【摘要】该文结合梨树煤矿的实际情况重点对影响矿井通风系统可靠性的因素进行分析,指出在以后的工作中提高矿井通风系统可靠性的主要途径,以加强对矿井通风系统管理,指导矿井的正常、安全生产。
【关键词】矿井通风系统;可靠性因素;提高途径
1.矿井通风系统可靠性的标志
(1)保持稳定的风流流动。
(2)与矿井生产能力相适应,主扇运转稳定,风量、风压满足要求。
(3)井下风流中的有害气体和粉尘浓度符合规定。
2.影响矿井通风系统可靠性的主要因素
2.1通风网络结构的合理性
2.1.1采掘工作面串联通风发生率
矿井通风网络的基本形式可分为串联网络和并联网络,并联网络有很大的优越性。采用并联风路对于减小矿井通风阻力,提高主扇工作风量有重要的作用。根据有关规定,串联通风的工作面的总个数不应高于所有工作面总个数的20%。
2.1.2矿井风网独立回路数与角联分支数
它反映了矿井通风系统风流的稳定性和网络的复杂程度。角联分支越多,网络结构越复杂,矿井风流的稳定性越差。由于角联分支的风量和风流方向不稳定,所进行的通风系统的调整工作就越频繁。由于调整通风系统时会对矿井有关地点的风流的稳定性造成影响,可能出现用风地点的风量不足现象,使矿井通风系统的安全可靠性降低。
2.2供风地点的风量供需比
指矿井各用风地点的实际风量与按规定计算所得风量之比,它反映了矿井通风系统供风的有效性。在各采区内部,各用风地点实际供风量不宜过大;否则,在矿井风阻不变的情况下,会导致通风阻力偏大,从而提高了主扇的风压,耗电量增大;同时,会使矿井各地点尤其是主要进回风联络巷的风门压差变大,漏风增大,相反,若风量供需比过小,则可能使某些用风地点的风量不足,不能及时排出工作地点的有害气体和粉尘,甚至可能酿成事故。因此《煤矿安全规程》及通防管理文件要求,矿井总进风量比不能超过110%。
2.3矿井通风网络阻力的分布情况
指矿井通风阻力在网络关键路线上所占的比例。它关系到矿井的通风能力,通风稳定性和风流控制的难易程度。
目前,矿井的通风设计中通常的做法是依据形象设计规定的最大允许风速来设计巷道断面,而对巷道断面的缩小、变形问题考虑不够充分。事实上,由于巷道的老化、年久失修,尤其是受地压作用,个别地段巷道断面发生严重缩小、变形,而这些巷道大都集中在采区和矿井的主要回风流中,缺少必要的巷道维护条件,难以进行维护,导致矿井通风阻力增大,回风量不足,通风能耗增大,降低了矿井的通风能力。
2.4通风设施分布与质量的合格性
指通风设施布置的合理性和质量的达标程度。这里的通风设施主要是指风门和调节风门。通风设施总道数的多少反映了矿井通风系统管理的复杂程度和网络风流保持稳定的难易程度。通风设施的数量越少,风流的稳定性越高,通风系统管理越容易。另一方面,若矿井内部的风门的完好程度较差,存在较大漏风,则会增大矿井的内部漏风,使进入矿井各用风地点的风量减小,降低矿井的有效风量率。
2.5主要通风机的能力备用系数
指在矿井既定通风系统条件下,主要通风机的最大可调风量与实际风量之比。备用系数越大,说明主扇运行越稳定、安全。为使主扇运行稳定、安全,应尽量减小矿井通风阻力,使主扇的工况点落在合理的工作范围内,避免主扇的负压过大。否则,既不利于主扇的稳定运行,当主扇采用抽出式通风时,又会造成采空区漏风过大,增大采区内尤其是采空区内的瓦斯涌出量,甚至引起煤炭自然。
2.6矿井自然风压对矿井通风系统的影响
由于梨树煤矿开采深度较深,矿井的自然风压的方向常年不变,冬夏季节仅有数量差别。由于受自然风压的影响,矿井总进风量一年四季是变化的。冬季总进风量较大,矿井负压增大,作用于井下各处尤其是主要进、回风联络巷风门上的压差增大,开关风门的困难程度提高,易于造成风门损坏而形成较大漏风;相反,夏季总进风量减小,可能会使采区内的某些地点出现供风不足的情况。
3.梨树煤矿的通风系统现状及潜在的不稳定因素
3.1生产布局的变化使矿井通风能力逐渐减小
目前,通风能力与生产能力基本适应,能满足生产要求。但是,通风系统的布置是与开拓布置紧密联系在一起的,随着矿井生产布局的不断变化,矿井的开采重点将向东翼、后组各采区转移,矿井生产能力虽较稳定,但由于开采范围的不断增加,矿井通风系统将更加复杂化。东翼七采区、三采扩大区的进、回风路线加长,部分主要进、回风巷的有效通风断面因失修、变形而不断缩小,会使矿井通风阻力大大增加,通风能力不断变小。如不对矿井通风系统进行改造,通风距离长、主要生产采区供风量不足,将成为制约矿井生产发展的首要因素。
3.2按需调节各采区风量会使矿井通风能力下降
梨树煤矿生产布局发展的趋势是采、掘布局日趋分散,集中程度降低,各采区靠自然分配风量变得困难。为满足各生产地点供风要求,采用在阻力小的采区增阻,增大了矿井的通风阻力,从而降低了矿井的通风能力。
3.3通风设施的可靠性降低
采区内外的通风设施主要是风门。风门漏风是矿井总漏风的主要组成部分。梨树煤矿通风设施的使用情况主要有风门的数量多、对风门的保护意识差等特点,因此存在因通风设施的不稳定造成影响矿井通风系统的情况,从而威胁到矿井的安全生产。
3.4主要通风机的通风能力将限制通风能力的提高
矿井所用主扇为轴流式风机,风机性能特性是适应低风阻、大流量矿井,随着矿井开采规模的不断扩大,矿井需供风量会有所增加,同时,矿井通风网络阻力也将不断增大,单靠调整主要通风机的叶片角度将无法满足矿井生产所需风量。因此,适时对矿井通风系统进行改造,不断降低矿井通风阻力,或是更换能力更大的主扇方可满足需求。
4.提高矿井通风系统可靠性的主要途径
(1)加强对矿井通风设施的管理,减小矿井漏风。
(2)合理调整矿井通风系统。在矿井通风系统的日常管理工作中,坚持定期对通风系统进行分析,并按所确定的通风系统调整方案,调整矿井的通风系统;其中采区内各用风地点通风系统的调整又是矿井通风系统调整的主要内容。在调整时,不能因对某一地点的调整而影响其它地点通风系统的稳定性。
(3)提高矿井通风系统的抗灾能力。在通风系统正常的条件下,有较完善的通风设施;一旦发生事故,有较好的防止风流紊乱、保证风流稳定的应急措施。主要应完善矿井主要进、回风联络巷的风门,安设反向风门或可靠的风门闭锁装置,且灵敏可靠,保证到时能正常使用;同时,巷道内有完善的避灾路线牌和避难峒室,要为实施应急措施创造条件,以提高其抗灾能力。
(4)根据矿井通风网络分布情况,及时对矿井通风系统进行改造。随着矿井生产布局的变化,根据矿井具体的生产情况,对矿井的集中生产采区适时进行矿井通风系统优化、改造,降低通风阻力,使主要通风机的能力得到充分发挥,满足生产要求。
5.结论
矿井通风系统管理是一项复杂的系统工程,既要搞好日常管理,又要有远景规划目标。在矿井的通风管理工作中,必须结合实际情况,对影响通风系统的因素进行分析,及时制定可靠方案,按照正确的途径,对矿井通风系统进行管理,确保系统安全、可靠,促进矿井的安全生产。
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