江苏省矿业工程集团有限公司矿业分公司 江苏省徐州市 221000
摘要：众所周知，煤矿是我国十分重要的能源之一，与社会各个方面都有密切关系。煤矿通风系统可以保证在生产过程中工人工作的安全开展，提供安全合理的环境条件，也能直接反应矿井下生产的种种因素，这足以说煤矿的通风系统对于煤矿企业的正常工作维护、安全事故发展、建立经济现实目标、获取经济利益均是有显著的影响。
关键词：煤矿通风系统；风流稳定性；影响因素
引言
矿井风量的稳定是保障矿井稳定、可靠生产的前提，某中小型矿井及老矿井用风点多、风路长、通风系统调节平凡。为探索风阻调节对矿井风量稳定性的影响，引入极限理论，分析通风系统风量稳定性影响因素，针对各影响因素给出针对性指导意见。
1煤矿通风设备
1.1主要通风机
随着中国机械制造水平的提升，煤矿通风机的整体性能变得更好。制造通风机所采用的技术是先进的数控切割、数控机床等，通过专业的金属处理及平衡校验等技术完成一台机器的制造。20世纪90年代以来，中国自主研发并广泛应用的通风机为BDK系列对旋式通风机，具有高效低耗、可反风、可任意调整叶片角度等特点。近几年，中国引进了国外先进的技术，如GAF系列，该系列通风机是在引进德国技术基础上研发的大型通风机，其最大风压近7000Pa，最大风量达到30000m3/min，最大效率88％。
1.2局部通风机
中国局部通风机有很多的种类和型号，如传统的FBDI（II）系列压入对旋式轴流局部通风机、FBD（S）系列压入式塑料叶轮对旋轴流局部通风机、FBS压入式双级串联轴流局部通风机、FBD系列压入式三（四）级对旋式轴流局部通风机等。通过对上述各型通风机性能的研究可知，实际应用过程中以上通风机都符合国家标准和要求，不仅能自动调节风量，还能在出现故障和问题时自动开启另一台备用的通风机。
1.3矿用风筒
现如今，要想提高煤矿通风效率，就必须保证矿用通风设备在短时间内能提供较大的风量，因此所采用的通风机一定要有一定的规模和尺寸，具有工作强度高、漏风少、风阻低等特点。近几年来，中国主要采用可伸缩风筒，能更大程度地承受内压，并将百米漏风率控制在4%之内。
2煤矿通风系统风流稳定性影响因素
2.1和工况有着直接的关系
通风的稳定性会直接影响风量的。在矿井生产的过程中，内部的结构、采掘位置和巷道的长度都会呈现一种动态发展的情况。所以，从实际执行的过程来看，整个通风系统内部的风阻曲线也会不断地改变，风机工作的状况也会不断地变化。如果性能曲线内部的工况点发生了变化，整个系统就会变得非常稳定。
2.2和风机的性能曲线有直接的关系
实验结果表明：煤矿通风风量稳定性本身也和风机性能曲线有着直接的关系。由于煤矿通风系统内部的风阻都是相对固定的。所以在风阻和风机性能曲线的影响下，曲线上的某个点就会直接对应某段内部风量的稳定性。风机风量的值越大，整个通风的风量也就越稳定，其通风的能力也就越大。因此，在特定的曲线背景下，不同工况的风量就会产生差异。所以，需要结合实际情况来有效地控制风量。
2.3与不同时期有着直接的关系
通风的不同时期也会对风量有着直接的影响。通风的容易时期和通风的困难时期都会对通风的过程有重要的影响。但是，在通风容易时期的状况会更加稳定。因此，需要根据实际的情况将主要风机性能曲线设置在一个合理的情况下，并有效地将不同的曲线设置在容易时期和困难时期。
3煤矿通风系统风流稳定性优化策略
3.1优化煤矿通风设备性能
机械设备是煤矿通风系统的核心组成部分，为了保证通风系统的性能和开采作业的安全性能，必须要强化机械设备资源的配置，提高设备的性能和先进性。例如，通风系统使用的机械通风机设备的功率较小，无法满足深度矿井作业所需要的通风量时，就会引发严重的安全事故和粉尘污染情况，因此需要对机械设备进行改造或者升级。我国目前深度矿井中使用的高性能通风机设备主要为G4-73型、4-73型和K4-73型离心式通风机和轴流式通风机。上述几种型号风机均能满足煤矿井下的通风需求，且具有风机功率高、环境适应能力强、占地面积小和噪音低等优势。
3.2选择适当的通风方式
合理的煤矿通风系统是要根据产出量的多少而决定的，也要根据环境产生的各种要素而决定的，在技术上进行合理的改良。在经过经过长时间的经济与技术上的完善可以找到适当的通风方式。在设备中两翼的对角形式成为普遍通风方式，两翼的通风方式一般为同路径下风流速率的大小，缩短风流距离，增大风力阻力，减少内部风向，增多大量的安全甬道，当井下发生严重事故后工人们可以通过安全甬道快速离场。
3.3注重通风技术创新优化
由于煤矿矿井开采的规模和深度逐渐增加，对通风系统性能有更高要求，需要不断创新通风技术，实现通风系统性能的突破。如今的煤矿矿井作业在通风系统选择上多选取多级机站的接力通风模式，科技的进步也推动通风技术的革新，通风技术管理也更加完善，通风管理人员素质也有较大提升，然而依然难以满足日益增长的煤矿通风系统管理要求。要持续开展先进通风技术的引进工作，推动通风系统优化，提高通风技术管理水平，并以智能化管理为目标，谋求通风技术创新的同时在通风系统设计中融入现代计算机信息技术，实现通风系统性能的飞跃发展。
3.4增加巷道光滑度
在进行巷道支护时，支护选用的元件应当尽量避免暴露在巷道表面，进而提升整个矿井的光滑程度。在施工过程中应当尽量使用拱形以及圆形巷道，减少其周边拐角数量以及巷道周长，施工完成后应在巷道表面喷浆，从而最大程度减少巷道的粗糙程度。在选用支护设备时，应当尽量选用表面较光滑且体积较小的设备，并对巷道进行定期维护，出现漏水时及时进行处理从而取得较为理想的通风效果。
3案例分析
在实际分析的过程中，主要可以全面分析风阻变化对风流稳定产生的影响，具体过程如下所示：风的阻力将会对风流有直接的影响。在使用的过程中，阻力又会直接和巷道的断面、行车轨迹和堆积物有直接的关系。但是风阻、风量和风压之间的关系可以表示为：
.png)
当风路内部的风阻Ri发生变化时，其风压Hi和风量Qi也会随之发生变化。在实际操作的过程中，主要通过对风流稳定性为例子直接进行实验。如果假设通风气流本身为不可压缩的流体，那么就可以忽略因为流体所自带的黏性力不断地做功从而引发耗热散热。在使用的过程中，流体的紊流黏性有着共同的性质。图1主要显示整个运作的模型，其中1主要指的是运输设备，2主要指的是巷道。运输设备会在保持一定速度的状态下在巷道中运行。并让运行的方向和通风风流的方向保持相反。在实际执行的过程中，需要先分析对象，再通过模拟设备周围的速度场和压力场，来有效地分析风流的稳定性。
.png)
图1巷道模拟模型示意
结语
综上所述，本文先分析煤矿通风系统的概念，之后再具体分析矿井下通风系统的特征，并通过分析煤矿通风系统风流稳定性的影响因素，再结合实际的案例进行分析，有效地分析煤矿通风系统内部风流稳定性的影响。
参考文献
[1]赵厚春，冯建文.煤矿通风网路中风流稳定性分析[J].煤矿现代化，2016（5）：149-153.
[2]贾进章，刘剑.通风系统稳定性数值分析[J].矿业安全与环保，2017（3）：89-95.
[3]马新伟，胡英俊.煤矿通风系统稳定性影响分析[J].山东煤炭科技，2013（1）：111-112.
[4]陈建强，魏引尚.碱沟煤矿通风系统稳定性分析研究[J].西安科技大学学报，2010（5）：531-535.