1. 课程导入与任务总览

矿井通风系统是矿井安全生产的“呼吸系统”,其任务是把足够的新鲜空气按需分配到各用风地点,同时把粉尘、瓦斯和热量带走。风流短路与漏风通道,是通风系统中最常见、也最容易被忽视的一类隐患:它们不一定立刻引发事故,却会持续削弱有效风量、扰乱风量分配,并在瓦斯积聚、自然发火等条件下成为事故的“放大器”。本课程围绕“识别—定位—判定—治理—验证”这条主线,系统讲解风流短路与漏风通道的排查方法。

一、什么是风流短路与漏风通道

风流短路,指本应流经用风地点(采掘工作面、硐室等)的风流,通过密闭不严的联络巷、废弃巷道、采空区、溜煤眼或通风构筑物缺陷,直接由进风侧流向回风侧,绕过了用风地点。漏风通道则是实现这种短路的物理路径,它可能是一条未封闭的旧巷、一道漏风的密闭墙、一组失效的风门,也可能是采空区内的裂隙带。

两者是“现象”与“载体”的关系:短路是风流走向异常的结果,漏风通道是造成异常的结构原因。排查工作的核心,就是从风量、风压、气体成分等外部表现出发,反向找到那条真实存在的漏风路径。需要强调的是,漏风并非全是坏事——少量漏风在可控范围内是允许的,判断的关键在于漏风量大小、漏风方向及其对用风地点的影响程度。

二、典型危害:从风量失衡到事故放大

风流短路的危害具有连锁性。首先是有效风量下降:短路风量不参与工作面用风,导致工作面风量不足,风速偏低,瓦斯、粉尘难以及时稀释排出。其次是风量分配紊乱:并联风路中一条支路漏风,会改变整个网络的风量分配,使原本合格的地点变为欠风,原本稳定的地点出现风流反向或停滞。

更严重的是瓦斯积聚与自然发火风险:漏风通道若经过采空区,会持续向遗煤供氧,促进氧化升温;而短路造成的局部微风区,又容易形成瓦斯积聚。此外,漏风还会增加主通风机能耗,降低通风系统效率,并在灾变时期干扰风流控制,使反风、封闭等措施难以达到预期效果。可以说,漏风通道是通风管理中的“隐性失血点”,必须通过定期排查加以控制。

三、排查工作流程:一条可执行的技术主线

排查工作不是凭经验“走一圈”,而应遵循一条有输入、有判据、有验证的技术流程。下面这张图给出了本节的核心工作框架,它把资料准备、现场测量、数据分析、通道定位、治理与验证串成闭环。

风流短路与漏风通道排查工作主线 资料准备 → 现场测量 → 数据分析 → 通道定位 → 治理 → 效果验证(闭环) ① 资料准备 • 通风系统图、网络图 • 密闭/风门台账 • 历史测风与气体数据 • 采空区与废弃巷道分布 ② 现场测量 • 测风站风速/风量 • 节点压差(U形计/压差计) • 气体浓度(O₂、CH₄、CO) • 构筑物完好性检查 ③ 数据分析 • 风量平衡校核 • 支路风量偏差比对 • 压差与阻力异常点 • 气体成分异常推断 ④ 漏风通道定位 • 示踪气体(SF₆)释放追踪 • 分段压差逼近法 • 红外/烟雾辅助观察 • 圈定漏风路径与范围 关键判据(示例阈值,需按矿井实际核定) • 用风地点实测风量低于需风量,且进回风侧风量差明显 • 密闭两侧压差持续存在、O₂偏高或CO上升,提示漏风供氧 ⑤ 治理措施 • 加固/重筑密闭、修补风门风窗 • 采空区注浆、喷洒堵漏材料 • 调整通风设施与风量分配 ⑥ 效果验证 • 复测风量与压差,确认恢复 • 复测气体,确认无异常回升 • 更新台账,纳入定期巡检 未达标则复测、再定位 注:图中阈值为教学示例,实际排查应以矿井核定风量、规程限值与实测数据为准

流程中的每一步都有明确的输入与输出。资料准备阶段要拿到最新的通风系统图和密闭台账,明确哪些巷道已废弃、哪些采空区已封闭;现场测量阶段要在测风站按规范测风,同时记录密闭两侧压差和气体浓度;数据分析阶段用风量平衡关系找出“进得多、出得少”的支路;通道定位阶段则用示踪气体或分段压差逼近法把漏风路径圈定到具体区段。治理之后必须复测验证,否则无法确认漏风是否真正被切断。

四、一个教学示例:从风量异常到通道圈定

假设某矿一采区回风巷实测风量为 1200 m³/min,而该采区各用风地点需风量合计为 1350 m³/min,进风侧总风量为 1500 m³/min。进回风差达到 300 m³/min,说明存在明显漏风。此时可先核对采区内各测风站数据,若某工作面进风 900 m³/min、回风仅 700 m³/min,而相邻废弃联络巷密闭两侧压差持续偏高,则怀疑该密闭或附近采空区为漏风通道。进一步在进风侧释放 SF₆ 示踪气体,若在回风侧提前检出且浓度峰值出现时间明显短于正常风流路径,即可判定存在短路通道。上述数值为教学示例,实际排查须以现场实测和矿井核定数据为准。

五、课程任务地图

本课程共 30 节,围绕三条能力线展开:认知线——理解风流短路与漏风的成因、类型与危害;方法线——掌握测风、压差、气体、示踪气体等排查手段与判据;实践线——完成从资料准备、现场排查、通道定位到治理验证的完整任务闭环。后续章节将分别深入通风网络基础、漏风通道类型识别、各类检测方法的操作要点、典型事故案例复盘以及排查报告与台账管理。学完本课程,应能独立编制一份针对具体采区的漏风排查方案,并对排查结果作出有依据的判断。

学习建议:每学完一种排查方法,回到本节的工作主线图中找到它对应的位置,明确该方法解决的是“发现异常”还是“定位通道”,避免方法混用。