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煤礦礦井合理通風系統(tǒng)的分析與探討

作者:佚名 2009-11-22 11:10 來源:中國煤炭新聞網(wǎng)
當前,我國煤礦礦井事故類型多種多樣,但其內(nèi)部總有一定的發(fā)展規(guī)律可循。事故統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),但凡能造成重特大事故,一般都與通風系統(tǒng)的有關(guān),或者是通風系統(tǒng)不合理,或者是通風系統(tǒng)本身就沒有完整地形成,導致包括瓦斯爆炸、煤塵爆炸重特大事故。

因此,一套合理的通風系統(tǒng)對于保證煤礦礦井安全生產(chǎn)極為重要。

1、合理礦井通風系統(tǒng)的特點

合理的礦井通風系統(tǒng)是利用通風動力,以最經(jīng)濟的方式,向井下各用風地點提供足量的新鮮空氣,提供適宜的溫度、濕度,保持良好的氣候條件,以保證井下作業(yè)人員的生命安全和改善勞動環(huán)境的需要,采取符合實際的礦井通風方式、礦井通風方法和礦井通風網(wǎng)絡(luò)。并且要求在發(fā)生災(zāi)害時,能及時而有效地控制風向及風量,并配合其它措施,將事故控制在一定范圍內(nèi),防止災(zāi)害的進一步擴大。

只有能順利完成以上任務(wù)的礦井通風系統(tǒng)才能算作是合理的,而體現(xiàn)在宏觀上,合理的礦井通風系統(tǒng)必須具備以下幾個特點:
(1)通風系統(tǒng)簡單實用;
(2)通風設(shè)施安全可靠;
(3)保證穩(wěn)定的風流導向;
(4)礦井通風阻力﹙包括摩擦阻力和局部阻力﹚最小,且分布合理;
(5)具備抗災(zāi)能力強。

2、構(gòu)建合理通風系統(tǒng)應(yīng)遵循的基本原則

2.1整體性

礦井生產(chǎn)系統(tǒng)是一個緊密結(jié)合有機的整體,通風系統(tǒng)僅僅是礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的一個子系統(tǒng),因此在擬定和分析通風系統(tǒng)時,必須與其他系統(tǒng)同時考慮。因而,在進行礦井通風系統(tǒng)設(shè)計時就要實地考察礦井的實際情況,全面分析影響礦井生產(chǎn)與安全的各項因素并結(jié)合地質(zhì)和開采條件來擬定出一套合理的礦井通風系統(tǒng);而采掘巷道在布置時也必須考慮到對礦井通風系統(tǒng)的影響,以保證各子系統(tǒng)之間相互協(xié)調(diào)有序地運行。

同時,礦井通風系統(tǒng)本身又是由進回風井筒、通風機和其附屬裝置、通風網(wǎng)路以及通風設(shè)施等多個要素組成,這些要素之間也相互聯(lián)系、相互作用、相互依賴、相互影響。因此,在分析設(shè)計通風系統(tǒng)時,不能夠單從某一要素考慮,必須從通風系統(tǒng)整體考慮;在對生產(chǎn)礦井的通風系統(tǒng)進行技術(shù)設(shè)計和改造時,不僅要考慮到新系統(tǒng)的先進性、科學性、可靠性、合理性和適應(yīng)性,而且還要考慮礦井整體的物理條件。

2.2適應(yīng)性

適應(yīng)性就是指通風系統(tǒng)的設(shè)計構(gòu)思、布置安裝、調(diào)試使用要和當時礦井的具體實際情況相適應(yīng),根據(jù)具體情況,適時地調(diào)整通風系統(tǒng),其最本質(zhì)的原因是礦井的動態(tài)變化性。

首先,礦井生產(chǎn)由若干個時間周期組成,建井期、投產(chǎn)初期、正常生產(chǎn)期、擴大生產(chǎn)及礦井收縮期、不同生產(chǎn)過程的地質(zhì)構(gòu)造、工作面推進速度等等因素對通風系統(tǒng)的具體要求是不同的。因此,適應(yīng)實際情況就需要對通風系統(tǒng)進行相對應(yīng)的適應(yīng)性不斷改造。

其次,特別是生產(chǎn)時期,隨著生產(chǎn)系統(tǒng)的進展和地質(zhì)條件的變化,或者生產(chǎn)區(qū)域的轉(zhuǎn)移、地質(zhì)構(gòu)造的變化,必須及時對礦井通風系統(tǒng)加以調(diào)整,使其適應(yīng)當前的生產(chǎn)系統(tǒng),消除事故隱患,保證礦井正常的安全生產(chǎn)。

最后,礦井本身的情況也在不停地發(fā)生著改變,如地震、水侵、垮落、爆炸等會使通風系統(tǒng)的各項參數(shù)發(fā)生較大的改變,此時需要針對所發(fā)生的具體情況,采取措施、確定參數(shù)保證正常通風系統(tǒng),并隨之調(diào)整為合理礦井通風系統(tǒng)。

2.3抗災(zāi)性

盡管我們采取了各種措施來消除事故隱患,避免事故的發(fā)生。但事實上,事故的發(fā)生防不勝防,隱患的出現(xiàn)更是難以杜絕。因此,我們在進行通風系統(tǒng)設(shè)計時,不僅僅要考慮現(xiàn)行生產(chǎn)系統(tǒng)的需要,還應(yīng)該針對將來可能發(fā)生的事故或隱患預(yù)先采取措施,制定應(yīng)急預(yù)案,假象一旦真的發(fā)生事故,就可以利用預(yù)先設(shè)立的通風系統(tǒng)將災(zāi)害控制在一定的區(qū)域內(nèi),減少或阻止災(zāi)害擴大,切斷由隱患向事故轉(zhuǎn)變的事故鏈,避免事故發(fā)生。減小或避免風流逆流,減少或避免事故發(fā)生,從通風系統(tǒng)上提高抗災(zāi)能力。

3、構(gòu)建合理的礦井通風系統(tǒng)

3.1礦井設(shè)計施工階段

3.1.1礦井通風方式的選擇

一般來說,有煤與瓦斯突出危險的礦井、高瓦斯礦井、煤層易自燃的礦井及有熱害的礦井,宜采用對角式或分區(qū)對角式通風;當井田面積較大時,初期可采用中央式通風,逐步過渡為對角式、分區(qū)對角式或混合式。

為了提高礦井的抗災(zāi)能力,有時也可以考慮多井口進風,多井口回風的混合式通風系統(tǒng),在功能劃分上,可以將一部分系統(tǒng)設(shè)為常規(guī)通風,另一部分系統(tǒng)設(shè)為事故通風。

混合式通風方式是根據(jù)井田實際情況布局的通風方式,是最好的通風方式。

3.1.2礦井通風方法的選擇

對于瓦斯礦井我國一般選用抽出式通風方法,抽出式通風方法具有瓦斯涌出量大,通風費用高的再大缺點,壓入式通風方法則相反,壓入式通風方法抗災(zāi)能力比抽出式通風方法強,應(yīng)當采用壓入式通風方法。

聯(lián)合式(混合式)通風方法需要高度的管理、技術(shù)水平,盡量不采用。

3.1.3采區(qū)通風系統(tǒng)的布置

采區(qū)通風系統(tǒng)是礦井通風系統(tǒng)的最重要組成部分,其結(jié)構(gòu)決定著礦井通風系統(tǒng)中的最重要的參數(shù)和指標。搞好采區(qū)通風是保證礦井安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)。采區(qū)通風系統(tǒng)主要做到漏風小(內(nèi)部漏風)、風流穩(wěn)定性。

3.1.4建立合理的通風網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

合理的通風網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)當簡單,網(wǎng)孔數(shù)目少,風阻小,避免在采區(qū)或兩個工作面之間出現(xiàn)角聯(lián)網(wǎng)絡(luò),保證風流的穩(wěn)定性,達到安全通風的目的。

3.2礦井生產(chǎn)階段

礦井生產(chǎn)階段作到以下要求:

(1)對生產(chǎn)系統(tǒng)嚴格規(guī)范,當出現(xiàn)通風系統(tǒng)、生產(chǎn)工藝以及礦井改、擴建等影響到礦井通風能力的變化時,都要進行礦井通風能力核定,堅決避免出現(xiàn)超通風能力生產(chǎn)的現(xiàn)象。

(2)加強對礦井通風設(shè)施的管理,提高密閉、風門、擋風墻等設(shè)施質(zhì)量,減少漏風,保證礦井通風系統(tǒng)的穩(wěn)定性,同時,通風構(gòu)筑物和風量調(diào)節(jié)設(shè)施應(yīng)該最少,以便于管理。

(3)加強局部通風管理,局部通風機對于保證采掘工作面的正常安全生產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用,應(yīng)該采取各種措施,盡量減少或避免局部通風機停電、停風現(xiàn)象的出現(xiàn),對于局部通風機必須實行“三專兩閉鎖”。

(4)盡量避免巷道的突擴、突縮或急轉(zhuǎn)彎等非直巷道布置,定期對回風巷進行清理維護,防止冒落的頂板阻塞巷道,保證其有合理的通風斷面,減小通風阻力,從而保證風流順暢。

(5)定期對通風系統(tǒng)進行優(yōu)化,進行通風阻力進行測定,及時掌握礦井的通風阻力分布情況,采取科學合理的風量調(diào)節(jié)措施,保證用風地點的供風正常。

(6)在各巷道以及工作面布置各種參數(shù)(如瓦斯?jié)舛?、CO 含量、風速等)的檢測系統(tǒng),以便實時對井下情況進行監(jiān)測監(jiān)控,及時掌握相關(guān)的信息,從而采取處理措施。

(7)對礦井通風系統(tǒng)進行可靠性評價,進而提高礦井通風系統(tǒng)的安全性、可靠性,增強對事故的防范和抵御能力。

3.3礦井事故應(yīng)急階段

一套礦井通風系統(tǒng)無論多么合理,多么有效,也不可能達到一勞永逸的效果,礦井通風系統(tǒng)的適應(yīng)能力和抗災(zāi)能力畢竟是有限的,它隨生產(chǎn)和時間的變化而不斷地發(fā)生著改變,因此,我們在對通風系統(tǒng)的設(shè)計和日常管理中必須留有一定的“彈性空間”。在井下發(fā)生事故的情況下,必須有一套完善的救災(zāi)系統(tǒng),這可能需要對礦井通風系統(tǒng)進行相應(yīng)的改變,以適應(yīng)救災(zāi)的需要。

礦井的主要通風機必須具備反風的功能,并且反風在10min內(nèi)完成,反風后的風量不得小于反風前的40%,如果利用通風控制設(shè)施反風,必須保證這些設(shè)施的可靠性。

另外,必須對通風人員安全技術(shù)培訓提高技術(shù)素質(zhì)。

4、通風系統(tǒng)發(fā)展前景展望

由于礦井通風系統(tǒng)自身的復雜性,僅僅依靠人工憑借經(jīng)驗的手段來進行日常管理和事故救災(zāi)決策,實施起來難度非常大,而且可靠性不高,極易出錯。因此,借助于現(xiàn)代化的信息管理技術(shù),以計算機作為輔助手段來對礦井通風系統(tǒng)進行管理已是大勢所趨。

使用計算機可以對井巷網(wǎng)絡(luò)進行模擬,通過對巷道的斷面、風速等參數(shù)進行賦值,可以實現(xiàn)通風系統(tǒng)的數(shù)字化、科學化和現(xiàn)代化,然后通過預(yù)先編制的程序?qū)ζ溥M行處理、計算,輸出正確的結(jié)果,從而,為工程技術(shù)人員提供必要的參考,以輔助決策。

新型礦井通風系統(tǒng)軟件除了必須實現(xiàn)諸如災(zāi)害事故模擬分析、選擇最佳避災(zāi)路線以及推薦災(zāi)變情況下的控風方案等一些基本的功能外,還應(yīng)該具備以下特點:

(1)可視化。通風系統(tǒng)的參數(shù)以及計算結(jié)果最好能以圖、文、聲等多媒體技術(shù)手段,十分直觀地展現(xiàn)出來,這對簡化工作人員的工作量以及在救災(zāi)時能夠快速地做出決策非常有利。

(2)實現(xiàn)動態(tài)模擬。由于礦井氣候、巷道布局等時刻在發(fā)生著變化,新型軟件必須能夠適應(yīng)這種動態(tài)性,時刻保持與礦井的真實情況相符合,這樣得出的結(jié)果才真實、可靠。

(3)具有預(yù)測性。新開發(fā)的通風系統(tǒng)軟件必須能根據(jù)現(xiàn)有的數(shù)據(jù),準確地對之后的通風情況進行預(yù)測,以便幫助技術(shù)人員及早做出決策,并制定相關(guān)措施。

5、結(jié)語

礦井通風系統(tǒng)的好壞不僅關(guān)系到煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益,合理的通風系統(tǒng)直接決定著礦井抗災(zāi)能力的大小。合理的通風系統(tǒng)應(yīng)具有通風系統(tǒng)簡單,阻力分布合理等特點,無論在礦井設(shè)計階段還是在生產(chǎn)階段,必須盡量保證通風系統(tǒng)的合理性,從而達到煤礦安全生產(chǎn)的目的。



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