矿井通风第五章

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第二节 掘进通风设备与选择计算
表5-1 局扇风量和局扇功率选型 11 2*11 28 2*15 2*18 2*2 .5 2 局扇功率（kw） 局扇需供风量 （m3/min） 200 350 350 400 450 500 2*30 550 2*55 600
I——掘进工作面同时通风的局部通风机台数。 为了防止局部通风机吸循环风，防止局部通风机吸入口至掘进工作面回风巷口之间 的风流处于停滞状态而引起瓦斯积聚，在安装局部通风机的巷道中，除了保证局部 通风机的吸风量外，还应保证局部通风机吸入口至掘进工作面回风巷口之间的风速 不得低于0.15m/s。 4、按人数计算掘进工作面实际需要的风量（Q掘）： Q掘=4*N， m3/min （5-4） 式中 N——掘进工作面同时工作的最多人数，人。
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第二节 掘进通风设备与选择计算
对旋风机效率高（比JBT提高约15～30%）、噪声低（比JBT降低约6～8dB）。对旋风机 由两台电机和叶轮，由外壳对接成一体，一端安扩压筒，另一端固定导向叶轮。随着送风 距离的不同可以进行单级运转或双级运转。
图5-9 FDII系列低噪声对旋轴流局部通风机结构 1－集流器；2－电机；3－机壳；4－I级叶轮；5－II级叶轮；6－扩散器；7－消音层
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第二节 掘进通风设备与选择计算
三、掘进工作面的风量计算。Hale Waihona Puke Baidu
每个独立通风的掘进工作面实际需要风量，应按瓦斯或二氧化碳涌出量、炸药用量、局部通风机 实际吸风量、风速和人数等规定要求分别进行计算，并必须采取其中最大值。 1、按瓦斯涌出量计算： Q掘＝100q瓦掘×K掘通；，m3/min （5-1） 式中 Q掘——掘进工作面实际需要的风量，m3/min； q瓦掘——掘进工作面的瓦斯绝对涌出量，m3/min; K掘通——掘进工作面瓦斯涌出不均衡的风量系数,根据实际观测的结果确定。一般炮掘可取K掘通 ＝2，机掘可取K掘通＝1.5。 按二氧化碳涌出量的计算，可参照按瓦斯涌出量计算的方法执行。 2、按炸药量计算掘进工作面实际需要的风量（Q掘）： Q掘=25×A， m3／min （5-2） 式中 A——掘进工作面一次爆破的最大炸药用量，kg。 3、按局部通风机的实际风量（Q掘）计算掘进工作面实际需要的风量： Q掘=Q局扇×I，m3/min （5-3） 式中 Q局扇——掘进工作面局部通风机的实际风量，m3/min是各个掘进工作面所需风量与风筒实 际漏风量之和，为方便计算，可参照下表：
图5-5
压入式通风
LS (4 ~ 5)
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S
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在巷道条件下，一般有： S——巷道断面,m2。 Ls－－从风筒出口至射流反向的最远距离（即扩张段和收缩段总长）称射流 有效射程。 特点：（１）局扇及电器设备布置在新鲜风流中； （２）有效射程远，工作面风速大，排烟效果好； （３）可使用柔性风筒，使用方便； （４）由于Ｐ内＞Ｐ外，风筒漏风对巷道排污有一定作用。 要求：（１）Ｑ局＜Ｑ巷，避免产生循环风； （２）局扇入口与掘进巷道距离大于10m； （３）风筒出口至工作面距离小于Ls。
现场常根据实测的风阻求出平均百米风筒的风阻值，称 为百米风阻（通常包括摩擦风阻和接头风阻）作为衡量 风筒管理质量的指标之一。由于风筒吊挂质量、管理水 平不同，同样条件下的风阻值可相差一倍以上。
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第二节 掘进通风设备与选择计算
（四）风筒的选择 选好用风筒是掘进通风中的重要环节。风筒的选择一般 是根据工作面通风方式、需风量、通风距离、巷道断面 和风机等条件按经验选取。选择的原则是： 1.最大通风距离时，与局扇相配合，应能保证工作面需风 量，且扇风机工况点在合理区。 2.在巷道断面允许的条件下，尽量采用大直径风筒。 3.立井掘时，应用硬质风筒，其它井巷施工非抽出式通风 时尽量采用柔性风筒。 4.选用阻燃、抗静电性能好的风筒。
2)局部通风机并联 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。
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第二节 掘进通风设备与选择计算
二、风筒
风筒是最常用的导风装置。对风筒的基本要求是：漏风 小、风阻小、使用方便、成本低廉、安全（阻燃、抗静 电）耐用。
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第一节 掘进通风方法
二、使用局部通风设备通风 掘进用的局部通风设备有两类：引射器和局部通风机。 （一）引射器通风 引射器通风是将高压水或压缩空气的部分能量传递给风 流，克服风流在风筒和独头巷道中流动的阻力，达到给 掘进工作面供风的目的。根据高压流体的不同，分为压 气引射和水力引射器。这种通风方法具有设备简单、安 全、有利于除尘降温的优点，其缺点是风压低、风量小、 效率低。
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第一节 掘进通风方法
（二）局部通风机通风 随着煤炭工业的发展，采煤方法的改革，特别的机械化程度的提高和局部通风的进步，局部通风 方法取代了全风压通风，成为我国掘进工作面的主要通风方法。用局部通风设备通风时，其工作方 法有3种：压入式，抽出式，压抽混合式，这3种通风方式设备的布置如图所示。 1.压入式 布置方式：
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第二节 掘进通风设备与选择计算
（二）风筒的漏风
铁风筒的漏风主要是接头漏风。柔性风筒的漏风除接头 处外，还产生于缝合针眼、吊环等处。由于柔性风筒的 严密程度和风筒壁鼓胀程度随风压的加大而增加，故接 头漏风随风压增加而减少，未抹胶的针眼等漏风随风压 增加而增大。
（三）风筒的风阻
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第一节 掘进通风方法
3. 压入式和抽出式通风的比较：
1) 压入式通风时，局部通风机及其附属电气设备均布置在新鲜风流中， 污风不通过局部通风机，安全性好；而抽出式通风时，含瓦斯的污风通 过局部通风机，若局部通风机不具备防爆性能，则是非常危险的。 2) 压入式通风风筒出口风速和有效射程均较大，可防止瓦斯层状积聚， 且因风速较大而提高散热效果。然而，抽出式通风有效吸程小，掘进施 工中难以保证风筒吸入口到工作面的距离在有效吸程之内。与压入式通 风相比，抽出式风量小,工作面排污风所需时间长、速度慢。 3) 压入式通风时,掘进巷道涌出的瓦斯向远离工作面方向排走,而用抽出式 通风时,巷道壁面涌出的瓦斯随风流向工作面，安全性较差。 4) 抽出式通风时,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；而压入式通风时，污风沿巷道缓慢排出，当掘进巷道越长，排 污风速度越慢，受污染时间越久。 5) 压入式通风可用柔性风筒，其成本低、重量轻，便于运输，而抽出式 通风的风筒承受负压作用，必须使用刚性或带刚性骨架的可伸缩风筒， 成本高，重量大，运输不便。
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第二节 掘进通风设备与选择计算
⒉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。
(a)集中串联
(b)间隔串联 (c)风机间距过远 图 5-10 局部通风机串联布置
第二节 掘进通风设备与选择计算
（一）风筒的种类
风筒分为刚性、柔性和可伸缩性三种。 1.刚性风筒早期通常用金属板制成，近年以玻璃钢风筒为主。玻璃钢风筒比 铁风筒轻便（其密度约为钢材的1/4），抗酸、碱腐蚀性强，摩擦阻力系数小， 但成本较高。 2.柔性风筒是应用更广泛的一种风筒。其最大优点是轻、可伸缩、拆装方便， 不通风时占空间小。柔性风筒通常用橡胶、塑料制成。 柔性风筒的接头方式有 插接、反边接头、双边接头、活三环接头、罗圈接头等。插接最简单，但漏风大， 不适于长距离通风，每个接头风阻在0.2～0.3ku左右；反边接头漏风小，不易鼓 开，但接头阻力较大，通常每个接头风阻在0.35ku左右，其送风距离可达千米以 上；罗圈接头，漏风、风阻均较小，但易鼓开，罗圈接头与胶粘结合使用，可使 通风距离达三千米以上。 3.可伸缩风筒，是近来生产的带有刚性骨架的柔性风筒。即在柔软性风筒内 每隔一定距离加一钢丝圈或旋形钢丝圈。既可用于抽出式通风，承受一定的负压， 又具有可收缩的特点，比刚性风筒使用方便。
图5-1 风幛导风 1－风幛；2－调节风门
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图5-2 风筒导风 1－风筒；2－风墙；3－调节风门
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第一节 掘进通风方法
2、利用风筒导风。
风筒的通风阻力较大，所能利用的总风压有限，一般适用于风量不大，通风距离不长的 掘进工作面。
3、利用平行巷道通风。
当两条平行巷道同时掘进时，可每隔一定距离开一联络巷，前一联络巷掘通后，后一联 络巷即封闭。由两条巷道与联络构成一个进，回风系统，由总风压供风。独头巷道部分可 利用风障或风筒导风。
图5-3平行巷道导风 1、上山
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；
图5-4钻孔导风 2、钻孔
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第一节 掘进通风方法
4、利用钻孔导风 离地表或邻近水平较近处掘进长巷或反眼、上山时， 可用钻孔沟通掘进巷道，以便建立独立通风系统。如在 潘东公司W4B5回风下山掘进与W4-530m大巷之间采用钻 孔沟通；望峰岗矿-820m车场揭煤前将采用钻孔与-660m 车场沟通后直接将回风引入风井而构成独立通风系统。 利用总风压通风的优点是安全可靠，管理方便，但 须有足够的风压以克服通风阻力；其缺点是漏风大，有 效风量低，只适合用于短距离掘进巷道或两条长距离巷 道同时掘进。
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第二节 掘进通风设备与选择计算
一、局部通风机的种类和性能 1、局部通风机种类 局部通风机是掘进通风的动力设备。掘进通风对风 机的要求是：体积小、风压高、效率高、噪声低，风量 风压可调，坚固、防爆。 以前生产矿井普遍采用JBT系列轴流式局部通风机， 有2kw、4kw、5.5kw、11kw、28kw等多个型号，但该 系列风机效率不高（最高70%）、风量小、风压低，不 能满足目前长距离、大风量掘进通风的需要。目前广泛 采用的是大功率对旋局部通风机，主要有2*11kw、 2*15kw、2*18.5kw、2*22kw、2*30kw、2*55 kw等型 号。
图5-7 长抽短压通风方式
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第一节 掘进通风方法
2) 长压短抽
工作方式：新鲜风流经压入式长风筒送入工作面, 工作面污风经抽出式通风除尘 系统净化,被净化后的风流沿巷道排出。
图5-8 长压短抽通风方式
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第一节 掘进通风方法
3）混合式通风的主要特点： ①通风是大断面长距离岩巷掘进通风的较好方 式； ②主要缺点是降低了压入式与抽出式两列风筒 重叠段巷道内的风量，当掘进巷道断面大时,风 速就更小,则此段巷道顶板附近易形成瓦斯层状 积聚。
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第一节 掘进通风方法
4. 混合式通风
混合式通风是压入式和抽出式两种通风方式的联合运用,按局部通风机和风筒的布 置位置，分为长抽短压和长压短抽。
1)长抽短压
2) 工作面的污风由压入式风筒压入的新风予以冲淡和稀释，由抽出式主风筒排出，其 中抽出式风筒须用刚性风筒或带刚性骨架的可伸缩风筒，若采用柔性风筒，则可将抽出 式局部通风机移至风筒入风口，改为压出式，由里向外排出污风
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2.抽出式布置方式：
图5-6 抽出式通风 在巷道边界条件下，其一般计算式为：
Le 1.5 S
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第一节 掘进通风方法
式中 S——巷道断面，m2 有效吸程Le——风筒吸口吸入空气的作用范围。 特点：（１）新鲜风流沿巷道进入工作面，劳动条件好； （２）污风通过风机； （３）有效吸程小，延长通风时间，排烟效果不好； （４）不通使用柔性风筒。
第五章 掘进通风
第一节 第二节 第三节 掘进通风方法 掘进通风设备与选择计算 局部通风机通风安全管理
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第一节 掘进通风方法
掘进通风方法分为2大类，利用矿井总风压通风和使用局部通风设备通风。 一、利用矿井总风压通风 利用矿井总风压的一部分能量，借助于各种导风设施。将新鲜风流引入掘进工作面。根 据导风设施不同，分为以下4类： 1、用纵向风墙或风障导风。 这种方法是用纵向风墙或风障将巷道一分为二，构成进，回风同路，其通风阻力由矿井 主要通风机克服，挡风墙上设置调节风窗控制掘进工作面的风量。 利用总风压克服导风风筒和独头巷道的通风阻力，为掘进工作面供给所需风量。由于