【摘要】目前，我国很多煤矿使用的通风系统，当主通风机倒机时，会有短暂停风，虽然停风时间较短，但对于高瓦斯矿井而言，这段时间出现瓦斯含量超限的可能性还是很大的，所以有必要采取措施进行治理。本文针对这一问题，设计了一种新的矿井通风机倒机方案，该方案的应用实践表明，应用该方案以后，倒机过程风速下降幅度大大减小，下降持续的时间大大缩短缩短，倒机过程中井下瓦斯含量升高幅度非常小，完全可以满足高瓦斯矿井的通风需求。
【关键词】煤矿通风；倒机；瓦斯控制；方案设计
引言
在我国很多煤矿矿区，如两淮矿区、重庆贵州矿区等，煤矿瓦斯含量很高，煤矿开采过程中很容易发生瓦斯突出事件。如何防止瓦斯对开采造成的威胁，是广大煤矿工作者需要面对的问题。做好通风工作是防止瓦斯超限的一个重要措施，目前，我国很多煤矿使用的通风系统，当主通风机倒机时，会有短暂停风，对于低瓦斯矿井来说，短暂停风对安全生产不会造成什么影响，但对于高瓦斯矿井而言，这段时间出现瓦斯含量超限的可能性还是很大的，所以有必要采取措施进行治理。本文设计了一种主通风机倒机时不停风的控制方案，对于高瓦斯矿井的通风具有重要意义。
1、传统的矿井通风系统及倒机方式概述
煤矿矿井通风方式很多，主通风机的工作方法也很多，不论采用哪种通风方式和主要通风机工作方法，都需要每月将主备用通风机切换一次，即将原来作为主用的通风机关闭停用，用作备用通风机；而将原来备用的通风机开启，作为主通风机。目前，大部分煤矿均采用手动来完成主备用主通风机的倒换，具体操作程序如下：主通风机停止运行→主通风机风门关闭→备用通风机风门开启→备用通风机运行。由于主备用矿井主通风机倒换工作需要一定的时间，因此，存在以下问题：
（1）倒机过程中，必然会有一段时间井下无风，对于高瓦斯矿井而言，这段时间容易出现瓦斯超限问题。
（2）因为备用通风机处于冷备用状态，即运行通风机停转后再启动备用通风机，如果备用通风机因某种原因突然无法启动，而运行通风机已经停转，容易引发事故。
（3）在备用通风机故障情况下，即使迅速恢复原通风机的運行，也会造成倒机时间过长。
2、矿井主通风机倒机不停风控制方案
针对主备用通风机倒换时存在的问题，这里介绍一种通风系统优化方案。具体措施如下：在矿井主通风机的入口处将原来的风门改造成2个联动的风门：一个为对空风门，另一个为挂网风门，如图1所示。为缩短风门开闭时间，对空风门和挂网风门均选用百叶窗式风门，该风门开闭时间可控制在30s内完成。具体倒机程序：
（1）开启备用通风机（此时通风机处于空运转状态，所谓空运转是指风流从对空百叶窗进，出风口出）。
（2）检查备用通风机运转正常后，关闭原运转通风机的挂网风门，同时打开对空风门（2个风门由同一驱动机构带动），使原运转通风机处于空运转状态。
（3）打开已运转备用通风机的挂网风门，同时关闭对空风门（2个风门由同一驱动机构带动），使已运转备用通风机处于正常运转状态。
（4）检查备用通风机运转正常后，停下原运转通风机，完成倒机过程。
3、不停风倒机优化方案的应用
某煤矿为高突矿井，该矿戊二风井目前安装有两台BDK系列的煤矿用防爆型主通风机。从2010年4月到2011年12月，在该风井主通风机倒机检修过程中，已经出现了5次瓦斯超限事故，严重威胁着生产的安全。针对该问题，我们于2012年3月在该矿戊二风井风机入口处安装了对空百叶窗式风门，同时安装了相应地自动控制系统，实现了不停风倒机。该控制系统的总体结构如图2所示，它具有三种操作模式，即现地手动、远方手动和远方自动操作模式，手动和自动方式可以随时自由切换。同时还具有定期倒机和故障情况下不停风倒机的功能。该系统自从安装运行以来，已经连续安全运行了两年多。
图3和图4分别是戊二风井改造前后的主通风机倒机控制系统的风速及瓦斯体积分数对比曲线图。由图3可以看出，改造前，倒机过程中风速下降幅度很大，由2.5m/s降到了最低0.5m/s，低风速持续的时间较长，总的影响时间约为5min，而改造以后，风速下降幅度较小，最低风速约为1.0m/s，而且低风速持续时间非常短，连1min都不到。由图4也可以看出，改造前，在倒机过程中会有5min左右的时间，瓦斯含量较高，最高达到2.5%左右，而改造以后，倒机过程中瓦斯含量几乎没有升高。由此可见，改造效果非常明显。
4、结束语
该控制方案在应用中取得了很好的效果，具有明显的经济效益和社会效益。我国高瓦斯矿井很多，这种通风方案和控制系统具有广阔的应用前景，应该大力推广。