煤矿井下通风设备安全运行影响因素及改进措施研究

石凯，尹方洲，贾传席

（兖矿能源集团股份有限公司济宁二号煤矿，山东 济宁 272072）

煤矿“一通三防”中的“通”指的是矿井通风，矿井通风工作主要包括通风设备的管理、通风方式的选择以及与煤矿通风相关联的各种管理制度的制定，井下通风也是煤矿安全管理重要组成部分。煤矿井下通风设备不仅是井下作业人员和井下机械设备运行环境的基础保障设施，也是煤矿安全生产管理基础中的基础。随着我国经济建设脚步的不断加快，无论是工业建设还是民生保障，对煤炭资源的需求量越来越大，也增加了煤炭资源开采的难度和深度，对煤矿井下通风设备性能要求也越来越高。基于此，做好煤矿井下通风相关管理工作，对煤矿安全生产起到了至关重要的作用。

1 煤矿井下通风设备对煤矿安全管理的重要性

通风设备是保障煤矿井下施工环境安全的基石。煤矿井下生产作业过程中无法避免地会产生对人体有害的气体和灰尘，这些气体加剧了井下作业环境的恶劣程度，严重损害了井下作业人员的身体健康。特别是煤矿井下的深处开挖，涉及的机械化程度较高，各类机械设备运行所散发出的热量也对井下作业环境造成了严重的安全风险。为了有效提升煤矿井下作业人员的工作环境，尽最大努力保障作业人员的身体健康，运行可靠的煤矿井下通风设备是必不可少的。通风设备主要作用是及时排除煤矿井下有毒有害气体的同时为井下提供新鲜空气，将井下温度和湿度调节到人体较为舒服的范围，总而言之，就是要为井下作业人员提供一个相对舒服且安全可靠的作业环境。此外，当煤矿井下运行出现危险时，通风设备可以为煤矿井下作业人员成功升井争取宝贵时间。业内通常将煤矿井下通风设备称为矿井的“肺”，它不但为井下作业人员提供了足够的新鲜的空气，还较好地稀释了井下作业过程中所产生的一氧化碳等有害气体，还能够提供输送新鲜空气和稀释有害气体所需要的风量，也有效地降低了井下机械设备运行所散发的热量。

2 影响煤矿通风设备出现安全问题的因素

2.1 设备自身的因素

煤矿井下作业环境湿度大且灰尘多，通风设备长期处于这种作业环境极易出现损伤和腐蚀。如果不对煤矿通风设备制定严格的维护管理制度并监督执行，那么，如此恶劣的作业环境会让通风设备的有效使用年限大大降低，并且通风设备运行一定年限就会毛病不断，影响了通风设备的正常运行，对井下生产作业造成了一定的安全隐患。此外，通风设备自身也容易出现一些故障，最常见的故障有通风设备的通风量无法准确控制，还有就是通风设备的通风压力稳定性较差。主要原因是由于设备进气或者出气管道发生破裂或堵塞情况、管道连接处的法兰安装松动或者密封圈长时间磨损变形引起的通风机叶轮损坏，通风设备的调节系统失稳。主要原因是：通风设备压力表失灵或者压力阀门发生损坏；通风机在不稳定状态下连续工作致使逆流损伤风机转子。通风设备叶轮损伤。主要原因是：风机叶片表面受到坚硬物体冲击或者叶片长时间在高湿环境下作业受到了腐蚀；风机转动过程中产生的离心力造成叶片松动；通风设备超负荷运转。密封圈磨损或不紧密。主要原因是通风设备外壳变形，变形过程中产生的外力导致密封圈受到磨损，继而导致密封效果大打折扣；通风设备中的转子振动幅度过大造成了密封圈密封不严密。齿轮油泵的外壳温度过高。主要原因是齿轮油泵轴承孔同齿轮轴之间的间隔距离太小；齿轮端面同侧盖端面之间的间隙过小或者是出油槽被杂物堵塞。轴衬磨损。主要原因是通风机主轴和电动机不同心或者止推轴承和支撑轴承不在一条垂线上，继而导致通风机在运行过程中出现轴衬磨损现象。也可能是轴衬表面在运行过程中受到了其他物体撞击而发生裂纹，最后导致轴衬出现磨损。

2.2 人为的管理因素

一小部分矿井管理人员对风机的日常维修保养工作不重视，通风设备维护管理确实是一笔不小的开支，部分管理人员为了追求经济利益最大化，认为只要通风设备正常运行，就没有必要投入人力物力去对通风设备就行维护保养。因为管理人员从主观层面上不认可通风设备维护管理的重要性，所以与煤矿通风设备维护管理相关的管理体系架构也不健全，导致煤矿通风设备定期维护管理工作没有可遵循的指导性文件，继而造成走马观花式的通风设备维护管理，形式大于实质。煤矿井下通风设备的操作属于熟练工作，不但要具备完善的专业管理知识，还要有多年的从业经验。但由于井下作业环境和作业危险性的影响，井下一线操作人员的流动性比较大，有些人员刚熟悉了操作流程就调岗了，新来的管理人员还要继续熟悉各类机电设备的操作规范，导致煤矿井下通风设备管理工作始终有一段交接期，这给通风设备安全管理带来了一定的安全隐患。

2.3 通风系统的设计因素

煤矿井下的安全也离不开科学合理的通风系统的设计。煤矿通风系统设计的合理，可以确保通风设备处于高效运行状态，继而有效地提升煤矿井下施工环境的安全性。通风系统设计中的通风巷道设计是最关键一环，巷道横截面设计的合理，可以确保通风路径的顺畅。通风巷道横截面设计的重要内容有两点：（1）通风巷道的横截面积设计；（2）通风巷道的线路设计。通风巷道的横截面积越大，对通风越有利。通风巷道的线路设计应避免各个线路的交叉，保证线路之间有一定错开量。除此以外，要定期对通风线路进行检查，对出现漏风或倒风的巷道及时更换。

3 提升通风设备安全运行的措施建议

煤矿井下通风设备的运行周期一直在为煤矿企业创造经济效益，科学合理的通风设备维护管理，可以有效降低通风设备发生故障的概率。

3.1 通风设备日常养护

通风设备主电动机是通风设备运行的核心，要时刻保持电动机的清洁，确保运行过程中不会有油污或者灰尘进入电动机内，如果通风设备主电动机在运行过程中不慎进入杂质、灰尘或者油污，应立即用压缩空气进行清洁，压缩空气的压力值通常设定范围为0.1 ～0.2MPa。通风设备电机运行过程中要进行温度的动态实时监测，煤矿井下较为适宜的环境温度应控制在30℃以下，为了达到这个适合的控制温度，应保证电机铁芯与绕组满足A 级绝缘≤60℃、B 级绝缘≤70℃的基本条件。除此之外，对电机温度进行实时动态测算和记录仍然是必不可少的工作。

加强对轴承的养护。与轴承相关的检测有两点，一个是轴承的温度，另一个是轴承油位。对这两个参数进行检测的目的是要保证通风设备运行过程中轴承油位始终处于油标之上。此外，轴承油环不能存在摇摆或者被卡死情况。轴承养护环节还应包括定期更换轴承内的油液，更换油液前，要对轴承进行全面彻底的清洗。定期给轴承上润滑油，确保轴承在规定的油位以上工作，确保轴承润滑过程中不会出现漏油情况。油泵电动机的温度不能太高，也不能发出较大噪音，严禁不同品牌的润换油在滑动轴承上混合使用。

时刻保持油环表面清洁无杂物，目的是防止表层通风设备运行时因摩擦严重产生火花。要定期检查电刷的运行状态是否有不妥之处，如果出现问题要及时检查电刷的磨损情况，情况严重的电刷应立即更换。电刷压力要符合工作标准，即同一个刷架上压力值不得超出12%。

定期在通电状态下检测高压开关柜是否处于正常运行状态，检查高压开关柜螺栓数量是否完整，检查螺栓外面是否完整，确保所有套管完整且无漏电现象。定期校正高压开关柜上仪表，确保仪表灵敏度符合规范要求，此外，还要对信号装置和指示灯进行检查，确保其显示状态与实际情况吻合。

根据通风设备的基本特性，要对通风设备的联轴器和通风叶片进行定期检查，特别是这两个部分的螺栓松紧程度要给予足够的关注，确保螺栓紧固无松动情形。定期优化通风系统。煤矿井下生产作业过程所处的环境在动态变化，对煤矿井下通风设备具有较高要求，要求通风设备有根据井下环境变化情况做出及时反映的能力，继而满足煤矿井下生产作业的要求。基于此，需要相关人员实时掌握通风系统现状，定期进行分析与评估。对于不合理或出现问题的地方拟定优化方案，并进行改造。

3.2 构建现代化监测体系

随着电子信息技术的不断进步，煤矿通风设备的检测手段和检测技术也逐步完善。煤矿井下通风设备运行情况可以通过计算机监测系统进行实时监控，对通风设备运行过程中表现出的安全隐患问题可以第一时间发现，并第一时间采取解决措施。现代化监测系统不但释放了原本繁重且危险的煤矿井下人力作业内容，而且还可以提前解除或者提前排除故障隐患。

煤矿通风设备维护常用的方法是定期检修，定期检修过程中需要通风设备停机才能检修，不但维修费用高而停机重启对设备的伤害也比较大。而通过现代化监测体系的诊断技术对通风设备进行故障诊断，是不需要停机操作的，通过检测结果便可以知道通风设备在运行过程中各个部件的运行状态，哪个设备哪个环节出了问题一目了然，继而可以采取性质有效的维护方案，有针对性地对通风设备进行维护。通过现代化监测诊断体系，可以有效延长通风机械的使用年限，减少传统维修过程中不必要的成本支出。此外，现代化监测体系还可以对设备运行过程中出现的故障进行同步监测，进一步保障了井下设备运行的安全性。

3.3 构建完善的通风设备维护体系

煤矿井下设备通风维护体系的建立要以设备操作说明书为依据，参照设备运行的实际数据对通风系统的各个组成部件进行定期检测。以此同时，要制定详尽周密且易操作的检修计划，将检修计划层层分解，做到年度、季度以及月度检修计划之间的紧密衔接，有了科学严谨可行的检修计划，还要派专人对检修计划的执行情况进行监督，在监督管理过程中发现检修计划确实有不合理的地方，应立即上报主管领导并进行动态调整，继而达到有效避免通风设备运行故障发生的最初目的。

3.4 煤矿通风设备的更新换代

煤矿井下作业环境相对恶劣，必须保证通风设备在规定的使用年限内服役，才能确保煤矿井下作业环境的安全。但是，个别煤矿企业为了节约运行成本，将已经超过有效运行年限的通风设备继续使用，对于超期服役的通风设备来说，出现故障甚至发生安全事故的概率是比较大的。所以，煤矿井下管理者应对通风设备的更新换代设立专项审批资金，对已经超过服役年限的通风设备立即更换，对那些虽然没有达到服役年限，但是，技术水平已经无法满足煤矿井下通风要求的设备也要立即申请更换。此外，还可对部分较新的通风设备依据实际使用需求进行改造，以确保煤矿井下通风系统运行的安全、可靠。

3.5 煤矿井下通风设备管理人才的培养与引进

煤矿井下包括通风设备在内的机电设备专业的技术性人才较为匮乏，对煤矿井下通风设备的安全运行管理造成了相当不利的局面，解决人才匮乏的问题已经迫在眉睫。解决此问题应从两方面入手，一方面是加大现有人才的培训力度，另一方面是提高福利待遇，吸引更多机电设备方面的人才加入煤矿企业。现有人才培训要定期组织与机电设备相关专业的讲座，对煤矿井下运行过程中遇到的机械设备方面的问题进行系统性的讲解，让相关从业人员的专业技能有较大的提升，而培训不能流于形式，要做好奖罚制度，培训内容结束后，要有针对性的进行现场测试，检测培训效果，对培训成绩较好的员工给予奖励，对参加培训后毫无提升的员工要给予处罚。目的就是通过奖罚制度来鼓励员工积极参与培训活动，并认真听取培训的内容，学到真本领。在人才引进方面，要提高员工福利待遇，为员工提供一个可持续发展的大舞台以及较好的职业发展规划，吸引更多的机械设备人才加入煤矿企业中。

4 结语

无论是对煤矿企业来讲，还是对煤矿企业从业人员来讲，煤矿通风设备的存在并且有效运行都具有实际意义。基于此，煤矿井下通风系统和通风设备都必须相对完善，才能保证煤矿井下作业的安全。煤矿井下通风设备管理人员要对通风设备维护给予足够的关注，要积极构建通风设备检修制度，根据通风设备特点采取切实可行的检修措施，为煤矿企业安全生产打下基础。