掘進(jìn)工作面通風(fēng)

1、第八章掘進(jìn)工作面通風(fēng)。本章主要內(nèi)容1。局部通風(fēng)方法-壓入、抽出、混合、可控循環(huán)風(fēng)2。掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量的計(jì)算-壓入、抽出、混合，根據(jù)瓦斯、粉塵、炸藥等。3.局部通風(fēng)設(shè)備-沖壓式，阻力局部通風(fēng)機(jī)-性能，聯(lián)合作業(yè)4，局部通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-原則，步驟，第8章掘進(jìn)工作面通風(fēng)，利用局部通風(fēng)機(jī)或主通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)壓對(duì)井下單頭巷道通風(fēng)的方法稱(chēng)為局部通風(fēng)(也稱(chēng)為掘進(jìn)通風(fēng))。第1節(jié)局部通風(fēng)方法1。局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)以局部通風(fēng)機(jī)為動(dòng)力，由風(fēng)道引導(dǎo)的通風(fēng)方式稱(chēng)為局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)，是目前最重要的局部通風(fēng)方式。常見(jiàn)通風(fēng)模式：推入式、拉出式和混合式。1.壓入式排列：10m。在氣流離開(kāi)風(fēng)道并靠在巷道壁上后，噴射段由于夾帶作用而逐漸膨脹

2、，直到噴射段達(dá)到最大值。這部分稱(chēng)為擴(kuò)展部分。La的噴流截面逐漸減小，直至達(dá)到零，這稱(chēng)為收縮截面。從壓頭出口到射流反向的最遠(yuǎn)距離(即膨脹段和收縮段的總長(zhǎng)度)稱(chēng)為射流的有效范圍。在巷道條件下，一般有：Ls=(4-5)x根數(shù)s型s巷道斷面，m2。特點(diǎn)：(1)局部風(fēng)機(jī)和電氣設(shè)備布置在新鮮空氣中；()有效范圍長(zhǎng)，工作面風(fēng)速高，排煙效果好；()可采用柔性風(fēng)管，使用方便；()由于內(nèi)外部原因，風(fēng)筒漏氣對(duì)巷道排水有一定影響。要求：(1)局部巷道要避免循環(huán)風(fēng)；()局部通風(fēng)機(jī)入口與掘進(jìn)巷道的距離大于10m；()閘板出口到工作面的距離小于Ls。2。抽出布局：Le:風(fēng)道吸入口吸入空氣的有效吸入范圍。在巷道邊界條件下，其

3、一般計(jì)算公式為：S巷道斷面，m2。特點(diǎn)：(1)新鮮空氣沿巷道流入工作面，工作條件好；()污濁的風(fēng)穿過(guò)風(fēng)扇；()有效吸入范圍小，通風(fēng)時(shí)間延長(zhǎng)，排煙效果不好；()不能使用柔性閘板。推入式通風(fēng)與抽出式通風(fēng)的比較：1)推入式通風(fēng)時(shí)，局部通風(fēng)機(jī)及其輔助電氣設(shè)備布置在新鮮空氣中，污濁空氣不通過(guò)局部通風(fēng)機(jī)，是安全的；在抽氣通風(fēng)時(shí)，含有氣體的污濁空氣通過(guò)局部通風(fēng)機(jī)，如果局部通風(fēng)機(jī)不具備防爆性能，是非常危險(xiǎn)的。2)壓入式通風(fēng)管道的出口風(fēng)速和有效范圍均較大，可防止氣體分層積聚，提高大風(fēng)速的散熱效果。然而，抽采通風(fēng)的有效抽吸范圍較小，因此在掘進(jìn)過(guò)程中很難保證風(fēng)道的抽吸口與工作面之間的距離在有效抽吸范圍內(nèi)。與壓入式通

4、風(fēng)相比，抽出式通風(fēng)風(fēng)量小，工作面排風(fēng)時(shí)間長(zhǎng)，速度慢。3)采用強(qiáng)制通風(fēng)時(shí)，掘進(jìn)巷道涌出的瓦斯從工作面排出，采用抽出式通風(fēng)時(shí)，巷道壁涌出的瓦斯隨風(fēng)流向工作面，安全性差。4)抽出通風(fēng)時(shí)，新鮮空氣沿巷道流向工作面，整個(gè)巷道空氣新鮮，工作環(huán)境良好；在強(qiáng)制通風(fēng)時(shí)，污染空氣沿著道路緩慢排放，并且道路行駛的時(shí)間越長(zhǎng)，污染空氣的速度越慢，污染時(shí)間越長(zhǎng)。5)壓入式通風(fēng)可采用柔性風(fēng)管，成本低、重量輕、運(yùn)輸方便，負(fù)壓下的抽出式通風(fēng)必須采用帶剛性框架的伸縮式風(fēng)管，成本高、重量重、運(yùn)輸不方便。4.混合通風(fēng)混合通風(fēng)是壓入式通風(fēng)和抽出式通風(fēng)兩種通風(fēng)方式的聯(lián)合應(yīng)用。根據(jù)局部風(fēng)機(jī)和風(fēng)道的布置位置，可分為：長(zhǎng)壓短抽、長(zhǎng)抽短壓和長(zhǎng)抽

5、長(zhǎng)壓。1)室內(nèi)的污濁空氣、10m、10m、2)長(zhǎng)壓短抽(先抽后壓)混合通風(fēng)的主要特點(diǎn)如下：a)通風(fēng)是大斷面長(zhǎng)距離巖巷掘進(jìn)通風(fēng)的較好方式；主要缺點(diǎn)是減少壓入和抽出兩排風(fēng)道的重疊部分的風(fēng)量。當(dāng)掘進(jìn)巷道斷面較大時(shí)，風(fēng)速更小，因此在該段巷道頂板附近容易形成瓦斯層積聚。5。受控循環(huán)通風(fēng)當(dāng)局部通風(fēng)機(jī)的吸入風(fēng)量大于提供全風(fēng)壓的巷道風(fēng)量時(shí)，局部用風(fēng)地點(diǎn)排出的部分污濁風(fēng)流將再次通過(guò)局部通風(fēng)機(jī)送至用風(fēng)地點(diǎn)，故稱(chēng)之為循環(huán)風(fēng)。循環(huán)通風(fēng)方式：循環(huán)通風(fēng)分為有適當(dāng)外部新鮮空氣的循環(huán)通風(fēng)和沒(méi)有外部新鮮空氣的循環(huán)通風(fēng)。前者是可控循環(huán)通風(fēng)，也稱(chēng)為開(kāi)式循環(huán)通風(fēng)；后者稱(chēng)為閉環(huán)通風(fēng)。當(dāng)封閉循環(huán)系統(tǒng)用于煤礦采掘通風(fēng)時(shí)，由于既沒(méi)有任何出口

6、，也不能排除這些氣體，封閉循環(huán)區(qū)域的污染物濃度必然會(huì)增加。因此，規(guī)定中嚴(yán)禁循環(huán)通風(fēng)。如果循環(huán)通風(fēng)是在一個(gè)開(kāi)放的區(qū)域，并且有適量的新鮮空氣不斷地混合到循環(huán)氣流中，理論和實(shí)踐證明，這種受控的循環(huán)氣流中的污染物濃度僅取決于該區(qū)域中污染物的產(chǎn)生率和流經(jīng)該區(qū)域的新鮮空氣量，因此循環(huán)區(qū)域中任何地方的污染物濃度?？刂蒲h(huán)局部通風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)： (1)采用混合控制循環(huán)通風(fēng)時(shí)，掘進(jìn)巷道氣流循環(huán)區(qū)內(nèi)的風(fēng)速較高，避免了瓦斯分層積聚，降低了等效溫度，改善了掘進(jìn)巷道的氣候條件。(2)當(dāng)除塵器設(shè)置在局部通風(fēng)機(jī)前時(shí)，可以降低礦井粉塵濃度。(3)在掘進(jìn)工作面風(fēng)量相同的情況下，可以降低通風(fēng)能耗。缺點(diǎn)：(1)由于通過(guò)局部通風(fēng)機(jī)的氣流中

7、含有一定濃度的氣體和粉塵，有必要開(kāi)發(fā)一種新型防爆除塵風(fēng)機(jī)。()循環(huán)氣流被運(yùn)行的風(fēng)機(jī)加熱，然后返回掘進(jìn)工作面，使空氣溫度上升。(3)當(dāng)工作面附近發(fā)生火災(zāi)時(shí)，煙氣會(huì)回流到掘進(jìn)工作面，安全性差，抗災(zāi)能力弱。當(dāng)災(zāi)害發(fā)生時(shí)，應(yīng)立即控制有循環(huán)氣流的風(fēng)機(jī)停止循環(huán)通風(fēng)，恢復(fù)常規(guī)通風(fēng)。第二，礦井全風(fēng)壓通風(fēng)全風(fēng)壓通風(fēng)是利用礦井主通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓，借助導(dǎo)風(fēng)設(shè)施將引入風(fēng)流的新鮮空氣引入掘進(jìn)工作面。通風(fēng)率取決于可用的風(fēng)壓和風(fēng)阻。根據(jù)不同的導(dǎo)風(fēng)設(shè)施，可分為：1。風(fēng)道導(dǎo)風(fēng)。在巷道中設(shè)置擋風(fēng)板墻，切斷主導(dǎo)風(fēng)流。風(fēng)道用于將新鮮空氣引入掘進(jìn)工作面，臟空氣從單一掘進(jìn)巷道排出。特點(diǎn)：該方法輔助工程量少，風(fēng)管安裝拆卸方便。通常用于風(fēng)量較小

8、的短巷道掘進(jìn)通風(fēng)。平行巷道導(dǎo)風(fēng)裝置在主巷掘進(jìn)時(shí)，在主巷附近挖一條與其平行的配風(fēng)巷，并在主巷和配風(fēng)巷之間定期挖一條聯(lián)絡(luò)巷，形成風(fēng)流。當(dāng)新連接通道連通時(shí)，舊連接通道關(guān)閉。兩條平行道路中僅有的一部分可由風(fēng)斗或風(fēng)道引導(dǎo)，其余的道路可由主要道路提供空氣，并由道路返回空氣。特點(diǎn)：這種方法常用于煤巷掘進(jìn)，特別是在厚煤層礦區(qū)，當(dāng)運(yùn)輸和通風(fēng)需要挖雙巷時(shí)。這種方法也常用于解決長(zhǎng)巷道掘進(jìn)中單一通風(fēng)的困難。3.當(dāng)鉆井時(shí)，空氣遠(yuǎn)離地球表面這種導(dǎo)風(fēng)方法需要大量施工和拆卸導(dǎo)風(fēng)罩。它適用于短距離或沒(méi)有其他好方法的情況。3.噴射器通風(fēng)利用噴射器產(chǎn)生的負(fù)通風(fēng)壓力引導(dǎo)風(fēng)通過(guò)風(fēng)道的通風(fēng)方法稱(chēng)為噴射器通風(fēng)。噴射器通風(fēng)通常是壓入式的。優(yōu)

9、點(diǎn)：無(wú)電氣設(shè)備，無(wú)噪音；它還具有降溫、降塵的功能；在開(kāi)采煤與瓦斯突出嚴(yán)重的煤層時(shí)，用它代替局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)簡(jiǎn)單安全。缺點(diǎn)：風(fēng)壓低，風(fēng)量小，效率低，巷道積水。利用總壓差通風(fēng)在條件允許的情況下，可以利用礦井的總壓差將新鮮空氣引入工作面，利用風(fēng)斗沿方向?qū)⒕蜻M(jìn)巷道隔開(kāi)，一側(cè)可以進(jìn)入新鮮空氣。但是，采用總壓差通風(fēng)會(huì)直接增加主風(fēng)機(jī)的負(fù)荷，相應(yīng)地減少礦井的總進(jìn)風(fēng)量，一般只用于通風(fēng)距離為幾十米的地方。5.天井通風(fēng)時(shí)，由于炮煙溫度高、密度低，爆破后容易聚集在工作面；天井橫截面較窄，分為梯間和管道間，并設(shè)置安全棚。可以看出，天井通風(fēng)不僅很難應(yīng)用風(fēng)道，而且很難將風(fēng)道的風(fēng)流引向工作面，因此天井通風(fēng)比巷道通風(fēng)困難得多。天

10、井開(kāi)挖一般采用壓入式通風(fēng)、引射式通風(fēng)和風(fēng)-水混合通風(fēng)。天井開(kāi)挖前，若鉆穿上下中段，利用全礦井總壓差或在上下中段安裝局部通風(fēng)機(jī)，可有效改善通風(fēng)條件。六、立井通風(fēng)立井掘進(jìn)40米以?xún)?nèi)，不必安裝局部通風(fēng)機(jī)，依靠空氣的自然運(yùn)動(dòng)即可排出工作面炮煙。深度增加后，必須采用局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)。局部通風(fēng)機(jī)安裝在地面上，風(fēng)筒與工作面相連。由于槍煙密度低且向上流動(dòng)，最好采用強(qiáng)制通風(fēng)。第二節(jié)風(fēng)道局部通風(fēng)設(shè)備由局部通風(fēng)動(dòng)力設(shè)備、風(fēng)道及其附屬設(shè)備組成。風(fēng)筒是最常見(jiàn)的導(dǎo)風(fēng)裝置。風(fēng)管的基本要求是漏風(fēng)小、風(fēng)阻小、重量輕、拆裝方便。1.閘板式閘板根據(jù)其材料力學(xué)性能可分為剛性閘板和柔性閘板。剛性風(fēng)管由金屬板或玻璃鋼制成。與金屬風(fēng)管相比，

11、玻璃鋼風(fēng)管更輕，更耐酸堿腐蝕，摩擦阻力系數(shù)更小。柔性風(fēng)管是一種應(yīng)用廣泛的風(fēng)管，通常由橡膠和塑料制成。它最大的優(yōu)點(diǎn)是便攜性、可擴(kuò)展性、方便拆卸、組裝和運(yùn)輸。2.剛性風(fēng)管接頭一般采用法蘭連接。柔性風(fēng)管有多種連接方式，如插入式、單面連接、雙面連接、活動(dòng)三環(huán)多面連接、滾筒連接等。3.沖壓阻力，4。沖壓空氣泄漏剛性沖壓空氣泄漏主要發(fā)生在連接處。柔性閘板不僅在接頭處有漏氣，而且在全長(zhǎng)壁和縫合針眼處也有漏氣，因此閘板的漏氣屬于連續(xù)均勻漏氣。因此，開(kāi)始和結(jié)束時(shí)的空氣量的幾何平均值被用作空氣管道的空氣量q，即，本地風(fēng)扇的空氣量Qa不等于空氣管道出口處的空氣量Qh，Qa和Qh之間的差值是空氣管道的空氣泄漏量Ql。

12、1)風(fēng)管漏風(fēng)量占局部風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量的百分比稱(chēng)為風(fēng)管漏風(fēng)率l。l可以反映風(fēng)筒的漏風(fēng)量，但不能作為比較指標(biāo)。因此，100米的漏風(fēng)率l100常用來(lái)表示：在l100l/L100公式中，l是風(fēng)的長(zhǎng)度。2)有效風(fēng)量率掘進(jìn)工作面風(fēng)量占局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量的百分比稱(chēng)為有效風(fēng)量率pe。3)漏風(fēng)系數(shù)風(fēng)筒有效風(fēng)量的倒數(shù)稱(chēng)為風(fēng)筒漏風(fēng)系數(shù)pq。金屬風(fēng)管的Pq值可根據(jù)以下公式計(jì)算：其中k相當(dāng)于ai1.局部通風(fēng)機(jī)的類(lèi)型和性能目前，我國(guó)大多數(shù)煤礦仍在使用20世紀(jì)60年代開(kāi)發(fā)的JBT系列軸流式局部通風(fēng)機(jī)。效率低，空氣量和壓力低，噪音大。近年來(lái)，我國(guó)開(kāi)發(fā)了一些新產(chǎn)品，如沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)廠(chǎng)開(kāi)發(fā)的BKJ66-11、反旋風(fēng)機(jī)等。2.局部通風(fēng)機(jī)一

13、起工作()局部通風(fēng)機(jī)串聯(lián)連接(2)局部通風(fēng)機(jī)并聯(lián)連接。當(dāng)風(fēng)道的風(fēng)阻不大時(shí)，可以用一個(gè)局部通風(fēng)機(jī)來(lái)補(bǔ)充不足的空氣。第三節(jié)局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)設(shè)計(jì)一、局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)設(shè)計(jì)原則(1)礦井和采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)為局部通風(fēng)創(chuàng)造條件；(2)局部通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)。(3)盡量采用技術(shù)先進(jìn)、低噪音、高效率的局部通風(fēng)機(jī)。(4)壓入式通風(fēng)應(yīng)采用柔性風(fēng)管，抽出式通風(fēng)應(yīng)采用剛性骨架的伸縮風(fēng)管或完全剛性風(fēng)管。閘板材料應(yīng)為阻燃抗靜電材料。(5)當(dāng)一臺(tái)風(fēng)機(jī)不能滿(mǎn)足通風(fēng)要求時(shí)，可考慮兩臺(tái)或多臺(tái)風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)行。二、局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)設(shè)計(jì)步驟(1)確定局部通風(fēng)系統(tǒng)，繪制掘進(jìn)巷道局部通風(fēng)系統(tǒng)布置圖。(2)根據(jù)通風(fēng)方式和最大通

14、風(fēng)距離，選擇風(fēng)道的類(lèi)型和直徑；(3)計(jì)算風(fēng)機(jī)風(fēng)量和風(fēng)筒出口風(fēng)量；(4)根據(jù)掘進(jìn)巷道通風(fēng)長(zhǎng)度的變化，分階段計(jì)算局部通風(fēng)系統(tǒng)的總阻力；(5)根據(jù)計(jì)算出的局部通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)風(fēng)量和風(fēng)壓選擇局部通風(fēng)機(jī)；(6)根據(jù)礦井災(zāi)害的特點(diǎn)，選擇配套的安全技術(shù)設(shè)備。3.工作面1所需風(fēng)量的計(jì)算。壓入式通風(fēng)根據(jù)前蘇聯(lián).沃洛寧公式，當(dāng)風(fēng)道出口到工作面的距離為100米(45米)時(shí)，工作面或風(fēng)道出口所需風(fēng)量應(yīng)為：m3/min 2。撤退通風(fēng)根據(jù)前蘇聯(lián).沃洛寧公式，當(dāng)風(fēng)道末端距工作面的距離為：m3/min，2。當(dāng)混合通風(fēng)以長(zhǎng)抽短壓的混合方式布置時(shí)，為了防止空氣循環(huán)，并保持風(fēng)筒重疊段隧道內(nèi)除塵或稀釋氣體的最低風(fēng)速，抽出風(fēng)筒的吸入風(fēng)量應(yīng)大于壓入風(fēng)筒的出口風(fēng)量，即計(jì)算出pc壓入風(fēng)量。第四，清除礦井粉塵所需的風(fēng)量。排塵風(fēng)量的計(jì)算公式如下：5。根據(jù)風(fēng)速檢查風(fēng)量。巖石巷道基于最低風(fēng)速0.15米/秒或風(fēng)量Q9S(m3/min)；根據(jù)0.25米/秒或Q 15S (m3/min)的最小風(fēng)速，在半煤巖巷道