摘  要  礦井通風問題往往會導致煤礦瓦斯爆炸的事故，從風機選擇、系統設計、調節方式及管理等方面提出了看法與建議。
    關鍵詞  礦井通風  風機選擇  系統設計  調節  管理
Thinking on the Problems of Mine Ventilation
Ruan Xiongbing
    Abstract  The problems of mine ventilation often lead to the explosion of the mine gas．The author puts forward some proposals and opinions on the fan selection，the system design，the control methods and the supervision．
    Keywords  mine ventilation  fan selection  system design  control  supervision
    近些年來，煤礦瓦斯爆炸事故時有發生，輕則傷亡幾人，重則傷亡幾十人、上百人，一些統計數據表明，瓦斯災害事故是煤礦企業中經濟損失最大、死亡比例最高的重大事故之一，也是造成社會影響最大的重特大事故，給國家財產和人
民的生命安全造成了極大的損失。通過對許多事故的調查分析，發現絕大多數瓦斯爆炸的原因都涉及到礦井通風的問題，大多因為通風系統不合理，或者通風設施不全、風量不足等原因導致瓦斯過多積聚，達到爆炸極限而爆炸。煤礦工業是我國的基礎工業，礦井通風技術也經過了許多年的發展，為什么總是在通風方面存在這樣或那樣的問題而導致瓦斯爆炸呢?筆者想就如下幾個方面的問題談談自己的一點看法。
1  風機選擇
    礦井的通風問題是煤礦安全的核心問題之一。礦井通風是煤礦生產中治理瓦斯、火災、粉塵災害的常用有效手段，如果通風不良可直接導致瓦斯爆炸、火災等事故。礦井通風的動力源可以分為自然通風和機械通風，但自然通風的風壓一般都比較小，而且不穩定，所以《煤礦安全規程》規定每一個礦井都必須采用機械通風。對于機械通風來說，風機是整個礦井通風系統的動力源，它的選擇正確與否非常關鍵。風機最主要的兩個參數是風量和風壓，在進行風機選擇的時候，設計師們往往根據計算所得的風量和風壓乘以一個安全系數后來選擇風機。由于風機生產廠家眾多，產品質量也參差不齊，一些風機根本不能提供銘牌上標定的風量和風壓。而一些煤礦企業可能從經濟上考慮，盡可能選擇價格低廉的風機，這樣可能導致風機的品質得不到保證，從而在實際應用中會風量不足而引起瓦斯爆炸。
    對于風機的選擇，首先一定要嚴格按照《煤礦安全規程》的有關規定合理準確地計算所需的風量和風壓；其次應選擇質量和信譽可靠的風機生產廠商的產品，最好在購買前對風機做一個性能測試；一方面要注意選擇性能好、耗能少、葉片調節范圍大，高效區寬，調節方便的風機；另一方面要考慮到礦井的遠景規劃，礦井是否需要挖潛改造和延深擴建，所選風機能否滿足礦井改造或擴建后的需要。最后根據礦井的具體情況全面分析，通過技術、經濟、安全各方面比較確定，使風機性能與礦井通風阻力狀況相匹配，使風機的工況點處于高效率區。
2  系統設計
    風流由人風井口進入礦井后，經過井下各用風場所，然后進入回風井，由回風井排出礦井，風流所經過的整個路線為礦井通風系統。其任務是利用通風動力，以最經濟的方式，向井下各用風地點提供質優量足的新鮮空氣，以保證井下作業人員的生存、安全和改善勞動環境的需要；在發生災害時，能有效、及時地控制風向及風量，并配合其它措施，防止災害的擴大。
    但是當前礦井通風系統中存在下述問題：
    (1)通風系統不合理。
    (2)惡性調節。很多系統采用增阻調節方式，容易導致礦井總進風量減少，需要增加風量的采區風量增加不上去，為此把調節風窗的面積任意縮小，幾乎把巷道堵塞，造成惡性調節。
    (3)回風段局部阻力大。在系統設計中可能忽視了局部阻力的影響，因而在實際運行中對產生局部阻力的地點(斷面突然擴大或縮小、巷道轉彎、分岔、冒頂、倒棚、片幫，通風設施拆除不徹底和煤、泥堵塞等)沒有采取必要的措施，致使局部阻力增大。
    (4)通風設施設置不合理，質量差。應該構筑密閉的地方不構筑，而用風門代替，使風門數量增多。有的風門設在主要進、回風巷之間，兩邊的壓差大，漏風嚴重。
    (5)主風機效率低。由于選用的設備本身效率不高，或者風機性能與礦井通風阻力狀況匹配程度較差，風機工作效率普遍較低(低于65％)。
    礦井通風系統合理與否，對礦井安全生產會產生長遠的影響，通風設計之前應有可靠的安全技術資料，以便合理地確定通風系統參數不變化或變化的時間區間。在進行通風設計時既要兼顧各時間段的安全生產，又要進行通風指標優化，力求做到所設計通風系統的網絡結構、阻力和風量與投產后的實際情況基本符合。而作為礦井通風系統的設計人員就有必要實地考察礦井的實際情況，全面分析影響礦井生產與安全的各種因素，結合其它一些運行情況良好的礦井通風系統來認真擬定2—3個可行的方案進行技術、經濟和安全比較。為了降低通風阻力和通風費用i盡量選用斷面足夠大的巷道�？偟脑瓌t應該是盡快地讓新風到達用風區，盡快排出或將礦井中瓦斯或有害氣體濃度降低到最高允許濃度以下，在整個礦井內不留死角，也不能出現短路的情況。為此，可以采用多井口進風、多井口回風的混合式通風系統。在功能劃分上，可以將一部分系統設為常規通風，另一部分系統設為事故通風。隨著采煤工作進一步深入，通風系統最好根據工作面的變化相應地做一些調整，使整個系統時刻處在最佳工作狀態。
3  調節方式
    在礦井生產過程中，礦井內的瓦斯或有害氣體濃度會隨著開采量的大小、煤層的變化及工作人員的多少等因素發生一些變化。風機設備的選擇往往考慮的是所需的最大負荷，在沒有滿負荷生產的情況下，風機如果仍以最大負荷運轉將會造成能源的浪費，所以應采取有效途徑，搞好風量調節。
    礦井通風系統的風量調節分為總風量調節、區域風量調節和分支風量調節，一般來說要在搞好分支調節的基礎上進行區域風量調節。對于分支風量調節，一般采用局扇或減阻措施和風窗相結合的綜合調節方案比較合理；對于礦井總風量調節，通�？紤]改變風機的工況點。如果需要增加系統的總風量，一般優先考慮降低礦井風阻，其次是考慮改變風機的特性。如果要減少系統的總風量，則優先考慮改變風機性能(減小風機轉速或改變葉片安裝角)，最好不采用增加風阻的方法；而區域風量調節可以采取改變分區主機的負擔范圍、增加并聯風道、增加新的分區系統、集中生產以縮小生產區域、調整工作面個數等多種措施。在某些情況下也可采用總風量調節的方法，改變風機特性或礦井風阻特性。總之，通過多種調節方案比較，選擇動力消耗最少、各臺風機的工況都是最佳的調節方案。
    變頻調速在風機的轉速調節中發揮著越來越重要的作用，對于礦井通風機也可以采用這種較先進的調節方式，使風機在不同的生產狀況下為系統提供所需的風量。為了實現這一點，在礦井各個風道內可以設置多個濃度探測器，并且可以將礦井內務有害氣體的允許濃度設為幾個安全等級，如在采掘工作面的進風流中，二氧化碳的體積分數不得超過0．5，那么可以設定在二氧化碳的體積分數達到0．4時讓風機高速運轉。當設有多種氣體濃度探測器時，可以編制合理的程序來確定風量調節方案并控制風機的運行狀態，以保證風量按需分配。
4  管理
    良好的通風系統是保證礦井安全生產的前提，健全的管理體系是確保通風系統正常有效工作的保障。很多惡性事故的發生并不是通風系統的問題，而是管理方面出現了松懈。在通風系統投入使用后，應該有專門的人員來負責技術管理工作，其主要任務是對通風系統涉及到的設備和通道進行檢查和維護，使整個通風系統始終處于最佳運行狀態。為了實現礦井通風安全管理，必須建立實時監控系統，以便盡快掌握井下大氣環境的變化。通過對有毒有害氣體及粉塵的實時監測，就能準確了解井下環境是否對生產有利，是否影響工人的健康安全；對井下風機的監測，則能掌握風機的運行狀態以及是否需要維修等。通風安全管理監測的參數越多，得到的信息就越多。除了借助一些自控儀表和設備監控外，還要定期和不定期地派人到礦井內通過手持式儀器、儀表等檢測通風系統內的參數(危險氣體濃度、巷道內的風速等)是否滿足安全要求，特別在煤層比較特殊或者生產任務比較重的時候，以便適時地調整通風系統的運行狀態，保證安全生產。
    除了對通風系統進行有效的管理外，其它方面的安全管理也不容忽視，如執行人井檢身制度，嚴禁工作人員攜帶煙火下井；定期對瓦斯檢查儀器作檢測校正，并做好做全瓦斯檢查記錄；嚴禁井下吸煙、明火放炮等不符合安全要求的事件，一旦發現?予以嚴懲；對井下的機電設備加強管理，嚴防電器失爆和違章操作電器設備等事情的發生。在此基礎上，還應該加強安防方面的宣傳教育工作，向每一位井下工作人員宣傳瓦斯事故的起因與危害，教他們如何正確地使用自救器和便攜式瓦斯檢測儀，并建立嚴格的獎懲制度。
5  結語   
    礦井通風系統是保證煤礦安全生產很重要的一環，作為專業人員和各個相關部門都應該從心理上和行動上對它予以充分重視，加大投入和管理的力度，以減少和消除瓦斯爆炸悲劇的重演。