矿井通风与机械通风系统

    矿井通风
    在冶金工业出版社1999年版的《中国冶金百科全书(采矿卷)》中，矿井通风指在机械或自然的动力作用下，将地面的新鲜空气连续地供给矿井作业地点，稀释并排出有毒、有害气体和粉尘，调节矿内气候条件，创造安全舒适工作环境的一门工程技术。
    采用自然动力的通风又叫自然通风，系指在自然风压作用下风流不断流过矿井形成自然通风的过程。风流流过井巷时与岩矿发生热交换，使得进、回风井里的气温出现差异，回风井里的空气重率比进风井里的空气重率小，因而两个井筒底部的空气压力不相等，其压差称为自然风压。
    采用机械动力的通风又叫机械通风。国外自19世纪中叶开始采用机械通风，我国则自20世纪50年代开始进行矿井机械通风的理论与应用研究，现代矿井多采用机械通风。
    矿井机械通风系统
    矿井机械通风系统系指矿井供、排风设备设施体系，包括矿井通风网络、通风动力设备、矿井通风构筑物和其他通风控制设施。
    矿井完善的机械通风系统必须具备以下3个要素：
    1.至少要有可靠的进风井和回风井各1个；
    2.采用机械动力，即风机；
    3.在整个矿井形成贯穿风流。
    矿井机械通风系统，按进风井与回风井在井田范围内的布置方式不同，分为中央式通风系统、对角式通风系统和中央对角混合式通风系统；按主扇的工作方式不同，分为压入式通风、抽出式通风和压抽混合式通风。
    非煤地下矿山机械通风存在的问题
    1.许多非煤矿山企业，尤其是小型非煤矿山企业未建立机械通风系统，主要依靠自然通风，无法确保矿井通风安全。
    2.即使建有机械通风系统的矿山企业，也只是为了应付安全监管部门的检查，很少投入运行。加之矿山企业长时间不对机械通风系统进行必要的维护和保养，使得机械通风系统无法投入运行。
    3.一些大中型矿山，由于同时作业的作业面较多，通风系统的通风效率不能满足生产需要，加之在掘进独头巷道与天井、溜井时，未加强局部通风，致使炮烟中毒事故时有发生。
    4.绝大多数矿山企业未按规定对矿井通风质量进行检测，矿井风量、风速和作业场所空气质量长期不符合安全规程，严重威胁井下作业人员的安全与健康。

矿井建立机械通风系统的必要性

    通风问题是炮烟中毒事故的主因
    据初步统计，2006年发生非煤矿山3人以上重特大事故共74起，死亡311人，其中地下矿山(含勘探井)炮烟中毒事故22起、死亡76人，分别占非煤矿山重特大事故的28%和24%。而这些炮烟中毒事故中，没有建立机械通风系统、通风设施不完善、未进行强制机械通风或强制通风不充分是导致事故发生的主要原因。如2006年12月份发生在云南澜沧铅矿有限公司江城松山林铅锌矿、内蒙古群龙实业有限公司、贵州金鑫矿业有限公司乱岩塘汞矿、云南元阳县黄金公司、甘肃阳山金矿的炮烟中毒事故，均是由于未启用通风设备，在自然通风的条件下造成的。
    自然通风存在明显缺陷
    自然通风受季节变化影响较大，主要表现为：
    1.风量不稳定。春秋季节进、回风井温差较小，自然风压较小，通风效果较差，甚至会出现零风量的情况。
    2.风流方向不稳定。夏冬季节风流方向相反，春秋季节自然风压较小，风流方向不稳定。
    3.在自然通风的情况下，矿井不能实施强制反风，不利于矿井火灾、有毒有害气体扩散蔓延的控制。
    2004年11月20日，造成70人死亡，直接经济损失600余万元的河北邢台沙河市李生文铁矿井下火灾事故，其扩大的主要原因之一便是没有独立完善的通风系统，5个矿山井下相互之间由废弃的老巷道及未经处理的采空区连接，甚至各矿之间的平巷直接相连，加之所有的矿山均采用自然通风方式，形成了整个矿区井下风路的大循环，导致相连各矿均受到事故矿井火灾烟气的污染。