據(jù)諸多煤礦事故調(diào)查結(jié)果表明,煤礦發(fā)生的重大災(zāi)害事故,一般都與礦井通風(fēng)統(tǒng)有著密切的聯(lián)系。礦井通風(fēng)系統(tǒng)是煤礦安全的關(guān)鍵性環(huán)節(jié),因此,建立穩(wěn)定、可靠、簡單的通風(fēng)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(fēng)系統(tǒng)的動態(tài)性,必須采用高科技手段、引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)、利用自動化管理系統(tǒng),定期測試、檢查、評估各項通風(fēng)參數(shù),及時采集、分析通風(fēng)系統(tǒng)的運行信息,擬定各個生產(chǎn)時期的最優(yōu)化風(fēng)流調(diào)整方案,預(yù)報通風(fēng)系統(tǒng)遠(yuǎn)期運行狀態(tài),以提高礦井通風(fēng)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(zāi)變時期風(fēng)流調(diào)度方案,來提高煤礦的抗災(zāi)救災(zāi)能力。
1.礦井通風(fēng)設(shè)備狀況。
(1)礦井主通風(fēng)機(jī)。我國煤礦使用的主風(fēng)機(jī)多為抽出式通風(fēng)機(jī),在結(jié)構(gòu)形式上,多數(shù)煤礦選用軸流式通風(fēng)機(jī),選用離心式通風(fēng)機(jī)的較少。礦井主通風(fēng)機(jī)多數(shù)為國內(nèi)自行設(shè)計與制造,主要技術(shù)指標(biāo)為:設(shè)計最大風(fēng)量為300—400m3/s,最大風(fēng)壓力為5000~6000Pa。風(fēng)機(jī)效率大于80%。
(2)局部通風(fēng)機(jī)。近十幾年來,我國設(shè)計和制造的局部通風(fēng)機(jī)在技術(shù)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(fēng)機(jī),功率2x26kw、工作風(fēng)量為250~450m3/min、工作風(fēng)壓達(dá)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(fēng),保障工作面的供風(fēng)量。目前,對旋式局部通風(fēng)機(jī)已形成系列產(chǎn)品,能夠滿足煤礦井下局部通風(fēng)的需要。
(3)風(fēng)筒。煤礦風(fēng)筒是局部通風(fēng)必不可少的設(shè)施,使用面廣、消耗量大。由于風(fēng)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(fēng)性能外,還應(yīng)具有可靠的安全性能和規(guī)定的強(qiáng)度。原煤炭部對煤礦用風(fēng)筒產(chǎn)品頒布實施了一系列標(biāo)準(zhǔn),已形成煤礦用風(fēng)筒產(chǎn)品完整的標(biāo)準(zhǔn)體系。
煤礦井下最早使用剛性金屬風(fēng)筒,20世紀(jì)80年代開始推廣玻璃鋼風(fēng)筒,但由于井下運輸不便、接頭多、漏風(fēng)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(fēng)筒,即在這種風(fēng)筒內(nèi)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(fēng),承受一定負(fù)壓,又具有可收縮的特點,比金屬風(fēng)筒、玻璃鋼風(fēng)筒使用方便。
柔性風(fēng)筒是目前應(yīng)用最廣泛的一種風(fēng)筒,具有輕便、可伸縮、拆裝方便、不通風(fēng)時可收折等優(yōu)點。大量用于煤礦井下的柔性風(fēng)筒是以玻璃纖維、化學(xué)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(fēng)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(fēng)筒改進(jìn)了其應(yīng)用初期易硬化、防寒性差、不易修補(bǔ)的缺點后,由于加工制作工藝簡單、無滑石粉污染、質(zhì)量較輕、價格較低等優(yōu)勢逐步得到了推廣應(yīng)用。橡塑涂覆布風(fēng)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(yīng)用。近年來,研制推廣的聚氯乙烯塑料涂覆布正壓風(fēng)筒,比橡膠風(fēng)筒風(fēng)阻小、壽命長、質(zhì)量輕、價格較低、阻燃性好,適用于高風(fēng)壓長距離通風(fēng)。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(dāng)前該產(chǎn)品阻燃技術(shù)的重要內(nèi)容。隨著塑料風(fēng)筒阻燃技術(shù)和常溫下快速粘補(bǔ)技術(shù)的成熟,其推廣應(yīng)用前景將更廣闊。
2.礦井主通風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)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(jìn)行了試驗、應(yīng)用,取得了良好的效果。
中國礦業(yè)大學(xué)研制出的礦井主通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測與通訊系統(tǒng),其監(jiān)測風(fēng)量的方法解決了礦井惡劣通風(fēng)條件下,在線監(jiān)測風(fēng)流含塵、潮濕、脈動、可靠性及準(zhǔn)確性差等關(guān)鍵技術(shù)難題,提高了礦井通風(fēng)設(shè)備自動化、科學(xué)化管理水平。該系統(tǒng)可以進(jìn)行主通風(fēng)機(jī)性能參數(shù)的在線監(jiān)測、通風(fēng)機(jī)性能曲線的定期測定,可實現(xiàn)通風(fēng)機(jī)房與機(jī)電科、通風(fēng)科、調(diào)度室等管理部門的通訊聯(lián)網(wǎng)。該系統(tǒng)在兗礦集團(tuán)有限公司鮑店煤礦、濟(jì)寧二號煤礦、濟(jì)寧許廠煤礦等投入使用,至今系統(tǒng)性能可靠,在國內(nèi)礦井主通風(fēng)機(jī)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(fēng)多參數(shù)測試儀可同時測量壓力、溫度及風(fēng)速三個通風(fēng)參數(shù)。
此外,煤科總院上海分院、山西礦業(yè)學(xué)院、遼寧工程技術(shù)大學(xué)、西安礦業(yè)學(xué)院等科研機(jī)構(gòu)和學(xué)校也都研制出不同的礦井主通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng),經(jīng)過現(xiàn)場應(yīng)用也都取得了良好的效果。
近些年,故障診斷在礦井主通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測監(jiān)控方面也有一定程度的應(yīng)用。如煤炭科學(xué)研究總院重慶分院研制的FJz型礦井主通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測與故障診斷儀,對通風(fēng)機(jī)的振動烈度、軸心軌跡、軸溫、風(fēng)量、負(fù)壓、電流、電壓等多種參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)測,對常見的機(jī)械故障進(jìn)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(fēng)機(jī)運行狀況信息送至地面中心站。