潞安新疆煤化工（集团）有限公司砂墩子煤矿新疆哈密839003
摘要：在我国不断前进的过程中，矿井通风系统在矿井整体运行中占据着相当重要的地位，多方位、多途径设计矿井通风节能，切实降低能量消耗，不断提升矿井通风系统的运行效益，满足矿井通风系统低碳、环保、节能的运行要求。下文主要对矿井通风系统节能途径展开了详细探讨。
关键词：自然风压；通风系统；主斜井回风；应对措施
引言
由于井下巷道两端的压力不平衡，所以空气能在井巷中自由流动。煤矿井下由于进风巷道与回风巷道的空气压力不同所以产生了明显的压差作用，压差的大小和方向主要随着空气温度的变化而变化，它也是井下空气连续流动的动力之一。某煤矿地处鄂尔多斯高原，昼夜温差大，冬季时间长，霜冻、冰冻期长达195d。矿井基建期间主要通风机运转状况为低负压，当主要通风机由于故障停止运转或者季节发生了变化时，井巷两侧的自然风压就会对矿井的通风系统造成严重的影响，造成进风井（巷道）出现无风、微风、甚至风流反向的现象，威胁矿井安全生产。
1自然风压及其对矿井通风系统的影响
1.1自然风压产生原因及其影响因素
矿井井筒的深度和井巷两端空气柱的温度差会对自然风压的大小产生显著的影响。某矿进、回风井深度相差不大，井筒深度对自然风压的影响可以忽略不计，因此，这里主要考虑进、回风井筒的温度差。但是自然风压具体的流向和大小还需要依据现场的真实情况进行进一步的确定。
1.2自然风压变化规律及其对通风系统影响
（1）自然通风阶段自然风压变化规律由于受水害影响，地面主要通风机曾于2014年6月至9月被迫停止运转，在该时期，某煤矿主要通过外界自然风压来进行井下通风，具体表现方式为副井进风、主斜井回风。随着进风温度的降低副井进风量逐渐增大，当进风温度升高时进风量逐渐减小。这主要是受自然风压变化影响，回风井（主斜井）温度基本保持不变，副井进风温度成为自然风压大小的决定性因素，副井进风温度升高，空气密度变小，进、回风井空气柱产生的压差就小，反之亦然。所以，在测量25d（8月25日）前，进风温度在25℃左右时，进风量约1500m3/min，而测量25d（8月25日）以后，进风量在进风温度降至20℃左右时会维持在2000～2500m3/min。（2）主要通风机开启后自然风压对通风系统影响2014年9月开始，矿井的主要通风机开启运转，采取“两进一回”（副井、主斜井进风，风井回风）的通风方式，此时自然风压对通风系统的影响主要表现为主斜井、副井、风井之间空气柱的相互作用主斜井、副井进风温度整体比回风井温度低，理论上分析主、副井相对风井产生的自然风压有利于矿井通风，但在矿井回风量基本不变的情况下，主斜井、副井进风量相互影响，呈现此消彼长的趋势，9月8日（即测量第2d）以后表现较为明显，，即进风与自然风压方向一致时，进风量增大，当进风与自然风压方向相反时，进风量减小。造成这种现象的原因是主、副井间温差产生的自然风压对各自进风量产生了影响。（3）季节转换期间自然风压对通风系统影响11月份以后，地面最低温度降到0℃以下，主、副井井口房暖风机开启。主要从风量来分析自然风压对通风系统影响。图4为风量及主要通风机负压变化趋势，可知：（1）回风巷回风量一直比较稳定，在5500m3/min左右，而主、副井筒受自然风压影响，风量呈现此消彼长的趋势。（2）进入冬季后，主斜井曾出现回风现象。主要是由于副井井口房保暖效果差，且大门开启，致使进风温度较低（在2℃～8℃），而主斜井巷道较长，带式输送机等机电设备一直运转，致使温度比副井温度高出5℃～8℃。根据科马洛夫公式计算，主、副井间自然风压达到102.6～278.3Pa，不利于主斜井进风，而这一时期主要通风机负压约为260Pa，分配到主斜井路线上的动力小于主、副井间自然风压致使主斜井回风。
2确保通风系统稳定应对措施
2.1有效降低矿井通风巷道的阻力
矿井的通风系统通过风管通过井下传送风量，通过的风管称为矿井通风巷道。作为整个通风系统的通风输送口，随着采煤深度的加深，矿井通风巷道将不断增加。一旦通风隧道不能满足矿井通风的要求，将大大影响矿井的稳定性和正常运行。影响矿井通风系统运行的两个基本因素是：矿井通风巷道的周边部分和三维部分，有效降低了矿井通风巷道的阻力。这两个基本的图像因素主要用于启动。矿井通风隧道的三维面积越大，矿井的通风阻力越小；矿井通风隧道周边越短，矿井通风阻力越小。根据这个因素，在矿井通风巷道形状的设计中，必须合理规划，尽量减少矿井通风巷道段的周长，增加通风巷道三维截面，达到目的减少通风道阻力。在矿山井下生产经营中，有必要尽可能将矿山路段设计为拱形，以保证矿井巷道畅通无阻，减少矿井通风的转向。巷道。另外，煤矿企业有关人员要注意及时清理通风管道中的杂物。严禁随意放置矿山材料，同时要加强对矿井通风巷道的检修和维护。降低矿井通风井阻力可以有效降低能耗，提高矿井通风系统的运行效率，实现矿井通风系统的低碳环保节能运行要求。
2.2充分利用自然风压
矿井通风系统的节能，环保，低碳运行是煤矿生产的基本要求。充分利用设计中的自然风压可以大大节省能源，并且是环保和低碳的。但在矿井通风系统运行之前，有必要对自然风压产生的规律和原因进行详细分析和认真研究。这是因为自然风压可以为矿井通风系统提供运行电力并节约能源，但也可能造成矿山通风事故。因此，要了解和掌握自然风压的规律，根据自然风压的变化规律调整矿井通风系统，降低通风事故发生的概率，充分利用自然风压的优势，减少能源消耗，并改善通风。
2.3合理规划通风路线
合理规划通风路线设计可以大大提高矿井通风系统的运行效率。随着采矿深度的逐渐加深，矿井通风系统的通风路径也会随之增加，但随着矿井通风路径的增加，通风阻力会逐渐增大。因此，我们必须高度重视矿山生产规划设计中通风系统的规划设计。密切处理一些未使用或在此阶段已经过剩的风管，尽量减少通风路径，尽量减少通风阻力，并确保通风。系统可以顺畅地将通风路径上的风量转移到煤矿下风点，保证下部通风，有效降低整个矿井通风系统的通风阻力，有效降低能耗的系统，并提高通风系统的运行效率。满足矿山生产对环境保护和节能的要求。
结语
（1）某矿井的进、回风井巷的温度差对自然风压的影响较为显著，当温度差越大时，产生的自然风压越大，反之亦然，但自然风压利于还是阻碍矿井通风，要根据现场情况来分析。（2）对于“两进一回”的矿井通风方式，自然风压对通风系统的影响表现为主斜井、副井、风井之间空气柱的相互作用，在回风量维持平稳的前提下，与自然风压方向一致的路线风量增大，与自然风压方向相反的路线风量减小。（3）由于主要通风机处于低负压运转状态，在季节变换期间，尤其是主、副井进风温度变化比较大的时期，自然风压对矿井通风系统影响较大。（4）降低主斜井温度、升高副井温度、提高主要通风机负压等措施可以保证通风系统稳定。主、副井温差在2℃～5℃时，主斜井进风量在500～1000m3/min，温差在5℃以上时，主斜井进风量在1000m3/min以上。
参考文献：
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