煤礦通風(fēng)系統(tǒng)安全及優(yōu)化探析

1、煤礦通風(fēng)系統(tǒng)安全及優(yōu)化探析【摘要】隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，煤礦產(chǎn)業(yè)獲得了巨大發(fā)展, 在煤礦經(jīng)營過程中，安全問題是煤礦企業(yè)研究的重點話題。在煤礦生產(chǎn)過程中，通風(fēng)系統(tǒng)的運行直接影響著煤礦生產(chǎn)質(zhì) 量和安全。因此，優(yōu)化煤礦通風(fēng)系統(tǒng)是提高煤礦生產(chǎn)安全性 的重要途徑。本文將對煤礦通風(fēng)系統(tǒng)安全及優(yōu)化進(jìn)行分析?！娟P(guān)鍵詞】煤礦；通風(fēng)系統(tǒng)；安全;優(yōu)化方案煤礦通風(fēng)系統(tǒng)是由動力控制、管理設(shè)施以及通風(fēng)線路網(wǎng)等構(gòu)成，其功能是保證煤礦生產(chǎn)順利進(jìn)行，為工作人員提 供安全的工作環(huán)境。設(shè)置通風(fēng)系統(tǒng)，能夠趕出礦井下的粉塵 和有害物質(zhì)，保證工作人員人身安全。1 煤礦通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化理論煤礦通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化主要是指改善礦井作業(yè)環(huán)境的方 法與措施，找出通

2、風(fēng)系統(tǒng)中潛藏的問題和安全隱患，及時制 定措施進(jìn)行改進(jìn)，從而找出最佳方法優(yōu)化井下作業(yè)環(huán)境。下 面主要講述一些與煤礦通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化相關(guān)的理論。第一，選擇有效的通風(fēng)系統(tǒng)方法。站在煤礦通風(fēng)系統(tǒng) 工作方式的角度上，通風(fēng)系統(tǒng)方法包括抽壓混合式通風(fēng)系 統(tǒng)、抽出式的通風(fēng)系統(tǒng)和壓入式的通風(fēng)系統(tǒng)等。在選擇通風(fēng) 系統(tǒng)方法時，需要考慮礦井的深淺程度、礦井下開采能源是 否能自燃、礦井周邊是否有火區(qū)等因素。一般情況下，壓入 式通風(fēng)系統(tǒng)適用于開采能源能自燃、礦井較淺且火區(qū)現(xiàn)象嚴(yán) 重的礦井。抽壓混合式的通風(fēng)系統(tǒng)的管理難度比較大，設(shè)備 種類眾多，所以一般不采用該種通風(fēng)方法。第二，合理分配煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)量。安裝礦井通 風(fēng)系統(tǒng)，

3、通過通風(fēng)稀釋或者清除礦井能源開采過程中產(chǎn)生的 有害物質(zhì)，為工作人員創(chuàng)造一個干凈健康的工作環(huán)境。要想 合理分配煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)量，在安裝通風(fēng)設(shè)備之前，應(yīng) 該深入礦井勘察，收集、整理和分析數(shù)據(jù)信息，將各礦井點 的通風(fēng)量控制在合理范圍內(nèi)，從而降低意外事故的發(fā)生率。 在能源開采的過程中，需要增加開采深度，擴(kuò)大開采范圍， 所以，礦井點的通風(fēng)量需求也發(fā)生了變化。因此，需要及時 更換主要通風(fēng)設(shè)備，確保工作人員的人身安全。第三，降低礦井通風(fēng)阻力。影響礦井通風(fēng)效率的因素 較多，如設(shè)備提供風(fēng)量大小、通風(fēng)井光滑程度、通風(fēng)井長度 以及通信線路網(wǎng)布局等。因此，在安裝通風(fēng)系統(tǒng)時，需要仔 細(xì)分析這些因素，核對相關(guān)數(shù)據(jù)資料

4、，分析各因素對通風(fēng)系 統(tǒng)的阻力大小，不斷優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)方案，從而不斷提高通風(fēng) 系統(tǒng)的有效性和合理性。第四，合理設(shè)置礦井通風(fēng)設(shè)施。礦井通風(fēng)設(shè)施對礦井 通風(fēng)效果有著直接影響。礦井通風(fēng)設(shè)施包括風(fēng)橋、風(fēng)窗以及 風(fēng)門等。在設(shè)置礦井通風(fēng)設(shè)施時，需要合理分配各礦井點的 風(fēng)流，盡可能減少礦井通風(fēng)設(shè)施，對通風(fēng)設(shè)施進(jìn)行嚴(yán)格控制, 從而得到最佳通風(fēng)目的。同時，需要仔細(xì)檢查通風(fēng)設(shè)施質(zhì)量 是否合格，通風(fēng)設(shè)施數(shù)量是否易控制和管理，通風(fēng)設(shè)施安裝 位置是否合理等，這些因素對礦井通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全 性有著重要影響。如果沒有做好這些工作，則可能導(dǎo)致出現(xiàn) 有害物質(zhì)泄漏的現(xiàn)象，從而危害工作人員的人身安全。2.煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和

5、安全性分析第一，煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析。在管理煤礦通風(fēng) 系統(tǒng)的過程中，需要確保各礦井點處于穩(wěn)定狀態(tài)，如果煤礦 通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)阻出現(xiàn)變化，則需要保證通風(fēng)系統(tǒng)送往各工作 區(qū)域的風(fēng)的質(zhì)量和數(shù)量達(dá)到規(guī)定要求。在通風(fēng)系統(tǒng)中，風(fēng)流 的穩(wěn)定性具體表現(xiàn)在風(fēng)流方向變化以及通風(fēng)系統(tǒng)分支風(fēng)量 變化上。如果通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)阻發(fā)生變化，普通風(fēng)支影響著風(fēng) 量大小，而角聯(lián)分支則影響風(fēng)流方向。煤礦通風(fēng)系統(tǒng)非常復(fù) 雜，其是由礦井下各通風(fēng)巷道構(gòu)成的。我國大部分煤礦開采 環(huán)境都非常惡劣，不同地區(qū)地質(zhì)環(huán)境不同，有的地區(qū)甚至瓦 斯涌出量大，導(dǎo)致礦井下通風(fēng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通風(fēng)系統(tǒng)變化較大。 比如，大型的煤礦通風(fēng)系統(tǒng)一般具備上千個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，分支 達(dá)

6、到數(shù)千條，礦井巷道最長達(dá)到200公里，角聯(lián)分支所占比 重達(dá)到45%,礦井通風(fēng)設(shè)備有時數(shù)十個，用風(fēng)作業(yè)區(qū)域有上 百個，由此可知，提髙煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有重要的現(xiàn) 實意義。第二，煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的安全性分析。在煤礦通風(fēng)系統(tǒng) 運行過程中，需要保證各工作參數(shù)處于穩(wěn)定狀態(tài)。礦井下通 風(fēng)網(wǎng)絡(luò)風(fēng)量是判斷煤礦通風(fēng)系統(tǒng)工作能力的關(guān)鍵因素，風(fēng)量 的分配對礦井中空氣的清潔度以及風(fēng)量的大小有著直接影 響。為了提高煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的安全性，需要從以下方面努力: 首先，在使用通風(fēng)系統(tǒng)時，不能為了節(jié)約資金，而無法在第 一時間向煤礦開采區(qū)輸送新鮮充足的空氣；其次，保證煤礦 開采區(qū)具備良好的氣候條件；再次，盡量將各種有害氣體和 粉

7、塵量降低到最低程度；最后，當(dāng)發(fā)生安全事故時，應(yīng)該有 效控制風(fēng)量和風(fēng)流方向。同時，煤礦開采活動是持續(xù)進(jìn)行的, 礦井下通風(fēng)到出現(xiàn)老化，從而影響通風(fēng)系統(tǒng)的安全運行。在 通風(fēng)系統(tǒng)運行過程中，通風(fēng)設(shè)施經(jīng)常會出故障，從而改變了 通風(fēng)參數(shù)，導(dǎo)致通風(fēng)系統(tǒng)無法正常運行。由此可知，通風(fēng)系 統(tǒng)是動態(tài)的、變化的系統(tǒng)，具有隨機(jī)性特征，隨著煤礦生產(chǎn) 的變化，通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)也隨之變化，這種變化直接影響著通風(fēng)系 統(tǒng)的工作參數(shù)。3.煤礦通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計第一，傳統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的通風(fēng)系統(tǒng)一般都是 通風(fēng)機(jī)一立式主風(fēng)機(jī)一檢修風(fēng)門結(jié)構(gòu)，如下圖所示：在一般情況下，檢修風(fēng)門是打開狀態(tài)，如果1號風(fēng)道 中1號通風(fēng)機(jī)和2號通風(fēng)機(jī)處于運行狀態(tài)，1號

8、通風(fēng)道中立 式主風(fēng)門是開啟狀態(tài)，要進(jìn)行倒機(jī)，必須開啟2號通風(fēng)機(jī)，關(guān)閉1號通風(fēng)機(jī)。由此可知，在倒機(jī)時，會有一段停風(fēng)時間, 在1號通風(fēng)機(jī)關(guān)閉的情況下，如果2號通風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障無法 正常運行，那么礦機(jī)下則會集聚大量瓦斯，從而發(fā)生瓦斯爆 炸事件。第二，優(yōu)化方案。該方案有效地解決了在通風(fēng)機(jī)倒機(jī) 時，短時間停風(fēng)而引起的瓦斯爆炸事故。在風(fēng)道上增設(shè)百葉 窗式的平式，在倒機(jī)時，各礦井點的風(fēng)量保持不變，從而避 免出現(xiàn)瓦斯集聚現(xiàn)象。如下圖所示：采取優(yōu)化方案之后，將plc自動控制系統(tǒng)與通風(fēng)系統(tǒng)結(jié)合起來。此時立式檢修風(fēng)門是打開狀態(tài)，如果1號風(fēng)道中 的1號和2號通風(fēng)機(jī)處于正常運行狀態(tài)，1號風(fēng)道的主風(fēng)門 是打開狀態(tài)，平式對空風(fēng)門處于關(guān)閉狀態(tài)。把平式對空風(fēng)門 以及立式主風(fēng)門的開關(guān)信號輸入到plc中，再將通風(fēng)機(jī)交流 器的輔助點信號輸入到plc中。通風(fēng)系統(tǒng)倒機(jī)過程如下：plc檢測到1號風(fēng)道中的通風(fēng)機(jī)處于運行狀態(tài)、開啟全部立式主風(fēng)門、關(guān)閉全部平式對空風(fēng)門，2號風(fēng)道的通風(fēng) 機(jī)是關(guān)閉狀態(tài)、關(guān)閉全部平式對空風(fēng)門與立式主風(fēng)門 &rarr； 2號風(fēng)道的平式對空風(fēng)門是打開狀態(tài)&rarr； 2號風(fēng)道 通風(fēng)機(jī)是打開狀態(tài)&rarr；2號風(fēng)道的立式主風(fēng)門和1號風(fēng)道 的平式對空風(fēng)門處于開啟狀