。故障停机造成了通风机停止运转，进而造成了主通风机出现失稳。实际工作中，为了保证主通风机稳定运行，需要增加监控系统，可以及时发现通风机的故障并及时处理。监控系统在工作中由于环境较差，同样容易出现故障，该状况变会导致及时出现故障监控系统也不能报警，为安全生产带来安全隐患。如果故障停机不能及时处理，便可能在煤炭生产中引发瓦斯超限、人员窒息等恶性结果，这也是故障停机的危害。
2.2倒机时期出现故障
主通风机之中含有轴流风机，其自身功率较大，而且启动时多数在负载状态，并且旋转部件体积质量较大，使得工作过程中自身带有较大的惯性，此类状况会导致主通风机启动困难。在主通风机故障管理工作中，此类状况是需要进行严密控制的，控制工作应作为重点工作。在进行失稳现象讨论过程中，备用风机不能正常启动也是失稳工作发生的主要诱因之一。为了防止倒机过程中，由于备用风机带来的失稳情况出现，规定了倒机的转换时间，如果倒机情况时间超过此时间，便容易造成安全事故。
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2.3井下风阻发生变化
井下风阻一旦发生变化，便会造成通风机长时间工作在喘振区，进而出现风流波动。轴流风机的特性曲线属于驼峰式，很多时候会产生非稳定工况，例如旋转时速振喘等，如在此期间内产生脉动加剧等现象，都可能导致出现部件的损坏。如果通风机在喘振区工作时间过长，很有可能出现叶片断裂现象，如不能对这类损坏现象进行及时处理，便容易造成机械毁坏的情况，很容易导致房间塌陷，威胁了整个通风系统的安全和生产安全。
三、煤矿主通风机通风失稳控制措施
3.1主通风机异常失稳控制
就从目前的技术而言，对于主通风机的异常通风失稳处理的手段为增加监控的功能，若是在主通风机出现一些问题的情况下，便可以由备用的风机来进行处理，这就需要备用的风机可以进行自动开启，这样可以大大维持整个通风系统的有效性。经过一些真实环境下的实践工作表明，此类监控的技术也不是无懈可击的，若是出现监控系统故障的情况，便会造成此类通风出现失稳控制的情况。如果想要此类控制技术达成无懈可击，就必须将整个现有生产技术进行一定的改进，需要架桥整个系统的自身运行质量。
3.2主通风机倒机通风失稳控制
在进行倒机的时候需要确保整个备用风机能够进行自动启动，现代技术产生了一种通风机热备用的技术，此技术的主要内容是在主通风机尚没有完全停止的时候，对备用风机进行一定程度的预热，这样才能确保风机由冷备用变成为热备用的状态，这样可以大大减少风机出现启动失败的可能性。而且在进行倒机的时候，井下的停风情况往往容易导致瓦斯出现累积的情况，容易导致很大的安全事故。将这种倒机的方式进行转换，可以转换成为“不停机倒机”的状态，将一些旁路的风门引入至整个倒机之中，这样可以以此为倒机的基础，实现多个风路之间的切换，同时可以减小倒机中的风力波动。利用这种方法可以提高整个倒机工序的成功率，并且缩短整个风路在转换过程中通风系统影响的时间问题，也就是处理掉瓦斯超限问题。
3.3主通风机喘振系统失稳控制
对于主通风机而言，需要有一定的系统调风行为，此类行为往往会导致风阻出现变化，同样的一些巷道变形的情况也是风阻变化的因素，对于这种情况便造成工作点出现喘振区，当风机的工作点也进入喘振区内的时候，流风机自身也会有一定的喘振的隐患，这些情况都容易造成一些矿井主的通风机出现喘振的情况。对于通风机喘振,可以基于喘振边界线进行预警,也可以根据振动偏斜度进行监测,通过建立数学模型,测出喘振的特征参数,以此估算偏斜度对风机的喘振灵敏度。面对通风机喘振通风失稳,控制方法主要有改善风机本身的性能和扩大风机及管网系统的稳定性。扩大风机及管网系统的稳定性是通过调节风机本身的性能曲线和扩大系统的稳定性两方面实现的。为很好地解决这一个问题，也可增加一些分流器，这些分流器能够加强风机的安全控制范围，减少出现喘振现象的几率，同时也能够大大增加旁通管来对喘振进行一定的控制。
结语
煤矿下面的主通风机作为一个可以确保煤矿进行正常通风的主要组成部分之一，其可以正常稳定的工作，是避免出现安全事故的一个有力保障，所以要加强对主通风机进行管理，保障其可以工作在一个最佳的状态。
参考文献：
[1]田星.煤矿主通风机通风失稳控制的研究与应用[J].黑龙江科技信息,2013.
[2]向毅,罗松,黄学满等.煤矿主通风机节能运行探讨[J].矿业安全与环保,2013.
[3]刘辉，边兵．矿井主通风机自动控制应用研究[J]．科技风，2013.
作者简介：
徐刚、性别：男、籍贯：四川省眉山、学历：本科、学士 职称：助理工程师、职务：设计助理工程师、研究方向：机械设计-风机
论文作者:徐刚,谢倩
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/3/29
标签：通风机论文; 风机论文; 矿井论文; 煤矿论文; 工作论文; 情况论文; 此类论文; 《电力设备》2018年第29期论文;