1、第五章第五章 掘進通風掘進通風5.1 5.1 掘進通風方法掘進通風方法5.2 5.2 掘進工作面所需風量的計算掘進工作面所需風量的計算5.3 5.3 掘進通風設備的選擇掘進通風設備的選擇5.4 5.4 掘進通風技術管理和安全措施掘進通風技術管理和安全措施掘進通風的概念掘進通風的概念n礦井新建、擴建或生產時，都要掘進巷道，在掘進過程中，為了稀釋和排出自煤(巖)體涌出的有害氣體、爆破產生的炮煙和礦塵，以及創造良好的氣候條件，必須對獨頭掘進工作面進行通風。ch4炮煙粉塵怎么工作嘛？5.1 掘進通風方法掘進通風方法礦井風壓通風方法局部動力設備通風掘進掘進通風通風5.1.1 總風壓通風方法總風壓通風方法

2、這種方法不需增設其它動力設備，直接利用礦井主扇造成的風壓對掘進巷道和工作面進行通風為了將新鮮風流引入工作面并排出污風，必須采用擋風墻、風幛和風筒等導風設施。優點是安全可靠，管理方便安全可靠，管理方便，但要有足夠的總風壓。 1.利用縱向風墻導風利用縱向風墻導風風墻的構筑可用磚、石風墻，木板墻及帆布，塑料等柔性風幛。后兩種漏風大，只適用于短距離的導風。磚、石風墻漏風小，導風距離可超過 500m；墻需有一磚至一磚半厚，并用砂漿勾縫。在圖中1為縱向風墻，2為帶有調節風窗的調節風門，以便行人和調節導入掘進工作面的風量。2.利用風筒導風利用風筒導風n采用風筒導風需設置擋風墻2，墻上開有風窗的調節風門3?；?/p>

3、區封閉火區的獨頭巷道3.利用平行巷道通風利用平行巷道通風在掘進主巷的同時，距主巷1020m另掘一條平行的配風巷，主、配巷之間按一定距離開掘聯絡眼，前一個聯絡眼掘通后，后一個聯絡眼便密封。主巷進風，配巷回風。兩條平行的獨頭巷道可用風幛或風筒導風。 n 適于長距離的巷道掘進通風5.1.2 使用局部動力設施的通風法使用局部動力設施的通風法當總風壓不能滿足掘進通風的要求時，借助專門的動力設備對掘進巷道進行局部通風。局部動力設施主要有引射器和局部通風機。 1引射器通風引射器通風 引射器的通風原理是利用壓力水或壓縮空氣經噴嘴高速射出產生射流。周圍的空氣被卷吸到射流中，為了減少射流與卷吸空氣間沖擊損失，空氣

4、和射流在混合管內摻混，整流后共同向前運動，使風筒內有風流不斷流過。優點與缺點優點與缺點n引射器通風具有設備簡單、安全、水引射器有利于除塵和降溫(水溫低時)的優點。n但產生的風壓低，送風量?。?0200 m3/min)，效率低，費用高，只有在用水砂充填采煤法的礦井中，才可順便使用水風扇引射器。為滿足掘進通風的風壓與風量要求，可用多噴咀進行串聯通風。 2. 局部通風機通風局部通風機通風 局部通風機通風是礦井廣泛采用的掘進通風方法，按其工作方式分為壓入式、抽出式和混合式三種。 n1)壓入式通風壓入式通風 局部通風機和啟動裝置安裝在離掘巷道口10m外的進風側，局部通風機把新鮮風流經風筒壓送到掘進工作面

5、，污風沿巷道排出。 工作面爆破后，煙塵充滿迎頭形成炮煙拋擲區。風流由風筒射出后，按紊動射流的特性使炮煙被卷吸到射出的風流中，二者摻混共同向前移動。n 風流從風筒出口到轉向點的距離叫有效射程lj，風筒出口與工作面的距離不能超過有效射程，否則會在工作面附近出現煙流停滯區。壓入式風筒出口到工作面的距離lp約為： lp lj (45)s，m（s掘進巷道凈斷面積，m2)n2)抽出式通風 這種通風方式是把局部通風機安裝在離巷道口10m以外的回風側。新鮮風流沿巷道流入，污風通過鐵風筒由局部通風機排出。 這種通風方式在風筒吸口附近形成一股流入風筒的風流，離風筒越遠風速越小，只能在一定距離以內有吸入炮煙的作用，

6、這段距離稱為有效吸程ls。在有效吸程以外的炮煙處于停滯狀態。因此，抽出式風筒口離工作面的距離le應小于有效吸程： le ls 1.5s，m壓入式通風與抽出式通風優缺點比較：壓入式通風與抽出式通風優缺點比較：n (1) 抽出式通風時，污濁風流必須通過局部通風機，極不安全。而壓入式通風時，局部通風機安設在新鮮風流中，通過局通風機的為新鮮風流，故安全性高，n (2)抽出式通風有效吸程小，排出工作面炮煙的能力較差：壓入式通風風筒出口射流的有效射程大，排出工作面炮煙和瓦斯的能力強。壓入式通風與抽出式通風優缺點比較：壓入式通風與抽出式通風優缺點比較：n (3)抽出式通風由于炮煙從風筒中排出，不污染巷道中的

7、空氣，故勞動衛生條件好。壓入式通風時炮煙沿巷道流動，勞動衛生條件較差，而且排出炮煙的時間較長。n (4)抽出式通風只能使用剛性風筒或帶剛性圈的柔性風筒，壓入式通風可以使用柔性風筒。 從以上比較可以看出，兩種通風方式各有利弊。但壓入式通風安全可靠性較好，故在煤礦中得到廣泛應用。 3 混合式通風混合式通風n 混合式通風的布置如圖所示。其中壓入式風筒出風口與工作面的距離仍應小于有效射程長度，抽出式風筒吸風口與工作面的距離和壓入式局部通風機所在位置有關。n 壓入式局部通風機可隨工作面的推進及時向前移動，與工作面距離保持在4050米左右。 抽出式風筒吸風口應超壓入式局部通風機10米以上，同時其風筒吸風口

8、距工作面的距離應大于炮煙拋擲長度，一般為30米左右。5.2 掘進工作面所需風量的計算n對于新設計礦井工作面按爆破排煙的需要確定風量。n1、壓入式通風方式所需風量計算n2、抽出式通風方式所需風量計算n3、混合式通風方式所需風量計算5.2.1 壓入式通風量計算壓入式通風量計算 式中，qbp風筒口的出風量，m3/min； t通風時間，min； a一次爆破的炸藥消耗量，kg； s掘進巷道的凈斷面積，m2； ld工作面至炮煙被稀釋到安全濃度的距離， 可按ld400a/s(m)計算。當掘進巷道的長度小于ld 時，用巷道長度置換ld 。min,)(8 . 7332mslatqdbp5.2.2 抽出式通風量計

9、算抽出式通風量計算 式中，qbe風筒入口的風量， m3/min； lt炮煙拋擲的長度，m。它取決于起爆方 式和炸藥消耗量，即：電雷管起爆時，lt15+a/5，m；火雷管起爆時，lt15a，mmin,183mslatqtbe5.2.3 混合式通風量計算混合式通風量計算n 在長抽短壓的通風方式中，應滿足抽出式風筒入口的風量qbe大于壓入式風筒出口的風量qbp，以防止循環風和維持風筒重疊段內的巷道中具有排塵或稀釋瓦斯的最低速度。因此，須先計算qbp，然后用下式計算qbe： qbeqbp60vs 式中，v排塵的最低風速0.150.25m/s；或稀釋瓦斯的最低風速0.5m/s； s風筒重疊段的巷道面積，

10、m2。 最后，根據最低風速驗算n巖巷：按最低排塵風速0.15m/s計算，最低風量： qb9s，m3/min；n半煤巖和煤巷：按不能形成瓦斯層的最低風速0.5m/s計算，最低風量： qb30s， m3/min。n根據最高風速驗算，巖巷、半煤巖和煤巷皆以最高風速4m/s計算，這時 ： qb240s，m3/min。5.3 掘進通風設備的選擇1、風筒的選擇2、確定局部通風機工作參數3、選擇局部通風5.3.1 風筒選擇風筒選擇n1風筒的種類 掘進通風使用的風筒有：金屬風筒和帆布、膠布、人造革等柔性風筒。 柔性風筒只適用于壓入式通風。為了滿足抽出式通風的要求，目前有用金屬整體螺旋彈簧鋼絲為骨架的塑料布風筒

11、。常用的風筒直徑有300、400、500、600和800mm等。 n 2風筒的風阻 風筒風阻包括風筒的摩擦風阻rfr和局部風阻rer包括接頭風阻rjo、彎頭風阻rbe和風筒的出口風阻rou(壓入式)或是入口風阻rin(抽出式)。 壓入式風筒的總風阻為：2522286.5222pfrjobeoujobeiourrrrrln sndsssm，2522286.5,222efrjobeinjobeiinrrrrrln sndsssm式中,l風筒全長，m； d 風筒直徑，m； s風筒斷面積，m2； 風筒摩擦阻力系數，ns2m4。金屬風筒內壁粗糙度大致相同，所以值只與直徑有關(表5-2）如下圖。柔性風筒和

12、帶剛性圈的柔性風筒的摩擦阻力系數都與風壓有關。抽出式風筒的總風阻為：njo風筒接頭的局部阻力系數，無因次。當風筒全長共有n個接頭時，則接頭總的局部阻力系數按njo計算。nbs風筒拐彎局部阻力系數，無因次，按拐彎角度查表；nou風筒出口局部阻力系數，取ou1；nin風筒入口局部阻力系數，當入口處完全修圓時in 0.1，不修圓的直角入口in 0.50.6。金屬風筒直徑（mm）2003004005006008001044944.139.234.329.424.5表5-2 在實際應用中，一般將實測百米風筒平均風阻(包括局部風阻)作為衡量風筒管理質量和設計的數據。 根據風筒的百米風阻值r100可以直接計

13、算長度為l的風筒實際風阻：82100,100msnrlrp 表5-3是開灤等礦和重慶研究所實測的風筒百米風阻值的結果。n3風筒漏風 金屬和透氣性極小的塑料風筒的漏風主要發生在接頭處；膠布風筒全長及接頭都有漏風，屬連續均勻漏風。漏風使風筒的始端風量qf與風筒末端風量q不等。故用始末兩端風量的幾何平均值作為通過風筒的平均風量q，即：n 顯然，qf與q的差值就是風筒的漏風量ql。它與風筒種類，接頭的數目、方法和質量以及風筒直徑、風壓等有關，但更主要的是與風筒的維護和管理密切相關smqqqf3,反映風筒漏風程度的指標：n1) 風筒漏風率 風筒漏風量占局扇工作風量的百分數，即le雖然反映某一風筒的漏風情

14、況，但不能作為比較的指標，故常用百米漏風率le100，即： 式中 l風筒長度，m。,%100100fffleqqqqql,%100100100lqqqlffe柔性風筒的漏風率應符合下表n 2) 風筒的有效風量率ef：掘進工作面風量(風筒末端風量)占局部通風機工作風量的百分數，即： n 3) 風筒漏風備用系數 該值是指qf與q之比，即：,%100)1 (100100eflffflqqqqqeeffleqq11100n4) 風筒的直徑風筒直徑的選擇主要取決于送風量、送風距離以及巷道斷面的大小等因素。生產中，一般是根據經驗選取標準直徑。下表是雞西、開灤等礦區局部通風機和風筒配套的經驗。 表5-55.

15、3.2 確定局部通風機的工作參數確定局部通風機的工作參數n1)局部通風機工作風量qfn根據掘進工作面所需風量q、距離l和風筒百米漏風率le100，確定風筒的漏風率le,：n n然后確定風筒的漏風備用系數 :100100100100llelqqqlffe100100llleeeffleqq11100 n再用下式計算風機的風量：n qfq，m3/sn 2)局部通風機工作風壓hfn無論是壓入式風筒還是抽出式風筒的風阻，均可根據工作面最長的通風距離選擇風筒種類和直徑，再查表7-3得到的百米風阻，由此計算出總風阻：n 局部通風機風壓用于克服風筒的通風阻力。應滿足：n 82100,100msnrlr2rq

16、hhrfn 由于風筒漏風，計算風筒通風阻力時，應按通過風筒的平均風量q值計算。其中：n 對于壓入式局部通風機的工作風壓，要用局部通風機的全風壓hft，即： hftrp.q2rpqf q ， pan式中，rp壓入式風筒的總風阻，實際上就是上面計算出來的r值， ns2/m8 n對于抽出式局部通風機的工作風壓，宜用局部通風機的靜風壓hfs，即： hfsreq2reqf q， pa n式中，re抽出式風筒的總風阻，ns2/m8 。 5.3.3 選擇局部通風機選擇局部通風機 局部通風機有軸流式和離心式兩種。煤礦多使用我國生產的防爆型jbt系列軸流式局部通風機。其性能曲線和型號、規格分別如圖5-16和表5

17、-6所示。根據上面算出的hf和qf值，在圖5-16中選擇合適的局部通風機，再參照表5-5和表5-6選擇配套的風筒。表5-6圖5-161jbt-41型 2jbt-42型 3jbt-51型 4jbt-52型 5jbt-61型 6jbt-62型 如果選用的局部通風機工作風壓不能滿足要求，可選用二臺或二臺以上局部通風機進行串聯作業。其串聯作業方式分為集中串聯和間隔串聯。皆可達到增加風壓的目的。但從兩種串聯方式的風壓分布圖可以看出，在相同條件下集中串聯時，風筒中最大的風壓大于間隔串聯，所以集中串聯風筒漏風將大于間隔串聯。 間隔串聯時，如果兩臺局部通風機相隔較遠，便會在第二臺局部通風機后面一段風筒內產生負

18、壓，因而在這個區段內會有部分污風漏入風筒，造成循環風。為避免這種現象，兩臺局部通風機的間距一般不得大于風筒全長的三分之一，使風壓分布情況如圖b所示。 掘進長距離瓦斯巷道，一臺局部通風機的風壓不夠用時，間隔串聯不安全，可用局部通風機集中串聯的方式；局部通風機之間須用一段風筒隔開，使第一臺局部通風機出口的紊亂風流不影響第二臺局部通風機的運轉效率。5.4 掘進通風的技術管理和安全措施1、保證工作面有足夠的新鮮風量2、保證局部通風機安全運轉3、煤巷機械掘進的通風安全措施一、保證工作面有足夠的新鮮風量一、保證工作面有足夠的新鮮風量n 1) 采用局部通風機和引射器通風，無論工作面是在工作、休息或交班，都不

19、準隨意停風和減少風量。n 2) 提高有效風量，包括： 1、減少導風設施的漏風：對于風墻應合理選擇建筑材料，提高構筑質量；對于柔性風筒應適當加大每節風筒長度，減少接頭數，并注意不斷改進柔性風筒的接頭方法。 目前井下廣泛采用接頭嚴密、漏風小的反邊接頭法。反邊接頭又分單反邊、雙反邊和多反邊等。 雙反邊接頭的連接順序如圖所示，先在風筒兩端套上鐵環l、2，并各留200300mm的反邊(圖a)順風流方向把有鐵環1的風筒插入有鐵環2的風筒內，拉緊風筒使兩環靠攏，要防止風筒歪斜出褶皺(圖b)，然后把風筒1的反邊翻套過來，再把風筒2的反邊翻套過來(圖c)。n 多反邊接頭如圖示，是在雙反邊的基礎上多一個活環3?；?/p>

20、環3先套在有鐵環2的風筒上(圖a)，當風筒1反邊翻套在風筒2上時，再把活環3套在風筒2的反邊和風筒1的翻邊上(圖b)，然后把風筒2的反邊和風筒l的翻邊都翻套在活環3和鐵環1上(圖c)。n 此外，及時修補風筒和堵補風筒的針眼也是常用的減少漏風的手段。n 2、降低導風設施的風阻提高有效風量 適當選用大直徑風筒；提高設備的安裝質量，風筒力求吊掛平直；局部通風機應墊高(或懸吊)保持與風筒成一直線。在淋水大的巷道中，風筒應安裝放水咀及時放掉積水，減少附加阻力。這些都是降低風筒風阻的辦法。 二、保證局部通風機安全運轉二、保證局部通風機安全運轉采用局部通風機通風時，應做到：n 1) 局部通風機有專人負責管理

21、。局部通風機啟動裝置必須裝在進風巷道中，距回風口不小于10m。局部通風機吸風量必須小于全風壓供給該處的風量，以免發生循環風。n 2) 防止局部通風機電動機燒壞，除加強對局部通風機和啟動裝置的檢查與維修外，若采用磁力啟動器時，可在控制電路上裝有電磁式接頭，當啟動器內一相電流斷路時，兩個互感器之一無電流，控制線路中的兩個接點就會斷開。造成磁力啟動器跳閘。切斷電源保護局部通風機的電動機。n3)局部通風機和掘進工作面中的電氣設備必須裝有延時的風電閉鎖裝置，一旦局部通風機停止運轉便能立即自動切斷局部通風機供風的巷道中的一切電源。n4)在高瓦斯(或煤與瓦斯突出)礦井的煤巷掘進中，在工作面安設瓦斯自動檢測報警斷電裝置。局部通風機應用雙回路供電，以保證局部通風機連續運轉。目前普遍采用“三專兩閉鎖”系統，即專用變壓器，專用開關，專用電纜，風電閉鎖，瓦斯電閉鎖。 n5) 建立局部通風機停止制度，當因檢修、停電等原因停風時，必須撒出人員，切斷電源。