独头掘进巷道长距离通风技术的应用

独头掘进巷道长距离通风技术的应用

卢道民，高有存兖矿集团有限公司安全监察局，山东邹城27200)

摘要：能否解决独头掘进巷道长距离通风问题，是减少辅助掘进工程量，实现工作面优化布置的前提条件之一。通过对通风方式、局部通风机及风筒的合理选择确定及相关配套措施，实现了独头掘进巷道长距离通风。

关键词：独头巷道；通风；局部通风机

随着高产高效工作面的创建，对工作面的设计参数提出了更高的要求。为了缓解采掘接续紧张的矛盾，就要优化巷道布置，加大工作面顺槽长度，减少辅助联络巷和切眼巷道，加快工作面掘进及准备的时间。要达到上述目的。最重要的一条是能否实现独头掘进长距离通风。

近年来，围绕如何最大限度地减少辅助掘进工程量，加大工作面走向长度，在长距离通风方面做了大量的工作,目前独头掘进长距离通风能力已达到2000m。

1 通风方式的确定

通风方式总体上可分为压入式和抽出式两种压入式通风时，局部通风机及其附属电气设备布置在新鲜风流中，乏风流不通过局部通风机，安全性好。压入式风筒出风速和有效射程大，可防止瓦斯层状积聚，散热效果好压入式通风可用柔性风筒，重量轻，便于运输且材料成本低。

矿井属于煤与瓦斯突出煤层，若通风效果不好，会出现局部瓦斯积聚危险若防尘效果不好，煤尘遇火源会出现爆炸危险。

结合矿井实际情况，综合分析得出压入式通风优于抽出式，故选用压人式通风方式。

2 局部通风机及风简的选择

2.1 局部通风机的选型

Q局≥K1×Q掘=1.41×147.35=208m3/min

式中Q局——局部通风机的吸风量，m3/min;

K1——风筒漏风系数；

Q掘——掘进工作面风量,m3/min。

掘进工作面通风要求局部通风机具备体积小、风压高、效率高、噪声低、性能可调、坚固防爆等特点目前我国煤矿掘进工作面使用的局部通风机大部分仍延用20世纪60年代研制的轴流式设备，风量、风压都偏低。根据计算的局部通风机吸风量结果，该矿现选用新型对旋式局部通风机。

2.2 局部通风机技术参数

型号DKJ63-NO5.3对旋式局部通风机

规格

电压/V380/660

功率/kW 2×11

风量/(m3/min) 0-290

全风压/Pa 800～4000

全压效率≥80％

比A声级dA(A) ≤15

电机YBFh132(11kW) 风机用隔爆型三相异步电动机

对旋式局部通风机工作时两级风轮分别由两个容量相同、旋转方向相反的电动机驱动，气流进入风轮获得能量后再经风轮升压排出两级风轮互为导叶，从而达到普通轴流式通风机不易达到的高风压。

该型风机的气动参数合理，随着风压的不断增加，风量变化小，气动性能曲线较陡。是一条光滑的无驼峰的平滑曲线，极大地满足了风筒阻力变化而风量保持稳定的特点。

2.3 风筒漏风系数计算

柔性风筒百米漏风率如表1所列。

K1=100/(100一L×K100)

式中K1——风筒漏风系数；

L——通风巷道总长度，m；

K100——风筒百米漏风率，％，按表1取得。

风筒是掘进施工中的导风装置，对风筒的基本要求是漏风小、风阻小、质量轻、拆装方便。柔性风筒具有轻便、可伸缩、拆卸搬运方便的优点。为满足压人式通风要求，可选择直径500mm的柔性风筒。

风简接头采用单反边方式，漏风小，不易胀开，百米漏风率L100<2%。

为解决爆破抛掷的煤矸对风筒破坏的问题，近期又引进了抗炮崩高强度风筒，有效地增加了出风口的风量

3 安装及注意事项

(1)使用前应严格检查风轮与外壳的径向间隙，要求四周间隙均匀，盘车应转动灵活，无卡阻现象。

(2)风轮旋转方向必须与外壳上箭头方向一致。

(3)使用前必须测量电机定子绝缘电阻，试运行10min无异常声音即可投入运行。

(4)应用胶布风筒，且每节应尽量长，敷设平直，管壁不得有褶皱，转弯处应缓变方向，以减少管道阻力损失，确保送风距离。风筒口径不小于风机出口直径。现场使用风筒10m一节，直径为500mm。

(5)为防止一次启动冲击或冲落胶质风筒，可先点动2～3次再合闸运行。

(6)不准在风机进风侧放置或悬挂异物，以免吸人风机内造成事故，进风筒的保护棚损坏时不得再用。

4 风量计算

4.1 按掘进工作面最低风速和气温计算

Q掘=60VSK t,

式中，Q掘为掘进工作面需风量,m3/min；V为工作面最低风速，半煤岩掘进面的最低风速取0.25m／min;S为掘进巷道断面积，取7.8m2；K t 为温度调整系数，取1.1。

Q掘=60×0.25×7.8×1.1=129(m3/min)

4.2 按工作面人员数量计算

Q掘=4N

式中N为单个工作面最多人数，取20。

Q掘=4×20=80(m3/min)

4.3 按瓦斯涌出量计算

Q掘=1000q瓦K 瓦

式中q瓦——掘进工作面绝对瓦斯涌出量，m3/min，取0.1;

K 瓦——瓦斯涌出不均匀备用风量系数，取2。

Q掘=100×0.1×2=20(m3/min)

按以上3种计算方式取最大数129m3/min。

5 综合效果

与目前国内普遍采用的一般轴流式局部通风机相比。对旋式压人通风机具有结构紧凑、风压高、风量大、噪声低、高效节能、性能稳定等优点，是煤矿高产高效掘进工作面最理想的通风设备。

实现独头长距离掘进巷道通风后，工作面风量保持在200～260m3/min，温度在22o C以下，充分满足工作面风量需求，符合《煤矿安全规程》对工作面温度的要求标准，能够保证有一个通风良好的工作环境。

长距离掘进巷道通风解决了掘进施工中搬家多、劳动强度大、贯通多、施工复杂的问题，提高了劳动效率，促进了安全生产。还大幅度地降低了万吨掘进率。为优化工作面布置、矿井高产高效提供了强有力的保证。