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矿井通风系统优化对瓦斯治理效果的影响机制探究
陈祚晖
文章字数:1733
  在煤矿开采过程中,瓦斯治理是确保安全生产的关键环节。瓦斯作为一种易燃易爆气体,其在矿井中的积聚极易引发严重的安全事故,威胁矿工生命安全与矿井的正常生产运营。矿井通风系统作为瓦斯治理的核心手段之一,其运行状态与优化程度直接关系到瓦斯治理的效果。合理有效的通风系统能够及时稀释和排出瓦斯,降低瓦斯浓度,使其处于安全阈值范围内,从而为矿井安全生产提供坚实保障。因此,深入探究矿井通风系统优化对瓦斯治理效果的影响机制,对于提升煤矿瓦斯治理水平、保障煤矿安全生产具有极为重要的现实意义。
  一、矿井通风系统与瓦斯治理概述
  (一)矿井通风系统的作用与原理。矿井通风系统的主要作用在于向井下各作业地点输送新鲜空气,同时排出井下产生的有害气体,其中瓦斯是重点治理对象。其工作原理基于空气的流动特性,通过通风动力设备(如主要通风机)产生压力差,驱动空气在井下巷道网络中流动。新鲜空气从进风井进入矿井,沿着既定的通风路线流经各个采掘工作面、硐室等区域,在此过程中与瓦斯等有害气体混合,随后携带这些气体通过回风井排出矿井,以此维持井下空气的质量与适宜的气体环境。
  (二)瓦斯治理的重要性及现状。瓦斯治理的重要性不言而喻,一旦瓦斯积聚达到爆炸浓度范围,遇到火源便会引发爆炸,造成严重的人员伤亡和财产损失。当前,我国煤矿瓦斯治理形势依然严峻,尽管在技术与管理方面取得了一定进展,但部分矿井仍面临瓦斯涌出量大、赋存条件复杂等难题。一些老旧矿井通风系统存在老化、通风能力不足等问题,导致瓦斯治理效果不佳,安全隐患较大。
  二、矿井通风系统优化措施
  (一)通风系统改造与升级。针对部分矿井通风系统老旧、通风阻力大等问题,进行通风系统改造与升级是关键举措。通过通风阻力测定和网络解算,能够精准排查出通风高阻力块段。例如,可采取新打回风立井、新掘并联进回风大巷等方式,构建通风的“高速通道”,降低通风阻力,提高通风效率。像岭子煤矿在2004年投资新打回风立井,并施工井下风道和地面风硐,使得矿井总进风量、总回风量显著增加,负压和电流降低,有效解决了风机负荷过大及“喘振”隐患,保障了通风稳定性。
  (二)通风设备的更新与维护。通风设备的性能直接影响通风效果。及时更新老旧、低效的通风设备,采用高负压风机、变频调速技术等先进设备与技术,能够在降低能耗的同时,大幅提高通风能力。同时,加强通风设备的日常维护与管理,定期进行设备检查、保养和维修,确保设备始终处于良好运行状态,减少因设备故障导致的通风异常情况。
  (三)优化通风网络布局。根据矿井的地质条件、开采布局等实际情况,优化通风网络布局,确保风流分配合理。避免出现通风短路、循环风等不良现象,保证各个作业地点都能获得充足且稳定的新鲜风量。例如,对于复杂的采区通风系统,可通过合理设置通风构筑物(如风门、风桥等),引导风流按设计路线流动,提高通风系统的可靠性与稳定性。
  三、矿井通风系统优化对瓦斯治理效果的影响机制
  (一)改善瓦斯分布状态。优化后的通风系统能够更有效地将新鲜空气输送至瓦斯涌出区域,均匀稀释瓦斯,避免瓦斯局部积聚。合理的风流分配使得瓦斯在矿井空间内分布更加均匀,降低了高浓度瓦斯区域的出现概率,从而改善了瓦斯在矿井内的整体分布状态,降低了瓦斯事故的潜在风险。
  (二)提高瓦斯排出效率。强大的通风能力和合理的通风网络布局,显著提高了瓦斯排出矿井的效率。通风系统的优化增加了进风量与回风量,加快了空气在矿井内的循环速度,能够更快地将瓦斯携带出矿井。这使得瓦斯在井下的停留时间缩短,有效降低了瓦斯浓度,为安全生产创造了有利条件。
  (三)增强瓦斯监测监控效果。优化后的通风系统有助于提升瓦斯监测监控系统的性能。稳定、合理的通风状态使得瓦斯浓度在监测范围内更加稳定、规律,便于监测设备准确捕捉瓦斯浓度变化情况。同时,良好的通风条件可减少监测设备周围环境干扰,提高监测数据的准确性与可靠性,为瓦斯治理决策提供有力依据。
  四、结论
  矿井通风系统优化对瓦斯治理效果具有至关重要的影响。通过通风系统改造与升级、通风设备更新维护以及优化通风网络布局等措施,能够改善瓦斯分布状态、提高瓦斯排出效率并增强瓦斯监测监控效果,从而有效提升瓦斯治理水平,降低瓦斯事故风险。
  作者单位:中煤大同能源公司塔山煤矿

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