矿井通风系统优化设计探讨论文4

论文

矿井通风系统优化设计探讨

作者：樊树槐、何超、董随志部门：南桐煤矿通瓦科日期：

2011年11月

矿井通风系统优化设计探讨

矿井通风系统是否合理，与矿井的安全生产、矿井的经济效益、矿井的抗灾能力及矿井的高产和稳产都有着莫大的关联。

1 矿井通风系统优化理论

所谓矿井通风系统，就是由向井下各作业地点供给新鲜空气并排出污浊空气的通风动力、通风网络和通风控制设施等构成体系的总称。矿井通风系统是由通风机和通风网络两部分组成。

矿井通风方法以风流获得的动力来源不同，可分为自然通风和机械通风两种。①机械通风：利用扇风机运转产生的通风动力，致使空气在井下巷道流动的通风方法叫做机械通风。采用机械通风的矿井，自然风压也是始终存在的，并在各个时期内影响着矿井的通风工作，在通风管理工作中应给予充分重视，特别是高沼气矿井尤应注意。②自然通风：利用自然气压产生的通风动力，致使空气在井下巷道流动的通风方法叫做自然通风。自然风压一般都比较小，且不稳定，所以《煤矿安全规程》规定：每一矿井都必须采用机械通风。

矿井通风系统的基本任务：①调节井下气候，创造良好的工作环境。②冲淡井下有毒有害气体和粉尘，保证安全生产。③供给井下足够的新鲜空气，满足人员对氧气的需要。

矿井通风系统优化就是利用科学方法综合考虑各种因

素影响，从众多方案中确定一个抗灾能力强、安全可靠、经济效益好和技术合理的通风系统。矿井通风系统方案优选是一个由定量和定性因素间的相互关联、相互结合、相互制约等众多因素组成的复杂系统的决策问题。

2矿井通风系统调节技术发展

因为矿井开拓开采的进展，开采水平的延伸，采掘工作面的接替使得矿井生产系统处于不断变化之中，因此矿井通风是针对一个动态的系统进行通风。

3矿井通风系统优化设计探讨

矿井通风系统对地下开采的作用就如血液循环系统对人体一样都非常重要，它是矿山安全生产的重要堡垒。由于开采强度与矿井向深部延伸的增加，矿井必将出现很多问题。所以，矿井通风的作用会更重要。

建立合理的矿井通风系统是矿井安全生产和提高经济效益的基本保证。而实行矿井通风系统优化正是为这一目的而进行的，所以实施矿井通风系统优化对提高煤矿经济效益和改善煤矿经营状况等将具有重要的意义。

3.1优化方案的拟定

①通风系统优化原则。通风系统尽可能简单；通风费用经济；优化设计(改造)方案技术可行；可调性稳定，可靠性强；通风系统有利于灾害的防治；其通风能力与矿井生产能力相适应，符合《煤矿设计规范》《煤矿安全规程》等法律

和法规。

②矿井通风设计(通风系统优化方案)的基本要求。将足够的新鲜空气有效成功地送到井下工作场所以保证矿井生产和创造良好的劳动环境；通风系统要简单，风流稳定，易于管理，并且需要有较强的抗灾能力；发生事故时，人员便于撤出，风流易于控制；运行费用低，综合经济效益好，通风系统的基建投资少且改造工程量小。

3.2优化方案探讨

3.2.1设计支持系统的研制

矿井通风系统优化规化、设计和调节的计算要实现计算机软件处理，并且优化方法由线性向非线性优化方向发展，这使得优化结果更加合理有效。矿井通风系统整体优化设计理论与方法的实现都以计算机为工具，由于目前的计算机硬软件水平落后，建造自动设计系统是相当困难，因此矿井通风系统计算机软件的建立应该以决策支持系统为主。并研制和设计一些独有安全的系统来控制矿井通风系统地合理化。

3.2.2矿井通风能力合理核定

近年来，由于采煤方法和煤矿技术的发展，许多煤矿每年的煤炭的生产量远远超过其矿井的设计能力，这是无形地对煤矿的安全生产增加了不少隐患。可是煤矿通风又是煤矿生产系统中最为重要的环节。因此，矿井通风能力核定工作是衡量矿井生产组织是否科学的标尺和遏止瓦斯事故发生

的有效途径。科学的矿井通风管理，不仅要求在设计或改造通风系统时，合理的进行通风网络设计、风机选型和风网优化，提高通风系统预防灾害和抗灾能力。为了有效地评价超设计能力生产的煤矿的通风系统状况，所以我国煤矿安监局探索出一条客观地评价矿井通风系统的方案，而且这一方案得到了煤矿通风界地权威认可。

3.2.3 从定性到定量的综合集成技术

从定性到定量综合集成法的技术路线是采取人—机结合、人—网结合、以人为主的信息、知识和智慧综合集成。这种在形象思维上的创造与创新只有人脑才具备。因此二者可以互相补充、弥补不足。通风安全技术工作的一项重要内容是矿井通风阻力测定，开展该项工作可以了解系统中阻力分布的情况，以提供实际的井巷通风阻力系数和风阻值，保证通风设计与计算更切合实际。

3.2.4监测点的最优布局理论

随着矿床开采的规模越来越大，使得矿井通风系统的规模也不断扩大并且复杂性随之提高，由于采矿工业的发展，特别是采用多级机站通风系统，同时系统管理工作量也越来越大。在系统的适当位置，安排一定数目的监测点和提供必要的数量信息，以此反映系统的运行状态，监测系统是否运行正常，是计算机在线优化管理的重要环节。实行和开展矿井通风测量的监测点最优布局理论研究将对矿井生产的安

全性起到重要的作用，对通风系统优化具有重要意义。

4 结论

通风是关系到煤矿生产安全的重要环节。确保通风系统的稳定可靠，要做到随矿井生产变化即时进行通风系统改造与协调，严格控制串联通风，强化局部通风管理，杜绝局部通风机无计划断电，做到通风系统正规合理、可靠、稳定。由于开采深度的增加，矿井必将出现阻力增大、岩温增高、风路延长、风量调节困难、热湿排除受阻和有毒有害物质等问题，如何有效解决深部矿井的通风优化设计问题已迫在眉睫。

参考文献：

[1]张国枢主编.通风安全学，徐州：中雷矿业大学出版社，2000.

[2]谭允祯.矿井通风系统优化．北京：煤炭工业出版社，1992.