白鵬

摘 要：在礦井生產(chǎn)中，礦山井下通風應當屬于不可缺少的重要部分。對井下作業(yè)進行全面的通風處理，從而為井下工作人員提供新鮮空氣。由此可見，礦山井下通風的基本目標在排除粉塵與毒害性氣體，在此基礎(chǔ)上改善井下的整體氣候狀況。近些年來，自動化技術(shù)已經(jīng)逐步融入了礦井生產(chǎn)中，與之相應的井下通風也有必要接受自動化改造。礦山井下施行自動化的通風改造，宗旨在于創(chuàng)造清潔且安全的礦山工作環(huán)境，確保井下工作人員擁有良好健康狀況。為此對現(xiàn)階段的礦山井下通風，應當明確自動化改造的基本思路及其內(nèi)容；結(jié)合井下通風的真實狀況，探求落實自動化通風改造的可行措施。

關(guān)鍵詞：礦井下通風 自動化改造 具體措施

中圖分類號：TD724 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）04（b）-0059-02

隨著采煤行業(yè)整體規(guī)模的迅速擴大，礦山開采的作業(yè)面正在不斷下移，井下采空區(qū)的總數(shù)也在逐漸增多。由此可見，現(xiàn)階段的采掘工作已經(jīng)延伸了作業(yè)面范圍，因此，僅靠井下現(xiàn)有的通風設(shè)施很難符合井下通風的基本需求。情況嚴重時，未經(jīng)改造的傳統(tǒng)通風系統(tǒng)還可能導致污風循環(huán)或者風流短路，以至于無法迅速排出爆破作業(yè)中的煙霧[1]。礦山作業(yè)經(jīng)常涉及到爆破作業(yè)，在爆破操作中很可能存在有毒氣體；如果無法及時排出，有毒氣體將會威脅井下工作人員本身的健康與安全。面對信息化與自動化的新形勢，對于礦山通風的設(shè)施有必要進行全方位的改造；在完成自動化改造的前提下，才能從根源上保障礦山生產(chǎn)的實效性，確保為井下的正常生產(chǎn)提供了清潔空氣。

1 自動化改造的基本思路

對于礦井通風體系而言，自動化改造指的是運用自動化的基本原理來改造現(xiàn)階段的通風系統(tǒng)，增加新鮮氣流的流入量，并且杜絕事故隱患。在微機操作的輔助下，對于井下通風就能進行全方位的綜合改造。具體的措施為：礦井通風包含分區(qū)回風與集中進風的兩個部分，其中的進風井設(shè)計為豎井，整個通風系統(tǒng)設(shè)計為抽出式的對角系統(tǒng)，分別包含了兩翼回風、中央進風、南北側(cè)的斜井通風等部分。開啟通風系統(tǒng)之后，主斜坡道與副井就可以通入新鮮空氣，新鮮氣流帶走了井底車場與工作面上方的灰塵與煙霧。此外，在地表可以安裝軸流風機，運用對旋式的風機就可以抽出污風[2]。在通風網(wǎng)絡(luò)的中段，設(shè)計了平行雙巷道的通風方式。

從目前來看，各個行業(yè)的生產(chǎn)與日常生活中都不能缺少煤炭能源作為支撐。然而最近幾年，各地礦井陸續(xù)增加了更多的采空區(qū)，與此同時也體現(xiàn)了采掘工作面的緩慢下移現(xiàn)象。面對這種現(xiàn)狀，煤炭開采行業(yè)如果仍沿用傳統(tǒng)通風措施，那么很難從根源上消除風流短路的隱患。這是因為，傳統(tǒng)的井下通風缺少自動化控制，對于井下的污濁氣流無法進行及時的排除。井下開采涉及到較多的爆破作業(yè)，因此埋下了礦井爆炸的隱患。礦井如果無法排除毒害性的炮煙或者其他氣體，那么長期積累的有毒氣體將會損傷健康乃至導致事故。因此，運用自動化的措施來改造礦井通風系統(tǒng)，這項措施具有可行性與必要性[3]。

2 現(xiàn)存的問題

經(jīng)過科學測定可知，現(xiàn)階段很多礦井都不具備優(yōu)良的通風系統(tǒng)。針對采掘作業(yè)點而言，應當密切關(guān)注空氣質(zhì)量、通風參數(shù)、工作面通風量等相關(guān)指標；在綜合判斷的基礎(chǔ)上，就能確定現(xiàn)階段的通風參數(shù)是否符合最根本的安全指標。具體而言，礦山井下布置的通風系統(tǒng)仍暴露了如下弊端。

首先，礦井中段通入的新鮮空氣不足，體現(xiàn)了較小的通風量。對于1 500 m左右的礦井中段而言，每秒鐘只能送入4.2 m3左右的新鮮空氣；而對于深度為1 300 m的中段礦井，每秒鐘通入的空氣總量為3.8 m3。由此可見，礦井中段很難符合最低限度的通風要求，中段采場的進風總量也相對較小。在這種狀態(tài)下，井下空氣混入了超標的一氧化碳、硫元素與氮元素等。情況嚴重時，某些礦井中段甚至超過了最大限度的有毒氣體濃度。

其次，井下漏風的現(xiàn)狀十分嚴重。某些礦井開采雖然送入了足夠的新鮮空氣，然而卻表現(xiàn)為較大的漏風量，以至于降低了有效通入的風量。礦井之所以產(chǎn)生內(nèi)部漏風，根源就在于大規(guī)模溜井的存在。這是因為，放礦溜井可以用來運輸廢棄石材與主要礦石，因此井下中段都設(shè)置了較大面積的溜井。這種狀態(tài)下，新鮮氣流還沒有到達工作面，就被溜井帶走了，從現(xiàn)狀來看，很多礦井都設(shè)計了同時工作的作業(yè)面，受到分散作業(yè)的影響，很多新鮮氣流就容易被浪費。此外，某些廢棄的采煤巷道并沒有進行封閉處理，因此也浪費了新鮮空氣。

最后，井下環(huán)境的特殊性較強，工作面濕度與溫度都相對較高。受到特殊環(huán)境影響，礦井通風總量很小，通風質(zhì)量因此也受到限制，在較低風壓的影響下，機械設(shè)備排放了過多的熱量，然而通風系統(tǒng)卻沒有及時把熱量帶走。由于井下排風不暢，以至于很多工作面都超出了最高限度的標準生產(chǎn)溫度，例如：某些工作面甚至超出了35 ℃的環(huán)境溫度，同時可達85%或者更高的相對濕度。因此，礦山井下具有過高的溫濕度，這種現(xiàn)狀很可能會損傷健康，并且埋下安全威脅。

3 具體的改造措施

礦井通風系統(tǒng)包含了很多部分，對于復雜度較高的井下通風系統(tǒng)而言，如果要在較短時間段里完成自動化改造，其難度還是較大的。同時，井下通風系統(tǒng)也處于不停變化的狀況下，在推行自動化改造時應當密切結(jié)合井下生產(chǎn)的真實狀況，針對各項通風指標進行全方位的調(diào)整，例如：對于井下的風機運行工況有必要進行自動化調(diào)整，及時關(guān)閉廢舊的巷道，此外，技術(shù)人員還可以在微機輔助下調(diào)整風機角度與風機位置。近些年，PDCA模式逐漸運用于井下通風改造，這種螺旋式的自動化管理模式有利于持續(xù)改善井下通風，確保符合理想的井下通風狀態(tài)，具體來講，優(yōu)化井下通風的自動化措施應當包含以下幾個方面。

3.1 優(yōu)化通風布局

自動化改造的基本前提就在于優(yōu)化整個的通風布局，全面調(diào)整現(xiàn)有的井下通風結(jié)構(gòu)。依照自動化的流程，可以算出井下通風阻力，在此基礎(chǔ)上選擇適當?shù)娘L量分配方式、通風方式與巷道布置方法，同時也要做好設(shè)備選型。具體在設(shè)計通風布局時，應當密切結(jié)合現(xiàn)階段的礦井生產(chǎn)狀況，對于礦床條件也要予以考慮。一般情況下，經(jīng)過自動化改造后的井下通風可以設(shè)計為分區(qū)通風，在這之中包括豎向進風井、分區(qū)回風以及集中進風。相比于傳統(tǒng)的井下通風模式，自動化改造后的井下通風具有更簡單的通風網(wǎng)路，有利于控制風流量并且減小通風阻力，這是因為自動化改造縮短了通風的風路。

3.2 做好前期的設(shè)備選型

井下生產(chǎn)客觀上需要運用自動式的通風設(shè)備。具體在設(shè)備選型時，應當優(yōu)先選擇平穩(wěn)性與節(jié)能性較高的自動化設(shè)備，例如：針對礦用風機，應當致力于優(yōu)化通風網(wǎng)路，在此基礎(chǔ)上才能符合實效性與節(jié)能性的基本要求。從本質(zhì)上講，自動化的礦井通風關(guān)鍵就在于主扇工況、風量與通風阻力。具體在選擇通風設(shè)備時，針對金屬礦井有必要選擇通風量較大的自動化風機，例如：DK型或者BD型的自動式送風機，這種類型的風機具有較低的風壓。進行風機選型的要點在于保障持續(xù)性的運轉(zhuǎn)，因此，電動機與主扇風機的規(guī)格與型號都應當相互匹配。在較短的時間段里，主扇風機就能實現(xiàn)反方向的運轉(zhuǎn)。因此，自動化的通風設(shè)施可以維持長時間的持續(xù)運行，這樣做符合了節(jié)能與高效的井下生產(chǎn)目標。

3.3 優(yōu)化通風網(wǎng)路

相比于前期開采，中期與后期的礦井開采具有更強的復雜性，而與之相關(guān)的通風系統(tǒng)也變得更加復雜。這是由于，中后期的礦井開采涉及到更多的巷道串聯(lián)，并聯(lián)與串聯(lián)的巷道總數(shù)也會陸續(xù)增多。在某些礦井中，年久失修的巷道很可能逐漸開裂或者增大斷面，情況嚴重時還會出現(xiàn)巷道分叉的現(xiàn)象。這種狀況下，巷道內(nèi)部的通風阻力變得更高，通風網(wǎng)路也變得更復雜。由此可見，如果要在根源上消除巷道串風與漏風現(xiàn)象，那么有必要優(yōu)化并且簡化通風系統(tǒng)。對于井下通風需要強化監(jiān)管，增設(shè)調(diào)節(jié)風扇與風門等更多的通風設(shè)施，為了杜絕風流短路或者污風串聯(lián)等不良現(xiàn)象，應當視情況做好巷道封閉的工作，通過這種方式來改善礦井內(nèi)部的通風狀況，確保深部通風的順利進行。

3.4 改善局部通風

礦井通風涉及到較復雜的部分，其中的局部通風構(gòu)成了重要部分。在設(shè)計局部通風時，推行自動化改造應當符合現(xiàn)行的技術(shù)規(guī)范，對于局部性的井下通風進行全面優(yōu)化。在改造時，應當致力于改造傳統(tǒng)的通風設(shè)備，在因地制宜的前提下才能為人員健康提供基本保障。如果條件允許，企業(yè)可以選擇濕式鑿巖的技術(shù)措施，通過這種方式來降低吸塵量并且避免塵土飛散的現(xiàn)象。作為工作人員，本身也應當做好全方位的技術(shù)防控，例如：佩戴計量儀器用來檢查實時性的健康狀況。某些采場存在較大可能出現(xiàn)通風困難的狀況，對此應當配置局部性的風扇。經(jīng)過爆破操作后，應當及時噴水并且加強采掘工作面的通風處理。

4 結(jié)語

近些年來，各地開采礦山的深度都在逐步增加，在此過程中伴有工作面的擴大和推移。在礦山開采中，某些巷道經(jīng)常出現(xiàn)貫通現(xiàn)象，采空區(qū)漏風以至于埋下了礦井通風的隱患。嚴重的情況下，礦井內(nèi)部如果缺乏順暢的通風那么還可能引發(fā)爆炸，進而威脅開采工作安全。從目前來看，某些礦山開采仍沿用主風扇作為通風設(shè)備，然而這類設(shè)備很可能受到自然通風導致的影響，因此無法體現(xiàn)更好的井下通風實效。為了加以改進，企業(yè)應當綜合運用自動化的措施來完善井下通風，針對現(xiàn)階段的各項通風設(shè)備都要落實自動化改造。在未來的實踐中，企業(yè)及其技術(shù)人員還需要歸納經(jīng)驗，在此前提下提升礦井通風的整體水平提高。

參考文獻

[1] 蘇小杰.存在地表塌陷坑的老礦山井下通風系統(tǒng)優(yōu)化改造研究[J].礦業(yè)工程，2015（1）：62-65.

[2] 馬萃林.某有色金屬礦山井下通風系統(tǒng)改造的設(shè)計[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2014（2）：70-73，77.

[3] 石乃敏.某金屬礦山井下通風系統(tǒng)優(yōu)化改造與安全管理[J].科技通報，2013（11）：211-213.