降低矿井通风阻力技术研究

摘 要：为了提高矿井进风总量稳定性，从矿井通风系统优化方向、通风阻力测定、降低通风阻力建议三个方面进行讨论，针对降低矿井通风阻力，总结提高矿井风量分配合理性、完善矿井通风方案两点策略，为今后矿井管理提供有价值的参考。

关键词：瓦斯;矿井;通风阻力技术;通风机

井下的作业环境有限，期间还会形成毒害气体，所以井下通风工作非常重要，如果矿井通风不到位，不仅会影响到工作人员的人身安全，还会发生爆炸。因此，工作现场放置矿井通风系统，可以降低矿井通风阻力，及时更换井下空气。但是井下通风的相关工作面临通风阻力高、矿井通风系统运行效率低等诸多问题，如果不及时解决，会增加个矿井耗电量，影响矿井作业的经济效益，由此可见矿井通风阻力技术研究的重要性。

1 矿井通风系统优化方向

矿井管理与开采过程中，通风工作非常必要，为了降低巷道矿井通风阻力，技术人员也从诸多方面着手研究，对现有通风系统进行优化。结合采矿现场通风系统运行现状，总结通风系统的方向。例如某矿井在2005年投入使用，年生产力超过450万t/a，采用立井结构，水平开采标高超过-555m。矿井的通风系统设计为中央并列模式，进风系统包括主井、副井，回风系统则以中央风井为主。工作人员在组织开采工作时，为了将进风量控制在规范数值内，矿井底部位置放置了具有调节功能的风门增阻。在采矿总量的限制下，该矿井通风量一致保持基本水平，长此以往降低了矿井风量，2018年该矿区的需风量与实际供风量相差3000m3/min，与实际开采需求严重不符。所以，结合该矿井主通风机、主通风系统的运行限制，结合通风需求，需要切实提升矿井风量，从时间、温湿度、压力值等方面着手降低矿井通风阻力。

2 矿井通风阻力测定

2.1 选择测定方法

测定矿井的通风阻力，主要采用气压计法，在副平硐口的监测基点放置通风阻力检测仪，采集大气压力值，监测时间以5min为准。通风阻力检测仪按照提前预设好的测定路线获取测定时间、测点温湿度、绝对压力值等数据，再采用矿用激光测距仪对巷道中宽、中高数据进行测量，判断巷道形状与采用的支护形式。最后采用矿用风速表，记录各个测点的风速，完成初步测定[1]。

2.2 确定测定路线与测点

布置测点时，需要绘制通风网络图纸，实时获取矿井通风情况。通常矿井测点位置多设置在风流汇集与分岔处，测点之间要保持一定距离，邻近测点按照现场情况决定是否合并，再计算测点之间的阻力。现场所布置测点要按照顺序标号，为测定工作提供方便。

测风点位置的确定要保证巷道平整性、规范性，测点作业前、后现场不能有杂物堆积，保证巷道支护效果，且不能有强烈的涡流风流，断面位置要保证未定性。针对测定风速难度较大的断面，需要在测点前、后实施测定，调整测点之间的风量获得准确量数值。要求选定的测点位置不能距离关键风门、井筒过近，避免因为风门开启、箕斗提升导致的压力问题。

制定测定路线方面，必须要选择合适的阻力，一方面获得准确的测定结果，另一方面削减不必要的工作流程[2]。一般通风系统图纸上会设置主要路线、次要路线。测定通风阻力时，地面大气压受时间因素的影响而发生改变，因此确定矿井通风阻力测定路线要格外注意以下两个问题：①最终选定的路线行程不能过长;②巷道标高出现变化，要尽可能的缩小两端测点测量时间差。

3 降低巷道矿井通风阻力的建议

3.1 提高矿井风量分配合理性

某矿井测定风量过程中，进风、回风系统数值见表1。分析表1中的数据，可以确定矿井采用中央并列的通风形式，通风系统中连接的进回风系统设备数量较多，井下系统漏风处数量技术较大，是矿井通风的重要影响因素。

另外，通风阻力也是矿井风量的重要影响因素。同样以该矿井为例，北翼系统通风线路长度有限，所以通风难度较低。对比发现南翼系统通风难度较大，所以工作人员使用气压计作为测定的主要方法，了解该矿井通风阻力分布，降低井巷风阻摩擦。矿井通风系统阻力分布数据见表2。

通过表2数据，发现该矿井中的通风巷道整体情况较好，运行的通风设施也相对全面。组织采矿作业时，工作人员必须要实时关注矿井主通风机性能，这是通风能力的直接决定因素，如果发现主通风机性能下降的现象，要及时采取相关措施加以优化。

3.2 完善礦井通风方案

立足于矿井通风系统的运行情况，结合工作人员总结的矿井阻力测定数据，为了降低矿井通风阻力，提出以下建议：①位于矿井主井片底处的控制风门需要及时拆除，将主、副井联可以获得一个并联结构进风系统。期间为了提高风流速度，主井进风量以50003/min为最佳;②位于矿井现场南翼胶带回风巷、联络巷需要有效衔接，组成并联结构回风系统。通过该系统可以降低总通风阻力，获得更高的风量;③位于矿井北翼回风巷调节风门位置要进行调整，将其放置在北翼胶带回风巷，使回风可以在北回风巷的作用下进入回风井，达到降低通风阻力的目的[3]。

按照矿井巷道现场实际情况，工作人员要制定多种技术方案，并且组织模拟操作，总结模拟操作结果。提出的第一点建议在落实之后，矿井的总进风量得以显著提升，风机静压也会随之降低[4]。位于采区的巷道断面整体较大，所以会降低局部风阻;第二点建议的实施可以将采区风量情况优化，但是矿井阻力方面并没有显著的效果;第三点建议主要是调整矿井总回风量，可以获得显著的成效，并且降低矿井通风阻力，建议在今后矿井开采、管理中加以应用。

在矿井开采期间实施通风技术方案，技术人员要从时间、主通风机参数、通风阻力以及巷道风量这四个方面重新组织测定工作。根据最终测定结果选择通风技术，优化矿井当前主通风系统，加强进风总量的稳定性，从而达到降低风机静压的目的。

4 结束语

综上所述，为了有效降低矿井通风阻力，工作人员在采取解决方案之前要全面分析现场情况，采集通风系统运行参数，分析存在的问题。随后按照矿井采掘布置基本情况采取有效的方法，例如总回风降阻以及并联进风降阻等。如此一来，矿井进风量发生变化，直接对工作人员进风量控制工作的实施形成推力，达到降低矿井通风阻力的目的。

参考文献：

[1]刘建林，李江鹏.基于负反馈调节的通风阻力误差校正[J].陕西煤炭，2019，38（06）：48-52.

[2]郝殿，张清田.高通风阻力矿井通风系统优化与改造研究[J].煤炭技术，2019，38（12）：114-117.

[3]王永红.夏店煤矿北翼采区通风系统优化改造研究[J].煤矿现代化，2019（03）：12-14.

[4]邵良杉，张兴国，翁旭泽等.塔山煤矿通风系统阻力测定与分析[J].同煤科技，2018（02）：1-6.

作者简介：

聂海兵（1991- ），男，籍贯：内蒙古察哈尔右翼前旗，2015年6月毕业于山东理工大学，资源循环科学与工程专业，学士学位，助理工程师，从事矿井通风专业（通风区技术员），研究方向：矿井通风与安全。