大风门

浅析煤炭矿井通风系统的优化研究

关键词：煤矿通风系统优化

引言

煤炭是中国支柱产业之一，随着技术的革新，煤炭产量越来越大，

然而煤炭事故率却并未降低，其中各种事故中瓦斯爆炸占很大比

例，这归咎于煤炭矿井的通风系统并未随着技术的进步而同步改

进，因此，优化煤炭矿井的通风系统可以有效降低事故率，挽救矿

井工人的生命。

1我国煤炭矿井通风系统问题现状归纳

通风系统，顾名思义就是向矿井中通风，以置换出煤炭开采过程

中逸出的瓦斯气体，同时稀释煤粉、清理煤粉等，其组成包括动力

装置、井巷网络、风流监测装置和控制装置等。现阶段我国通风系

统各装置在运行过程中没能协调运转，出现如下几种问题：

1.1通风装置通风效率低

通风效率即单位时间内向矿井内通风量的多少，通风设备本身的

效率低；主通风机的工况点选择不恰当，矿井改道后没能及时调整

工况点；主通风机工作一段时间后未被及时检查调整清理，致使其

工作不正常；有的漏风状况严重，致使通风效率低于50%，造成无

谓的电能消耗。

1.2通风阻力处理不当

通风阻力的处理是通风工作的关键点，是优化通风系统的重要方

面。对通风阻力的大小的影响有一下几方面：总风量大小、分支通

风阻力、通风断面面积大小、局部阻力大小、网格结构、通风井道

曲折度、回风段的数量等。

1.3风量调节方法、设备安置不合理

初期风机产能大，为减少进风量随意向下放闸门，而不是调节其

转速或减小电流用小电机等；矿井内通风阻力的调节运用增加阻力

的方法，或调小风门面积，有的通道应封闭却改用风门；工作设备

为按照科学的方法安置在工况点，通风网格的建立非整体性原则。

2通风系统优化的对矿井安全的重要作用

通风系统安全稳定、布局合理可以有效减少瓦斯事故和火灾意外

等。某些中小矿井不重视通风系统的建设或缺失维护意识，难以维

持正常安全的生产，经济效益下滑，最终可能破产。相关研究表明，

对矿井中任何通风系统不合理的地方进行优化，例如施工设计、通

风管理、设备更新、通风设备机能匹配程度等的优化，及时改造，

就可以达到安全生产的要求，对改善煤矿开采生产经营、提高其经

济效益都有很重要的作用。

3煤矿矿井通风系统的标准与选择

3.1通风系统应达到的标准

矿井通风系统必须达到严格的标准：专一原则，即矿井只能有自

己专用的通风系统，不可借用或公用其他矿井的通风系统；分区通

风，即对个生产水平和开采区设置回风巷；风口安全，即风口出无

粉尘、煤尘、有害气体等气体的入侵，同时按照全年风向改变频率

布置；特供风，即对易燃易爆物品的存放区要单独开辟风道，回流

风必须直接引入矿井主要回风巷和总回风巷中；通风机在满足通风

要求时其工作风压应该一致。

3.2通风系统的确定

对于达到这些标准的通风系统，接下来就是确定选择哪种类型的

通风系统。总体而言，通风系统按照进、回井在井巷中的位置布局

可分为四种：中央布置式、混合布置式、区域布置式及对角布置式。

主风机按照气体抽出式、强制压入式和压抽混合式进行矿井通气。

具体按照矿井的实际情况选择主风机的工作方式和通风系统的布

置方式。对于刚开采的煤矿，为节省其经济成本，减少工程量，最

快速的生产，应该采用中央布置式。对于高危矿井，例如瓦斯含量

大，粉尘多，煤层易燃，地质不稳的矿井，通风系统应采用对角或

分区对角布置。

4通风系统具体优化内容

通风系统的运行是随着煤矿开采过程工况的具体变化而变的动

态过程，因此，对于通风系统的优化问题也应该从不同时期、通风

系统各个运行环节进行。

4.1风机设备的优化

并不是任何风机都适合任何时期矿井的通风，刚开始安置的风机

运行一段时间后往往效率低、故障频发，多以初建新井，最好采用

效率高、曲线平缓、噪音小的节能风机，其覆盖范围大，长期安全

运行，适合不同期的矿井和复杂的井巷，为工况点提供高效的风量，

减少成本，降低事故率，减少频繁更换风机的几率，增强高效安全

的矿井工作效率。

4.2精确测量风速、风量、风阻、漏风面积

风阻直接关系到通风效果的好坏，是优化通风系统并改进的重要

方面，对整个矿井的安全生产产生影响。因此，测量者必须严格准

确的测量，以使系统的优化有科学的依据。风速、风量的大小直接

关系到风机的优化，对风机的要求标准产生影响。这两项测量准确

可以减少后期更换风机的几率，强化安全生产的连续性。漏风面的

多少影响到通风效果，对它进行优化可以节能降耗，强化井巷安全。

4.3优化网格结构

网格结构与主要通风机合理匹配能达到通风系统的稳定可靠的

要求，同时降低能耗，是一种数学表达式。矿井网格结构分为三类：

人为控制分风、自然状况分风、常规分风，其优化主要是：优化通

风网格，达到按需分配，确保通风设备在相应的最佳位置，降低总

风机的功率；优化井巷通风断面，减少回风、留风、分风；风网在

通道内多采用连巷的方式，减少角连，缩短风程；同时，对长时间

通风的巷道，及时检查，降低漏风，大风门变小风门，强化风道内

的有效风量。计算机高效调节，及时反馈，准确定位。

4.4风硐设备的优化

主通风机的附带设备有风硐、扩散器和反风设备等，这些设备与

主风机相互配合，到达高效运行的状态，是通风系统必不可少的构

件，其中风硐在新老矿井的施工过程都容易出现问题，影响通过效

果。因此，在风硐的优化设计过程中，要注意一下几个问题：保障

其断匝，断面为○形或半圆形，较好的光洁度、较低的阻力，以保

持其风速在10-15m/s以内；以单一斜上式安放，和井筒直接相联，

角度小于60°，尽量减小其弯度；清洁风硐通道，保持通风顺畅，

减少风阻。

结束语

煤炭矿井通风系统的稳定、安全、优化问题关系到矿井整个生产

安全，其优化问题涉及到多因素、多过程，通风系统的优化必须注

意，而且必须从每一个环节进行优化。合理安全的通风系统不仅可

以降低风险，增加生产的连贯性，还可以安定社会，增加经济效益。

参考文献：

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[2]马骊，王鹏军，李晋生.浅析矿井通风系统的优化[j].中国安

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