2. 矿井通风系统基础与反风设施认知
要读懂反风演习方案、判准反风数据,先得把矿井通风系统里“谁在推风、风往哪走、哪里能改道、哪里能截流”这几件事弄清楚。矿井通风系统本质上是一个由动力源、巷道网络和控制设施构成的连续风流回路:主通风机提供全矿通风压力,进风井、回风井与井下巷道构成风流的通道,风门、风窗、风桥、密闭等设施负责分配和隔离风流。反风,就是在这个回路上通过设施操作,让主要巷道的风流方向在限定时间内整体反向,而反风设施正是实现这一动作的“硬件基础”。
一、主通风机:全矿风流的动力源
主通风机安装在回风井井口附近,承担全矿通风阻力的克服任务,其工作风压与风量决定了矿井总风量水平。按结构形式,矿井主通风机常见轴流式和对旋式两类:轴流式风机风压高、风量调节范围较宽,对旋式风机由两级叶轮对转,风压和效率较高,在大型矿井中应用普遍。反风时,风机本身有两种处理思路:一是停机后通过反风道改变风流通道,让风机继续按原转向运行而气流反向;二是采用风机反转,即改变电机转向使叶轮反转,从而把风流“吸”回进风井方向。
需要特别注意的是,主通风机属于矿井最重要的通风设备,其运行状态、轴承温度、电机电流、风压风量等参数在反风期间必须持续监视。反风演习中,风机从正常通风切换到反风运行的时间、反风后的风量占正常风量的比例,都是核心考核指标。按《煤矿安全规程》要求,矿井反风时主要通风机供给的风量不应小于正常风量的40%,这一比例是判断反风设施与风机能力是否达标的基本门槛。
二、反风道:改变风流方向的“咽喉”
反风道是连接风机与井筒的一段专用巷道或风硐,其核心作用是通过风门(反风门)的开闭组合,改变风机入口与出口的连通关系。正常通风时,反风门处于某一位置,风机从回风井抽风并排入大气;反风时,反风门翻转或启闭,使风机改为从大气吸风、向回风井压风,风流便沿原回风巷道反向流入井下,再从进风井排出。反风道设计的合理性直接决定反风操作是否快捷、风流短路是否可控,因此反风门通常要求启闭灵活、密封可靠,并配有位置指示或限位装置。
三、风门、风窗与其它控制设施
风门用于截断或导通风流,是反风操作中最频繁动作的设施。反风时,进风井口附近的风门、井底车场联络巷风门、主要进回风巷之间的联络风门都要按预案启闭,否则会出现风流短路,使反风风量大幅下降。风窗则是在风门上开设的可调开口,用于定量调节通过风门的风量,在正常通风中用于风量分配,在反风过程中也可作为泄压或调节手段。此外,风桥用于让两条交叉巷道风流立体通过、互不混合;密闭用于封堵采空区和废弃巷道,防止反风时风流窜入非计划区域。这些设施共同构成反风风流路径上的“开关网络”。
四、反风方式的分类与选择
按实现手段,矿井反风通常分为三类。第一类是反风道反风:利用反风道和反风门改变风机与井筒的连通关系,风机转向不变,风流经反风道被压入回风井。这种方式操作集中、切换快,对风机本体无特殊要求,是多数矿井采用的主要方式。第二类是风机反转反风:通过改变主通风机电机转向,使风机反向运行,风流从回风井被“吸”向进风井方向。反转反风不需要反风道,但要求风机具备反转运行能力,且反风风量往往低于正转,需通过实测确认是否满足40%的要求。第三类是局部反风:在采区或工作面范围内,通过启闭局部风门、调节风窗,使某一区域的风流反向,多用于局部灾害处理和区域性演习,不改变全矿总风流方向。
选择反风方式时,要综合考虑风机型式、反风道条件、反风风量指标和操作时间要求。反风道反风切换时间短、风量有保障,但依赖反风门动作可靠;反转反风设施简单,但风量折减明显,且频繁反转对电机和叶轮不利。实际方案中,不少矿井以反风道反风为主、反转反风作为备用手段,形成“双保险”。
五、反风设施检查要点
反风演习前,应对反风设施逐项确认:反风门能否在规定时间内启闭到位、密封是否严密;主要风门是否挂牌编号、启闭方向是否明确;风窗调节是否灵活、开度是否可读;风桥有无漏风、密闭是否完好;风机轴承、电机、闸门和电气控制是否处于可切换状态。这些检查结果直接决定反风演习能否按预案顺利执行,也是数据判读时解释风量偏差的重要依据。例如反风后总风量明显低于预期,常见原因就包括反风门未完全到位、联络风门误开造成短路,或局部密闭漏风导致风流窜入非计划区域。
掌握主通风机、反风道、风门、风窗、风桥、密闭的结构与功能,理解反风道反风、风机反转反风和局部反风的区别与适用条件,是后续编制反风演习方案、布置测点和判读反风数据的基础。设施清楚、方式选对,反风演习才有可靠的前提。