據(jù)諸多煤礦事故調查結果表明,煤礦發(fā)生的重大災害事故,一般都與礦井通風統(tǒng)有著密切的聯(lián)系。礦井通風系統(tǒng)是煤礦安全的關鍵性環(huán)節(jié),因此,建立穩(wěn)定、可靠、簡單的通風系統(tǒng)顯得尤其重要。煤礦生產(chǎn)的多變性決定了礦井通風系統(tǒng)的動態(tài)性,必須采用高科技手段、引進先進技術、利用自動化管理系統(tǒng),定期測試、檢查、評估各項通風參數(shù),及時采集、分析通風系統(tǒng)的運行信息,擬定各個生產(chǎn)時期的最優(yōu)化風流調整方案,預報通風系統(tǒng)遠期運行狀態(tài),以提高礦井通風管理水平,并運用專家系統(tǒng)和決策支持系統(tǒng)與理論,制定災變時期風流調度方案,來提高煤礦的抗災救災能力。
1.礦井通風設備狀況。
(1)礦井主通風機。我國煤礦使用的主風機多為抽出式通風機,在結構形式上,多數(shù)煤礦選用軸流式通風機,選用離心式通風機的較少。礦井主通風機多數(shù)為國內自行設計與制造,主要技術指標為:設計最大風量為300—400m3/s,最大風壓力為5000~6000Pa。風機效率大于80%。
(2)局部通風機。近十幾年來,我國設計和制造的局部通風機在技術水平和性能參數(shù)上都有明顯提高,研究成功KDZ一1型壓入對旋式局部通風機,功率2x26kw、工作風量為250~450m3/min、工作風壓達到6600-2500Pa、全壓效率80%、噪聲不大于15dB。由于其工作壓力高,因此能長距離供風,保障工作面的供風量。目前,對旋式局部通風機已形成系列產(chǎn)品,能夠滿足煤礦井下局部通風的需要。
(3)風筒。煤礦風筒是局部通風必不可少的設施,使用面廣、消耗量大。由于風筒必須在有爆炸危險性的環(huán)境中持續(xù)工作,除要求具有良好的通風性能外,還應具有可靠的安全性能和規(guī)定的強度。原煤炭部對煤礦用風筒產(chǎn)品頒布實施了一系列標準,已形成煤礦用風筒產(chǎn)品完整的標準體系。
煤礦井下最早使用剛性金屬風筒,20世紀80年代開始推廣玻璃鋼風筒,但由于井下運輸不便、接頭多、漏風大,現(xiàn)已很少使用。近年來,已開發(fā)生產(chǎn)帶有剛性骨架的可伸縮的柔性風筒,即在這種風筒內每隔一定距離加一鋼絲圈或螺旋形彈簧鋼絲圈,既可用于抽出式通風,承受一定負壓,又具有可收縮的特點,比金屬風筒、玻璃鋼風筒使用方便。
柔性風筒是目前應用最廣泛的一種風筒,具有輕便、可伸縮、拆裝方便、不通風時可收折等優(yōu)點。大量用于煤礦井下的柔性風筒是以玻璃纖維、化學纖維等混織布為骨架材料(以玻璃纖維布為主),涂覆橡膠、塑料或橡塑的涂覆布制成。其中,橡膠風筒使用較早,其阻燃、抗靜電性、柔軟性較好,但較笨重、易老化。塑料風筒改進了其應用初期易硬化、防寒性差、不易修補的缺點后,由于加工制作工藝簡單、無滑石粉污染、質量較輕、價格較低等優(yōu)勢逐步得到了推廣應用。橡塑涂覆布風筒克服了前兩者的缺點,又具有獨特的耐寒、耐熱性能,也得到了一定程度的應用。近年來,研制推廣的聚氯乙烯塑料涂覆布正壓風筒,比橡膠風筒風阻小、壽命長、質量輕、價格較低、阻燃性好,適用于高風壓長距離通風。但聚氯乙烯塑料無論是有焰燃燒還是無焰燃燒,其發(fā)煙量都較大。降低發(fā)煙量是當前該產(chǎn)品阻燃技術的重要內容。隨著塑料風筒阻燃技術和常溫下快速粘補技術的成熟,其推廣應用前景將更廣闊。
2.礦井主通風機監(jiān)測監(jiān)控
近年來,許多院校和科研院所研制出了多種主通風機的監(jiān)測、監(jiān)控和故障診斷系統(tǒng)或儀器儀表,并在現(xiàn)場進行了試驗、應用,取得了良好的效果。
中國礦業(yè)大學研制出的礦井主通風機在線監(jiān)測與通訊系統(tǒng),其監(jiān)測風量的方法解決了礦井惡劣通風條件下,在線監(jiān)測風流含塵、潮濕、脈動、可靠性及準確性差等關鍵技術難題,提高了礦井通風設備自動化、科學化管理水平。該系統(tǒng)可以進行主通風機性能參數(shù)的在線監(jiān)測、通風機性能曲線的定期測定,可實現(xiàn)通風機房與機電科、通風科、調度室等管理部門的通訊聯(lián)網(wǎng)。該系統(tǒng)在兗礦集團有限公司鮑店煤礦、濟寧二號煤礦、濟寧許廠煤礦等投入使用,至今系統(tǒng)性能可靠,在國內礦井主通風機在線監(jiān)測監(jiān)控方面處于前列。
煤科總院撫順分院研制的ZF一1型智能通風多參數(shù)測試儀可同時測量壓力、溫度及風速三個通風參數(shù)。
此外,煤科總院上海分院、山西礦業(yè)學院、遼寧工程技術大學、西安礦業(yè)學院等科研機構和學校也都研制出不同的礦井主通風機在線監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng),經(jīng)過現(xiàn)場應用也都取得了良好的效果。
近些年,故障診斷在礦井主通風機在線監(jiān)測監(jiān)控方面也有一定程度的應用。如煤炭科學研究總院重慶分院研制的FJz型礦井主通風機在線監(jiān)測與故障診斷儀,對通風機的振動烈度、軸心軌跡、軸溫、風量、負壓、電流、電壓等多種參數(shù)進行實時監(jiān)測,對常見的機械故障進行自動診斷,在與全礦監(jiān)測主系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)后,能及時將通風機運行狀況信息送至地面中心站。