矿井通风系统在煤矿中的任务主要是向用风地点输送适量的新鲜空气，供人员呼吸、稀释和排出各种有毒有害气体和浮尘、降低作业地点的环境温度、创造良好的气候条件，特别是在发生灾变时能够根据救灾的需要控制和调度风流。为实现上述任务，每个矿井、采区和采煤工作面都必须具备完善的通风系统。合理的通风方式、可靠的控风设施、高效的局部通风机以及相应的通风设施是煤矿安全生产的基础。

1、 我国煤矿的通风现状

      目前，我国矿井通风技术虽然取得了引人注目的成果，但与发达国家相比还存在着不小的差距。从总体来看，我国矿井通风的技术水平还处于相对的落后状态，通风系统的可靠性还有待提高。尤其是近年来煤矿生产中采用的综采放顶煤采煤法，其具有开采强度大、经济效益好、机械化程度高等优点，但也导致了瓦斯涌出量大、工作面所需风量大，目前传统的通风技术及通风设备已不能适应这种生产方式。

2、 通风系统中存在的问题

2.1 通风系统不合理。

  矿井通风系统合理与否，对矿井安全生产会产生长远的影响，不合理的矿井通风方式既不能有效的供风避免灾害的发生，又不能在发生灾害时做到有效控制并减轻灾害损失，直接威胁着井下工作人员的生命安全。

2.2 通风设施设置不合理、质量差。

  目前部分煤矿存在着应该构筑密闭的地方不构筑而用风门代替，使得井下风门数量增多，有的风门设在主要进、回风巷之间，两边的压差较大导致漏风严重，从而引起一系列的危害。

2.3 通风阻力大，阻力分布不合理。

  据统计，我国低瓦斯大型矿井的通风总阻力最大者为1962Pa、中型矿井最大为1177.2Pa、小型矿井最大为735.75Pa；高瓦斯矿大型矿井的通风总阻力最大为2452.5Pa、中型矿最大为1962Pa、小型矿最大为1569.6 Pa。据1982年统计，全国国有重点煤矿中有40%的矿井的通风阻力属于中等和高阻力矿井，其中占矿井总数14.9%的高阻力矿井（93对）的主要通风机的电耗占全国国有重点煤矿总电耗的一半，少数几个矿的通风电耗占原煤电耗的一半以上。在全国国有重点煤矿总风量为52300m3/s的情况下，矿井通风阻力每减阻9.8 Pa，每年就可节电900万kW·h，节约电费72万元以上。对设计院设计的新建矿井进行的统计分析表明，通风系统中，进风段阻力占总阻力25%、用风段阻力占总阻力45%、回风段阻力占总阻力30%为宜。实测表明，大多数矿井回风段的通风阻力占总阻力的60%~85%，只有少数矿井采区的通风阻力为总阻力的40%~50%。造成矿井回风巷通风阻力过大的原因有断面突然扩大或缩小、巷道转弯、分岔、会合、冒顶、片帮、通风设施拆除不彻底以及煤泥堵塞等。

2.4 主要通风机运行效率低。

   由于选用的设备本身效率不高，或者风机性能与矿井通风阻力状况匹配程度较差，风机工作效率普遍偏低，同时造成电能的无谓消耗。

2.5 驱动风机的电机额定功率过大，电机效率低

   电机的效率η和功率因数cosφ是随着其负荷率（实际输出功率与额定功率之比）的变化而变化的。负荷率在1.0附近时，η和cosφ最大；当负荷率在0.5以下时，η和cosφ迅速下降。目前有的矿井电机能力过大，形成了“大马拉小车”现象，电机负荷率低于50%，造成电机的功率低下。

2.6 通风量不足。

   有的矿井由于全矿或采掘面供风量不足、或风量串联使用次数过多，往往造成某些地点瓦斯积聚、矿尘浓度超标，直接威协着安全生产。原煤炭工业部1996年底调查表明，国有重点煤矿中尚有48处风量不足的矿井，至于地方煤矿和乡镇煤矿，风量不足或串联次数过多的矿井就更为普遍。

2.7 矿井漏风多。

  将足够的、符合质量要求的风量送往用风地点，漏风少、有效风量率高，是通风系统有效性表现之一，也是保证矿井安全生产的主要措施。可是，有的矿井外部漏风或内部漏风较大，导致有效风量率低，有的矿井的漏风量占通风机总排风量的25%以上，占整个系统反向回风量的35%左右。

2.8 矿井风量调节方法欠妥

   有的矿井在投产初期，由于主要通风机能力过剩，就采用下放闸门的方法减少矿井进风量。这种调风方法简便易行，对离心式风机也能节省一部分电能，但比采用调小风机能力（如降低风机转速或用小能力电机）的方法还是多消耗了不少电能，降低了通风系统的经济效益。如某矿风井安装的风机配用功率为1250kW的电机，矿井初期需风量为6700m3/min，仅为达产时的一半，采用下放闸门的方法调风，使矿井通风阻力由1000Pa增至4600Pa，实测每小时耗电760kW·h；后换装一台低转速550 kW 的电机驱动，并将闸门全部提起，使风量保持6700m3/min，实测小时耗电160kW·h，全年可节电525.6万kW·h。我市某矿主要通风机闸门阻力为4535Pa，总阻力达6672.7Pa，导致主要通风机装置的效率只有19.9%~21.3%。高的负压不仅增加了通风管理的困难，而且增大了地面漏风量，降低了通风系统的有效性和经济性。

2.9 部分矿井在实际操作时进行恶性调节。

   一些矿井通风系统采用增阻调节的方式，这样容易导致矿井总风量减少，需要增加风量的采区风量不足，为此，矿井把调节风窗的面积任意缩小，甚至于几乎把巷道堵塞，造成恶性调节。

2.10 矿井缺乏管理与正常的维护。

   据我院的设计人员平时下矿调研，一些矿井的通风机处于无人管理或有名无实的管理状态中，有些风机长期处于“带病工作”或不合理的运行状态，如有的风机叶片已经严重锈蚀或变形，这样不仅大大降低了风机的性能，而且也存在着严重的安全隐患。

3 、通风系统的解决对策

 3.1 合理选择主通风机机型。

   为了确保主要通风机的正常运行及降低经济成本，首先选择的通风机机型必须科学、合理。近年来，无论是矿井扩建还是新煤矿井设计施工，很多煤矿企业都注重选择一些效率较高的通风机，以确保新投入使用的通风仪器节能、高效。

3.2 更换电机。

   矿井设计时，电机设备及主通风机大部分是按照供风容易期及困难期两个时期的风量最大需求、负压进行选型。而投产初期生产规模较小，产量低，一些煤矿井受到地理条件限制影响，设计生产量与实际生产量相差大，因此，企业可根据实际生产需求分别采用更换小功率、低转速电机的方法来提高电机运作负荷率，以达到经济运行。

3.3 调整、改造矿井通风系统。

   矿井采用合理、科学的通风系统，是确保主通风机正常经济运作的关键条件。为减少通风阻力，应对整个矿井通风系统进行全面勘察及阻力检测，并采取相关措施降低阻力，主要方法有：①扩大通风巷通道断面；②减小巷道局部通风阻力；③开拓新井巷，缩短通风距离；④增多并联风道；⑤改变采掘布局，实现合理稳定生产。

3.4 建立合理的通风网络结构。

   合理的通风网络结构能使主要通风机与矿井风网达到最佳的匹配效果，从而使矿井通风系统稳定可靠，并能达到节能降耗的目的，矿井风网结构优化具体包括以下几个方面：①确定矿井各调节设施的最佳位置，使得矿井通风总功率最小；②优化风道断面；③尽量较多采用并联通风，减少角联，缩短通风流程。

3.5 正确调节矿井风量。

   矿井风量调节是矿井通风技术管理中的重要一环，而风量调节效果的好坏取决于风量调节设施布设的位置、调节参数的大小及调节设施数目的合理性。通过控制采区回风量及各采掘工作面风量，使风量分配合理，从而保证各用风地点特别是新投产采掘工作面的风量。矿井风量调整的主要方法包括局部增压、减压增漏、改变通风方式等。

3.6 利用合理的方法对矿井通风系统进行安全性能评价。

  目前煤矿井下煤炭自燃、瓦斯等有毒有害气体的中毒和窒息等灾害事故发生的比例依然较高，危害性较大，其主要原因就是矿井通风系统不完善。因此，我们要利用核实的安全性能评级等方法对矿井的安全性能进行全方位的评价，进而努力提高矿井通风系统的安全性，增强矿井对于事故的防范和抵御能力。目前，国内外在矿井通风系统安全评价方面常采用模糊综合评价法、灰色系统评价法和基于神经网络等方法，我们可以应用这些方法评价出来的函数值和各项指标改进矿井的通风状况，更好的保障矿井的安全生产。

3.7改造主通风机附属装置

  主要通风机的附属装置是主通风机设备装置的关键组成部分，包括扩散器、风硐和反风设施等。附属设备装置机构是否科学合理及施工质量的好坏，直接关系到通风系统装置的运作效率及节能效益。

3.7.1 扩散器的改造

  目前，离心式通风机中一些小功率机的立式扩散器采用铁板材质焊接形成，一些矿井采用的扩散器敞角在15～30°，以减少扩散器高度，但却造成大范围的回流吸风域，减低扩散器的工作效率。如果将扩散器的内扩角调整为4～6°，外扩角变为8～10°，这样能防止扩散器装置出口处的反向回流情况出现，从而提高扩散器工作效率。对一些大型的离心式风机和大、中型轴流式通风机，一般都是卧式外接扩散器，其内转角多为70～80°，外转角为60°左右。据长期调查实测，这种扩散器靠风机侧部分普遍出现反向吸风区和涡流区，这些区域的存在，缩小了扩散器的排风面积，增大了风机排风侧的阻力，影响了通风机的效率。我市某矿对其主通风机的扩散器进行了改造，将扩散器的外转角由56°减为45°，内转角由70°减为50°，其它尺寸也做了相应变动后，收到了明显的效果，风机的功率消耗减少60.2 kW，每年可节电52万kW·h，有效降低了矿井的生产成本。

3.7.2 风硐改造

  我国矿井通风系统中的风硐风阻力普遍较大，占整个矿井通风系统总风量压损失的15%～20%，甚至出现个别风硐的阻力耗损达到29%以上，远超于矿井正常设计时假定的200Pa风压耗损。因此，在开掘新矿井或调整不合理旧矿井的风硐时，需注意以下几点：①应确保风硐的断面，保持风硐的风速维持在15m/s以内，断面形状建议采用半圆形或是圆形，风硐表面建议使用水泥沙浆进行抹面，保证表面的光滑度，以降低阻力摩擦系数。②风硐放置形式应采用统一斜上式，使其与井道相连接，尽最大限度减少转弯数使局部阻力变小。③风硐内应将存放的障碍物及时清除，保持通风巷顺畅，降低风硐阻力，使其总阻力低于200Pa，并且低于整个井道通风系统阻力的9%。

3.7.3反风设施及防爆盖的改造

  反风系统的一些闸门不严密、不到位，风井口或防爆盖不严密，以及由于地表裂隙，造成主要通风机装置常年外部漏风，造成无谓的电能消耗。据实际调查，我市某矿风井地面总漏风量占全矿总排风量的20％。经更换门板堵漏处理后，一次就减少漏风15m3/s，使矿井总进风量增加9.95m3/s ，总负压上升137Pa，从而提高了主要通风机效率。因此，在实际操作中为节约主要通风机的能耗，应尽可能将反风设施及防爆盖的漏风降到最低限度，合理调整闸门钢丝绳的长度，使闸门均能到位。

3.8 矿井必须具备一套完整、独立的通风系统，要合理的运用通风方法和通风网络。同时采区通风系统也必须具备以下几个基本要求。

3.8.1 采区必须实行分区通风。

①准备采区必须在采区构成通风系统以后方可开掘其他巷道。

②采煤工作面必须在采区构成完整的通风系统后方可进行回采。

③高瓦斯矿井、有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险的矿井的每个采区和开采容易自燃煤层的采区，必须设置一条专用回风巷。

④低瓦斯矿井开采煤层群和分层开采采用联合布置的采区必须设置一条专用回风巷。

⑤采区的进、回风巷必须贯穿整个采区，严禁一段为进风巷、一段为回风巷。

3.8.2 采掘工作面要实行独立通风。

3.8.3 在采区通风系统中，要保证风流流动的稳定性，采掘工作面尽量避免处于角联风路中。

3.8.4 在采区通风系统中，应力求通风系统简单，以便在发生事故时易于控制风流和撤出人员。

3.8.5 对于必须设置的通风设施（风门、风桥等）和通风设备（局部通风机等），要选择好适当位置，严把质量规格，严格遵守质量制度，保证通风设备安全运转。将主要风门开关状态、局部通风机开停状态以及风流变化参数纳入矿井安全监控系统中以便及时发现和处理。

3.8.6 在采区通风系统中，要保证通风阻力小，通风能力大，风流通畅，风量按需分配。

3.8.7 在采区通风系统中，尽量减少采区漏风量。

3.8.8 设置消防洒水管路，避难硐室及火灾时控制风流的设施，明确避灾路线和安全标志。必要时，建立瓦斯抽放系统，防灭火灌浆系统。

3.9 完善矿井技术文件及技术资料管理。

   矿井必须有完善的通风系统图、通风网络图和防尘管路布置图，对于有安全检测系统、煤矿防火灌浆和瓦斯抽放系统的矿井还要由安全监测监控系统图、防火灌浆和瓦斯抽放管路系统图等，要收集、储存主要通风机的性能曲线、局部通风机的型号及其性能参数，矿井的测风报表要齐全可靠及时。此外，矿井应有完备的施工安全技术措施，各工种有岗位责任制和技术操作规程，建立健全各种技术档案。