任金文

[摘 要]煤矿通风系统实际上是十分系统性的系统，主要是由通风网络、通风控制设备及通风动力构成。煤矿在实际开采过程中，需要拥有充足的空气，通风系统承担的就是该责任，并且将煤矿工作面所存在的污浊气体排出。通风系统是否拥有完善的风流流动路径，对于煤矿生产安全具有重要的影响。

[关键词]通风系统；安全检测；优化

中图分类号：TF453 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）11-0052-01

1 煤矿通风系统的特点及重要性

煤矿通风系统属于一个不稳定系统，在实际运行过程中所受到的影响因素较多，并且该系统还具有一定随机性。近几年，我国煤矿在实际开采过程中出现瓦斯爆炸安全事故数量不断增加，对于煤矿内工作人员人身安全造成严重影响，同时也对煤矿企业经济效益造成严重影响。在对于这些安全事故原因分析之后发现，造成这些安全事故出现的主要原因都是由于通风系统存在故障。所以，必须提高对于通风系统的重视程度，保证通风系统的安全性。煤矿通风系统在安装位置选择上面，一定要保证进风井及回风井的科学合理，与此同时还需要对于煤矿通风系统风流途径完整性进行分析研究，保证煤矿通风系统内的所有设备都能够稳定运行。

煤矿通风系统所具有的类别较多，主要受到煤矿内各种因素的影响，进而决定煤矿所应用通风系统的类别，技术人员在对于煤矿通风系统设计中，始终秉持的原则就是煤矿安全生产，对于温度、煤层及瓦斯等因素进行全面性分析研究。在安全因素的共同影响之下，可以将煤矿通风系统划分为一定类别。

2 煤矿通风系统安全运行的影响因素

2.1 通风方式

目前常用的煤矿通风系统的通风方式主要分为对角式、混合式、分区式及中央式。常见的矿井通风方法包括混合式、压入式及抽出式。通风类型、通风方式与通风方法在抵抗安全事故的能力均有所不同。通常来说，风流顺向流动、折返率较低的通风方式更加具有优势。在具体情况下，通风方式的选择主要是取决于矿井通风线路的长度与矿井通风阻力的大小，通风方式与方法的选择对煤矿通风系统的漏风率有着直接的影响。

2.2 通风系统设备

煤矿通风系统设备可以根据其功能分为不同类型：a）主要用于隔断风流的设备。煤矿通风系统中主要用于阻断风流的设备包括风门、风墙等，这类型设备对质量要求较高，要求结构严密封紧、坚固耐用、漏风少；b）主要用于通过风流的设备。煤矿通风系统中主要用于通过风流的设备包括反风装置、风桥等，这类型设备在选过程中要注意风阻要小，漏风要少；c）主要用于调节风力与风向的设备。调节风力与风向的设备包括风窗等，主要用于调整改变通过的风量。煤矿通风系统设备的安全性与可靠性将会对通风风流的稳定性有直接影响。如矿井的风帘已经破损，无法发挥其效用，从而影响到风流的稳定性，更有甚者会导致风流静止或出现反向流动。因此，可以看出在煤矿通风系统中通风设备的质量与规划对于煤矿通风系统的安全性与可靠性有十分重大的影響。

2.3 煤矿通风系统网络结构分布

2.3.1 煤矿通风系统网络结构

伴随煤矿矿井生产，矿井中的生产环境也是始终处于变化中，在采矿区域准备阶段、工作开展阶段与结束阶段，开采工作面的推进与接替都需要煤矿通风系统网络结构出现相应变化，进而使风阻变化，以满足通风需求。目前煤矿通风系统常用的通风网络结构形式主要分为串联风路、并联风路及角联风路，其它的复杂的通风网络都是由上述三种基础网络形式组合合成。在三种最为基础的连接方式中，串联风路与角联风路会对煤矿通风系统的稳定性产生影响。这是由于串联风路会提升风路的风阻，增加风流流动过程中的阻力，从而增加通风所耗经费。站在安全的角度考虑，串联风路前段风道被污染的风流将一定会流经串联风路后段，从而难以保证后段风路空气新鲜，同时在串联风路中如某一区域出现异常则会导致整体风流出现问题。而角联风路中的角联分支存在流向不稳定的问题，角联中边缘分支分组的改变将会对风量与方向产生影响，进而降低风流的稳定性，埋下安全隐患。

2.3.2 通风网络阻力分布不合理

当前部分煤矿矿井普遍存在通风阻力较大、阻力分布不合理的情况。目前煤矿矿井中使用的挖掘、运输设备尺寸较大，矿井进风段巷道断面面积较大、通风阻力较小，而矿井通风系统中回风段往往会有支护变形、年久失修等情况，从而使得巷道断面无法满足通风需求。相关设计数据分析显示，在煤矿通风系统中进风段阻力大约需要占据总阻力的25%左右，用风段则需要占据到45%左右，而回风段则需要占据到30%左右。但是就当前煤矿通风系统中阻力的实际情况来看，大部门矿井回风段的阻力占据总阻力的70%～85%左右，回风段阻力过大，有可能直接导致煤矿回风风流排除难度增大，从而引发矿井安全事故。

3 煤矿通风系统安全检测

3.1 通风阻力测定

一般通风阻力测定的方式主要包括以下几种：

（1）压差计法，所谓的压差计法是指在相邻两个测点各设置一个皮托管，并且皮托管设置的位置应该是风流稳定的地点，风流的进口应该平行于风流的方向；在两个测点的中间安设压差计，压差计必须要靠近巷道壁，再从两个皮托管引出胶皮管，等到胶皮管内的空气温度等于巷道内的空气温度之后，再把两个胶皮管安装在压差计上，等到压差计液面稳定之后就可以进行读数。

（2）气压计逐点测定法，通过对于气压计的应用来测出前后两个测点风流的静压之差，再测算两个断面之间的动压和位压差，就可以计算出两个测点之间的通风阻力。具体的测定方法就是使用两台精密数字气压计，其中一台留在井口位置，来对于大气压的变化值进行测定，另一台携带进巷道，沿着测定路线依次对于各个测点进行，通过这种方式能够有效地消除地面气压变化以及井下风压变化对于仪器读数的影响，使得测量的结果更为可靠。

（3）双测点同时测定法，具体的方法就是在第一个测点处将两台精密气压计调试好，并且将初始读数记录下来，然后在该测点处留下一台仪器，将另一台仪器移到另一个测点，然后再同时读数，然后再将仪器移动到第三个测点，并且第一个测点的仪器不动，同时进行读数，按照该方法直到所有的测点都被测完，利用这种方式也能够使得气压计之间的误差得以有效的消除，有效地对于通风阻力加以测定。

3.2 风机风量测定

（1）人工测量，通过测风员手持机械风表在一分钟之内均匀地走过巷道的某一个有风断面并且将风表的读数记录下来；再依据风表曲线来对于该断面的平均风速加以计算，用平均风速乘以过风断面，就能够计算出风量；（2）使用风速传感器来进行测量，也就是将有风巷道里面风流较为稳定的某一个断面按照面积来等分成为若干个小块，在每一个小块的几何中心安装一个风速传感器，每一个风速传感器所测得的风速就是该小块的近似平均风速。

均压油管测量法主要是被应用在圆形的风道内，它的原理就是把需要测量的风断面分割成为若干个面积相等的环；对于每一个环几何半径上的某一个点的动压进行测量，利用相应的计算公式来对于测风断面的平均风速加以计算，求出该测风断面的风量。

静压差测量法主要是依据流体力学的原理来完成风量的测定的，因为风属于流体，而当流体从大断面的一端流向小断面的一端时，往往就需要克服巷道的阻力做功，此时静压能也将由大变小，而速压能则由小变大，但是流体的总能量并没有发生变化，所以依据这一原理，从对旋风机间段的整流环外壳面积不同的连段的静压管口分别引出两路压力到差压传感器的输入端，就能够利用公式对于风机的平均风速和风机风量加以求得。一般在风机风量测定的过程中，最常使用的方法就是静压差测量法。

3.3 风机性能参数测定

风机性能参数的测定也是煤矿通风系统安全检测的一个重要内容，风机的性能参数对于通风系统的安全性有着非常重要的影响，故应对其进行动态实时监测。在进行风机性能参数测定的时候，首先需要对于风机测定基本参数加以确定。风机测定基本参数主要包括测风断面、静压断面、同步转速、铭牌电流、铭牌功率、风速探头、电压变比、变流变比、标准工作温度、定子绕组温度、励磁电流和励磁电压，而对于风机而言，其主要的参数包括风机风量、风机静压、轴功率、风机转速和风机效率，必须要对于这些性能参数进行有效的测定，才能够更好地保证风机的正常运转。

总之，实际运行过程中要是出现任何问题，风流稳定性显著降低，对于工作面的风量提供就会造成影响，进而造成瓦斯事故的出现，对于工作人员人生安全具有严重影响。与传统的矿井通风系统比较，可为矿井各用风场所提供足够的新鲜风量，保证作业空间良好气候条件下，具有高效、节能的特点，简化了矿井风机数据量大的问题，提升了矿井通风系统的效率。通风系统对于煤矿企业的生产具有重要意义，通风系统在实际运行中要是拥有良好的安全性及稳定性，能够为煤矿井下提供良好的操作环境，进而降低煤礦安全事故发生的可能性。

参考文献

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