第八章掘进工作面通风

Le = 1.5 S
• 程
图 8-4 抽出式通风的有效吸
8.1 掘进工作面通风方法
• 8.1.1局部扇风机通风 局部扇风机通风 • 8.1.1.3压入式与抽出式通风的比较及其适用条件 压入式与抽出式通风的比较及其适用条件 （1）压入式通风时，局部扇风机及其附属电气设 ）压入式通风时， （2）压入式通风时，有效射程远，排烟效果好， ）压入式通风时，有效射程远，排烟效果好， （3）压入式通风可使用柔性风筒，其成本低、 ）压入式通风可使用柔性风筒，其成本低、 备均布置在新鲜风流中，污风不通过局部扇风机， 备均布置在新鲜风流中，污风不通过局部扇风机， 工作面排污所需的通风时间短；； ；；但污风沿整个 工作面排污所需的通风时间短；；但污风沿整个 安全性好；而抽出式通风时， 且由于Ｐ内＞Ｐ外 安全性好；而抽出式通风时，对于煤矿含瓦斯的 重量轻、安装与运输也方便，且由于Ｐ ，巷道 重量轻、安装与运输也方便， 劳动条件差 巷道缓慢排出，污染范围广， 巷道缓慢排出，污染范围广，劳动条件差， 污风通过局部扇风机， 污风通过局部扇风机，若局部扇风机不具备防爆 分别为风筒内和外的静压）， ），风筒漏 （Ｐ内、Ｐ外分别为风筒内和外的静压），风筒漏 排污所需的通风时间长。抽出式通风时， 排污所需的通风时间长。抽出式通风时，风筒吸 性能，则是非常危险的。非煤矿山没有瓦斯问题， 性能，则是非常危险的。非煤矿山没有瓦斯问题， 风对巷道也有一定的排污作用。 风对巷道也有一定的排污作用。而抽出式通风的 入口有效吸程小；与压入式通风相比， 入口有效吸程小；与压入式通风相比，抽出式风 应用抽出式通风方式非常普遍， 应用抽出式通风方式非常普遍，局扇也不需要具 量小，工作面排污所需的时间长；然而， 量小，工作面排污所需的时间长；然而，抽出式 风筒承受负压作用，必须使用刚性或带刚性骨架 风筒承受负压作用， 备防爆性能。 备防爆性能。 通风时新鲜风流沿巷道进入工作面， 通风时新鲜风流沿巷道进入工作面 的可伸缩风筒，成本高，重量大， ，整个巷道空 的可伸缩风筒，成本高，重量大，安装与运输也 气清新， 气清新， 不方便。 劳动环境好， 不方便。 劳动环境好，且受污风污染的巷道长度 仅为工作面至风筒吸口的长度， 仅为工作面至风筒吸口的长度，巷道排污所需的 通风时间短。 通风时间短。
图8-2 有限贴壁射流的有效射程和涡旋扰动区
• L = 2.5 S v
只有在距风筒口一定距离 8.1 掘进工作面通风方法 以内才有吸入炮烟的作用， 以内才有吸入炮烟的作用， • 8.1.1局部扇风机通风 局部扇风机通风 此段距离称为有效吸程。 此段距离称为有效吸程。 • 8.1.1.2抽出式通风 抽出式通风 在有效吸程Le以外的区域， 在有效吸程 以外的区域， 以外的区域 空气作循环涡旋。 空气作循环涡旋。循环涡 流区的空气不能被排出。 流区的空气不能被排出。 同样，抽出式通风也要求Ｑ 同样，抽出式通风也要求Ｑ 所以， 所以，为了有效地排出掘 ≤0.7Ｑ巷，以避免产生循环 Ｑ 局进工作面的粉尘和炮烟等， 进工作面的粉尘和炮烟等， 风流。 风筒吸口到掘进工作面的 •风流。 图8-3 抽出式通风 距离必须小于L 距离必须小于 e。
当压入式局部扇风机 8.1 掘进工作面通风方法 循环通风按是否掺有 可控循环局部通风 8.1.1局部扇风机通风 局部扇风机通风 的吸入风量既大于矿 G—污染源强度， 污染源强度， 污染源强度 适量外界新风分为可 对于阵发性污 Vk—作业面通风空 作业面通风空 多使用空气净化装 8.1.1.5可控循环通风 可控循环通风 井总风压供给设置压 mg/s;Kk—风流掺 控制循环通风（ m3； 控制循环通风（也称 染源， 风流掺 。 染源，可控循 ， 间的体积， 间的体积， 置或空气调节装置。 置或空气调节装置 入式局扇巷道的风量， 入式局扇巷道的风量 混系数;ηk—净化 混系数 净化 为开路循环通风） 为开路循环通风）和 环局部通风所 t—达到安全浓度 达到安全浓度 对于连续性污染源， 对于连续性污染源 又大于抽出式局部扇 ， 装置的效率;C 装置的效率。 闭路循环通风。 p— 闭路循环通风为:掺有 ， 需的风量 所需的通风时间， 所需的通风时间 可控循环局部通风 风机的风量， 风机的风量，则从掘 污染物的允许浓 适量外界新风的循环 s；C0—通风空间 ； 通风空间 所需的风量为： 所需的风量为： 进工作面排出的部分 3;ε —风 度,mg /m k 风 通风称为可控制循环 中污染物的初始浓 图8-7 可控循环通 污浊风流， 污浊风流，会再次经 流循环系数，等 流循环系数， 通风， ，mg /m3。 通风，而不掺有外界 度 风 G 压入式局部扇风机送 Q = 于循环风量与总 新风的循环通风叫做 k [1 − ε k (1 − η k )]K k C k − C p (1 − ε k ) 往用风地点， —新 往用风地点，故称其 风量之比;C 风量之比 k 闭路循环通风。 闭路循环通风。 新 为循环风。 为循环风。 V C 0 [1 − ε k (1 − η k )]K k − C p (1 − ε k ) 鲜风流中污染物
• •
•
•
离开风筒出口后的有限 即 8.1 掘进工作面通风方法 L循环涡流区，以L 表 射流的有效射程， －射流的有效射程， s 循环涡流区， 贴壁射流， 贴壁射流，由于卷吸作 8.1.1局部扇风机通风 v 局部扇风机通风 从风筒出口至射流反向 所以， 。在此区域 所以，为了有效地排 示其长度。 用示其长度 ，m；L － ，其射流断面逐渐扩 8.1.1.1压入式通风 ； 压入式通风 的最远距离， 的最远距离 出掘进工作面的粉尘和 e 张内，大部分空气沿巷 L ，直至射流的断面达 射流扩张段距离， ； 射流扩张段距离，m； a 炮烟等， 炮烟等 ， ，其范围 道周壁流动， 道周壁流动 到最大值，此段称为扩 m。 到最大值，风筒出口到掘 。 射流的收缩段距离， －射流的收缩段距离， 在光滑巷道中为 进工作面的距离必须小 张段；然后， 张段；然后，射流的断 于LS。 面就逐渐减少， 面就逐渐减少，直到为 图8-1 压入式通风 零，此段称为收缩段 。 此外， 此外，压入式通风还 要求Ｑ局≤0.7Ｑ巷（Ｑ局、 Ｑ Ｑ巷分别为局扇和局扇 Ls= Le+ La 所在巷道的风量）， ），以 所在巷道的风量），以 Ls = (4～ 5) S 避免产生循环风流。 避免产生循环风流。
（2）长压短抽 ） 混合式通风是压入式和抽出式两种通风方式的联 8.1 掘进工作面通风方法 混合式通风兼有抽出 （前抽后压）。 前抽后压）。 合运用，按局部扇风机和风筒的布设位置， 合运用，按局部扇风机和风筒的布设位置，分为 8.1.1局部扇风机通风 局部扇风机通风 式与压入式通风的优点， 式与压入式通风的优点， 新鲜风流经压入式 长压短抽、长抽短压和长抽长压三种。 长压短抽、长抽短压和长抽长压三种。 8.1.1.4混合式通风 混合式通风 通风效果好， 通风效果好，是大断面 长风筒送入工作面, 长风筒送入工作面前压后抽）。 （1）长抽短压（前压后抽）。 ）长抽短压（ 长距离岩巷掘进的较好 工作面污风经抽出 图8-5(a)所示的抽出式风筒须用刚性风筒或带刚性 所示的抽出式风筒须用刚性风筒或带刚性 通风方式。 通风方式。它的主要缺 式风筒后沿巷道排 若采用柔性风筒 则可将抽出式 骨架的可伸缩风筒;若采用柔性风筒 骨架的可伸缩风筒 若采用柔性风筒,则可将抽出式 点一是增加了一套通风 如图8-6所示 出,如图 所示。 如图 所示。 局部扇风机移至风筒入风口,如图 如图8-5(b)。 局部扇风机移至风筒入风口 如图 。 图8-6 长压短抽混合通 设备，电能消耗大， 设备，电能消耗大，管 风 理比较复杂； 理比较复杂；二是降低 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 当掘进巷道断面大 风速就更小。 时，风速就更小。 图8-5 长抽短压混合通风
8.1 掘进工作面通风方法
• 8.1.1局部扇风机通风 局部扇风机通风 • 利用局部扇风机作动力，通过风筒导风把新鲜风流 利用局部扇风机作动力， 送入掘进工作面的通风方法称为局部扇风机通风。 送入掘进工作面的通风方法称为局部扇风机通风。 局部扇风机通风按其工作方式不同又分为压入式、 局部扇风机通风按其工作方式不同又分为压入式、 抽出式和混合式三种。 抽出式和混合式三种。
第八章 掘进工作面通风
8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 掘进工作面通风方法 掘进工作面风量计算 局部通风装备 局部通风设计 长巷道和天井及竖井掘进时的局部通风
8.1 掘进工作面通风方法
• 掘进井巷时，这些井巷一般只有一个出口，常称为 掘进井巷时，这些井巷一般只有一个出口， 独头巷道。 独头巷道。对独头巷道的通风称为掘进通风或局部 通风。 通风。 • 按通风动力形式的不同，掘进通风方法可分为局部 按通风动力形式的不同， 扇风机通风、矿井总风压通风和引射器通风三种。 扇风机通风、矿井总风压通风和引射器通风三种。 其中， 其中，局部扇风机通风是最为常用的一种掘进通风 方法。 方法。
Qk =
k
[1 − 浓度,mg /m 。 浓度 ε (1 − η 3)]K
k k
k
t
× ln
C k [1 − ε k (1 − η k )]K k − C p (1 − ε k )
可控循环局部通风优点： 可控循环局部通风优点： 8.1 掘进工作面通风方法 缺点是： 对于煤矿， 8.1.1局部扇风机通风 局部扇风机通风 ①缺点是：①对于煤矿，由于流 采用混合式可控循环 对使用可控循环通风的要求：（ ：（1） 对使用可控循环通风的要求：（ ）在 经局部扇风机的风流中含有一 8.1.1.5可控循环通风 可控循环通风 通风时， 通风时，掘进巷道风流 ，必须装有毒有害 可控循环通风系统中， 可控循环通风系统中 定浓度的瓦斯和粉尘， 定浓度的瓦斯和粉尘，必须应 气体、瓦斯、风量、 气体、瓦斯、风量、粉尘等自动监测装 循环区内侧的风速较高， 循环区内侧的风速较高， 用防爆除尘扇风机； 用防爆除尘扇风机；②循环风 置及可靠的报警装置， 置及可靠的报警装置 避免了有毒有害气体的 ，同时还必须进行 流通过运转扇风机后得到了不 常规环境检测分析。（ 。（2） 常规环境检测分析。（ ）对循环扇风 积聚，同时也降低了等 积聚， 同程度的加热， 同程度的加热，再返回掘进工 对使用可 机实现自动开关和风量控制。 机实现自动开关和风量控制。 效温度， 效温度，改善了掘进巷 控循环风的混合式通风， 控循环风的混合式通风，抽出式与压入 作面，使工作面温度上升； 作面，使工作面温度上升；③ 图8-7 可控循环通 道中的气候条件； 道中的气候条件；②当 式的两台扇风机间须设闭锁装置， 式的两台扇风机间须设闭锁装置，保证 当工作面附近发生火灾时， 当工作面附近发生火灾时，烟 风 G 在局部通风机前配置除 Q = 主要的局部扇风机启动后， 主要的局部扇风机启动后 流会返回掘进工作面， [1，有循环风通 流会返回掘进工作面，k故安全 (1 − η k )]K k C k − C p (1 − ε k ) −εk 尘器时， 尘器时，可降低矿尘浓 ，以免形成闭路 过的局部扇风机再启动， 过的局部扇风机再启动 性差，抗灾能力弱。 性差，抗灾能力弱。故1 − η k )]K k − C p (1 − ε k ) 循环风流。 循环风流。同时必须适当地控制抽出式 Vk 循环风流通过的局部扇风机在 Qk = × 面相同风量条件下,可 面相同风量条件下 k可 ln C k [1 − ε k (1 − η k )]K k − C p (1 − ε k ) 与压入式两台局部扇风机的风量比， 与压入式两台局部扇风机的风量比，以 [1 − ε k (1 − η k )]K t 掘进工作面灾变时， 掘进工作面灾变时，必须能立 降低通风能耗。 降低通风能耗。 获得可控循环通风的最佳除尘和降温效 即进行控制，以停止循环通风， 即进行控制，以停止循环通风， 果。 恢复常规通风。 恢复常规通风。