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1、*研究总院XX分院煤矿掘进通风安全技术及装备系列化概述 根据近年来统计，在掘进过程中发生的瓦斯煤尘爆炸事故占瓦斯爆炸事故总数的80以上。掘进工作面容易发生爆炸的原因，一方面是因为采用局部通风，风机断电停风、风筒破损折断会导致工作面风量不足，而巷道中风速偏低以及煤层刚揭露、瓦斯涌出量大等原因造成了瓦斯积聚；另一方面是违章进行放炮、掘进机械和电器设备作业产生了火源。预防和杜绝掘进过程中的瓦斯爆炸事故，应该从加强通风和改善安全装备着手，研究安全、可靠、有效的通风技术，建立安全保障系统，防止瓦斯积聚和产生引爆源。第一节 掘进通风安全技术一、掘进通风方式 煤矿的掘进通风有三种方式，即抽出式、压入式和混合
2、式。 压入式通风的局部通风机设在新鲜风流中，污风不通过局部通风机，具有有效射程远，工作面风速大，工作面迎头区排烟效果好，可使用柔性风筒，使用方便等优点。但其污风沿巷道排出，井巷内劳动环境条件差，当风量一定时，掘进巷道越长，污风在巷道内流动时间越久，要缩短通风时间，就必须增大风量。 抽出式通风的优点是新鲜风流沿巷道进入工作面，整个井巷空气清新，劳动环境好。但其缺点是污风通过风机，若风机防爆性能差，则抽出爆炸性气体时不安全；有效吸程小，工作面排烟排尘效果不好，不能使用柔性风筒等。 混合式通风兼有压入式通风及抽出式通风的优点，所以被认为是掘进通风中较好的一种通风方式。 由于压入式通风安全可靠性较高，
3、故在煤矿中得到广泛应用。 混合式通风除尘技术对减轻炮烟污染，根治粉尘危害，改善井下掘进作业条件，保证工人身体健康具有明显效果，是一种很有发展前途的掘进通风方式。二、压抽混合式通风除尘系统 压抽混合式通风除尘技术是在压抽混合式通风的基础上，配套使用除尘风机、除尘器及集尘器等而发展起来的。采用压抽混合式通风除尘技术，能有效地抑制粉尘，减少煤尘爆炸几率和减轻工人患尘肺病的程度。（一）压抽混合式通风除尘系统的布置 1长压长抽式 压入和抽出式风机分别安设在掘进巷道的入风侧和回风侧，沿巷道的全长布置两趟风筒。抽出风筒采用带骨架的伸缩风筒，风筒末端接近工作面迎头，压入式风机风筒口距掘进工作面的距离小于风流有
4、效射程，抽出式风机风筒口距掘进工作面的距离小于负压吸程。2长抽短压式 抽出风筒从位于回风道内的除尘风机开始并接至工作面，工作面风量由除尘风机来满足，小功率压入风机只作为辅助通风设备安装于掘进巷道内距工作面吸出风筒口3050m的位置，压入风筒口超过吸出风筒口。压入风流只起吹散及稀释顶板瓦斯、工作面瓦斯，提高工作面风速，加速粉尘炮烟排出的作用。根据试验，当抽出风筒口距工作面1520m，压入式风筒口距工作面610m，抽压风量比为3：15：1时，可以得到较理想的除尘效果，除尘率达7095，该种方法适用于低瓦斯矿井，即工作面瓦斯较小，粉尘危害比较严重的作业地点。采用该种方法，必须安装瓦斯风电闭锁装置，严
5、格控制并避免压入风机发生循环风。 3长压短抽式 压入式风机设于新鲜风流中，压入风筒沿巷道全长布置，抽出风筒与除尘风机定期随工作面延伸而前移，抽出风筒一般长5060m，压入风筒末端距工作面1015m。抽出风筒口超前压入风筒口，距工作面35m。压抽风量比为约2.5:15:1.5，该种布置方式，工作面风量由压入风机提供，抽出风机和吸出风流起着排除粉尘的作用。适用于高瓦斯矿井，瓦斯涌出量较大的掘进工作面。 长压短抽式在经济上、安全上及适用条件上都比较优越，是煤矿煤巷及半煤岩巷掘进中推广普及的方向。（二）压抽混合式通风除尘系统技术参数确定 1工作面及除尘器风量的确定 工作面风量是指主压风机或主抽风机使风
6、流到达工作面的有效风量。由于矿井瓦斯等级不同，配风时考虑的重点也不同。高瓦斯矿井以稀释瓦斯为主，低瓦斯矿井以良好的气象条件和有利于排除炮烟粉尘为主，故可根据不同的要求计算。 除尘器风量的确定是以保证系统内不发生循环风和满足除尘需要为前提的。2巷道内的风速 混合式与单独压入式或抽出式不同，在工作面附近出现一个抽压混合作用区域。 该区域风流状态比较复杂，无论哪种方式，在工作面附近区域，空气分子总要受到吸入风流的正压作用，经现场实测，该区域风速比单一压入或抽出时的风速均大。这说明对于两风筒口呈前压后抽式的，两风筒口之间距离必须大于吸入风流对工作面的作用长度，这样才更有利于压入风流对工作面的射流，也有
7、益于吹散排除工作面炮烟和粉尘。第二节 掘进通风安全装备和安全保护措施一、掘进通风的安全装备（一）旋流风筒 在煤巷掘进过程中，由于局部瓦斯积聚而引起的瓦斯爆炸事故，在煤矿瓦斯爆炸事故中占有一定的比例。造成这些局部地区瓦斯积聚的原因，一是局部地区由于特殊地质构造形成了集中瓦斯赋存带，巷道在贯穿这些地区后，形成一个集中瓦斯涌出带，向巷道中涌出瓦斯，并有大量的补给源；局部巷道高冒区及巷道两侧片帮后，未能及时加以充填，这些地方形成微风或无风区，所以容易积聚瓦斯。这些积聚的瓦斯容易被人们忽视，所以一旦遇到火源或高温点极易发生瓦斯爆炸。采用旋流风筒处理局部瓦斯积聚，能有效地防止瓦斯爆炸事故。 旋流风筒是利用
8、康达效应(或称附壁效应)而研制的一种刚性风筒，其作用原理是，在普通刚性风筒的一侧沿纵向开一沟槽，风筒外面罩一个与风筒同心的外套，外套与风筒之间留有一个切向排出口。风筒的轴向有一控制阀，当轴向阀关闭风筒时，风从风筒的沟槽流出进入风筒与外套的间隙中，沿间隙流动经排出口后沿切线射出。（二）瓦斯排放稀释筒 为了安全地排放瓦斯，做到人为控制排放瓦斯不超限，在实施过程中可采用瓦斯排放稀释筒。其形式有以下几种： 1.方形瓦斯排放稀释筒 2.三通式瓦斯排放稀释筒 3.圆筒形瓦斯排放稀释筒 在上述的三种瓦斯排放稀释筒中，方形瓦斯排放稀释筒加工容易，尤其是方形阀门，关闭时为正常通风阻力，打开时完全切断通向风筒的通
9、路，而且调风容易，但它由几段组成，相对来说体积较大。 三通式和圆筒形瓦斯排放稀释筒体积小，阀门漏风小，但加工较方形瓦斯排放稀释筒要困难，成本也较高。从目前控制手段来说，三通式瓦斯排放稀释筒的控制较容易，而且定位好。在调风方面，它的轴向阀、卸流阀可以单独动作，也可以联合动作，从而适合不同情况下调风要求。这种瓦斯排放稀释筒的密封效果好、漏风小，故易于被现场采纳。（三）除尘风机 除尘风机目前在我国煤矿难以推广的重要因素就是体积大、笨重。因此，对现有除尘风机进行适当改造，将会大大提高其使用率。可将除尘风机的供水系统和副托架卸掉，供水系统用井下静压水代替，同时另作滑橇将除尘风机架在掘进机组后面的可伸缩皮
10、带架上随皮带机向前移动，不仅减少了风机的体积和重量，而且也大大减轻了移动风机的繁重体力劳动。 掘进通风安全装备除上面介绍的之外还有以下几种：掘进机水力喷雾引射器；放炮联动水幕装置；电力压气联动风机；快速断电开关；煤巷瓦斯抽放小型化钻机。（四）新型大功率局部通风机和大直径风筒的配套装备 为了适应综合机械化生产的发展，研制和生产了适合于高瓦斯煤巷长距离掘进通风用的大功率局部通风机和大直径强力风筒配套装置，目前已在高瓦斯综采采区掘进作业中推广应用。二、掘进通风的安全保护措施（一）“双局扇、双电源”措施 双局扇、双电源供风供电系统，是指在每个高瓦斯掘进工作面安设两台局部通风机，一台工作，一台备用，两台
11、可互为备用。电源来自两个动力变压器，一路来自井下中央变电所，一路来自其它采区变电所。两路电源设有总开关，但不设电源联络开关。另一种为两台局部通风机，一台为常用风机，另一台为备用风机，电源和采掘工作面动力变压器一起供电，并增设了分段联络开关，风机专用电源线不得向采掘工作面其他动力设备供电。当常用局部风机因故停机，备用局部通风机自动向掘进工作面供风，待常用局部风机故障排除后再转换由常用局部风机供风。 配套设施有：（1）软质风筒自动导风三通；（2）电控自动切换装置等。（二）局部通风机风电闭锁装置 局部通风机风电闭锁装置能够做到掘进工作面先送风后送电，停风后立即断电，可在停风后瓦斯聚集时杜绝产生电火花；另一方面能够在吹散瓦斯并使其达到规程允许浓度之后，才能向局部通风机送电，这也是避免瓦斯爆炸事故的一条重要措施。谢谢 谢谢
