矿井建设通风系统节能技术措施研究

发表时间:2021/6/24   来源:《建筑实践》2021年2月6期(下)   作者:孙渝
[导读] 矿井通风系统合理与否,关系到矿井的安全生产,也关系到矿井的经济效益
        孙渝
        身份证号:52250119740427****贵州省贵阳市550002

        摘要:矿井通风系统合理与否,关系到矿井的安全生产,也关系到矿井的经济效益。对国内外历次煤矿重大灾害事故的发生、发展规律以及事故的原因分析可知,煤矿重大灾害事故的发生与矿井通风有着密切的关系,矿井通风系统不完善、井下用风地点风量不足、风流不稳定是导致煤矿重大事故的主要原因之一。因此,建立一个完善的矿井通风系统,保证矿井主要通风机运行工况合理、风流稳定、风量足够、风质合格,对保障矿井安全十分重要。基于此,本文章对矿井建设通风系统节能技术措施进行探讨,以供相关从业人员参考。
        关键词:矿井建设;通风系统;节能措施
引言
        矿井通风系统的价值在于:使得煤矿井下空气处于理想的状态,排出有毒害的气体,确保工人处于理想的空气环境下工作。需要注意的是,一开始矿井处于运行初期,对应通风系统运行正常,但是随着开采规模不断提升,用风地点不断增加的时候,此时的通风系统就可能出现运行效率不高的情况,就可能对施工环境的安全性造成不良影响。为了规避这样的风险,就需要积极采取矿井通风系统优化方案。
1煤矿井下通风系统
        煤矿井下通风系统具体包括向巷道以及各生产工作面排送新鲜的空气,并且能够排除煤矿井下毒害气体的通风设备和通风网络。井下通风系统是由矿井进风井和回风井布置方式,即通风方式,矿井主风机的工作方法,即通风方法,完成通风工作的各项设施,即通风设备,风流流动形成的线路结构形式,即通风网络等四个方面组合起来的总称。它的主要任务是为井下采掘工作面、巷道硐室等用风地点提供新鲜空气,保证井下作业人员正常呼吸所需氧气;冲走稀释井下瓦斯、CO等有毒有害气体及煤岩尘,防止积聚造成灾害事故,保证井下安全生产;降低井下温度,为井下人员创造良好的生产作业环境。
2对矿井通风系统进行优化的关键性
        随着矿井开采深度的不断增加,开拓大巷的持续延伸,矿井通风距离逐渐增加。从我们的煤矿当前通风系统运行情况来看,主要存在如下问题。第一,现阶段开采煤层有一个正在开采的工作面,一个备用的工作面,也有四个正在掘进的工作面,通风系统整体变化较大。同时,通风系统长期使用后,系统中使用的各类通风设施已经会出现明显的老化问题,导致系统内有较大的漏风,通风阻力也相对较高。第二,正在扩能生产的煤矿,需要对通风系统的通风能力进行全面重新核定。第三,从当前矿井通风系统的运行情况来看,矿井回风段整体的通风阻力相对较高,根据测算结果,占整个矿井通风阻力的比重已经接近60%,矿井通风阻力不合理的问题较为突出。所以,需要对矿井当前通风系统阻力分布规律进行全面的测定,结合具体测定情况,研究制定矿井通风系统改造优化方案。
3矿井建设通风系统节能技术措施
        3.1利用自然风压和改进风机效率
        自然风是大量存在的,季节和气候的不同,自然风也会发生很大变化,应当充分利用自然风压,将其引入地下成为井下通风量,成为矿井通风动力的重要部分,这能代替部分风机通风量,减少能耗。然而,一旦自然风不能被很好地利用,就有可能引发矿难。因此,根据矿井地形,做好风压检测,找到自然风的运行规律,合理有效地引导自然风,才能实现通风、节能的目的。淘汰老式风机,改用新型高效风机,相较于旧式风机,新型风机的效率提高了近1倍,而且能耗大大降低。
        3.2优化矿井通风网络
        通常条件下,优化巷道通风状况在煤矿阻力调控方面的影响力较小,必须针对巷道的联通方法展开优化,也就是改善煤矿的通风网络。

开展煤矿通风网络改善期间,必须针对煤矿通风阻力展开判定,同时依据煤矿通风阻力数据科学合理的选取改善措施。还需要针对措施展开测算,保证所有施工位置的精准性。在此过程中需要关注的是,矿井施工之后,因为通风道路较长,一般的通风网络该上无法达到工作需求。在此情况下,必须再次建设风井来改善通风网络,施工的重点为风井方位的选取。若是想要确保再次施工的风井能够长时间的应用,必须建筑后续施工的通风网络状况。为此必须借助计算机程序展开通风网络运转状况的模拟。
        3.3鼓励通风技术的不断创新
        科学技术是第一生产力,这就意味着在矿井通风系统优化的过程中,还需要依靠对应的技术。在此环节,需要关注的内容有:技术研发机制的构建,积极鼓励通风系统供应商或者设备设计厂家,能够去了解当前矿井通风系统的诉求,找到实际的痛点,然后积极寻求对应的解决方案,确保新技术可以迅速的作用于实际的通风系统,确保系统中使用的各项技术是最前沿的。在新技术涌现之后,其是否可以发挥理想的系统优化效能,优化消耗的成本,优化后的效益如何,这些都需要进行评估,在综合评估之后得出客观的结论,就可以将对应技术使用到实际通风系统中去,由此使得实际的创新环境和氛围步入到更加理想的状态。
        3.4减小井下构筑物风阻
        矿井构筑物是影响通风效果的因素之一。矿井通风巷道立体面积越大,断面周长越短,越有利于减少通风阻力。因此,在巷道设计阶段就应当考虑这两个因素,最大程度地加大立体面积,缩短断面周长,以达到减少风阻的目的。巷道断面尽量设计为拱形,减少通风巷的拐弯数,同时指派专人定时清理巷道杂物,这都有利于减少风阻,实现通风节能。
        3.5矿井生产后期通风系统优化方法
        而对于矿井生产后期的通风系统优化,最为关键的是重新开凿风井。在矿井生产后期,矿井的通风线路特别长,通风网络也变得特别复杂,此时优化矿井的通风网络取得的效果并不好,使得矿井通风机的工况点很难处于一个高效率工作点。新开凿风井可以显著缩短矿井的通风线路,降低矿井通风网络的复杂程度,提高矿井通风效率。考虑到重新开凿风井经济成本较高,必须要选择好新风井的位置。新风井不仅能服务于当前工作面的回采,还能服务于后续工作面的回采。为了使矿井通风系统的优化效果最好,可以采用数值模拟的方法来计算不同风井位置的矿井通风阻力。此外,选择风井位置时,还要考虑当地降雨对其的影响。
        3.6降低矿井外部漏风与内部漏风的问题发生
        对工作面回风风桥进行全部封闭,同时选择新式风门代替原来使用的手工焊制铁风门,这对于降低内部漏风的问题较为明显。对封闭采空区的封闭墙进行维护,对所有的穿线孔进行全部重新封堵,确保通风设施不出现漏风的问题。将风桥位置使用的调节风窗木板更换为高密材质,更好提升其贴合的紧密度。对回风井口所使用的防爆门进行全部的翻新处理,特别是对于出现变形的位置及时进行修复,最大限度的将外部漏风的情况降低到最低。
结束语
        节约资源是我国的基本国策,节能也是我国可持续发展的一项长远发展战略。井下通风是保障安全作业的基本要求,在满足安全的条件下,节能就显得十分必要了。煤炭行业虽然是我国最重要的产能行业,但同时也消耗了大量的能源。本文从生产系统中的通风系统优化角度,总结了煤矿节能的措施,以期能为工程实际提供参考价值。
参考文献
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