煤矿通风系统变更的现场施工与分步应用要点

矿井通风系统的改造不是设备更新，而是对井下风流网络的一次重新规划。施工方和管理方如果只盯着主扇换型或风筒更换，忽略了现场条件对方案的约束，改造后往往出现风量不足、局部循环风甚至瓦斯积聚。以下内容基于实际施工中的常见工况，按变更前评估、变更过程控制、变更后验证三个阶段，说明每一步怎么做、容易在哪里出问题。

变更前评估：现场摸底盘查比软件模拟更关键

很多矿井在变更前会做通风网络解算，但计算机模型只能反映设计工况，现场的漏风点、巷道变形、风门损坏这些“实际状态”很难在图纸上体现。实际使用中，现场排查的重点应该放在三个地方。

测风点位的选择。不能只用主扇处的风量数据。按照《煤矿安全规程》对测风的要求，采掘工作面、采区回风巷、主要进风巷都要布置测点。现场常见的问题是测点位置选在局部阻力大的区域，比如风筒出口附近、风门前后，测出来的数据波动很大，不能代表真实风量。老手会选在直线巷道、断面变化不大、前后 10 米内无堆积物的位置，用侧身法测 3 次取平均值。

漏风通道的排查。变更前必须搞清楚现有系统漏风在哪个环节。井下普遍存在两类漏风：一类是地面裂隙漏风，常见于浅埋深矿井；另一类是井下通风构筑物（风门、风桥、调节窗）周边漏风。现场常见的情况是，风门关闭不严，门框与墙体之间没有填实，或者风门变形导致边缝漏风。用烟雾发生器在风门周边检查，比单纯看风量差值更直观。漏风率超过 5% 就要先处理，否则新系统投用后实际风量很难达到设计值。

盲目扩大主扇能力的误区。当采掘工作面延伸、用风地点增加时，现场常有两种做法：一是直接换大功率主扇，二是增加串接风机。实际使用中，这两种方式都容易踩坑。只换大主扇而不改造通风网络，会导致进风段风速过高，巷道粉尘被吹起，回风段负压过大，风门开启困难；串接风机则容易造成局部循环风，尤其是两台风机能力不匹配时，小风机会被大风机的负压“抽空”，甚至发生反转。合理做法是先对通风网络进行降阻改造，比如扩大断面、修复失修巷道、更换老化的风筒，再决定是否需要提升主扇能力。

模拟计算的边界条件。用计算机模拟时，巷道的摩擦阻力系数、风阻值要基于实际测定，不能直接用设计手册的推荐值。旧巷道的支护变形、底板鼓起都会增加风阻，如果按新巷道参数计算，模拟结果会明显偏乐观。另外，模拟时要考虑自然风压的影响，尤其是在高差大的矿井，冬季和夏季自然风压方向可能相反。现场容易忽略的是，主扇的叶片安装角调整后，工况点会移动，如果矿井总风阻曲线不变，实际运行风量可能比设计值低 10%~15%。

风流调控与设施安装：分步实施中的关键环节

通风系统变更不是一次性切换，而是要先建立新的风流秩序，再逐步调整。现场施工中，按照“先支后主、先局部后整体”的顺序推进，可以减少对生产的干扰，也便于发现方案中的问题。

局部通风的先行调整。掘进工作面通常最先感受到风流变化。施工时，先调整局部通风机的位置和风筒出口到工作面的距离。压入式通风时，风筒出口到工作面的距离一般不超过 10 米，风筒要吊挂平直，转弯处用弯头连接，避免直角折弯。现场常见的错误是风筒破损后用胶带随意缠绕，漏风严重时工作面风量可能只有风机出口风量的 60% 左右。老手的做法是定期用风表在风筒出口和距离工作面 5 米处分别测风，两者差值超过 15% 就说明风筒破损或接头不严。

主要通风机改造的实施顺序。主扇的叶片更换或电机变频改造，需要结合矿井停产检修时间安排。关键是，改造前要在井下设置好临时风门或调节风窗，保证主扇停风期间有自然通风或备用主扇维持系统。实际施工中，更换叶片后需要对叶顶间隙进行测量，一般控制在叶片直径的 1%~1.5% 范围内，间隙过大会导致内部漏风，效率下降；间隙过小则容易发生摩擦，甚至损坏叶片。

监测系统的同步跟进。通风系统变更后，风速和瓦斯传感器的位置需要重新布置。传感器的悬挂位置不能随意，风速传感器要设在巷道断面平均风速的位置，一般位于巷道壁 1.5~2 米处；瓦斯传感器要设在回风流中，距离工作面不超过 10 米。现场常见的问题是，传感器布置在风筒出口的正下方，测得的风速是射流速度而不是巷道平均风速，数据不真实。另外，传感器要避开淋水区域，井下湿度大，接线盒要做好密封，否则绝缘下降会引起误报警。

通风构筑物的施工质量。风门、风桥、调节风窗的施工质量直接影响通风系统的稳定性。风门要采用双道设置，两道风门间距不小于 5 米，门扇与门框的搭接量不少于 10 毫米，门体与墙体的缝隙要用水泥砂浆填实。调节风窗的开口面积要按计算值设定，现场常见的问题是施工人员凭经验留开口，导致风量分配与设计不符。测定开口面积后，用风速表验证调节效果，一般要求调节后风量的偏差控制在设计值的正负 10% 以内。风桥施工时，要保证上下两巷的风流不混合，风桥的通风断面不小于原巷道断面的 80%，否则会增大局部阻力。

变更后的效果验证：连续监测与现场反馈相结合

系统切换完成后，不能只看主扇的仪表数据。井下各作业点的实际风量、风流稳定性、工人的主观感受都需要逐一确认。

风量验证的具体操作。按测风制度，在采掘工作面、采区回风巷、总回风巷分别设点测量。每一测点连续测 3 次，误差在 5% 以内取平均值。变更后的风量不能低于设计值的 90%，这是底线。如果低于这个值，要优先检查通风构筑物的漏风情况，而不是盲目增大主扇能力。现场常见的情况是，主扇频率上调后，近端风量增加明显，但远端工作面风量变化不大，这是因为巷道阻力分布不均，增加的风量被阻力小的分支“抢走”了。

瓦斯浓度的持续监测。变更后连续 72 小时监测瓦斯浓度，重点关注原瓦斯积聚点附近。如果巷道的风速降低，瓦斯在顶板附近容易形成层状积聚，检查时要重点测顶板附近 200 毫米范围内的瓦斯浓度。采掘工作面的回风隅角是监测重点，如果风流组织不当，隅角容易出现瓦斯超限。此时可以设置导风帘，引导风流冲刷隅角，但要确认导风帘的角度和位置不会造成二次涡流。

现场人员的直接感受是重要参考。井下作业人员对风流的感知比仪表更直接。如果工人反映工作面“风发闷”，先测风速是否低于 0.25 米/秒，这是《煤矿安全规程》规定的最低风速。如果风速达标但仍然感觉闷，要考虑空气湿度和温度的影响，这时需要增加风量，而不是单纯调整避风位置。相反，如果工人反映主进风巷风速过大，吹起粉尘影响视线，说明进风段风速超过 8 米/秒，可以在进风巷设置降速调节风窗，但要避免设置在主要行人通道上。

常见误区：只看主扇运行参数。主扇的负压、风量正常不代表井下各用风地点风量达标。通风阻力分配不均时，即便是主扇工况良好，个别采区也可能供风不足。实际使用中，应该以各测点的实测数据为准，而不是以主扇仪表的读数作为判断依据。另外，变更后初期要加密测风周期，比如每 3 天测一次全矿风量，连续两周，确认系统稳定后再恢复常规测风周期。

施工组织与安全注意事项

通风系统变更涉及停产或半停产作业，施工组织需要统筹安排，重点是明确各个工序的衔接和安全边界。

施工顺序的执行要点。先施工对生产影响最小的区域，比如采区边界的风门和调节窗，再施工主要进回风巷的设施。主扇改造要安排在检修班或停产检修时段，并提前准备应急通风预案。施工期间，井下必须保持双回路供电，备用主扇要处于完好状态，能够在 10 分钟内启动。

风险评估与控制。变更前要进行专项风险辨识，重点关注风流逆转、瓦斯积聚、粉尘飞扬三个风险。停风期间，掘进工作面必须撤人，恢复通风后要先检查瓦斯浓度，符合规定后才能进入。施工区域要设置警戒，防止人员误入。现场要配备便携式瓦斯报警仪，作业人员随身携带，不能依赖固定传感器。

质量控制与验收标准。通风构筑物的施工质量要按标准验收，风门的自动闭锁装置要灵活可靠，调节风窗的开关要留有调节余量。验收时，测定风速、风量、瓦斯浓度，形成记录存档。对施工过程中发现的问题，比如风门变形、风筒破损，要及时修复，不能带病运行。

变更前后对照排查清单

以下是通风系统变更施工全过程的排查要点，可直接用于现场管理。

变更前准备清单：

• 实测各测点风量，确认小于设计值 90% 的分支数量，评估改造必要性。
• 系统排查通风构筑物漏风，记录风门、风桥、调节窗的损坏部位。
• 测定巷道断面积、支护状态，评估是否存在失修导致的局部阻力过大。
• 检查主扇电机绝缘、叶片角度、轴承温度，确认设备状态适合调整。
• 制定停风应急预案，确认备用主扇可正常启动。

施工过程控制清单：

• 局部通风机风筒吊挂平直，转弯处使用弯头，破损接头及时更换。
• 风门墙体与巷道壁接茬严密，门扇与门框搭接量不小于 10 毫米。
• 调节风窗开口面积按计算值设定，不凭经验留量。
• 主扇叶片更换后测量叶顶间隙，控制在直径的 1%~1.5% 范围内。
• 监测传感器避开风筒射流区和淋水区，接线盒做好防水密封。

变更后验收清单：

• 各测点风量不低于设计值的 90%，连续 3 次测量误差不超过 5%。
• 采掘工作面、回风隅角瓦斯浓度连续 72 小时无超限记录。
• 风速超限区域（大于 8 米/秒）已设置降速设施，不影响行人。
• 工人对风流的主观感受反馈已收集，存在“发闷”或“风大”问题的区域已调整。
• 固定传感器与便携仪器的读数对比，误差不超过仪表允许范围。

通风系统变更施工是一个系统工程，每一步都要以实测数据为依据，不能凭经验判断。现场管理者的经验差异，在测点选择、漏风排查、设施安装这些细节上体现得最明显。新手容易只盯主扇参数，老手会先从末端作业点看起——因为通风的目的不是让主扇转得好，而是让工作面的风量和质量达标。任何系统变更都应留有调整余量，一旦发现实测数据低于预期，要能快速定位是漏风还是阻力问题，这比追求一次到位更重要。