1、井下采矿矿井通风节能技术研究 摘要：基于当前我国所倡导的环保、节能、低碳这一社会发展趋势的重要性，文章在对井下采矿矿井通风阻力影响因素及降低风阻的主要途径进行分析的基础上，着重从降低风阻等几方面对井下采矿矿井通风节能技术这一课题进行了较为深入的探讨，以降低通风系统能源消耗量。 下载 关键词：井下采矿；矿井通风；节能技术；降低风阻；通风系统 中图分类号： TD163 文献标识码： A 文章编号： 1009-2374（ 2014）17-0051-02 当前，我国很多井下采矿矿井通风系统都面临着这种情况，那就是其能源消耗一直居高不下，工作效率极为低下；就井下采矿矿井的整个生产过程而言，不管是矿井的哪
2、个用风工段，一定要保障它具有充分足够的风量供应。近年来，随着井下采矿矿井生产技术水平的不断提高，促使了其通风系统也不断得到改革和进一步的完善，从而能够及时发现井下通风系统所存在的种种问题并予以及时解决；在此基础上，在采用多样化的技术手段，例如对井 下巷道断面节能型优化、对通风路线进行优化、对井筒进行合理有效布置等，以及应用先进的通风设备，如选用新型高效节能的扇风机等，通过这些途径来促进井下通风系统不断提高其工作效率，从而能够不断降低通风系统能源消耗量，以此来与当前我国所倡导的环保、节能、低碳的这一社会发展大趋势相适应。正是基于此，以下就井下采矿矿井通风节能技术这个课题进行一些探讨。 1 井下采
3、矿矿井通风阻力影响因素及降低风阻的主要途径分析 1.1 关于井下采矿矿井通风阻力影响因素的分析 （ 1）来自生产规划方面的影响。就我 国采矿业的生产过程而言，不管是矿产所在地的地质条件，还是采矿业的生产规模，都会极大地影响着整个采矿业的生产，而且这些因素的存在和变化也会对井下矿井的通风系统产生直接影响。因此，井下采矿矿井通风系统能否具有良好的通风状态，在很大程度上取决于整个矿井采矿生产的布局规划是否科学合理。 （ 2）来自巷道断面方面的影响。当前，我国有一部分巷道在设计过程中因不尽合理而极易产生较小断面这一种情况，或者由于巷道历经多年而未能及时进行修补致使风路无法通畅运行，这样就明显加大了风阻
4、和风压，伴随着风阻和风压的持续增高，所 能供给的风量却呈持续下降趋势，这样不仅会使得通风能耗不断增大起来，而且所供给的风量也不能得到持续提升，最终使得整个通风系统一直以不高的工作效率运行着。 （ 3）来自地表漏风或者采空区方面的影响。当前，井下采矿矿井促使通过风量增大的有效途径就是充分利用倒风板引风或者空气幕隔风等措施。但是，由于以往尚未能对有效压力进行深入研究，致使有关漏风设备这个问题无法得到及时、有效地解决，诸如风量大、口径宽的空气隔幕等设备尚未得到大量生产而无法在生产上得到广泛应用，这样就无法有效控制住地表漏风这种现象的发生，最终导 致通风质量的不断下降及通风能耗的不断增多。 （ 4）来
5、自通风构筑物方面的影响。实践表明，通风构筑物能对风量起到重要的调节作用，而在当前，井下采矿矿井相关管理人员并未能充分重视通风构筑物，而且在进行管理通风构筑物过程中，还相当不规范，这样就无法把通风构筑物所应用的重要作用进行充分发挥，诸如漏风或者串风等问题时而出现，以致井下通风阻力不断提高起来，最终使得通风系统经常出现极不稳定的运行状态。 1.2 关于降低井下采矿矿井通风阻力的主要途径探讨 促使井下采矿矿井通风阻力降低，可从以下两 方面进行考虑：第一，让所采用断面形状的周长尽可能地小；第二，大力改进断面降阻能力。就井下采矿工程而言，具有比较多的转弯工段；此外，还有一部分转弯工段会直接影响着通风风量
6、的大小；因此，采取有效措施，来促使转弯弯度尽可能地降低下来或者让导风板尽可能地增加，所有这些都可有效地促使风阻大幅度降低下来。 2 关于井下采矿矿井通风节能技术的探讨 2.1 降低风阻 （ 1）进行通风线路的优化。实践表明，科学合理地进行通风线路的设计，可有效促使井下矿井通风阻力降低下来。就通风线路而言，其长度会因 采矿深度的增加，也随着变长起来，而日益变长起来的通风线路，将使得通风阻力不断增大起来，所以在进行井下矿井巷道风流路线设计过程中，一定要高度重视有关通风路线这个问题，最大限度保障井下矿井具有极为良好的通风状况。为把通风风流向用风点进行顺利输送，一定要把井下矿井的通风路进行尽可能地缩短
7、，对于那些过多的巷道或者废弃不用的巷道，一定要进行及时封闭处理，这样就可达到促使井下矿井风阻不断降低下来的作用。 （ 2）进行构筑物降阻。为把地表漏风这种现象进行有效控制，对于来自风窗或来自风门而产生的风压损失，一定要尽量 促使它们降低下来，例如，可制定出有效途径来促使井下矿井通风构筑物具有良好的运行状态。就井下采矿矿井通风系统而言，一定要在风量较为集中的地段或者在风速较快地段设置具有较低阻力及良好性能的气动通风构筑物，这样就可极大地降低井下的漏风比率，并大幅度提升井下风流利用率和通风效率，在此基础上进一步促使通风耗能大幅度降低下来，在实际当中，诸如绕线型风桥、导风机及空气幕等的应用，对于风阻
8、的降低，都可获得很好的效果。 （ 3）实施巷道降阻。在井下矿井通风系统中，会对通风阻力产生较大影响的因素主要是：巷道断面的周长； 巷道断面的立方。其中断面周长的增大会带来通风阻力的增加，而断面立方的增加反而会引起通风阻力的减小；正是因为这样，一定要把最为科学合理的矿井形状选择出来，并保证巷道有极为充分的断面，但就断面而言，其形状一定要尽可能满足以下这两大条件：一是摩擦阻力系数尽可能地低；二是断面周长尽可能地短。在各种条件均较成熟情况下，一定要选取具备这种形状断面巷道 拱形断面，并尽一切努力促使巷道尽量不要出现拐弯或者尽量少出现拐弯，特别注意尽量不要出现急拐弯这种现象。此外，对于巷道内的各种杂物
9、，一定要及时进行清理，不能随意摆放物料， 以这种方式尽可能地促进通风风路畅通无阻；在此基础上，再大力维护维修井下巷道中所存在的各种变形巷道，最大限度保障巷道的有效断面。 2.2 风机节能 就井下采矿矿井而言，对整个矿井起着重要通风通气的就是主扇风机；据统计，主扇风机所消耗的能量占整个矿山通风系统的 90%以上的能耗。当前我国井下采矿矿井的通风风机具有相当高的能源消耗，但是，其工作效率还是相当低；在正常情况下，在整个矿井设备耗电量中，有关通风风机所消耗的电量要占到一半以上。目前我国矿山应用最为普遍的通风设备就是旧式扇风机，其最大的优点就 是具有相当高的功效功率，此外，就旧式扇风机而言，也具有相对
10、比较简单的结构，不仅容易进行检查和维修，而且其安装也相当方便。随着科技水平的不断提高，就当前最新研发出的高效节能型扇风机而言，不仅具有相当出色的节能效果，而且在保证矿井风量得到应用供给的前提下，其耗电量也仅仅只有旧式扇风机的一半，正是因为这样，故在当前这种经济新形势下，一定要把旧式扇风机淘汰掉，换成新型节能扇风机，这样就可以为我国全面推进环保低碳社会，打下极为良好的基础。 2.3 充分利用自然风压 自然风压具有两个截然相反的作用： 第一，自然风压可以为向井下通风提供较为充足的动力；第二，自然风压也是造成通风事故发生的主要因素。因此，在实际生产过程中，在实施井下采矿矿井通风这项工作之前，一定要深
11、入研究和详细分析产生自然风压的规律，以便能充分有效利用自然风压以及能根据自然风压的变化来对通风机的工作状况进行调整，使之与自然风压相适应。因此，充分利用自然风压，不仅可促使通风设备的能源消耗量得到大幅度的降低，而且还可实现通风系统运行成本降低下来的良好效果。 3 结语 总之，要促使井下采矿矿井通风系统尽可能的达到节能这一目标， 首先要对规划布局进行合理安排，尽可能地对通风网络进行优化，以促使通风阻力的下降；在此基础上，再对通风机和通风网络这二者进行有效改造和优化，让它们能够相互匹配，实现通风道的高速运行；因此，在生产实践中，深入研究和探讨井下采矿矿井通风节能技术，这不仅可把矿井事故的发生率尽可能地降低下来，而且还能最大限度达到通风节能、降低能耗的效果，最终为我国全面构建和谐、低碳、环保的社会打下坚实的基础。 参考文献 刘国刚 .浅析矿井主要通风机变频工况调节中州煤炭， 2010，（ 12） . 谢贤齐 .矿井通 风节能新技术的研究和应用有色金属设计与研究， 2011，（ 5） . 刘绍朋 .井下采矿矿井通风节能技术 J.经营管 理者， 2012，（ 19） . 作者简介：杨宗泽，贵州天柱人，贵州省黔东南州安监局采矿工程师，研究方向：采矿工程技术与安全 监管。
