【摘要】煤礦節(jié)能會受到自然因素、技術因素、設施設備因素、管理因素等的影響。論文僅從節(jié)能技術中的通風系統(tǒng)入手，分析了影響礦井通風阻力的因素，包括生產(chǎn)布局、過風斷面、地表和采空區(qū)內(nèi)部漏風、局部阻力、井下構筑物的布局和數(shù)量，根據(jù)這些影響因素，從利用自然風壓和改進風機效率、礦井通風路線優(yōu)化、提高通風機運行效率、優(yōu)化生產(chǎn)布局、減小井下構筑物風阻、解決漏風問題六個方面有針對性地提出礦井節(jié)能的技術措施，希望能為生產(chǎn)實際提供參考意見，實現(xiàn)低碳、環(huán)保、節(jié)能的目的。

　　【關鍵詞】礦井;通風系統(tǒng);節(jié)能;技術措施;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。礦井通風系統(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)。通風系統(tǒng)的主要設備是通風機、局部通風機及其附屬設施。由于礦井老、舊、雜，設備多，部分風機運行效率低、能耗損失嚴重等問題。礦井通風系統(tǒng)合理與否，關系到礦井的安全生產(chǎn)，也關系到礦井的經(jīng)濟效益。對國內(nèi)外歷次煤礦重大災害事故的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律以及事故的原因分析可知，煤礦重大災害事故的發(fā)生與礦井通風有著密切的關系，礦井通風系統(tǒng)不完善、井下用風地點風量不足、風流不穩(wěn)定是導致煤礦重大事故的主要原因之一。因此，建立一個完善的礦井通風系統(tǒng)，保證礦井主要通風機運行工況合理、風流穩(wěn)定、風量足夠、風質(zhì)合格，對保障礦井安全十分重要。目前國內(nèi)煤礦通風節(jié)能存在的問題主要有兩個方面：首先是通風節(jié)能設備有待更新，負載率低，耗能大，維修保養(yǎng)不及時;其次是巷道斷面設計不盡合理，影響通風阻力。

　　2礦井通風阻力的影響因素

　　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系統(tǒng)不合理，對于一些井深、巷道長的老礦山，通風難度大的問題尤其突出。②過風斷面。由于涉及的巷道斷面偏小，巷道失修，堵塞風路，增加通風阻力，平均風壓明顯上升、風量大幅下降，致使通風能耗大、費用高。另外，在總回風井和總回風局部地段發(fā)生鉚釘、片板、泥水阻塞、通風設施撤出不徹底等，也會使礦井通風阻力增大，造成通風經(jīng)濟效益低，安全性差。③地表和采空區(qū)內(nèi)部漏風。要盡量不用帶調(diào)節(jié)風窗的設施，提高有效風量。可利用導風板引風，利用空氣幕隔風。④局部阻力。局部阻力通常是在不同斷面的突變處，在這些突變點風流會形成極為紊亂的渦流現(xiàn)象，造成風流的能量損失。因此在巷道轉(zhuǎn)彎處設置圓弧光滑型導風板，使風流順暢通過，從而降低局部阻力。⑤井下構筑物的布局和數(shù)量也是影響通風效果的一個重要因素。礦山生產(chǎn)實踐已經(jīng)證明，通風構筑物的布置可以對井下風流起到調(diào)節(jié)作用。然而實際的礦山節(jié)能管理上，人們并沒有充分認識到這一點，以至于在節(jié)能設計時不夠重視，設計安裝流程也不規(guī)范，導致構筑物在通風效能上沒有體現(xiàn)其作用，串風、漏風狀況時有發(fā)生，致使井下通風阻力變大，通風系統(tǒng)不能實現(xiàn)預期目的，耗能隨之增加。

　　3優(yōu)化礦井通風節(jié)能的措施

　　3.1利用自然風壓和改進風機效率

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

　　3.2礦井通風路線優(yōu)化

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

　　3.3提高通風機運行效率

　　從通風機選型、調(diào)速節(jié)能技術和通風機與通風網(wǎng)絡匹配三個方面進行節(jié)能。通風機選型時要選擇合適的通風機和電機，在保證使用風量和風壓的要求下，選擇最優(yōu)的調(diào)解方案和節(jié)能方案，重視運行的經(jīng)濟性。通過調(diào)整通風機的風量和風壓使其與通風網(wǎng)絡相匹配，達到高效運行的目的。在風機允許的最大轉(zhuǎn)速內(nèi)，適當調(diào)整風機轉(zhuǎn)速是個好辦法。目前變頻調(diào)速節(jié)能技術是比較普遍使用的技術，因此，可以考慮通過應用變頻調(diào)速技術對礦井通風機進行改造，以實現(xiàn)節(jié)能的目的。高效風機并不一定帶來節(jié)能的效果，還取決于風機特性曲線與風網(wǎng)特性的匹配情況。需要通過技術測定掌握礦井通風阻力分布和主要通風機的運行特性，然后根據(jù)礦井需風量從改變主要通風機運行特性和風網(wǎng)特性入手，使風機運行合理，更加節(jié)能。如果通風機正常工作供給的風量低于井下安全生產(chǎn)的用風量，應當調(diào)大通風機葉片安裝角度，這樣一來就可以增加通風機的供風量。

　　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)，實現(xiàn)合理集中生產(chǎn)，以利于采掘工作面接續(xù)。實行均衡配風是節(jié)能降耗的有效途徑;充分利用廢棄巷道增加風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)間的配風盡可能接近于自然分風，減少增阻調(diào)解量。

　　3.5減小井下構筑物風阻

　　正如前面所提到，礦井構筑物是影響通風效果的因素之一。礦井通風巷道立體面積越大，斷面周長越短，越有利于減少通風阻力。因此，在巷道設計階段就應當考慮這兩個因素，最大程度地加大立體面積，縮短斷面周長，以達到減少風阻的目的。巷道斷面盡量設計為拱形，減少通風巷的拐彎數(shù)，同時指派專人定時清理巷道雜物，這都有利于減少風阻，實現(xiàn)通風節(jié)能。

　　3.6解決漏風問題

　　扇風機性能良好，安裝、維修簡便，而且能耗較低，是我國礦井通風常用的機械設備。風門的質(zhì)量直接影響是否漏風，因此，煤礦應加強對風門的檢查和維護，安排專人負責，同時對廢棄的采空區(qū)和風眼應當及時進行封閉。

　　4結語

　　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)展的一項長遠發(fā)展戰(zhàn)略。井下通風是保障安全作業(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)，但同時也消耗了大量的能源。本文從生產(chǎn)系統(tǒng)中的通風系統(tǒng)優(yōu)化角度，總結了煤礦節(jié)能的措施，以期能為工程實際提供參考價值。

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