矿井通风系统稳定性影响因素分析

前言

对于矿井生产而言,需要始终具备完善、独立的通风系统。如果通风系统稳定性欠缺,很容易导致后续出现安全事故,造成人员伤亡财产损失。矿井生产过程中重要组成部分,即是矿井通风系统,其能够对矿井安全生产命脉有效实现,从而促进矿井通风系统运行的可靠性、稳定性。

1.矿井通风系统

矿井通风动力及其装置、通风网络、矿井通风方式以及矿井通风设施是矿井通风系统的主要组成部分。矿井通风系统主要的作用是借助通风动力,以更加经济合理的方式向井下不同位置提供足够数量以及优质的新鲜空气,对井下工作人员的生命安全有效保障,并对矿井的气候条件有效改善,同时,在出现灾害的时候,还能够对风量有效控制,对灾害范围有效缩小,减少矿井的经济损失和人员损失。对于矿井通风系统的稳定性而言,主要是指该系统在运行的过程中,对井下用风地点供给优质风量的能力。在系统实际运行过程中,如果矿井通风系统的稳定性欠缺,会使得井下风流稳定性受到影响,进一步导致煤矿事故发生。矿井通风网络结构以及通风动力的合理性、协调性,也在一定程度上可以从矿井内风流的稳定性看出来。

就矿井通风系统整体而言,通风网络以及风机是两大构成部分。从运行机制看,借助风机引导,自然风进入井下,随后,借助通风网络进入不同巷道之中,随后经过回风井排出地面。从通风系统形式角度看,机械通风以及自然通风是矿井通风系统的主要通风类型。但就实际生产应用来看,相关工作人员不能充分控制自然风的风向以及风力,其稳定性相对较差,会影响矿井的通风安全,因此,矿井中机械通风应用范围更加广泛。保证煤矿生产的一个重要因素,即是保证通风系统的稳定性,安全性。基于煤矿生产的相关规定和标准,煤矿通风系统在不同方面,如通风网络、通风设备以及通风稳定性上都需要遵循相应的标准,如果其中一个环节不能达到相应的标准,需要及时进行有效的维护完善,对通风系统的稳定性提升,进一步保证煤矿生产的安全性。

2.影响矿井通风系统稳定性因素

通风设备、通风动力装置以及通风网络是对矿井通风系统造成影响的主要因素。保证通风系统运行的稳定性,需要对通风阻力分布、网络结构、通风动力装置运行、通风设备布置以及质量的合理性有效提升。本节就此分析影响矿井通风系统稳定性的因素。

(1)通风设施

为了引导风流按照指定的路线流动,需要在矿井巷道内选择合适的位置应用通风设施,有效控制风流。在矿井生产过程中,通风系统的稳定性会因为通风设施的数量,质量以及管理情况而受到直接的影响。风桥、挡风墙以及风门是矿井中经常应用的通风设备,如果在对通风设备管理的过程中,其数量质量不能够符合相关要求,且位置设置合理性欠缺,忽略对通风设备的管理工作,矿井中会很容易出现漏风以及风流短路的情况,进一步使得不同用风地点的风流稳定性受影响。因此,对于工作人员而言,需要对通风设备进行合理建造,并保证其质量,同时还要注意加强对通风设备的维护以及管理工作。

(2)通风网络结构以及阻力分布

对于矿井中的通风网络结构,主要是指矿井通风网络的连接形式以及分支的具体数量,矿井瓦斯、巷道布置、开采系统设计等因素会直接影响通风网络结构的合理性以及复杂程度,且通风网络结构与矿井通风系统稳定性之间有着密切的关系。在进行矿井生产的过程中,矿井会因为不同的工作内容发生相应的改变,进一步会影响通风系统的网络结构变化,最终使得风阻出现相应的改变。角联风路、并联风路,以及串联风路是通风网络的基本连接形式,其中会对通风系统稳定性产生直接影响的是角联风路以及串联风路。在对串联风路应用的过程中,会对风路的风阻增加,进一步增加通风的费用。如果在串联风路中出现污染,前段受到污染,势必会经过后段风道,导致整个风流通道安全性受到影响,同时,该形式风路不能及时调节风量,也不能对风量进行充分应用。在对角联风路应用的过程中,其分支重要的特点之一,即是流向不稳定性,同时风向以及风量也会受到相应的影响,进一步导致通风系统的稳定性受到影响。

同时,矿井通风网络阻力分布合理性欠缺,也是影响通风网络系统稳定性的重要因素之一。对于矿井通风网络阻力,主要是在通风网络中关键风路上存在的阻力。现阶段一些矿井有较高的通风阻力,且阻力分布的合理性欠缺。受到运输、采掘煤矿等大型设备外形尺寸的限制,矿井进风段通常有较大的巷道断面,较小的通风阻力,在另一方面,受到失修、变形以及采动等方面的影响,使得巷道不能对相应的通风要求有效满足。根据相关调查统计显示,大部分的矿井回风段阻力相对较大,使得回风风流排出难度较大,进一步导致矿井生产事故。

(3)自然风压因素

通风的动力不仅来源于通风机,并且与自然风压也有一定的关系,一般与通风机联合工作,相当于两个通风机实现串联工作。矿井通风工作不同时期都会因自然风压受到影响,因此,对于相关的管理人员而言,需要加强矿井通风管理工作中自然风压的控制工作。

(4)主要通风机运行情况

轴流式通风机是现阶段我国大部分煤矿应用的主要通风机类型。该通风机在运行时,有时会出现运行不稳定的情况,使得风量和风压受到影响,出现减少的情况,并在此基础上会出现较大的空气动力,振动通风机附件,从而损坏通风机以及驱动装置。所以需要将风机控制在一定的范围内,即保证轴流式通风机实际工作最高风压90%,最低运行效率不能低于60%。

如果超过上述范围,通风机会出现运行不稳定的情况。而导致通风机运行不稳定,主要受以下因素影响:其一,风阻改变。风阻改变主要是指分支段分组、公共段分组分别出现改变,不同方向的通风机会相互影响从而使得通风机运行稳定性降低。其二,风量改变。对于角式通风矿井,如果其中一个分支风量发生改变,会进一步导致整个矿井的通风系统受到影响,进一步导致通风机的稳定性受到影响。

3.调控矿井通风系统稳定性策略

作为矿井生产系统重要组成部分,通风系统能够在很大程度上保证矿井生产的安全性、稳定性,同时也有利于防治灾害。作为一个动态、复杂的系统,通风系统受到众多因素影响,其稳定性很容易受到影响,如上文所述,对于一些自然因素,人为难以控制,而对于其中一些可以控制的因素,管理人员则要加强相应的管理优化工作。本节就此对调控矿井通风系统稳定性策略进行分析。

(1)优化管理、维护井下通风设备

在矿井通风系统中,通风设备主要起到引导、对风流调节以及隔断的作用,引导风流按照指定的路线流动。因此对于相关管理人员而言,要及时对处于非正常状态的通风设备维修,否则很容易出现漏风、短路的情况,具体问题如:

其一,会减少用风地点的风量,导致不良气候条件;其二,会出现风流短路的情况,使得用风地点不存在风流;其三,会对通风系统的复杂性提升,导致通风系统可靠性、稳定性受到影响,风量调节的难度也会增加。因此,在对通风设备管理的过程中,要充分考虑不同方面因素,明确通风设施的装置位置、类型,并保证设备的质量,从而保证设备良好的状态。

(2)调节通风系统

对矿井通风系统的稳定性提升,一个重要的策略即是对风阻变化调整,具体方面包括对风阻降低、风阻增加。对风阻增加,主要是基于阻力值,选择较小阻力的电路,对局部阻力增加,对并联网孔中不同风路的阻力平衡性有效保证,从而保证风量的有效供给。对阻力增加的调节方式,主要是增加通风网路的总风阻,总风量会在通风机特性曲线不改变的情况降低,有时并不能够得到预期效果。增加阻力的方法操作性较为简单,但实际应用范围局限性较大,(主要应用在较短服务年限、调节位置的风阻占比重不大的矿井之中)。对于矿井中的主要风路则不适用于上述方法,否则会导致分支网络风流受到影响。与增加风阻相反,对风阻降低,主要是对巷道中的阻力有效降低,具体方法是对巷道通风断面扩大,对巷道中存在的杂物有效清理,是对并联巷道有效挖掘等。借助阻力降低的调节方法,能够对矿井总的风阻降低,对总的风量增加,有较好的调节效果,能对通风机耗电情况有效降低。

4.总结

综上所述,在实际矿井生产过程中,需要在明确影响矿井通风系统稳定性因素基础上,强化矿井通风系统的管理工作,对相应的稳定性标准有效遵循,优化通风方法、方式,从而对通风效果有效增强,对通风系统的稳定性保持,从而促进矿井生产的安全性。

摘要：本文主要对矿井通风系统相关内容进行分析,其中着重探究矿井通风系统稳定性影响因素。对上述内容分析,有利于对煤矿生产安全性提升,降低安全事故发生概率,保证矿井运行的可靠性、稳定性,保证工作人员生命安全。通过对矿井通风系统相关内容分析,以期为相关企业和工作人员提供参考借鉴。

关键词：矿井生产,通风系统,稳定性

参考文献

[1] 胡锦峰.矿井通风系统风量稳定性影响因素分析[J].中国科技投资,2017,(3):168.

[2] 周文宏.矿井通风系统稳定性影响因素分析[J].江西化工,2020,(3):444-445.

[3] 殷富胜.矿井通风系统的风量稳定性与影响因素[J].建筑工程技术与设计,2019,(35):3364.