第六章----局部通風

1、第六章 局部通風,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(huán)風，全風通風， 2、掘進工作面需風量計算-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(lián)合運行 4、局部通風系統(tǒng)設計-原則、步驟 5、掘進安全技術裝備系列化,第六章 局部通風,利用局部通風機或主要通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(jié) 局部通風方法 一、局部通風機通風 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。 ,L

2、e 氣流貼著巷壁射出風筒后,由于卷吸作用,射流斷面逐漸擴張，直至射流的斷面達到最大值，此段稱為擴張段； La射流斷面逐漸減少，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巷道斷面,m2。,10m,1.壓入式 布置方式：,特點：（）局扇及電器設備布置在新鮮風流中； （）有效射程遠，工作面風速大，排煙效果好； （）可使用柔性風筒，使用方便； （）由于內外，風筒漏風對巷道排污有一定作用。 要求：（）局巷，避免產生循環(huán)風； （）局扇入口與掘進巷道距離大于10m； （）風筒出口至工作面距離小于Ls。,2.抽出式 有

3、效吸程Le:風筒吸口吸入空氣的作用范圍。 特點：（）新鮮風流沿巷道進入工作面，勞動條件好； （）污風通過風機； （）有效吸程小，延長通風時間，排煙效果不好； （）不通使用柔性風筒。,Le,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，污風不通過局部通風機，安全性好；而抽出式通風時，含瓦斯的污風通過局部通風機，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面的距離在有效吸程之內。與壓入式通風

4、相比，抽出式風量小,工作面排污風所需時間長、速度慢。 3)壓入式通風時,掘進巷道涌出的瓦斯向遠離工作面方向排走,而用抽出式通風時,巷道壁面涌出的瓦斯隨風流向工作面，安全性較差。 4) 抽出式通風時,新鮮風流沿巷道進向工作面，整個井巷空氣清新，勞動環(huán)境好；而壓入式通風時，污風沿巷道緩慢排出，當掘進巷道越長，排污風速度越慢，受污染時間越久。 5)壓入式通風可用柔性風筒，其成本低、重量輕，便于運輸，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(lián)合運用,按局部通風機和風筒的布設位置，分為:長

5、壓短抽、長抽短壓和長抽長壓。 1) 長抽短壓（前壓后抽） 工作面的污風由壓入式風筒壓入的新風予以沖淡和稀釋，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，由里向外排出污風(如圖b）。,10m,10m,10m,10m,2) 長壓短抽(前抽后壓) 工作方式：新鮮風流經壓入式長風筒送入工作面, 工作面污風經抽出式通風除塵系統(tǒng)凈化,被凈化后的風流沿巷道排出。 混合式通風的主要特點： a、大斷面長距離巖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，當掘進巷道斷面大時,風速

6、就更小,則此段巷道頂板附近易形成瓦斯層狀積聚。,局部風機,停風積存大量瓦斯巷道，正 排 放 瓦 斯,循 環(huán) 風,新鮮風不夠四臺局部風機用，產生循環(huán)風,高濃度瓦斯回流，遇拆卸礦燈的火源引起爆炸。,木沖溝礦因循環(huán)風引起 瓦斯爆炸示意圖,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面。其通風量取決于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 在巷道內設置擋風墻截斷主導風流，用風筒把新鮮空氣引入掘進工作面，污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，通常用于需風量不大的短巷掘進通風中

7、。,.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(lián)絡巷，形成貫穿風流，當新的聯(lián)絡巷溝通后，舊聯(lián)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，巷道的其余部分用主巷進風，配巷回風。 特點：此方法常用于煤巷掘進，尤其是厚煤層的采區(qū)巷道掘進中，當運輸、通風等需要開掘雙巷時。此法也常用于解決長巷掘進獨頭通風的困難。,3.鉆孔導風 離地表或鄰近水平較近處掘進長巷反眼或上山時，可用鉆孔提前溝通掘進巷道，以便形成貫穿風流。曾被應用于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，把風幛上游一側的新風引入掘進工作面，清洗后的污

8、風從風幛下游一側排出。這種導風方法，構筑和拆除風幛的工程量大。適用于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(yōu)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，并存在巷道積水問題。,第二節(jié) 掘進工作面需風量計算 一、排除炮煙所需風量 1. 壓入式通風 前蘇聯(lián).沃洛寧公式，當風筒出口到工作面的距離 LopLs(45) 時，工作面所需風量或風筒出口的風量應為： m3/min 2. 抽出式通風

9、前蘇聯(lián).沃洛寧公式,當風筒末端至工作面的距離 時, 工作面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(huán)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于壓入式風筒出口風量,即 式中pc 按壓入式風量計算。 二、排除瓦斯所需風量 在有瓦斯涌出的巷道掘進工作面內，其所需風量應保證巷道內任何地點瓦斯?jié)舛炔怀?，其值可按下式計算?三、排除礦塵所需風量 風流的排塵風量可按下式計算： 四、按風速驗算風量 巖巷按最低風速0.15m/s或風量Q9S(m3/min);半煤巖巷和煤巷按不能形成瓦斯層的最低風速0.25m/s或Q 1

10、5S (m3/min);驗算,第三節(jié) 局部通風裝備 局部通風裝備是由局部通風動力設備、風筒及其附屬裝置組成。 一、風筒 風筒是最常見的導風裝置。對風筒的基本要求是漏風小、風阻小、重量輕、拆裝簡便。 1. 風筒種類 風筒按其材料力學性質可分為剛性和柔性兩種。 剛性風筒是用金屬板或玻璃鋼材制成。玻璃鋼風筒比金屬風筒輕便、抗酸、堿腐蝕性強、摩擦阻力系數小。 柔性風筒是應用更廣泛的一種風筒，通常用橡膠、塑料制成。其最大優(yōu)點是輕便，可伸縮、拆裝運搬方便。 2. 風筒接頭 剛性風筒一般采用法蘭盤連接方式。柔性風筒的接頭方式有插接、單反邊接頭、雙反邊接頭、活三環(huán)多反邊接頭、羅圈接頭等多種形式。 3. 風筒的

11、阻力計算公式參見第三章。摩擦阻力系數和局部阻力系數選取見書P122頁,4.風筒漏風 剛性風筒的漏風，主要發(fā)生在接頭處，柔性風筒不僅接頭而且全長的壁面和縫合針眼都有漏風，故風筒漏風屬連續(xù)的均勻漏風。因此，應用始末端風量的幾何平均值作為風筒的風量Q,即： ，m3/min 式中局部通風機風量Qa與風筒出口風量Qh不等， Qa與Qh之差就是風筒的漏風量Ql， 1)漏風率 風筒漏風量占局部通風機工作風量的百分數稱為風筒漏風率l。 l雖能反映風筒的漏風情況，但不能作為對比指標。故常用百米漏風率l100表示： l100l/L100 式中 L 為風簡長度。,2)有效風量率 掘進工作面風量占局部通風機工作風量的

12、百分數稱為有效風量率pe。 3) 漏風系數 風筒有效風量率的倒數稱為風筒漏風系數pq。 金屬風筒的pq值可按下式計算： 式中 K相當于直徑為1m的金屬風筒每個接頭的漏風率。 D風筒直徑,m; n風筒接頭數,個; L風筒全長,m。 R0每米長風筒的風阻,Ns2/m8; 柔性風筒的pq值： 式中 n接頭數；j個接頭的漏風率。,三、局部通風機 井下局部地點通風所用的通風機稱為局部通風機。 要求：體積小、風壓高、效率高、噪聲低、性能可調、堅固防爆。 1. 局部通風機的種類和性能 目前我國煤礦大部分仍延用六十年代研制的JBT系列軸流式局部通風機。具有低效率、低風量風壓、高噪聲。 近年來，我國已研制開發(fā)了

13、一些新產品，如沈陽鼓風機廠研制的BKJ66-11，對旋風機等。 2. 局部通風機聯(lián)合工作 （）局部通風機串聯(lián) (2) 局部通風機并聯(lián) 當風筒風阻不大，用一臺局部通風機供風不足時，可采用。,第四節(jié) 局部通風系統(tǒng)設計 一、局部通風系統(tǒng)的設計原則 (1) 礦井和采區(qū)通風系統(tǒng)設計應為局部通風創(chuàng)造條件； (2) 局部通風系統(tǒng)要安全可靠、經濟合理和技術先進。 (3) 盡量采用技術先進的低噪、高效型局部通風機。 (4) 壓入式通風宜用柔性風筒，抽出式通風宜用帶剛性骨架的可伸縮風筒或完全剛性的風筒。風筒材質應選擇阻燃、抗靜電型。 (5)當一臺風機不能滿足通風要求時可考慮選用兩臺或多臺風機聯(lián)合運行。 ,二、局部

14、通風設計步驟 (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) 按通風方法和最大通風距離，選擇風筒類型與直徑； (3) 計算風機風量和風筒出口風量； (4) 按掘進巷道通風長度變化，分階段計算局部通風系統(tǒng)總阻力 (5) 按計算所得局部通風機設計風量和風壓，選擇局部通風機； (6) 按礦井災害特點，選擇配套安全技術裝備。,第五節(jié) 掘進安全技術裝備系列化,一、掘進工作面產生事故的原因： （1）最先揭露煤層，破壞了煤層中的瓦斯靜平衡狀態(tài)，使大量瓦斯從煤壁和頂板向巷道內涌入。當穿地質構造帶時，瓦斯涌出也會增大，因此，在掘進工作面易形成瓦斯積聚超限。 (2) 依靠局部通風機進行獨頭巷道

15、通風的，其可靠性差，容易發(fā)生無計劃突然停電停風，形成瓦斯積聚。 (3)掘進巷道斷面有限、空間狹窄，打眼放炮、機掘落煤、裝煤運輸等各生產環(huán)節(jié)均不斷地產生大量煤塵，若防塵效果不良，就會潛伏煤塵爆炸危險。 (4)掘進巷道可燃物集中，有風筒、電纜等，機電設備多，容易發(fā)生機電事故和違章放炮，從而形成多種火源，導致瓦斯煤塵爆炸，造成火災。,二、保證局部通風機穩(wěn)定可靠運轉,1雙風機、雙電源、自動換機和風筒自動倒風裝置 正常通風時由專用開關供電，使局部通風機運轉通風;一旦常用局部通風機因故障停機時，電源開關自動切換，備用風機即刻啟動，繼續(xù)供風，從而保證了局部通風機的連續(xù)運轉。 由于雙風機共用一趟主風筒，風機要

16、實現(xiàn)自動倒臺，則連接兩風機的風筒也必須能夠自動倒風。,風筒自動倒風裝置有以下兩種結構: 1)短節(jié)倒風 如圖6-5-1(a)所示，將連接常用風機風筒一端的半圓與連接備用風機風筒一端的半周膠粘、縫合在一起(其長度為風筒直徑的12倍)，套入共用風筒，并對接頭部進行粘聯(lián)防漏風處理，即可投入使用。 常用風機運轉時，由于風機風壓作用，連接常用風機的風筒被吹開，將與此并聯(lián)的備用風機風筒緊壓在雙層風筒段內，關閉了備用風機風筒。 若常用風機停轉，備用風機啟動，則連接常用風機的風筒被緊壓在雙層風筒段內，關閉了常用風機風筒。從而達到自動倒風換流的目的。,2)切換片倒風 如圖6-5-1(b)所示，在連接常用風機的風筒

17、與連接備用風機的風簡之間平面夾粘一片長度等于風簡直徑1，530倍、寬度大于1/風筒周長的倒風切換片，將其嵌套在共用風簡內并膠粘在一起，經防漏風處理后便可投入使用。 常用風機運行時，由于風機風壓作用，倒風切換片將連接備用風機的風簡關閉。 若常用風機停機，備用風機啟動，則倒風切換片又將連接常用風機的風筒關閉，從而達到自動倒風換流的目的。,2“三專二閉鎖”裝置 三專是指專用變壓器、專用開關、專用電纜，兩閉鎖則指風、電閉鎖和瓦斯、電閉鎖。 其功能是:只有在局部通風機正常供風、掘進巷道內的瓦斯?jié)舛炔怀^規(guī)定限值時，方能向巷道內機電設備供電;當局部通風機停轉時，自動切斷所控機電設備的電源;當瓦斯?jié)舛瘸^規(guī)

18、定限值時，系統(tǒng)能自動切斷瓦斯傳感器控制范圍內的電源，而局部通風機仍可照常運轉。若局部通風機停轉、停風區(qū)內瓦斯?jié)舛瘸^規(guī)定限值時，局部通風機便自行閉鎖，重新恢復通風時，要人工復電，先送風，當瓦斯?jié)舛冉档桨踩菰S值以下時才能送電。從而提高了局部通風機連續(xù)運轉供風的安全可靠性。,3局部通風機遙訊裝置 其作用是監(jiān)視局部通風機開停運行狀態(tài)。高瓦斯和突出礦井所用的局部通風機要安設載波遙迅器，以便實時監(jiān)視其運轉情況。 4積極推行使用局部通風機消聲裝置 其作用是降低局部通風機機體內部氣流沖擊產生的噪聲。,三、加強瓦斯檢查和監(jiān)測 (1)安設瓦斯自動報警斷電裝置，實現(xiàn)瓦斯遙測。當掘進巷道中瓦斯?jié)舛冗_到1%時，通過低濃度瓦斯傳感器自動報警;瓦斯?jié)舛冗_到15%時，通過瓦斯斷電儀自動斷電。高瓦斯和突出礦井要裝備瓦斯斷電儀或瓦斯遙測儀，對炮掘工作面迎頭5m內和巷道冒頂處瓦斯積聚地點要設置便攜式瓦斯檢測報警儀，班組長下井時也要隨身攜帶這種儀表，以便隨時檢查可疑地點的瓦斯?jié)舛取?(2)放炮員配備