煤礦井下通風自動化的改造
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摘要：本文簡要概括煤礦井下通風機自動化改造的意義，和目前煤礦井通風存在的問題，進一步研究自動化控制技術在煤礦通風中的改造策略。
[關鍵詞]煤礦 井下通風 自動化改造 研究
煤礦井下的通風系統對于整個煤礦工程的質量和安全都非常重要，利用有效的通風系統，可以有效的提高礦井下的施工安全性，隨著自動化科技技術的發展，煤礦企業礦井通風的技術也應該邁向自動化的步伐，提高煤礦生產的工作效率。
1自動化改造的思路
自動化改造顧名思義就是把傳統的煤礦通風方式利用自動化技術進行改進和代替，使用智能通風系統，使新鮮空氣的流入量大大提升，在減少能耗的同時，提高了礦井施工的安全性。
自動化改造通風系統的方法，具體的方法是：礦井的通風系統是由兩個部分組成，分別是分區回風和集中進風，由中央進風、兩翼回風和南北側的斜井通風構成了完整的通風系統。通風系統開始工作后，新鮮空氣由主斜坡道和副井進入，與此同時，井底的灰塵和煙霧就伴隨著新的氣流被排除井外，并且由地面上的軸流風機抽出。
由于人們的日常生活和各種企業對煤炭的需求量越來越大，采煤的工程也越來越多，但是研究發現，現階段的采掘工作正在逐步下移，因此，對于礦井的通風要求就越來越高，傳統通風技術根本無法滿足現實需求，還會增加施工的安全隱患。如果不能把地下的有毒氣體全部排出，對施工人員的生命安全是一個很大的威脅。所以把煤礦井下通風系統進行自動化改造已然成為一個必然趨勢。
2現階段煤礦通風問題
經過一系列的科學檢測發現，目前大多數的礦井的通風系統都不夠完善，而對于煤礦采掘的工作來說，空氣的質量、和各種通風設備的參數指標是非常重要的，必須高度重視，但是根據調查研究發現，很多礦井的通風系統已然出現了很多嚴重的問題。
例如，礦井中段為1500m，每秒通過的新鮮空氣量是4.2立方米，對于深度是1300m的中斷空氣流入量是3.8立方米/秒，因此得知，對于礦井的中段通風，基本不能符合最低要求，新鮮空氣流入量非常小。而且此時在礦井下的空氣中一氧化碳、硫和氮等元素嚴重超標，甚至濃度也已經超標，嚴重危害工人的生命安全。
還有一個比較嚴重的情況就是井下漏風，這是因為在煤炭采掘的過程中會產生很多廢氣料和礦石等，需要被運輸，所以在井下中斷設置了大面積的溜井，這也是井下漏風的主要原因，因為新鮮空氣一部分還沒來得及到達施工面就被溜井帶走了，造成了大部分的空氣浪費，所以真正有效的新鮮空氣量非常小，另外還有一r些沒有來得及進行封閉的廢氣采煤巷道也是浪費新鮮空氣的因素。
其次，由于礦井下環境非常特殊，空氣的流通量非常小，溫度和濕度又非常高，由于風壓低，通風系統效率不高，無法把采掘設備釋放的熱烈進行疏散。導致了工作時溫度超過標準很多，安全隱患非常大，例如，實際施工時，礦進下的實際溫度甚至達到了35°C，相對濕度在85%以上，因此，對于施工人員的安全非常不利，甚至有可能發生事故。
3具體改造措施
礦井的通風難度比較高的，首先是因為礦井的通風系統比較復雜，由很多個部分組成，其次因為礦井下的環境是不固定的，也會引起通風系統不斷發生變化，所以一定要根據實際情況進行通風系統的自動化調整，例如，對于廢氣的巷道要及時關閉，還可以利用自動化微機來控制風機的角度和位置變化，而井下通風逐步開始運用PDCA模式，能夠對井下的空氣質量進行持續性的改善，以達到理想的通風標準。下面從幾個方面介紹一下礦井下通風的自動化改造措施。
3.1通風布局方面
改造優化礦井的通風布局是自動化改造的一個基礎，把礦井下的各種通風結構進行全面的調整，在選擇合適的風量分配方式方法和巷道的布置時，需要通過利用自動化設備計算出通風的阻力，然后進行下一步。根據施工的實際生產情況來決定通風的布局，井下通風經過自動化改造之后，實行了分區通風，分別是豎向進風。分區回風和集中進風，改造后的自動化通風系統的優勢是通風的網路更加堅定，能夠使通風的阻力得以減小，由于通風風路進行了自動化整改，風流量得到了控制。以下是基于TCP/IP協議設計的采煤通風量計算公式。
公式中：Q綜采是綜合采煤工作區的通風量m'/s需要值;Q機采是機器采煤的時候需要的通風量m'/s;Q炮采是炮采工作區需要的通風量m3/s;Q其他是其他采法需要的通風量m'/s;Q備是備用的工作區需要的通風量m3/s，以生產工作面所需風量的1/2進行計量，m/s;n為各種開采法工作區域的數量，個;炮采工作面所需風量，應按下列因素分別進行計算，取其最大值。
下面以某礦區的真實情況進行測算，最終預計風排瓦斯量每分鐘4.12m'。以下是礦井總風量的計算：
以上公式中：Qm是礦井的總進風量，m/min;ZQw是采煤工作面實際需要風量，m/min;ZQh是掘進工作面實際需要風量總和，m/min;ZQri是硐室實際需要風量總和，m/min;2Qoi為礦井中其它井巷需要通風量總和，m/min;Km為礦井通風系數，宜取1.15～1.25。
由上述公式可知，系統可根據不同區域的工作程度來分配風量，比如在全封閉的環境下作業的難度很大，此時需提供較多的風量，具體的分配原則可以按照系統分配、按區域分配或者按照需求量進行分配等，根據實際情況選擇適合的風量分配方式。
3.2前期設備選擇
在選擇自動化通風設備的時候，節能性和平穩性是首要的選擇因素，比如說，對于礦用風機來說，想要滿足節能和平穩的性能，應該重點考慮設備的通風網絡優化程度。實際上，主扇的工況、風量和通風的阻力是選擇自動化通風設備的核心關鍵，對于金屬礦井在選擇自動化通風設備的時候首要需求是通風量要打，比如，風壓比較低的設備有DK型或者BD型的自動通風機。另外要注意電動機和主扇風機都要保持相匹配的型號和規格，以保障設備運轉的持續性，主扇機可以快速實現正反運行的方向切換，保證了自動化通風機的持續運行，使煤礦生產任務更加高效并且節約能源。
3.3通風網絡方面
對于煤炭開采的中后期，由于涉及到了一些串聯和并聯的巷道，其開采的難度和復雜程度都高于開采前期，對于通風系統的要求也更加高。另外有很多廢氣很久的巷道會出現開裂或者斷面變大等情況，使礦井下的通風阻力變大，同時使得通風網絡越來越復雜，所以說，科學合理的優化通風系統是解決巷道漏風竄風的關鍵。需要加強對通風設置監管工作。并且注意巷道封閉工作，避免了風流短路等安全隱患，改善和礦井的通風問題也提高了生產效率。
3.4局部通風方面
由于整個礦井通風是一個復雜的結構，需要在設計時，注意對局部通風的自動化技術進行全面的優化改造，首先著重對傳統的通風設備進行改造設計，保障工作人員的安全。例如，可以利用濕式鑿巖的方法，在一定程度上避免了塵土飛揚的現象，也減少了吸塵量。與此同時，工作人員應該根據實際需要，做好防范措施，比如在一些非常容易發生通風困難的采場，準備適用于局部的風扇，在進行爆破工作后馬上進行噴水，或者通過佩戴相應儀器隨時檢測身體狀況等。
4結束語
總之，對于目前的通風設備應該統一實現自動化，才能更好的完成通風工作，提高施工的安全性，企業應該在實踐中加以創新和完善煤礦通風中各個階段的自動化改造，完善礦井自動化通風技術，提高煤礦企業整體生產水平。
參考文獻
[1]景忠玉，對礦井通風系統安全與自動化管理的研究[J].機械研究與應用，2015（03）：167-168.
[2]鐘超。礦井通風自動化監測系統[J].內蒙古煤炭經濟，2018（12）：17-18.
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