刍议井下采矿矿井通风节能技术

黄维

摘要：在矿井工作中，通风设备的设置是至关重要的，矿井通风机也成为了矿井通风的必要装备。但是，由于矿井工作时间长，需要通风的时间长，所以矿井通风机的工作量大，耗电量也大。文章首先对矿井通风系统进行介绍，之后分析了现阶段矿井通风系统存在的问题，最后对矿井通风节能技术的相关内容展开了研究。

关键词：井下采矿；矿井通风；节能技术

引言

矿产企业除了要注重矿产生产效率和质量工作的提升外，也要关注矿井下通风节能技术的高效应用。众所周知，矿井下存在大量有毒有害气体，会直接威胁采矿人员的生命安全，为了保障采矿工作安全、持续开展，矿产企业要采取先进的通风节能技术，不断优化改良通风系统，稀释并排放有害气体，从而为矿井工作人员创建健康的工作环境。

1矿井通风系统相关内容介绍

1.1矿井通风系统概述

矿井主通风机一般有两种，一种是轴流式风机，这种风机通过比较简单的方式如直接改变通风转速或者调整叶片转动角度等，就能实现通风量的调整，并且刚好适用于当前大多数矿井负压大、风量大的普遍特点；另外不论通风区域大小，轴流式风机都足以实现高效运转的目标，还能通关调整达到反风功能。另一种是离心式风机，它持有的优点是购买成本低、产生噪音小且运行效率较高，缺点是所需的占地范围大，风流调节也没有轴流式风机简单便捷，且只能通过反风道实现反风，漏风问题较为常见。

1.2节能矿井主通风机研究的应用价值

矿井的生产过程是一个不稳定的过程，一般是产量由低到高，逐渐增加。所以在矿井生产初期，开拓的矿井区域较小，通风的需求量也较小，并且这时产生的通风阻力小，但是一旦产量增加到一定程度，巷道所需的通风量就会随之增大，而且通风阻力也会增大。由于在后期中使用通风机的工作量大，需要消耗的电量和风力大，所以，对矿井通风机节能性进行研究，是對现实问题的研究，是非常具有现实应用价值的。

2矿产行业矿井通风存在的问题

2.1通风构筑物施工管理水平低

部分矿产企业管理部门往往将工作重心放在矿物开采环节，忽视了对矿井通风的监管工作。导致企业通风构筑物的施工、管理工作流于形式，通风构筑物整体对矿井风量调节质量和效率偏低，时常会发生漏风、串风等问题，使矿井下的通风阻力变大，不利于通风系统的正常运行使用。

2.2通风系统不够完善

由于市场上存在一些矿产企业过于追求经济效益的情况，进而忽视了通风系统的创新与完善，直接导致通风系统落后，无法满足整个行业的发展需求，无法保障矿物资源开采过程的安全可靠性。通风系统的设计不科学合理会直接造成矿井下的通风受到阻碍，引起安全事故，威胁工作人员的生命安全。矿井下CO来源于高含量的瓦斯，一旦矿井的CO浓度上升至界点，就会导致作业人员中毒，情况严重时会发生爆炸事故。

2.3通风节能设备落后

由于企业通风设备研发与购进投资力度不大，导致矿井下运行通风设备未能得到及时更新，通风效率偏低，使矿产井下的通风阻力越来越大。落后的通风设备已无法满足现代矿井的生产作业，进一步加大开采作业的危险系数，降低开采作业的质量和效率。矿产企业仍在使用传统的通风设备，不具备良好的节能效果，整体资源消耗大，造成矿井通风效果差，大量有害有毒气体得不到稀释排放，作业人员容易出现中毒伤亡现象。

3矿井通风系统节能技术研究

3.1自动化控制系统整体设计

3.1.1自控系统概述

自控系统通过设立监控分站，对分站进行分散检测和集中控制，实时检测其温度、风量、风压和毒气含量，并通过相关检测数据进行推算从而得出矿产风量的分布情况，通过此方式制定出合理的风量控制方案，并合理控制通风机的风量。

3.1.2自动化控制系统基本组成

组成自控系统的三大部分包括：传感器系统、通风系统和中央控制系统。

第一，传感器系统。信号发生器，主要负责自动化控制系统的信号传输与接收，包括监控数据和指令。同时还可通过频分制和时分制进行多路信号的输送，因其电路简单、故障发生频率低，被广泛应用；检测元件，主要是为了控制通风量，进而对矿井环境和通风机分量进行监测，主要测量内容有温度、风量、风压等数据。检测风量可通过放置在已测定断面积的风速检测原件进行，检测原件包括恒温风速仪、流式风速仪等。

第二，通风系统。调节风量有以下两种方式：首先，通过百叶窗等的角度来控制和调节风量。其中叶片的信号通过频率发送器传输至地面控制室，地下室也可通过信号的输送而转动叶片；其次，通过变频装置来改变通风机电机的转速。此外，井下局部定时控制通风机，还可通过爆破冲击开关来实现自动通风。

第三，中央控制系统。因微型计算机的接口多、扩展性高，被广泛应用于自动控制中，因此被作为中央控制系统的核心装备。其优点是能有效优化控制系统。中央系统的任务还包括：向监测站发出监控要求；处理反馈信息；修改所获取的相关数据；根据计划方案发出相对应的信号指令，并实时监测设备运行情况，如发生故障要及时处理。

3.2矿井新型风流调控设施分析

矿井新型风流调控设施-矿用空气幕，具有隔断风流、引射风流和对风流增阻等多种调控风流作用，通过将其有效的设置于巷道的硐室内，能够对矿井内的风量进行科学合理的分配，进而有效提高矿井内的通风质量。矿用空气幕是由风机、供风器以及整流器三部分组成。通过将供风器的出风口与巷道轴线保持30°的夹角，由风机产生的分流经由供风器能够以较高的风速按照一定的方向进行喷射，进而形成一股扁平射流。同时，由于空气幕设置在巷道硐室内，能够显著降低对大型设备运行和工作人员通行造成的不利影响，为井下生产的顺利进行提供可靠的保障。

4矿井通风系统自控系统的功能和优势

自控系统广泛应用于以下各个方面：第一，实时监测数据。监测风量、风压、有毒气体的含量等；第二，绘制趋势曲线。把获取的数据利用曲线表示，使工作人员充分了解系统状况；第三，制定数据报表。各种报告需按报告格式打印，以便于技术人员方便地对数据进行查询；第四，检测故障并及时处理。当通风系统发生故障时，通过系统自检，问题不大即可重启，但重启失败则要记下参数以供日后参考；第五，发生故障时应自动报警和进行诊断，应对系统设置上限和下限的报警条件，使发生故障时能自己报警，让工作人员及时发现并作出处理；第六，设置安全机制，对系统操作人员设置不同的使用权限，不同的权限设置不同的密码，以此提高系统的安全性和可靠性。

结语

矿产企业要想保障开采过程的安全、稳定，源源不断地为社会输送高质量的矿物资源，就必须积极引进先进的通风节能技术，不断提升矿井的通风效果，降低通风设备的能源损耗，提高矿物开采的效率和安全性，为企业创造出更多的经济效益，最大程度满足社会对矿产资源的需求，推动国家经济高速发展。

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