井下通风系统稳定性的影响因素分析

袁文甲

（西山煤电集团公司 东曲矿，山西 古交 030200）

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。通风系统的稳定性直接关乎着生产人员的生命安全、矿井的生产及效益，它能够有效地向各用风地点供应足量的新鲜空气，同时也稀释并排除了热量、瓦斯等有害物质，给井下的生产人员提供安全保障并创造良好的工作环境。另外即使发生事故，也能通过稳定的通风系统有效地为井下人员提供足量的空气，甚至是传递水和食物。因此，稳定的通风系统对矿井的安全生产非常重要。

1 井下通风系统概述

通风系统是矿井通风方式、通风方法和通风网络的总称。通常情况下，井下通风系统是专业的通风机和通风网络组成的，通过对风流加以引导，使风从井口进入到矿井，然后由各个通风机将风在通风网络中按照一定的方向进行引导，使风进入到用风场所，最后到达回风井中。稳定的通风系统保证了风场的用风，而很多事故的发生都是由于通风系统不稳定造成的。因此，分析和找出影响通风系统稳定性的因素，优化通风系统，将会降低安全生产事故的发生率，提高生产效率和经济效益。

2 井下通风系统稳定性分析

井下通风系统的功率和效果是随着环境而不断变化的，包括地质条件的不同、工作面的转移等。前一阶段的稳定，并不代表现阶段也稳定，应进行对比分析，考虑过去、当前的情况以及对今后进行预测，全方位的分析可以有效地保障通风系统的工作效率及安全生产。目前，在国内矿井生产中普遍存在着通风系统使用的风机效率低、风量调节能力差、通风阻力较大、风流速度不稳定等一系列的问题。另外，矿井中风机的安装位置、数量、网路的设置以及自然风压等对通风系统的稳定性同样产生一定的影响。

2.1 通风网路对通风系统稳定性的影响

矿井的通风动力在固定的时候，通风网路的设置、巷道的设置往往会对风量有影响。通风系统的稳定性可以是串联及并联组成的风路网，在这种情况下要对风流进行方向的改变只能对动力机组进行改变。井下往往也要考虑由于风路及巷道引起的风阻问题，通风阻力不稳定性，经常由于自然环境的改变，如气压的变化而发生风阻从小至无限大，从而对井下通风系统的稳定性产生负面影响。

2.2 通风动力对通风系统稳定性的影响

通风机组的性能、物理风压是否与风阻有效地匹配，能够改变矿井内总的阻力、风量。而对于较小规模的矿井，尤其是采用一台或者数量较少的通风机组进行通风，受到物理风压和风阻的影响就会更显著，能够明显地改变通风机的工作性能。对于大型和中型的矿井，一般采用多台风机进行通风，但应合理地设计不同风机之间的配合，若设计不合理，致使风机之间不能有效地进行配合，不但不能起到增风的效果，反而会造成通风机组的稳定性下降。针对井下巷道增设的辅助用风机，对改变通风系统的稳定性也至关重要。如通风系统运行时，主风机和辅助风机已串联运行时，若辅助风机的功率过大，可引起与之相连通的分支内出现风流停止，甚至发生逆风。还应注意在巷道中物理风压的影响，物理风压与风机的风压同时对通风巷道的风阻、风量和风向起着重要作用。因为物理风压是随时发生变化的，若物理风压与风机风压作用一致时，会使风量、风速、风压都显著增大，反之则削弱了风机的工作效率，甚至使风反向流动。

2.3 井下作业对通风系统稳定性的影响

井下作业包括施工、开采、运输等，大型施工、运输设备在巷道进行移动，能够使设备正前方空气压力增强，同时使设备后方形成负压带，从而形成风流。由于设备的移动方向会造成固定的风向，也会对通风系统的风向、风流等造成影响，从而影响井下通风系统的稳定性。另外井下的爆破作业对通风系统稳定性的影响更大，井下爆破作业能够产生巨大的冲击波，是改变风流方向及流量等的重要因素。爆破甚至能够引起巷道坍塌，使通风系统分支的风阻出现明显变化，而且爆破产生的有毒气体会使井下空气质量迅速变化。

2.4 井下事故对通风系统稳定性的影响

大面积坍塌、瓦斯爆炸及火灾等是井下易发生的主要事故，发生这些重大事故时，对井下通风系统稳定性造成了极大的威胁，同时井下通风系统稳定性的改变又会加剧事故的恶化。井下的重大事故能够造成漏风、风阻变化，瓦斯爆炸还有可能直接摧毁风路，对通风机组的伤害也是直接的，造成风流停滞，甚至是反向运行。尤其是井下发生火灾，火灾对空气的动力，导致风压的变化，使风路的风流发生改变，对风机造成损毁，长时间易造成风向及风量的变化。

3 建 议

通过分析可知，上述因素会对井下通风系统的稳定性造成影响。因此，为确保通风系统的稳定，就要结合实际生产采取措施，减少影响井下通风系统稳定运行的因素。

3.1 建立稳定性的风路

矿井应根据自身情况，参照不同的动力通风系统进行设置。通风风阻受人为的控制，应根据矿井内部对风路的不同要求进行风路推动。对于普通的风路会遇到多个风机的影响，因此，在井口对风机安装时应注意结合风路的设计及大环境对通风的要求。在平缓位置安装单个风机，避免震动造成的风流不稳。而多个风机应结合井下风网的设计，考虑长度及角度，确保风阻和风流维持平衡，从而提高风路的稳定性。

3.2 选择适合的风机性能

不同的矿井应根据实际情况，选择适合的风机性能，使其发挥重要的作用，如可以对主风机根据季节不同，采取负压通风，提高输送风力的效果，同时减少能耗，即使在外部环境恶劣时，依然能够迅速地将风流推送到指定位置，促进了井下通风系统的稳定。

3.3 充分考虑物理风压的影响

物理风压能够造成井下不同位置的风出现温度差异，而过高的风温会使井下的温度不断升高，一旦超过安全温度，极易发生瓦斯爆炸。因此，要充分考虑物理风压的影响，在风路设计及动力机组的设置方面应结合矿井的气候及地理环境，减少物理风压对井下通风系统稳定性的影响。

3.4 设计合理的风网

在对风网进行设计时，应充分考虑风道之间的协调问题，包括角度、尺寸等要充分符合矿井整体风道的大小及数量。合理的风道角度、尺寸、大小和数量，能够确保风流速度和风力的稳定，是井下通风系统稳定性的可靠保障。

4 结 论

影响井下通风系统稳定性的因素有很多种，矿井在进行总体的设计时，应该考虑到井下通风系统的复杂多变性，一个安全稳定的井下通风系统，对于保障生产人员生命安全，维护矿井的正常生产，提升企业经济效益有着重大的意义。因此，应该找出影响井下通风系统稳定性的因素，根据相关要求和实际生产情况，提出整改措施，优化井下通风系统，保证煤矿安全生产。

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