摘要：煤矿，作为满足各行各业现代化经济建设资源需求的关键，矿井通风阻力会影响煤矿安全生产的稳定性。为此，相关建设者应对煤矿通风的阻力控制现状进行分析，即在明确通风线路边长，阻力增加，风流紊乱以及局部通风阻力增加的情况下，提升降低通风阻力技术的运用水平与质量。如此，不仅煤矿资源生产建设的安全性不会受到威胁，还可提升企业经营发展的效益水平。故而，行业建设者应将其作为重点科研对象，即结合煤矿生产建设的环境条件来提升通风阻力降低技术运用的科学有效性。
关键词：煤矿通风阻力；断面形式；废弃巷道；风流紊乱
引言
煤矿通风阻力的产生原因主要集中在：通风线路边长，阻力增加，风流紊乱以及局部通风阻力增加等问题。要对其进行控制，需要结合煤矿资源生产建设的实际情况，提高井下巷道采用通风阻力控制措施的质量效果。因此，相关建设单位应将上述分析内容和科研成果应用于不同地质条件和生产要求的煤矿开采，从而更好的为矿井现代经济建设做出全面发展的服务。
1.研究煤矿通风阻力与降低通风阻力技术的现实意义
在煤矿开采中，会产生大量有毒有害气体或是粉尘，因此，会对作业人员的人身安全造成威胁。一旦粉尘与有害气体的浓度达到限制，就会引起通风事故的发生，不仅危及井下作业人员的生命安全，还降低了企业的经济效益。故而，煤矿通风，是提升矿井生产安全性与生产效率的关键。为此，相关施工单位应分析煤矿通风阻力控制现状，即在明确煤矿通风阻力问题的前提下，保证降低通风阻力技术的横向效果。故而，研究人员应将此问题作为重点科研对象，以推动所处行业发展的可持续性。
2.煤矿通风的阻力控制现状
2.1通风巷道长度增加阻力
随着煤矿开采的发展，回风巷道长度逐渐增大。在此过程中，根据巷道网设计风机容积。随着煤矿通风巷道长度的增加，通风路线的复杂性增加，增加了矿井通风的阻力效应。此外，采空区气密性差，巷道漏风问题严重，进一步增加了巷道的通风阻力。从整体上看，煤矿通风网络的变化是由简单的网络向复杂的网络转变，会影响整个井下的通风阻力。
2.2空气扰动
当巷道内气流条件发生变化时，其速度会发生变化，如巷道断面的突然增大和减小。图1，为通风条件改变示意图。
图1 通风条件改变示意图
2.3局部通风阻力增加
由于煤矿井下通风是通过巷道完成的，巷道的各种相关参数在矿井通风阻力中起着决定性的作用。与巷道通风阻力计算密切相关的参数有巷道长度,巷道面积,支护形式和巷道风量等,相关人员可以根据公式计算确定局部通风阻力增加的原因。此外，在煤矿通风巷道长度一定的情况下，巷道的通风阻力与巷道表面平整度密切相关，如果巷道年久失修，会增加巷道表面的粗糙度，导致通风阻力增加。根据公式计算巷道断面积也会对矿井通风阻力造成影响，巷道断面越小，通风阻力越大，在实际生产过程中，巷道受压变形，导致通风断面变小，也是造成通风阻力增加的重要原因，因此，相关施工单位应通过扩大巷道断面积来减小矿井局部通风阻力的影响。
3.降低煤矿通风阻力的技术策略
3.1提升巷道表面光滑度
煤矿支护作业过程，应尽可能少的将支护部件露在巷道表面，以提升巷道表面平整度的最大化。此外，在实际的巷道建设中，在条件允许的情况下，应采用圆形或普通巷道断面来减小巷道断面周长。当巷道施工完成后，可在主巷道表面喷涂一层水泥浆，提高巷道表面的平整度。对于支护设备的选择，应选择表面积小、表面光滑的设备。值得注意的是，要定期对巷道进行维修，对损坏的巷道和地表渗漏的巷道进行处理，确保失修率不超过6%。如果不需要在巷道内敷设支护，则应尽可能对顶板、底板和巷道两侧进行修整，以保证平整度，减小摩擦阻力，从而减少通风的影响。
3.2合理选用巷道断面形式，减少突变
在施工条件允许的情况下，巷道施工人员应尽量选择圆形或拱形巷道断面，以减小巷道断面的周长。在巷道断面面积相同的情况下，圆形断面的周长最小。如果在设计中采用拱截面，巷道的矩形截面和梯形截面面积会更大。虽然从施工角度来看，矩形和梯形巷道设计更容易控制施工质量，但对于使用寿命较长的巷道，应采用拱形巷道断面和圆形巷道断面。值得注意的是，对于需要改变的煤矿巷道断面，应采用渐变巷道完成两段不同断面的巷道连接，以减小因断面改变而产生的紊流效应。这样，煤矿井下局部通风阻力可以控制在规范和标准要求的范围内。
3.3利用废弃巷道通风，增加有效通风面积
由于巷道的通风阻力与巷道断面面积的三次幂成反比，当断面面积增加10%时，巷道的通风阻力至少降低25%。因此，相关施工单位需要增加巷道断面积，以减少煤矿通风阻力的影响。从市场环境来看，增加巷道断面积的方式会增加施工成本，且缺乏经济性，即大断面积会增加巷道支护成本。在此过程中，为了提高煤矿巷道的通风效果，应采用平行通风[1]。这样既能充分利用废弃巷道，又能避免巷道废气的堆积。值得注意的是，如果煤矿施工区域不满足该条件，应在通风阻力最大的区域开挖平行通风巷，以减小通风阻力的影响。
3.4减少巷道内堆积物，降低局部通风阻力
在煤炭资源的生产建设中，运输建筑材料是不可避免的。特别是巷道掘进需要更多的材料和更长的施工周期。因此，在使用建筑材料的过程中，应尽量避免在巷道环境中长期堆积，以免增加矿井通风阻力的影响。此外，为保证煤矿巷道通风效果，应定期清理巷道内杂物，增加有效通风面积，减少巷道通风阻力的影响。当煤矿巷道在目标使用寿命内，相关人员可以通过处理杂物、淤泥、漏水等现象，提高巷道运行质量和耐久性。值得注意的是，为使主巷道的运行和使用不受外部环境因素的影响，在矿井通风系统的综合梳理过程中，应找出通风结构不合理的地方，如风门、窗、密闭等，合理减少通风设施，同时，应加强通风设施的管理和维护。煤矿巷道的设计，也应该尽量避免直角形式，使它在角落里的内部和外部的圆弧形,形成一定的曲率半径，在巷道放缓坡度，应使其逐渐变化，避免漂移，避免突然扩大或缩小，从而有效降低对局部通风阻力的影响。巷道尽量避免出现突发性汇流和分岔，如需要时汇流和分岔处的过渡形式以圆弧或斜线形式为准[2]。
结论
简而言之，针对目前煤矿生产建设过程受到的通风阻力影响，文章从实践角度出发，分析了通风阻力的控制现状，并提出了通风阻力降低技术的运用要点，其目的是为相关建设者提供一些理论依据。结果表明，只有在明确煤矿通风阻力控制现状的情况下，才能保证降低通风阻力技术的运用效果达到预期。
参考文献
[1]聂敏.煤矿通风阻力影响因素及降阻方法分析[J].科学技术创新，2018（36）：174-175.
[2]李建军.煤矿通风阻力影响因素及降阻方法研究[J].能源与节能，2018（10）：43-44.
论文作者:李振林
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/12/9
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