井下采礦礦井通風(fēng)節(jié)能技術(shù)探討論文
摘要：分析研究井下采礦礦井通風(fēng)節(jié)能技術(shù)的必要性，探討井下采礦礦井通風(fēng)節(jié)能技術(shù)影響因素，闡述井下采礦礦井通風(fēng)節(jié)能技術(shù)，以期對(duì)相關(guān)工作有所借鑒。
關(guān)鍵詞：井下采礦；礦井通風(fēng)；節(jié)能；措施
當(dāng)前雖然中國(guó)礦井開(kāi)采量處于世界前列，但在礦井開(kāi)采過(guò)程中由于礦井通路過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致通風(fēng)不暢的問(wèn)題十分明顯。不良的通風(fēng)可以導(dǎo)致礦井內(nèi)有毒有害氣體無(wú)法及時(shí)排出礦井外部，這些有毒有害氣體由于在礦井內(nèi)聚集，影響礦井內(nèi)人員生命財(cái)產(chǎn)安全的同時(shí)也在一定程度上影響了礦井中煤礦資源的開(kāi)采[1]。因而，建立完善的礦井通風(fēng)系統(tǒng)是保證礦井安全生產(chǎn)的基本條件，最重要的是要加強(qiáng)礦井通風(fēng)量，為了達(dá)到這一目標(biāo)，就要不斷改善及研究礦井的通風(fēng)系統(tǒng)，通過(guò)合理布置礦井、優(yōu)化礦井通風(fēng)路徑及采用新型高效通風(fēng)系統(tǒng)，加大礦井內(nèi)部通風(fēng)，使礦井內(nèi)部有毒及有害氣體迅速及時(shí)從礦井內(nèi)排除，此外，通過(guò)高效節(jié)能的井下采礦礦井通風(fēng)技術(shù)，積極響應(yīng)中國(guó)可持續(xù)性發(fā)展號(hào)召的同時(shí)，也給采礦單位帶來(lái)最大的經(jīng)濟(jì)效益。本文通過(guò)對(duì)井下采礦礦井通風(fēng)節(jié)能技術(shù)影響因素及井下采礦礦井通風(fēng)節(jié)能技術(shù)方面做出探討，希望為中國(guó)井下采礦礦井通風(fēng)節(jié)能技術(shù)帶來(lái)一定的參考與借鑒意義[2]。
1、井下采礦礦井通風(fēng)節(jié)能技術(shù)影響因素
1.1 礦井布局的影響。
在礦井內(nèi)部的采礦工作進(jìn)行過(guò)程中，由于礦道挖掘布局受到礦場(chǎng)采礦場(chǎng)地情況、礦井挖掘生產(chǎn)狀況及礦井內(nèi)部地質(zhì)變化的影響，因而其布局是時(shí)刻變化的，隨著礦道不斷變化，礦井內(nèi)部的風(fēng)道也會(huì)隨著礦道的變化持續(xù)變化，在這一過(guò)程中，需要重新設(shè)計(jì)及安裝礦井風(fēng)道及通風(fēng)系統(tǒng)，這樣在一定程度上耗費(fèi)了巨大的時(shí)間，同時(shí)會(huì)影響礦井的采礦進(jìn)程。由此而見(jiàn)，礦井布局對(duì)礦道通風(fēng)有至關(guān)重要的影響，為了保證礦井有一個(gè)良好的運(yùn)營(yíng)狀態(tài)并獲得足夠的經(jīng)濟(jì)效益，合理的礦井布局是至關(guān)重要的。但是，現(xiàn)階段大多數(shù)礦業(yè)集團(tuán)都對(duì)于礦井布局并未引起足夠重視，使得礦井通風(fēng)不暢，給人身財(cái)產(chǎn)安全及經(jīng)濟(jì)效益帶來(lái)極大的不利影響[3]。
1.2 礦井風(fēng)道斷面的影響。
在對(duì)礦井風(fēng)道的研究中，常常會(huì)發(fā)現(xiàn)由于礦井風(fēng)道設(shè)計(jì)不合理，尤其是部分礦井風(fēng)道斷面設(shè)計(jì)過(guò)小，或由于長(zhǎng)時(shí)間使用而導(dǎo)致礦井內(nèi)部風(fēng)道受損現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。這些問(wèn)題一方面會(huì)使礦井風(fēng)道內(nèi)部的通風(fēng)阻力不斷加大，另一方面也會(huì)使風(fēng)壓及風(fēng)量急劇降低，這兩方面原因都會(huì)使礦井通風(fēng)能耗持續(xù)加大，使礦井內(nèi)部通風(fēng)系統(tǒng)持續(xù)以低能耗的方式運(yùn)行。
1.3 礦井通風(fēng)構(gòu)筑物的影響。
通過(guò)對(duì)中國(guó)現(xiàn)行礦井通風(fēng)系統(tǒng)的研究，發(fā)現(xiàn)通風(fēng)構(gòu)筑物可以對(duì)礦井內(nèi)部的風(fēng)量流通起到調(diào)節(jié)作用。但是根據(jù)目前礦井實(shí)際開(kāi)采情況，相關(guān)采礦單位的管理人員并未對(duì)礦井通風(fēng)構(gòu)筑物引起足夠重視，導(dǎo)致在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)礦井的通風(fēng)構(gòu)筑物設(shè)計(jì)并不規(guī)范，無(wú)法使通風(fēng)構(gòu)筑物的功能發(fā)揮應(yīng)有效能，使礦井風(fēng)道漏風(fēng)及串風(fēng)現(xiàn)象持續(xù)發(fā)生，使得礦井內(nèi)部通風(fēng)阻力不斷加大，礦井通風(fēng)效果無(wú)法達(dá)到礦井風(fēng)道最初設(shè)計(jì)的預(yù)期目標(biāo)[4]。
1.4 礦井通風(fēng)機(jī)能效較低。
一方面通風(fēng)機(jī)本身工作效率非常低，另一方面通風(fēng)管理標(biāo)準(zhǔn)的單一性也不利于通風(fēng)節(jié)能，如實(shí)施276個(gè)工作日，節(jié)假日期間的通風(fēng)與生產(chǎn)期間的通風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)使用同一標(biāo)準(zhǔn)；抽采效果不同，通風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)相同；管理上“嚴(yán)要求”，政策指令性要求高于《煤礦安全規(guī)程》等，人為因素造成礦井通風(fēng)能效低下[5]。
2、井下采礦礦井通風(fēng)節(jié)能技術(shù)措施
2.1 優(yōu)化調(diào)節(jié)通風(fēng)系統(tǒng)。
合理優(yōu)化礦井內(nèi)部風(fēng)道的通風(fēng)線路，以實(shí)現(xiàn)有效降低風(fēng)道內(nèi)部風(fēng)阻，保證礦井通風(fēng)系統(tǒng)可以正常使用，最有效的方法就是調(diào)節(jié)礦井通風(fēng)系統(tǒng)，提高其工作效率。在設(shè)計(jì)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，由于礦井深度不斷加深，礦道內(nèi)部越來(lái)越曲折，因而，導(dǎo)致礦道阻力不斷加大，降低整個(gè)系統(tǒng)的工作效率，在設(shè)計(jì)礦道時(shí)，一定要優(yōu)化礦井礦道路線，合理選擇最短路徑，及時(shí)封堵廢棄礦道，防止由于廢棄礦路造成整個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)阻加大[6]。此外，還可以通過(guò)合理設(shè)置通風(fēng)構(gòu)造物及通風(fēng)巷的方法進(jìn)一步減少風(fēng)阻，通過(guò)合理設(shè)置這些構(gòu)筑物集中傳輸風(fēng)力，避免礦道內(nèi)部發(fā)生漏風(fēng)現(xiàn)象。在巷道選擇過(guò)程中，一定要充分考慮巷道斷面與風(fēng)量之間的摩擦阻力，通過(guò)選擇巷道周長(zhǎng)較短的斷面，有效降低摩擦阻力系數(shù)；通過(guò)盡量選擇短而直的巷道，在最大程度上減少巷道的彎曲程度；為了進(jìn)一步減少通風(fēng)巷道的內(nèi)部風(fēng)阻，必須全部處理干凈巷道內(nèi)的雜物，為礦井通風(fēng)系統(tǒng)提供通而直的路徑，最大程度上減少風(fēng)阻，降低風(fēng)道損失，提高通風(fēng)效率。
2.2 充分利用環(huán)境中的自然風(fēng)。
在外部環(huán)境中大量充斥著外部自然風(fēng)，自然風(fēng)壓對(duì)礦井通風(fēng)有著兩個(gè)截然不同的作用：a)自然風(fēng)壓可以為礦井井下向內(nèi)通風(fēng)提供較充足的空氣流通動(dòng)力；b)自然風(fēng)壓也是造成礦井通風(fēng)事故頻頻發(fā)生的主要因素。因此，應(yīng)該在礦井開(kāi)挖前加強(qiáng)對(duì)周圍環(huán)境調(diào)查，明確周圍風(fēng)壓，找出周圍風(fēng)壓規(guī)律，有效利用自然風(fēng)壓調(diào)整礦井通風(fēng)，在降低能耗的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)礦井有效通風(fēng)，為采礦單位帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益[7]。
2.3 風(fēng)機(jī)節(jié)能。
對(duì)中國(guó)采礦業(yè)系統(tǒng)所使用的設(shè)備而言，主扇風(fēng)機(jī)對(duì)整個(gè)礦井的礦道通風(fēng)系統(tǒng)起著至關(guān)重要的作用。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，礦道通風(fēng)系統(tǒng)的主扇風(fēng)機(jī)所消耗的.能量占整個(gè)礦山通風(fēng)系統(tǒng)消耗總能量的90%以上，雖然其能耗是巨大的，但是工作效率仍非常低。通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，中國(guó)礦井應(yīng)用的通風(fēng)設(shè)備普遍是舊式扇風(fēng)機(jī)，這種扇風(fēng)機(jī)在應(yīng)用時(shí)具有效率相對(duì)較高、安裝及后期維護(hù)均較為簡(jiǎn)便的特點(diǎn)，但隨著近年來(lái)中國(guó)經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平不斷提升，大量新型扇風(fēng)機(jī)不斷被研制出來(lái)，這些扇風(fēng)機(jī)的工作效能不僅十分高，耗電量往往只有傳統(tǒng)扇風(fēng)機(jī)的一半，節(jié)能效果十分突出，正因?yàn)檫@種情況，在當(dāng)今新的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下，各采礦單位有必要淘汰舊式扇風(fēng)機(jī)，改裝為新型節(jié)能扇風(fēng)機(jī)，不僅提高采礦礦井的通風(fēng)節(jié)能效果，也為中國(guó)全面推進(jìn)環(huán)保低碳社會(huì)奉獻(xiàn)一份力量。
2.4 管理上與科技進(jìn)步相互協(xié)調(diào)發(fā)展。
標(biāo)準(zhǔn)制定以目標(biāo)管理為目的，以科技為支撐，測(cè)量瓦斯抽采量、瓦斯（有毒有害氣體）涌出量等，各采礦單位以自身實(shí)際為基礎(chǔ)，分區(qū)、分段，在確保安全的大前提下，進(jìn)一步在管理上抓好節(jié)能管理。
3、結(jié)語(yǔ)
為了實(shí)現(xiàn)井下采礦礦井通風(fēng)節(jié)能這一目標(biāo)，首先要認(rèn)識(shí)到井下采礦礦井通風(fēng)節(jié)能技術(shù)研究的必要性，研究井下采礦礦井通風(fēng)節(jié)能技術(shù)的影響因素，找到合適的井下采礦礦井通風(fēng)節(jié)能技術(shù)。通過(guò)采用合理的技術(shù)，對(duì)采礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行合理改造與應(yīng)用，不僅可把礦井事故的發(fā)生概率盡可能降到最低，而且也可以最大限度達(dá)到通風(fēng)節(jié)能、降低能耗的目標(biāo)，為中國(guó)建設(shè)可持續(xù)發(fā)展社會(huì)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
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