关于矿井通风理论与技术进展评述的分析

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1、关于矿井通风理论与技术进展评述的分析摘要：由于我国仍是发展中国家，所以需要进行大量的矿产资源的开采，在这个过程中，就需要注意矿井的安全问题。近些年来，大量的因为矿井通风问题引起安全事故的报道频出，使人们也开始注意此类问题，对此文章对矿井通风理论与技术进展进行了简单的分析。关键词：矿井通风理论；技术；进展评述中图分类号：C35文献标识码：A矿井通风是否正常，直接影响着井下工作人员的生命安全，也影响着整个采矿业的发展，对此，近些年来大量的工作人员对矿井通风技术进行了研究和创新，文章就对此进行了论述。一、矿井通风

2、的理论构成力学、热力学、流体力学等（专业）基础理论的发展为矿井通风动力学奠定了基础，但从事矿井通风安全领域的技术人员往往难以将矿井通风动力学与力学、热力学、流体力学联系起来，特别是容易混淆其应用条件、假设、公式的适用范围，出现公式推导和应用错误。流体流动基础理论与矿井通风理论脱节，将会影响相关基础理论在矿井通风动力学中的进一步应用。针对矿井通风安全技术人员和科研工作者在对矿井风流流动规律进行理论分析时理解上容易出现的难点，进行了详细的分析，力图加强矿井通风理论与流体流动基础理论的联系。二、矿井通风组成概念在

3、相关理论技术开发和实践应用中常出现下列理解的难：首先，理想气体在物理化学、热力学、流体力学与矿井通风等著作中对完全气体、理想气体、理想流体的定义存在差异。其次，积分型动量方程与微分型运动方程称谓不同的原因。再次，什么是热力学第一定律与流体力学的能量方程描述流体流动特性的共性。第四，是否描述不同流体流动规律的各类方程组的封闭性（有确定解）分析。既然必须用质量、动量、能量守恒定律及其对应的定理和公式来描述流体（包括矿井风流）流动规律，为什么矿井通风动力学中描述矿井风流流动规律只用伯努利方程（能量方程）和连续性方

4、程（质量守恒）就已经足够。最后，流体力学中质量、动量、能量方程的积分、微分形式，拉格朗日型、欧拉型相关公式的特性，应用范围、假设条件、相关关系及其与矿井通风动力学的联系。三、矿井进行通风的重要性矿井火灾发生时，火风压可以使巷道内的风流逆转，使通风系统混乱引起瓦斯爆炸，严重时造成人员伤亡。所以，火风压在矿井火灾时风流非稳定流动规律的研究中非常重要。合理的矿井通风系统对于矿井安全生产至关重要，完善的通风理论起着指导作用，先进的通风技术可以节约资源，降低能耗，提高通风效率，促进管理。随着矿产资源的枯竭，开采矿产的

5、不断深入，生产中碰到的问题将更多、更复杂，无论是有毒气体的排放，还是地下热能的排出，都将更加困难。要解决这些问题，必须进行通风系统的优化与改造。四、矿井通风技术（一）统一通风和分区通风通风系统按全矿独立的通风系统的个数划分为集中通风系统与分区通风系统。集中通风系统即全矿一个通风系统，它适合矿体埋藏较深、走向不太长、分布较集中且连通地面的老硐、采空区、崩落区等漏风通道较少的矿山，或矿体走向较长、分布较为分散但矿体各采区或矿段便于分别开掘回风井、安装扇风机而构成全矿并联回风系统的矿山。分区通风系统即一个矿山含有

6、多个区域，每个区域分别有独立的进出风通道，它适合集中通风系统不能适应的复杂矿山或矿区。它能因地制宜地将所服务的对象划分成若干小型、独立、多种形式的分区通风系统，对所在区内的采掘作业面进行有效的通风。通风系统主要分为中央对角式、单翼对角式、分区通风式3种类型，而中央对角式、单翼对角式通风系统均属于集中通风系统，分区通风系统应是多个中央对角式或单翼对角式的组合。（二）分风网络一般型分风网络优化调节问题中的待求未知量个数多于约束方程数，因此是非定解问题。增加一定的优化目标函数后就构成了数学规划问题。由于回路风压平

7、衡方程是非线性方程，因此这类问题属于非线性规划问题。对于这种网络，一般采用分解解算法，即先对自然分风网络进行自然分配解算，再对需风分支加局部调节以求得全网络的平衡。很多研究已证明，这种解算法至少对用风窗调节不是最优的。多风井复杂通风网络中回风段角联巷道最优风阻的概念，指出角联巷道取最优风阻时，网络总功耗最小，这时各风机风压正好相等。刘承思提出一种递推法，方法是:让角联巷道的风量自取以满足用风回路的风压平衡，以后逐渐向外回路递推，直至所有回路的分支风量均求出为止。这时回风井的风机风压虽不一定相等，但用风段消除

8、了风窗（尤其是高阻风窗），解算结果表明，在某些情况下，还是经济的。卢新明针对非线性规划解算尚有许多难点，利用网络变换技术，得到了一个以分支阻力调节量为未知变量的线性规划模型，提出了一个直接优化算法。王振财提出了仅包含调节风窗的一般型分风网络优化解算法。方法是将网络分成三个主要区段:进风段、用风段和回风段。且用风段各分支风量为已知。寻找出独立的通过该三区段的风流路径，增加低风压损失风流路径的阻力，同时减少高风压损失