前言：在实际生产中，据有关部门统计，国内很多矿井通风耗电量要占矿井总耗电量的30%左右，甚至部分矿井的通风耗电量已达到矿井总耗电量的50%左右。为积极响应国家的节能降耗发展战略，同时更好地保证矿井安全生产，分析矿井通风阻力产生的原因，研究降低矿井通风阻力的方法迫在眉睫。
1、矿井通风阻力影响因素
1.1局部阻力
由于风流在井巷中流动的过程中会遇到边壁条件的突然变化，例如巷道断面突然变化、断面堵塞、风流的交汇或者分叉等，导致风速大小突然变化，导致风流本身产生了较强的冲击力，形成了紊流的流动状态，给风流本身造成了较为严重的能量损失，导致局部阻力的出现。井下环境本身就非常复杂，井下巷道的条件也是千变万化，产生局部阻力的地点很多，例如井口、风桥、车场等，而且巷道内本身就存在很多拐弯、交叉的情况，所以这些因素都会产生局部阻力。紊流流体在突然变化时，会出现惯性作用而导致其不能从边壁突然变化，出现主流与边壁脱离的现象，从而在主流与边壁间形成一个涡流区域，产生较大尺度的涡流。同时涡流又不断地从主流中带走流体，不断被主流带走，补充进去的流体，又形成新的涡流，因而增加了能量损失，产生局部阻力。
1.2摩擦阻力
煤矿风流在井巷中流动时，井巷固定壁面会阻止风流流动，让风流产生内外摩擦，这样就会形成摩擦阻力。风流的流动具有一定特点，在实际生产中我们可把风流的流动状态大致分为：层流流动与紊流流动。其中层流流动指运动流体的各层质点彼此不融合，呈流束状流动，各流束的质点间几乎不存在能量交换。流体质点流动轨迹会大致平行于流体通道轴线，一般为直线流动轨迹或有规则的平滑曲线流动轨迹。而紊流流动正好相反于层流流动，这种流动方式流体各质点在流动时，一般会彼此发生碰撞并强烈混合，质点与质点间存在显著的能量交换，质点流动轨迹通常呈不规则状，总流方向存在流动，垂直总流方向或斜交总流方向也会存在流动，时常还会有涡流存在于流体内部。据以往实践经验，发现井巷风流一般不会处于层流状态，大多为紊流状。
2、影响矿井通风安全控制中的因素
2.1矿井通风安全控制中人的因素
在对矿井进行通风安全管理工作中，人发挥着重要作用。对过程管理一定要从人开始，由人监管，再由人结束。这就表明一定要深入开展对从业者的技能培训，来增强施工人员的技术能力，提高自保、互保意识。人的作用是过程控制的主要任务，一般涉及到安全认知、通风安全操作技能和员工技能培训等要素。
2.2矿井通风安全控制中的物质因素
物是通风安全控制的重要基础。通风安全隐患的出现和事故的出现，从化学角度分析，就是因矿井中有过量能量出现（包括机械能、电能、化学能等）和有毒气体。这两种物质的过量释放并产生化学反应，就极易导致事故的出现。所以物的状态是安全控制管理的基础，我们要做的就是采用各种措施弄明白物的具体状态，并对症下药的采用解决方法，尽早的减轻安全隐患，维护个人和公众的安全。
3、降低矿井通风阻力的方法
3.1增加巷道表面的光滑度
在煤矿支护时，尽量将支护部件露在巷道表面的部分降到最低，最大限度地提高巷道表面的平整度。在巷道施工时，有条件的情况下，尽量使用圆形或拱形巷道断面，以此减小巷道的断面周长。在巷道施工完成后，应该在主巷道表面喷一层水泥浆，这样能最大程度地提高巷道表面的光滑程度。在选用支护设备时，应尽量选择设备表面光滑、表面积较小的设备。此外，还应定期对巷道进行检修，对于损坏的巷道或表面出现漏水情况的巷道，要及时采取措施，降低这些情况对通风的影响。
3.2努力减小冲突阻力系数
在规划矿井工作面通风支护技术时，应尽可能降低工作面阻力系数，这可能会受到巷道上所选磨耗支护技术施工方法的影响，以确保工作面施工的有效质量。同时，考虑到工作表面的外部环境在支架工作表面的巷道墙壁上可以更加均匀，应特别注意并优先选择通风支架的设计技巧，因此，竖井内壁上道路的凹面工作面和工作面的道路壁可以控制在小于50mm的范围内。我们应该共同努力，积极采取措施，尽快提高巷道支护的质量。在选择施工巷道的支撑方式后，各工作面的支撑形状也应尽量保持相对整齐一致。如有必要，支撑架的密度也应确保没有差异或过大。对于这些没有支撑的巷道，为了尽可能降低冲突中的碰撞阻力系数，有必要最后一次完全有效地修复顶部、两侧和底部的支护。
3.3减小矿井摩擦阻力系数
矿井在通风设计时，应当尽量选用摩擦阻力系数小的支护方式，如锚喷、砌碹、锚杆、锚锁等；施工过程中，要保证施工质量，尽量采用光面爆破技术。实验证明，不同支护方式对矿井摩擦阻力系数影响不同，采用料石砌碹的巷道摩擦阻力系数仅是支架巷道的30%左右。采用“锚网＋喷射混凝土”支护不仅能预防巷道煤炭自然发火，而且相比传统工字钢支护巷道的摩擦阻力能够减少33%。如果有些矿井的巷道只能采用工字钢或者U型钢进行支护，应注意支护质量，合理选择支护密度，尽可能地减小摩擦阻力系数；对于采煤工作面，要尽量保证支架整齐平整，直线度偏差不超过50cm，中心距偏差不超过100cm，相邻支架间错差不超过顶梁侧护板1/3，使采煤工作面达到平直顺，以减少不必要的风量损失。
3.4减少内构筑物，降低局部通风阻力
在煤炭资源的生产建设中，运输建筑材料是不可避免的。特别是巷道掘进需要更多的材料和更长的施工周期。因此，在使用建筑材料的过程中，应尽量避免在巷道环境中长期堆积，以免增加矿井通风阻力的影响。此外，为保证煤矿巷道通风效果，应定期清理巷道内杂物，增加有效通风面积，减少巷道通风阻力的影响。当煤矿巷道在目标使用寿命内，相关人员可以通过处理无杂物、无淤泥、无大面积切片、无漏水现象，提高巷道运行质量和耐久性。值得注意的是，为了避免矿车堵塞气流，有必要控制通风环境的恶化，使主巷道的运行和使用不受外部环境因素的影响。在矿井通风系统的综合梳理过程中，应找出通风结构不合理的地方，如风门、窗、密闭等，合理减少通风结构。同时，应加强通风结构的管理和维护
3.5 降低局部阻力
（1）不同截面的断面尺寸、大小断面的连接处要平滑过渡，尤其是接头位置的优化，宜采用逐步增大或逐步减小的方法。（2）对于煤矿巷道转弯处，宜采用斜面或圆弧形形式，严禁以拐陡弯的形式设计。在施工现场条件许可的情况下，可适当增大弯曲段的曲率半径。（3）对于有强烈风流冲击的区域，应增加导风板。以下是一些重点要考虑的问题：①在扇风机风洞的直角拐弯位置，必须设置导风板。采用此法，可使阻力系数减小60%。②对于相交的巷道，更好的办法是在相交处设置一个弧形的引风导风板，其长度要比巷道交叉口大（一般多加0.5-1米）。③在不同的风流汇集点处，必须安装导风板。
结束语：在煤矿开采过程中，矿井通风阻力增大是煤矿所要面临的重要问题。矿井通风阻力增大，不仅对矿井的通风安全产生不利影响，而且使通风系统效率低下，增加通风系统的运行成本。巷道局部通风阻力增加和通风网络恶化作为导致通风阻力增加的主要因素，在实际生产中，需要先测量矿井的通风阻力，找到局部通风阻力增大的地方，然后采取相应的技术措施，降低矿井的通风阻力。
参考文献
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