第5章--局部通風課件

1、安全工程學院礦井通風與安全 Mine Ventilation and Safety中國礦業(yè)大學多媒體教學課件1第5章 局部通風中國礦業(yè)大學多媒體教學課件2上一章內(nèi)容第4章 通風動力4.1 自然風壓 4.2 礦用通風機類型及構造4.3 通風機工作參數(shù)及個體特性曲線4.4 比例定律與通風機類型特性曲線4.5 礦井主要通風機附屬裝置4.6 礦井主要通風機聯(lián)合運轉4.7 礦井主要通風機性能測定3第5章 局部通風本章討論局部通風方法，局部通風裝備，局部通風系統(tǒng)設計，局部通風技術管理及其安全措施。4第5章 局部通風5.1 局部通風方法5.2 局部通風裝備5.3 局部通風系統(tǒng)設計5.4 局部通風技術管理及安

2、全措施5局部通風的概念礦井新建、擴建或生產(chǎn)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(chǎn)生的炮煙和礦塵，以及創(chuàng)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？6礦井風壓通風方法局部動力設備通風局部通風5.1 局部通風方法7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局部通風機和引射器。一、局部通風機通風 8局部通風機通風9局部通風機通風是礦井廣泛采用的局部通風方法，按其工作方式分為壓入式、抽出式和混合式三種。 1)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

3、機把新鮮風流經(jīng)風筒壓送到掘進工作面，污風沿巷道排出。 10扒斗裝載機11掘進機重車車場空車壓入式風筒壓入式風機12工作面爆破后，煙、塵充滿迎頭，形成一個炮煙拋擲區(qū)。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。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，否則會在工作附近出現(xiàn)煙流停滯區(qū)。據(jù)經(jīng)驗，壓入式風筒出口到工作面的距離Lp約為： Lp Lj (45) ，m(S掘進巷道凈斷面積，m2。132)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。 1

4、4SCF-6濕式除塵風機可伸縮風筒膠帶輸送機水管轉載機掘進機15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(nèi)有吸入炮煙的作用，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(tài)。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 1.5S0.5，m16壓入式通風與抽出式通風優(yōu)缺點比較：(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，若局部通風機防爆性能出現(xiàn)問題，則非常危險。 (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

5、聚，且因風速較大而提高散熱效果。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(nèi)。與壓入式通風相比，抽出式風量小，工作面排污風所需時間長、速度慢。17 (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，新鮮風流沿巷道進入工作面，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，掘進巷道越長，排污風速越慢，受污染時間越久。這種情況在大斷面長距離巷道掘進中尤為突出。 18(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

6、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。 基于上述分析，當以排除瓦斯為主的煤巷、半煤巖巷掘進時應采用壓入式通風，而當以排除粉塵為主的井巷掘進時，宜采用抽出式通風。19 3）混合式通風 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。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前壓入式局部通風機10米以上，同時其風筒吸風口距工作面的距離還應大于炮煙拋擲長度，一般為30米左右。壓抽結合20當局部通風機的吸入風量大于全壓

7、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污濁風流，會再次經(jīng)局部通風機送往用風地點，故稱其為循環(huán)風。循環(huán)通風分為摻有適量外界新風的循環(huán)通風和不摻有外界新風的循環(huán)通風。前者即為可控循環(huán)通風，也稱為開路循環(huán)通風；后者稱為閉路循環(huán)通風。掘進工作面連續(xù)不斷涌出瓦斯等有害氣體，當使用閉路循環(huán)系統(tǒng)時，因既無任何出口，無法除去這些氣體，封閉循環(huán)區(qū)域中污染物濃度必然會越來越大。規(guī)程嚴禁采用循環(huán)通風。4）可控循環(huán)通風21 如圖所示，若要采用常規(guī)的壓入式通風，它雖能有效地解決瓦斯和氣候條件問題，但無法控制掘進巷道內(nèi)的礦塵濃度，并且對采煤工作面進風流的礦塵濃度也會產(chǎn)生影響；若要采用常規(guī)的抽出式通風，由于

8、采煤工作面內(nèi)無法安設局部通風機，故只能安裝在工作面外部，當工作面平巷很長時，這樣做是很困難的。22在回風巷一側如下圖所示，情況正好相反，采用抽出式通風采煤工作面含塵風流直接進入掘進頭，采用壓入式通風則需把局部通風機置于采場通風系統(tǒng)之外。另一種方法是混合式，但因超前掘進巷道長度一般很短，難以布置兩臺局部通風機，另外掘進巷道內(nèi)的風速也會很低,因此都非最佳方案。23 如果采用可控循環(huán)通風，進風側采用抽出式通風，局部通風機安在進風巷內(nèi)，如圖所示，經(jīng)風機前置除塵器過濾后，流出局部通風機與外部新風混合，其中一部分會再次進入掘進頭循環(huán)使用。由于污風在與新風混合前經(jīng)過了過濾，因而可以減輕或消除掘進頭產(chǎn)生的礦塵

9、對采、掘工作面進風流的污染。 24 在回風側采用壓入式通風，局部通風機安在回風巷內(nèi)，如圖 所示，風流過濾后再經(jīng)局部通風機壓入掘進頭，清洗掘進頭后與采煤工作面回風流混合，其中一部分流入回風道，另一部分再次進入掘進頭循環(huán)使用。用這種方法可減輕或消除采煤工作面產(chǎn)生的礦塵對掘進頭進風的污染。 25可控循環(huán)通風除了在壓入式和抽出式通風中應用外，在長距離巷道掘進的混合式通風中也有采用。在長抽短壓式通風中，如圖所示，先啟動抽出式風機后啟動壓入式風機，外部進入的新風先清洗掘進頭，其中一部分污風經(jīng)風筒，由抽出式風機排出；另一部分污風在壓入式局部通風機的作用下，流過兩列風筒重疊段巷道，再次與外部新風混合經(jīng)風機前置

10、除塵器過濾后，由局部通風機壓入掘進頭循環(huán)使用，從而形成可控循環(huán)通風。26 在長壓短抽式通風中，如圖所示，當抽出式風機風量大于壓入式風機風量時也能產(chǎn)生循環(huán)風。先啟動壓入式風機后啟動抽出式風機，新風由壓入式風機和風筒送入掘進頭，污風全部通過抽出風筒，經(jīng)前置除塵器過濾后，由抽出式風機排出，其中一部分風流(其量約等于壓入式風機風量)沿掘進巷道排入外部貫穿風流中，另一部分風流(其數(shù)量等于兩風機風量差)在抽出式風機的作用下通過兩列風筒重疊段巷道，再次與壓入風筒流出的新風混合進入掘進頭循環(huán)使用，從而形成可控循環(huán)通風 27可控循環(huán)局部通風具有下列優(yōu)點： (1)采用混合式可控循環(huán)通風時，掘進巷道風流循環(huán)區(qū)內(nèi)(即

11、從后置風筒口至掘進工作面)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)在供給掘進工作面相同風量條件下，可降低通風能耗 。28可控循環(huán)局部通風的缺點是： (1)循環(huán)風流通過運轉風機的加熱，再返回掘進工作面，使風溫上升。 (2)由于流經(jīng)局部通風機的風流中含有一定濃度的瓦斯和粉塵，因此，必須研制新型防爆除塵風機 (3)當工作面附近發(fā)生火災時，煙流會返回掘進工作面，故安全性差，抗災能力弱，災變時有循環(huán)風流通過的風機應立即進行控制，停止循環(huán)通風，恢復常規(guī)通風。 29因此，對使用可控循環(huán)通風提出下列要求：

12、(1)在可控循環(huán)通風系統(tǒng)中，必須裝有瓦斯、風量、粉塵自動監(jiān)測裝置及可靠的報警裝置，同時還必須進行常規(guī)環(huán)境檢測分析 (2)對循環(huán)風機實現(xiàn)自動開關和風量控制。對使用可控循環(huán)風的混合式通風，抽出式與壓入式的兩臺風機間須設閉鎖裝置，保證主要的局部通風機啟動后，有循環(huán)風通過的風機再啟動，以免形成閉路循環(huán)風流同時必須適當?shù)乜刂瞥槌鍪脚c壓入式兩臺局部通風機的風量比，以獲得可控循環(huán)通風的最佳除塵和降溫效果。30二、礦井全風壓通風 這種方法不需增設其它動力設備，直接利用礦井主要通風機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(yōu)點是安全可靠，管理

13、方便，但要有足夠的總風壓。31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(jié)風窗的調節(jié)風門，以便行人和調節(jié)導入掘進工作面的風量。1. 利用縱向風墻導風32 2. 利用風筒導風采用風筒導風需設置擋風墻2，墻上開有風窗的調節(jié)風門3。 33火區(qū)封閉火區(qū)的獨頭巷道343.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(lián)絡眼，前一個聯(lián)絡眼掘通后，后一個聯(lián)絡眼便密封。主巷進風，配巷回風。兩條平行的

14、獨頭巷道可用風幛或風筒導風。 適于長距離的巷道掘進通風354、鉆孔導風如圖所示，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。為克服鉆孔阻力，增大風量，可用大直徑鉆孔(300400 mm)或在鉆孔口安裝風機。這種通風方法曾被應用于煤層上山的掘進通風，取得了良好的排瓦斯效果。36三、引射器通風參考書：余常昭，環(huán)境流體力學37當射流從噴嘴噴出時，與周圍靜止的空氣之間形成一個速度不連續(xù)的交界面。由于速度不等，該面不穩(wěn)定，偶有擾動，交界面就出現(xiàn)波動。凸起的地方使上部流體受擠，斷面縮小，速度增大，壓力減小(-)；與此相應的下方氣流的壓力增大(+)。在交界面上產(chǎn)生

15、橫向壓力，使凸處越凸，凹處越凹，最后使交界面破裂成一個個小旋渦，產(chǎn)生強烈紊動，將鄰近靜止的空氣卷吸到射流中，兩者摻混在一起，共同向前流動。使射流邊界不斷向外擴展，斷面和流量不斷增加。使整個射流成為紊動射流。38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(jīng)噴嘴高速射出產(chǎn)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，空氣和射流在混合管內(nèi)摻混，整流后共同向前運動，使風筒內(nèi)有風流不斷流過。39引射作用的實質高壓射流將自身的部分能量傳遞給被引射的流體。40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(yōu)點。但產(chǎn)生的風壓低，送風量?。?0200 m3/mi

16、n)，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(lián)通風。 優(yōu)點與缺點41掘進工作面所需風量的計算 對于新設計礦井工作面按爆破排煙的需要確定風量： 1 壓入式通風式中 Qbp風筒口的出風量，m3/min；t通風時間，20-30min；A一次爆破的炸藥消耗量，kg； S掘進巷道的凈斷面積，m2；ld從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 。422. 抽出式通風式中 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

17、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，m 433.混合式通風 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(huán)風和維持風筒重疊段內(nèi)的巷道中具有排塵或稀釋沼氣的最低速度。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；或稀釋沼氣的最低風速0.5m/s；S風筒重疊段的巷道面積，m2。 44 最后要根據(jù)最低風速驗算(也可作為機掘工作面的計算方法)： 巖巷：按最低排塵風速0.15m/s計算，最低風量： Qb0.1560S，m3/min； 半煤

18、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： Qb0. 560S， m3/min。 根據(jù)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 ： Qb460S，m3/min。45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。5.2 局部通風裝備46一、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。掘進工作面通風要求局部通風機體積小、風壓高、效率高、噪聲低、性能可靠、堅固防爆。目前我國煤礦掘進工作面使用的局部通風機，種類較多，上世紀60年代研制的JBT系列軸流式局部通風機，仍在許多礦山使用。其全風壓效率只有60 70 ，風量、風壓偏低，尤其噪聲高

19、達103118 dB(A)，已屬淘汰產(chǎn)品47近年來研制的新產(chǎn)品如沈陽鼓風機廠的BKJ66-11系列，其結構如圖所示。BKJ66-11系列通風機具有效率高，最高效率達90%，與JBT型相比，提高效率15 30 ；如用BKJ661No4.5型替代JBT52-2型，電動機可由1lKW降至8kW；常用工作區(qū)的噪聲為9899 dB(A)，比JBT系列局部通風機降低68 dB(A)。48圖5-2-1 BKJ系列局部通風機結構圖1前風筒；2主風筒；3葉輪；4后風筒，5滑架；6電動機49圖5-2-2 BKJ66-11型局部通風機性能曲線圖50表5-2-1 BKJ66-11型局部通風機性能參數(shù)表型號風量全風壓

20、/Pa功率/kW轉速動輪直徑/mBKJ66-11No3.68015060012002.529500.36BKJ66-11No4.012021080015005.029500.40BKJ66-11No4.5170300100019008.029500.45BKJ66-11No5.0240420120023001529500.50BKJ66-11No5.6330570150029002229500.56BKJ66-11No6.3470800200037004229500.6351另外，我國還研制生產(chǎn)出對旋軸流式局部通風機，如圖5-2-3所示。其特點是：噪聲較低，效率較高，且高效區(qū)寬；可采用單級運轉

21、或雙級運轉。52近年來開發(fā)研制了用于通風除塵和抽排瓦斯的局部通風機。如SCF-6型濕式除塵風機，該機最大的特點是將電動機獨立于風筒風流之外，以防電氣火花引燃風筒風流中的瓦斯，并裝備了濕式除塵器。但局部通風機內(nèi)部通風能耗較大，風筒積水積塵清理較難，故適用于瓦斯涌出量較小、掘進距離600 m以內(nèi)的機掘巷道。532、局部通風機聯(lián)合工作1）局部通風機串聯(lián)當在通風距離長、風筒風阻大，一臺局部通風機風壓不能保證掘進需風量時，可采用兩臺或多臺局部通風機串聯(lián)。串聯(lián)的方式有集中串聯(lián)和間隔串聯(lián)。若兩臺或多臺局部通風機之間僅用較短(12 m)的鐵風筒連接稱為集中串聯(lián)，如圖（a）所示；若局部通風機分別布置在風筒的端部

22、和中部，則稱為間隔串聯(lián)，如圖（b）所示。54局部通風機串聯(lián)的布置方式不同，沿風筒的壓力分布也不同。集中串聯(lián)的風筒全長均應處于正壓狀態(tài)，以防柔性風筒抽癟。但靠近風機側的風筒承壓較高，柔性風筒易脹裂，且漏風較大。間隔串聯(lián)的風筒承壓較低，漏風較少。但當兩臺局部通風機相距過遠時，其連接風筒可能出現(xiàn)負壓段，如圖5-2-4(c)所示，使柔性風筒抽癟而不能正常通風。據(jù)實驗兩臺JBT-52型局部通風機間隔串聯(lián)間距不應超過風筒全長的三分之一。552）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，可采用兩臺或多臺局部通風機集中并聯(lián)工作。56二、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

23、小、質量輕、拆裝方便。1、風筒的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料制成。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(shù)小。柔性風筒是應用更廣泛的一種風筒，通常用膠布、橡膠、塑料制成。其最大優(yōu)點是輕便、可伸縮、拆裝運搬方便。57表5-2-2 鐵風筒規(guī)格參數(shù)表風筒直徑 /mm風筒節(jié)長 /m壁厚 /mm墊圈厚 /mm風筒質量 /kgm-14002，2.52823.45002.5，32828.36002.5，32834.87002.5，32.5846.180032.5854.590032.5860.8100032.5868.058表5-2-3 膠布風

24、筒規(guī)格參數(shù)表直徑 /mm節(jié)長 /m壁厚 /mm風筒質量 /kgm-1風筒斷面 /m2300101.21.30.071400101.21.60.126500101.21.90.196600101.22.30.283800101.23.20.5031000101.24.00.78559隨著大斷面巷道機械化掘進的增多，混合式通風除塵技術得到了廣泛應用，為了滿足其抽出式通風的要求，采用金屬整體螺旋彈簧鋼圈為骨架的可伸縮風筒，如圖5-2-4所示。它既可承受一定的負壓，又具有可伸縮的特點，比鐵風筒質量輕，使用方便。礦山常用的風筒直徑有300 mm、400 mm、500 mm、600 mm、800 mm和1

25、000mm等規(guī)格。 602、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、螺圈接頭等多種形式。61（a） 兩固定環(huán)單反邊；（b）大活環(huán)單反邊；（c）雙反邊；（d）活三環(huán)多反邊；（e）螺圈接頭（1-螺圈；2-風筒；3-鐵絲箍） 62 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。插接方式最簡單，但漏風大；反邊接頭漏風較小，不易脹開，但局部風阻較大；后兩種接頭漏風小、風阻小，但易脹開，拆裝比較麻煩，通常在長距離掘進通風時采用。63 雙反邊接頭的連接順序如圖所示，先在風筒兩端套上鐵環(huán)l、2，并各留2

26、00 300mm的反邊(圖A)順風流方向把有鐵環(huán)1的風筒插入有鐵環(huán)2的風筒內(nèi)，拉緊風筒使兩環(huán)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)。 64 多反邊接頭如圖示，是在雙反邊的基礎上多一個活環(huán)3?；瞽h(huán)3先套在有鐵環(huán)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(huán)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(huán)3和鐵環(huán)1上(圖C)。 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。 653、風筒的阻力風筒風阻可按下式計算式中 R風筒的總風阻，Ns2/m8；R1風筒的摩擦風阻，Ns2/

27、m8；R2風筒接頭處的局部風阻，Ns2/m8；R3風筒拐彎處的局部風阻，Ns2/m8；a風筒的摩擦阻力系數(shù)，Ns2/m4；l 風筒長度，m；d風筒直徑m；n風筒的接頭數(shù)目；j風筒接頭的局部阻力系數(shù)，無因次；b風筒拐彎的局部阻力系數(shù)，無因次；空氣密度，kg/m3。上式中摩擦阻力系數(shù)的選取很重要，同直徑的剛性風筒的 值可視為常數(shù)，金屬風筒的值可按表5-2-4選取，玻璃鋼風筒的值可按表5-2-5選取。66在實際應用中，整列風筒風阻除與長度和接頭等有關外，還與風筒的吊掛維護等管理質量密切相關，一般根據(jù)實測風筒百米風阻(包括局部風阻)作為衡量風筒管理質量和設計的數(shù)據(jù)。67 根據(jù)風筒的百米風阻值R100可

28、以直接計算長度為L的風筒實際風阻：68 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。694、風筒的漏風漏風量的大小與風筒種類、規(guī)格尺寸、接頭方法、接頭質量以及風筒風壓等因素有關，而更重要的是與風筒的維護及管理有密切的關系。金屬風筒的漏風主要發(fā)生在接頭處，且隨風壓增加而增加。柔性風筒不僅接頭漏風，在其全長（如粘縫、針眼等）都有漏風?？紤]風筒漏風的大小，可用漏風量備用系數(shù)來表示。 （5-2-2）式中： 局部通風機的供風量，m3/s； 風筒末端的風量，m3/s。70金屬風筒的漏風主要發(fā)生在連接處。若把風筒漏風看成是連續(xù)的，且漏風狀態(tài)是紊流，在風筒全長上的漏風風量備用系數(shù)可按下式計算式中

29、 d風筒直徑，m； n風筒的接頭數(shù)目； R風筒全長的摩擦風阻，Ns2/m8； K相當于直徑為1 m的風筒的透風系數(shù)；K值的大小與風筒的連接質量有關：插接時可取0.00260.0032，法蘭盤連接用草繩墊圈時可取0.00190.0026，法蘭盤連接用膠皮墊圈可取0.000320.0019。71柔性風筒不僅接頭漏風，在風筒全長上都有漏風，而漏風量隨風筒內(nèi)風壓增大而加大。柔性風筒的漏風風量備用系數(shù)可以根據(jù)風筒100 m長度的漏風率p來計算。式中，柔性風筒漏風風量備用系數(shù)； p風筒100 m長度的漏風率，%百米漏風率可從表5-2-6中查??； L風筒總長度，m.72表5-2-6 柔性風筒百米漏風率p風筒

30、接頭類型100m漏風率p（%）膠接0.10.4多反邊0.60.4多層反邊3.05插接12.8735、風筒的安裝與要求我國煤礦在長距離獨頭巷道掘進通風技術管理和風筒安裝方面，積累了豐富的經(jīng)驗?？蓺w納如下：（1）適當增加風筒節(jié)長，減少接頭數(shù)目，降低風筒的局部風阻和漏風。 （2）改進接頭連接方式，淮北沈莊煤礦用鐵圈壓板接頭代替插接方式，送風距離達3033 m，工作面風量為63.2 m3/min，風筒百米漏風率減少了75。棗莊礦使用的螺圈接頭，內(nèi)壁光滑，接頭局部風阻小，漏風也小，送風距離達3795 m。 （3）風筒懸吊要平、直、穩(wěn)、緊，逢環(huán)必吊，缺環(huán)必補，防止急拐彎。風機安裝、懸吊也要與風筒保持平直。

31、風機與風筒直徑不同時，要用異徑緩變接頭連接。（4）在每隔一定距離風筒上安裝放水嘴，隨時放出風筒中凝結的積水。745.3 局部通風系統(tǒng)設計根據(jù)開拓、開采巷道布置、掘進區(qū)域煤巖層的自然條件以及掘進工藝，確定合理的局部通風方法及其布置方式，選擇風筒類型和直徑，計算風筒出入口風量，計算風筒通風阻力，選擇局部通風機等工作稱之為局部通風系統(tǒng)設計。75一、局部通風系統(tǒng)的設計原則局部通風是礦井通風系統(tǒng)的一個重要組成部分，其新風取自礦井主風流，其污風又排入礦井主風流。其設計原則可歸納如下：(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(jīng)濟合理和技術先進。(3) 盡量采用技術

32、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。 76二、局部通風設計步驟（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。771、風筒的選擇選用風筒要與局部通風機選型一并考慮其

33、原則是：（1）風筒直徑能保證最大通風長度時，局部通風機供風量能滿足工作面通風的要求；78（2）風筒直徑主要取決于送風量及送風距離。送風量大，距離長，風筒直徑應大一些，以降低風阻，減少漏風，節(jié)約通風電耗。此外，還應考慮巷道斷面的大小，使風筒不致影響運輸和行人的安全。一般來說，立井鑿井時，選用6001000 mm的鐵風筒或玻璃鋼風筒；距離在200 m以內(nèi)，送風量不超過23 m3/s，可用直徑為300400 mm的風筒；距離在200500 m時，可用直徑為400500 mm的風筒；距離在5001000 m時，可用直徑為8001000 mm的風筒。792、局部通風機的選型已知井巷掘進所需風量和所選用的

34、風筒，即可求算風筒的通風阻力。根據(jù)風量和風筒的通風阻力，在可供選擇的各種通風動力設備中選用合適的設備。（1）確定局部通風機的工作參數(shù)根據(jù)掘進工作面所需風量 和風筒的漏風情況，用下式計算風機的工作風量式中 漏風系數(shù)。80壓入式通風時，設風筒出口動壓損失為hv0，則局部通風機全風壓（Pa）為Ht：式中 Rf 壓入式風筒的總風阻，Ns2/m8抽出式通風時，設風筒入口局部阻力系數(shù)e=0.5，則局部通風機靜風壓Hs（Pa）為：81（2）選擇局部通風機根據(jù)需要的 、 值在各類局部通風機特性曲線上，確定局部通風機的合理工作范圍，選擇長期運行效率較高的局部通風機。82 局部通風機有軸流式和離心式兩種。煤礦多使

35、用我國生產(chǎn)的防爆型JBT系列軸流式局部通風機。其性能曲線和型號、規(guī)格分別如圖5-16和表5-6所示。根據(jù)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5-683圖5-161JBT-41型 2JBT-42型 3JBT-51型 4JBT-52型 5JBT-61型 6JBT-62型 84 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(lián)作業(yè)。其串聯(lián)作業(yè)方式分為集中串聯(lián)和間隔串聯(lián)。皆可達到增加風壓的目的。但從兩種串聯(lián)方式的風壓分布圖可以看出，在相同條件下集中串聯(lián)時，風筒中最大的風壓大于間隔串聯(lián)，所以集中串聯(lián)風筒漏風

36、將大于間隔串聯(lián)。85 間隔串聯(lián)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(nèi)產(chǎn)生負壓，因而在這個區(qū)段內(nèi)會有部分污風漏入風筒，造成循環(huán)風。為避免這種現(xiàn)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(lián)不安全，可用局部通風機集中串聯(lián)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。865.4 局部通風技術管理及安全措施掘進工作面是瓦斯、煤塵事故的多發(fā)地點，因此加強掘進工作面的地質工作、通風設計、安全技術裝備系列化和施工管理，不僅有

37、利于提高掘進速度，而且對保證安全生產(chǎn)具有重要意義。87一、長距離巷道掘進時的局部通風礦井開拓期常要掘進長距離的巷道，掘進這類巷道時，多采用局部通風機通風。為了保證通風效果，需要注意以下幾方面問題：（1）通風方式要選擇得當，一般采用混合式通風；（2）條件許可時，盡量選用大直徑的風筒，以降低風筒風阻，提高有效風量；（3）保證風筒接頭的質量。根據(jù)實際情況，盡量增長每節(jié)風筒的長度，減少風筒接頭處的漏風；（4）風筒懸吊力求“平、直、緊”以消除局部阻力；（5）要有專人負責，經(jīng)常檢查和維修。88在實際工作中，還可用采用局部通風機串聯(lián)通風方法來解決長距離巷道掘進時的通風問題。在沒有高風壓局部通風機的情況下，可

38、用多臺局部通風機串聯(lián)工作，如圖5-4-1（a）、（b）所示為局部通風機集中串聯(lián)與間隔串聯(lián)。89在相同(風機和風筒)條件下，一般集中串聯(lián)比間隔串聯(lián)漏風大，這是因為漏風量的大小與風筒內(nèi)外壓差有關。與間隔串聯(lián)時風筒內(nèi)外壓差比較，集中串聯(lián)時風筒內(nèi)外壓差成倍增加。采用柔性風筒進行局部通風機間隔串聯(lián)通風時，應使風筒內(nèi)不出現(xiàn)負壓區(qū)，以防止柔性風筒被吸癟。當風筒全長為L、串聯(lián)局部通風機臺數(shù)為n，串聯(lián)局部通風機的間距Lf應符合下式 （5-4-1）綜上所述，無論哪種局部通風機串聯(lián)通風都存在一定缺點，所以在一般情況下盡量不用局部通風機串聯(lián)通風，應力求提高風筒制造和安裝質量，加強管理，減少漏風，發(fā)揮單臺局部通風機的效

39、能。90二、局部通風技術管理1、合理進行局部通風設計（1）有煤與瓦斯突出危險、瓦斯涌出量大于1 m3/min以及通風距離大于500 m的掘進工作面都要編制通風設計。要求掘進通風系統(tǒng)合理、工作面有足夠的風量，供風標準以使巷道中的瓦斯不超限和不形成瓦斯局部積聚為原則。設計經(jīng)礦總工程師批準后報局備案。（2）對于通風距離較短的掘進工作面，可根據(jù)經(jīng)驗選擇局部通風機和風筒。（3）對于通風距離超過500 m且停風不致形成瓦斯積聚的掘進工作面，應把過去按最遠距離一次設計的方法，改為分二或三次設計，分期選擇局部通風機，但所需要的風筒的規(guī)格按最遠距離一次選定，這樣有利于提高經(jīng)濟效益。912、掘進工作面應貫徹實施安

40、全技術裝備系列化標準。掘進工作面安全技術裝備系列化是實現(xiàn)現(xiàn)代化管理和減少掘進工作面瓦斯事故的重要措施之一，各礦山應根據(jù)標準，制定出相應的管理實施辦法。掘進工作面開工前，應組織機電、通風、生產(chǎn)技術、安監(jiān)和施工單位對掘進工作面的電氣設備、通風設施和瓦斯檢測等進行達標驗收，不符合標準者不得開工；移交后使用單位負責按標準維護管理，對電氣設備的防爆、防火、綜合保護、風電瓦斯閉鎖等性能必須定期檢查和校驗，并有詳細記錄，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，不得繼續(xù)運行。923、局部通風機管理1）局部通風機安裝局部通風機安裝應有申請，并符合下列要求：（1）安放在金屬架或平臺上，距地面不小于0.3 m、距巷壁不小于0.5 m，吸

41、風口附近2 m范圍內(nèi)不得有雜物；（2）安設在貫穿風流中，距回風口大于10 m；（3）局部通風機所在巷道的風量應大于局部通風機的吸風量，保證不吸循環(huán)風。932）保證局部通風機連續(xù)、安全的運轉（1）局部通風機零部件要齊全，安裝正確，性能良好，防爆性能合格；（2）低瓦斯礦井的回采與掘進分開供電，局部通風機實行風電閉鎖；（3）對于高瓦斯（涌出量大于1 m3/min）或瓦斯涌出量變化大的掘進頭，要求實現(xiàn)“三專兩閉鎖”（“三?！奔磳Ｓ米儔浩?、專用電纜、專用開關；“兩閉鎖”即風電閉鎖和瓦斯電閉鎖）。有條件時采用雙電源、雙局部通風機和雙路風筒供風，局部通風機安裝遙訊裝置，將局部通風機的開停狀態(tài)信號傳輸至地面調

42、度室，以保證地面隨時了解井下局部通風機運行狀況；94（4）局部通風機應掛牌并有專人管理，專人監(jiān)督檢查。管理牌上的內(nèi)容有地點、局部通風機型號和功率、施工單位和管理人員；（5）串聯(lián)通風時，串聯(lián)通風掘進工作面的局部通風機的上風側應安設瓦斯探頭和自動報警的斷電儀；（6）局部通風機的撤移和停風應嚴格申請制度，有關人員持證上崗不得隨意停開；（7）局部通風機運轉前應檢查其進風流瓦斯，瓦斯?jié)舛刃∮?.5 %時方可啟動。因故停風后，必須在巷道中瓦斯?jié)舛刃∮? %時方可啟動；（8）交接班、臨時停工時也不準停局部通風機。953）局部通風機應定期檢查維修因井下空氣潮濕，且空氣中含有粉塵，在局部通風機運轉的過程中，粉塵

43、會逐漸粘積在流道和葉片上，若不定期清洗和檢修會使其性能惡化。4）局部通風機消音噪聲超過工業(yè)衛(wèi)生標準（85dB(A)）的局部通風機應安裝消聲器。964、加強風筒管理加強風筒管理是提高有效風量率的關鍵，為此要求：1）風筒有專人管理，經(jīng)常檢查，發(fā)現(xiàn)破漏應及時修補。2）分岔用三通，改變直徑用變徑接頭，避免突然擴大與收縮，轉彎用彎頭，使轉彎圓滑，以降低風筒的局部風阻。3）加強維護與管理。風筒應設專人負責接長、更換、修補和拆除。風筒接頭應嚴密，防止脫節(jié)和積水，風筒內(nèi)如有積水應及時排除。4）實行定期巡回檢查制，加強維護，發(fā)現(xiàn)破漏，及時修補，懸吊不平直，及時調整。 5）局部通風機啟動時，要開、停幾次，以防止因

44、突然升壓而使風筒脹裂或脫節(jié)。975、提高通風效果1）掘進開工前應安好裝通風設備，按設計要求建立好掘進通風系統(tǒng)；2）整個掘進施工過程中，為控制掘進工作面通風服務的風門和調節(jié)風窗等通風設施應始終處于良好狀態(tài)；3）所有掘進工作面的風筒出口應采用硬質風筒；4）風筒迎頭的距離：煤巷不超過5m，半煤巖巷不超過8m，巖巷不超過10m。如果巷道中有空幫和空頂，則應設法充填，否則應采取防止瓦斯積聚的措施；985）長距離通風時，為了減少漏風和降低風阻可采用漏風少的接頭，增加每節(jié)風筒長度；6）因通風距離長、風筒風阻大，一臺局部通風機不能滿足供風要求時，可采用兩臺局部通風機串聯(lián)工作，但應作通風設計；7）急傾斜煤層的小

45、眼用壓氣引射器通風時，應保證不停壓風，否則應改用局部通風機通風；8）每個掘進工作面要建立臺帳和卡片，記錄內(nèi)容有地點、巷道長度、開工日期、裝備達標情況等。99三、局部通風安全措施局部通風安全措施是在實際工作中總結出來的，主要包括以下幾個方面：1、保證局部通風機的穩(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；一旦運轉風機因故障停機時，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，風機要實現(xiàn)自動倒風，則連接兩風機的風筒也必須能夠自動倒風。 1002）“三專兩閉鎖”裝置“三?！笔侵笇?/p>

46、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(nèi)的瓦斯?jié)舛炔怀^規(guī)定限值時，方能向巷道內(nèi)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)定限值時，系統(tǒng)能自動切斷瓦斯傳感器控制范圍內(nèi)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(nèi)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。1011023）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