摘要：目前，在采矿过程中，矿车在井下巷道内不同运行状态所产生的风阻对井下通风系统有一定的影响，目前针对该影响主要的研究手段为理论计算以及数值模拟，得到的结果往往只能做定性分析而不能做定量计算，所以并不能更好地指导实际工程。
关键词：矿车；井下通风系统；稳定性影响研究
引言
金属矿开采过程中会产生大量的有毒有害气体以及粉尘，这就需要及时更新金属矿井下的空气，将有毒有害气体及粉尘的浓度降到安全值以下。而这个过程是通过矿井通风来完成的，可以说矿井通风是金属矿生产的保障。保证矿井通风系统运行的稳定性和可靠性对于安全生产十分必要，一方面，要关注通风系统运行的安全性，即通风是否满足生产的需要；另一方面，要关注通风系统的经济性，即风机是否处于最佳工况状态。矿井通风阻力是反映矿井通风系统性能的重要指标，若矿井的通风阻力较高，则矿井通风系统的运行状态较差。通常情况下，在矿井开采初期，矿井通风处于一个良好的运行状态，随着开采的进行，通风面积扩大，漏风量增加，矿井通风处于一个较差的状态。因此，为了提高矿井通风系统运行的经济性，应该采取一些措施降低矿井的通风阻力。
1矿井的通风系统
1.1矿井的通风原理
矿下的通风系统是一套较为周密与完整的工程系统，其中主要针对矿下的工作界面输送空气而设计，再有是将井下产生的污浊气体及时的排除在外。对于较为完备与科学的通风系统来说，通风的科学性与畅通性是较为重要的，风流会通过井下矿井的各个作业面，再进入回风井，最后通过回风井排出进行污浊气体。与此同时，矿井的通风系统是可以对井下的风流速率、风流方向与风流力度进行控制的，这足以保证在进行出现不必要的意外时，通风系统能够有效配合，以防发生矿井意外事故。总的来说，矿井的通风系统在合理的情况下可以保证在生产过程中工人工作的安全开展，提供安全合理的环境条件，也能直接反应矿井下生产的种种因素，这足以说金属矿的通风系统对于金属矿企业的正常工作维护、安全事故发展、建立经济现实目标、获取经济利益均是有显著的影响。当金属矿通风系统出现故障时，会导致整个井矿无法进行正常运行，所以要保证安全事故发生频率降低就要及时对通风系统进行合理排查，促进高效金属矿生产，强化井矿的安全抗御能力，让整个生产系统深刻保持正常运行的状态。
1.2井下通风系统的通风监控系统
所谓的通风监控系统就是借助计算机系统对井下的情况进行实时监控，主要数据有环境监测参数及电机设备工作环节，如：CO、粉尘、温度、瓦斯、烟雾、电压、功率、电流等方面进行实际上的分析，从而取得相关数据进行分析。通风监控系统的主要组成成分：一般情况下，对于一个较为完整的通风监控系统来说主要是由信息传送装置、传感器、信息中心及相关执行装置四个部分所组成。
2矿井通风系统应用现状
2.1通风系统技术概况
在经历多次优化改进后，现阶段的矿井通风系统大多是“多风机、多级机站”的工作模式，井下与地表空气的交换流通是通过类似接力的方法进行的，能够满足井下通风需求且具有较高通风效率。而通风系统的风量是可控的，配置有控制模块，可根据井下需要科学调整通风系统功率，避免了恒定功率带来的风机能源损耗。需注意到，以往我们所提的通风系统优化仅针对某特定矿井工作状态，然而矿井作业是变化的，井下环境也有较大变动，对矿井通风条件也有不同的要求，因此，通风系统应具备矿井生产变化的适应能力，从而避免因通风系统问题影响矿井生产。
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2.2通风系统所面临问题
受技术条件限制，矿井通风系统仍存在如下问题：一是空巷道问题，随着矿井开采的深入，在掘进过程中可产生较多的失去开采价值的空巷道，而实际中，很多矿山企业未能及时处理空巷道，使得未经封堵的空巷道大大降低了通风效率，损失较多的风量，也使得通风效果不佳。二是粉尘、瓦斯等危险物质排出不彻底，金属矿矿井开采难免会遭遇此类问题，即破坏了矿山环境，更给井下作业人员构成危害。因此，在矿井作业中要发挥通风系统功效，不断优化通风条件，致力于矿山环境优化和采矿安全保障。
3井下通风系统稳定性优化
3.1降低巷道的局部通风阻力
经过分析可知，导致巷道出现局部通风阻力的主要原因有巷道的转弯、分叉、断面突变以及渐变。为了减小巷道的局部通风阻力，应该从以下几点出发：a）要避免巷道断面突然增大或减小，使巷道断面面积的比值尽量小。巷道断面渐变时引起的局部通风阻力是最小的。也就是说，在某些情况下不得不变更巷道断面时，应采用渐变式断面，例如上山和大巷的连接处。在巷道施工时，很容易使巷道断面保持一致，但是，在金属矿开采过程中，巷道的某些区域会在矿山压力的作用下严重变形，导致巷道断面减小。对于这种情况引起的巷道局部通风阻力的增加，应该对此段的巷道进行修复，保证巷道断面的完整性。b）要避免巷道出现直角转弯，在某些情况下必须进行转弯时应该增大转弯的角度，以减小巷道的局部通风阻力。为了确保有效通风，应使巷道做到“三无”，即无杂物、无淤泥、无片帮。另外，为了避免矿车阻挡风流，恶化通风环境，矿井主要通风巷道最好不要长时间停放成串矿车。
3.2健全矿井通风监管体系
除技术和设备角度外，通风工作监管对于保证通风系统高效及安全也发挥重要作用，通过建立科学完善的通风监管体系，可有效确保通风系统安全稳定。现阶段的矿井管理中，对于通风工作监管虽已有所开展，然而由于监管不够深入且对通风系统多缺乏动态监管的意识，也就导致通风工作监管缺乏实效。因此，通风监管责任岗的设置很有必要，通过科学制定通风监管工作制度，规范通风监管行为，加强通风系统运行监控，提高通风系统操作行为的规范性。同时，有监管就要有惩处，要健全通风管理奖惩制度，激发通风系统管理人员责任意识，为通风系统安全做好监管工作。
3.3要注重传感器的质量及性能
在控制金属矿通风系统监控的性能方面，最重要的是通风系统的完善性，首先就是要提高通风系统的动力设备、对于风流的检测及相关设备的控制性能等，这不仅要满足矿井通风系统的基本设备需求，更要满足设备在性能上的需求，这尽可能的在技术及环境上减少对整个系统的影响，只有这样才能从根本上达到通风系统的目的，使得最后不断优化矿井作业环境。从质量及相关品质上进行不断优化，相关人员要从实际实践上进行基本需要，要选择适当的传感器类型进行检测，考虑到资金成本及相关性价比，一定要选择节约资金及质量相对稳定的传感器。除此之外，相关的专业人员要提高专业人员的素养及对技术上的熟练程度，要加强对通风系统的整体认识。
结语
总之，随着金属矿巷道深度的不断增加，采矿的难度相应地增大，巷道的稳定性和安全性也将会受到影响。而高强支护技术应用的突出优势就在于有效提升了支护效果，保证了巷道的安全性和稳定性，降低了金属矿开采的难度。但是在相关技术应用过程中也需注意因地制宜，发挥技术优势，这样才能使相关工作朝着更好的方向发展。
参考文献：
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[3]胡接枝.矿井通风方法及通风系统优化设计策略探析[J].山东工业技术，2016（15）：81.
论文作者:张乐
论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期
论文发表时间:2020/4/7
标签：矿井论文; 巷道论文; 通风系统论文; 井下论文; 断面论文; 金属论文; 阻力论文; 《基层建设》2019年第32期论文;