礦井通風(fēng)系統(tǒng)是礦井通風(fēng)方式、通風(fēng)方法和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的總稱。建立合理的礦井通風(fēng)系統(tǒng)是以最經(jīng)濟(jì)的方式，向井下各用風(fēng)地點(diǎn)提供足夠的新鮮空氣，保證工作人員的呼吸，稀釋并排除瓦斯等各種有害物質(zhì)，降低熱害，給井下工人創(chuàng)造良好的工作環(huán)境。
合理通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求
合理通風(fēng)系統(tǒng)首先是技術(shù)先進(jìn)合理、安全可靠和經(jīng)濟(jì)效益好，主要體現(xiàn)在：
通風(fēng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)合理，能保質(zhì)保量地向用風(fēng)地點(diǎn)穩(wěn)定可靠供風(fēng)。
主要通風(fēng)機(jī)性能與網(wǎng)絡(luò)特性相匹配。主要通風(fēng)機(jī)的可調(diào)性好、高效區(qū)寬、運(yùn)行效率高、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用少。
具有較高的防災(zāi)和抗災(zāi)能力。不因通風(fēng)系統(tǒng)不合理或不完善而導(dǎo)致災(zāi)害的發(fā)生，而在發(fā)生某種災(zāi)害事故時(shí)，可以利用現(xiàn)有通風(fēng)系統(tǒng)加以控制，使災(zāi)變范圍小。
有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。能適應(yīng)煤炭生產(chǎn)新技術(shù)、新工藝的推廣和應(yīng)用。
經(jīng)濟(jì)效益好。包括主要通風(fēng)機(jī)的配置、安裝和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低，專用通風(fēng)巷采用經(jīng)濟(jì)斷面，維修費(fèi)用少，局部通風(fēng)機(jī)運(yùn)行費(fèi)用低，通風(fēng)構(gòu)筑物少等。
建立合理通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)遵循的基本原則
整體性原則。通風(fēng)系統(tǒng)是礦井生產(chǎn)的子系統(tǒng)，因而在擬定與分析通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，必須與其他系統(tǒng)（開(kāi)拓開(kāi)采系統(tǒng)、運(yùn)輸和提升系統(tǒng)等）相協(xié)調(diào)，必須與地質(zhì)和開(kāi)采條件相適應(yīng)，以選取總體最優(yōu)的通風(fēng)系統(tǒng)。
通風(fēng)系統(tǒng)是進(jìn)、回風(fēng)井，主要通風(fēng)機(jī)及其附屬裝置、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)和通風(fēng)構(gòu)筑物等多個(gè)要素組成的，這些要素之間有機(jī)聯(lián)系、相互影響。因此，在分析通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，不能單從某一要素考慮，必須從通風(fēng)系統(tǒng)整體考慮。在對(duì)生產(chǎn)礦井的通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造時(shí)，不僅要考慮到新系統(tǒng)的先進(jìn)性，而且要充分利用現(xiàn)有的通風(fēng)井巷和通風(fēng)設(shè)備，以使新老通風(fēng)系統(tǒng)協(xié)調(diào)起來(lái)，保證新老區(qū)的安全生產(chǎn)，構(gòu)成一個(gè)合理的新通風(fēng)系統(tǒng)，這是整體性的另一含義。
時(shí)間性原則。礦井通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)劣，有個(gè)時(shí)間性問(wèn)題。
礦井生產(chǎn)由若干個(gè)時(shí)間段組成（如建井期、投產(chǎn)初期、正常生產(chǎn)期、擴(kuò)大生產(chǎn)期及礦井收縮期等），且不同的生產(chǎn)期，對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的具體要求也不同。在投產(chǎn)初期或礦井后期，需要的風(fēng)量少、通風(fēng)阻力不大、小能力的主要通風(fēng)機(jī)就能滿足要求。正常生產(chǎn)期和擴(kuò)大生產(chǎn)期需要的風(fēng)量多、井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜、風(fēng)量調(diào)節(jié)頻繁，原來(lái)被認(rèn)為最佳的通風(fēng)系統(tǒng)就可能出現(xiàn)不適應(yīng)而需要改造。因此，選定和分析礦井通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，必須緊密結(jié)合生產(chǎn)發(fā)展情況，找出各階段的主要矛盾，集中精力去解決它。當(dāng)然，在擬定和分析某階段通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，不僅需要考慮當(dāng)前，也要研究過(guò)去和預(yù)測(cè)后一時(shí)期的需要，避免經(jīng)常出現(xiàn)通風(fēng)工程落后于生產(chǎn)的被動(dòng)局面。
在正常生產(chǎn)時(shí)期，隨著生產(chǎn)的發(fā)展和地質(zhì)條件的變化，會(huì)出現(xiàn)生產(chǎn)區(qū)域的轉(zhuǎn)移或?qū)νL(fēng)要求發(fā)生變化的現(xiàn)象，這樣原來(lái)適應(yīng)于某一生產(chǎn)系統(tǒng)的通風(fēng)系統(tǒng)會(huì)變?yōu)椴贿m應(yīng)，此時(shí)就必須及時(shí)對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)加以調(diào)整，使其最佳。
由于通風(fēng)構(gòu)筑物的建立或撤除、井巷中礦車或提升設(shè)備的運(yùn)行、地面大氣條件的變化及爆炸或火災(zāi)事故的發(fā)生，都會(huì)引起通風(fēng)狀況的變化。因此，不能靜止地研究正常時(shí)期的通風(fēng)系統(tǒng)，還要考慮到各種可能性（如風(fēng)門開(kāi)啟、事故造成系統(tǒng)的破壞等）預(yù)測(cè)和增強(qiáng)通風(fēng)系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性。
礦井通風(fēng)系統(tǒng)合理性分析
礦井通風(fēng)系統(tǒng)的合理性表現(xiàn)在通風(fēng)系統(tǒng)的安全性、有效性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性諸方面。概而言之，凡是符合《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，滿足對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)基本要求的都屬于合理的礦井通風(fēng)系統(tǒng)，但合理的不一定是最優(yōu)或較優(yōu)。目前，礦井通風(fēng)系統(tǒng)存在的問(wèn)題主要有以下幾種：
通風(fēng)機(jī)的效率低。全國(guó)30 個(gè)礦務(wù)局使用老型號(hào)軸流式通風(fēng)機(jī)（100 臺(tái)風(fēng)機(jī)）的調(diào)查，49% 的風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率低于50% 。造成電能浪費(fèi)。
驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)電機(jī)額定功率過(guò)大，電機(jī)效率低。電機(jī)的效率η和功率因數(shù)cos φ是隨其負(fù)荷率（實(shí)際輸出功率與額定功率之比）的變化而變化的。負(fù)荷率接近1 時(shí)，η和cos φ最大，當(dāng)負(fù)荷在0.5 以下時(shí)，η和cos φ迅速下降，目前不少礦井存在“大馬拉小車”的現(xiàn)象。
通風(fēng)阻力大，阻力分布不合理。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，全國(guó)國(guó)有重點(diǎn)煤礦中有40% 屬中等和高阻力礦井。其中占礦井總數(shù)14.9% 的高阻力礦井共93 對(duì)，而這些礦井主要通風(fēng)機(jī)的電耗占全國(guó)國(guó)有重點(diǎn)煤礦的一半，少數(shù)幾個(gè)高阻力礦井的通風(fēng)電耗，占原煤電耗的一半以上。在新井設(shè)計(jì)中，礦井通風(fēng)系統(tǒng)以進(jìn)風(fēng)段阻力占總阻力的25% 、用風(fēng)段占45% 、回風(fēng)段占30% 為宜。而現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)表明，大多數(shù)礦井回風(fēng)段的通風(fēng)阻力占總阻力的60% ～85% 。實(shí)測(cè)表明，高阻力區(qū)段往往只分布在某些地段或局部地點(diǎn)，其原因主要是有效通風(fēng)斷面過(guò)小、風(fēng)速過(guò)大、拐彎過(guò)急過(guò)多。
風(fēng)量不足、漏風(fēng)多。有的礦井由于全礦或采掘面供風(fēng)量不足，或風(fēng)流串聯(lián)次數(shù)多，往往造成某些地點(diǎn)瓦斯積聚、礦塵濃度超標(biāo)，直接威脅著安全生產(chǎn)。保質(zhì)保量地向用風(fēng)地點(diǎn)供風(fēng)，減小漏風(fēng)，提高有效風(fēng)量率，是通風(fēng)系統(tǒng)有效性表現(xiàn)之一，也是防止瓦斯積聚、保證安全生產(chǎn)的重要措施。
風(fēng)流不穩(wěn)定。風(fēng)流不穩(wěn)定的主要原因有：角聯(lián)網(wǎng)路多；主要通風(fēng)機(jī)在駝峰區(qū)附近工作；風(fēng)門數(shù)量多、位置不當(dāng)、管理欠妥；自然風(fēng)壓有季節(jié)性變化，作用在某些分支風(fēng)路上；多風(fēng)機(jī)相互干擾，甚至相互“搶風(fēng)”等。
具有上述問(wèn)題的礦井，均需要進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)整分析，選擇較優(yōu)的方案進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)改造，以保證其安全性、有效性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性，保障礦井安全生產(chǎn)。
提高礦井合理通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的途徑
風(fēng)流不穩(wěn)定表現(xiàn)為井巷中風(fēng)流方向不穩(wěn)定或風(fēng)量變化幅度超過(guò)允許范圍。這類現(xiàn)象對(duì)安全管理極為不利，是導(dǎo)致煤礦事故的原因之一。在用風(fēng)地點(diǎn)或瓦斯涌出的巷道中，風(fēng)流方向不穩(wěn)定或風(fēng)量變化幅度過(guò)大，可能會(huì)導(dǎo)致超限，或火區(qū)難以控制?？梢?jiàn)礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性不僅是一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，也是一項(xiàng)重要的安全指標(biāo)。要防止礦井內(nèi)風(fēng)流不穩(wěn)定，主要可以從以下幾方面入手：
防止主要通風(fēng)機(jī)工作不穩(wěn)定。選擇風(fēng)機(jī)時(shí)，必須使風(fēng)機(jī)性能與井下風(fēng)網(wǎng)結(jié)構(gòu)相匹配，防止風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)進(jìn)入不穩(wěn)定區(qū)。對(duì)于單臺(tái)風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的礦井，必須設(shè)法降低風(fēng)機(jī)工作風(fēng)阻，主要是井下風(fēng)網(wǎng)阻力，特別是回風(fēng)段阻力。多臺(tái)風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)的礦井，要盡量避免生產(chǎn)過(guò)于集中在某一翼或一采區(qū)，各臺(tái)風(fēng)機(jī)能力應(yīng)基本一致，避免相差太大，要設(shè)法減少公共段風(fēng)阻。自然風(fēng)壓變化較大的參數(shù)，避免當(dāng)?shù)V井反向自然風(fēng)壓增大時(shí)，風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)進(jìn)入不穩(wěn)定區(qū)。平時(shí)應(yīng)加強(qiáng)風(fēng)機(jī)的維修，消除風(fēng)機(jī)機(jī)械系統(tǒng)損壞和供電系統(tǒng)故障，使風(fēng)機(jī)保持良好的工作性能。
改善井下風(fēng)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。保質(zhì)保量地構(gòu)筑風(fēng)門，加強(qiáng)風(fēng)門管理與維護(hù)，防止風(fēng)流短路而導(dǎo)致某些用風(fēng)地點(diǎn)風(fēng)量不足甚至無(wú)風(fēng)。加強(qiáng)角聯(lián)風(fēng)網(wǎng)的管理，有計(jì)劃地設(shè)置、合理利用有益角聯(lián)，設(shè)計(jì)時(shí)盡量避免，生產(chǎn)中要嚴(yán)格控制和及時(shí)處理有害角聯(lián)。
