摘要：通风系统的优化是煤矿行业发展的未来趋势，是提高煤矿质量的有效方法，是安全生产的必经途径。我国对煤矿的需求量非常大，因此煤矿一直属于朝阳产业。但是煤矿行业的安全问题一直是国民重点关注的，通风系统作为煤矿安全生产的重要组成部分，其作用不言而喻。基于此，本文主要探讨了煤矿矿井通风系统优化策略。
关键词：通风系统；通风机；风阻；漏风点
引言
矿井通风系统是煤矿生产中最重要的辅助系统，其运行的安全性和可靠性直接关系着矿井的高产高效。但随着巷道使用年限的增加，巷道会发生变形，通风网络变得复杂、风机的运行效率降低，导致整个通风系统的运行状况变差。通过分析巷道的矿井通风阻力变化，提出了从降低巷道的通风阻力、优化矿井通风网络及改善矿井通风工况点来降低矿井通风系统的阻力，实现对矿井通风系统的优化设计。
1优化矿井通风系统的原则和要求
1.1优化矿井通风系统的原则
优化矿井通风系统的原则是:①尽最大努力简化通风系统，在节省经济的前提下达到通风的最佳效果;②首先制定出技术方案，其次再实施优化通风系统的方案;③设计的优化通风系统方案必须切实可靠，并且还能在后期进行调整;④矿井的通风能力需要和煤矿产量相匹配，并且还要符合法律法规。
1.2优化矿井通风系统的基本要求
优化矿井通风系统的基本要求是:①井下必须要有足够的新鲜空气，这样既能保证矿井的安全生产，又能支持工人的正常作业;②井下的通风系统尽可能简单化，风速以及进风量都要稳定，抗灾、抗风险能力要强;③风流便于控制，发生事故时，要保证工人能够顺利出井;④通风系统的设计以及运行成本要低，这样一些小型煤矿厂也能接受，煤矿行业的安全性自然就会有所提高[1]。
2煤矿矿井通风系统存在的问题
2.1通风技术落后
当前，我国的通风技术处于落后的地位，由于我国将技术研发的力量重点放置在煤矿的挖掘、加工等方面，导致忽视了对煤矿矿井通风系统的重视程度，因此导致我国的煤矿矿井通风技术仍然停留在多年前，并没有取得太多的进展，并且也没有积极地学习国外先进的煤矿矿井通风技术，导致我国的煤矿通风技术仍然止步不前。
2.2通风设备落后
我国的煤矿矿井通风系统中还存在着一个严重的问题，及通风设备落后。设备是支撑起整个通风系统的关键，因为设备的配置决定了系统的最优水平，如果设备的水平不够，通风系统的水平也不可能有太大的提升。但是我国对于通风设备的关注度较低，导致我国许多的煤矿产业的矿井通风系统中的通风设备落后，并没有充分与现代科技接轨，因此导致矿井中的通气系统仍然停留在多年前的水平，没有太大的改观。
2.3通风系统管理工作不足
当前我国煤矿矿井的通风系统还存在这管理问题不足的情况，因为项目的管理人员通常将注意力集中在对项目进度的管理、对财务的管理、对人员的管理等问题上，导致我国的通风系统的管理工作严重不足，忽视了此部分的管理，并且没有安排专业的人员及时地对通风系统进行检修等，通常为当通风系统出现问题时，才意识到通风系统需要维修，并且仅仅维修出现问题的部分，并没有对其他部位进行检修，但是这样的管理模式及其危险，因为如果通风系统出现问题时，矿井井下有工作人员进行施工，但是并未意识到通风系统出现了问题，就有可能会导致其吸入有毒气体在井下死亡，或者由于缺氧而晕倒等问题，导致出现人员伤亡[2]。
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3矿井通风系统优化措施
3.1降低巷道通风阻力
根据巷道通风阻力的表达式可知，在风量一定的情况下，巷道的通风阻力与巷道的形状、巷道阻力系数有关。巷道通风阻力与巷道断面面积的3次方成反比，改善巷道断面面积能大幅度降低巷道通风阻力，例如当巷道断面增加，其他条件不变时，巷道通风阻力可降低。因此，在尽可能的情况下，要增大巷道的断面面积。在相同周长条件下，圆形巷道的面积最大，其次是拱形巷道，最后才是矩形巷道。对于一些新开掘的巷道，可尽量选择圆形断面，但这也会导致施工的难度增加。而对于一些正在使用中的巷道，应保证巷道断面的有效性，不应堆积过多的杂物。此外应定期对巷道进行检修，保证巷道表面的完整性和干燥性。
3.2优化矿井通风网络改善主通风机工况点
矿井通风网络决定着整个系统的通风阻力，它不仅影响着通风系统的运行方式，还影响主通风机工况点。在开采初期，矿井通风系统只服务1个回采工作面，矿井通风网络相对简单。在开采中后期，矿井通风面积增加，线路变长，矿井通风网络变得复杂，漏风量增加。对于中后期的矿井通风网络，需进行优化。由于矿井通风网络比较复杂，改变矿井通风网络会造成风量的变化，这就需要对矿井通风网络进行数值模拟，找出最优解决方案[3]。
串联型通风网络能增加通风阻力，而并联性通风网络能降低矿井通风，因此可采用并联的方法来改善某些局部通风阻力较大的巷道。对于某些矿井，增加巷道断面面积实现起来也相对比较简单，可利用废弃巷道进行通风，这样不仅可降低废弃巷道中的瓦斯积聚，还可提高巷道利用率。主通风机工况点与矿井通风阻力及风量有关。在对矿井通风系统采取一些降阻措施后，还应对矿井风量进行重新计算，从而对主通风机工况点进行调节，提升风机运行效率。
3.3引进新型的通风设备
煤矿安全事故一直是国家关注的热点问题，因此事故的预防是这个行业发展的最重要基石之一。当前我国的煤矿行业中引入了机械设备，有效提高了通风效率。实际施工过程中，只有在通风系统的内部加入这些先进的设备，就能使通风系统更加高效。煤矿生产过程中，相关技术人员可以在现有的通风系统中加入更加先进的新型机械，排出井下的有毒气体和粉尘。企业如果经济允许，可以直接使用新型的通风设备，不断提高井下的空气量，确保工人处在一个相对安全的环境中作业，提高产量、保护环境。
3.4提高煤矿通风管理工作
煤矿开采是一项危险系数较大的工作，矿井中经常发生爆炸事故，造成人员的伤亡，财产的损失。因此，煤矿的安全开采是非常重要的。在开采过程中，相关企业负责人必须加大对通风系统的投资，此时通风技术以及设备的重要性不言而喻。技术人员要不断的完善机械设备，保证系统能够顺利通风。企业需要做的是对技术人员定期进行培训，确保技术人员有能力完成通风系统的监管工作，这样就能提高井下工作的安全系数。伴随着开采深度的增大，工人会遇到一系列问题，有时候还会威胁到工人的生命安全。因此在煤矿安全生产中通风系统的优化措施是必不可少的，通过优化可以排出井下的有毒气体和粉尘，可以保证工人的身体健康，还能够降低瓦斯爆炸事故的发生，为工人提供了安全、可靠的施工环境，保障了工人的生命安全[4]。
结束语
煤矿的井下通风系统是保证煤矿企业安全生产和经济效益的关键性技术。随着我国煤矿开采规模扩张以及开采难度的增加，对矿井通风系统性能技术的要求也越来越高。而在现有通风系统基础上进行科学、合理的技术优化改造是最具有经济效益的技术升级方案。
参考文献
[1]李源.煤矿矿井通风系统优化策略探析[J].化学工程与装备，2019（8）：235-236.
[2]张伯杰.煤矿矿井通风系统的优化策略[J].科学技术创新，2018（25）：42-43.
[3]刘彦明.煤矿通风系统优化改造研究[J].机电工程技术，2017，46（12）：152-154.
[4]吴江杰．煤矿矿井通风系统优化策略分析[J].内蒙古煤炭经济，2017(2):77－78，82．
论文作者:胡光政
论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期
论文发表时间:2020/4/7
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