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摘要：说明煤矿井下通风系统的必要性、井下通风系统基本要求和优化原则，分析矿井通风系统优化的技术难点。从通风方法、矿井的通风网络、井筒布置方式等方面提出煤矿井下通风系统的优化策略。
关键词：通风系统安全；难点；优化策略
引言
在煤矿井下作业中，为了不断给井下供给新鲜空气，稀释有毒有害气体，并创造一个良好的工作环境，必须建立可靠的通风系统，同时对矿井的火灾、粉尘、瓦斯防治等起先决作用。煤矿许多重大安全事故都是与通风系统不合理有关，因此分析和研究井下通风系统并对其进行不断的优化，使通风系统安全简单、稳定合理、经济可靠，有着极其重要的现实意义。
1 矿井通风系统
矿井通风系统是指矿井通风方式和通风网络的总称，由包括通风方式、通风方法、通风网络、调控设施和风流检测等具有相互联系、影响的几块构成因素组成，具有给矿井供给新鲜风量，稀释及排除井下有毒性、窒息性和爆炸性的气体和粉尘，为井下创造良好的工作环境，防止发生生产事故；并且发生灾害时，能够控制风流可为救灾工作创造先决条件。由此可见，一定要做好煤矿井下的通风工作，只有这样才能保证工作人员的人身和财产安全，减少事故的发生，降低煤矿企业经济损失，促进煤矿行业更好更快发展。
2 煤矿井下通风系统优化的原则和要求
煤矿井下通风系统优化的原则为：第一，设计方案先行；第二，满足矿井通风能力需要并留有富余；第三，可操作性强。其要求为：第一、满足矿井通风的三大功能；第二，通风系统应当尽量简单，同时风流稳定，设施少，便于管理，并且具备较强的抵御风险和抗灾的能力；第三，矿井通风系统的运行费用低，通过较少的建设投资达到良好的综合经济效益，从而促进煤矿企业的快速发展。
3 目前煤矿矿井通风系统的难点
3.1 矿井瓦斯等级升级，通风方式调整滞后
随着矿井产能增加，采深逐步增加，瓦斯涌出量相应变大，一些矿井由低瓦斯矿井升级为高瓦斯矿井，高瓦斯矿井升级为突出矿井。与瓦斯等级配套的通风系统也需要调整升级，因管理理念转变慢以及经济能力等因素，致使配套的井巷施工进度慢，导致通风方式调整滞后。
3.2 巷道狭长，巷道冗余
随着矿井产能的增加，井田的走向、倾向长度增加，巷道长度增加，巷道的风阻随之增加，给通风系统带来困难；另外老旧矿井空巷、废巷不能及时得到封闭，矿井通风设施增多，管理难度加大，并且伴有占有新鲜风以及风流乱流等不稳定因素，并且主要通风机运行不经济。
3.3 通风网络复杂
合理的通风网络应为并联通风，即各用风地点有独立进风，又有独立的回风，各用风地点互不干涉互不影响；但是煤矿实际生产过程中，老旧矿井因开拓巷道不足，经常会出现串联通风等现象，给矿井带来不稳定因素；除串联通风、并联通风外，还有一种不可忽视的通风网络，即角联通风，这种通风网络管理难度大，通常需要增减通风设施，达到角联风网进回风侧风阻平衡效果，进而保证风流稳定。
3.4 深井环境控制难度大
煤矿矿井在作业过程中会用到大量空气，导致局部的空气相对稀薄，加上作业过程中会产生粉尘或者瓦斯，使空气质量不断下降，严重影响了矿井的安全生产。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆尽管在深井中采用多风机站的通风系统，但是很难满足需求，影响着深井开采作业的正常进行和工人的生命安全，不利于煤矿企业的长远发展。
4 煤矿矿井通风系统优化策略
煤矿矿井通风系统是矿井安全生产的重要保障，尤其是在保证生产、防范灾害方面发挥着重要的作用，并且对矿井的生产效能和经济效益有着长远的影响。
4.1 优化通风方式
《防治煤与瓦斯突出规定》要求，突出矿井必须采用分区式通风，前期布置一个单一采区时，可以采用中央式；选用与瓦斯等级、煤层自燃倾向相匹配的通风方式，通过改变进回风井数目、井筒位置等达到通风系统稳定性、能力的提升。
4.2 增加巷道断面，封闭冗巷空巷
产能扩大后，风流集中的井巷通风阻力大，管理难度大，这些地点通风断面小的话，会形成“卡脖子”现象，增加主要通风机工作负担，同时不利于矿井风量的分配，因此已有的这些巷道应进行扩巷或者利用现有巷道形成并联风网，降低通风阻力，新施工该类巷道时，应进行充分计算，施工大断面巷道，另外巷道形状以半圆拱、三心拱为宜，施工量小，并且可有效降低风阻。
对于冗巷、空巷等，应及时采用稳定可靠的方法进行封闭，可有效降低矿井用风量，减少通风管理难度，有效的防止瓦斯积聚、煤层自燃等灾害，封闭空巷冗巷也是常用的简化矿井通风系统的方法。
4.3 通风网络简化
串联通风因为其抗灾性查，一方面需要从矿井、采区设计方面出发，系统巷道完整，开拓、准备巷道合理施工；另一方面及时施工各工作面的回风巷道，及时形成独立的回风系统，解决串联通风问题。对于角联网络，应根据巷道属性及作用，及时进行封闭，尤其是回风巷道的角联风网，要及时简化。对与并联网络，要根据实际情况构筑通风设施，平衡各分支的风阻，是风流稳定。
4.4 通风设备优化
通风设备主要就是指煤矿主要通风机及辅助通风机，伴随着开采区域规模增大、巷道增长，很多原有设备难以满足产能的需要．这时候就需要对风机进行替换。如井下通风系统的风量富余系数不足，则考虑是否更换主要通风风机。在主要通风机性能满足的情况下，出现了掘进面供风量不足。则应考虑是否为掘进面更换能力更大的风机，或者配备两台局部通风机，从而保证掘进工作面的用风量。
5 结束语
作为煤矿五大系统中之一，通风系统起着先决作用。随着开采深度的增加，矿井通风会遇到各种问题，通风阻力会逐渐增大，岩温升高，风量的调节难度及力度呈直线上升，多水平、采区生产时还要进行风网简算，风量匹配，管理难度会非常大，给煤矿通风管理带来重重考验，因此必须对矿井的通风系统不断进行优化，保证通风系统的经济和安全可靠，使矿井的抗灾能力不断提升，同时有效降低事故发生的概率，促进煤矿企业持续安全发展。
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论文作者:张建廷
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第17期
论文发表时间:2019/6/19
标签：矿井论文; 巷道论文; 煤矿论文; 井下论文; 通风系统论文; 瓦斯论文; 风量论文; 《建筑模拟》2019年第17期论文;