煤矿通风阻力影响因素及降阻方法研究

煤矿通风阻力影响因素及降阻方法研究

杨青 ,韩燕博

济宁运河煤矿有限责任公司  济宁272000

摘要：矿井通风是我国煤矿建设安全清洁高效生产的重要保证。提高矿井通风设计效率也有助于提高安全综合性能，节约井下通风资源。因此，提出并讨论了影响我国煤矿通风阻力系数有关的某些限制因素，并提出了在上述原则的基础上进一步调查和确定，进一步降低国内煤矿通风阻力系数的措施。

关键词：矿井通风；煤矿开采；通风阻力；降阻措施

在煤矿井下作业和生产过程中，会逐渐产生大量有毒有害气体混合物和放射性粉尘，严重危害矿工自身健康。如果不及时降低矿井内粉尘污染或其他有害气体污染物的浓度过高，还可能随时引发人员中毒或窒息、瓦斯爆炸、煤尘爆炸等安全生产事故，威胁井下矿工的生命安全，给生产企业带来极其重大的经济损失和负面影响。当这种活动模式下的流体粒子碰撞并强烈的彼此混合时，粒子与粒子之间存在着显著的能量交流，粒子流轨道一般呈不规则的形状，在总流的方向上有水流，在笔直的总流或斜的总流的方向上也有水流，流体中常有涡流。

1矿井通风阻力影响因素

1.1摩擦阻力

当矿井空气流入地下竖井的层间间隙时，竖井间隙中原本相对坚固的墙体结构也在阻止矿井空气本身的流动，从而与矿井空气运动本身产生另一种冲突和阻力。所有的风流活动都有其必须具备的特征。在地质工程地质实践研究和生产工程实践分析中，我们还可以将矿井布置中的各种气流活动大致分为：层流运动和湍流。中心流的运动状态是指液体的运动状态，其中在液体通道和每个流动层中移动的几乎所有粒子都会彼此发生不完全碰撞和融合，并且自由活动状态是在任何的湍流通道中执行的。在流道中流动的所有流动颗粒层之间几乎没有直接的物质和能量交换。液体通道中粒子活动的轨道轴通常近似平行于整个液体通道中的轨道轴，通常在规则曲线中分为正线性活动轨道轴或线性活动轨道轴。湍流方向与层流方向相反。

1.2矿井通风线路边长通风网络阻力增加

随着地下矿山工业机械化技术的快速发展，矿井中的巷道有效长度将继续逐渐增长。风机容量的设计基本上应基于矿井通风巷道网络的规划。然而，近年来随着我国采矿技术自动化技术的逐步成熟和发展，通风巷道的容量逐年增加，通风网络的结构也变得越来越复杂。这也增加了另一个强大的阻力，限制了矿井整个工作面安全通风设计效果的充分发挥。在井下巷道的通风过程中，由于井下矿井风压作业区的通风严密性也相对较弱，风道通风的漏风状态较为严重。它大大增加了地下开采通风网络系统中主工作面通风的阻力。综上所述，整个矿井通风系统在矿井中的网络结构逐渐从局部单一通风网络，曾经是一个相对简单的系统，转变为局部通用网络结构，逐渐成为一个更加复杂的通风系统结构，这无疑是促使整个局部矿井通风结构的通风阻力在深层次上实现整体进步和发展方向的主要内在原因之一。矿井系统内整体通风网络的通风阻力相对增加非常小，难以完全感知。计算和研究矿井系统或整个矿井中通风网络系统阻力的相对值无疑是另一个非常必要的讨论。为了全面、科学地降低地下通风与整体网络之间通风系统的整体系统阻力，解决阻力的最基本的方法是同时降低整个矿井系统中系统的整体网络通风阻力。

1.3风流紊乱导致矿井通风阻力增加

随着矿井的发展，矿井下通风巷道的长度逐步增大。风机风量按巷道网络规划，但随着采矿的发展，通风通道增多增大，通风回路变得复杂。这增加了对整个矿井通风的阻力。在通风过程中，因为采空区密封不良和通道渗漏严峻，路途通风阻力有必定的进步。总归，矿井通风网络由简略的网络向复杂的网络改变，这是矿井通风阻力整体进步的主要原因。通风阻力的增加很难检测到。需求核算矿井内整个通风体系的相对量。为了减小通风网络的阻力，最重要的解决办法是使风流有序流动，减少风流紊乱情况的发生。

2减小矿井通风阻力的办法

2.1减小冲突阻力

2.1.1努力减小冲突阻力系数

在规划矿井工作面通风支护技术时，应尽可能降低工作面阻力系数，这可能会受到巷道上所选磨耗支护技术施工方法的影响，以确保工作面施工的有效质量。同时，考虑到工作表面的外部环境在支架工作表面的巷道墙壁上可以更加均匀，应特别注意并优先选择通风支架的设计技巧，因此，竖井内壁上道路的凹面工作面和工作面的道路壁可以控制在小于50mm的范围内。我们应该共同努力，积极采取措施，尽快提高巷道支护的质量。在选择施工巷道的支撑方式后，各工作面的支撑形状也应尽量保持相对整齐一致。如有必要，支撑架的密度也应确保没有差异或过大。对于这些没有支撑的巷道，为了尽可能降低冲突中的碰撞阻力系数，有必要最后一次完全有效地修复顶部、两侧和底部的支护。

2.1.2应挑选好井巷风量

由于矿井通风的冲突和阻力与风量的平方成正比，在进行矿井通风规划和合格的施工管理项目时，不能随意调整送风方案。在保证安全生产的前提下，尽量减少矿区各风源系统的矿井空气供应。在勘探、开采和生产的初期，我们应努力科学、合理、经济、合理地控制矿井风机各部分共同使用的通风运行，特别注意及时优化和调整主通风系统的运行条件，尽量丰富通风矿井的空气。总之，我们应及时防止地下通风系统中突然出现的回风浓度过高的异常现象，并尽快将矿井系统中的总进气和总回风有效分离。

2.1.3布设的井巷断面周界应尽量小

当每个竖井上的最小截面在一起时，由于其上的最小截面通常是圆形截面，然后是圆弧形截面，矩形和梯形截面也相对较大。因此，合理考虑与规划矿井通风截面相同的截面几何形状，由于竖井可以同时放置在圆形截面中，有时需要考虑额外的大斜斗式竖井截面，如石门竖井、起重机竖井和其他副井截面，作为拱形截面设计；当然，如果考虑到其实际使用寿命可能仍不太长，那么此时可以选择将路段布置为矩形截面或梯形截面的方法。

2.2削减巷道内构筑物减小部分通风阻力

在煤矿正常生产过程中，建材运输是不可防止的。在巷道开挖中，需求更多的资料，开挖期较长。因而，在使用资料时，应防止在路途上长期堆积，防止增加矿井的通风阻力。有见及此，为确保路途通风的成效，需求定时整理路途内的杂物，添加路途的有用通风面积，减低路途的通风阻力。在路途的使用寿命内，应尽量做到路途无矸石、无淤泥、无大面积堵漏和淋水。别的，为了防止矿车挡风，使通风环境恶化，矿井内的主要通风巷道最好不要长期停放成串矿车。

3结束语

矿井通风是当前煤矿生产工程中控制能耗的另一个重要环节。经过多年对我国矿井总通风阻力产生机理的深入细致调查和分析，降低我国矿井总通风阻力是一种有效的方法，它不仅可以降低井下总通风能耗，而且可以降低井下总通风能耗，同时也显著提高了矿业企业的经济效益。因此，它还可以保证矿井偏远地点的风量充足，稀释煤矿通风过程中产生的各种粉尘，及时控制各种有毒有害气体的排放，更好地保护我国矿山企业的安全生产。

参考文献：
　　[1]黄显东，刘志梅.矿井通风阻力测定方法及应用[J].煤矿安全，2017，35（8）：13-15.
　　[2]黄俊升，李宗远，韩永强.矿井通风阻力测定数据的综合分析[J].能源与环保，2017（12）：82-84.