[摘 要] 矿井通风系统是实现矿井有效通风的前提条件，矿井通风系统可靠性的分析研究对确保矿井安全生产，实现煤炭工业可持续发展尤为重要。该文确定了影响其可靠性的自然因素及通风安全管理因素，在此基础上，建立了符合实际的可靠性评价指标体系。
[关键词] 矿井通风系统 可靠性 网络
一、矿井通风网络的基本概念及分类
矿井通风系统是由纵横交错的井巷构成一个复杂的系统。用图论的方法对通风系统进行抽象描述，把通风系统变成一个由线、点及其属性组成的系统，称为通风网络。通风网络的基本形式分为：串联风路，并联风网，角联风网，矿井复杂风网都由此三种基本形式组成。
二、通风网络的基本形式及特性
通风网路可分为简单通风网路和复杂通风网路两种。仅由串联和并联组成的网路，称为简单通风网路。含有角联分支，通常是包含多条角联分支的网路，称为复杂通风网路。通风网路中各分支的基本联接形式有串联、并联和角联三种，不同的联接形式具有不同的的通风特性和安全效果。
（一）串联通风及其特性
两条或两条以上风路彼此首尾相连在一起，中间没有风流分合点时的通风，称为串联通风。串联通风也称为“一条龙”通风，其特性如下（图1）：风量相等Q1=Q2=Q3=Q4=Q5；风阻相加R=R1+R2+R3+R4+R5；阻力相加 h=h1+h2+h3+h4+h5。
（二）并联通风及其特性
两条或两条以上的分支在某一节点分开后，又在另一节点汇合，其间无交叉分支时的通风，称为并联通风。并联网路的特性如下（图2）：风量相加Q=Q1+Q2+Q3+Q4；阻力相等h=h1=h2=h3=h4；风阻小于任一分支之风阻：
上述关系式表明：当并联网路的总风量一定时，并联网路的某分支所分配得到的风量取决于并联网路总风阻与该分支风阻之比。风阻大的分支自然流入的风量小，风阻小的分支自然流入的风量大。这种风量按并联各分支风阻值的大小自然分配的性质，称之为风量的自然分配，也是并联网路的一种特性。
（三）角联通风及其特性
在两条并联巷道中间有一条联络巷道，使一侧巷道与另一侧巷道彼此相联所构成的网路。起联结作用的巷道称对角巷道，其余为边缘巷道。对角巷道风流方向不稳定，它受边缘巷道风阻影响，应注意避免可能出现的无风和反风现象。角联网路的特性如下（图3）：角联分支ab的风流方向不稳定，当ab分支无风流流动时R1/R2=R3/R4；当ab分支风流为b向a时，R1/R2>R3/R4；当ab分支风流为a向b时，R1/R2 三、矿井通风网络稳定性分析 ㈠矿井通风系统的稳定性分析 影响矿井安全生产的诸多因素决定了矿井通风系统。根据相关因素把矿井通风系统划分为不同类型。根据瓦斯、煤层自燃和高温等影响矿井生产安全的主要因素对矿井通风系统的要求，为了便于管理、设计和检查，把矿井通风系统分为一般型、降温型、防火型、排放瓦斯型、防火及降温型、排放瓦斯及降溫型、排放瓦斯及防火型、排放瓦斯与防火及降温型几种，依次为1-8八个等级。矿井通风方式有串联通风和并连通风两种。 矿井通风方法以风流获得的动力来源不同，可分为自然通风和机械通风两种。（1）自然通风：利用自然气压产生的通风动力，致使空气在井下巷道流动的通风方法叫做自然通风。自然风压一般都比较小，且不稳定，所以《煤矿安全规程》规定：每一矿井都必须采用机械通风。（2）机械通风：利用扇风机运转产生的通风动力，致使空气在井下巷道流动的通风方法叫做机械通风。采用机械通风的矿井，自然风压也是始终存在的，并在各个时期内影响着矿井的通风工作，在通风管理工作中应给予充分重视，特别是高瓦斯矿井尤应注意。 ㈡影响风流稳定性的因素 仅由串、并联组成的风网，其稳定性强；角联风网，其对角分支的风流易出现不稳定；在角联风网中，边缘分支的风阻变化可能引起角联分支风流改变；在实际生产矿井，大多数采掘工作面都是在角联分支中。应采取安装调风设施的措施，保证风流的稳定性。 矿井风网内主要通风机、辅助通风机数量和性能的变化，不仅会引起风机所在巷道的风量变化，而且会使风网内其他分支风量也发生变化，并影响风网内其他风机的工况点。具体如下：1)单主要通风机风网，当主要通风机性能发生变化时，风网内各分支风量按主要通风机风量变化的趋势和比率而变化。2)多主要通风机风网内，当某主要通风机性能发生变化时，整个风网内各分支风量不按比例变化。3)多主要通风机风网内，即使风网结构和分支风阻不变，当某主要通风机性能发生变化时，由于风网总风量和各主要通风机风量配置发生了变化，因此，各主要通风机的工作风阻与风网总风阻也有所变化。4)风网内，某巷道安设辅助通风机后，不仅该巷道本身风流发生变化，其他巷道风流也变化。当某辅助通风机风量增大时，辅助通风机所在巷道风量增加，包含辅助通风机在内的闭合回路中，与辅助通风机风向一致的各巷风量增加，与其风向相反的各巷风量减小。 四、总结 矿井通风系统是否稳定与煤矿企业的经济效益有着密切的联系，同样，稳定的通风系统也决定着矿井的抗灾能力的高低。影响矿井的通风系统稳定性的因素有很多，如上文所述，通风系统的安装、通风方法的选择，有无瓦斯巡检系统，都会对通风系统的稳定性产生重大的影响。 现代煤矿矿井的通风系统应当具备通风系统简单有效，阻力分布合理的特点，不论是在矿井的设计阶段还是投入生产的阶段，都必须尽可能的保证通风系统的稳定性，从而达到煤矿矿井安全生产的最终目的。 参 考 文 献 [1]辛兵.矿井通风系统改造.同煤科技[J].2010（3）. [2]景国勋，姚嵘，张甫仁.矿井通风系统合理性的灰色综合评判.中国安全科学学报[J].2001（8）. [3]薛河.矿井局部通风系统可靠性定额的确定[J].煤炭工程师，1996,(5). [4]程远国,王德明.矿井通风系统可靠性研究[J].太原理工大学学报,1998,(4).■