淺談通風網絡解算在礦井主要通風機掛網運行中的實踐應用

摘 要：文章詳細介紹了平煤股份一礦北三主要通風機掛網運行期間利用通風網絡解算軟件對礦井通風系統優化方案進行提前模擬，合理制定優化調整方案及超前預測礦井通風系統狀況，初步確定主要通風機最佳運行工況，查找通風系統中存在的薄弱環節，確保主要通風機工況和礦井風網結構達到最佳的結合狀態，為礦井安全高效開采提供可靠的通風保障，也為今后持續搞好通風安全工作積累了寶貴經驗。

關鍵詞：通風系統；網絡解算；優化調整；實踐應用

1 礦井概況

平煤股份一礦位于河南省平頂山市中心以北3Km處，屬平頂山煤田，井田東西走向長5Km、傾斜長5.86Km，面積29.3Km2。礦井含煤地質層為石碳二迭紀的太原群，山西組及上下盒子組，可采煤層四組：分別為丁組、戊組、已組和庚組，目前主采丁組和戊組煤層。礦井一水平已經開采結束，目前正在開采二、三水平。二水平為主斜井、暗斜井主石門集中大巷開拓方式，三水平為暗斜井、立井、主石門集中大巷開拓方式。目前礦井采用走向長壁后退式采煤法，全部垮落法處理頂板，回采工藝為綜采。2005年經煤科總院撫順分院鑒定一礦丁6煤層為煤與瓦斯突出煤層，礦井為煤與瓦斯突出礦井。

2 問題提出

隨著礦井采掘接替的不斷延深，三水平生產區域采掘作業地點用風需求不斷增大，但目前礦井現有的北一和北二主要通風機最大供風能力無法滿足今后深部安全高效開采所必備的通風需求，因此急需新增主要通風機來滿足三水平生產區域日益增大的供風需求。對此礦井在北三系統新安裝了一組GAF系列主要通風機準備投入運行，因此北三主要通風機投運前何初步確定其運行參數，使其與北一和北二主要通風機達到最佳的聯合運轉狀態就顯得尤為重要，同時北三主要通風機投入運行后，礦井通風系統將較之原來有較大改變，將會存在哪些通風安全薄弱環節并如何采取措施進一步加強通風安全管理，確保礦井通風系統穩定可靠，穩步提高礦井防災抗災能力將成為當前通風技術人員必須要首先面對解決的實際問題。

3 解決方案

1）礦井通風網絡解算軟件是當前普遍采用的礦井通風系統優化輔助工具，通風網絡解算是一個非常復雜的過程，其方法有多種，目前國內主要分為兩大類，即分支風量法和分支風壓法。在礦井通風系統工程改造和優化調整前預先進行網絡解算，可對實施方案的綜合效果進行超前預測分析，從而確保通風系統優化調整安全順利實施，既可減少對礦井生產環節的影響時間，也便于選取最佳的調整方案。

2）根據礦井目前實際情況，北三主要通風機掛網時主要擔負三水平戊二準備采區、三水平戊一下山準備采區和北三開拓工程通風任務。其中三水平戊二準備采區形成“兩進一回”通風系統，即三水平戊二軌道下山和皮帶下山進風，三水平戊二回風下山回風；三水平戊一下山準備采區也將形成“兩進一回”通風系統，即三水平戊一下山軌道和三水平戊一下山主運輸巷進風，三水平戊一下山戊組主要回風巷回風；北三開拓工程為局部通風機通風。

3）根據掛網時通風系統調整方案，經分析對比北三主要通風機特性曲線，用通風系統仿真模擬軟件對礦井通風系統進行網絡解算，初步確定北三主要通風機掛網角度為-20°，轉速為735r/min，運行風量為6572m?/min，運行負壓為2278Pa。同時利用通風系統仿真模擬軟件對礦井通風系統在不同狀態下的風量及風流方向進行仿真模擬，評價通風系統在礦井一旦發生災變時期的穩定和可靠程度，查找存在的薄弱環節并采取針對性的措施進行優化完善。

4 實際效果

1）通過對北三主要通風機掛網期間運行參數的實際現場測試分析，礦井通風系統相關數據與通風網絡解算預測結果基本保持一致，確保了主要通風機運行扇葉角度的一次性調整到位，各主要通風機在當前通風系統下達到最佳的運行工況，有效縮短了礦井通風系統調整的時間，使礦井各主要通風機系統達到了高效聯合運轉的狀態，避免了系統之間的相互影響。

2）通過利用通風網絡解算超前預測分析，提高了煤礦安全的信息化水平，大大提高了工作效率和數據的準確性，有利于提前發現礦井通風系統中存在的薄弱環節，尤其是對查找和解決影響進風系統之間存在角聯巷道的影響因素具有良好的效果，從而確保巷道風量及風流方向的穩定性，對合理制定提高礦井防災抗災能力方案及措施具有較大的指導意義。

3）通風系統優化調整預先制定有若干方案，通過利用通風網絡解算手段能夠事先對各種方案實施效果進行模擬對比分析，并最終選取最佳方案，為工程技術人員決策提供了可靠了技術依據，同時對現場勞動組織人員安排的優化也具有指導意義，優化了勞動組織，減少了不必要的人員投入，有效地提高了工作效率。

5 結論分析

礦井通風是煤礦安全生產中的一個重要環節，一個可靠而又實用的礦井通風網絡解算軟件對保證井下安全生產工作具有重要的現實意義，因此礦井通風系統網絡解算在搞好“一通三防”安全管理方面發揮著重要的作用， 為礦井通風安全管理提供了先進和有效的平臺基礎。在礦井通風系統日常管理當中，涉及到主要通風機設備改造，通風系統優化調整設計和主要巷道貫通等方案都需要對改變后的通風系統狀況作出提前預測，以確保有關通風系統工程或改造方案得到安全順利實施。如果單純依靠人工計算將會存在費時費力和易出錯等一系列問題，但是借助計算機軟件提前進行通風網絡解算則可以快速準確和直觀地解算多風井復雜通風網絡系統，為礦井通風安全技術人員快速制定行之有效和安全可靠地通風技術方案及決策提供有效的科學依據。

作者簡介

高金曉（1982-），男，河南舞陽人，工程師，畢業于河南理工大學，現在平頂山天安煤業股份有限公司一礦通修區工作，主要研究方向為煤礦通風系統優化改造及災害防治。