矿井通风系统是利用主扇风机产生的风能，以较为经济的方式向矿井巷道及工作面提供新鲜的空气，同时排除矿井内的有害气体。矿井煤层中含有的瓦斯气体容易产生爆炸、和使工人窒息等危险，良好的通风系统可以及时的排出有害气体，保证井下有充足的氧气，确保井下作业的安全。矿井通风关系到整个矿区的生产安全，如何具体高效的安全评价标准是衡量一个矿井通风系统的关键，吴立云、杨中立等提出了矿井通风系统评价的指标体系以及多层次TOPSIS（逼近理想解的排序方法）评价模型。根据该指标可对矿井通风系统的合理性与经济性进行评价，作为一种判别矿井通风系统优良的指标。矿井通风作为煤矿生产的重要环节，矿井通风系统能耗较大，能耗占到矿区生产总能耗的30%~40%。风机使用效率仅有45%左右，风机的使用效率普遍较低，导致在通风系统中的能耗较大。通过降低风阻与淘汰老旧风机等措施提高矿井通风效率，从而达到节约能源的目的。变频通风可根据矿井需风量的大小实时调节主扇风机的供风量，减小风机的耗电量。
1矿井通风的重要性
煤矿开采过程中井下常见的有害气体有NH3、SO2、CO等气体，通风系统通过不断向井巷内输入源源不断的新鲜空气，并且稀释井下有害气体，降低井下粉尘浓度，才可以保证井下作业的正常进行。通风系统的安全是矿井生产的保证，当前煤矿矿井主要的通风方式有分区式、对角式和中央并列式三种通风方式，不同的通风方式所对应的矿井布置方式以及矿井需风量不同，因此选择合理的通风方式不仅可以为矿井提供稳定的风流并且降低通风能耗。关于矿区通风安全的评价主要有两个方面。一是理论设计风量与实际需风量的匹配程度，通风设计中的风量选型、风量计算都可作为通风安全的评价标准。二是对通风系统中施工材料、施工工艺的评价。
2低瓦斯矿井通风存在的问题
2.1矿井通风系统设计缺陷
矿井通风设计中依据参数计算矿井所需风量，没有进行严格的矿井实际考察，导致理论计算风量与实际需风量不相符。在通风系统设计中应当结合矿区的实际情况，对分区式、对角式和中央并列式通风系统进行综合评价，选择出与实际矿区相符的通风系统。因地制宜尽可能多的利用当地自然风压，一方面可以减小主扇风机的风量，二来可以降低通风能耗，提高经济效益。合理的矿井通风系统应当满足风机性能与风阻往阻力缝补相匹配。在矿井通风中不同井巷之间的连接方式有，并联、串联和角联三种方式，合理的巷道连接方式也可降低总通风阻力，减小通风总能耗。
2.2通风系统稳定性与建设程度不高
矿井通风系统建设由于施工操作问题难以完全与理论设计吻合，施工中由于不同工人操作，对于通风系统中存在的潜在问题难以察觉，导致在整个通风巷道中存在漏风现象。整个通风系统中由于风道风速不稳定导致在风道拐角处出现紊流现象，部分缓解风速变化不稳定等情况，以及某些控制设备失灵，这些问题导致通风系统稳定性较差，矿井通风安全性降低。
2.3通风管理水平与通风设备落后
煤矿开采过程中由于通风系统落后以及对通风监管疏松，矿井巷道中风道内部出现紊流、漏风和串风等问题，同时矿井通风设计的不合理也增加了通风阻力，老旧的通风设备难以满足矿井生产需求，而且通风设备更新较慢，不仅难以保证通风安全同时也增加通风能耗，造成风机超负荷运转，增加通风耗电量。根据相关资料表明，有超过90%的能耗是通风机所消耗的，而且在通常情况下，通风机的电耗量在占整个通风系统中电耗量的50%左右。
3煤矿矿井通风节能技术研究
3.1利用自然风压和改进风机效率
一方面根据矿井当地情况合理利用自然风，使其成为井下通风量的一部风，从而减小风机风量，降低通风能耗，但在合理利用自然风压过程中需要专业人员掌握当地自然风压规律，自然风有很强的季节性，合理高效的利用自然风压。另一方面新型高效风机已有部分煤矿开始使用，相比于其它老式扇风机来说，新型风机的使用效率高达90%是普通风机使用效率的2倍。老旧风机使用效率较低，造成大量的能量损耗，增加矿井通风能耗，在矿井生产中应当逐步淘汰。
3.2矿井通风路线优化
矿井通风巷道的合理性以及巷道漏风情况严重影响到矿井的通风效率，对不同类型的巷道风阻情况进行划分，提出相关降低通风阻力的措施，优化通风线路与降低巷道风阻是提高通风效率的有效途径。在实际应用中应该及时对废弃巷道进行清理和封堵，降低通风长度。通风阻力主要源于关键巷道的长度以及巷道截面大小，巷道截面过小，导致流经巷道风速过大，风能损失也相应增加，因此合理安排通风关键线路，以及关键线路截面大小，影响通风系统风阻大小。
3.3采用新型变频风机
在通风系统中耗能最大的是主扇风机，它为矿井提供源源不断的新鲜风流，并且提供风流的动力，推动矿井风道风流进行循环。根据相关研究，许多矿井依旧采用老旧的主扇风机，这些风机耗能较大，通风系统能耗占到矿区能耗的一半，导致矿井通风效率较低。因此，为降低矿井通风能耗，应该淘汰老式风机，采用新式变频风机。通过调整变频调速调风机节点参数可知，通风量与额定转速的供风量的比值越小，风机的使用效率越高，从而节约风机耗电量。在矿井通风设计中，通常会根据矿井最大需风量来进行风机选型，但矿井生产中需风量并非一成不变的，但普通风机只有在满荷载运行时处于最佳功率因数。采用变频风机可根据矿井需风量的变化，合理调节电动机荷载，降低风机运行能耗。新型变频风机在矿井通风中主要有以下三个作用：启动。多数矿井风机直接启动，导致风机启动时电流过大，远远超过电机额定电流，瞬时电流过大不仅降低了矿井的使用寿命，而且瞬时电流过大也导致部分能量损失。采用变频风机可以避免瞬时电流过大，避免大电流的风机和电网的危害；调节风量。因为矿井所需风量并非是一成不变，而变频风机可以调节风机风量，从而做到实际风量与需风量实时同步；补偿功率因数。风机在运行功率因数较低时，产生大量的无功损耗，造成风机能耗过大。
3.4局部降低风阻
煤矿井下通风巷道中的拐弯，巷道截面的改变以及风桥和分叉情况会增加巷道风阻，会增加通风耗能。为降低通风耗能，应当采取巷道局部降阻措施，连接不同截面通风巷道时，采用喇叭形接口将两个巷道连接在一起，使不同大小截面通风巷道连接平缓，尽量避免因为巷道截面急剧改变增加风阻，必要时可在接口处安装导风板；同时将井下巷道拐角设置成弧形，尽量避免直角型拐角，直角型巷道拐弯容易引起风流在拐角处产生紊流，从而增加通风系统整体风阻。
4结语
探讨煤矿矿井通风系统中存在的问题，分析矿井通风降阻的相关措施以及矿井通风系统中存在的问题；提出矿井通风节能的具体措施，通过优化通风线路以及采用变频风机等措施降低通风能耗，以提高煤矿矿井生产效益；合理利用自然风压以及变频风机可减小风机风量，从而减小风机耗能。
作者:刘超 单位:山西晋煤集团泽州天安宏祥煤业有限公司