文山麻栗坡紫金钨业集团有限公司
摘要：在我国飞速发展的经济社会环境下，作为推动社会进步的重要资源之一，各个行业都在持续增加着对于煤炭能源的消耗量，因此要使煤矿矿井的运作向着更高效的方向进步。煤矿在实际施工中，通风系统的构成对矿井施工相当重要，不仅影响着施工人员的安全，也对煤矿的经济收益有着重要的保障。但目前许多通风体系实际应用效果达不到预期，就需要相应的改善措施，使通风系统发挥出实际作用。煤矿通风阻力作为通风系统运转效果的重要参数，阻力越小，则证明通风效果越好。因此对通风系统进行优化和改善，对于煤矿的安全生产具有十分重要的意义。
关键词：矿井；通风系统；通风方法优化；安全生产
引言：
通风系统作为矿井持续安全开展的必要辅助系统，合理调整井下环境，排除矿井中有毒有害气体是其主要作用[1]。伴随矿井不断开采，通风系统的繁杂情况也在不断提高，造成原有通风系统运转性能跟不上实际生产要求，所以必需用合理的方式改善通风系统。目前因为煤矿工程技术人员技术有限加上矿井通风体系自身结构相对复杂，要结合实际情况对通风对象进行合理优化。为了避免随着开采面积不断增加，通风面积逐渐加大时，出现运行效果不理想、影响施工安全性等不良因素，就需要积极改善矿井通风体系，同时对我国煤矿行业的进步有着促进作用。
一、优化通风系统的重要性
纵观整个煤矿行业的工作模式，依赖接力方式的多风机多级机站设备应用率相对较高，可以实现交换井下有害气体和地表空气的目的，以达相应通风换气的能效。值得注意的是，运用这种技术方式，做到标准风量管理和控制，就能保证可操作性达到理想标准，还可以实现节约能源。但现实情况下，此类研究都是基于固定时间，固定标准的前提下，对于变化性相对较强的矿井作业中，实际风量、运行标准难以与理想状态一致。纵观目前通风体系的运行现状，存在相对明显的技术难题。伴随矿井持续开采的过程中，挖掘前进中很容易出现各类空道，煤矿企业通常容易忽略这方面管理，对于整个通风体系运行作用和质量，出现有效风量缺失的情况，是相当大的损失。其次，开采矿井时，会有很多瓦斯气体和粉尘大量存于施工环境中，或排放到自然环境中，都容易造成恶性影响。为了避免以上可能出现的问题，就需保障高效率的运转矿井通风体系[2]。
二、分析通风系统存在问题
解析通风体系常见的问题，发现具有多样性的因素会对矿井通风体系正常运行造成影响，主要涵盖以下因素：
（一）影响通风机运行的因素
主通风机驱动着通风系统，保证井下每个位置的风量符合预期标准，从而确保有效的生产环境。为了保证风量要求合格，成本管理和控制在预期状态，运行效率一定要处于比较高的状态，因而就需选择适合的通风设备来达到这两个条件。如果固定通风网络，其运行工况点会被风量影响。因通风机自身的独特性，不同工况点效率也不同，在保证节能的前提下，工况点要处于较高效率的状态。网络环境随着煤矿挖掘深度和面积不断加大会更加繁杂，此刻通风阻力逐渐增加，因此会出现通风机工况点移动的现象，就会降低通风机实际运行效率，难以获得理想电能消耗的效果。其次通风机扇叶安装角与风压有联系，随着阻力增加，风量减少的背景下，不利于安全生产。
（二）影响通风网络的因素
通风网络就是井下每条矿道互相连接构成的线路结构，有分配实际风量的价值。研究矿道间连接方法，从网络繁杂程度进行通风体系性能的权衡。通常以拓补图的方式对实际通风网络进行有效描述，运用箭头符号、编号、分支符号，通常有串联、并联和角联的方式，前两项通过运用公式来计算相应的通风阻力，角联的计算则需先转化为前两项再进行[3]。矿井的通风网络随着煤矿不断开发而逐渐发生变化，工作面位置也会出现改变，不仅会影响矿道长度还会对连接方式产生影响。在初步开发时，矿道数量少因此通风网络也相对简单，但后期矿道数量增加，实际通风网络会进入相对繁杂的状况，此刻通风体系的运转环境不如之前良好，从而会导致发生安全隐患。
三、优化通风体系的措施
（一）引用先进设备
大量机械设备零件组成了矿井通风体系，增强每组设备零件功能，改善其质量对整体通风体系运作效率有着积极的作用。在改善设计通风体系时，对安全作业，系统运转效率等因素重点考虑，并引进新型机械设备，保障实际系统整体运转效率达到既定的目标。其次关注煤矿开发中出现的安全隐患，对诸如大量粉尘和瓦斯等有害气体着重关注，保障通风体系在处理有毒有害气体上充分发挥出作用。对于我国煤矿产业而言，要贴合自身实际情况，考虑风机整体功率来不断改进通风体系和机械设施，并重点关注轴流式通风机和离心式通风机的创新，在实际通风体系中发挥出更大的作用。规划设备时，要考虑到占地面积、控制噪音和适应不同场地运行等因素，表现出良好的效率和适应能力。当新的机械设施投入到实际作业中后，要做好相应的维护并组织人员深入学习，了解设备各方面数据，对后续维护和管理整套系统形成信息支持，确保整套体系逐渐向详细化的方向进步[4]。
（二）持续优化通风技术
早在1988年邓小平同志就提出“科学技术是第一生产力”的论断，因此通风体系在改善时不仅要对机械设备进行更新，还要依赖相应的技术。重点关注构建技术研发的体系，建议通风体系生产商在设计时，详细了解目前矿井通风的需求，应对不同问题制定合理解决方案，保障新技术能更快的应用到实际作业中，对出现的新技术要进行综合评估，是否各项综合指标达到预期标准，符合标准之后在实际应用到通风体系中。不断创新技术对矿井下通风体系的优化有着促进作用，可以使当前的作业环境达到更理想的状态。
（三）完善通风管理制度
对通风体系进行改善时，需要侧重完善通风管理制度。要贴合实际运作情况，构成完整的管理制度，对设备和管理技术的改善是提升矿井通风体系运作效率的基础和前提。对以往形式上的管理行为和态度进行整改，保证实际的系统运行管理更加细致，可以使得系统运行，系统管理，系统维护等方面更加规范化[5]。
（四）改善通风阻力
明确通风阻力和通风量之间的比例关系，在其他因素固定的状态下，通风阻力会随着通风量的增多而增多。因此把控井下矿道的风量平衡，保障生产安全，每个矿道风量越贴近自然风量风阻就越小。合熟练掌握矿道通风阻力公式，并合理应用，确定矿道面积和长度，从而优化矿道风阻。结合实际情况对矿道路线和结构进行优化，遵照通风标准，提升通风阻力优化的效果。如下图所示，某矿井一段通风示意图优化前与优化后的比对。
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图1 某矿井通风图 图2 优化后的通风图
结论：
综上所述，煤矿通风体系的改善，是一项相对繁杂的工程，应得到相关煤矿企业的关注。目前持续加快开发煤矿，要对大多数老化及故障的设备进行更新与维修，加上实际运作中种种因素的影响，难以获得有效的作用[6]。因此重点从通风阻力和通风网络等环节改善通风体系，制定有效且直接的方案，从根本上改善传统通风体系中存在的问题，保证施工人员生命安全，并保障开采工作正常运作。优化通风体系不仅很好的改善了矿井下的作业环境，对我国煤矿产业的持续发展也有着十分重要的推动作用。
参考文献：
[1]梁杰. 浅析矿井通风系统优化设计研究与应用[J]. 当代化工研究，2019：1-1.
[2]李旸. 矿井通风系统优化设计研究[J]. 中国金属通报，2019，000（004）：27-29.
[3]高利荣. 矿井通风技术及通风系统优化设计探讨[J]. 矿业装备，2020，No.114（06）：24-25.
[4]杨惠钧. 矿井通风技术及通风系统优化设计研究[J]. 石化技术，2019，026（002）：138-138.
[5]张鹏云. 矿井通风系统优化设计研究与应用研究[J]. 建筑施工管理，2019，001（009）：P.24-24.
[6]高颖渊. 煤矿通风系统的安全性及优化设计[J]. 内蒙古石油化工，2019，v.45；No.354（06）：62-63.