浅谈通风网络解算在矿井主要通风机挂网运行中的实践应用
摘 要：文章详细介绍了平煤股份一矿北三主要通风机挂网运行期间利用通风网络解算软件对矿井通风系统优化方案进行提前模拟，合理制定优化调整方案及超前预测矿井通风系统状况，初步确定主要通风机最佳运行工况，查找通风系统中存在的薄弱环节，确保主要通风机工况和矿井风网结构达到最佳的结合状态，为矿井安全高效开采提供可靠的通风保障，也为今后持续搞好通风安全工作积累了宝贵经验。
关键词：通风系统；网络解算；优化调整；实践应用
1 矿井概况
平煤股份一矿位于河南省平顶山市中心以北3Km处，属平顶山煤田，井田东西走向长5Km、倾斜长5.86Km，面积29.3Km2。矿井含煤地质层为石碳二迭纪的太原群，山西组及上下盒子组，可采煤层四组：分别为丁组、戊组、已组和庚组，目前主采丁组和戊组煤层。矿井一水平已经开采结束，目前正在开采二、三水平。二水平为主斜井、暗斜井主石门集中大巷开拓方式，三水平为暗斜井、立井、主石门集中大巷开拓方式。目前矿井采用走向长壁后退式采煤法，全部垮落法处理顶板，回采工艺为综采。2005年经煤科总院抚顺分院鉴定一矿丁6煤层为煤与瓦斯突出煤层，矿井为煤与瓦斯突出矿井。
2 问题提出
随着矿井采掘接替的不断延深，三水平生产区域采掘作业地点用风需求不断增大，但目前矿井现有的北一和北二主要通风机最大供风能力无法满足今后深部安全高效开采所必备的通风需求，因此急需新增主要通风机来满足三水平生产区域日益增大的供风需求。对此矿井在北三系统新安装了一组GAF系列主要通风机准备投入运行，因此北三主要通风机投运前何初步确定其运行参数，使其与北一和北二主要通风机达到最佳的联合运转状态就显得尤为重要，同时北三主要通风机投入运行后，矿井通风系统将较之原来有较大改变，将会存在哪些通风安全薄弱环节并如何采取措施进一步加强通风安全管理，确保矿井通风系统稳定可靠，稳步提高矿井防灾抗灾能力将成为当前通风技术人员必须要首先面对解决的实际问题。
3 解决方案
1）矿井通风网络解算软件是当前普遍采用的矿井通风系统优化辅助工具，通风网络解算是一个非常复杂的过程，其方法有多种，目前国内主要分为两大类，即分支风量法和分支风压法。在矿井通风系统工程改造和优化调整前预先进行网络解算，可对实施方案的综合效果进行超前预测分析，从而确保通风系统优化调整安全顺利实施，既可减少对矿井生产环节的影响时间，也便于选取最佳的调整方案。
2）根据矿井目前实际情况，北三主要通风机挂网时主要担负三水平戊二准备采区、三水平戊一下山准备采区和北三开拓工程通风任务。其中三水平戊二准备采区形成“两进一回”通风系统，即三水平戊二轨道下山和皮带下山进风，三水平戊二回风下山回风；三水平戊一下山准备采区也将形成“两进一回”通风系统，即三水平戊一下山轨道和三水平戊一下山主运输巷进风，三水平戊一下山戊组主要回风巷回风；北三开拓工程为局部通风机通风。
3）根据挂网时通风系统调整方案，经分析对比北三主要通风机特性曲线，用通风系统仿真模拟软件对矿井通风系统进行网络解算，初步确定北三主要通风机挂网角度为-20°，转速为735r/min，运行风量为6572m³/min，运行负压为2278Pa。同时利用通风系统仿真模拟软件对矿井通风系统在不同状态下的风量及风流方向进行仿真模拟，评价通风系统在矿井一旦发生灾变时期的稳定和可靠程度，查找存在的薄弱环节并采取针对性的措施进行优化完善。
4 实际效果
1）通过对北三主要通风机挂网期间运行参数的实际现场测试分析，矿井通風系统相关数据与通风网络解算预测结果基本保持一致，确保了主要通风机运行扇叶角度的一次性调整到位，各主要通风机在当前通风系统下达到最佳的运行工况，有效缩短了矿井通风系统调整的时间，使矿井各主要通风机系统达到了高效联合运转的状态，避免了系统之间的相互影响。
2）通过利用通风网络解算超前预测分析，提高了煤矿安全的信息化水平，大大提高了工作效率和数据的准确性，有利于提前发现矿井通风系统中存在的薄弱环节，尤其是对查找和解决影响进风系统之间存在角联巷道的影响因素具有良好的效果，从而确保巷道风量及风流方向的稳定性，对合理制定提高矿井防灾抗灾能力方案及措施具有较大的指导意义。
3）通风系统优化调整预先制定有若干方案，通过利用通风网络解算手段能够事先对各种方案实施效果进行模拟对比分析，并最终选取最佳方案，为工程技术人员决策提供了可靠了技术依据，同时对现场劳动组织人员安排的优化也具有指导意义，优化了劳动组织，减少了不必要的人员投入，有效地提高了工作效率。
5 结论分析
矿井通风是煤矿安全生产中的一个重要环节，一个可靠而又实用的矿井通风网络解算软件对保证井下安全生产工作具有重要的现实意义，因此矿井通风系统网络解算在搞好“一通三防”安全管理方面发挥着重要的作用， 为矿井通风安全管理提供了先进和有效的平台基础。在矿井通风系统日常管理当中，涉及到主要通风机设备改造，通风系统优化调整设计和主要巷道贯通等方案都需要对改变后的通风系统状况作出提前预测，以确保有关通风系统工程或改造方案得到安全顺利实施。如果单纯依靠人工计算将会存在费时费力和易出错等一系列问题，但是借助计算机软件提前进行通风网络解算则可以快速准确和直观地解算多风井复杂通风网络系统，为矿井通风安全技术人员快速制定行之有效和安全可靠地通风技术方案及决策提供有效的科学依据。
作者简介
高金晓（1982-），男，河南舞阳人，工程师，毕业于河南理工大学，现在平顶山天安煤业股份有限公司一矿通修区工作，主要研究方向为煤矿通风系统优化改造及灾害防治。
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