煤矿矿井通风节能技术研究

2019-09-21杨飞飞

山西冶金 2019年3期

杨飞飞

（山西兰花沁裕煤矿有限公司，山西晋城 048200）

1 煤矿矿井通风节能技术应用的重要意义

1.1 有利于促进山西省煤矿行业的健康发展

煤矿是推动山西省经济健康发展的重要资源，所以，煤矿行业的健康发展就会对山西省经济的健康发展有着直接的影响。人们在生活当中的许多生产活动都需要依靠矿产资源，只有保证矿产资源得到有效的开采，才能够保证人们正常生活的运行，这就需要山西兰花沁裕煤矿有限公司（以下简称“兰花沁裕煤矿”）尽可能去满足社会对于该公司矿产资源的多方面需求，而针对于煤矿的通风节能技术有利于保证矿井生产环境的良好，进而有效地保证矿产资源得到不断的开采与运输，最终为企业创造客观的经济效益，推动社会经济健康发展。

1.2 有利于提高山西省煤矿矿井开采作业的安全性

煤矿行业是在社会各行业当中较为危险的开采行业，在对煤炭资源进行开采的过程中，工作人员将随时有可能丧失生命，因此，兰花沁裕煤矿必须重视开采过程的安全。一般情况下，矿井内部都存在有较为常见且对人体有害的气体，当这些气体在矿井当中过量时，在矿井内工作的人员有就会有中毒的现象，严重则导致矿井爆炸事故的发生。所以必须利用通风技术来对矿井内的有害气体进行及时排除，使这些有害气体的浓度得以降低，从而为矿井内工作人员提供良好的开采环境[1]。

1.3 有利于降低资源消耗，提高煤炭开采效率

矿井的通风是进行煤矿开采的重要环节，受到了兰花沁裕煤矿的极大重视。在矿井通风通常需要消耗大量的资源，通过利用这一节能技术有利于降低资源的消耗，从而有效提高煤矿开采的正常效率。随着山西省对于煤矿的过度开采使煤矿生产的地质环境越来越糟糕，导致山西省通风作业的运行难度大大提升。所以对通风节能技术的分析与研究变得更加重要。

2 对矿井通风设计的研究

矿井通风是煤矿用电的重要项目。就目前来说，山西省煤矿通风的电耗一般占到矿井所用电总量的1/5左右，而山西省的大部分能源都仍然处于紧缺状态，并且，煤炭在行业当中也处于亏损的状况，矿井通风的能耗将使得企业的负担大大增加，从而使经济效益受到不良影响。所以，兰花沁裕煤矿应该对矿井通风设计进行仔细的研究与分析，进而实现煤矿通风节能的重要目标。而以下的数据可作为矿井通风设计研究当中的重要数据来深入研究，该例主要是针对山西省的煤矿来做研究，仅供参考。

兰花沁裕煤矿的某个矿区现在一共有四个中小型矿井，可以将这些矿井具体以编号来记作：1、2、3、4，而这些矿都使用了传统的通风设计，在对主扇进行选型时，除了应该符合负压变化值之外，还应该满足具体的通风要求。因为前期装机容量比较大，大部分矿井在投产之后的几年或者十几年都用到了小轮叶角或者进行低转倍速运动，效率较低且消耗的能量较大。具体的通风设备运行状况如下页表1。

近几年来，马尔兹瓦尔矿的通风设计方式在兰花沁裕煤矿运用十分广泛，通过马尔兹瓦尔矿的发展来对最新的通风技术进行论证。具体方式是：按照一个被简单化后的矿井通风网络，通过计算机程序来对不同规格的地面主扇配合大小不同、位置不同的井下辅扇共同运行情况来进行分析。

表1 矿井通风设备相关参数要求

表2 计算机程序对不同规格地面主扇的井下辅扇共同运行控制情况

通风的费用与风量的立方是成正比的，当风量加大一倍时，通风电费也就应该在原有的基础上提高七倍。过度加大装机容量就会导致矿井初期设备利用的不合理，导致初期投资量较大、调荷节电困难等其他问题[2]。而山西省存在有很多矿井长期达不到设计要求，因此也导致以上现象与问题更加突出。矿井初期一般都在十年往上，假如按这一阶段的通风网路来设计主扇，将永久选型的大风机作为初期备用的扇风机，对叶轮的角度以及转速都进行必要的调节，这样既能满足于备用期间主扇相同的工况又可以极大改善正常通风的设备适应性。届时原主扇假如在备用上不能满足具体需要，将电机和整套风机进行改装也较为划算的，而在施工技术上也不会存在有太大的困难。对低瓦斯的小型矿井应该具体问题具体分析，坚持一切从实际情况出发。

3 兰花沁裕煤矿矿井通风中所存在的重要问题

3.1 通风节能设备不先进

因为兰花沁裕煤矿在通风设备的研发与构建中所投资金的数目较大，造成矿井下所运行的通风设备不能够得到及时更新，最终使煤矿井下的通风阻力变得更大。落后于现代科技社会的通风设备已经不能够满足现代化矿井的正常生产，只会造成在生产过程中的开采危险发生，紧接着影响所开采矿产的质量与效率。而大多数的煤矿企业现在仍然还在使用较为传统的通风设备，节能效果也不够好，由于通风效果较差导致矿井中的有害气体不能够及时排出，很容易使工作人员在工作中出现中毒的现象。

3.2 矿井出现漏风问题

兰花沁裕煤矿要求自身必须足够重视矿井漏风的问题，只有这样才能够确保矿井通风系统的安全运行。矿井的漏风问题会直接导致煤矿井下的有效风量大大减少，使矿井中的空气不能得到有效的流通、有毒气体的浓度升高，使得公司的开采人员在工作中容易受到这些有害气体的影响。除此之外，漏风的问题会导致通风设备能源消耗的大大增加，在电机负荷增重的同时还会使煤炭企业的运营成本得到提高[3]。

3.3 没有建立起较为完善的通风系统

目前市场上的很多企业都过分重视自身利益的提高而忽视了对通风系统的完善，这样就造成了通风系统出现明显的落后现象，导致整个行业的发展需求得不到满足，最终无法保证煤矿开采过程的绝对安全。当通风系统设计不够合理时，也会使矿井下的通风受到阻碍，从而增加事故发生的频率，人民的生命安全受到威胁。煤矿井下的有害气体主要来源于瓦斯，当一氧化碳浓度超出临界点时，就会危害人体生命安全，甚至导致瓦斯爆炸。

4 以兰花沁裕煤矿为例分析矿井通风节能技术的优化与应用

4.1 选择较为合理的通风方式

兰花沁裕煤矿认为煤矿行业应用范围最广的通风方式是机械通风，该方式能够最大程度地满足现代化开采煤矿作业的具体需要，确保煤矿能够安全稳定地一直开采下去。而机械通风的方式主要包括了对角式、中央分列式和混合式。企业需要依据煤矿的实际地质环境来对通风方式进行科学合理的选择。通常情况下，混合式的通风主要在多煤层以及体积较大的煤层中进行应用，而中央分列式的通风安全系数较高，但其适用率较低。

4.2 创新设计煤矿的通风系统

对于兰花沁裕煤矿来说应该加大对矿井通风系统的创新力度，建立有效的通风系统或者是从外部引进先进的通风设备来不断提高矿井的通风效率。除此之外，还需要严格从矿井内部的实际情况出发，根据不同种类的分支风路风阻的大小进行分风，为了使通风机的能源消耗降到最低，企业还要构建较为完善的多级机站调控系统，以最大程度地减少资源的浪费状况，从而为企业带来更多的经济效益。