王京斌
摘 要：近年来煤矿开采过程中频频发生安全事故，而我国矿产资源开采方式多为井工开采，安全系数更低，如何在确保工作人员安全的前提下有效挖掘煤矿一直是人们研究的热点问题。对煤矿采矿过程中通风技术的改进方法进行研究，要利用网络技术计算出风量，从而优化整个通风系统的布局，分区通风，并且不能采用传统的通风方式，要应用采煤工作面、掘进工作面和多巷三种通风方式。通过本文的研究可以发现给出的改进方法能够确保风流能够稳定高效地流入煤矿中，保证开采过程的安全性。
关键词：煤矿采矿；通风技术；改进方法研究
中图分类号：TD724 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）01-0166-01
随着社会的发展，人们对资源提出了越来越多的要求，矿产资源作为不可再生能源，如何安全有效地对其开采一直是人们研究的热点话题之一。由于我国独特的煤层赋存条件，所以超过97%的煤矿开采为井工开采，而井工开采过程必须要保证通风，只有这样才能确保安全生产，通风系统是矿井安全生产的基础，通风系统是矿井的“血液循环系统”。近年来，矿井建设逐渐走向现代化，各种煤矿机械化水平大幅提升，采矿工艺也更加完善，相关领域学者在矿井通风方面做了深入的研究，我国矿井通风技术取得了长足的进步。综上所述，本文对煤矿采矿过程中通风技术的改进方法进行研究，利用网络技术计算出风量，然后对风流进行判断，通过改变通风系统布局和通风方式，使通风过程更加安全、可靠、低耗，确保风流能够稳定高效地流入煤矿中，为开采提供安全保障[1]。
1 网络结算煤矿通风量
随着矿井通风网络的复杂化，在进行通风之前必须要计算出煤矿的通风量，目前网络结算的方法已经超过40种，结算理论也不断成熟。由于通入矿井的一些风量和风阻无法预测，所以可以利用回路风压平衡关系判断二者是否呈现线性关系[2]。过计算矿井总风量和通路风阻计算出各分支风量，回路风量法往往不会设定原始值，改进了生成树结构，按照煤矿的需要分风，大幅度提高了网络解算速度。目前比较常用的网络结算法为INSA算法，能够有效解决复杂网络目标函数和约束条件非凸、多变量的问题，然后利用数值迭代算法求解，从而判断煤矿的通风量。
2 通风系统布局优化
通风系统如果不合理将会导致矿井供风不足，系统安全无法保证。近年开采的矿井服务年限越来越长，开采深度也在逐年延伸，通风线路不得不随着矿井的加深而加长，最长甚至能达到1万m以上，而这样会导致通风阻力过大，通风系统要反复不断地维修改造。由于通风不足导致的安全事故频频发生，国家对矿井建设的要求也在不断提高，煤矿生产布局发生了很大变化。通风系统不再集中在一个区域，而是转变成对角边界抽出式通风模式。通风系统要遵循“高倍安全系数矿井设计”及“井筒服务的安全半径”的原则，优化矿井内部通风口布局，确保通风口数量达到要求，而且每个通风口的安全半径要在4km以下[3]。
煤矿内部要进行分区，各区要建设自己独立的安全系统，需要特别指出的是通风口要尽量增设辅助水平，这样在形成通风系统的同时，也能形成分水平通风，工作人员在操控时更加方便，矿井安全生产系统也更加合理，为安全开采奠定了基础。通常井田矿区按方位可分为西区、东五、南区、北区4个盘区，并进行独立通风，为其千万吨年产量提供了可靠的通风保障。矿井内部通风系统布局如图1所示。
3 优化通风方式
在优化过全区通风系统后，也要改变通风方式。传统的通风方式极容易受到外界不确定因素影响，而一旦这些通风口不能正常通风，工作人员就很有可能出现安全事故，甚至生命安全都无法保证。本文给出了三种优化方式，如表1所示[4]。
采煤工作面通风方式是一种U型的通风方式，通风系统较为简单，只有1条进风巷道和1条回风巷道，两条巷道连通，一旦有漏风点很容易发现，所以很难出现安全隐患。多巷通风方式也是一种极具代表性的优化方式，通风巷道既有Y型，也有两进两回双U型，通常会布置2条条主进风巷，在每条主进风巷旁布置1条辅助进风巷和2条回风巷，来辅助通风工作。掘进工作面通风方式是针对大型矿井而生的一种通风方式，这里的通风巷道长度达到5000m以上，巷道断面达到20耐以上，这是为了保证能够大量供风，因为大型矿井必须要有充分的进风量，才能保证氧气充足。掘进工作面通风方式双巷迈步推进的方式，每隔一段距离就会设定两个巷道，还要在巷道之间贯通联络巷，确保巷道与巷道之间的全压通风[5]。
上述三种不同的通风方式针对不同的矿井，各自拥有不同的优点和缺点，因此也可以同时使用，扬长避短，利用合理减阻、减漏、科学管理的方法控制煤矿通风，从而解决超大断面和超长距离掘进巷道的供风难题。
4 結语
通过本文的探讨分析可以了解到井工开采煤矿的方式本身安全系数较低，而由于我国独特的位置环境，大多数煤矿都需要利用井工开采，近年来安全事故更是频频发生，因此需要改进煤矿采矿过程的通风技术，要利用网络技术计算出风量，从而优化整个通风系统的布局，分区通风，并且不能采用传统的通风方式，要应用采煤工作面和掘进工作面两种通风方式。本文给出的改进方法能够确保风流能够稳定高效地流入煤矿中，让员工在一个安全的工作环境下进行工作。
参考文献
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[2]周仕来，刘勇.小煤矿在残采复采过程中安全技术问题分析与措施[J].煤矿安全，2010，41（6）：120-121.
[3]张新仓，王瑞义.浅谈煤矿通风安全隐患与管理措施改进[J].中国新技术新产品，2014，（12）：187-187.
[4]郭双富.浅谈高瓦斯煤矿采掘地带通风技术的改进策略[J].能源与节能，2014，（6）：187-188.
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