项目十二掘进通风设计及安装管理剖析

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1、项目十二 掘进通风设计及安装管理 任务1掘进通风设计 任务2 局部通风设备的安装与管理 能力目标： 1、会根据生产需要合理选择局部通风设备； 2、能够合理使用和安设局部通风设备 知识目标： 1、能概述掘进通风方法和适用条件； 2、能概述局部通风机和风筒的种类、性能特点； 3、能概述掘进通风设计的主要方法和步骤； 4、能理解煤矿安全规程对掘进通风的有关规定。 项目目标 项目十二 掘进通风设计及安装管理 掘进通风方法按通风动力形式不同分为局部通风机 通风、矿井全风压通风和引射器通风三种。其中，局部 通风机通风是最为常用的掘进通风方法。 一、局部通风机通风 局部通风机是井下局部地点通风所用的通风设备

2、。 局部通风机通风是利用局部通风机作动力，用风筒导风 把新鲜风流送入掘进工作面。局部通风机通风按其工作 方式不同分为压入式、抽出式和混合式三种。 第一部分 掘进通风方法 压入式通风 压入式通风如图12-1所示。局部通风机和启动装置安 设在离掘进巷道口10m以外的进风侧巷道中，局部通风机把 新鲜风流经风筒送入掘进工作面，污风沿掘进巷道排出。 图 12-1 压入式通风 压入式通风的优点是： 1、局部通风机和启动装置都位于新鲜风流中，不易引起 瓦斯和煤尘爆炸，安全性好； 2、风筒出口风流的有效射程长，排烟能力强，工作面通 风时间短； 3、既可用硬质风筒，又可用柔性风筒，适应性强。 缺点是： 1、污风

3、沿巷道排出，污染范围大； 2、炮烟从掘进巷道排出的速度慢， 需要的通风时间长 。 适用于以排出瓦斯为主的煤巷、半煤岩巷掘进通风。 掘进工作面压入式通风立体示意图 图 12-2 抽出式通风 抽出式通风如图12-3所示。局部通风机安装在离掘进巷 道口10m以外的回风侧巷道中，新鲜风流沿掘进巷道流入工 作面，污风经风筒由局部通风机抽出。 图 12-3抽出式通风 抽出式通风的优点是： 1、污风经风筒排出，掘进巷道中为新鲜风流，劳动卫 生条件好； 2、放炮时人员只需撤到安全距离即可，往返时间短； 3、所需排烟的巷道长度为工作面至风筒吸入口的长度 ，故排烟时间短，有利于提高掘进速度。 其缺点是： 1、风筒

4、吸入口的有效吸程短，风筒吸风口距工作面距 离过远则通风效果不好，过近则放炮时易崩坏风筒； 2、因污风由局部通风机抽出，一旦局部通风机产生火 花，将有引起瓦斯、煤尘爆炸的危险，安全性差。 在瓦斯矿井中一般不使用抽出式通风。 图 12-4 掘进工作面抽出式通风布置图 混合式通风 混合式通风是一个掘进工作面同时采用压入式和抽出式联 合工作。其中压入式向工作面供新风，抽出式从工作面排出 污风。按局部通风机和风筒的布设位置不同分为长抽短压、 长压短抽和长压长抽三种方式。 图12-5 长抽短压通风方式 图12-6 长压短抽通风方式 混合式通风兼有抽出式与压入式通风的优点，通风效果好 。 主要缺点是： 1、

5、增加了一套通风设备，电能消耗大，管理也比较复杂 ； 2、降低了压入式与抽出式两列风筒重叠段巷道内的风量 。 混合式通风适用于大断面、长距离岩巷掘进巷道中。煤巷 综掘工作面多采用与除尘风机配套的长压短抽混合式。 规程规定：煤巷、半煤岩巷的掘进如采用混合式通 风时，必须制订安全措施。但在瓦斯喷出区域或煤（岩 ）与瓦斯突出煤层、岩层中，掘进通风方式不得采用混 合式。 掘进工作面混合式通风布置平面图 图12-7 二、矿井全风压通风 矿井全风压通风，是直接利用矿井主通风机所造成的风 压，借助风幛和风筒等导风设施将新风引入工作面，并将 污风排出掘进巷道。 矿井全风压通风的形式有： 利用纵向风幛导风 利用风

6、筒导风 利用平行巷道通风 钻孔导风 图12-8 风幛导风 图12-9 风筒导风 1风幛；2调节风门 1风筒；2风墙；3调节风门 图12-10 平行巷道导风 图12-11 钻孔导风 1上山；2钻孔 三、引射器通风 利用引射器产生的通风负压，通过风筒导风的通风方法称为引射 器通风。引射器通风一般采用压入式，其布置方式如图7-1-13所示。 利用引射器通风的主要优点是： 1、无电器设备、无噪音。 2、水力引射器通风还能起降温、降尘作用。 3、在煤与瓦斯突出严重的煤层掘进时，用它代替局部通风机通 风，设备简单，比较安全。 缺点是：供风量小，需要水源或压气。 适用于需风量不大的短巷道掘进通风，也可在含尘

7、量大、气温高 的采掘机械附近，采取水力引射器与其它通风方法的混合式通风。 图12-12 引射器通风 1风筒；2引射器；3水管（或风管） 局部通风设备由局部通风动力设备、风筒及附属装置组成 。 一、局部通风机 井下局部地点通风所用的通风机称为局部通风机。掘进 工作面通风要求通风机体积小、风压高、效率高、噪声低、 性能可调、坚固防爆。 1、局部通风机的种类和性能 1）JBT系列局部通风机 JBT系列局部通风机是目前煤矿中普遍使用的局部通风 机，研制于上世纪六十年代，其全风压效率只有60%70%， 风量、风压偏低，噪声高达103118dB(A)， 已逐渐被淘汰。 第二部分 局部通风设备及选择 2)B

8、KJ6611系列局部通风机 BKJ6611型矿用局部通风机是沈阳鼓风机厂生产的新型局 部通风机。该系列通风机机号有3.6、4.0、4.5、5.6、6.0、 6.3等6个规格。 BKJ6611系列通风机的优点是：效率高，最高效率达90% ，且高效区宽，比JBT系列提高效率1530%，耗电少；如用 BKJ6611o4.5代替JBT522型，电动机功率可由11KW降至 8KW；噪音低，比JBT系列局部通风机降低68dB（A）。 图12-13 3)对旋式局部通风机 我国生产的对旋式局部通风机，其特点是噪音低、 结构紧凑、风压高、流量大、效率高，部件通用化，使用 安全，维修方便，根据不同通风要求，既可整

9、机使用，又 可分级使用，从而减少能耗。 FD1系列低噪声对旋局部通风机 图12-14 FD1系列低噪声对旋局部通风机 局部通风机联合工作 1)局部通风机的串联 当在通风距离长、风筒阻力大，一台局部通风机风压 不能保证掘进需风量时，可采用两台或多台局部通风机 串联工作。 串联方式有集中串联和间隔串联。若两台局部通风机 之间仅用较短(12m)的铁质风筒连接称为集中串联；若 局部通风机分别布置在风筒的端部和中部，则称为间隔 串联。 图12-15 局部通风机串联作业形式 2)局部通风机的并联 当风筒风阻不大，用一台局部通风机供风不足时， 可采用两台或多台局部通风机集中并联工作。 图12-16 二、风筒

10、 1、风筒的类型 掘进通风使用的风筒分硬质风筒和柔性风筒两类。 1)硬质风筒 一般由厚23mm的铁板卷制而成。铁风筒的优点 是坚固耐用，使用时间长，各种通风方式均可使用。缺 点是成本高，易腐蚀，笨重，拆、装、运不方便，在弯 曲巷道中使用困难。铁风筒在煤矿中使用日渐减少。 近年来生产了玻璃钢风筒，其优点是比铁风筒轻 便（重量仅为钢材的1/4），抗酸、碱腐蚀性强，摩擦 阻力系数小，但成本比铁风筒高。 2)柔性风筒 主要有帆布风筒、胶布风筒和人造革风筒等。常见的胶布风筒规 格如表12-1所示。柔性风筒的优点是轻便，拆装搬运容易，接头少。 缺点是强度低，易损坏，使用时间短，且只能用于压入式通风。目前

11、煤矿中采用压入式通风时均采用柔性风筒。 风筒直径/mm风筒节长 /m风筒壁厚/mm垫圈厚/mm风筒质量/kgm-1 300101.21.30.071 400101.21.60.126 500101.21.90.196 600101.22.30.283 800101.23.20.503 1000101.24.00.785 随着综掘工作面的增多，混合式通风除尘技术得 到了广泛应用，为了满足抽出式通风的要求，也为了充 分利用柔性风筒的优点，带刚性骨架的可伸缩风筒得到 了开发和应用，即在柔性风筒内每隔一定距离加一个钢 丝圈或螺旋形钢丝圈。 此种风筒 能承受一定的负压，可用于抽出式通风 ，而且具有可伸缩

12、的持点，比铁风筒使用方便。 图12-17 带刚性骨架的可伸缩风筒 风筒的阻力 计算公式依据第三章摩擦阻力计算公式得： 柔性风筒和带刚性骨架的柔性风筒的摩擦阻力系数 与其壁面承受的风压有关。在实际应用中，整列风筒风 阻除与长度和接头等有关外，还与风筒的吊挂维护等管 理质量密切相关，一般根据实测风筒百米风阻作为衡量 风筒管理质量和设计的数据。 3、风筒的漏风 正常情况下，金属和玻璃钢风筒的漏风，主要发生在 接头处，胶布风筒不仅接头而且全长的壁面和缝合针眼都 有漏风，所以风筒漏风属于连续的均匀漏风。漏风使局部 通风机风量Q通与风筒出口风量Q出不等。因此，应该用 始、末端风量的几何平均值作为风筒的风量

13、Q。 反映风筒漏风程度的指标参数如下： 1)漏风率 风筒漏风量占局部通风机工作风量的百分数称为风筒 漏风率漏。 2)有效风量率 掘进工作面风量占局部通风机工作风量的百分数称为有 效风量率p有效。 3)漏风系数 风筒有效风量率的倒数称为风筒漏风系数p漏。金属 风筒的p漏值可按下式计算： 柔性风筒的p漏值可用下式计算： 掘进工作面需风量，应满足规程对作业地点空 气的成分、含尘量、气温、风速等规定要求，按下列 因素计算。 一、排出炮烟所需风量 压入式通风 （12-1） 第三部分 掘进工作面风量计算 式中 t通风时间，一般取2030min； A同时爆破炸药量，kg； b每kg炸药产生的CO当量，煤巷爆

14、破取 100L/kg，岩巷爆破取40L/kg； S巷道断面积，m2； L巷道通风长度，m； P漏风筒始、末风量之比，即漏风系数； C碳氧化碳浓度的允许值，%，C碳=0.02%。 2、抽出式通风 （12-2） 式中 :L抛炮烟抛掷长度，m。电雷管起动时， L抛=15+A/5。 3、混合式通风 采用长抽短压混合式布置时，为防止循环风和维持风筒 重叠段巷道具有最低的排尘或稀释瓦斯风速，则抽出式风 筒的吸风量Q入应大于压入式风筒出口风量Q出，即： Q入=(1.21.25) Q出 或 Q入 =Q出+60vS，m3/min 式中 v最低排尘风速0.150.25m/s，瓦斯释放最低0.5 m/s风速； S风

15、筒重叠段的巷道断面积，m2。 上式中压入式风筒出口风量Q出可按(7-2-1)式计算。式 中L改为抽出式风筒吸风口到工作面的距离L距，并且因压 入式风筒较短，式中P漏1，故 (12-3) 二、排除瓦斯所需风量 在有瓦斯涌出的巷道掘进工作面内，其所需风量应保 证巷道内任何地点瓦斯浓度不超限，其值可按下式计算 ： 式中 Q瓦排出瓦斯所需风量，m3/min； QCH4巷道瓦斯绝对涌出总量，m3/min； CCH4最高允许瓦斯浓度， %； C进CH4进风流中的瓦斯浓度，%； KCH4瓦斯涌出不均匀系数，取1.52.0。 三、排出矿尘所需风量 风流的排尘风量可按下式计算： 式中 Q尘排尘所需风量，m3/m

16、in； G掘进巷道的产尘量，mg/min； G高最高允许含尘量，当矿尘中含游离SiO2大 于10%时，为2 mg/m3；小于10%时，为10 mg/m3；对 含游离SiO2大于10%的水泥粉尘，为6 mg/m3； G基进风流中基底含尘量，一般要求不超过0.5 mg/m3。 四、按风速验算风量 岩巷按最低风速0.15m/s或Q9S(m3/min)验算。半煤岩 和煤巷按不能形成瓦斯层的最低风速0.25 m/s或 Q15S(m3/min) 验算。 掘进巷道需风量，原则上应按排除炮烟、瓦斯、矿尘 诸因素分别计算，取其中最大值，然后按风速验算，而 在实际工作中一般按通风的主要任务计算风量。如有大 量瓦斯涌出的巷道，则按瓦斯因素计算；无瓦斯涌出的 岩巷，则按炮烟和矿尘因素计算；综掘煤巷按矿尘和瓦 斯因素计算。 一、局部通风系统的设