掘進工作麵通風 ppt培訓課件

第八章 掘進工作麵通風

本章主要內容

1、局部通風方法----壓入式、抽出式、混合式、可控循環風

2、掘進工作麵需風量計算----壓入式、抽出式、混合式、按瓦斯、粉塵、炸藥等

3、局部通風裝備----風筒---- 種類、阻力、漏風、安裝;局部通風機----性能、聯合運行

4、局部通風係統設計----原則、步驟

第八章 掘進工作麵通風

利用局部扇風機或主要扇風機產生的風壓對井下獨頭巷道進行通風的方法稱為局部通風(又稱掘進通風)。

第一節 局部通風方法

一、局部扇風機通風 

利用局部通風機作動力，通過風筒導風的通風方法稱局部通風機通風，它是目前局部通風最主要的方法。

常用通風方式：壓入、抽出和混合式。

1.壓入式

布置方式：

Le --氣流貼著巷壁射出風筒後,由於卷吸作用,射流斷麵逐漸擴張，直至射流的斷麵達到最大值，此段稱為擴張段;

La--射流斷麵逐漸減少，直到為零，此段稱收縮段。

Ls--從風筒出口至射流反向的最遠距離(即擴張段和收縮段總長)稱射流有效射程。

在巷道條件下，一般有：

式中 S——巷道斷麵,m2。

特點：(1)局扇及電器設備布置在新鮮風流中;

(2)有效射程遠，工作麵風速大，排煙效果好;

(3)可使用柔性風筒，使用方便;

(4)由於P內>P外，風筒漏風對巷道排汙有一定作用。

要求：(1)Q局

(2)局扇入口與掘進巷道距離大於10m;

(3)風筒出口至工作麵距離小於Ls。

2.抽出式

布置方式：

有效吸程Le:風筒吸口吸入空氣的作用範圍。

在巷道邊界條件下，其一般計算式為：

式中 S——巷道斷麵，m2。

特點：(1)新鮮風流沿巷道進入工作麵，勞動條件好;

(2)汙風通過風機;

(3)有效吸程小，延長通風時間，排煙效果不好;

(4)不通使用柔性風筒。

3. 壓入式和抽出式通風的比較：

1) 壓入式通風時，局部通風機及其附屬電氣設備均布置在新鮮風流中，汙風不通過局部通風機，安全性好;而抽出式通風時，含瓦斯的汙風通過局部通風機，若局部通風機不具備防爆性能，則是非常危險的。

2)壓入式通風風筒出口風速和有效射程均較大，可防止瓦斯層狀積聚，且因風速較大而提高散熱效果。然而，抽出式通風有效吸程小，掘進施工中難以保證風筒吸入口到工作麵的距離在有效吸程之內。與壓入式通風相比，抽出式風量小,工作麵排汙風所需時間長、速度慢。

3)壓入式通風時,掘進巷道湧出的瓦斯向遠離工作麵方向排走,而用抽出式通風時,巷道壁麵湧出的瓦斯隨風流向工作麵，安全性較差。

4) 抽出式通風時,新鮮風流沿巷道進向工作麵，整個井巷空氣清新，勞動環境好;而壓入式通風時，汙風沿巷道緩慢排出，當掘進巷道越長，排汙風速度越慢，受汙染時間越久。

5)壓入式通風可用柔性風筒，其成本低、重量輕，便於運輸，而抽出式通風的風筒承受負壓作用，必須使用剛性或帶剛性骨架的可伸縮風筒，成本高，重量大，運輸不便。

4. 混合式通風

混合式通風是壓入式和抽出式兩種通風方式的聯合運用,按局部通風機和風筒的布設位置，分為:長壓短抽、長抽短壓和長抽長壓。

1) 長抽短壓(前壓後抽)

工作麵的汙風由壓入式風筒壓入的新風予以衝淡和稀釋，由抽出式主風筒排出。

其中抽出式風筒須用剛性風筒或帶剛性骨架的可伸縮風筒，若采用柔性風筒，則可將抽出式局部通風機移至風筒入風口，改為壓出式，由裏向外排出汙風(如圖b)。

2) 長壓短抽(前抽後壓)

工作方式：新鮮風流經壓入式長風筒送入工作麵, 工作麵汙風經抽出式通風除塵係統淨化,被淨化後的風流沿巷道排出。

混合式通風的主要特點：

a、通風是大斷麵長距離岩巷掘進通風的較好方式;

b、主要缺點是降低了壓入式與抽出式兩列風筒重疊段巷道內的風量，當掘進巷道斷麵大時,風速就更小,則此段巷道頂板附近易形成瓦斯層狀積聚。

5.可控循環通風

當局部通風機的吸入風量大於全風壓供給設置通風機巷道的風量時，則部分由局部用風地點排出的汙濁風流，會再次經局部通風機送往用風地點，故稱其為循環風。

循環通風方式：循環通風分為摻有適量外界新風的循環通風和不摻有外界新風的循環通風。前者即為可控製循環通風，也稱為開路循環通風;後者稱為閉路循環通風。

在煤礦掘進通風中當使用閉路循環係統時，因既無任何出口，也無法除去這些氣體，在封閉的循環區域中的汙染物濃度必然會越來越大。因此，《規程》嚴禁采用循環通風。

如果循環通風是在一個敞開的區域內，且連續不斷地有適量的新鮮風流摻入到循環風流中,經理論與實踐證明，這部分有控製的循環風流中的汙染物濃度僅僅取決於該地區內汙染物的產生率及流過該地區的新鮮風量的大小，故循環區域中任何地點的汙染物濃度，都不會無限製地增大，而是趨於某一限值。

可控循環局部通風優點: (1) 采用混合式可控循環通風時,掘進巷道風流循環區內側的風速較高，避免了瓦斯層狀積聚,同時也降低了等效溫度，改善了掘進巷道中的氣候條件。

(2) 當在局部通風機前配置除塵器時，可降低礦塵濃度。

(3) 在供給掘進工作麵相同風量條件下，可降低通風能耗。

缺點：(1) 由於流經局部通風機的風流中含有一定濃度的瓦斯與粉塵，因此，必須研製新型防爆除塵風機。

(2)循環風流通過運轉風機的加熱,再返回掘進工作麵，使風溫上升。

(3) 當工作麵附近發生火災時，煙流會返回掘進工作麵，故安全性差，抗災能力弱，災變時有循環風流通過的風機應立即進行控製,停止循環通風,恢複常規通風。

二、礦井全風壓通風

全風壓通風是利用礦井主要通風機的風壓，借助導風設施把主導風流的新鮮空氣引入掘進工作麵。其通風量取決於可利用的風壓和風路風阻。

按其導風設施不同可分為：

1.風筒導風 在巷道內設置擋風牆截斷主導風流，用風筒把新鮮空氣引入掘進工作麵，汙濁空氣從獨頭掘進巷道中排出。。

特點：此種方法輔助工程量小，風筒安裝、拆卸比較方便，通常用於需風量不大的短巷掘進通風中。

2.平行巷道導風 在掘進主巷的同時，在附近與其平行掘一條配風巷，每隔一定距離在主、配巷間開掘聯絡巷，形成貫穿風流，當新的聯絡巷溝通後，舊聯絡巷即封閉。兩條平行巷道的獨頭部分可用風幛或風筒導風，巷道的其餘部分用主巷進風，配巷回風。

特點：此方法常用於煤巷掘進，尤其是厚煤層的采區巷道掘進中，當運輸、通風等需要開掘雙巷時。此法也常用於解決長巷掘進獨頭通風的困難。

3.鑽孔導風 離地表或鄰近水平較近處掘進長巷反眼或上山時，可用鑽孔提前溝通掘進巷道，以便形成貫穿風流。

這種通風方法曾被應用於煤層上山的掘進通風，取得了良好排瓦斯效果。

4.風幛導風 在巷道內設置縱向風幛，把風幛上遊一側的新風引入掘進工作麵，清洗後的汙風從風幛下遊一側排出。這種導風方法，構築和拆除風幛的工程量大。適用於短距離或無其它好方法可用時采用。

三、引射器通風 

利用引射器產生的通風負壓,通過風筒導風的通風方法稱引射器通風。引射器通風一般都采用壓入式。

優點：無電氣設備，無噪音;還具有降溫、降塵作用;在煤與瓦斯突出嚴重的煤層掘進時，用它代替局部通風機通風，設備簡單，安全性較高。

缺點：風壓低、風量小、效率低，並存在巷道積水問題。

三、工作麵所需風量計算 

1. 壓入式通風

前蘇聯В.Н.沃洛寧公式，當風筒出口到工作麵的距離

Lop≤Ls=(4～5)時，工作麵所需風量或風筒出口的風量應為：

m3/min

2. 抽出式通風

前蘇聯В.Н.沃洛寧公式,當風筒末端至工作麵的距離 時, 工作麵所需風量或風筒入口風量應為：

m3/min

2. 混合式通風

在長抽短壓混合式布置時，為防止循環風和維持風筒重疊段巷道內具有最低的排塵或稀釋瓦斯風速，則抽出式風筒的吸風量應大於壓入式風筒出口風量,即

式中Qpc 按壓入式風量計算。

四、排除礦塵所需風量 

風流的排塵風量可按下式計算：

五、按風速驗算風量

岩巷按最低風速0.15m/s或風量Q9S(m3/min);半煤岩巷和煤巷按不能形成瓦斯層的最低風速0.25m/s或Q 15S (m3/min);驗算

扇風機工作壓差為

式中 R-按照掘進最終長度的風筒風阻，N·s2/m8;

QP-通過風筒的平均風量，m3/s。

注意：由於目前，扇風機的特性曲線仍用工程單位製，選擇扇風機時應注意單位換算。