孙卫喜
[摘 要]近年来，煤矿通风阻力偏高问题的解决得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了矿井通风阻力测定及矿井通风阻力产生的原因，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面提出了通风阻力偏高问题的解决对策，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。
[关键词]煤矿；通风阻力；偏高；原因；对策
中图分类号：TD724 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）05-0013-01
1 前言
作为一项实际要求较高的实践性工作，煤矿通风阻力偏高问题的处理有着其自身的特殊性。该项课题的研究，将会更好地提升对煤矿通风阻力偏高原因的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化该项工作的最终整体效果。
2 概述
煤是一种不可或缺的能源。而中国目前井工煤矿居多。近年来，井工煤矿瓦斯爆炸事故已从小型私企向大型国企蔓延，且人员伤亡和直接经济损失直线上升。煤矿之所以容易发生瓦斯爆炸事故，很大一部分原因是煤矿通风安全管理没有做好。瓦斯是一种非常易燃的气体，如果煤矿中瓦斯处在超标状态，当矿井当中有火花产生，就会引起瓦斯爆炸，瓦斯爆炸不仅能产生大量粉尘还会产生大量有毒气体；破坏矿井的工作环境，给井下员工的身体造成巨大伤害。煤矿通风系统设计中，为了可以有效降低矿井通风阻力，应该注重优化矿井通风系统，尽可能降低摩擦系数和局部阻力，尤其是巷道内避免停放大型机械设备，材料堆放整齐，收集相关数据资料，为后续的通风系统设计提供充分的参考依据。
3 矿井通风阻力测定
3.1 测定风阻
井下风阻的测定可以充分反映出井下巷道通风特性，后续的问题分析均和这一参数存在密切联系。风阻力的测量，主要是包括测量巷道通风阻力和风量，以此来确定标准风阻值，作为矿井通风设计的重要参考数据资料。这种测量方式可以有效降低风量和风压变化带来的影响，但是对于测定数值精准度要求较高，所以，可以分为不同个小组逐段进行，力求测定数值更加精准。巷道断面和支护方式不断变化，只需要测算一次即可，只有在发生显著的变化情况下才需要重新测定。对于掘进作业所使用的风筒，标出标准风阻作为备用。
3.2 测算摩擦阻力系数
巷道支护方式对于巷道作业安全影响较大，不同的井巷，摩擦阻力系数同样存在一定差异。为了更好地适应矿井通风设计要求，通过测量通风阻力和风量，可以获得不同类型井巷的摩擦阻力系数，编辑成表格，作为基本资料。摩擦阻力系数测算精准度要求同样较高，需要工作人员严格遵循规范要求，更加细致地开展工作。
3.3 通风阻力分配情况测量
为了可以有效解决通风阻力偏高问题，可以选择沿着通风阻力大的路线，尽可能在短期内测量各个区段通风阻力，得出线路上通风阻力的分配情况，不同区段通风阻力存在一定程度上的波动，所以实际测量工作中需要分为多个小组，分段开展测量作业。
4 矿井通风阻力产生的原因
4.1 局部阻力产生的原因
井下风流洞施工过程中，由于巷道墙壁条件的变化，风流也会在局部地区受到局部阻力影响，如断面突然变化、风流分叉等问题带来的影响，致使风流流速大小、方向和分布出现变化，致使风流可以产生较强的冲击力，造成风流能量的损失，形成更加均匀稳定的风流，在经过局部地点带来的能量损失，称之为局部阻力。井下巷道变化多样，局部阻力点较多，巷道断面可能突然扩大或是缩小，巷道的转弯以及交叉等，均会带来不同程度上的局部阻力。
4.2 正面阻力产生的原因
井下巷道中存在的物体，风流流动中会從这些物体周围绕过，这时就产生了附近阻力作用，而这种阻力就是正面阻力。矿井内产生正面阻力的物体较为多样，诸如，煤炭开采机械设备、运输车、电动机车、坑木堆和其他器材设备等，均是产生正面阻力的物体。产生正面阻力的物体尽管十分多样，但是引起风流能量正面损失的本质是相同的。风流从正面阻力物体的周围绕过，风流速度和大小发生变化，出现涡流紊乱现象，进而造成风流能量损失。
5 通风阻力偏高问题的解决对策探讨
煤矿井下开采作业中，如何能够有效降低井巷通风阻力，有助于保证井下作业人员的生命安全，开采作业活动能够有序开展，提升开采质量和安全。无论是矿井通风设计还是生产矿井通风技术管理，都应该提高对矿井通风阻力的认知水平和重视程度，尽可能降低矿井通风阻力。但是由于矿井通风系统阻力受到阻力线路上的摩擦阻路和局部阻力因素影响，所以，在确定降低通风阻力对策之前，需要了解到井下通风阻力路线分布情况，找到最大的阻力分支，结合实际情况，寻求合理的降低通风阻力措施，为后续煤矿开采活动有序开展提供坚实的保障。
5.1 降低井巷摩擦阻力的措施
（1）减少摩擦阻力系数。在矿井通风阻力设计中，应该尽可能选择摩擦阻力系数较小的支护方式，在施工中样遵循施工要求进行作业，保证矿井巷掐你隔壁光滑、平整，确保工程施工质量。一般情况下，有砌碹巷道阻力之较小，只要支架巷道的1/3左右，不同的巷道选择而不同的支护方式，而对于一些服务年限较久的巷道则是选择砌碹支护方式；锚喷支护的巷道，则是选择光爆工艺，采用合理的支护工艺，确保支架整齐，也可以通过使用背板来背顶。（2）保证足够空间的井巷断面。在井巷断面设计中，其他参数保持不变，井巷断面在原有基础上扩大33%，可以有效降低R局部阻力值50%，井巷通过一定风量时，巷道阻力和风流能量消耗可以减少50%。但是需要注意的是，断面增价会造成基础建设成本增加，需要充分考虑到建设经济效益，从整体经济效益角度去考虑井巷断面设计。通风设计中，尽可能选择经济断面，尤其是在生产矿井通风系统改在和完善中，广泛应用在风流主线路上的风阻值较大的区域上。（3）选择周长较小的井巷。井巷断面相同条件下，圆形断面周长值最小，而矩形和梯形断面周长则逐渐变大。故此，在井筒设计中应该选择圆形断面，而石门、大巷设计中则应该选择拱形断面，服务年限较短的井巷可以选择梯形断面，同样可以满足实际要求。（4）巷道长度减少。由于巷道摩擦阻力和巷道长度之间存在密切联系，巷道长度越高，摩擦阻力同步增长。故此，在通风系统设计中，应该在满足实际工作建设要求基础上，尽可能减少巷道长度。
5.2 降低井巷局部阻力措施
在煤矿井巷通风系统设计中，降低井巷局部阻力，应该尽可能避免井巷断面突然扩大或缩小，过于频发的波动会增加阻力值；避免井巷直角转弯，在转弯内侧和外侧设计成圆弧形，这样可以有效在转弯处引导风流方向；巷道内避免放置大型的设备和材料，尽可能降低巷道内物体带来的风阻值；加强巷道通风管理，一旦发现冒顶和积水现象需要及时上报和处理，确保井下煤炭开采作业活动能够有序开展。
6 结束语
综上所述，加强对煤矿通风阻力偏高原因及解决对策的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的通风阻力偏高问题处理过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。
参考文献
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