矿井通风新技术专题演讲

矿井通风新技术

1.矿井通风技术现状

矿井通风指借助于机械或自然风压，向井下各用风点连续输送适量的新鲜空气，供给人员呼吸，降低井下工作面的温度，稀释并排出各种粉尘及有毒有害气体，创造良好的气候条件，为井下作业人员提供安全舒适的工作环境。随着浅部矿产资源的日渐枯竭，矿产资源开采向纵深发展是必然的趋势。随着开采深度的增加，矿井必将出现岩温增高、风路延长、阻力增大、风流压缩放热、风量调节困难、漏风突出、有毒有害物质和热湿排除受阻等问题。因此，矿井通风的意义将更加重大。

经过不断的摸索和实验，我国矿井通风技术，取得了众多引人注目的成果。主要成果有：研究了主要通 风机性能测试装置及测试方法，检验和改进主要通风机的运转性能，实现了迅速、准确、可靠 地测定主要通风机性能的目的。研制了电子计算机的各种计算、模拟软件，为自动绘制矿井通风图和灾变时期救灾方案的选择提供了方便 ，起着辅助决策作用。但是总体来看，我国的矿井通风的技术水平还很低。通风系统的可靠性还很低下，先有的轴 流式风机效率低、电耗大。尤其是近年来发展迅速的综采放顶采煤方法和高产高效工作面， 导致瓦斯涌出量大、工作面所需风量大，传统的通风技术及通风设备已不能适应这种生产方式，亟待技术进步以适应现代化作业需要。

2 矿井通风技术的发展

2.1矿井通风理论与技术研究的进展上世纪50年代以来，我国矿井通风理论与技术研究取得如下主要进展。

1．对井巷通风阻力进行了广泛的研究与测定。

2．建立了各类作业面紊流传质方程及污染物浓度分析计算方法，为风量计算方法提供了理论依据。

3．应用电子计算机计算和分析复杂通风网络，为矿井通风系统分析提供了有效的方法。

4．射流通风理论与技术得到发展，利用风流动压的方向性调节与控制风流的技术获得应用。

5．矿井火灾时风流非稳定流动规律的研究不断深化，建立起若干典型风流控制方案。

6．受控循环通风理论推动了空气净化装置的研制和污染源控制技术的发展。 7．深井热源、空气与围岩热交换和矿井热环境控制理论与技术有较大进展，初步形成矿内热力学理论体系。

8．开展了矿井通风系统优化与控制的人工智能技术研究。 9．开展了露天矿通风理论与技术的研究。 2.2矿井通风节能技术研究的进展 1．多风机多级机站

多风机多级机站具有显著的优越性，它既可提高矿井有效风量率，又可节省电能消耗。我国自1983年开始该通风技术的试验研究以来，先后有几十个大中型非煤矿井采用此技术，改造原有的通风系统，都取得了明显的社会效益和经济效益。

2．受控空气再循环技术过去，人们认为循环风流是污浊风流，会引起井下作业环境的污染物聚集而被禁止使用，但自从英国的S．L．Leach和A．1ack在l964年得出了“通风工作面的污染物浓度只与工作面污染物的产生强度和进入工作面的新鲜风量有关，而与循环风量的大小无关”的结论以后，人们对循环

风流才有了本质性的认识，于是，在英国、前苏联、美国，南非、加拿大等国家，相继对利用循环风流通风进行了理论分析和现场试验研究，其结果表明，受控循环通风方法是一种切实可行的新型通风方法，它不仅可以解决常规通风方法中难以解决的通风技术难题，而且具有显著的节能效果。 3．主、辅扇联合工作

主、辅扇联合工作是通风节能的一条有效途径，英国R·J·Rearee对此进行了电能消耗。我国自1983年开始该通风技术的试验研究以来，先后有几十个大中型非煤矿井采用此技术，改造原有的通风系统，都取得了明显的社会效益和经济效益。

4．采取降低风阻的办法

在最大阻力路线上的高阻力区段采用扩大巷道断面的降阻措施收到明显降阻效果，局部降阻工程量小，在风速较高的主要回风道采用空气动力性能良好的通风构筑物也能收到良好的降阻效果。 5．矿用节能风机的推广应用

1985年在老厂锡矿南部通风系统设计时，K35风机问世，这类风机比K45风机性能有所提高，所以风机选型主要为K35风机。1988年又研制出K40风机，这类风机又比前两种好。1990年又研制出无驼峰的FS系列风机，采用了稳流环结构，消除了传统轴流风机在高风阻区出现的旋转失速现象，风压特性曲线比较平滑，较适合于多台风机联合运转。6.矿井通风系统分析与优化自然分风网络的优化研究迄今为止

仍处于理论摸索阶段，它的研究对矿井通风设计、计划和管理具有理论和实际的指导意义，对节省能源、降低通风成本等产生直接影响，是一个值得重视的研究领域。

3.今后矿井通风的难点

1.深井开采中的热害控制问题

随着地表矿物日趋开采完毕，矿井采掘深度增加，由于地温随矿井深度增加而升高，加上其它热源的放热作用(空气压缩，氧化过程、机械设备做功)等原因，使得受到高温威胁的矿井日益增多。

据全国矿井高温热害普查资料统计，目前，我国已有38对矿井的采掘工作面气温超过30℃。“九五”期间我国有80多对矿井出现热害。在高温环境下作业，不但劳动生产率会下降，而且矿工身体健康也会受到损害，同时严重威胁井下安全作业，并易引发灾害和事故。为了确保安全生产，l982年国务院颁发的《矿山安全条例》规定，井下作业地点的空气温度不得超过28℃，现新规定为不得超过26℃。国外也有类似规定。因此，研究深井降温技术已成为国内外采矿技术中一个重要领域。

2.深井硬岩矿山岩爆灾害预测和防治地下开采的深部金属矿山或非煤矿山，可简称为深井硬岩矿山。

深井硬岩矿山潜在的地质灾害主要有冲击地压或岩爆、采矿地震、突水或涌水、采矿场和巷道围岩失稳、高岩温地热等。这些地质灾害形成的诱因主要是随着开采深度的增加岩层承压增大，以及与地质结构弱面联合作用的结果。随着我国矿山开采向深部延伸，岩爆防治已是我国矿山面临的重大课题。为此，国家“九五”期间以铜陵有色金属公司冬瓜山大型深井开采矿山为研究基地，设置了“深井矿山岩层控制理论和技术研究”课题，对深井开采的岩爆灾害防治进行研究。 3．深井环境控制

深井环境控制是深井开采的难题之一，对于运用常规手段来说，计算分析非

常复杂，不能及时准确地为井下排热通风提供科学依据，通过国家“九五”科技攻关，开发了深井开采井下环境管理程序，将深井排热通风作业面需风量计算、网络计算、气候预测计算、网络预测计算简化成简便的计算机操作，随着矿井开采向深部延深，井下热害日趋严重。深井环境控制是深井开采工艺的重要环节，直接影响到深井开采的投资和经营效果。然而深井环境控制是一个非常复杂、一般手段无法解决的难题。 4.深部矿井地层储冷技术研究

高温矿井生产率均较低，据南非多年的调查统计，当矿内作业地点的空气湿球温度达到28.9℃时(相当于干球温度30℃)，开始出现中暑死亡事故。利用大型制冷机组对井下工作面进行降温处理，虽然可达到降温目的，但由于其巨大的耗电量，使其运行费用过高导致其不能得到中国煤炭行业普遍的应用。地层储冷技术将冬季空气中天然的冷能通过一套井上换能系统储存到地下储冷含水层中，其余季节通过另一套井上配套换能系统将这部分冷量从储冷含水层中提取出来，再通过井下换能系统用于井下工作面的制冷降温。 5.井下风流的可控性差,风量不易调节

在运输井巷内很难设置调节或控制风流的通风设施，所以风流在到达需风段前，通过进风段的运输井巷完全依靠自然分配。其中一部分风量直接短路进入回风段,即为内部漏 风；而另一部分风量进入需风段，但作业环境较差，多数需风点供风不足，且不能按生 产变化及时进行风量调节

4.矿井通风系统优化设计发展方向

矿井通风系统设计是矿井设计的主要内容之一，它不仅关系着矿井建设速度、投产时间、基建投资的多少，而且对矿井投入生产后的生产面貌和技术经济效益也有长远的影响，因此矿井通风系统的优化设计问题，一直是从事矿井

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/m7cf.html