【摘要】煤礦節(jié)能會受到自然因素、技術(shù)因素、設(shè)施設(shè)備因素、管理因素等的影響。論文僅從節(jié)能技術(shù)中的通風(fēng)系統(tǒng)入手，分析了影響礦井通風(fēng)阻力的因素，包括生產(chǎn)布局、過風(fēng)斷面、地表和采空區(qū)內(nèi)部漏風(fēng)、局部阻力、井下構(gòu)筑物的布局和數(shù)量，根據(jù)這些影響因素，從利用自然風(fēng)壓和改進(jìn)風(fēng)機(jī)效率、礦井通風(fēng)路線優(yōu)化、提高通風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率、優(yōu)化生產(chǎn)布局、減小井下構(gòu)筑物風(fēng)阻、解決漏風(fēng)問題六個(gè)方面有針對性地提出礦井節(jié)能的技術(shù)措施，希望能為生產(chǎn)實(shí)際提供參考意見，實(shí)現(xiàn)低碳、環(huán)保、節(jié)能的目的。

　　【關(guān)鍵詞】礦井;通風(fēng)系統(tǒng);節(jié)能;技術(shù)措施;影響因素

　　1引言

　　瓦斯、粉塵、高溫等是影響煤炭安全生產(chǎn)的主要因素，要創(chuàng)造良好的生產(chǎn)環(huán)境，必須使空氣中的瓦斯、粉塵等有害物質(zhì)的濃度降到安全范圍，溫度降到適宜的范圍，解決這一問題的途徑就是通風(fēng)。礦井通風(fēng)系統(tǒng)是礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的主要組成部分，是礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的重要子系統(tǒng)。通風(fēng)系統(tǒng)的主要設(shè)備是通風(fēng)機(jī)、局部通風(fēng)機(jī)及其附屬設(shè)施。由于礦井老、舊、雜，設(shè)備多，部分風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率低、能耗損失嚴(yán)重等問題。礦井通風(fēng)系統(tǒng)合理與否，關(guān)系到礦井的安全生產(chǎn)，也關(guān)系到礦井的經(jīng)濟(jì)效益。對國內(nèi)外歷次煤礦重大災(zāi)害事故的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律以及事故的原因分析可知，煤礦重大災(zāi)害事故的發(fā)生與礦井通風(fēng)有著密切的關(guān)系，礦井通風(fēng)系統(tǒng)不完善、井下用風(fēng)地點(diǎn)風(fēng)量不足、風(fēng)流不穩(wěn)定是導(dǎo)致煤礦重大事故的主要原因之一。因此，建立一個(gè)完善的礦井通風(fēng)系統(tǒng)，保證礦井主要通風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況合理、風(fēng)流穩(wěn)定、風(fēng)量足夠、風(fēng)質(zhì)合格，對保障礦井安全十分重要。目前國內(nèi)煤礦通風(fēng)節(jié)能存在的問題主要有兩個(gè)方面：首先是通風(fēng)節(jié)能設(shè)備有待更新，負(fù)載率低，耗能大，維修保養(yǎng)不及時(shí);其次是巷道斷面設(shè)計(jì)不盡合理，影響通風(fēng)阻力。

　　2礦井通風(fēng)阻力的影響因素

　　①生產(chǎn)布局。隨著地質(zhì)條件和開采規(guī)模的變化，礦井通風(fēng)系統(tǒng)也隨之發(fā)生變化。生產(chǎn)布局不合理必然造成通風(fēng)系統(tǒng)不合理，對于一些井深、巷道長的老礦山，通風(fēng)難度大的問題尤其突出。②過風(fēng)斷面。由于涉及的巷道斷面偏小，巷道失修，堵塞風(fēng)路，增加通風(fēng)阻力，平均風(fēng)壓明顯上升、風(fēng)量大幅下降，致使通風(fēng)能耗大、費(fèi)用高。另外，在總回風(fēng)井和總回風(fēng)局部地段發(fā)生鉚釘、片板、泥水阻塞、通風(fēng)設(shè)施撤出不徹底等，也會使礦井通風(fēng)阻力增大，造成通風(fēng)經(jīng)濟(jì)效益低，安全性差。③地表和采空區(qū)內(nèi)部漏風(fēng)。要盡量不用帶調(diào)節(jié)風(fēng)窗的設(shè)施，提高有效風(fēng)量。可利用導(dǎo)風(fēng)板引風(fēng)，利用空氣幕隔風(fēng)。④局部阻力。局部阻力通常是在不同斷面的突變處，在這些突變點(diǎn)風(fēng)流會形成極為紊亂的渦流現(xiàn)象，造成風(fēng)流的能量損失。因此在巷道轉(zhuǎn)彎處設(shè)置圓弧光滑型導(dǎo)風(fēng)板，使風(fēng)流順暢通過，從而降低局部阻力。⑤井下構(gòu)筑物的布局和數(shù)量也是影響通風(fēng)效果的一個(gè)重要因素。礦山生產(chǎn)實(shí)踐已經(jīng)證明，通風(fēng)構(gòu)筑物的布置可以對井下風(fēng)流起到調(diào)節(jié)作用。然而實(shí)際的礦山節(jié)能管理上，人們并沒有充分認(rèn)識到這一點(diǎn)，以至于在節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)不夠重視，設(shè)計(jì)安裝流程也不規(guī)范，導(dǎo)致構(gòu)筑物在通風(fēng)效能上沒有體現(xiàn)其作用，串風(fēng)、漏風(fēng)狀況時(shí)有發(fā)生，致使井下通風(fēng)阻力變大，通風(fēng)系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)預(yù)期目的，耗能隨之增加。

　　3優(yōu)化礦井通風(fēng)節(jié)能的措施

　　3.1利用自然風(fēng)壓和改進(jìn)風(fēng)機(jī)效率

　　自然風(fēng)是大量存在的，季節(jié)和氣候的不同，自然風(fēng)也會發(fā)生很大變化，應(yīng)當(dāng)充分利用自然風(fēng)，將其引入地下成為井下通風(fēng)量，成為礦井通風(fēng)動力的重要部分，這能代替部分風(fēng)機(jī)通風(fēng)量，減少能耗。然而，一旦自然風(fēng)不能被很好地利用，就有可能引發(fā)礦難。因此，根據(jù)礦井地形，做好風(fēng)壓檢測，找到自然風(fēng)的運(yùn)行規(guī)律，合理有效地引導(dǎo)自然風(fēng)，才能實(shí)現(xiàn)通風(fēng)、節(jié)能的目的。淘汰老式風(fēng)機(jī)，改用新型高效風(fēng)機(jī)，相較于舊式風(fēng)機(jī)，新型風(fēng)機(jī)的效率提高了近1倍，而且能耗大大降低。

　　3.2礦井通風(fēng)路線優(yōu)化

　　包括縮短通風(fēng)路線和風(fēng)道優(yōu)化。隨著礦井深部的開采，通風(fēng)路線逐步增加，通風(fēng)阻力也在不斷變化，對主干巷道的風(fēng)流路線布置一定要做到合理、順暢。當(dāng)?shù)V井處于后期生產(chǎn)時(shí)，盡量把多余的巷道及時(shí)封閉，盡量縮短通風(fēng)路線，以降低整個(gè)礦井的通風(fēng)壓力。及時(shí)封堵清理廢棄巷道，降低通風(fēng)長度。在條件允許下，巷道應(yīng)盡量設(shè)計(jì)成類圓形斷面，還可以采用流線型通風(fēng)結(jié)構(gòu)筑物降低井巷通風(fēng)阻力，還可以運(yùn)用均衡風(fēng)壓的原理減少漏風(fēng)，提高有效風(fēng)量率。

　　3.3提高通風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率

　　從通風(fēng)機(jī)選型、調(diào)速節(jié)能技術(shù)和通風(fēng)機(jī)與通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)匹配三個(gè)方面進(jìn)行節(jié)能。通風(fēng)機(jī)選型時(shí)要選擇合適的通風(fēng)機(jī)和電機(jī)，在保證使用風(fēng)量和風(fēng)壓的要求下，選擇最優(yōu)的調(diào)解方案和節(jié)能方案，重視運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。通過調(diào)整通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和風(fēng)壓使其與通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)相匹配，達(dá)到高效運(yùn)行的目的。在風(fēng)機(jī)允許的最大轉(zhuǎn)速內(nèi)，適當(dāng)調(diào)整風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速是個(gè)好辦法。目前變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)是比較普遍使用的技術(shù)，因此，可以考慮通過應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)對礦井通風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。高效風(fēng)機(jī)并不一定帶來節(jié)能的效果，還取決于風(fēng)機(jī)特性曲線與風(fēng)網(wǎng)特性的匹配情況。需要通過技術(shù)測定掌握礦井通風(fēng)阻力分布和主要通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行特性，然后根據(jù)礦井需風(fēng)量從改變主要通風(fēng)機(jī)運(yùn)行特性和風(fēng)網(wǎng)特性入手，使風(fēng)機(jī)運(yùn)行合理，更加節(jié)能。如果通風(fēng)機(jī)正常工作供給的風(fēng)量低于井下安全生產(chǎn)的用風(fēng)量，應(yīng)當(dāng)調(diào)大通風(fēng)機(jī)葉片安裝角度，這樣一來就可以增加通風(fēng)機(jī)的供風(fēng)量。

　　3.4優(yōu)化生產(chǎn)布局

　　通過優(yōu)化生產(chǎn)布局，最大限度地減少采取和采掘工作面接續(xù)，實(shí)現(xiàn)合理集中生產(chǎn)，以利于采掘工作面接續(xù)。實(shí)行均衡配風(fēng)是節(jié)能降耗的有效途徑;充分利用廢棄巷道增加風(fēng)路或改變已有分支的連接方式;合理布置采掘面，使礦井兩翼和不同采區(qū)間的配風(fēng)盡可能接近于自然分風(fēng)，減少增阻調(diào)解量。

　　3.5減小井下構(gòu)筑物風(fēng)阻

　　正如前面所提到，礦井構(gòu)筑物是影響通風(fēng)效果的因素之一。礦井通風(fēng)巷道立體面積越大，斷面周長越短，越有利于減少通風(fēng)阻力。因此，在巷道設(shè)計(jì)階段就應(yīng)當(dāng)考慮這兩個(gè)因素，最大程度地加大立體面積，縮短斷面周長，以達(dá)到減少風(fēng)阻的目的。巷道斷面盡量設(shè)計(jì)為拱形，減少通風(fēng)巷的拐彎數(shù)，同時(shí)指派專人定時(shí)清理巷道雜物，這都有利于減少風(fēng)阻，實(shí)現(xiàn)通風(fēng)節(jié)能。

　　3.6解決漏風(fēng)問題

　　扇風(fēng)機(jī)性能良好，安裝、維修簡便，而且能耗較低，是我國礦井通風(fēng)常用的機(jī)械設(shè)備。風(fēng)門的質(zhì)量直接影響是否漏風(fēng)，因此，煤礦應(yīng)加強(qiáng)對風(fēng)門的檢查和維護(hù)，安排專人負(fù)責(zé)，同時(shí)對廢棄的采空區(qū)和風(fēng)眼應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行封閉。

　　4結(jié)語

　　節(jié)約資源是我國的基本國策，節(jié)能也是我國可持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)長遠(yuǎn)發(fā)展戰(zhàn)略。井下通風(fēng)是保障安全作業(yè)的基本要求，在滿足安全的條件下，節(jié)能就顯得十分必要了。煤炭行業(yè)雖然是我國最重要的產(chǎn)能行業(yè)，但同時(shí)也消耗了大量的能源。本文從生產(chǎn)系統(tǒng)中的通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化角度，總結(jié)了煤礦節(jié)能的措施，以期能為工程實(shí)際提供參考價(jià)值。

　　【參考文獻(xiàn)】

　　【1】韋鋼.當(dāng)代煤礦采區(qū)通風(fēng)設(shè)備新技術(shù)的節(jié)能研究[J].礦業(yè)裝備,2020(03):164-165.

　　【2】王曉芳.井下采礦礦井通風(fēng)節(jié)能措施分析[J].當(dāng)代化工研究,2020(12):52-53.

　　【3】許金波.礦井通風(fēng)系統(tǒng)降阻優(yōu)化策略[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2019,39(15):154-155.

　　【4】宋德志.煤礦礦井通風(fēng)節(jié)能技術(shù)研究[J].能源與節(jié)能,2018(02):67-68.

　　【5】王強(qiáng).礦用通風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的改進(jìn)研究[J].礦業(yè)裝備,2019(03):66-67.

　　《礦井建設(shè)通風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)措施研究》來源：《中小企業(yè)管理與科技》，作者：董鳴鏑