浅谈煤矿井下通风系统的现状及发展趋势

白建国

摘 要：井下通风良好矿工的生命安全就得到了基本的保证，工人们的生产效率自然也会变高，可以说施工人员的生命安全和生产效率与矿井的通风状况存在必然的联系，这就要求相关单位必须做好矿井通风安全管理工作，合理地优化煤矿井下通风系统，保证地面上的新鲜空气能够源源不断的输送到井下的各个作业点，让工作人员进行呼吸并吸收和排除各种有毒有害的气体，创建良好的矿下作业环境，保证井下工作人员的身体健康和劳动安全。

关键词：煤矿井；通风系统；矿下作业环节

现在普遍采用的一些通风机设备，由于使用时间比较久经常会出现超负荷使用的情况，根本无法满足矿井正常开采的要求，严重影响了开采作业的安全性，可是矿用通风机对煤矿井通风系统来说几乎是“心脏”的作用，矿井的开采作业安全性又是至关重要的，这就要求相关研究人员必须针对市场需求制造一些高效节能风机。

一、煤矿主要通风机电设备的发展现状

矿用的通风机设备是矿井的命脉，在矿井生产中就好比是“用于呼吸的肺”，如今能源过度开采的后果已经越来越明显，全球能源危机的时代已经到来了，为了实现人类社会的可持续发展延续不可再生资源，很多国家都已经开始达成共识，我国也在积极强调节能环保战略了，80年代末期能源危机的势头刚一凸显，部分有先见之明的科学家已经有意识的在研究新的技术和工艺预备改良通风机设备的性能，现在已经基本收到了成效，通风机的运行效率比之以往提高了大约5%-10%，完全可以轻松地担负起负荷条件下矿井正常通风的要求，通风机作为矿井开采作业保证安全性的关键性技术设备，要求必须24小时，高负荷持续运转，这就要求研发的新式通风机节能效果要显著、噪音污染要小、安全性能要更好，这种通风机俨然会成为日后煤矿矿用主要通风机设备的最佳选择之一。

二、矿井通风系统概况

用现在的眼光来看矿井的通风系统俨然存在着许多不科学不合理的过时落后的地方，通过改变矿井的通风方式可以达到改造矿井通风系统的目的，一般的通风方式根据位置不同分为中央式（进回风井位于井田走向中央）、对角式（进风井位于井田中央回风井设在走向两侧）、区域式（进风井位于井田中央不必额外挖掘回风岗只需要在每个采区掘一个小回风井即可）和混合式（混合两种及两种以上的通风方式），通风方法这里指的是主要通风机的工作方法，我国90%以上的矿井都采用抽出式的通风方法，压入式是指把主要通风机设在入风井口，在压入式通风机的作用下让矿井的井巷气压高于当地大气压力的正压状态，抽出式则是把主要通风机设在回风井口，在抽出式通风器的作用下让矿井井巷气压低于大地气压的负压状态，抽压混合是从名字上来看就是应用于压入或抽出两者互相转换的过渡期，它的主要通风机分别设置在进回风井口，矿井通风网络是指矿井风流按照生产要求在巷道中流动时或分岔或汇合的线路结构形式，主要通风设施有风墙、风门、调节风窗和风墙，通风机也有离心式和轴流式之分。

若是井下作业点某一处的瓦斯浓度超出规定系统就会自动报警并切断电源，目前我国的研究已经达到了可以对矿井空气成分、风速、气温等条件的遥测和通风设备的遥控的水平，操作人员已经可以从地面集中监视井下各作业点的瓦斯浓度和风速，有的国家甚至也已经研究成功并投入使用了能够对多种参数进行遥测的系统，他们可以用电子计算机去处理要测的数据，对设备的运转也可以进行及时的监控。

三、现阶段国内矿井内采用的通风机的特点

（一）对旋轴流式通风机

这种通风机在使用过程中需要由两组叶轮连接的两台电机共同运转，由于没有长轴结构的存在所以结构组织较为紧凑，这种通风机适合使用于安装调试工作，由于这两个电机是内置在通风机设备当中的，所以不需要重新建筑放置电机的平台，与长轴结构的轴流通风机比起来可以有效的降低土建成本支出，能够使用在一些地形比较复杂的矿井作业中，这种通风机设备的消声器和扩压器是紧密联合在一起的，所以也不用搭建专门的消声器载体，可是这种内置结构随之也会带来一些问题，比如在进行维修养护的时候比较复杂，且由于风机是内置的散热也比较慢。

（二）长轴轴流式通风机

它是外部的安装结构，因此散热效果更好，养护维修起来也更方便，可也是由于它是外置结构，就必须要用长轴才能够把风机的叶轮装置和电机装置连接起来，这种连接方式对安装有十分严格的要求又容易产生设备结构系统松散的问题，长轴轴流式通风机和对旋轴流式通风机设备系统完全不一样，而且施工单位也必须为外置电机搭建一个专门的电机安置房，这样也会造成土建成本的增加。

（三）离心式通风机

这种通风机的组装比較简单，可是它需要双面进气的特点就决定了它必须加长双支承轴的长度，它也是外部结构，散热性能比较好，检修维护工作也比较容易进行，可是因为它具有蜗壳，所以尺寸直径尺寸比较大，在安装了调节阀门以后可以把阀门调小，降低它的运行功率，对通风量和风压也可以及时的进行调整。

四、矿用通风机的发展趋势

很多小矿井随着国家对产业结构的调整逐渐被大规模的矿企兼并，这就要求很多矿井必须面对风量和风压的大幅度变化，可是能满足这一变化的，市面上只有长轴轴流式风机可以做到，这种类型如果按照叶片调节的不同又可以细分成很多种，纵观目前现有的许多矿用通风机，大多数人看好的都是液压动叶片可调式轴流风机。

（一）液压动叶片可调式轴流风机的原理

这种风机的叶轮里面存在着和叶轮一起运动的液压缸顶装置和齿条，齿条可以与叶片下方安装的小齿轮进行咬合，液压缸进入轴向运动状态之后，齿条就会推动小齿轮进行运转，风机的叶片会以叶柄为中心运转，可以通过调节叶片的角度达到调整风机的风压和压力的目的，这种风机的好处就是当矿点出现变动导致其大于额定的负压情况时，调整指挥核心的电动执行器就可以自动的对叶片的角度进行调整，以防喘振现象的发生危害到井下工人的生命财产安全。

（二）反风

这种通风机要完成反风操作全靠液压动叶调节扇叶角度，在对动叶角度进行调整的时候会发送轴旋转指令给电动执行机，然后半联轴器就会带动同心调节轴进行运动，在这一过程中液压缸就会调节头内的伺服阀，启动油窗让液压缸体进行转移，同时液压缸体上装有齿轮的液压缸支撑体也会发生变化，齿条带动的装置在叶柄终端的非齿轮开始运转，叶片会以叶片为中心开始进行轴线运动，从而达到扇叶调整转动角度的目的。

（三）液压动叶可调的优缺点

这种通风机的机房可以通过网络进行远程的在线监管，调控的时候快捷方便，安全性也比较高，调节力度由液压缸的体积和油压进行掌控，受到的限制相对来说比较少，同时它还具备反馈机构的自我补偿性能，叶片角度的变化可以通过相应的设备动态的进行反应，由于他反风的耗时较少也可以实现远程的调控，这样也有利于提高控制管理的集中化和自动化，唯一的缺点大约就是液压动叶可调式轴流式风机的设计研发和生产成本比停车集中一次可调式轴流风机的花费要大得多。

相关企业必须懂得“投桃报李”，我国的煤炭产业如今随着市场经济的发展也迎来了新的机遇，必须顺应着国家“可持续发展”的口号，重视通风系统的设计研发和发展趋势，不断提高设计和使用水平，改良矿用主要通风机的性能，解决影响煤炭通风安全性和能耗的问题。

参考文献：

[1]王京斌.煤矿采矿过程中通风技术的改进方法[J].中国科技纵横，2018，（1）：166，168.

[2]赵喜龙，张永明.煤矿井下通风系统的现状及发展趋势分析[J].大科技，2017，（36）：222.