基于安全角度分析矿井通风系统的优化
【摘 要】随着国民经济快速发展，我国煤炭行业得到了飞速发展，矿井生产能力和煤炭开采深度不断增加，为保证生产安全，这就要求矿井通风系统不断完善和优化。作为矿井系统中一项重要组成部分，其与矿井其他系统既具有关联性又具有制约性。本文在介绍矿井通风系统概念的基础上，分析了其研究意义，并着重对国内矿井通风系统当前存在的问题及优化措施进行了讨论。
【关键词】矿井；通风系统；优化
当前，安全生产以作为煤炭企业生产经营的重要目标，在保障矿井安全生产中矿井通风系统的建设和完善具有重要的基础作用。通风系统的建设目的是确保矿井下方工作人员呼吸新鲜空气，排除并稀释矿井下方有毒有害的气体或粉尘，为保证矿井内施工人员生命安全和身体健康提供重要保障。
1.矿井通风系统概述
所谓矿井通风系统，主要指的是矿井通风动力装置、通风网络以及通风控制设施等[1]。其通过提供新鲜空气至矿井内部，并将矿井内有毒有害气体或粉尘排出，从而确保井内施工人员人身安全。因此，矿井通风系统是一个具有开放性的、复杂性的、随机性的动态系统。
作为矿井安全生产的一个根本保障性手段，矿井通风系统在矿井防险、抗灾中具有重要的基础作用。其能否科学、合理、安全、可靠的运行，对煤矿企业的安全生产以及实现社会和经济效益具有重要的决定性作用。因此，国家和社会对矿井通风系统的建设和完善提出了更高的要求，通过不断对其系统进行优化，确保矿井通风安全，避免或减少矿井灾害的发生，从而保证工作人员生命安全和身体健康。
2.矿井通风系统优化的意义
作为一个动态系统，矿井通风系统的优化主要针对其系统优化方法和方案评价指标的确定。特别是矿井通风系统方案的评价指标，其进行确定时应该真实可靠的对通风系统的质量和状况进行反映，并且坚持科学性、简明性、可比性以及可测性原则。
当前，随着国内经济水平和科技水平的不断进步，计算机网络技术以及其他系统应用技术的不断创新和发展，为矿井通风系统的优化提供了重要的理论基础和实践指导。通过对通风系统位置优化、风压优化、风量分配优化等，极大的降低了矿井通风系统建设和运行过程中的建设施工费用、维护保养费用以及通风用电费用等。可见，通过对矿井通风系统中各个环节不断创新、改革、优化处理，不仅能够使其更好的为煤炭矿井开采工作提供稳定安全的保障功能，而且可有效的降低企业在通风系统中成本预算，有利于其社会效益和经济效益的共同实现。
3.通风系统存在问题分析
当前，国内多数煤矿井下设计不科学，存在巷道弯曲变形严重，导致通风阻力增加，并且地温随着开采深度加深而逐渐增高，造成井内需要用风位置增多，这就要求矿井通风系统重新配置和优化，从而优化井下工作环境，确保生产安全。对国内煤矿通风系统进行研究发现，虽然经过多年不断探索和改革，矿井通风系统得到了较大发展，但总体上仍存在诸多问题，总结起来有以下几方面[2]：
（1）当前，国内多数煤矿在通风难易程度中属于容易通风的矿井，然而由于矿井开采设计的不合理，造成部分煤矿通风线路过长，需求通风量过大，造成煤炭矿井内具有较高负压，从而增加了給风增风难度。
（2）通过分析矿井阻力分布，由于煤炭矿井存在进风路线多而回风路线少，造成回风巷道内集中了较多风量，导致回风阻力偏大，并且回风巷道弯曲变形严重，巷道面积较少，更加增加了回风阻力。
（3）多数煤矿矿井内部分巷道的断面面积过低，再加上部分工作地点巷道严重变形，阻力增加，最终导致风速超限。
（4）风量分配和风质控制缺乏合理性，造成部分工作地点风量不足，而部分工作地点风量过剩严重。
（5）通常情况下，地温随着矿井深度增加而升高，并且随着矿井内通风路线的延长，用风地点和通风阻力增加，导致矿井需要更加充足的风量，这使得原矿井通风系统供风不足。
（6）矿井内环境保持不佳，导致巷道内堆积物过多，并且随着矿井深度增加，矿压升高，造成通风阻力明显提高。
（7）部分煤炭矿井通风系统中通风设施由于缺乏维护保养，其受受压变形影响，导致通风系统漏风严重，不能够有效的为矿井内部提供足量的风量。
4.基于安全角度的通风系统的优化
4.1安全性要求
通常认为确保矿井的安全生产和预防和控制灾害事故发生作为矿井通风系统的安全性标准，这要求矿井通风系统需做到以下几点[3]：
（1）在矿井通风系统自身方面，要求其具有较高的控制和消除外界自然灾害的能力，不但能够避免自身事故发生，而且在面对其他因素造成的事故时，能够应对和避免自身受事故灾害影响。
（2）要求矿井通风系统在排除井内热量、矿内粉尘以及残留瓦斯方面具有较好的功能，并且在抑制煤炭自燃方面具有优异的特性。
（3）确保矿井通风系统能够科学、稳定、安全、可靠的运行。
（4）要求矿井通风系统具有较强的可调性，以此满足矿井内不同工作地点对风的需求量。
4.2优化方案的选取
对矿井通风系统的优化，可按照以下两个层次进行分析[4]：
（1）优化矿井通风系统方案，通过对煤炭矿井通风系统前期设计要求、改造方案进行详细分析研究，最终确定一个具有最优化的通风系统。在最优通风系统内，主要包含矿井通风压力的最优化设计、通风井巷断面的最优化设计以及主要通风机型的最优化选择。
（2）优化矿井通风系统的调节性，在对煤炭矿井通风系统调节性方面，通常采用优化主要通风机的调节和优化矿井通风网络的调节两方面进行优化处理，目的是促进煤矿矿井通风系统运行能够达到最佳状态，并且保持一定时间。
5.小结
有关煤炭矿井通风系统的研究已经有较长的时间经历，从简单到复杂，从原始到先进，经过前人实践经验和不断创新发展，加之计算机技术及其他应用技术的快速进步，使得矿井通风系统得到了广泛的改善和优化。作为矿井系统的一项重要组成部分，矿井通风系统是确保煤矿能否正常安全生产的一个重要保障手段，其与矿井生产既关联又制约。可见，研究和优化矿井通风系统对煤炭矿井实现其社会和经济效益具有重要的基础性作用。
【参考文献】
[1]谭允祯.矿井通风系统管理技术理论（第1版）[M].北京：煤炭工业出版社，1998：1-3.
[2]景国勋，杨玉中.矿山重大危险源辨识、评价及预警技术（第1版）[M].北京：冶金工业出版社，2008：50-52.
[3]杨娟，沈汉年.矿井通风系统评价方法与标准[J].工业安全与防尘，2000（1）：11-13.
[4]刘红敏，连之伟，周湘江.通风系统的气流组织评价指标及分析[J].流体机械，2003（1）：17-20.