掘進(jìn)通風(fēng)課件.ppt

1、第八章 掘進(jìn)工作面通風(fēng),本章主要內(nèi)容 1、局部通風(fēng)方法-壓入式、抽出式、混合式、可控循環(huán)風(fēng) 2、掘進(jìn)工作面需風(fēng)量計(jì)算-壓入式、抽出式、混合式、按瓦斯、粉塵、炸藥等 3、局部通風(fēng)裝備-風(fēng)筒- 種類、阻力、漏風(fēng)、安裝；局部通風(fēng)機(jī)-性能、聯(lián)合運(yùn)行 4、局部通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-原則、步驟,第八章 掘進(jìn)工作面通風(fēng),利用局部扇風(fēng)機(jī)或主要扇風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)壓對(duì)井下獨(dú)頭巷道進(jìn)行通風(fēng)的方法稱為局部通風(fēng)（又稱掘進(jìn)通風(fēng)）。 第一節(jié) 局部通風(fēng)方法 一、局部扇風(fēng)機(jī)通風(fēng) 利用局部通風(fēng)機(jī)作動(dòng)力，通過風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)的通風(fēng)方法稱局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)，它是目前局部通風(fēng)最主要的方法。 常用通風(fēng)方式：壓入、抽出和混合式。 1.壓入式 布置方式：,10m,

2、Le 氣流貼著巷壁射出風(fēng)筒后,由于卷吸作用,射流斷面逐漸擴(kuò)張，直至射流的斷面達(dá)到最大值，此段稱為擴(kuò)張段； La射流斷面逐漸減少，直到為零，此段稱收縮段。 Ls從風(fēng)筒出口至射流反向的最遠(yuǎn)距離（即擴(kuò)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。 特點(diǎn)：（）局扇及電器設(shè)備布置在新鮮風(fēng)流中； （）有效射程遠(yuǎn)，工作面風(fēng)速大，排煙效果好； （）可使用柔性風(fēng)筒，使用方便； （）由于內(nèi)外，風(fēng)筒漏風(fēng)對(duì)巷道排污有一定作用。 要求：（）局巷，避免產(chǎn)生循環(huán)風(fēng)； （）局扇入口與掘進(jìn)巷道距離大于10m； （）風(fēng)筒出口至工作面距離小于Ls。,2.抽出式 布置方式： 有效吸程Le:風(fēng)筒吸

3、口吸入空氣的作用范圍。 在巷道邊界條件下，其一般計(jì)算式為： 式中 S巷道斷面，m2。 特點(diǎn)：（）新鮮風(fēng)流沿巷道進(jìn)入工作面，勞動(dòng)條件好； （）污風(fēng)通過風(fēng)機(jī)； （）有效吸程小，延長通風(fēng)時(shí)間，排煙效果不好； （）不通使用柔性風(fēng)筒。,Le,3. 壓入式和抽出式通風(fēng)的比較： 1) 壓入式通風(fēng)時(shí)，局部通風(fēng)機(jī)及其附屬電氣設(shè)備均布置在新鮮風(fēng)流中，污風(fēng)不通過局部通風(fēng)機(jī)，安全性好；而抽出式通風(fēng)時(shí)，含瓦斯的污風(fēng)通過局部通風(fēng)機(jī)，若局部通風(fēng)機(jī)不具備防爆性能，則是非常危險(xiǎn)的。 2)壓入式通風(fēng)風(fēng)筒出口風(fēng)速和有效射程均較大，可防止瓦斯層狀積聚，且因風(fēng)速較大而提高散熱效果。然而，抽出式通風(fēng)有效吸程小，掘進(jìn)施工中難以保證風(fēng)筒吸入

4、口到工作面的距離在有效吸程之內(nèi)。與壓入式通風(fēng)相比，抽出式風(fēng)量小,工作面排污風(fēng)所需時(shí)間長、速度慢。 3)壓入式通風(fēng)時(shí),掘進(jìn)巷道涌出的瓦斯向遠(yuǎn)離工作面方向排走,而用抽出式通風(fēng)時(shí),巷道壁面涌出的瓦斯隨風(fēng)流向工作面，安全性較差。 4) 抽出式通風(fēng)時(shí),新鮮風(fēng)流沿巷道進(jìn)向工作面，整個(gè)井巷空氣清新，勞動(dòng)環(huán)境好；而壓入式通風(fēng)時(shí)，污風(fēng)沿巷道緩慢排出，當(dāng)掘進(jìn)巷道越長，排污風(fēng)速度越慢，受污染時(shí)間越久。 5)壓入式通風(fēng)可用柔性風(fēng)筒，其成本低、重量輕，便于運(yùn)輸，而抽出式通風(fēng)的風(fēng)筒承受負(fù)壓作用，必須使用剛性或帶剛性骨架的可伸縮風(fēng)筒，成本高，重量大，運(yùn)輸不便。,4. 混合式通風(fēng) 混合式通風(fēng)是壓入式和抽出式兩種通風(fēng)方式的聯(lián)合

5、運(yùn)用,按局部通風(fēng)機(jī)和風(fēng)筒的布設(shè)位置，分為:長壓短抽、長抽短壓和長抽長壓。 1) 長抽短壓（前壓后抽） 工作面的污風(fēng)由壓入式風(fēng)筒壓入的新風(fēng)予以沖淡和稀釋，由抽出式主風(fēng)筒排出。 其中抽出式風(fēng)筒須用剛性風(fēng)筒或帶剛性骨架的可伸縮風(fēng)筒，若采用柔性風(fēng)筒，則可將抽出式局部通風(fēng)機(jī)移至風(fēng)筒入風(fēng)口，改為壓出式，由里向外排出污風(fēng)(如圖b）。,10m,10m,10m,10m,2) 長壓短抽(前抽后壓) 工作方式：新鮮風(fēng)流經(jīng)壓入式長風(fēng)筒送入工作面, 工作面污風(fēng)經(jīng)抽出式通風(fēng)除塵系統(tǒng)凈化,被凈化后的風(fēng)流沿巷道排出。 混合式通風(fēng)的主要特點(diǎn)： a、通風(fēng)是大斷面長距離巖巷掘進(jìn)通風(fēng)的較好方式； b、主要缺點(diǎn)是降低了壓入式與抽出式兩

6、列風(fēng)筒重疊段巷道內(nèi)的風(fēng)量，當(dāng)掘進(jìn)巷道斷面大時(shí),風(fēng)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(huán)通風(fēng) 當(dāng)局部通風(fēng)機(jī)的吸入風(fēng)量大于全風(fēng)壓供給設(shè)置通風(fēng)機(jī)巷道的風(fēng)量時(shí)，則部分由局部用風(fēng)地點(diǎn)排出的污濁風(fēng)流，會(huì)再次經(jīng)局部通風(fēng)機(jī)送往用風(fēng)地點(diǎn)，故稱其為循環(huán)風(fēng)。 循環(huán)通風(fēng)方式：循環(huán)通風(fēng)分為摻有適量外界新風(fēng)的循環(huán)通風(fēng)和不摻有外界新風(fēng)的循環(huán)通風(fēng)。前者即為可控制循環(huán)通風(fēng)，也稱為開路循環(huán)通風(fēng)；后者稱為閉路循環(huán)通風(fēng)。 在煤礦掘進(jìn)通風(fēng)中當(dāng)使用閉路循環(huán)系統(tǒng)時(shí)，因既無任何出口，也無法除去這些氣體，在封閉的循環(huán)區(qū)域中的污染物濃度必然會(huì)越來越大。因此，規(guī)程嚴(yán)禁采用循環(huán)通風(fēng)。,如果循環(huán)通風(fēng)是在一個(gè)敞開的區(qū)域內(nèi)，且連續(xù)

7、不斷地有適量的新鮮風(fēng)流摻入到循環(huán)風(fēng)流中,經(jīng)理論與實(shí)踐證明，這部分有控制的循環(huán)風(fēng)流中的污染物濃度僅僅取決于該地區(qū)內(nèi)污染物的產(chǎn)生率及流過該地區(qū)的新鮮風(fēng)量的大小，故循環(huán)區(qū)域中任何地點(diǎn)的污染物濃度，都不會(huì)無限制地增大，而是趨于某一限值。 可控循環(huán)局部通風(fēng)優(yōu)點(diǎn): (1) 采用混合式可控循環(huán)通風(fēng)時(shí),掘進(jìn)巷道風(fēng)流循環(huán)區(qū)內(nèi)側(cè)的風(fēng)速較高，避免了瓦斯層狀積聚,同時(shí)也降低了等效溫度，改善了掘進(jìn)巷道中的氣候條件。 (2) 當(dāng)在局部通風(fēng)機(jī)前配置除塵器時(shí)，可降低礦塵濃度。 (3) 在供給掘進(jìn)工作面相同風(fēng)量條件下，可降低通風(fēng)能耗。 缺點(diǎn)：(1) 由于流經(jīng)局部通風(fēng)機(jī)的風(fēng)流中含有一定濃度的瓦斯與粉塵，因此，必須研制新型防爆除塵

8、風(fēng)機(jī)。 ()循環(huán)風(fēng)流通過運(yùn)轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)的加熱,再返回掘進(jìn)工作面，使風(fēng)溫上升。 (3) 當(dāng)工作面附近發(fā)生火災(zāi)時(shí)，煙流會(huì)返回掘進(jìn)工作面，故安全性差，抗災(zāi)能力弱，災(zāi)變時(shí)有循環(huán)風(fēng)流通過的風(fēng)機(jī)應(yīng)立即進(jìn)行控制,停止循環(huán)通風(fēng),恢復(fù)常規(guī)通風(fēng)。,二、礦井全風(fēng)壓通風(fēng) 全風(fēng)壓通風(fēng)是利用礦井主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓，借助導(dǎo)風(fēng)設(shè)施把主導(dǎo)風(fēng)流的新鮮空氣引入掘進(jìn)工作面。其通風(fēng)量取決于可利用的風(fēng)壓和風(fēng)路風(fēng)阻。 按其導(dǎo)風(fēng)設(shè)施不同可分為： 1.風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng) 在巷道內(nèi)設(shè)置擋風(fēng)墻截?cái)嘀鲗?dǎo)風(fēng)流，用風(fēng)筒把新鮮空氣引入掘進(jìn)工作面，污濁空氣從獨(dú)頭掘進(jìn)巷道中排出。 特點(diǎn)：此種方法輔助工程量小，風(fēng)筒安裝、拆卸比較方便，通常用于需風(fēng)量不大的短巷掘進(jìn)通風(fēng)中。,.平行

9、巷道導(dǎo)風(fēng) 在掘進(jìn)主巷的同時(shí)，在附近與其平行掘一條配風(fēng)巷，每隔一定距離在主、配巷間開掘聯(lián)絡(luò)巷，形成貫穿風(fēng)流，當(dāng)新的聯(lián)絡(luò)巷溝通后，舊聯(lián)絡(luò)巷即封閉。兩條平行巷道的獨(dú)頭部分可用風(fēng)幛或風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)，巷道的其余部分用主巷進(jìn)風(fēng)，配巷回風(fēng)。 特點(diǎn)：此方法常用于煤巷掘進(jìn)，尤其是厚煤層的采區(qū)巷道掘進(jìn)中，當(dāng)運(yùn)輸、通風(fēng)等需要開掘雙巷時(shí)。此法也常用于解決長巷掘進(jìn)獨(dú)頭通風(fēng)的困難。 3.鉆孔導(dǎo)風(fēng) 離地表或鄰近水平較近處掘進(jìn)長巷反眼或上山時(shí)，可用鉆孔提前溝通掘進(jìn)巷道，以便形成貫穿風(fēng)流。 這種通風(fēng)方法曾被應(yīng)用于煤層上山的掘進(jìn)通風(fēng)，取得了良好排瓦斯效果。,4.風(fēng)幛導(dǎo)風(fēng) 在巷道內(nèi)設(shè)置縱向風(fēng)幛，把風(fēng)幛上游一側(cè)的新風(fēng)引入掘進(jìn)工作面，清洗后

10、的污風(fēng)從風(fēng)幛下游一側(cè)排出。這種導(dǎo)風(fēng)方法，構(gòu)筑和拆除風(fēng)幛的工程量大。適用于短距離或無其它好方法可用時(shí)采用。 三、引射器通風(fēng) 利用引射器產(chǎn)生的通風(fēng)負(fù)壓,通過風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)的通風(fēng)方法稱引射器通風(fēng)。引射器通風(fēng)一般都采用壓入式。 優(yōu)點(diǎn)：無電氣設(shè)備，無噪音;還具有降溫、降塵作用;在煤與瓦斯突出嚴(yán)重的煤層掘進(jìn)時(shí)，用它代替局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)，設(shè)備簡單，安全性較高。 缺點(diǎn)：風(fēng)壓低、風(fēng)量小、效率低，并存在巷道積水問題。,1,2,四、利用總壓差通風(fēng) 在條件允許時(shí)，可以利用礦井的總壓差把新鮮空氣引入工作面，利用風(fēng)幛把掘進(jìn)巷道沿走向分隔開，一側(cè)進(jìn)入新鮮風(fēng)流，經(jīng)工作面使用后由另一側(cè)排出。 但是利用總壓差通風(fēng)會(huì)直接增加主扇負(fù)荷而相應(yīng)

11、地減少礦井的總進(jìn)風(fēng)量，一般只利用于幾十米長的通風(fēng)距離。 五、天井掘進(jìn)通風(fēng) 掘進(jìn)天井時(shí)，由于爆破后炮煙溫度高，密度小，容易聚集在工作面;天井?dāng)嗝嬲?，又分為梯子間及管道間，還架設(shè)安全棚等，可見天井通風(fēng)不僅敷沒風(fēng)筒困難，而且風(fēng)筒的風(fēng)流也難于直接射向工作面，故天井比平巷通風(fēng)困難得多。天井掘進(jìn)中一般采用壓入式通風(fēng)或引射器通風(fēng)、風(fēng)水混合式通風(fēng)。如果在掘進(jìn)天井之先，在上下中段用鉆孔貫通，利用全礦總壓差或在上中段安裝局扇抽風(fēng)，則能有效地改善通風(fēng)條件。 六、豎井掘進(jìn)通風(fēng) 井筒在40m以內(nèi)掘進(jìn)時(shí)，可以不必安裝局部扇風(fēng)機(jī)，依靠空氣的自然運(yùn)動(dòng)即可排出工作面炮煙。深度增加后，必須采用局扇通風(fēng)。局扇安在地表，風(fēng)筒接到工

12、作面。由于炮煙密度小，有向上流動(dòng)趨勢(shì)，采用壓入式通風(fēng)效果較好。,第二節(jié) 風(fēng)筒 局部通風(fēng)裝備是由局部通風(fēng)動(dòng)力設(shè)備、風(fēng)筒及其附屬裝置組成。 一、風(fēng)筒 風(fēng)筒是最常見的導(dǎo)風(fēng)裝置。對(duì)風(fēng)筒的基本要求是漏風(fēng)小、風(fēng)阻小、重量輕、拆裝簡便。 1. 風(fēng)筒種類 風(fēng)筒按其材料力學(xué)性質(zhì)可分為剛性和柔性兩種。 剛性風(fēng)筒是用金屬板或玻璃鋼材制成。玻璃鋼風(fēng)筒比金屬風(fēng)筒輕便、抗酸、堿腐蝕性強(qiáng)、摩擦阻力系數(shù)小。 柔性風(fēng)筒是應(yīng)用更廣泛的一種風(fēng)筒，通常用橡膠、塑料制成。其最大優(yōu)點(diǎn)是輕便，可伸縮、拆裝運(yùn)搬方便。 2. 風(fēng)筒接頭 剛性風(fēng)筒一般采用法蘭盤連接方式。柔性風(fēng)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

13、等多種形式。 3. 風(fēng)筒的阻力,4.風(fēng)筒漏風(fēng) 剛性風(fēng)筒風(fēng)筒的漏風(fēng)，主要發(fā)生在接頭處，柔性風(fēng)筒不僅接頭而且全長的壁面和縫合針眼都有漏風(fēng)，故風(fēng)筒漏風(fēng)屬連續(xù)的均勻漏風(fēng)。因此，應(yīng)用始末端風(fēng)量的幾何平均值作為風(fēng)筒的風(fēng)量Q,即： ，m3/min 式中局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)量Qa與風(fēng)筒出口風(fēng)量Qh不等， Qa與Qh之差就是風(fēng)筒的漏風(fēng)量Ql， 1)漏風(fēng)率 風(fēng)筒漏風(fēng)量占局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量的百分?jǐn)?shù)稱為風(fēng)筒漏風(fēng)率l。 l雖能反映風(fēng)筒的漏風(fēng)情況，但不能作為對(duì)比指標(biāo)。故常用百米漏風(fēng)率l100表示： l100l/L100 式中 L 為風(fēng)簡長度。,2)有效風(fēng)量率 掘進(jìn)工作面風(fēng)量占局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量的百分?jǐn)?shù)稱為有效風(fēng)量率pe。 3)

14、漏風(fēng)系數(shù) 風(fēng)筒有效風(fēng)量率的倒數(shù)稱為風(fēng)筒漏風(fēng)系數(shù)pq。 金屬風(fēng)筒的pq值可按下式計(jì)算： 式中 K相當(dāng)于直徑為1m的金屬風(fēng)筒每個(gè)接頭的漏風(fēng)率。 D風(fēng)筒直徑,m; n風(fēng)筒接頭數(shù),個(gè); L風(fēng)筒全長,m。 R0每米長風(fēng)筒的風(fēng)阻,Ns2/m8; 柔性風(fēng)筒的pq值： 式中 n接頭數(shù)；j個(gè)接頭的漏風(fēng)率。,二、局部通風(fēng)機(jī) 井下局部地點(diǎn)通風(fēng)所用的通風(fēng)機(jī)稱為局部通風(fēng)機(jī)。 要求：體積小、風(fēng)壓高、效率高、噪聲低、性能可調(diào)、堅(jiān)固防爆。 1. 局部通風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)。具有低效率、低風(fēng)量風(fēng)壓、高噪聲。 近年來，我國已研制開發(fā)了一些新產(chǎn)品，如沈陽鼓風(fēng)機(jī)廠研制的B

15、KJ66-11，對(duì)旋風(fēng)機(jī)等。 2. 局部通風(fēng)機(jī)聯(lián)合工作 （）局部通風(fēng)機(jī)串聯(lián) (2) 局部通風(fēng)機(jī)并聯(lián) 當(dāng)風(fēng)筒風(fēng)阻不大，用一臺(tái)局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)不足時(shí)，可采用。,第三節(jié) 局扇通風(fēng)設(shè)計(jì) 一、局扇通風(fēng)設(shè)計(jì)原則 (1) 礦井和采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)為局部通風(fēng)創(chuàng)造條件； (2) 局部通風(fēng)系統(tǒng)要安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理和技術(shù)先進(jìn)。 (3) 盡量采用技術(shù)先進(jìn)的低噪、高效型局部通風(fēng)機(jī)。 (4) 壓入式通風(fēng)宜用柔性風(fēng)筒，抽出式通風(fēng)宜用帶剛性骨架的可伸縮風(fēng)筒或完全剛性的風(fēng)筒。風(fēng)筒材質(zhì)應(yīng)選擇阻燃、抗靜電型。 (5)當(dāng)一臺(tái)風(fēng)機(jī)不能滿足通風(fēng)要求時(shí)可考慮選用兩臺(tái)或多臺(tái)風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)行。 二、局扇通風(fēng)設(shè)計(jì)步驟 (1) 確定局部通風(fēng)系統(tǒng)，繪制掘

16、進(jìn)巷道局部通風(fēng)系統(tǒng)布置圖。 (2) 按通風(fēng)方法和最大通風(fēng)距離，選擇風(fēng)筒類型與直徑； (3) 計(jì)算風(fēng)機(jī)風(fēng)量和風(fēng)筒出口風(fēng)量； (4) 按掘進(jìn)巷道通風(fēng)長度變化，分階段計(jì)算局部通風(fēng)系統(tǒng)總阻力 (5) 按計(jì)算所得局部通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)風(fēng)量和風(fēng)壓，選擇局部通風(fēng)機(jī)； (6) 按礦井災(zāi)害特點(diǎn)，選擇配套安全技術(shù)裝備。 ,三、工作面所需風(fēng)量計(jì)算 1. 壓入式通風(fēng) 前蘇聯(lián).沃洛寧公式，當(dāng)風(fēng)筒出口到工作面的距離 LopLs(45)時(shí)，工作面所需風(fēng)量或風(fēng)筒出口的風(fēng)量應(yīng)為： m3/min 2. 抽出式通風(fēng) 前蘇聯(lián).沃洛寧公式,當(dāng)風(fēng)筒末端至工作面的距離 時(shí), 工作面所需風(fēng)量或風(fēng)筒入口風(fēng)量應(yīng)為： m3/min,2. 混合式通風(fēng) 在長抽短壓混合式布置時(shí)，為防止循環(huán)風(fēng)和維持風(fēng)筒重疊段巷道內(nèi)具有最低的排塵或稀釋瓦斯風(fēng)速，則抽出式風(fēng)筒的吸風(fēng)量應(yīng)大于壓入式風(fēng)筒出口風(fēng)量,即 式中pc 按壓入式風(fēng)量計(jì)算。 四、排除礦塵所需風(fēng)量 風(fēng)流的排塵風(fēng)量可按下式計(jì)算： 五、按風(fēng)速驗(yàn)算風(fēng)量 巖巷按最低風(fēng)速0.15m/s或風(fēng)量Q9S(m3/min);半煤巖巷和煤巷按不能形成瓦斯層的最低風(fēng)速0.25m/s或Q