淺談巷道掘進(jìn)的通風(fēng)方式選用與通風(fēng)設(shè)備系列化

李相慶

【摘要】“采”和“掘”是煤炭生產(chǎn)過程中的兩大工程。在高瓦斯煤礦中，與工作面采煤作業(yè)一樣，掘進(jìn)巷道時(shí)也存在煤與瓦斯突出危險(xiǎn)。隨著開采深度的增加，突出危險(xiǎn)徒然增長(zhǎng)。但采礦工程離不開井巷掘進(jìn)，也暫時(shí)不能實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化作業(yè)，需要人工參與掘進(jìn)，總的來說，巷道掘進(jìn)存在風(fēng)險(xiǎn)。為了保證掘進(jìn)安全，首要是加強(qiáng)掘進(jìn)工作的通風(fēng)管理和合理選用配套的通風(fēng)設(shè)備，文中筆者結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)探討了巷道掘進(jìn)的通風(fēng)方式選擇，以及如何實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)面通風(fēng)設(shè)備系列化，能為具有相似地質(zhì)條件的高瓦斯礦井在巷道掘進(jìn)時(shí)提供參考。

【關(guān)鍵詞】巷道掘進(jìn)；通風(fēng)方式選用；通風(fēng)設(shè)備；系列化

前言

無論是在新建擴(kuò)建礦井還是在生產(chǎn)礦井中，都涉及到大量的井巷掘進(jìn)工程，而瓦斯通風(fēng)是井巷掘時(shí)必須解決好的問題。為了能夠快速將掘進(jìn)時(shí)所產(chǎn)生的礦塵和煤炭體中所釋放的瓦斯排出，務(wù)必在掘進(jìn)時(shí)為工作面安裝通風(fēng)設(shè)施，以保證工作面連續(xù)穩(wěn)定通風(fēng)和實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)面內(nèi)保障人員生命安全的目的。一般來說，掘進(jìn)工作面內(nèi)只有一個(gè)通風(fēng)口，因此不能形成穩(wěn)定可靠的對(duì)流通風(fēng)，必須借助輔助通風(fēng)設(shè)備（如局部通風(fēng)機(jī)等），并采用合理的通風(fēng)技術(shù)才能連續(xù)不斷地為掘進(jìn)工作內(nèi)提供新鮮風(fēng)流并帶走濁風(fēng)。以下將從如何選用合理的通風(fēng)技術(shù)和通風(fēng)設(shè)備，以及如何實(shí)現(xiàn)通風(fēng)安全技術(shù)裝備系列化三方面內(nèi)容進(jìn)行探討。

1、如何選用合理的通風(fēng)方式

如上所述，因?yàn)榫蜻M(jìn)工作面內(nèi)只有一個(gè)通風(fēng)口，必須借助局部通風(fēng)機(jī)才能實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)工作面的通風(fēng)作業(yè)。按吸入新鮮風(fēng)流或排除污風(fēng)方式不同，可將掘進(jìn)通風(fēng)分為壓入式、抽出式或混合式通風(fēng)三種形式，至于選擇何種通風(fēng)方式，應(yīng)根據(jù)掘進(jìn)巷道的生產(chǎn)條件而定。就目前來看混合式通風(fēng)效果最好，所以在我國掘進(jìn)巷道工作面內(nèi)應(yīng)用較為廣泛。

1.1壓入式通風(fēng)

所謂壓入式通風(fēng)，就是指通過局部通風(fēng)機(jī)將新鮮風(fēng)流壓入掘進(jìn)工作面內(nèi)，然后清洗工作面后的污風(fēng)會(huì)沿著送風(fēng)相反方向排出，具體過程如圖1所示。壓入式通風(fēng)方式要求局部通風(fēng)機(jī)安裝在上風(fēng)口處，且要求入風(fēng)筒口與掘進(jìn)巷道口保持在10m以上，出風(fēng)筒口與掘進(jìn)工作面保持在10m以內(nèi)，以防止出現(xiàn)循環(huán)風(fēng)流和保持較好礦塵排除效果。壓入式通風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)是排風(fēng)范圍較大，排出礦塵等有害氣體效果明顯。缺點(diǎn)是要求的風(fēng)量較大，且排出的礦塵等有害氣體擴(kuò)散至整個(gè)巷道內(nèi)，工人必須穿過污濁氣流才能進(jìn)入掘進(jìn)工作面。壓入式通風(fēng)適用于掘進(jìn)工作面不能設(shè)計(jì)局部通風(fēng)機(jī)、瓦斯涌出量大的掘進(jìn)面。

1.2抽出式通風(fēng)

所謂抽出式通風(fēng)，就是指通過局部通風(fēng)機(jī)將掘進(jìn)工作面所產(chǎn)生的污風(fēng)從風(fēng)筒中抽出，因空氣流動(dòng)新鮮風(fēng)流會(huì)沿著巷道進(jìn)入掘進(jìn)工作面，具體過程如圖2所示。抽出式通風(fēng)要求局部通風(fēng)機(jī)安裝在下風(fēng)口處，且要求出風(fēng)筒口掘進(jìn)巷道口保持在10m以上。抽出式通風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)是要求的風(fēng)量小，局部范圍的排污能力強(qiáng)。缺點(diǎn)是在高瓦斯礦井中不太適用，因?yàn)槌槌龅耐咚谷菰诰植客L(fēng)機(jī)內(nèi)有爆炸危險(xiǎn)。因此抽出式通風(fēng)適用于瓦斯涌出不多的掘進(jìn)工作面，此種方式在深豎井掘進(jìn)中應(yīng)用較多。

1.3混合式通風(fēng)

混合式通風(fēng)是上述兩種通風(fēng)方式的綜合運(yùn)用，因此同時(shí)具有兩者的優(yōu)點(diǎn)。此種通風(fēng)方式將局部通風(fēng)機(jī)布置在掘進(jìn)巷道內(nèi)，然后利用局部通風(fēng)機(jī)作壓入式通風(fēng)，使新鮮風(fēng)流壓入工作面，沖出工作面的氣體和粉塵，緊接著在下風(fēng)口的局部通風(fēng)機(jī)將沖洗的污風(fēng)從風(fēng)筒中排出。

局部通風(fēng)機(jī)和風(fēng)筒的布置如圖3所示。局部通風(fēng)機(jī)的吸風(fēng)口要大，與抽出風(fēng)筒抽入口的距離要大于15m，避免形成循環(huán)風(fēng)流。吸出風(fēng)筒口至工作面的距離應(yīng)等于炮煙拋擲長(zhǎng)度，壓入新鮮空氣的風(fēng)筒口到工作面的距離不可大于壓入風(fēng)流的有效作用長(zhǎng)度。

2、通風(fēng)設(shè)備

1）局部通風(fēng)機(jī)。局部通風(fēng)機(jī)要求體積小，效率高，噪聲低，風(fēng)量、風(fēng)壓可調(diào)，堅(jiān)固和防爆。國產(chǎn)的BKJ66一1子午加速型系列局部通風(fēng)機(jī)效率高，噪聲低。

2）風(fēng)筒。常用的剛性風(fēng)筒有鐵風(fēng)筒、玻璃鋼風(fēng)筒等。堅(jiān)固耐用，可用于不同通風(fēng)方式，其缺點(diǎn)是笨重，接頭多，體積大，儲(chǔ)存搬運(yùn)、安裝困難。柔性風(fēng)筒有膠布風(fēng)筒、軟塑料風(fēng)筒等。在巷道掘進(jìn)中使用較廣，具有輕便、容易安裝、阻燃、安全性能可靠等優(yōu)點(diǎn)，但容易劃破，僅能用在壓入式通風(fēng)。

3）引射器。引射器有水力和壓氣兩種。前者無電氣部件，可降溫、除塵、消煙，適合瓦斯大、供風(fēng)量小的煤巷掘進(jìn)，而效率低，能力小，僅在特定環(huán)境下才能采用。某礦區(qū)在使用多個(gè)水力引射器串聯(lián)的條件下，最大供風(fēng)距離達(dá)700m，工作面有效風(fēng)量達(dá)70m3/min。后者是運(yùn)用壓縮空氣為動(dòng)力的通風(fēng)設(shè)備，尤其適合高瓦斯區(qū)小斷面巷道掘進(jìn)通風(fēng)。

3、掘進(jìn)通風(fēng)安全技術(shù)裝備系列化

掘進(jìn)安全技術(shù)裝備系列化是治理瓦斯、煤塵、火災(zāi)等災(zāi)害所需要的多種安全技術(shù)裝備，是預(yù)防和治理相結(jié)合的綜合性安全技術(shù)措施，對(duì)于保證掘進(jìn)工作面通風(fēng)安全可靠性具有重要意義。

3.1雙風(fēng)機(jī)、雙電源、自動(dòng)切換和風(fēng)筒行動(dòng)倒風(fēng)裝置

常用局部通風(fēng)機(jī)正常供風(fēng)時(shí)由專用電源進(jìn)行供電，一旦出現(xiàn)故障停機(jī)時(shí)，電源開關(guān)自動(dòng)切換線路，由另一備用電源進(jìn)行供電，同時(shí)備用通風(fēng)機(jī)即刻啟動(dòng)供風(fēng)，從而實(shí)現(xiàn)了即使在故障情況下的掘進(jìn)面連續(xù)供風(fēng)。由于雙風(fēng)機(jī)共用一道主風(fēng)筒，風(fēng)機(jī)要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)倒換時(shí)，風(fēng)筒自動(dòng)倒風(fēng)裝置可使連接兩臺(tái)風(fēng)機(jī)的風(fēng)筒能夠自動(dòng)倒風(fēng)。

3.2“三專兩閉鎖”裝置

“三?！笔侵笇Ｓ米儔浩鳌Ｓ瞄_關(guān)、專用電纜。“兩閉鎖”則指風(fēng)電閉鎖和瓦斯電閉鎖。向掘進(jìn)巷道內(nèi)電氣設(shè)備供電必須建立在兩個(gè)前提之下：一是局部通風(fēng)機(jī)正常供風(fēng)；二是掘進(jìn)面內(nèi)瓦斯?jié)舛炔荒艹瑯?biāo)。當(dāng)常用局部通風(fēng)機(jī)故障停機(jī)時(shí)，風(fēng)電閉鎖會(huì)自動(dòng)切斷所控制的工作面電氣設(shè)備的供電電源。當(dāng)瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)時(shí)，瓦斯電閉鎖會(huì)切斷瓦斯傳感器控制范圍內(nèi)電氣設(shè)備的供電電源，而局部通風(fēng)機(jī)能可正常作業(yè)。當(dāng)同時(shí)出現(xiàn)瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)和局部通風(fēng)機(jī)故障停機(jī)時(shí)，局部通風(fēng)機(jī)會(huì)停止作業(yè)，需要人工對(duì)局部通風(fēng)機(jī)送電，當(dāng)瓦斯?jié)舛冉抵琳Ｖ禃r(shí)再切換到專用電源控制，從而提高了局部通風(fēng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)供風(fēng)的安全可靠性。

4、結(jié)語

掘進(jìn)通風(fēng)仍是巷道掘進(jìn)的薄弱環(huán)節(jié)，所以需要根據(jù)礦井具體的地質(zhì)通風(fēng)條件來選擇適宜的通風(fēng)方式。此外，在加強(qiáng)掘進(jìn)面瓦斯排放的同時(shí)，也需對(duì)通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，如提高行動(dòng)化水平和實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)通風(fēng)安全技術(shù)裝備系列化等，以提高掘進(jìn)工作面的通風(fēng)抗災(zāi)能力。

參考文獻(xiàn)

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