如何降低矿井通风阻力
如何降低矿井通风阻力
降低矿井通风阻力措施
根据我国对617对井口和1023个风井的调查和统计，有40 % 的矿井通风阻力属于中阻力和大阻力矿井，个别矿井的通风电耗甚至占到了矿井总电耗的50%。所以，无论是新矿井通风设计还是生产矿井通风管理工作，都要做到尽可能降低矿井通风阻力。降低矿井通风阻力，特别是降低井巷的摩擦阻力对减少风压损失、减低通风电耗、减少通风费用和保证矿井安全生产、追求最大经济效益都具有特别的实际意义。
降低矿井通风阻力是一项非常庞大的系统工程，要综合考虑诸多方面因素。首先要保证通风系统运行安全可靠，矿井主要通风机要在经济、合理、高效区运转，及时调节矿井总风量，尽量避免通风机风量过剩和不足；通风网络要合理、简单、稳定；通风方法和通风方式要适应降阻的要求（如抽出式通风要比压入式的通风阻力大，中央并列式通风路线要长）；减少局部风量调节（主要是增阻调节法）的地点和数量，使调节后的总风阻接近不加调节风窗时的风阻，调节幅度要小、质量要高。降低矿井通风阻力的重点在最大阻力路线上的公共段通风阻力。由于矿井通风系统的总阻力等于该系统最大阻力路线上的各分支的摩擦阻力和局部阻力之和，因此在降阻之前首先要确定通风系统的最大阻力路线，通过阻力测定，了解最大阻力路线上的阻力分布状况，找出阻力较大的分支，对其实施降阻措施。具体方法如下：
一、降低摩擦阻力的措施
摩擦阻力是矿井通风阻力的主要部分，因此降低井巷摩擦阻力是通风技术管理的重要工作。由公式 可知，降低摩擦阻力的措施有：
1．减少摩擦阻力系数
矿井通风设计时尽量选用 值小的支护方式，如锚喷、砌碹、锚杆、锚锁、钢带等，尤其是服务年限长的主要井巷，一定要选用摩擦阻力较小的支护方式，如砌碹巷道的 值仅有支架巷道的30%～40%。施工时一定要保证施工质量，应尽量采用光面爆破技术，尽可能使井巷壁面平整光滑，使井巷壁面的凹凸度不大于50mm。对于支架巷道，要注意支护质量，支架不仅要整齐一致，有时还要刹帮背顶，并且要注意支护密度。及时修复被破坏的支架，失修率不大于7%。在不设支架的巷道，一定注意把顶板、两帮和底板修整好，以减少摩擦阻力。
2．井巷风量要合理
因为摩擦阻力与风量的平方成正比，因此在通风设计和技术管理过程中，不能随意增大风量，各用风地点的风量在保证安全生产要求的条件下，应尽量减少。掘进初期用局部通风机通风时，要对风量加以控制。及时调节主通风机的工况，减
少矿井富裕总风量。避免巷道内风量过于集中，要尽可能使矿井的总进风早分开、总回风晚汇合。
3．保证井巷通风断面
因为摩擦阻力与通风断面积的三次方成反比，所以扩大井巷断面能大大降低通风阻力，当井巷通过的风量一定时，井巷断面扩大33%，通风阻力可减少一半，故常用于主要通风路线上高阻力段的减阻措施中。当受到技术和经济条件的限制，不能任意扩大井巷断面时，可以采用双巷并联通风的方法。在日常通风管理工作中，要经常修整巷道，减少巷道堵塞物，使巷道清洁、完整、畅通，保持巷道足够断面。
4．减少巷道长度
因为巷道的摩擦阻力和巷道长度成正比，所以在矿井通风设计和通风系统管理时，在满足开拓开采的条件下，要尽量缩短风路长度，及时封闭废弃的旧巷和甩掉那些经过采空区且通风路线很长的巷道，及时对生产矿井通风系统进行改造，选择合理的通风方式。
5．选用周长较小的井巷断面
在井巷断面相同的条件下，圆形断面的周长最小，拱形次之，矩形和梯形的周长较大。因此，在矿井通风设计时，一般要求立井井筒采用圆形断面，斜井、石门、大巷等主要井巷采用拱型断面，次要巷道及采区内服务年限不长的巷道可以考虑矩形和梯形断面。
二、降低局部阻力的措施
产生局部阻力的直接原因是，由于局部阻力地点巷道断面的变化，引起了井巷风流速度的大小、方向、分布的变化。因此，降低局部阻力就是改善局部阻力物断面的变化形态，减少风流流经局部阻力物时产生的剧烈冲击和巨大涡流，减少风流能量损失，主要措施如下：
1．最大限度减少局部阻力地点的数量。井下尽量少使用直径很小的铁风桥，减少调节风窗的数量；应尽量避免井巷断面的突然扩大或突然缩小，断面比值要小。
2．当连接不同断面的巷道时，要把连接的边缘做成斜线或圆弧型（如图3-9）。
3．巷道拐弯时，转角越小越好（如图3-10）在拐弯的内侧做成斜线型和圆弧型。要尽量避免出现直角弯。巷道尽可能避免突然分叉和突然汇合，在分叉和汇合处的内侧也要做成斜线或圆弧型。
4．减少局部阻力地点的风流速度及巷道的粗糙程度。
5．在风筒或通风机的入风口安装集风器，在出风口安装扩散器。
6．减少井巷正面阻力物，及时清理巷道中的堆积物，采掘工作面所用材料要按需使用，不能集中堆放在井下巷道中。巷道管理要做到无杂物、无淤泥、无片帮，保证有效通风断面。在可能的条件下尽量不使成串的矿车长时间地停留在主要通风巷道内，以免阻挡风流，使通风状况恶化。