煤礦井下通風(fēng)自動(dòng)化的改造

煤礦井下的通風(fēng)系統(tǒng)對(duì)于整個(gè)煤礦工程的質(zhì)量和安全都非常重要，利用有效的通風(fēng)系統(tǒng)，可以有效的提高礦井下的施工安全性，隨著自動(dòng)化科技技術(shù)的發(fā)展，煤礦企業(yè)礦井通風(fēng)的技術(shù)也應(yīng)該邁向自動(dòng)化的步伐，提高煤礦生產(chǎn)的工作效率。
　　1自動(dòng)化改造的思路
　　自動(dòng)化改造顧名思義就是把傳統(tǒng)的煤礦通風(fēng)方式利用自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和代替，使用智能通風(fēng)系統(tǒng)，使新鮮空氣的流入量大大提升，在減少能耗的同時(shí)，提高了礦井施工的安全性。
　　自動(dòng)化改造通風(fēng)系統(tǒng)的方法，具體的方法是：礦井的通風(fēng)系統(tǒng)是由兩個(gè)部分組成，分別是分區(qū)回風(fēng)和集中進(jìn)風(fēng)，由中央進(jìn)風(fēng)、兩翼回風(fēng)和南北側(cè)的斜井通風(fēng)構(gòu)成了完整的通風(fēng)系統(tǒng)。通風(fēng)系統(tǒng)開始工作后，新鮮空氣由主斜坡道和副井進(jìn)入，與此同時(shí)，井底的灰塵和煙霧就伴隨著新的氣流被排除井外，并且由地面上的軸流風(fēng)機(jī)抽出。
　　由于人們的日常生活和各種企業(yè)對(duì)煤炭的需求量越來越大，采煤的工程也越來越多，但是研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段的采掘工作正在逐步下移，因此，對(duì)于礦井的通風(fēng)要求就越來越高，傳統(tǒng)通風(fēng)技術(shù)根本無法滿足現(xiàn)實(shí)需求，還會(huì)增加施工的安全隱患。如果不能把地下的有毒氣體全部排出，對(duì)施工人員的生命安全是一個(gè)很大的威脅。所以把煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化改造已然成為一個(gè)必然趨勢(shì)。
　　2現(xiàn)階段煤礦通風(fēng)問題
　　經(jīng)過一系列的科學(xué)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，目前大多數(shù)的礦井的通風(fēng)系統(tǒng)都不夠完善，而對(duì)于煤礦采掘的工作來說，空氣的質(zhì)量、和各種通風(fēng)設(shè)備的參數(shù)指標(biāo)是非常重要的，必須高度重視，但是根據(jù)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，很多礦井的通風(fēng)系統(tǒng)已然出現(xiàn)了很多嚴(yán)重的問題。
　　例如，礦井中段為1500m，每秒通過的新鮮空氣量是4.2立方米，對(duì)于深度是1300m的中斷空氣流入量是3.8立方米/秒，因此得知，對(duì)于礦井的中段通風(fēng)，基本不能符合最低要求，新鮮空氣流入量非常小。而且此時(shí)在礦井下的空氣中一氧化碳、硫和氮等元素嚴(yán)重超標(biāo)，甚至濃度也已經(jīng)超標(biāo)，嚴(yán)重危害工人的生命安全。
　　還有一個(gè)比較嚴(yán)重的情況就是井下漏風(fēng)，這是因?yàn)樵诿禾坎删虻倪^程中會(huì)產(chǎn)生很多廢氣料和礦石等，需要被運(yùn)輸，所以在井下中斷設(shè)置了大面積的溜井，這也是井下漏風(fēng)的主要原因，因?yàn)樾迈r空氣一部分還沒來得及到達(dá)施工面就被溜井帶走了，造成了大部分的空氣浪費(fèi)，所以真正有效的新鮮空氣量非常小，另外還有一r些沒有來得及進(jìn)行封閉的廢氣采煤巷道也是浪費(fèi)新鮮空氣的因素。
　　其次，由于礦井下環(huán)境非常特殊，空氣的流通量非常小，溫度和濕度又非常高，由于風(fēng)壓低，通風(fēng)系統(tǒng)效率不高，無法把采掘設(shè)備釋放的熱烈進(jìn)行疏散。導(dǎo)致了工作時(shí)溫度超過標(biāo)準(zhǔn)很多，安全隱患非常大，例如，實(shí)際施工時(shí)，礦進(jìn)下的實(shí)際溫度甚至達(dá)到了35°C，相對(duì)濕度在85%以上，因此，對(duì)于施工人員的安全非常不利，甚至有可能發(fā)生事故。
　　3具體改造措施
　　礦井的通風(fēng)難度比較高的，首先是因?yàn)榈V井的通風(fēng)系統(tǒng)比較復(fù)雜，由很多個(gè)部分組成，其次因?yàn)榈V井下的環(huán)境是不固定的，也會(huì)引起通風(fēng)系統(tǒng)不斷發(fā)生變化，所以一定要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)的自動(dòng)化調(diào)整，例如，對(duì)于廢氣的巷道要及時(shí)關(guān)閉，還可以利用自動(dòng)化微機(jī)來控制風(fēng)機(jī)的角度和位置變化，而井下通風(fēng)逐步開始運(yùn)用PDCA模式，能夠?qū)碌目諝赓|(zhì)量進(jìn)行持續(xù)性的改善，以達(dá)到理想的通風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)。下面從幾個(gè)方面介紹一下礦井下通風(fēng)的自動(dòng)化改造措施。
　　3.1通風(fēng)布局方面
　　改造優(yōu)化礦井的通風(fēng)布局是自動(dòng)化改造的一個(gè)基礎(chǔ)，把礦井下的各種通風(fēng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的調(diào)整，在選擇合適的風(fēng)量分配方式方法和巷道的布置時(shí)，需要通過利用自動(dòng)化設(shè)備計(jì)算出通風(fēng)的阻力，然后進(jìn)行下一步。根據(jù)施工的實(shí)際生產(chǎn)情況來決定通風(fēng)的布局，井下通風(fēng)經(jīng)過自動(dòng)化改造之后，實(shí)行了分區(qū)通風(fēng)，分別是豎向進(jìn)風(fēng)。分區(qū)回風(fēng)和集中進(jìn)風(fēng)，改造后的自動(dòng)化通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)是通風(fēng)的網(wǎng)路更加堅(jiān)定，能夠使通風(fēng)的阻力得以減小，由于通風(fēng)風(fēng)路進(jìn)行了自動(dòng)化整改，風(fēng)流量得到了控制。以下是基于TCP/IP協(xié)議設(shè)計(jì)的采煤通風(fēng)量計(jì)算公式。
　　公式中：Q綜采是綜合采煤工作區(qū)的通風(fēng)量m'/s需要值;Q機(jī)采是機(jī)器采煤的時(shí)候需要的通風(fēng)量m'/s;Q炮采是炮采工作區(qū)需要的通風(fēng)量m3/s;Q其他是其他采法需要的通風(fēng)量m'/s;Q備是備用的工作區(qū)需要的通風(fēng)量m3/s，以生產(chǎn)工作面所需風(fēng)量的1/2進(jìn)行計(jì)量，m/s;n為各種開采法工作區(qū)域的數(shù)量，個(gè);炮采工作面所需風(fēng)量，應(yīng)按下列因素分別進(jìn)行計(jì)算，取其最大值。
　　下面以某礦區(qū)的真實(shí)情況進(jìn)行測(cè)算，最終預(yù)計(jì)風(fēng)排瓦斯量每分鐘4.12m'。以下是礦井總風(fēng)量的計(jì)算：
　　以上公式中：Qm是礦井的總進(jìn)風(fēng)量，m/min;ZQw是采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量，m/min;ZQh是掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量總和，m/min;ZQri是硐室實(shí)際需要風(fēng)量總和，m/min;2Qoi為礦井中其它井巷需要通風(fēng)量總和，m/min;Km為礦井通風(fēng)系數(shù)，宜取1.15～1.25。
　　由上述公式可知，系統(tǒng)可根據(jù)不同區(qū)域的工作程度來分配風(fēng)量，比如在全封閉的環(huán)境下作業(yè)的難度很大，此時(shí)需提供較多的風(fēng)量，具體的分配原則可以按照系統(tǒng)分配、按區(qū)域分配或者按照需求量進(jìn)行分配等，根據(jù)實(shí)際情況選擇適合的風(fēng)量分配方式。
　　3.2前期設(shè)備選擇
　　在選擇自動(dòng)化通風(fēng)設(shè)備的時(shí)候，節(jié)能性和平穩(wěn)性是首要的選擇因素，比如說，對(duì)于礦用風(fēng)機(jī)來說，想要滿足節(jié)能和平穩(wěn)的性能，應(yīng)該重點(diǎn)考慮設(shè)備的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化程度。實(shí)際上，主扇的工況、風(fēng)量和通風(fēng)的阻力是選擇自動(dòng)化通風(fēng)設(shè)備的核心關(guān)鍵，對(duì)于金屬礦井在選擇自動(dòng)化通風(fēng)設(shè)備的時(shí)候首要需求是通風(fēng)量要打，比如，風(fēng)壓比較低的設(shè)備有DK型或者BD型的自動(dòng)通風(fēng)機(jī)。另外要注意電動(dòng)機(jī)和主扇風(fēng)機(jī)都要保持相匹配的型號(hào)和規(guī)格，以保障設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的持續(xù)性，主扇機(jī)可以快速實(shí)現(xiàn)正反運(yùn)行的方向切換，保證了自動(dòng)化通風(fēng)機(jī)的持續(xù)運(yùn)行，使煤礦生產(chǎn)任務(wù)更加高效并且節(jié)約能源。
　　3.3通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)方面
　　對(duì)于煤炭開采的中后期，由于涉及到了一些串聯(lián)和并聯(lián)的巷道，其開采的難度和復(fù)雜程度都高于開采前期，對(duì)于通風(fēng)系統(tǒng)的要求也更加高。另外有很多廢氣很久的巷道會(huì)出現(xiàn)開裂或者斷面變大等情況，使礦井下的通風(fēng)阻力變大，同時(shí)使得通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)越來越復(fù)雜，所以說，科學(xué)合理的優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)是解決巷道漏風(fēng)竄風(fēng)的關(guān)鍵。需要加強(qiáng)對(duì)通風(fēng)設(shè)置監(jiān)管工作。并且注意巷道封閉工作，避免了風(fēng)流短路等安全隱患，改善和礦井的通風(fēng)問題也提高了生產(chǎn)效率。
　　3.4局部通風(fēng)方面
　　由于整個(gè)礦井通風(fēng)是一個(gè)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，需要在設(shè)計(jì)時(shí)，注意對(duì)局部通風(fēng)的自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行全面的優(yōu)化改造，首先著重對(duì)傳統(tǒng)的通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行改造設(shè)計(jì)，保障工作人員的安全。例如，可以利用濕式鑿巖的方法，在一定程度上避免了塵土飛揚(yáng)的現(xiàn)象，也減少了吸塵量。與此同時(shí)，工作人員應(yīng)該根據(jù)實(shí)際需要，做好防范措施，比如在一些非常容易發(fā)生通風(fēng)困難的采場(chǎng)，準(zhǔn)備適用于局部的風(fēng)扇，在進(jìn)行爆破工作后馬上進(jìn)行噴水，或者通過佩戴相應(yīng)儀器隨時(shí)檢測(cè)身體狀況等。
　　4結(jié)束語
　　總之，對(duì)于目前的通風(fēng)設(shè)備應(yīng)該統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，才能更好的完成通風(fēng)工作，提高施工的安全性，企業(yè)應(yīng)該在實(shí)踐中加以創(chuàng)新和完善煤礦通風(fēng)中各個(gè)階段的自動(dòng)化改造，完善礦井自動(dòng)化通風(fēng)技術(shù)，提高煤礦企業(yè)整體生產(chǎn)水平。