掘進工作面通風

1、第八章掘進工作面通風。本章主要內(nèi)容1。局部通風方法-壓入、抽出、混合、可控循環(huán)風2。掘進工作面所需風量的計算-壓入、抽出、混合，根據(jù)瓦斯、粉塵、炸藥等。3.局部通風設(shè)備-沖壓式，阻力局部通風機-性能，聯(lián)合作業(yè)4，局部通風系統(tǒng)設(shè)計-原則，步驟，第8章掘進工作面通風，利用局部通風機或主通風機產(chǎn)生的風壓對井下單頭巷道通風的方法稱為局部通風(也稱為掘進通風)。第1節(jié)局部通風方法1。局部通風機通風以局部通風機為動力，由風道引導的通風方式稱為局部通風機通風，是目前最重要的局部通風方式。常見通風模式：推入式、拉出式和混合式。1.壓入式排列：10m。在氣流離開風道并靠在巷道壁上后，噴射段由于夾帶作用而逐漸膨脹

2、，直到噴射段達到最大值。這部分稱為擴展部分。La的噴流截面逐漸減小，直至達到零，這稱為收縮截面。從壓頭出口到射流反向的最遠距離(即膨脹段和收縮段的總長度)稱為射流的有效范圍。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：(1)局部風機和電氣設(shè)備布置在新鮮空氣中；()有效范圍長，工作面風速高，排煙效果好；()可采用柔性風管，使用方便；()由于內(nèi)外部原因，風筒漏氣對巷道排水有一定影響。要求：(1)局部巷道要避免循環(huán)風；()局部通風機入口與掘進巷道的距離大于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、一般計算公式為：S巷道斷面，m2。特點：(1)新鮮空氣沿巷道流入工作面，工作條件好；()污濁的風穿過風扇；()有效吸入范圍小，通風時間延長，排煙效果不好；()不能使用柔性閘板。推入式通風與抽出式通風的比較：1)推入式通風時，局部通風機及其輔助電氣設(shè)備布置在新鮮空氣中，污濁空氣不通過局部通風機，是安全的；在抽氣通風時，含有氣體的污濁空氣通過局部通風機，如果局部通風機不具備防爆性能，是非常危險的。2)壓入式通風管道的出口風速和有效范圍均較大，可防止氣體分層積聚，提高大風速的散熱效果。然而，抽采通風的有效抽吸范圍較小，因此在掘進過程中很難保證風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、風相比，抽出式通風風量小，工作面排風時間長，速度慢。3)采用強制通風時，掘進巷道涌出的瓦斯從工作面排出，采用抽出式通風時，巷道壁涌出的瓦斯隨風流向工作面，安全性差。4)抽出通風時，新鮮空氣沿巷道流向工作面，整個巷道空氣新鮮，工作環(huán)境良好；在強制通風時，污染空氣沿著道路緩慢排放，并且道路行駛的時間越長，污染空氣的速度越慢，污染時間越長。5)壓入式通風可采用柔性風管，成本低、重量輕、運輸方便，負壓下的抽出式通風必須采用帶剛性框架的伸縮式風管，成本高、重量重、運輸不方便。4.混合通風混合通風是壓入式通風和抽出式通風兩種通風方式的聯(lián)合應(yīng)用。根據(jù)局部風機和風道的布置位置，可分為：長壓短抽、長抽短壓和長抽

5、長壓。1)室內(nèi)的污濁空氣、10m、10m、2)長壓短抽(先抽后壓)混合通風的主要特點如下：a)通風是大斷面長距離巖巷掘進通風的較好方式；主要缺點是減少壓入和抽出兩排風道的重疊部分的風量。當掘進巷道斷面較大時，風速更小，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)通風當局部通風機的吸入風量大于提供全風壓的巷道風量時，局部用風地點排出的部分污濁風流將再次通過局部通風機送至用風地點，故稱之為循環(huán)風。循環(huán)通風方式：循環(huán)通風分為有適當外部新鮮空氣的循環(huán)通風和沒有外部新鮮空氣的循環(huán)通風。前者是可控循環(huán)通風，也稱為開式循環(huán)通風；后者稱為閉環(huán)通風。當封閉循環(huán)系統(tǒng)用于煤礦采掘通風時，由于既沒有任何出口

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增加。因此，規(guī)定中嚴禁循環(huán)通風。如果循環(huán)通風是在一個開放的區(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)局部通風的優(yōu)點： (1)采用混合控制循環(huán)通風時，掘進巷道氣流循環(huán)區(qū)內(nèi)的風速較高，避免了瓦斯分層積聚，降低了等效溫度，改善了掘進巷道的氣候條件。(2)當除塵器設(shè)置在局部通風機前時，可以降低礦井粉塵濃度。(3)在掘進工作面風量相同的情況下，可以降低通風能耗。缺點：(1)由于通過局部通風機的氣流中

7、含有一定濃度的氣體和粉塵，有必要開發(fā)一種新型防爆除塵風機。()循環(huán)氣流被運行的風機加熱，然后返回掘進工作面，使空氣溫度上升。(3)當工作面附近發(fā)生火災(zāi)時，煙氣會回流到掘進工作面，安全性差，抗災(zāi)能力弱。當災(zāi)害發(fā)生時，應(yīng)立即控制有循環(huán)氣流的風機停止循環(huán)通風，恢復常規(guī)通風。第二，礦井全風壓通風全風壓通風是利用礦井主通風機的風壓，借助導風設(shè)施將引入風流的新鮮空氣引入掘進工作面。通風率取決于可用的風壓和風阻。根據(jù)不同的導風設(shè)施，可分為：1。風道導風。在巷道中設(shè)置擋風板墻，切斷主導風流。風道用于將新鮮空氣引入掘進工作面，臟空氣從單一掘進巷道排出。特點：該方法輔助工程量少，風管安裝拆卸方便。通常用于風量較小

8、的短巷道掘進通風。平行巷道導風裝置在主巷掘進時，在主巷附近挖一條與其平行的配風巷，并在主巷和配風巷之間定期挖一條聯(lián)絡(luò)巷，形成風流。當新連接通道連通時，舊連接通道關(guān)閉。兩條平行道路中僅有的一部分可由風斗或風道引導，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：這種方法常用于煤巷掘進，特別是在厚煤層礦區(qū)，當運輸和通風需要挖雙巷時。這種方法也常用于解決長巷道掘進中單一通風的困難。3.當鉆井時，空氣遠離地球表面這種導風方法需要大量施工和拆卸導風罩。它適用于短距離或沒有其他好方法的情況。3.噴射器通風利用噴射器產(chǎn)生的負通風壓力引導風通過風道的通風方法稱為噴射器通風。噴射器通風通常是壓入式的。優(yōu)

9、點：無電氣設(shè)備，無噪音；它還具有降溫、降塵的功能；在開采煤與瓦斯突出嚴重的煤層時，用它代替局部通風機通風簡單安全。缺點：風壓低，風量小，效率低，巷道積水。利用總壓差通風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，利用風斗沿方向?qū)⒕蜻M巷道隔開，一側(cè)可以進入新鮮空氣。但是，采用總壓差通風會直接增加主風機的負荷，相應(yīng)地減少礦井的總進風量，一般只用于通風距離為幾十米的地方。5.天井通風時，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?？梢钥闯觯炀L不僅很難應(yīng)用風道，而且很難將風道的風流引向工作面，因此天井通風比巷道通風困難得多。天

10、井開挖一般采用壓入式通風、引射式通風和風-水混合通風。天井開挖前，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機，可有效改善通風條件。六、立井通風立井掘進40米以內(nèi)，不必安裝局部通風機，依靠空氣的自然運動即可排出工作面炮煙。深度增加后，必須采用局部通風機通風。局部通風機安裝在地面上，風筒與工作面相連。由于槍煙密度低且向上流動，最好采用強制通風。第二節(jié)風道局部通風設(shè)備由局部通風動力設(shè)備、風道及其附屬設(shè)備組成。風筒是最常見的導風裝置。風管的基本要求是漏風小、風阻小、重量輕、拆裝方便。1.閘板式閘板根據(jù)其材料力學性能可分為剛性閘板和柔性閘板。剛性風管由金屬板或玻璃鋼制成。與金屬風管相比，

11、玻璃鋼風管更輕，更耐酸堿腐蝕，摩擦阻力系數(shù)更小。柔性風管是一種應(yīng)用廣泛的風管，通常由橡膠和塑料制成。它最大的優(yōu)點是便攜性、可擴展性、方便拆卸、組裝和運輸。2.剛性風管接頭一般采用法蘭連接。柔性風管有多種連接方式，如插入式、單面連接、雙面連接、活動三環(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，開始和結(jié)束時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)風管漏風量占局部風機工作風量的百分比稱為風管漏風率l。l可以反映風筒的漏風量，但不能作為比較指標。因此，100米的漏風率l100常用來表示：在l100l/L100公式中，l是風的長度。2)有效風量率掘進工作面風量占局部通風機工作風量的百分比稱為有效風量率pe。3)漏風系數(shù)風筒有效風量的倒數(shù)稱為風筒漏風系數(shù)pq。金屬風管的Pq值可根據(jù)以下公式計算：其中k相當于ai1.局部通風機的類型和性能目前，我國大多數(shù)煤礦仍在使用20世紀60年代開發(fā)的JBT系列軸流式局部通風機。效率低，空氣量和壓力低，噪音大。近年來，我國開發(fā)了一些新產(chǎn)品，如沈陽鼓風機廠開發(fā)的BKJ66-11、反旋風機等。2.局部通風機一

13、起工作()局部通風機串聯(lián)連接(2)局部通風機并聯(lián)連接。當風道的風阻不大時，可以用一個局部通風機來補充不足的空氣。第三節(jié)局部通風機通風設(shè)計一、局部通風機通風設(shè)計原則(1)礦井和采區(qū)通風系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)為局部通風創(chuàng)造條件；(2)局部通風系統(tǒng)應(yīng)安全可靠、經(jīng)濟合理、技術(shù)先進。(3)盡量采用技術(shù)先進、低噪音、高效率的局部通風機。(4)壓入式通風應(yīng)采用柔性風管，抽出式通風應(yīng)采用剛性骨架的伸縮風管或完全剛性風管。閘板材料應(yīng)為阻燃抗靜電材料。(5)當一臺風機不能滿足通風要求時，可考慮兩臺或多臺風機聯(lián)合運行。二、局部通風機通風設(shè)計步驟(1)確定局部通風系統(tǒng)，繪制掘進巷道局部通風系統(tǒng)布置圖。(2)根據(jù)通風方式和最大通

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