【文章內(nèi)容簡介】 滿足掘進通風的要求時，必須借助專門的動力設(shè)備對掘進巷道進行局部通風，其中按動力源分為引射器和局部通風機通風。局部通風機通風是礦井廣泛采用的掘進通風方法，是由局部通風機和風筒組成一體進行通風。按工作方式分為，壓入式通風與抽出式通風 。 壓入式通風的局部通風機和啟動裝置都位于新鮮風流中， 23 運轉(zhuǎn)較為安全。風筒出口風速和有效射程大，排煙能力強，工作面通風時間短，有利于巷道排煙。抽出式有效吸程短，通風效果差，且局部通風及布置在 回風流中。所以本采區(qū)掘進通風采用壓入式。采區(qū)掘進巷道局部通風系統(tǒng)布置如圖 41； 圖 41 采區(qū)掘進巷道局部通風系統(tǒng)布置 風筒及局部通風機選擇 根據(jù)本采區(qū)得實際情況和風筒的特點，本采區(qū)采用的是帆布風筒。因為帆布風筒應(yīng)用廣泛，最大的優(yōu)點時輕、拆裝方便，不通風時可占空間小。根據(jù)實際情況和規(guī)程規(guī)定，選擇直徑為400mm 的帆布風筒 30 個 (通風距離 300m)。 柔性風筒的 Pq值可以用下式計算 )1/(1 fq np ??? （ 42） 式中 ： n—— 接頭數(shù) ； j? —— 每個接頭的漏風率，插接 j? =～ ；螺旋反接 j? =。掘進長度按最長的算由圖可量出來 1200m,換算可得 n 為 24 )1/(1 fq np ??? =1/(140)= 根據(jù)掘進工作面所需風量 Qh 和風筒的漏風 情況，用下式計算風機的工作風量 ： 3 8 03 0 ???? hq QpQ 本礦井采用壓入式通風，設(shè)風筒出口動壓損失為 hvo，則局部通風機全風壓 Ht(Pa)； 240 . 8 1 1 2 3 0 0ht f a h v o f a h QH R Q Q h R Q Q P aD? ? ? ? ? （ 43） 根據(jù)需要的 Qa、 Ht值在各類局部通風機特性曲線上， 結(jié)合本采區(qū)實際情況 ,選取型號為 YBT30/222 的局部通風機，一個掘進工作面 2 臺。 FBD 系列風機主要技術(shù)參數(shù) 見 表 46。 表 46 YBT 系列風機主要技術(shù)參數(shù) 風機型號 額定風量 (m3/min) YBT11 13024 195300 YBT22 240370 YBT30 250425 第 5 章 礦井通風系統(tǒng) 礦井通風系統(tǒng)的選擇 選擇礦井通風系統(tǒng)的原則 1 必須符合《煤礦安全規(guī)程》和《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定： （ 1） 每個礦井必須有完整的獨立通風系統(tǒng)。 （ 2） 應(yīng)根據(jù)礦井的災(zāi)害類型及等級選擇適宜的通風系 25 統(tǒng)。 （ 3） 箕斗提升井或膠帶運輸井不應(yīng)兼作進風井，如果兼作進風井使用時，必須遵守《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定：當箕斗或膠帶運輸井兼作進風井時，箕 斗井風速不得大于6m/s、膠帶井風速不得大于 4m/s，應(yīng)有可靠的降塵措施，保證粉塵濃度符合衛(wèi)生標準，膠帶井還應(yīng)設(shè)有消防設(shè)施。當采用箕斗井回風時，井上、下卸載裝置和井塔必須有完善的封閉設(shè)施，其漏風率不得大于 15%，應(yīng)有可靠的降塵設(shè)施 ， 膠帶井不得兼作回風井 。 2 通風系統(tǒng)的選擇應(yīng)有利于加快礦井建設(shè)速度，有利于礦井高產(chǎn)高效、安 全生產(chǎn)，整個系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟合理。 3 還應(yīng)綜合考慮以下因素： （ 1） 風井位置要在洪水位標高以上 (大中型礦井考慮百年一遇、小型礦井考慮 50 年一遇 )，進風井口須避免污染空氣進入，距有害氣體源的地點不得 小于 500m。 （ 2） 井口工程地質(zhì)及井筒施工地質(zhì)條件簡單。 （ 3） 占地少，壓煤少，交通方便，便于施工。 （ 4） 通風系統(tǒng)簡單，風流穩(wěn)定，易于管理。 （ 5） 發(fā)生事故時，風流易于控制，井下每一水平到上一水平和每個采區(qū)至少要有兩個通往地面的安全出口，以便于人員撤出。 （ 6） 使專用通風巷道的數(shù)目最少，風路最短，貫通距離短，井巷工程量省。 （ 7） 盡可能使每個采區(qū)的產(chǎn)量均衡，阻力接近，避免過多的風量調(diào)節(jié)，盡量少設(shè)置通風構(gòu)筑物，以免引起大量漏風。 （ 8） 多風機抽出式通風時，為了保證風機聯(lián)合運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，應(yīng)盡量降低總進風道公 共風路段的風阻 (一般要求公共區(qū)段的負壓不超過任何一個通風機負壓的 30%)。 （ 9） 新設(shè)計礦井不宜在同一井口采用多臺主要通風機串、并聯(lián)運轉(zhuǎn)。 （ 10） 井下爆破材料庫必須有單獨的進風流，回風必須直接引入礦井主要回風道。井下充電硐室必須獨立通風，回 26 風可引入采區(qū)回風道； （ 11） 應(yīng)滿足防治瓦斯、煤層自燃、煤塵爆炸及火災(zāi)對礦井通風系統(tǒng)的特殊要求。 （ 12） 后期通風合理。 礦井通風系統(tǒng)的選擇 按進、回風井的相對位置分為中央式 (包括中央并列與中央分列 )、對角式、混合式 (包括中央并列與對角、中央分列與對角、中 央并列與分列式等 )，以及分區(qū)式 (分區(qū)進風和回風的獨立通風系統(tǒng) ) 【 9】 。 1 選擇通分系統(tǒng)主要考慮因素： （ 1） 自然因素：煤層賦存狀態(tài)、埋藏深度、沖積層厚度、礦井瓦斯等級、煤層爆炸性、煤層自然發(fā)火性、礦井地形條件、井田尺寸及礦井年生產(chǎn)能力等。 （ 2） 經(jīng)濟因素：井巷工程量大、通風運營費、設(shè)備運轉(zhuǎn)、維修和管理條件等。另外根據(jù)開采技術(shù)條件，要考慮灌漿、注水以及瓦斯抽放等要求。 （ 3） 各種通風系統(tǒng)的適用條件及優(yōu)缺點分析見表 51。 表 51 各種通風系統(tǒng)的適用條件及優(yōu)缺點分析 分類 通風系統(tǒng) 適用條件及優(yōu)缺點 中 央 式 中 央 并 列 式 出風井與進風 井大致并列于 井田中央 適用于煤層傾角較大，走向不長 (一般小于 4km 左右 )，投產(chǎn)初期暫未設(shè)置邊界安全出口。且自然發(fā)火不嚴重的礦井 1．初期投資少，采區(qū)生產(chǎn)集中，并便于管理； 2．節(jié)省風井工業(yè)場地，占地少，比在井田內(nèi)打邊界風 井壓煤少； ，風路較 27 長，阻力較大 中 央 分 列 式 進風井與出風 井大致位于井田走向 的中央，沿井田傾斜方向有一定的距離 適用于煤層傾角小，走向長不大的礦井 ； ，內(nèi)部漏風少，有利于對瓦斯、 自然發(fā)火的管理； ； 、壓煤較多 對角式 進風井大致位 于井田走向的中央出風井位 于沿傾 斜 淺 部走向的兩翼 一般適用于煤走向長 (超過 4km)、井田面積大，產(chǎn)量較大的礦井。其優(yōu)缺點與中央并列式相反，不中央分列式安全性要好，但初期投資大，建井期較長 對于瓦斯噴出或有煤與瓦斯突出的礦井，應(yīng)采用對角式的通風系統(tǒng) 混合式 進風井與出風井由三個以上井筒按中央式與對角式混合組成 。其中有 混合式是前幾種的發(fā)展，適用于： 采； 。有利于礦井分區(qū)分期投產(chǎn)； ，產(chǎn)量大或采用分區(qū)開拓的 28 中央分列與對角混合式 ， 中央并列與對 角混合以及中央并列與中央分列混合等 礦 井 分 區(qū) 式 分 區(qū) 回 風 進風井大致位 于井田走向的中央 ， 在采區(qū)開掘回風井，并分別安設(shè)通風 機分區(qū)抽出 適用于煤層距地表較淺，或因地表高低起伏較大，無法開鑿淺部的總回風道。在開采第一水平時，能采用這種分區(qū)回風方式。另外礦井走向長，多煤層開采 ，高溫礦井，亦有采用次方式對有瓦斯瓦斯噴出或有煤與瓦斯突出的礦井應(yīng)采用分區(qū)通風系統(tǒng)，除適用于上述條件外，還適用于高瓦斯礦井和具備一定條件的大型礦井 分區(qū)通風 各分區(qū)有獨立的進回風系統(tǒng)。但與中央進風系統(tǒng)大巷沒有通風設(shè)施隔絕 ，互不影響是此方法的優(yōu)點，便于管理； ； ； ，需增加風井場地，通風機管理分散 經(jīng)對 表 51 中的各種 通風系統(tǒng)的對比，結(jié)合本設(shè)計礦井實際情況， 根據(jù)本礦地質(zhì)報告，并參照相鄰礦井實際資料，可知本礦井為高瓦斯礦井，煤塵無爆炸危險及煤層自燃發(fā)火傾向 。同時結(jié)合礦井開拓布置及首采區(qū)位置，設(shè)計初期采用 29 分區(qū)式通風系統(tǒng)，后期采用中央并列與對角式混合通風系統(tǒng) 。 礦井通風方式的選擇 主要通風機的工作方法有壓入式、抽出式和壓抽混合式三種，三種通風方法的優(yōu)缺點比較見表 52。 表 52 三種通風方式的比較 通風 方式 適用條件及優(yōu)缺點 抽出式 是當前通風方式中的主要形式 ,適應(yīng)性較廣泛 ,尤其對高瓦斯礦井 ,更有利于對瓦斯的管理 ,也適用于礦井走向長 ,開采面積大的礦井 優(yōu)點 : ① 井下風流處于負壓狀態(tài)，一旦主扇因故停止運轉(zhuǎn)時，井下風流的壓力提高，有可能使采空區(qū)瓦 斯涌出量減少，比較安全； ② 漏風量小，通風管理較簡單； ③ 與壓入式比，不存在過渡到下水平時期通風系統(tǒng)和風量變化的困難 。 缺點 : 當?shù)孛嬗行〗阉輩^(qū)分布較廣，并和采區(qū)相溝通的條件下，會把小窖積存的有害氣體抽到井下，同時使通過主扇的一部分風流短路，總進風量和工作面有效風量都會減少 壓入式 低瓦斯礦井的第一水平 ,礦井地面地形復(fù)雜高差起伏，無法在高山上設(shè)置通風機。總回風巷無法連通或維護困難的條件下 優(yōu)缺點： ① 壓入式的優(yōu)缺點與抽出式相反，能用一部分回風把把小窖塌陷區(qū)的有害氣體帶到地面； ② 進風線路漏風大，管理困難 ； ③ 風阻大、風量調(diào)節(jié)困難； 30 ④ 由第一水平的壓入式過渡到深部水平的抽出式有一定困難； ⑤ 通風機使井下風流處于正壓狀態(tài)，當通風機停止運轉(zhuǎn)時，風流壓力降低，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量增加 抽壓混合式 可產(chǎn)生較大的通風壓力，能適應(yīng)大阻力礦井需要，但通風管理困難，一般新建礦井和高瓦斯礦井不宜采用，只是個別用于老井延深或改建的低瓦斯礦井 通過對三種通風方法優(yōu)缺點的比較，并結(jié)合本礦井的地質(zhì)條件：傾角較小 （ 平均 33176。） 煤層瓦斯含量高，煤層埋藏深度 大 。設(shè)計確定該礦井采用抽出式通風。 礦井需風量的計算 本 設(shè)計采用由里往外計算風量的計算方法，即先算礦井總風量后算井下用風點的需風量。將根據(jù)基本原則：以采、掘、開工作面為計算單位，備用工作面按同樣要求滿足瓦斯、二氧化碳、風流溫度等規(guī)定計算需風量，而且不低于其回采時需風量的 50%，取各種計算方法的風量的最大值。 風量計算的標準和原則 1 風量計算的標準 供給煤礦井下任何工作面風地點的新鮮風量，必須依據(jù)下述各種條件進行計算，并取其最大值，作為該工作用風地點的供風量。 （ 1） 按該用風地點同時工作的最多人數(shù)計算，每人每分鐘供給風量不得小于 4m3。 （ 2） 按 該用風地點的風流中瓦斯、二氧化碳、氫氣和其他有害氣體濃度，風速以及溫度等都符合《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)各項規(guī)定要求分別計算，取其最大值。 31 表 53 回風巷類型比較 類型 適用條件及優(yōu)缺點 一 進 一 回 U 型后退式：應(yīng)用普遍，優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，巷道維修量小，工作面漏風小，風流穩(wěn)定，易于管理。但上隅角瓦斯容易超限，工作面、回風巷要提前掘進。適用于低瓦斯礦井。 U 型前進式：可緩和采、掘緊張關(guān)系，采空區(qū)瓦斯不涌相工作面而涌相回風順槽。缺點是采空區(qū)漏風不易管理，且需沿空護巷。這種通風系統(tǒng)適用于推進距離短、低 瓦斯、自燃傾向性弱的煤層。 Z 型前期掘進巷道工程量小，風流比較穩(wěn)定，采空區(qū)漏風介于 U 型前進式和 U型后退式之間，但需沿空護巷和控制經(jīng)過采空區(qū)的漏風，其難度較小 一 進 兩 回 Y 型在 U 型的基礎(chǔ)上增設(shè)了一條尾巷，改變了采空區(qū)瓦斯在上隅角處流動方向，使上隅角瓦斯不易超限，但需沿空護巷并做邊界會風上山。應(yīng)用廣泛。 U 型 +尾巷排放，優(yōu)點同上，不需邊界回風上山，但要另作一條專用回風順槽 二 進 一 回 二 進 二 回 雙 Z 型后退式通風系統(tǒng)，工作面風量較 U型可增加一倍；漏風帶涌出的瓦斯不進入工 作面，比較安全，但工作面漏風較大，需沿空護巷和設(shè)置邊界回風上山雙 Z 型前進式通風系統(tǒng)，工作面風量較 U 型可增加一倍；工作面漏風較大，需在采空區(qū)同時維護兩條巷道 W 型后退式：是高瓦斯礦井綜采工作面的主要通風系統(tǒng)。工作面的風量較 U 型通風可增加一倍，產(chǎn)量可顯著提高，缺點是巷道工程量較大，且中間巷和工作面聯(lián)結(jié)處支護較困難。 W 型前進式：較后退式可緩和采、掘緊張關(guān)系，但巷道均維護在采空區(qū)內(nèi)，不易保證巷道有足夠的斷面積，且漏風大，采空區(qū)的瓦斯涌出量也較大。 H 型后退式：采空區(qū)內(nèi)瓦斯不涌相工作面，上隅角瓦斯不易超限，增加了工作面安全出口，機電設(shè)備均在進風 32 巷匯總，通風阻力小，缺點是有兩條巷道需沿空維護且可能影響風流的穩(wěn)定性，管理復(fù)雜 三 進 二 回 此型通風系統(tǒng)風排瓦斯能力大，上隅角瓦斯不易