矿井通风安全

1、矿井通风与安全，中国矿业大学，第5章掘进通风，5.1掘进通风方法5.2掘进工作面所需风量的计算5.3掘进通风设备的选择5.4掘进通风的技术管理和安全措施，掘进通风的概念，掘进巷道应在矿井新建、扩建或生产时实施。在掘进过程中，为了稀释和排放爆破产生的煤(岩)、炮烟和矿井粉尘所排放的有害气体，创造良好的条件，5.1掘进通风法、矿井风压通风法、局部动力设备通风法、5.1.1总风压通风法，该方法不需要增加其他动力设备，直接利用矿井主扇产生的风压对掘进巷道和工作面进行通风。为了将新鲜风引入工作面并排出污浊风，优点是安全、可靠和管理方便，但需要足够的总风压。1。采用纵向挡风墙来引导风，挡风墙可以用柔性挡风

2、板如砖、石挡风墙、木板墙、帆布和塑料来建造。后两种类型漏气量大，仅适用于短距离导气。砖砌挡风墙漏风小，导风距离可超过500米；这堵墙应该是一块砖到一块半砖厚，用砂浆勾缝。图中，1为纵向风墙，2为可调风窗风门，方便行人，调节引入掘进工作面的风量。2.利用风道引风，需设置带风门3的挡风墙2，挡风墙上有风窗。关闭3号防火区的单行道。采用平行巷道通风，在掘进主巷的同时，在距主巷1020米处再挖一条平行配风巷，在主巷和副巷之间按一定距离挖一个联络眼，挖完前一个联络眼后，封闭后一个联络眼。主巷进风，回风用巷。两条平行的单行道可以由风斗或风道引导。5.1.2、适用于长距离掘进通风，采用局部动力设施通风的方法

3、，当总风压不能满足掘进通风要求时，借助专用动力设备对掘进巷道进行局部通风。局部动力设施主要包括喷射器和局部通风机。1、喷射器通风，喷射器通风的原理是利用加压水或压缩空气通过喷嘴高速喷射。周围的空气被吸入飞机。为了减少射流和吸入空气之间的冲击损失，空气和射流在混合管中混合，经过整流后，它们一起向前运动，使空气连续流过风道。优点和缺点，喷射器通风具有设备简单安全的优点，而水喷射器有利于除尘和降温(当水温较低时)。然而，产生的风低，供气量小(20200 m3/min)，效率低，成本高。水扇喷射器只能在充填采矿法的矿井中顺便使用。为了满足隧道通风对风压和风量的要求，可以采用多喷嘴串联通风。2.局部通风

4、机通风是矿井掘进通风中广泛采用的一种通风方式，根据其工作方式分为三种：推入式、抽出式和混合式。1)压入式通风的局部风机和启动装置安装在距巷道掘进口10m的进风侧。局部通风机通过风筒向掘进工作面输送新鲜空气，脏空气沿巷道排出。在工作面爆破后，烟雾迎面充满，形成一个炮烟抛撒区。气流从风道喷出后，根据紊流射流的特点，将枪烟吸入喷出的气流中，两者混合一起向前运动。风道出口到转折点的距离称为有效范围lj，风道出口到工作面的距离不能超过有效范围，否则工作面附近会有烟流停滞区。压入式风道出口至工作面的距离lp约为：lp lj (45)S，m(S为掘进巷道的净截面积，m2)；2)抽出式通风的通风方式为因此，从

5、抽出式风道口到工作面的距离le应小于有效吸气距离：le ls 1.5S，m。推入式通风和抽出式通风的优缺点比较：(1)抽出式通风时，脏气流必须通过局部通风机，这是非常不安全的。强制通风时，局部通风机安装在新鲜空气流中，局部通风机通过局部通风机，安全性高。(2)抽采通风有效抽吸范围小，工作面排炮烟能力差；强制通风管道的出口射流有效范围大，工作面排出炮烟和瓦斯的能力强。推入式通风与抽出式通风的优缺点比较：(3)抽出式通风具有良好的劳动卫生条件，因为枪烟是从风道中排出的，不会污染巷道中的空气。当使用强制通风时，枪烟沿着道路流动，这导致劳动卫生条件差和排出枪烟的时间长。(4)只有刚性风管或带刚性环的柔

6、性风管可用于抽出式通风，柔性风管可用于推入式通风。从以上比较可以看出，两种通风方式各有优缺点。然而，强制通风具有良好的安全性和可靠性，因此在煤矿中得到广泛应用。3混合通风，其布局如图所示。其中，压入式风道出口与工作面之间的距离仍应小于有效范围长度，抽出式风道出口与工作面之间的距离与压入式局部通风机的位置有关。推入式局部通风机能随着工作面的推进及时向前移动，与工作面的距离保持在4050米左右。对于局部通风机来说，抽出式风道的吸入口应在10m以上，风道的吸入口与工作面的距离应大于炮烟抛掷的长度，一般在30m左右。4、控制循环通风，当局部通风机的吸入风量大于通风机设置满压的巷道风量时，局部用风地点排

7、出的部分污浊风流将再次通过局部通风机送至用风地点，称为循环风。循环通风可分为有适当外部新鲜空气的循环通风和没有外部新鲜空气的循环通风。前者是控制循环通风，也称为开式循环通风；后者称为闭环通风。煤矿掘进工作面不断排放气体和其他有害气体。当使用封闭循环系统时，由于没有出口来去除有害气体，封闭循环区域中的污染物浓度必然会增加。因此，规定中严禁循环通风。拍摄后，同时启动风扇1和3，并在短时间内排出枪烟。这种闭环通风模式，平时只开一个风扇，排枪烟时只开两个风扇，可以节约电能。它仅适用于需要除尘和排炮烟的隧道通风，因此在冶金矿山得到广泛应用。闭环通风模式1压入式风扇；2台除尘器；3抽出式风机，可控循环通风

8、布置图，可控循环局部通风的优点：(1)采用混合可控循环通风时，掘进巷道气流循环区(即从后风筒口到掘进工作面)的风速较高，避免了瓦斯分层积聚，降低了等效温度，改善了掘进巷道的气候条件。2)当除尘器设置在局部通风机前时，可以降低矿井粉尘浓度。3)在掘进工作面风量相同的情况下，可以降低通风能耗。可控循环局部通风的缺点，1)循环气流通过运行的风机加热，然后返回掘进工作面，使空气温度上升；2)流经局部通风机的气流中含有一定浓度的气体和粉尘，因此有必要开发一种新型防爆除尘风机。3)当t对于采用可控循环风的混合通风，抽气式和压力式两种风机之间应设置闭锁装置，以保证主局部风机启动后，带循环风的风机将重新启动，

9、避免形成闭环循环气流；适当控制两台局部通风机的风量比，以获得可控循环通风的最佳除尘和冷却效果。5.2、掘进工作面所需风量的计算，对于新设计的矿井工作面，根据爆破排烟的需要确定风量。1.压入式通风所需风量的计算；2.抽出式通风所需风量的计算；3.混合通风所需风量的计算：5.2.1压入式通风计算，其中Qbp风道出口风量为m3/min。通风时间，分钟；一次爆破的炸药消耗量，公斤；掘进巷道的净截面积，m2；ld工作面至稀释后的安全烟浓度的距离可根据ld400A/S(m)计算。当掘进巷道长度小于ld时，ld由巷道长度代替。5.2.2抽气通风计算，其中，Qbe风筒入口处的风量，m3/min；Lt枪烟投掷长

10、度，m.这取决于起爆公式和炸药消耗量，即电雷管起爆时，lt15a/5m；在计算lt15A、m和m，5.2.3火雷管引爆时的混合通风量时，在长抽短压的通风方式下，抽出风道入口处的风量Qbe应大于压入风道出口处的风量Qbp，以防止空气循环，并保持风道重叠段巷道内排尘或稀释气体的最低速度。因此，有必要先计算Qbp，然后用以下公式计算qbe:在qbeqbp60vs公式中，v除尘的最小风速为0.150.25米/秒；或者稀释气体的最小风速为0.5m/s；s风筒重叠段的巷道面积，m2。最后，根据最小风速检查岩巷：根据最小排尘风速0.15米/秒，最小风量为Qb9S，m3/min；半煤岩及煤巷：按最小风速0.5

11、m/s计算，最小风量：Qb30S，m3/min。根据最大风速计算，岩巷、半煤岩巷和煤巷均按最大风速4m/s计算，此时：Qb240S，m3/min。5.3、掘进通风设备的选择，1。风管的选择，2。局部通风机工作参数的确定。局部通风的选择，5.3.1风管的选择，1。风管的类型用于隧道通风的风管包括金属风管和柔性风管，如帆布、胶带和人造革。柔性风管仅适用于压入式通风。为了满足抽屉式通风的要求，目前有以金属整体卷簧钢丝为骨架的塑料布风管。常用的闸板直径有300、400、500、600和800毫米等。2、风管的风阻风管的风阻包括摩擦风阻Rfr和局部风阻Rer，局部风阻Rer包括联合风阻Rjo、弯头风阻R

12、be和出口风阻Rou(压入式)或入口风阻Rin(抽出式)。压入式风管的总风阻为：其中l风管为全长，m；d闸板直径，m；s闸板横截面积，m2；闸板的摩擦阻力系数，Ns2m4。金属闸板内壁粗糙度大致相同，因此该值仅与直径有关(表5-2)，如下图所示。柔性风管和刚性环柔性风管的摩擦系数与风压有关。抽出式风管的总风阻为：jo风管接头的局部阻力系数，无量纲。当风管总长度中有n个节点时，节点的总局部阻力系数根据njo计算。bs闸板转动的局部阻力系数，无量纲，根据转动角度查表；ou风道出口处的局部阻力系数取为ou1；当进气道完全圆化时，进气道入口的局部阻力系数为0.1，在直角进气道没有圆化时，为0.50.6

13、。表5-2，在实际应用中，通常以100米风管的实测平均风阻(包括局部风阻)作为衡量管理质量和效率的数据因此，两端空气量的几何平均值被用作通过空气导管的平均空气量Q，即，显然，Qf和Q之间的差是空气导管的空气泄漏量Ql。它与风筒的类型、接头的数量、方法和质量、风筒直径、风压等有关。但更重要的是，它与ram的维护和管理密切相关。反映风筒漏风程度的指标如下：1)风筒的漏风率占局部风机工作风量的百分比，即虽然Le反映了某风筒的漏风量，但不能作为比较指标，所以一般采用Le100米的漏风率，即公式中的L风筒长度。柔性风管的漏风率应满足下表2)风管的有效风量Ef:掘进工作面风量(风管末端风量)占局部通风机工

14、作风量的百分比，即：3)风管的漏风储备系数该值指Qf与Q之比，即：4)风管的直径风管的选择主要取决于风量、送风距离和巷道断面尺寸等因素。在生产中，通常根据经验选择标准直径。下表是鸡西和开滦矿区局部通风机和风道匹配的经验。表5-5，5.3.2确定局部通风机的工作参数，1)局部通风机的工作风量Qf根据掘进工作面所需风量Q、距离L和100米风道的漏风率le100确定风道的漏风率Le，进而确定风道的漏风备用系数3360， 然后用以下公式计算风机风量：QfQ，M3/s 2)局部风机的工作风压hf可根据工作面最长通风距离选择风道的类型和直径，然后查表7-3中得到的100米风阻计算总风阻：局部风机风压用来克

15、服风道的通风阻力。 应满足以下要求：由于风管漏风，在计算风管的通风阻力时，应按通过风管的平均风量的Q值计算。其中，对于推入式局部通风机的工作风压，应采用局部通风机的全风压hft，即hftrp.q2rpqfq，在Pa型中，rp推入式风道的总风阻实际上为上述计算的R值，Ns2/m8应采用局部通风机的静风压hfs作为拉出式局部通风机的工作风压，即在Pa型中为hfsReQ2ReQf Q。5.3.3选择轴流式和离心式局部风扇。国产防爆JBT系列轴流局扇广泛应用于煤矿。性能曲线、型号和规格分别如图5-16和表5-6所示。根据以上计算的hf和Qf值，在图5-16中选择合适的局部通风机，然后参考表5-5和表5

16、-6选择匹配的风道。表5-6，图5-16 1JBT-41，2JBT-42，3JBT-51，4JBT-52，5JBT-61，6JBT-62。如果所选局部通风机的工作气压不能满足要求，可以选择两台或两台以上的局部通风机进行串联运行。串联运行方式分为集中串联运行和间隔串联运行。可以达到增加风压的目的。但是，从两种串联方式的风压分布图可以看出，在相同条件下，风道内的最大风压大于区间串联，因此集中串联风道的漏风将大于区间串联。间隔串联，如果两个局部通风机相距很远，它会在第二个局部通风机后面的一段风筒中产生负压，因此会有一些脏空气漏入这一段风筒中，造成空气循环。为了避免这种现象，两个局部通风机之间的距离一般不超过风道总长度的三分之一，因此风压分布如图B所示.在长距离瓦斯巷道中行