煤礦通風(fēng)技術(shù)

據(jù)諸多煤礦事故調(diào)查結(jié)果表明，煤礦發(fā)生的重大災(zāi)害事故，一般都與礦井通風(fēng)統(tǒng)有著密切的聯(lián)系。礦井通風(fēng)系統(tǒng)是煤礦安全的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，因此，建立穩(wěn)定、可靠、簡單的通風(fēng)系統(tǒng)顯得尤其重要。煤礦生產(chǎn)的多變性決定了礦井通風(fēng)系統(tǒng)的動態(tài)性，必須采用高科技手段、引進先進技術(shù)、利用自動化管理系統(tǒng)，定期測試、檢查、評估各項通風(fēng)參數(shù)，及時采集、分析通風(fēng)系統(tǒng)的運行信息，擬定各個生產(chǎn)時期的最優(yōu)化風(fēng)流調(diào)整方案，預(yù)報通風(fēng)系統(tǒng)遠(yuǎn)期運行狀態(tài)，以提高礦井通風(fēng)管理水平，并運用專家系統(tǒng)和決策支持系統(tǒng)與理論，制定災(zāi)變時期風(fēng)流調(diào)度方案，來提高煤礦的抗災(zāi)救災(zāi)能力。

　　1．礦井通風(fēng)設(shè)備狀況。

　　(1)礦井主通風(fēng)機。我國煤礦使用的主風(fēng)機多為抽出式通風(fēng)機，在結(jié)構(gòu)形式上，多數(shù)煤礦選用軸流式通風(fēng)機，選用離心式通風(fēng)機的較少。礦井主通風(fēng)機多數(shù)為國內(nèi)自行設(shè)計與制造，主要技術(shù)指標(biāo)為：設(shè)計最大風(fēng)量為300―400m3／s，最大風(fēng)壓力為5000～6000Pa。風(fēng)機效率大于80％。

　　(2)局部通風(fēng)機。近十幾年來，我國設(shè)計和制造的局部通風(fēng)機在技術(shù)水平和性能參數(shù)上都有明顯提高，研究成功KDZ一1型壓入對旋式局部通風(fēng)機，功率2x26kw、工作風(fēng)量為250～450m3／min、工作風(fēng)壓達(dá)到6600-2500Pa、全壓效率80％、噪聲不大于15dB。由于其工作壓力高，因此能長距離供風(fēng)，保障工作面的供風(fēng)量。目前，對旋式局部通風(fēng)機已形成系列產(chǎn)品，能夠滿足煤礦井下局部通風(fēng)的需要。

　　(3)風(fēng)筒。煤礦風(fēng)筒是局部通風(fēng)必不可少的設(shè)施，使用面廣、消耗量大。由于風(fēng)筒必須在有爆炸危險性的環(huán)境中持續(xù)工作，除要求具有良好的通風(fēng)性能外，還應(yīng)具有可靠的安全性能和規(guī)定的強度。原煤炭部對煤礦用風(fēng)筒產(chǎn)品頒布實施了一系列標(biāo)準(zhǔn)，已形成煤礦用風(fēng)筒產(chǎn)品完整的標(biāo)準(zhǔn)體系。

　　煤礦井下最早使用剛性金屬風(fēng)筒，20世紀(jì)80年代開始推廣玻璃鋼風(fēng)筒，但由于井下運輸不便、接頭多、漏風(fēng)大，現(xiàn)已很少使用。近年來，已開發(fā)生產(chǎn)帶有剛性骨架的可伸縮的柔性風(fēng)筒，即在這種風(fēng)筒內(nèi)每隔一定距離加一鋼絲圈或螺旋形彈簧鋼絲圈，既可用于抽出式通風(fēng)，承受一定負(fù)壓，又具有可收縮的特點，比金屬風(fēng)筒、玻璃鋼風(fēng)筒使用方便。

　　柔性風(fēng)筒是目前應(yīng)用最廣泛的一種風(fēng)筒，具有輕便、可伸縮、拆裝方便、不通風(fēng)時可收折等優(yōu)點。大量用于煤礦井下的柔性風(fēng)筒是以玻璃纖維、化學(xué)纖維等混織布為骨架材料(以玻璃纖維布為主)，涂覆橡膠、塑料或橡塑的涂覆布制成。其中，橡膠風(fēng)筒使用較早，其阻燃、抗靜電性、柔軟性較好，但較笨重、易老化。塑料風(fēng)筒改進了其應(yīng)用初期易硬化、防寒性差、不易修補的缺點后，由于加工制作工藝簡單、無滑石粉污染、質(zhì)量較輕、價格較低等優(yōu)勢逐步得到了推廣應(yīng)用。橡塑涂覆布風(fēng)筒克服了前兩者的缺點，又具有獨特的耐寒、耐熱性能，也得到了一定程度的應(yīng)用。近年來，研制推廣的聚氯乙烯塑料涂覆布正壓風(fēng)筒，比橡膠風(fēng)筒風(fēng)阻小、壽命長、質(zhì)量輕、價格較低、阻燃性好，適用于高風(fēng)壓長距離通風(fēng)。但聚氯乙烯塑料無論是有焰燃燒還是無焰燃燒，其發(fā)煙量都較大。降低發(fā)煙量是當(dāng)前該產(chǎn)品阻燃技術(shù)的重要內(nèi)容。隨著塑料風(fēng)筒阻燃技術(shù)和常溫下快速粘補技術(shù)的成熟，其推廣應(yīng)用前景將更廣闊。

　　2．礦井主通風(fēng)機監(jiān)測監(jiān)控

　　近年來，許多院校和科研院所研制出了多種主通風(fēng)機的監(jiān)測、監(jiān)控和故障診斷系統(tǒng)或儀器儀表，并在現(xiàn)場進行了試驗、應(yīng)用，取得了良好的效果。

　　中國礦業(yè)大學(xué)研制出的礦井主通風(fēng)機在線監(jiān)測與通訊系統(tǒng)，其監(jiān)測風(fēng)量的方法解決了礦井惡劣通風(fēng)條件下，在線監(jiān)測風(fēng)流含塵、潮濕、脈動、可靠性及準(zhǔn)確性差等關(guān)鍵技術(shù)難題，提高了礦井通風(fēng)設(shè)備自動化、科學(xué)化管理水平。該系統(tǒng)可以進行主通風(fēng)機性能參數(shù)的在線監(jiān)測、通風(fēng)機性能曲線的定期測定，可實現(xiàn)通風(fēng)機房與機電科、通風(fēng)科、調(diào)度室等管理部門的通訊聯(lián)網(wǎng)。該系統(tǒng)在兗礦集團有限公司鮑店煤礦、濟寧二號煤礦、濟寧許廠煤礦等投入使用，至今系統(tǒng)性能可靠，在國內(nèi)礦井主通風(fēng)機在線監(jiān)測監(jiān)控方面處于前列。

　　煤科總院撫順分院研制的ZF一1型智能通風(fēng)多參數(shù)測試儀可同時測量壓力、溫度及風(fēng)速三個通風(fēng)參數(shù)。
　　此外，煤科總院上海分院、山西礦業(yè)學(xué)院、遼寧工程技術(shù)大學(xué)、西安礦業(yè)學(xué)院等科研機構(gòu)和學(xué)校也都研制出不同的礦井主通風(fēng)機在線監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，經(jīng)過現(xiàn)場應(yīng)用也都取得了良好的效果。

　　近些年，故障診斷在礦井主通風(fēng)機在線監(jiān)測監(jiān)控方面也有一定程度的應(yīng)用。如煤炭科學(xué)研究總院重慶分院研制的FJz型礦井主通風(fēng)機在線監(jiān)測與故障診斷儀，對通風(fēng)機的振動烈度、軸心軌跡、軸溫、風(fēng)量、負(fù)壓、電流、電壓等多種參數(shù)進行實時監(jiān)測，對常見的機械故障進行自動診斷，在與全礦監(jiān)測主系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)后，能及時將通風(fēng)機運行狀況信息送至地面中心站。