煤矿井下通风自动化的改造

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　　摘要：本文简要概括煤矿井下通风机自动化改造的意义，和目前煤矿井通风存在的问题，进一步研究自动化控制技术在煤矿通风中的改造策略。
　　[关键词]煤矿 井下通风 自动化改造 研究
　　煤矿井下的通风系统对于整个煤矿工程的质量和安全都非常重要，利用有效的通风系统，可以有效的提高矿井下的施工安全性，随着自动化科技技术的发展，煤矿企业矿井通风的技术也应该迈向自动化的步伐，提高煤矿生产的工作效率。
　　1自动化改造的思路
　　自动化改造顾名思义就是把传统的煤矿通风方式利用自动化技术进行改进和代替，使用智能通风系统，使新鲜空气的流入量大大提升，在减少能耗的同时，提高了矿井施工的安全性。
　　自动化改造通风系统的方法，具体的方法是：矿井的通风系统是由两个部分组成，分别是分区回风和集中进风，由中央进风、两翼回风和南北侧的斜井通风构成了完整的通风系统。通风系统开始工作后，新鲜空气由主斜坡道和副井进入，与此同时，井底的灰尘和烟雾就伴随着新的气流被排除井外，并且由地面上的轴流风机抽出。
　　由于人们的日常生活和各种企业对煤炭的需求量越来越大，采煤的工程也越来越多，但是研究发现，现阶段的采掘工作正在逐步下移，因此，对于矿井的通风要求就越来越高，传统通风技术根本无法满足现实需求，还会增加施工的安全隐患。如果不能把地下的有毒气体全部排出，对施工人员的生命安全是一个很大的威胁。所以把煤矿井下通风系统进行自动化改造已然成为一个必然趋势。
　　2现阶段煤矿通风问题
　　经过一系列的科学检测发现，目前大多数的矿井的通风系统都不够完善，而对于煤矿采掘的工作来说，空气的质量、和各种通风设备的参数指标是非常重要的，必须高度重视，但是根据调查研究发现，很多矿井的通风系统已然出现了很多严重的问题。
　　例如，矿井中段为1500m，每秒通过的新鲜空气量是4.2立方米，对于深度是1300m的中断空气流入量是3.8立方米/秒，因此得知，对于矿井的中段通风，基本不能符合最低要求，新鲜空气流入量非常小。而且此时在矿井下的空气中一氧化碳、硫和氮等元素严重超标，甚至浓度也已经超标，严重危害工人的生命安全。
　　还有一个比较严重的情况就是井下漏风，这是因为在煤炭采掘的过程中会产生很多废气料和矿石等，需要被运输，所以在井下中断设置了大面积的溜井，这也是井下漏风的主要原因，因为新鲜空气一部分还没来得及到达施工面就被溜井带走了，造成了大部分的空气浪费，所以真正有效的新鲜空气量非常小，另外还有一r些没有来得及进行封闭的废气采煤巷道也是浪费新鲜空气的因素。
　　其次，由于矿井下环境非常特殊，空气的流通量非常小，温度和湿度又非常高，由于风压低，通风系统效率不高，无法把采掘设备释放的热烈进行疏散。导致了工作时温度超过标准很多，安全隐患非常大，例如，实际施工时，矿进下的实际温度甚至达到了35°C，相对湿度在85%以上，因此，对于施工人员的安全非常不利，甚至有可能发生事故。
　　3具体改造措施
　　矿井的通风难度比较高的，首先是因为矿井的通风系统比较复杂，由很多个部分组成，其次因为矿井下的环境是不固定的，也会引起通风系统不断发生变化，所以一定要根据实际情况进行通风系统的自动化调整，例如，对于废气的巷道要及时关闭，还可以利用自动化微机来控制风机的角度和位置变化，而井下通风逐步开始运用PDCA模式，能够对井下的空气质量进行持续性的改善，以达到理想的通风标准。下面从几个方面介绍一下矿井下通风的自动化改造措施。
　　3.1通风布局方面
　　改造优化矿井的通风布局是自动化改造的一个基础，把矿井下的各种通风结构进行全面的调整，在选择合适的风量分配方式方法和巷道的布置时，需要通过利用自动化设备计算出通风的阻力，然后进行下一步。根据施工的实际生产情况来决定通风的布局，井下通风经过自动化改造之后，实行了分区通风，分别是竖向进风。分区回风和集中进风，改造后的自动化通风系统的优势是通风的网路更加坚定，能够使通风的阻力得以减小，由于通风风路进行了自动化整改，风流量得到了控制。以下是基于TCP/IP协议设计的采煤通风量计算公式。
　　公式中：Q综采是综合采煤工作区的通风量m'/s需要值;Q机采是机器采煤的时候需要的通风量m'/s;Q炮采是炮采工作区需要的通风量m3/s;Q其他是其他采法需要的通风量m'/s;Q备是备用的工作区需要的通风量m3/s，以生产工作面所需风量的1/2进行计量，m/s;n为各种开采法工作区域的数量，个;炮采工作面所需风量，应按下列因素分别进行计算，取其最大值。
　　下面以某矿区的真实情况进行测算，最终预计风排瓦斯量每分钟4.12m'。以下是矿井总风量的计算：
　　以上公式中：Qm是矿井的总进风量，m/min;ZQw是采煤工作面实际需要风量，m/min;ZQh是掘进工作面实际需要风量总和，m/min;ZQri是硐室实际需要风量总和，m/min;2Qoi为矿井中其它井巷需要通风量总和，m/min;Km为矿井通风系数，宜取1.15～1.25。
　　由上述公式可知，系统可根据不同区域的工作程度来分配风量，比如在全封闭的环境下作业的难度很大，此时需提供较多的风量，具体的分配原则可以按照系统分配、按区域分配或者按照需求量进行分配等，根据实际情况选择适合的风量分配方式。
　　3.2前期设备选择
　　在选择自动化通风设备的时候，节能性和平稳性是首要的选择因素，比如说，对于矿用风机来说，想要满足节能和平稳的性能，应该重点考虑设备的通风网络优化程度。实际上，主扇的工况、风量和通风的阻力是选择自动化通风设备的核心关键，对于金属矿井在选择自动化通风设备的时候首要需求是通风量要打，比如，风压比较低的设备有DK型或者BD型的自动通风机。另外要注意电动机和主扇风机都要保持相匹配的型号和规格，以保障设备运转的持续性，主扇机可以快速实现正反运行的方向切换，保证了自动化通风机的持续运行，使煤矿生产任务更加高效并且节约能源。
　　3.3通风网络方面
　　对于煤炭开采的中后期，由于涉及到了一些串联和并联的巷道，其开采的難度和复杂程度都高于开采前期，对于通风系统的要求也更加高。另外有很多废气很久的巷道会出现开裂或者断面变大等情况，使矿井下的通风阻力变大，同时使得通风网络越来越复杂，所以说，科学合理的优化通风系统是解决巷道漏风窜风的关键。需要加强对通风设置监管工作。并且注意巷道封闭工作，避免了风流短路等安全隐患，改善和矿井的通风问题也提高了生产效率。
　　3.4局部通风方面
　　由于整个矿井通风是一个复杂的结构，需要在设计时，注意对局部通风的自动化技术进行全面的优化改造，首先着重对传统的通风设备进行改造设计，保障工作人员的安全。例如，可以利用湿式凿岩的方法，在一定程度上避免了尘土飞扬的现象，也减少了吸尘量。与此同时，工作人员应该根据实际需要，做好防范措施，比如在一些非常容易发生通风困难的采场，准备适用于局部的风扇，在进行爆破工作后马上进行喷水，或者通过佩戴相应仪器随时检测身体状况等。
　　4结束语
　　总之，对于目前的通风设备应该统一实现自动化，才能更好的完成通风工作，提高施工的安全性，企业应该在实践中加以创新和完善煤矿通风中各个阶段的自动化改造，完善矿井自动化通风技术，提高煤矿企业整体生产水平。
　　参考文献
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　　[2]钟超。矿井通风自动化监测系统[J].内蒙古煤炭经济，2018（12）：17-18.
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