煤矿井下的通风系统不仅能够有效地改善煤矿开采的条件,更可以稀释内部存在的有害气体,并让煤矿生产的环境变得更加安全。虽然煤矿内部局部通风设备是很细微的一个环节,但是却对煤矿生产发挥着重要的作用。本文结合实际案例分析煤矿局部通风的设计方案。
煤矿通风的重要性可以体现在如下两个方面:第一,可以让煤矿在生产时为煤矿内部提供更多的风量,并有效地保证风量的持续性和稳定性。只有提供合适的风量才能够保证井下拥有新鲜的空气,并排出被污染的空气。第二,通风系统可以及时地预防一些突发事件的发生,并有效地减少有毒气体对人体产生的危害。
局部通风设计是煤矿开采中非常重要的环节,它充分兼顾了煤矿生产的内容和客观环境。目前,煤矿局部通风设计的原则包括如下几个方面:
安全可靠是设计通风时的基础原则,只有使用较为规范的通风设备才能够让煤矿内部的通风机械能够正常工作。
矿井内部的通风系统要有效地创造可靠的条件,为的是将来能够更好地实现通风。
要尽量地选择噪声较小的通风机。一方面要保证通风机的噪声较低,另外一方面要保证通风机的能耗较低,注意选择质量尽可能高的通风机。
可以通过运用如下几点措施来防治瓦斯爆炸:第一,在维护通风系统稳定性的基础上分配合适的风量和风速;第二,在设计通风系统时重点关注采掘煤矿时的通风方式,并在通风系统内部装入合适的报警断电装置;第三,通过强化局部的通风管理来让风流动的速度不受到停风和其他现象的影响,进而更好地防止瓦斯聚集;第四,在对通风系统进行管理时,注意将长距离的掘进通风技术当作瓦斯防治的重中之重。
当前煤矿井下采用煤矿井下存在的通风机主要是由压入式、抽出式和混合式三种类型的通风机共同构成。这几种主要的方法在煤矿开采的过程中通常都能够发挥重要的作用。
压入式通风是将通风机设置在入风口的一种重要的通风方式。此时通风系统其实就是地面的大气压。通过利用通风系统周围的气压差来将风量压入矿井内部。但是,如果内部存在的压入式通风机已经停止,井下空气的绝对静压就会不断地减少,甚至会在瞬间就涌出较多的瓦斯。因此,压入式通风系统不能够被植入瓦斯量较高的矿井内部。此外,压入式通风将会对自然环境有很大的依赖,所以自然会存在一些自燃现象。
混合式就是要在入风口设置专业的压入式通风机,但是在抽风口设置抽出式的通风机,为的是让进风部分的正压和回风部分的负压不断地进行协调。混合式通风设备主要是由抽出式通风和压入式通风设备两个重要的部分共同组成。采用这种混合式的通风设备不仅不会导致漏风。但是,这种通风模式下众多设备的管理过程非常复杂,操作起来更不太容易。
抽出式通风机主要被设置在回风井口,为的就是让整个通风系统都处于一种负压状态下,真正要漏风时则可以从地表直接漏向矿井内部,这样可以让新鲜的空气在第一时间渗入矿井内部。但是,它将一些靠近地表小窑内的有害气体抽送到井下,从而使得风量不断地减少,这实际会让矿井工人出现中毒的现象。
中央并列式是普遍存在于井田中央的通风方式。在此背景下,中央并列式通风方式可以被有效地运用于倾角较大的煤矿基地内部,此时矿井内部不容易发生瓦斯爆炸事件。与其他通风方式相比,中央并列式通风方式不仅投入的资金比较小,采风区相对较为集中,管理的过程也就显得非常方便。但是,中央并列式的通风方式使得进风井和出风井之间存在较为严重的漏风现象,不仅通风的路径较长,在通风的过程中更会面临较大的阻力。另外,中央并列式的通风方式更会产生严重的噪声问题。
分区式的通风方式指的是采用分开的通风方式。这种通风方式能够有效地运用于地表起伏较大的回风巷矿井内部。分区式的通风方式不仅能够让各个分区之间拥有独立的通风路线,而且不会因为中间一个环节出现错误而影响整个通风系统的运作。此外,分区式通风系统所产生的阻力较小,建设的工期也相对较短。
中央分列式通风方式是位于进风口和出风口的重要通风方式。常规的出风井和进风井之间会存在一定的距离。这样常规的通风方式可以被有效地运用在煤层倾斜度较小和深度不大的矿井内部。这样,中央分列式的通风方式就可以有效地被运用于矿井建设过程中。
以中央分列为基础的通风方式不仅显得非常安全,内部通风的阻力也较小,这样将会更好地实现瓦斯管理,防止出现瓦斯自燃的现象。中央分列式的通风方式更可以避免出现噪声的现象。
某煤矿为二采区回采工作面内部的运输顺槽,重点担负回采工作面内部出煤、运输、通风和其他不同的任务。管线设计的长度为850m,开口的位置位于运输巷内部,距离煤矿运输顺槽的北面34m。图1描述了煤矿局部通风的实际情况。
按照瓦斯涌出量计算:
Q=100qk
从上述的算式可以看出,Q表示的是掘进工作时实际的风量,100则表示的是掘进工作面内部瓦斯的浓度,q表示的是掘进工作面内部瓦斯的量。从有关资料内部可以看出,掘进工作面内部的瓦斯涌出量为总体瓦斯量的16%,k表示的是掘进工作面位于瓦斯不均匀涌出之间的备用风量,整体系数为1.6。
运用算式计算就可以得出Q=100qk=100*0.17*1.6=27.2m3/min。
如果按照工作人员的数量进行计算时,Q>4N。
算式中的Q表示掘进工作面实际需要的风量,4则代表没人每分钟供给的最低风量,N则代表掘进工作面可以容纳掘进的最多人数。
按风速进行验算:
验算最小风量为:60*0.25*13.5=202.5m3/min。
验算最大的风量为:60*4*13.5=3240m3/min。
通过上面的计算可以得知,掘进工作面内部所需风量的最小值为407m3/min。
需要让风筒的直径能够保证局部通风机的供应风量能够满足实际工作的要求。当该煤矿在允许的条件下,通过选择直径偏大的风筒来降低风阻,最终才能够更好地达到节能的效果。
局部通风机是煤矿巷道掘进过程中的重要设备。在实际编制作业规程时需要根据掘进工作面瓦斯涌出量、炸药使用量和作业人数来选择最合适的局部通风机,所选择通风机的功率、风量和风压的性能也需要满足实际需求。例如,在本案例中,掘进工作面的供应风量要适中,一般控制在80-100m2/min,风筒出口的风量不能够小于40m2/min。
综上所述,安全性、可靠的风机和创造条件是设计局部通风设备的基础。因此,只有将煤矿开采安全落到实处才能够将煤矿安全开采发挥更加重要的作用。因此,只有更好地设计通风系统才能够更好地进行煤矿开采。
摘要：通风系统一直都是煤矿安全生产中的重要设备,实际也会和煤矿的安全生产有着直接的关系。广大煤矿矿井通风系统一方面是为了通过改善煤矿生产的环境来提升生产的可靠性,另外一方面则是为了更好地节省通风的费用。本文重点分析煤矿局部通风设计的主要方案。
关键词：煤矿结构,局部通风,设计方案,研究策略
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