煤矿通风安全技术研究

董永华

（河南能源义煤公司 安康部，河南 三门峡 472300）

1 引言

煤炭的安全生产，需要安全的通风技术作为保障。 通风安全是由不同的因素来控制和影响的。 安全、科学的通风技术可以防止矿井中的有害气体带来危害， 是防止重大灾害发生及扩大的重要保障。 当前，煤矿的安全通风方面有不同的技术，这些技术在构建、原理、效用等方面存在差异。 针对不同的煤矿情况应该选择科学、合理的通风技术，以达到最佳的安全通风效果[1]。

2 煤矿通风安全的作用及通风系统的稳定性

安全，是煤矿挖掘和生产的基本前提，在矿井中发生的灾害大多与煤矿的通风量和通风网络存在直接的关系，比如：瓦斯事故、煤炭自燃、矿井粉尘等。 煤矿通风技术在安全方面的作用主要是：（1）保护生产人员的安全，为进行作业的人员补充足量的空气，保障生产人员的生命和健康安全。 （2）提供良好的气候条件，维护和保障生产资料和生产环境。 （3）消除和冲淡煤矿中的有害气体和浮游矿尘，保障生产安全和环境安全。

煤矿井的通风系统的稳定性是安全通风的重要影响因素。目前， 研究表明， 通风网络的架构是影响排风机运转的主要因素。 煤矿通风系统的稳定性要求在通风系统中尽量设置分区并联式的网络系统，以减少角联性通风道。对于通风系统的稳定性需要注意：尽量分区排风、早分风，提高排风系统的稳定性；强化排风设施的管理和日常检查； 定期检测和验算角联风道的通风稳定性。

3 煤矿均压通风技术的分析

3.1 工作原理

在当前煤矿生产中运用的均压通风技术主要是根据矿井采掘区域的特点，将调节风扇、调压风机、气室、连通管道等设施相互结合，改变通风系统中的压力分布，降低通风道的风压，调节风量，降低矿井内的气体，控制瓦斯的浓量，以保证生产的安全、有序。

3.2 均压通风技术的应用要求

该技术的使用需要注意两个方面的要求：

（1）确保风机的均压。 煤矿要实现均匀式排风通风，就需要以保证风机的均压性能为基础，否则通风道的两边会出现差值，导致瓦斯等气体渗入，影响到机器的正常运作。 均压通风技术的优势在于实现较为简单、可靠性强、操作方便，即使风机停止运转，同样可以依靠主扇的负压推动来进行通风运作，保证正常的通风，并不会给瓦斯的排除带来影响。

（2）保障风扇风机的联合均压。 在处理煤矿中的瓦斯的过程中，要采取谨慎可行的操作技术和管理方法。 在实际的应用中需要注意：1）如果通风系统出现停止运转等情况，需要及时打开溜子道和回风道的调风门， 否则会导致瓦斯气大量涌入挖掘作业层，造成安全威胁，因此需要建立完善的警报控制体系；2）在溜子道控制门需要建立完善的封闭装置， 以实现挖掘作业层的降压作用；3）溜子道的风筒出口必须远离挖掘作业层的下端口，以防风机射流导致瓦斯气体的燃烧；4）根据不同的矿井和作业情况，操作人员需要合理地调节风窗的同流面积，以求保证最佳的均压；5）煤矿的作业层风流参数和指标是通风效果的重要指标，在运作过程中，需要安排专门人员定时定期地对均压控制装置进行检测和调试；6）煤矿存在诸多的巷道，在作业层会出现转移，上下风门出现外移时，需要先固定外风门，然后对内风门进行拆除[2]。

4 综放面B 型通风技术分析

4.1 B 型通风技术的关键

综放面的瓦斯气体进入通风道主要有三种方式，根据瓦斯不同的进入方式可通过不同途径再结合B 型通风技术来降低瓦斯的涌入。

（1）新出现在煤矿壁面瓦斯的涌入。 在煤矿生产中，需要在通风装置的回风巷上装配增阻风门， 在通风道中形成局部的阻力，使得涌进的风压力降低变缓，各个点风流则在绝对的静压中升高， 进而有效地控制作业面挖掘煤炭和新出现的煤矿壁瓦斯的涌入，降低瓦斯的涌出量。

（2）通风巷道的瓦斯涌出。 在瓦斯量高的煤矿中，因为煤矿作业面相对较长，导致通风巷道成为瓦斯涌出的一个重要源头。B 型通风技术的运用不但可以合理有效地控制阻塞巷道中的瓦斯涌出，还可合理适当地降低通风巷道中瓦斯的涌出量。 同时，需要注意在回风巷道的关键部位设置阻风门设施， 因为各点的风流压小于增阻性静压，导致瓦斯的涌出强度逐步加大，所以必须有该种装置。

（3）采空区的瓦斯涌出。 运用B 型通风技术可以使强性漏风带有效变小，使其可迅速地转化成弱性漏风带，也就是由紊流转变成微流。让大量的瓦斯气体富集在煤矿采空区死角地带，减少瓦斯的涌出，降低瓦斯带来危害的压力，为采空区抽排瓦斯创造有力的条件，从而实现“以用保抽排，以抽保安全”的目标。

4.2 B 型通风技术的应用

对于瓦斯转移的应用体现在两个方面：

（1）煤矿生产运用B 型通风技术，主要考虑在综放面设置两个不同的回风巷，使煤矿的瓦斯排放途径上有两条通风路径。但是，瓦斯的通风排放通道是和采空区相互连通的，并且会遭到挖掘作业的破坏，使得通风阻力较大，通风巷道出现滞后作业面的煤层壁，在5min 左右才出现冒落。

（2）煤矿生产中可在综放面的瓦斯排放管理薄弱面应用B型通风技术。 煤矿通过调节B 型通风装置的回风巷来调节和控制增阻风力门，进而减弱采空区的瓦斯涌出量。因为通风装置支架高层部分的排风巷道的通风压力要比各个节点的通风压力低，导致瓦斯气体会在作业面的高顶等部位出现聚集，使得瓦斯气体从特定通道排放出去，保证综放面瓦斯的顺利排除。

4.3 B 型通风技术的不足和解决对策

运用B 型通风技术时，会因为排放巷道的正前方始终处在不稳定的状态，导致排风巷和采空区的通畅度随时发生变化，这就导致瓦斯的排放出现问题。 由于排风巷道和顺风的巷道槽的风压及瓦斯排放的量是相对固定不变的， 使得煤矿作业层的排风巷的风量出现大幅度的变化， 所以必须保证煤矿排风巷排出的瓦斯控制在安全范围之内。

对于B 型通风技术存在的问题，需要采取安全、合理的措施。 要实现排风巷正前方不稳定情况下瓦斯渗入及挖掘作业中煤层壁瓦斯的物理、化学性质的一致，就必须考虑运用局扇供风系统来稀释B 型通风装配中的综放面，实现最佳的瓦斯排放。同时，在通风联络巷道还需要安装通风机，利用通风机来提供排风动力，进而实现瓦斯的稀释，通风机的局扇供风量是以排风巷瓦斯排放量为依据进行计算而确定的。 为了实现排风巷的压力稳定和瓦斯的安全性稀释， 需要保证排风巷正压供风扇运作的连续性和安全性[3]。

5 可控循环通风技术分析

可控循环通风技术的主要作用是回收作业生产区的部分回气，让其自行返回到作业生产区的进风中，以实现循环、多次利用， 同时还必须时刻监控排放目标区域的空气质量。 相对于“可控”而言，主要体现在两个方面：第一，要借助外在的动力资源，使得部分回风流到进风巷；第二，对循环的风量进行有效的控制，对这些风量进行降湿降温降尘等技术处理，使得混合气体中的CH4、CO 等气体的溶度降低到安全标准范围。

6 煤矿通风瓦斯氧化技术分析

6.1 氧化通风瓦斯中的甲烷，提高减排效益

假设煤矿瓦斯中的甲烷含量低于0.3%，同时还没有混进其他不同浓度的瓦斯气体，则可直接对甲烷进行氧化处理，以实现高效、清洁的通风排放，获得最佳的排风效益。 比如：按一台通风氧化装置的处理标准，以60 000m3/h 进行计算，每年可减少甲烷近175 万t。

6.2 利用氧化热产生动力，实现资源的供给

如果通风中的瓦斯气含量在0.5%以上，或者混合了高浓度的瓦斯气体则可实现热电冷三者的共同供应。 运用热蒸汽产生的动力带动发电机而产生电力资源， 发电余热则运用到制冷装置，余下的则运用到暖气的供应，实现资源的充分利用，实现节能排放、有效利用的目标[4]。

7 结语

煤矿的通风工作直接关系到煤矿的安全、顺利生产，需要依靠科学有效的通风技术来实现。 目前，煤矿的通风技术有不同种类， 在煤矿实际生产中应该根据生产需要和煤矿的实际情况选择合适的通风技术来实现煤矿的经济效益和社会效益的最大化[5]。对于煤矿企业而言，不仅要追求经济效益，还需要强化对通风安全技术的开发和应用，以实现良好的社会效益，为我国的煤矿生产做出重要贡献。

[1]张军辉，等．煤矿通风技术分析[J]．民营科技，2012，23（6）：214-215.

[2]王联社．煤矿通风技术的新进展[J]．中州煤炭，2011，14（15）:105-106.

[3]杨运量.矿井通风系统网络结构复杂程度的评价[J]．煤矿安全，2011，25（14）:141-143.

[4]张智成，等．矿井通风理论与技术发展评述[J].云南冶金，2011，36（6）：145-146.

[5]王建明，等.矿井通风系统安全可靠性综合评价方法探讨[J].煤炭科学技术，2013，1（11）:201-202.