煤矿常见通风技术的分析与研究

摘 要：通风条件与矿井安全有着直接的联系，煤矿企业必须从安全、发展的角度将通风安全作为重点，加强煤矿通风技术的研究力度，降低安全事故几率，保证矿井生产发挥更高的经济效益。文章结合煤矿生产条件，对煤矿均压通风技术、B型通风技术和通风瓦斯氧化技术进行了分析。

关键词：煤矿；通风技术；应用

随着煤矿生产技术的发展和进步，安全问题受到广大企业和施工人员的广泛关注。针对煤矿安全管理而言，井内通风条件是最重要的环节。煤矿生产过程中，为了降低井内瓦斯浓度，加快空气流动，保障人身安全，需要应用可靠的通风技术。鉴于此，文章对煤矿生产中几种常见的通风技术进行了分析。

1 煤矿均压通风技术

煤矿通风的主要目的是要降低井内空气中瓦斯的含量，一般将风压调节装置安装在矿井通风系统中，用以改善风压，避免通风巷道两端出现较大的风压差，可以保证端口间的风压始终维持在相对平衡的状态，这个调节风压的过程称为均压通风技术[1]。当通风系统的风压达到平衡状态时，煤层内的瓦斯扩散速率可以被有效抑制，只有很少量的瓦斯进入到采煤工作面，保证采煤工作面空气质量满足要求，提高工作的安全性。应用均压通风技术的过程中，需要注意以下两点。

第一，保证风机两端有足够的绝对风压。如果风机两端的风压不能保持平衡，瓦斯将很容易进入到采煤工作面，对煤炭安全生产造成较大的影响，因此保证风机两端有均匀的风压是技术应用的重点。风机均压通风技术具有操作简便、安全可靠、维护方便的优势，但偶然会出现主风机出现负压等情况，为了控制瓦斯含量，保证良好通风，必须将通风系统的风压控制在稳定状态。

第二，应用风窗和风机联合均压技术。如果只单独应用风窗均压或者风机均压将无法保证达到最佳的均压效果，应用风窗和风机联合均压技术可以对风路上的风量进行控制，在应用的过程中需要注重管理和操作问题。

2 B型通风技术要点分析

2.1 B型通风技术

在实际采煤过程中发现一部分采煤工作面具有易燃特点，并且瓦斯含量较高。近年来采矿专家将研究重点集中在矿井通风、流体力学和瓦斯移动规律等方面，总结出应用B型通风技术的“一通三防”，“通”即应用可靠的通风技术，“防”即对瓦斯和火灾的防治，该项技术成为通风安全管理的重点。应用B型通风技术时将通风联络巷布置在工作面进回风系统中，保证与采煤工作面构成并联通风网络，在回风巷的顶板设置瓦斯排放道。保证回风巷增阻，加强对联络巷风压调节的控制，抑制瓦斯涌出，保证工作面高顶上的隅角瓦斯按照一定的通道运行。传统生产过程中一般应用U型通风模式避免采煤工作面内出现风流短路和严重的漏风问题，一般不会将联络巷布置在采煤工作面内。应用U型通风模式虽然可以增加工作面内的通风量，但是不能避免工作面上隅角涌出瓦斯的问题，应用B型通风技术很好地解决了这一问题，在保证井内通风量的同时，避免出现明显的通风死角，保证瓦斯及时排出，实现了工作面控制质量和生产环境的优化，保障生产过程的安全[3]。

2.2 抑制瓦斯涌出

第一，抑制新采煤面涌出瓦斯。及时增加回风巷内的局部通风阻力，应用B型通风技术可以减小风门进风压力，避免在采煤工作面形成明显的风门，保证在绝对静压的情况下提高不同点位的风流，可以对新采煤面涌出的瓦斯进行抑制。

第二，抑制巷道瓦斯涌出。针对较长采煤工作面而言，巷道瓦斯抑制成为安全管理的重点，应用B型通风技术可以抑制巷道内瓦斯浓度升高。应用该项通风技术的过程中，需要及时保证巷道内绝对静压，如果增阻前不同点位风流的绝对静压值大于回风巷内不同点位风流的绝对静压，回风巷内的瓦斯含量也会增大。因此为了提高生产安全性，必须在回风巷的巷口位置设置相应的增阻风窗。

第三，抑制采空区瓦斯涌出。应用B型通风技术可以避免在采煤工作面内形成明显的漏风区域，减缓漏风区域的形成，可以借助微孔渗流带替代紊流带，保证一部分瓦斯逐渐向采矿区冒落带转移，从而抑制采空区瓦斯的溢出，避免瓦斯危害，为采空区创造良好的生产环境。

3 煤矿通风瓦斯氧化技术

我国每年的瓦斯排放量相当于130亿立方米甲烷，数量十分惊人。为了提高资源利用率，同时保证煤矿生产安全，需要寻求有效的方法对瓦斯气体进行利用，这也成为近年来工业领域的重要研究内容。瓦斯氧化技术可以变废为宝，保证井内生产安全，提高环保效益，体现出煤矿生产过程中的绿色经济效益。解决了矿井内的瓦斯通风问题，不仅可以消除安全隐患，还可以提高生产效益[2]。

3.1 甲烷氧化过程中提高减排效益

如果瓦斯中的甲烷含量低于0.3%，并且其中没有混入较高浓度的杂质气体，可以直接应用甲烷氧化方法之后清洁排放，提高减排效益。如果每台氧化装置的处理能力达到每小时60000立方米，每年甲烷的处理能力可以达到180万吨，相当于降低了20000吨二氧化碳的排放。

3.2 氧化造热

如果瓦斯中甲烷的含量在0.5%左右，并且瓦斯含有较高的热量需求时，可以将氧化过程中产生的热量进行重新利用，在降低污染物排放的过程中，可以节约煤炭的使用量，经济效益较高。如果每台氧化装置的处理能力达到每小时60000立方米，每年甲烷的处理能力高达220万立方米，相当于节约1200吨优质煤。

3.3 利用氧化实现冷、热、电联合

如果瓦斯中甲烷的含量超过0.5%时，或者可以借助掺杂一定浓度的瓦斯气体将甲烷的含量提高到0.5%以上，可以应用冷热电三者联合供应技术。生产过程中应用热蒸汽实现发电机驱动，应用余热实现装置的制冷，剩下的部分气体可以满足城市供暖需求。在这个过程中，不仅能够实现节能减排，还可以实现冷热电的联合效益。如果有6台60000立方米每小时的氧化装置，可以为1500kW的汽轮机供汽，处理甲烷约135万立方米甲烷，节约7000t原煤。在供电为1100千瓦情况下，制冷量高达4300万kW，具有极高的经济效益。

瓦斯中甲烷氧化技术具有较高的经济性和可靠性，符合新世纪可持续发展理念，应用前景十分广阔。

4 提高通风系统的稳定性

为了提高矿井通风系统的可靠性，必须保证通风系统足够稳定。在实际生产过程中需要重点对影响风流的问题进行分析，目前通风网络结构和风机联合运转过程中的相互影响成为影响风流的重要问题。针对通风网络结构的调整问题，一般应用角联分支方法，风机联合运行的稳定性问题应用双角联网络解决。在多台风机联合运行的过程中，需要重点考虑不同风机的性能和稳定性要求，在布置井内通风系统的过程中一般应用分区并联系统，避免形成较多的角联风道。另外，必须在日常通风管理过程中加强控制，防治出现反向风流和短路的问题。

5 结束语

通风条件的优劣直接影响到煤矿生产安全，因此在科学布置通风系统的同时，不断加强对通风技术的研究。针对煤矿企业而言，必须在重视考虑经济效益的同时重点研究通风安全技术，加大资金、技术和管理投入，积极开展科学研究工作，从理论和实践方面进行瓦斯通风研究，积极探新能源再生技术，正确处理有害气体，变废为宝，促进煤矿产业的可持续发展。

参考文献

[1]鲁忠良，李玉江，杨楠珂，等.煤矿通风系统优化改造[J].中国地质大学学报，2015，14（8）：105.

[2]俞启香，王凯，杨胜强，等.中国采煤工作面瓦斯涌出规律及其控制研究[J].中国矿业大学学报（自然科学版），2011，29（1）：9.

[3]邬如梁.自动化控制技术在煤矿通风系统中的应用[J].煤炭技术，2013，32（4）：62.