煤矿矿井通风技术及通风系统优化设计研究

煤矿矿井通风技术及通风系统优化设计研究

李 国志

淮沪煤电有限公司丁集煤矿 安徽淮南 232141

摘要：随着经济和煤矿行业的快速发展，煤矿通风直接关系着煤矿的安全生产，煤矿开采过程当中最需要重视的问题之一。本文具体分析了矿井通风的作用和现状，当前矿井通风系统技术管理存在的不足，矿井通风技术的改进措施，矿井通风系统的优化设计技术升级。

关键词：煤矿矿井；通风技术；通风系统；优化设计

引言

现代矿井智能通风系统的出现是科技进步的体现，给工业不断向前发展带来积极正面的影响。智能通风系统具有可以自动感知瓦斯浓度、智能调节矿井通风风速等优点，兼具智能通风、抽排瓦斯、数据分析以及报警预警等多方面功能。通过系统软件对矿井分风解算、优调优控、优选主要通风机装置等工作，对通风系统设计和改造、配风调风、合理性检验等计算。各类型数据可以通过三维可视化平台展现出来，为矿井通风系统科学管理提供有效的技术手段。智能通风系统的应用，能够大大减少人力和物力的浪费，减少事故发生的可能性，保障矿井内安全生产作业，提高通风工作的整体效果和质量。

1现代矿井智能通风系统的特点

1.1现代性和科学性

现代矿井智能通风系统之所以应用在当前的工业发展中，是由于该通风系统拥有其独有的现代性和科学性的优势和功能。目前已经广泛地应用在煤矿行业。现代矿井智能通风系统比起原本所使用的通风系统而言，技术含量更高，科学性更强，利用现代矿井智能通风系统，可以实时实现矿井下的通风检测，并将数据回传到系统中，便于实时检测分析，以达到联动控制。

1.2及时获取大数据信息

对工程技术人员而言，可以利用现代矿井智能通风系统实时收集并且整理分析矿井中的一系列相关数据。运用系统中含有通风系统运行模式、通风系统监测控制模式、三维通风系统模式，都可以掌握矿井内的状况，提高矿井内的整体工作质量。安全管理人员通过通风系统运行模式掌握当前矿井通风的运行状态、运行过程，防止出现瓦斯事故。通风监测控制模式主要是针对矿井中的风速进行监测，在作业的过程中，对矿井下的通风状况进行监测，根据矿井内环境来调节风速。利用三维通风系统模拟仿真矿井下的实际状态，确保工程技术人员在智能终端使用中分析当前的数据，根据数据获得最佳的矿井管理质量，既优化风量的供给，延长了矿井通风系统的使用周期，降低系统能耗，又达到矿井通风系统正常时期和灾变时期的按时按需最优供风。

2当前矿井通风系统技术管理存在的不足

矿井通风系统作为整个矿井的重要构成部分，是确保安全生产的重要环节。所以，矿井通风系统管理工作较为重要。但是，目前矿井通风系统管理当中存在许多问题，给矿井安全管理带来较大难度

2.1矿井通风的监管力度不足

矿井通风的监督力度主要是指在通风过程当中，不仅要综合考虑地质情况、机械设备、技术人员等方面因素，还必须要科学合理地分析有效的监管体系，才能保证矿井通风效果，保证井下工人安全。但是，现如今我国安全监督部门的监督力度不足，被要求整改的煤矿没有严格按照相关标准进行整改，导致许多煤矿频繁出现安全事故。

2.2机械设备质量不合格

机械设备的质量直接影响着通风效果，通风效果质量则直接影响着整个煤矿的安全。煤矿矿井下的通风主要分为自然通风以及机械设备通风两种模式，自然通风在井下的效果不理想，矿井通风通常都使用机械通风的模式，可以有效避免瓦斯、粉尘以及二氧化碳等各种有毒有害气体的产生，确保采矿人员的安全。但是许多煤矿为了减少成本，使用价格低廉、通风效果不佳的通风设备，从而为安全生产埋下了巨大隐患。

3矿井通风技术的改进措施

3.1创建完善、独立、可靠的通风系统

矿井内部必须要创建完善、独立、可靠的通风系统，才能确保矿井、采区以及采掘工作面的供风能力可以满足安全生产需求，从而最大程度地减少事故的发生率，确保矿井下整体通风科学、合理。假如矿井的通风系统需要更改，就必须要提前做好通风系统改造设计方案与必要的安全措施，需要充分考虑各方面因素，才能保证通风系统改造工作安全进行。

3.2确保矿井通风网络结构稳定

煤碳资源需求量依然很大，对矿山的开发力度越来越大，所面临的地质环境越来越复杂，开采技术也发生了较大变化。因此，必须及时更新矿井通风网络原有的体系，确保其能够满足新时期煤矿开采的需求，才能确保矿井通风安全、稳定。

3.3对矿井通风网络的等效简化

通过矿井通风网络等效简化能够不断优化矿井内的传感器以及调控设施的布置方案，无论是利用气压，风速，温度、粉尘，甲烷、一氧化碳等传感器，还是各类风门、风窗等调控设施，都能提高矿井的通风质量，实现风道、风阻、自然风压以及热力风压的管理权限管理，感知当前的矿井通风状态，能够随时随地地保证所有工作人员在工作时的安全性以及通风工作的稳定性，降低由于通风系统安全性较差而导致的一系列负面问题。

3.4对参数进行调整，优化整体使用效果

通风参数监测是矿井智能通风系统信息来源的感知神经，矿内风速、温度和气体浓度检测技术在精度和可靠性方面都能满足智能控风的参数感知需求。通过对矿井内所有环境参数预知，能够了解当前的环境发展状态以及环境中所涉及到的指标参数，实现风网实时解算与智能调控，提高环境的整体应用质量。根据目前矿井中的通风状态以及通风效果进行分析，在使用时一定要考虑到如何提高矿井的整体属性，还需要利用智能调幅、调风软件计算矿井的使用状态以及使用效果，无论是其调节设施或者是智能动力设备都能达到全局的最优调节方案，并且发布调控指令，实现矿井通风系统的远程调控。

4基于现场总线技术的智能通风系统

通过分析PLC控制系统存在的缺陷，笔者提出了总线技术的通风网络设计方案。该系统主要包括如下几个单元：第一，数据采集；第二，操作执行；第三，险情报警；第四，冗余设计。，工作原理如下，首先由传感器接收井下设备的参数，并将其发送给远程监测计算机系统。接着，远程计算机能够对井下设备以及工况环境进行有效地分析，可以借助以太网把指令传输给现场监控机器。其次，工况现场的计算机能够把指令传输给下位机的各个CAN节点，这时各个节点能够对指令进行处理，这样可以对各个设备进行控制，同时能够实现对设备状态进行检测。和传统的PLC控制系统相比，其具有特点优点：第一，具有四个独立的工作单元，假如系统中某一个环节出现问题，那么不会对其他的节点产生影响，能够极大地优化系统的稳定性。第二，系统可以借助以太网以及CAN总线进行信息的传输，其中以太网能够实现远程计算机与现场计算机之间的交互，而相应的CAN总线可以实现对井下设备的控制，这样能够提高系统的响应速度。

结语

综上所述，矿井通风是保证煤矿安全生产的重要手段之一，目前煤矿生产过程当中矿井通风技术运用当中依旧存在许多不足之处和技术问题，因此，必须提高煤矿矿井通风科技化水平、加大通风专业技术科技化管理力度，推动煤矿矿井通风安全管理技术的升级，确保矿井通风更优化、更高效、更合理、更可靠。

参考文献

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[2]杨惠钧.矿井通风技术及通风系统优化设计研究[J].石化技术，2019，26（2）

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