煤矿通风系统安全检测及其优化设计

孟志强

冀中能源峰峰集团新屯矿 河北邯郸 056201

1 煤矿通风系统检测的安全性以及稳定性分析

1.1 煤矿通风系统的安全性

在煤矿通风系统运行过程中，为了保证其运行的安全性，还应保证煤矿通风系统工作参数值稳定可靠的能力，该能力主要是指通风系统能够按照要求，进行井下通风网络风量分配，这样才能够为供应煤矿井下巷道提供有效的清洁风量。所以在煤矿通风系统运行过程中，应对其工作能力进行严格控制，避免出现以下几个问题：在煤矿井下生产过程中，避免因过于注重经济效益，而忽略了新鲜风流的输送；对于作业空间，必须保证具有良好的气候条件，为作业人员提供良好的工作环境；对于毒害气体以及矿尘，应进行严格的控制，使其在允许范围之内，对工作人们的身体健康不会产生不利影响；一旦发生灾害事故，应对风量以及风向进行严格控制，避免加大的严重性[1]。

1.2 通风系统的稳定性

在煤矿通风运行过程中，还应保证煤矿系统的稳定能力，即稳定的通风系统会严格控制风阻对通风系统产生不利影响，一般情况下煤矿井下各用风地点质量以及数量受风阻影响较小，能够使其满足安全生产要求。通风系统运行过程中，主要从分支风量大小以及分支风流方向的研究煤矿通风系统的稳定性。煤矿通风系统是一个复杂系统，主要由井下的巷道所构成，对于通风系统，若是利用图论理论进行描述，可以将通风系统看作由点、线及其属性所构成的系统，我们也可以将其看作为通风网络。

2 煤矿通风系统优化设计

2.1 建立完善的煤矿通风系统体系

矿井通风系统主要由影响矿井安全生产的因素来决定，这里可以将矿井通风系统分为不同的类型。在实际的设计过程中需要按照煤层自燃、高温和瓦斯等影响矿井正常工作的主要因素对通风系统进行设计。为了方便对煤矿通风系统进行检查，一般将其划分为防火型、降温型、排瓦斯型、一般型等。而矿井通风系统又可以分为并联和串联两种方式。在实际的工作中，需要按照类型的不同做好煤矿通风系统的设计，在系统设计中有混合式、分区式、中央式的通风系统网络。在对煤矿通风系统进行设计的时候需要注意的是断面大小和长度等因素的确定，通过通风系统抽象成点和网状线示意图可以将系统的通风能力表现出来，并且应用当代信息化技术，显示各个路线的连接关系和风量的等级，进而做好管理控制工作。

2.2 进一步强化矿井通风系统的适应能力

各个采矿区都是通过运输带连接在一起的，在这种情况下一旦发生火灾会引起连锁反应，传递到其他工作区域中，造成火势的进一步蔓延，因此一定要考虑到每一个回巷的独立性，在矿井通风系统中，可以使用两个风机设备进行采矿作业，同时将通风机设置在不同的工作区域中，以免两个风机在工作时对双方造成影响。此外，要保证两台设备能够实现协调运转，确保系统能够正常运行，这不仅提高了工作效率，同时也增强了通风系统的应变能力和适应能力[2]。

3 矿井通风安全智能监控监测系统设计

3.1 采集系统设置

页面采集系统的设置属性页中需要对3个变量参数进行设置：瓦斯含量超限的报警点、系统传感器的采集速率和瓦斯含量超限断电点。

3.2 风门初始态设置

页面风门初始态的设置属性页中主要包含主传感器的位置测算、计算校正曲线以及检测分支断面积[3]。因传感器输出的是电压信号，需要利用校正曲线把电压类信号转变为模拟量类信号，以便能够真实模拟所测环境的各种数据。在新型智能监控监测系统中，因为应用的校正曲线是直线形，所以想要得到校正曲线设置装置中的风门初始态，仅需2组模拟量的数值就可完成。风门状态有开启、半开启和关闭3种。实时监测模块新型矿井的通风安全智能监控监测系统软件中的实时监测模块需要不间断的测量并显示矿道中主要用风点的各个安全参数。

3.3 矿井通风安全智能监控监测系统

（1）1台KG3033型煤矿用风压型传感器，以半导体压力敏感电桥为原理不间断检测煤矿内的风压；（2）1台KG3088型煤矿用风速型传感器，以超声波涡街为原理不间断检测煤矿内的风速；（3）1台KG3044型煤矿用环境温度型传感器，以PN结测温为原理不间断检测煤矿内的环境温度；（4）1台KG94A2型煤矿用瓦斯浓度型传感器，以热催化为原理不间断检测煤矿内的瓦斯浓度。

多参数组合式传感器的测量评判指标主要有：（1）矿内风压的范围为0～5kPa，矿内风速的范围为0～15m/s，矿内环境温度的范围为0～40℃，矿内瓦斯体积分数的范围为0～4%；（2）信号输出范围为1～5mA（负载的外部电阻小于500Ω）或4～20mA（负载的外部电阻小于150Ω）。风压、风速、温度和瓦斯浓度等数据将出现在多参数组合式传感器的显示器上，并且在传感器上配备信号端口以便输出数据。

模入接口卡新型矿井的通风安全智能监控监测系统中的PC-6310模入接口卡的输入方式有：32路单端或16路双端、单极性信号或双极性信号。可根据具体需要选择不同的方式。信号的输入范围可选0～10V或-5～5V，增益的放大效果可选择设置为1、2、5、10倍。开关量输出卡新型矿井的通风安全智能监控监测系统中的PC-6407D开关量输出卡需要外接12V的直流电源。该输出模式以共地方式输出，每组16路，2组共32路，每路中电流的最大输出量为200mA，这个输出量可保证继电器被直接驱动，需要注意的是每一组的输出电流应低于2A。

4 结语

总之，煤矿开采具有一定的危险性，因此为了保证煤矿开采的顺利进行，保证开采人员的生命安全，安全工作是重中之重。应加强对煤矿通风系统的管理水平，对井下的瓦斯、煤尘等随时进行监测，使其在合理的范围之内，否则应及时的采取措施，应加以解决，以此为开采人员提供安全的工作的环境，保障人们的生命安全，这对于我国煤矿开采也具有重要意义。