煤矿通风系统安全检测及其优化

91煤矿通风系统安全检测及其优化

侯 俊

（大同煤矿集团朔州朔煤小峪煤矿，山西 朔州 038300）

摘 要

通风系统是保障矿井通风的一个重要部分，要安全生产就必须要保证煤矿通风系统的正常运行，所以进行煤矿

通风系统安全检查就显得非常重要。本文就煤矿通风系统安全检测以及相应的优化措施进行了一定的探讨。关键词

煤矿开采 通风系统 安全检测

中图分类号 TD72 文献标识码 B doi:10.3969/j.issn.1005-2801.2017.02.039

Safety detection and optimization of coal mine ventilation system

Hou Jun

(Datong Coal Group Shuozhou coal company Xiaoyu coal mine, Shanxi Shuozhou 038300)

Abstract: Ventilation system is an important part of the guaranteed mine ventilation, safety production must ensure the normal operation of the mine ventilation system, so it is very important for the ventilation system safety check of coal mine ventilation system safety detection of coal mine and the corresponding optimization measures are discussed.

Abstract :coal mining ventilation system safety inspection

在进行煤矿开采的过程中，通风系统是保证煤矿安全的一个重要系统，利用通风系统能够有效地预防瓦斯爆炸和井下火灾，但是要想使得煤矿开采工作能够更加安全地开展，就必须要注重通风系统的安全检测，只有加强对于通风系统的安全检测，才能够更好地避免安全事故的发生，所以对于煤矿通风系统安全检测以及优化策略进行研究有着非常重要的意义。

以及安检人员共同进行检测，在对于煤矿反风设施进行检查的时候，主要需要对于主要通风机和启动电气设备、进风井口、反风道以及电控设备进行检查。在进行联合检查的时候，如果发现煤矿通风安全系统中存在任何的问题，必须要及时地采取措施加以解决，而且还必须要对于检查的结果进行记录，将记录交由机电部门和通风部门保管。煤矿通风系统的安全检测工作在煤矿开采中占据着非常重要的地位，它是安全生产的一个基础，所以必须要对其引起足够的重视。

1 煤矿通风系统安全检测概述

煤矿通风系统安全检测是保证煤矿安全开采的一个重要措施，而在对于煤矿通风系统进行安全检测过程中，首先需要对于风机的保护装置加以了解，对于煤矿主通风机而言，其安全装置主要包括了反风设施、欠压过流保护、双电源回路、电压电流表以及电机轴承温控仪等，所以在进行主通风机选型的时候，必须要选用通风方式相同而且电机能力也相匹配的设备。同时还需要按照要求进行通风阻力的测定，为通风方式的选择提供一定的参照。在对于反风设施进行检查的时候，应该由矿机电、通风

2016-12-07收稿日期

作者简介 侯俊（1975-），男，山西大同市人,2015.1月毕业于太原理工大学采矿专业，助工，从事井下采煤工作。

2 煤矿通风系统安全检测

2.1 通风阻力测定

通风阻力的测定是煤矿通风系统定期安全检测的一个重要内容，在进行矿井通风阻力测定时，必须要依据矿井通风系统的实际情况来对于测定方法加以选择，通风阻力测定的原则是在满足测定精度要求的同时还能够提高阻力测定的速度，这样可以使得通风阻力测定工作更加顺利地得以开展。一般通风阻力测定的方式主要包括以下几种：

（1）压差计法，所谓的压差计法是指的在相邻两个测点各设置一个皮托管，并且皮托管设置的位置应该是风流稳定的地点，风流的进口应该平行

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于风流的方向；在两个测点的中间安设压差计，压差计必须要靠近巷道壁，再从两个皮托管引出胶皮管，等到胶皮管内的空气温度等于巷道内的空气温度之后，再把两个胶皮管安装在压差计上，等到压差计液面稳定之后就可以进行读数。

（2）气压计逐点测定法，通过对于气压计的应用来测出前后两个测点风流的静压之差，再测算两个断面之间的动压和位压差，就可以计算出两个测点之间的通风阻力。具体的测定方法就是使用两台精密数字气压计，其中一台留在井口位置，来对于大气压的变化值进行测定，另一台携带进巷道，沿着测定路线依次对于各个测点进行测点，通过这种方式能够有效地消除地面气压变化以及井下风压变化对于仪器读数的影响，使得测量的结果更为可靠。

（3）双测点同时测定法，具体的方法就是在第一个测点处将两台精密气压计调试好，并且将初始读数记录下来，然后在该测点处留下一台仪器，将另一台仪器移到另一个测点，然后再同时读数，然后再将仪器移动到第三个测点，并且第一个测点的仪器不动，同时进行读数，按照该方法直到所有的测点都被测完，利用这种方式也能够使得气压计之间的误差得以有效的消除，有效地对于通风阻力加以测定。

2.2 风机风量测定

进行风机风量的测定时，主要可以通过风表法、均压油管法和静压差测量法。

风表法主要可以分为两种：（1）人工测量，通过测风员手持机械风表在一分钟之内均匀地走过巷道的某一个有风断面并且将风表的读数记录下来；再依据风表曲线来对于该断面的平均风速加以计算，用平均风速乘以过风断面，就能够计算出风量；（2）使用风速传感器来进行测量，也就是将有风巷道里面风流较为稳定的某一个断面按照面积来等分成为若干个小块，在每一个小块的几何中心安装一个风速传感器，每一个风速传感器所测得的风速就是该小块的近似平均风速。

均压油管测量法主要是被应用在圆形的风道内，它的原理就是把需要测量的风断面分割成为若干个面积相等的环；对于每一个环几何半径上的某一个点的动压进行测量，利用相应的计算公式来对于测风断面的平均风速加以计算，求出该测风断面

2017年第2期

的风量。

静压差测量法主要是依据流体力学的原理来完成风量的测定的，因为风属于流体，而当流体从大断面的一端流向小断面的一端时，往往就需要克服巷道的阻力做功，此时静压能也将由大变小，而速压能则由小变大，但是流体的总能量并没有发生变化，所以依据这一原理，从对旋风机间段的整流环外壳面积不同的连段的静压管口分别引出两路压力到差压传感器的输入端，就能够利用公式对于风机的平均风速和风机风量加以求得。一般在风机风量测定的过程中，最常使用的方法就是静压差测量法。

2.3 风机性能参数测定

风机性能参数的测定也是煤矿通风系统安全检测的一个重要内容，风机的性能参数对于通风系统的安全性有着非常重要的影响，故应对其进行动态实时监测。在进行风机性能参数测定的时候，首先需要对于风机测定基本参数加以确定。风机测定基本参数主要包括测风断面、静压断面、同步转速、铭牌电流、铭牌功率、风速探头、电压变比、变流变比、标准工作温度、定子绕组温度、励磁电流和励磁电压，而对于风机而言，其主要的参数包括风机风量、风机静压、轴功率、风机转速和风机效率，必须要对于这些性能参数进行有效的测定，才能够更好地保证风机的正常运转。

3 煤矿通风系统优化策略

要对于煤矿通风系统进行优化，需要从多方面入手，比如说在设备的选择、管理方式以及设备的维护等方面都应该采取有效的措施。在对煤矿的通风方式进行选择时，必须要根据矿井的开拓方式来选择，并且还需要对于矿井的每一个水平、每一翼和每一个煤层工作面设置独立的通风系统，在矿井实施分区通风，从而使得矿井的通风更加的顺畅；还需要加强对于局部通风的管理，在吸风口配备风罩和整流器，在高压部位配备衬垫并且保持其离地高度大于0.3m，从而保证循环风局扇设备的齐全。除此之外，还需要在通风系统运行的过程中对于通风设备进行有效的保管和维护，从而确保通风设备能够处于正常的运行状态之中。

4 结语

煤矿通风系统对于煤矿开采工作的安全开展有着非常重要的意义，所以必须要注重对于煤矿通风

（下转第95页）

2017年第2期

95色谱工作站对疑似火区监控气体分析结果见表２。

表2 色谱工作站对疑似火区监控气体分析结果

CO浓度（ppm）<1010~6060~7070~110>110140~160160~180≥200

C2H6无无出现出现出现出现出现出现

C2H4无无无出现出现出现出现出现

C2H2无无无无无出现出现出现

预报结果正常存在自燃隐患发生自燃现象

超过临界温度，加速氧化阶段煤温超过干裂温度，激烈氧化

进入剧烈氧化阶段褐煤开始进入燃烧阶段进入明火燃烧期

火措施。

一旦在煤矿井下检测到C2H2则表明在监测区域内存在有已经进入燃烧阶段的明火。盘道矿煤的燃点低于300℃，因此氧化过程中没有出现乙炔。当CO浓度达到200ppm时可设置仪器进行报警。当检测成分中出现C2H4或C2H6时可设置仪器进行报警。还可以根据产生的烯烃的碳原子数预测灾情的发展趋势。

经用煤矿色谱工作站监测分析得出：采煤工作面采空区和煤巷等煤炭自燃区域的煤炭自燃的临界温度为70~80℃，干裂温度为100~110℃，自然发火早期预报的温度范围在70~110℃。在此范围内可选择的指标气体有一氧化碳（CO）和乙烯（C2H4）气体。只要检测乙烯是否出现这个定性临界值便可以判断煤炭是否进入加速氧化阶段。另外，当一氧化碳绝对涌出量大于10L/min,采煤工作面回风隅角一氧化碳浓度超过100ppm就可认为有自燃发生，此数值对应的自燃温度为80~95℃。

当煤炭温度达到140℃~160℃以上时，混合气体中不仅出现CO、CO2而且出现C2H2，氧气含量明显减少，C2H2可作为煤炭自然发火剧烈氧化阶段的标志。

当煤炭氧化温度达到120~130℃时,煤中的水分挥发殆尽,到160~180℃时, CO浓度释放量达到最大值,煤炭开始进入燃烧阶段, 当温度达到200℃时, 煤炭氧化减慢, 煤进入明火燃烧期。

盘道煤矿煤炭在达到200℃着火点以下时,出现C2H6、C2H4和C2H2三种特殊的标志气体。如果发现C2H4气体，采空区的温度将超过110℃。如果C2H4温度的上升速率迅猛上升，超过1 ppm/℃以上时, 采空区的温度将在160~180℃以上。

为安全起见自然发火早期预报的温度为70℃。盘道煤矿煤炭进入发火（明火）状态值为：当监测温度达到200℃这一临界值时。因此当煤温t ≥120℃时，应采取紧急措施。

早期自然发火预报的各指标气体种类、数值和极度危险值经常根据现场变化进行调整，并且随着采区和开采煤层的变化有所改变，数值不是固定的。

3 结论

矿井自动气相色谱仪和工作站在盘道煤矿的使用，不仅提高了预测预报的效率，节省了人力物力，从应用和实验检测情况看，准确率、分辨率和可靠性也较高，误差在可控范围内，监测、预报连续及时，没有盲区。自使用以来，由于预报准确及时，采取的措施到位再也没有发生煤炭自然发火，矿井的安全形势明显改善，提高了煤炭可采储量，经济效益可观。

【参考文献】

［1］ 王永湘.利用指标气体预测预报煤矿自燃火灾[J]．

煤矿安全，2001（6）．

［2］ 林治宝，张东.生产矿井褐煤自然发火治理技术

研究[J]．山东煤炭科技，2010（4）．

（上接第92页）

系统的安全检测，保证煤矿通风系统的稳定运行，从而使得煤矿开采活动能够更加高效和安全地得以开展，促进我国煤矿业的进一步发展。

【参考文献】

素的探讨[J].科技资讯,2012(22):101-101.

［2］ 刘喜深.关于加强煤矿通风安全管理的研究[J].

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［3］ 浦绍帅.煤矿通风系统安全问题及稳定性探讨[J].

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［1］ 陈醉.关于煤矿通风系统安全运行的相关影响因