山东东山新驿煤矿有限公司 山东兖州 272100
摘要：随着我国煤矿资源需求的不断增加，我国煤矿开采技术也逐渐提高。矿井开采技术的延伸以及深度的增加，矿井开采时间的延长，使我国对矿山的安全和监督非常重视并严格要求，作为矿山生产不可缺少的系统，矿井通风系统对矿井生产起着重大的功能，在每个煤矿企业中，煤矿矿井的通风系统设计是否合理，对确保矿井安全生产以及工作人员的人身安全问题起到重要的作用，对矿井投入生产后的安全生产和经济效益具有深远的影响，是反映矿井设计质量和水平的关键，优化矿井通风系统由众多因素复杂组成的，要考虑各种因素的影响，运用科学方法达到合理应用的目的。
关键词：矿井；通风系统；优化；设计
引言
矿井通风系统是采矿业能否正常运转的关键因素之一，此系统既制约采矿业的生产系统又对矿业的生产系统有着巨大的经济价值和服务价值。所以为了让采矿业有更加广阔的发展前景，我们必须要重视矿井通风系统优化方法的研究，但是当前的通风系统发展现状是十分不乐观的，这是由于传统的通风系统监管审查力度不大，导致通风设备存在严重的质量问题，这些落后的通风机械设备对矿井通风效果起到了严重的制约作用，进而影响了通风系统的自然通风分支系统和机械通风分支系统。针对以上传统通风系统所存在的一系列问题，本文研究出了以计算机网络计算为主系统，然后建立网络通风数据库，通过网络通风数据库的建立检查其他矿井通风系统技术设备，这个网络通风计算系统可以帮助各个通风系统的环节进行监管工作，能够最大程度的保证矿井开采产业的安全。与此同时，此系统和传统的通风系统最大的优势便是可以在通风过程中，全面考虑矿井开采的地质情况，通风机械工具以及工作人员的技术等方面。为了让网络通风数据模型法构建的更加科学合理，本文对通风系统进行总体优化设计研究，然后又对数据模型的计算方法进行结算分析，最后进行对比论证实验，希望本文设计的通风系统优化方法可以为采矿业创造更大的经济效益。
1矿井通风系统的优化意义
现代意义上的矿井通风系统是指向煤矿井下各个作业点输送新鲜的空气，并同时排出矿井生产过程中的有毒有害气体，而且对矿井的温度具有一定调节功能的系统。矿井通风系统的可靠性和稳定性是预防矿井发生瓦斯灾害和火灾的重要保障，而且可以在发生灾害时有效降低灾害范围。目前，许多矿井的通风系统在设计上存在不合理性，导致通风系统存在一定的安全隐患。此外，由于设计不合理导致矿井通风系统的经济性下降，煤矿企业的运行成本增加，企业经济效益减少，主要原因是通风系统设计不合理，风机运行时处于低效率运行状态，大量电能被白白浪费。在当前形势下，节省运行成本有助于煤矿企业的生产。造成通风系统处于不合理运行状态的原因主要有：生产系统布局不合理，矿井通风线路过长；通风系统管理不当，系统漏风严重；矿井通风设备老化严重，不能满足矿井通风系统的需要。由以上分析可知，导致矿井通风系统运行状态改变的原因是多方面的。因此，在矿井正常运行过程中，应定期核查矿井通风系统的运行状态，保证矿井通风系统处于最优运行状态。只有对矿井的通风系统进行优化，才能保证矿井通风的安全性和经济性，从而改善煤矿企业的经济效益。
2通风系统优化设计
2.1通风系统影响因素
(1)通风方法。目前，我国矿井最常用的通风方法为抽出式，但是当煤层埋藏较浅，同时具有一定自燃倾向性时，就应该选用压入式通风。由于混合式通风管理比较复杂，在选择通风方法时，尽量不考虑。(2)通风方式。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆各矿井应根据所处的地形条件、井田面积、煤层赋存状态、瓦斯等级等因素综合确定。一般情况下，新建矿井如果煤层倾角较大、井田面积较小、煤层埋藏较深，应该选用中央并列式;如果是近水平或缓倾斜煤层，井田面积较大，煤层埋藏较浅，应该选择中央边界式通风。(3)通风设备。常见的通风设备包括风门、挡风帘、风桥和风窗等。在进行通风优化时，应该重新规划通风设备的位置、数量，降低矿井的通风阻力，尽量使风流自然分配，同时避免出现风流短路、漏风、紊乱等现象，减小角联风量，保证通风系统稳定。(4)通风阻力。影响矿井通风阻力的因素主要包括巷道支护形式、巷道长度、断面积等，通过改变巷道断面或优化支护参数，可以大幅度降低通风阻力，改善通风质量。
2.2利用多级站通风
在矿井通风时采用多级机站进行通风具有很大的技术优越性，不仅能提高矿井的通风效率，而且能最大程度上节省电能的消耗，降低通风成本。自从建国以来，中国煤矿开采技术取得了突飞猛进的发展，通风技术也有重大突破。多风机多级机站技术就是在这种情况发展起来的，实际生产证明这种技术具有明显的技术优越性和经济性。该技术通过多级风机站不断将地表的新鲜空气送到井下工作区域，并排出矿井的有毒有害气体，更新矿井内的空气。多级机站的风量可以由风机来控制，这点可以通过控制通风机的转速来调节。多级风站的使用减少了调节风窗的使用，降低了调节风量的难度，简化了风量调节过程。该技术的最大的特点是：增强了通风系统的可控制性，使矿井的分配达到合理的状态，减少了风量的损失，节约运行成本。此外，多级机站可以并联或串联使用，降低风机的风量和风压，从而降低通风机的功率。当风压较低时，通风机能处于最优工况点运行状态，可以节省大量电能。
2.3选择合理的通风技术
矿井通风阻力是反映煤矿通风系统通风难易程度的一个重要指标，因此测定矿井通风阻力是矿井通风系统优化的前提。通过测定矿井通风阻力，不仅可以准确了解矿井各个部位的风量及风阻的大小，而且可以为矿井通风系统的优化设计提供实际的风阻值和通风阻力系数。在实际生产过程中，矿井的通风系统是一个动态变化的系统，因此，需要不断采集矿井通风系统的运行数据，了解矿井通风状态的变化，只有这样才能避免在矿井通风过程中造成能源浪费。在矿井生产过程中，矿井通风线路会发生变化，这样会改变矿井的通风状态。所以在矿井通风系统设计时，应考虑通风系统状态的变化，只有这有才能保证矿井通风系统处于最优工作状态，节省运行成本，提高矿井的经济效益。矿井通风机的主、辅扇联合工作是矿井通风系统优化的一个重要方向。英国的研究人员对主辅扇的联合运行进行了模拟，通过12种方案的数值计算结果表明，主、辅扇风机共同运行模式不仅能有效控制煤矿井下污染物的浓度，而且可以节省20%的年运转费用，相对于传统的风机运行模式，这种技术也有在中国矿井上使用的实例，结果表明确实提高了通风网络的合理性。
2.4建立健全的制度
对每个环节、每道工序的零误差和零纰漏，严格把控通风系统的每一个应用环节都要按照要求去设置。最大限度重视和保护井下工作人员的生命健康，在高浓度瓦斯和易燃易爆煤层的矿井布置专用回风道，合理的布置运输设备，加强喷雾降尘工作。对通风系统进行定期的维修管理和清洁的作业。保障通风管理的设备完好能够安全运行。
结语
矿井通风系统在煤矿生产过程中发挥着至关重要的作用，保证矿井通风系统的经济合理运行是十分有必要的。在矿井生产过程中，通风系统的状态会发生改变。因此，如何保证矿井通风系统合理运行是一个重要问题。由于矿井通风系统的设计与矿井的地质条件有关，只是给出了矿井通风系统优化的一些方法，在实际应用过程中应该结合矿井的自身条件进行优化，保证矿井安全有序生产。
参考文献:
[1]孙世彪.浅析矿井通风系统优化设计研究与应用［J］.山东煤炭科技，2016(6)：72-73.
[2]程子华,张攀,徐志军.突出矿井新建风井贯通初期通风系统优化改造研究[J].中国煤炭,2017，14(11):111-115.
论文作者:廖广洲
论文发表刊物:《防护工程》2018年第22期
论文发表时间:2018/11/29
标签：矿井论文; 通风系统论文; 煤矿论文; 煤层论文; 风量论文; 技术论文; 系统论文; 《防护工程》2018年第22期论文;