凌遠(yuǎn)程++張建莊

[摘 要]現(xiàn)階段，隨著能源的不斷消耗，對(duì)能源的開采工作也變得頻繁起來，同時(shí)在科技的發(fā)展進(jìn)步下，技術(shù)和裝備的進(jìn)步，這樣就促使采礦巷道掘進(jìn)作業(yè)的效率得到了很大的提升。但是由于采礦巷道在掘進(jìn)時(shí)，很容易形成循環(huán)風(fēng)，可能對(duì)煤礦開采工作帶來危害。因此，本文主要對(duì)采礦巷道掘進(jìn)通風(fēng)系統(tǒng)壓能分布進(jìn)行了簡單的分析，希望對(duì)有關(guān)人士有所幫助。

[關(guān)鍵詞]采礦巷道掘進(jìn)、通風(fēng)系統(tǒng)、壓能分布

中圖分類號(hào)：TD724 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）08-0107-01

一、前言

隨著社會(huì)不斷的發(fā)展，礦產(chǎn)資源的需求量也在逐漸增多，這樣就促使采礦行業(yè)在不斷的發(fā)展。在相關(guān)技術(shù)和設(shè)備的支持下，采礦巷道的掘進(jìn)工作有著極大的進(jìn)步，但是在進(jìn)行采礦巷道掘進(jìn)的過程中，容易導(dǎo)致循環(huán)風(fēng)的出現(xiàn)，從而就使得采礦工作受到一定影響。針對(duì)這樣的現(xiàn)狀，就需要針對(duì)采礦巷道掘進(jìn)通風(fēng)系統(tǒng)壓能的分布情況進(jìn)行探究，達(dá)到安全采礦的目的。

二、采礦巷道掘進(jìn)技術(shù)和設(shè)備的應(yīng)用現(xiàn)狀

我國應(yīng)用在采礦巷道中的掘進(jìn)技術(shù)以及設(shè)備多種多樣，在對(duì)采礦巷道進(jìn)行打鑿的過程中，采用合理有效的采礦巷道掘進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，可以使得采礦巷道的應(yīng)用更加的安全和可靠。而我國目前主要采用的采礦巷道掘進(jìn)技術(shù)和設(shè)備包括如下幾種：

1、采礦巷道綜合機(jī)械化掘進(jìn)

應(yīng)用于進(jìn)行采礦巷道綜合機(jī)械化掘進(jìn)的設(shè)備主要包括懸臂式掘進(jìn)機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)以及供電系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)以及設(shè)備的應(yīng)用，在一定程度上使得采礦巷道的掘進(jìn)效率得到了進(jìn)一步的提高。其中，懸臂式掘進(jìn)機(jī)是在1960年開發(fā)出來的，這種掘進(jìn)機(jī)的功率相對(duì)較小。而我國的礦產(chǎn)開采量相對(duì)較大，為了能夠滿足礦產(chǎn)開采的實(shí)際需求，我國針對(duì)懸臂式掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行了深入的研究和改進(jìn)，從而研究出新型號(hào)的掘進(jìn)機(jī)，這種掘進(jìn)機(jī)本身的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)就較為嚴(yán)密，而且機(jī)身較小，重量較輕，所需安裝空間較小，不會(huì)受到空間的限制，運(yùn)作的穩(wěn)定性較高，能夠?qū)r石具有強(qiáng)大的破壞例，在各個(gè)范圍和地層中，都能夠進(jìn)行使用，由于其有著諸多的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，使得采礦巷道綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)在我國目前的礦產(chǎn)開發(fā)中得到了普遍的應(yīng)用。

2、大斷面煤巷連續(xù)采煤機(jī)高效掘進(jìn)

連續(xù)采煤機(jī)是一種綜合機(jī)械化掘進(jìn)設(shè)備，可以同時(shí)進(jìn)行采煤和運(yùn)送，能有效提高采煤量，適用于在矩形斷面的雙巷、多巷、短壁上進(jìn)行開采，但不適合單巷開采。

3、掘錨一體化掘進(jìn)

掘錨一體化設(shè)備的開發(fā)和研制，創(chuàng)造出了更為高效的掘錨機(jī)組，可以同時(shí)進(jìn)行掘進(jìn)和支護(hù)，但由于機(jī)組結(jié)構(gòu)龐大，對(duì)巷道要求高，因此適用范圍還不是很廣。

三、采礦掘進(jìn)通風(fēng)系統(tǒng)壓能分布分析

1、采礦掘進(jìn)通風(fēng)系統(tǒng)

一般來說，在對(duì)礦井進(jìn)行掘進(jìn)的過程中，對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置有著一定的要求，而具體的要求包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：首先，在礦井中對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置的過程中，需要保障通風(fēng)系統(tǒng)具有獨(dú)立性，而且要求通風(fēng)系統(tǒng)的阻力相對(duì)較小，最大阻力不得超過3920Pa。其次，就是在對(duì)進(jìn)風(fēng)口進(jìn)行設(shè)置的過程中，需要將進(jìn)風(fēng)口設(shè)置在沒有污染氣體大量排放，安全、空氣清新的區(qū)域，而且要全面的對(duì)當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)向指標(biāo)進(jìn)行分析，從而選定適宜的進(jìn)風(fēng)口設(shè)定位置。再次，針對(duì)多風(fēng)機(jī)中的通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置時(shí)，需要風(fēng)機(jī)能夠有效的承擔(dān)工作風(fēng)壓的壓力，嚴(yán)格的依據(jù)掘進(jìn)巷道工作的具體需求，來對(duì)風(fēng)量進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和提供。然后，需要在每一個(gè)礦產(chǎn)的開采點(diǎn)，都進(jìn)行回風(fēng)巷道的設(shè)置，從而使得分區(qū)能夠進(jìn)行有效的風(fēng)力輸送。最后，通風(fēng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)定相對(duì)并不復(fù)雜，甚至可以說，通風(fēng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)定相對(duì)較為簡單。而且通風(fēng)系統(tǒng)在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，所消耗的成本費(fèi)用相對(duì)較低，并且具有較強(qiáng)的實(shí)用性能，能夠?qū)︼L(fēng)流進(jìn)行有效的控制，在對(duì)風(fēng)流進(jìn)行合理調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上，從而保障巷道通風(fēng)的穩(wěn)定性。

2、通風(fēng)系統(tǒng)組成

在礦井的通風(fēng)系統(tǒng)中，常見的獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)定總阻力要小于3920Pa。在通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)井口注意布置一個(gè)安全區(qū)域，并且在風(fēng)向上要做好充分的研究和準(zhǔn)備，充分考慮到全年的風(fēng)向頻率之后再?zèng)Q定，需要注意的是在多風(fēng)機(jī)的通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)用中要注意風(fēng)機(jī)之間的工作風(fēng)壓的設(shè)定，必須考慮到相互的影響作用，保證風(fēng)量的提供正好適用于掘進(jìn)巷道的工作要求，每一個(gè)煤礦開采點(diǎn)都要有回風(fēng)巷道，實(shí)行分區(qū)通風(fēng)。通風(fēng)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟(jì)效益高，風(fēng)流易于控制管理且穩(wěn)定。

3、巷道通風(fēng)阻力

巷道兩端斷面之間的通風(fēng)阻力： h=hs+hz+hv

其中，hs是始斷面靜壓和末斷面靜壓的差；hz是始斷面和末斷面之間的位壓差；hv是始斷面和末斷面之間的動(dòng)壓差。

其中，Bi，Bj是始斷面和末斷面氣壓計(jì)靜壓差的讀數(shù)，mmH2O；Bi'，Bj'是讀取Bi，Bj時(shí)，基點(diǎn)氣壓計(jì)靜壓差的讀數(shù)，mmH2O。

4、風(fēng)路中風(fēng)流流動(dòng)的基本定律

礦井的通風(fēng)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，需要考慮到流體力學(xué)等問題，在礦井風(fēng)流的運(yùn)動(dòng)路線中往往會(huì)構(gòu)成復(fù)雜的通風(fēng)風(fēng)路系統(tǒng)，這些風(fēng)道之間的交匯點(diǎn)則成為節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)之間的風(fēng)道成為分支，兩條或兩條以上的分支形成的閉合回路稱為回路或網(wǎng)孔。通風(fēng)網(wǎng)路通常由眾多的分支及回路所組成。按各分支聯(lián)接形式不同，可以分為并聯(lián)、簡單角聯(lián)和復(fù)雜聯(lián)接等。風(fēng)流在風(fēng)路中流動(dòng)時(shí)遵循風(fēng)量平衡定律、風(fēng)壓平衡定律和阻力定律。

5、風(fēng)流能量

在巷道的通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)用中，風(fēng)流的能量給予主要是靠機(jī)械能和內(nèi)能來實(shí)現(xiàn)的，機(jī)械能主要指的是能動(dòng)壓靜能的形式，內(nèi)能則主要是空氣流動(dòng)中自身因素以及環(huán)境因素的影響而產(chǎn)生的能量變化，主要變化形式是由能量高的地方向能量低的地方流動(dòng)，所以根據(jù)這個(gè)原理可以來判斷風(fēng)流的方向變化，在局部通風(fēng)系統(tǒng)的應(yīng)用中往往會(huì)造成超過所需風(fēng)量的要求，這種情況下可以將局部通風(fēng)設(shè)置的位置進(jìn)行一定的調(diào)整，或者調(diào)整通風(fēng)機(jī)的功率等，這種形式的變化能夠減小實(shí)際的等效風(fēng)壓和風(fēng)量，防止循環(huán)風(fēng)流產(chǎn)生的礦井通風(fēng)系統(tǒng)的壓能。

6、通風(fēng)設(shè)備

在通風(fēng)系統(tǒng)的應(yīng)用中除了通風(fēng)系統(tǒng)的原理和設(shè)備之外還要重視的是通風(fēng)設(shè)備的選用，通風(fēng)工作面的安全可靠性很大程度上與安全技術(shù)設(shè)備有關(guān)，掘進(jìn)安全技術(shù)設(shè)備的系列化是一個(gè)正確的發(fā)展方向，對(duì)于掘進(jìn)綜合面的瓦斯爆炸、火災(zāi)事故等問題能夠有效的預(yù)防，自動(dòng)化的應(yīng)用能夠及時(shí)在通風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)自動(dòng)切換電源停止工作，在恢復(fù)之后再自動(dòng)切換到正常通風(fēng)的模式，這種形式大大提高了可靠性和安全性，并且降低了工作人員的工作強(qiáng)度。

7、通風(fēng)系統(tǒng)壓能值模型

通風(fēng)系統(tǒng)壓能值模型的建立是在礦井通風(fēng)系統(tǒng)的充分考察之后設(shè)立的，通過地面大氣和礦井之間的空氣交換方式和循環(huán)方式，排除一些不必要的因素影響，從進(jìn)入礦井的空氣總量和排出礦井的空氣總量的方向進(jìn)行考慮可以得出的是壓能值的不同，流體網(wǎng)絡(luò)的源點(diǎn)與匯點(diǎn)之間保持流量平衡，從源點(diǎn)流入網(wǎng)絡(luò)的總流量等于從匯點(diǎn)流出網(wǎng)絡(luò)的總流量，只是源點(diǎn)與匯點(diǎn)的壓能不同。為了使求解模型具有通用性，通過增加虛擬節(jié)點(diǎn)和虛擬分支的辦法將有源匯的流體網(wǎng)絡(luò)變成無源匯的流體網(wǎng)絡(luò)。

四、結(jié)束語

綜上所述，在進(jìn)行采礦巷道掘進(jìn)的時(shí)候，因?yàn)榫植客L(fēng)機(jī)能夠提供足夠的風(fēng)流給掘進(jìn)巷道的工作面，并且還能保證其質(zhì)量，以及有效避免循環(huán)風(fēng)的形成。所以得到了廣泛的應(yīng)用。同時(shí)對(duì)掘進(jìn)巷道的壓能分布進(jìn)行分析的時(shí)候，能夠很好的改善礦井供風(fēng)能力不足、礦井通風(fēng)阻力等問題，這樣就可以減少事故的發(fā)生，保證礦井的正常生產(chǎn)工作和井下作業(yè)人員的安全健康，從而增強(qiáng)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]劉進(jìn)平，盧志剛.礦井掘進(jìn)通風(fēng)循環(huán)風(fēng)形成條件分析[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011（11）.

[2]許君民，黃壽元，王鵬.某礦盲斜井掘進(jìn)局部通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì).現(xiàn)代礦業(yè)[J]，2013（04）.

[3]張志輝.采礦技術(shù)應(yīng)用問題的綜合探析[J].科技致富向?qū)В?013 （32）.