煤矿开采中通风技术与安全技术的应用研究

发表时间:2021/6/15   来源:《科学与技术》2021年第6期   作者:孙龙
[导读] 煤炭能源作为中国的重要能源,对其进行的高效、安全地开采是我国煤炭行业能够持续高效发展的必然需求。
        孙龙
        富源县墨红富盛煤矿有限责任公司    云南曲靖  655000

        摘要:煤炭能源作为中国的重要能源,对其进行的高效、安全地开采是我国煤炭行业能够持续高效发展的必然需求。其中煤矿开采过程中的通风技术不仅关系到煤矿的高效开采,更关系到煤矿开采人员的健康与安全。本文通过介绍几种煤矿开采中通风技术,包括单风机压入式通风、串联式通风、并联式通风、平行式通风、风库式通风和打孔式通风。并详细介绍了各种通风技术的实施方式、适用环境和相关优缺点。可以针对不同的施工情况,选择适当的通风技术。

        关键词:煤矿开采;通风技术;安全技术;应用研究

        我国是一个煤炭资源储量十分丰富的国家,煤炭在我国的能源生产中一直占据主导位置。随着我国社会经济的不断发展,对煤炭等基础能源的需求量也呈不断增长态势。煤炭能源作为中国的重要能源,对其进行的高效、安全地开采是我国煤炭行业能够持续高效发展的必然需求。其中煤矿开采过程中的通风问题不仅关系到煤矿的高效开采,更关系到煤矿开采人员的健康与安全。因此开展煤矿开采过程中的通风与安全技术的研究,对保证煤矿的安全、高效开采有着重大的理论与现实意义。
一、单风机压入式通风
        利用单风机进行压入式通风技术是目前在煤矿开采中使用比较广泛的一种通风技术。这种通风技术根据实际操作环境中所需风量,选择不同漏风率的风筒和符合通风要求的风机。另外还需要配备一台相同型号的风机作为备用机,当主风机因故障或其他原因出现停风时,备用风机可以及时启动,替代主风机完成通风任务。这种通风方式适合通风区域较短,同时需要配合大功率风机和大直径风筒根。在内部构造简单的煤矿内,采用单风机压入式通风的风机一般布置在进风口处,此时污风不流经风机,通风的安全性较高。由于风筒内部处于正压状态,漏风可以直接与回风混合,可以对污风瓦斯起到一定的稀释作用。
二、串联式通风
        在煤矿的通风过程中经常会出现风阻过大的情况,采用一般的风机无法满足施工所需通风量。在这种情况下,可以使用多台风机串联的方法来增大风压,以满足供风需要。多台风机的串联方式可分为连续式和间隔式。连续式串联是多台风机用刚性的风筒连接,使风机在出口处得到较大风压。这种连接方式中,风筒比较容易因风雅过大而导致吹裂,同时漏风也较严重。而间隔式与连续式相比,风筒内部风压较小,漏风率也较小。但串联中当两台风机间隔较远时,风筒之间可能会出现负压的状态,同样会造成风筒的损坏。因此采用串联式通风技术时,风机之间的距离不宜过长, 因此这种通风技术的使用也受到一定的限制。
三、并联式通风
        当所需进行通风的巷道长度较短,但是所需通风量较大时,采用大功率风机独立供风会导致风筒承受风压过高,漏风率增大。严重的会导致风筒破裂和脱节。这时可以采用并联式通风,这种通风技术使用多台相同的通风机配合各自设置的风筒同时向煤矿内通风。这样就可以将通风量平均分配給多台风机,降低了每台风机的风压,避免了风筒被吹裂的问题同时降低了风筒的漏风率。

这种通风技术比较适合煤矿内通风量较大且风阻较小的情况,但是由于通风设备的增加,导致施工成本的增加。增加通风设备也占用了施工面积,使得煤矿开采过程中的运输和管理负担大大增加,提高了施工成本与维护费用。
四、平行式通风
        平行式通风技术在应用时受实际环境影响存在一定的限制。当需要进行通风的巷道附近有另一条平行巷道,并且两条巷道距离较近时,才能选择平行式通风技术。当煤矿内采用普通的通风技术无法满足通风要求,且存在两条距离较近的平行巷道时,可在两条巷道之间每隔一段距离设置一条联络巷。在通风时,这种结构可以形成一条巷道进风,另一条巷道回风的通风状态,实现了全负压通风。这种通风技术可以使总的通风距离不受风机和风筒等通风设备的限制,实现了煤矿内的全负压通风。在通风过程中通风机安装在进风的巷道中,随着联络巷位置的变化,保证了通风设备一直处于短距离供风,降低了对于通风设备的要求。平行式通风技术对操作人员的要求较高,要求联络巷和通风设备的跟进必须及时,同时旧的联络巷也要及时封闭。同时就得联络巷的封闭质量必须要高,以免出现回风进入进风巷道形成循环,破坏系统的稳定。
五、风库式通风
        面对通风距离较长且施工环境复杂的情况,尤其是在施工过程中出现大断面等地质因素,导致通风风阻和风压变大、漏风率增大或通风量减少,导致无法满足通风量要求的情况时,就需要对巷道内的通风结构进行改造,来解决通风的问题。通常可以选择在巷道内建立风库的方式,来降低风压和风阻,使风筒出口风量增大,以达到煤矿内部的通风要求。风库式通风技术主要是通过在巷道内设置风库并配合多台风机降低风压和风阻,使通风量达到煤矿内通风要求,保证施工安全。在实际施工过程中可以根据巷道内的具体情况,并针对通风机的性能、通风距离和通风量等条件进行选择风库的形式。这种通风技术的优点是通风量比较稳定且不受施工环境的影响,同时建立风库还可以有效降低巷道内温度,改善工作面环境。但是利用该技术同样需设置多台风机,且要求多台风机的配合。导致了投资和维护费用的投入较多。
六、打孔式通风
        当施工巷道距离地面或者附近巷道距离较近时,可以通过打通风孔的方式,配合通风机将巷道内的污风从通风孔排出。这种技术是在施工进入巷道一段距离后,当风机出风量下降到最低风量要求时,可以从地面或附近的巷道向施工巷道设置一条导风孔,将新鲜风引入施工巷道,同时在施工巷道一侧安装通风机,将污风抽出,这样就可以缩短通风距离,提高通风量,改善了施工环境和通风效果。同时将巷道内的污风直接抽出地面,巷道内不存在污风,避免瓦斯和 粉尘的二次污染,同时不需要导风筒,节约了成本。但是其应用也有一定的局限性,当煤层深度、地面地形、断面松散层厚度及渗水量不满足条件时,则不能应用这种通风技术。同时投资费用高,工程周期长,需要进行协调的事项较多。
七、结语
        要解决煤矿开采过程中的通风问题,需要分析不同煤矿的实际情况,针对具体情况具体分析,选择适当的通风技术和与通风技术相匹配的通风设备。同时结合通风技术中的智能控制手段,灵活调整通风量,在确保安全的前提下做到节能高效的通风效果。
参考文献:
[1]吴国君. 通风技术与煤矿安全的内在关系[J]. 化工管理,2020(36):91-92.
[2]李豹. 矿井通风在煤矿安全生产中的重要性[J]. 石河子科技,2020(06):12-13.
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