独头巷道掘进通风因素影响程度分析
关于独头巷道爆破掘进通风的探讨
c
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l2 c
lb- la l1
图 １ 炮烟运动示意图
根据巷道断面风速分布公式（２） 得到炮烟波内外
１８
矿 冶 工 程
第 ４１ 卷
界面随通风时间变化的轨迹方程为：
ｌ１ ＝ ｕ１ｔ ＝ ３５．８ α ｕ０ｔ
１
－
æ ｒ１
ç
ö２
÷
è ｒ０ ø
（９）
ｌ２ ＝ ｕ２ｔ ＝ ３５．８ α ｕ０ｔ
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｔｕｒｂｕｌｅｎｔ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ｆｌｕｉｄ ｍｅｃｈａｎｉｃｓ， ｔｈｅ ｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ａｉｒ ｖｏｌｕｍｅ ｒｅｑｕｉｒｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｂｌａｓｔｉｎｇ ａｎｄ ｄｒｉｖｉｎｇ ｏｆ ｄｅａｄ⁃ｅｎｄ ｄｒｉｆｔ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ． Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｔａｎｄａｒｄ， ａ ｎｅｗ ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ ｆｏｒｍｕｌａ ｆｏｒ ｔｈｅ ａｉｒ ｖｏｌｕｍｅ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａｎｄ ａｌｓｏ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｏｎ⁃ｓｉｔｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｄａｔａ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｎｅｗｌｙ ｄｅｒｉｖｅｄ ｆｏｒｍｕｌａ ａｒｅ ｃｌｏｓｅｒ ｔｏ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｍｅａｓｕｒｅｄ ａｉｒ ｖｏｌｕｍｅ， ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇ ｔｈａｔ ｉｔ ｉｓ ｍｏｒｅ ｉｎ ｌｉｎｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｄｅａｄ⁃ｅｎｄ ｄｒｉｆｔ； ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ｆｕｍｅｓ； ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ； ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ａｉｒ ｖｏｌｕｍｅ； ｔｕｒｂｕｌｅｎｔ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ； ｂｌａｓｔｉｎｇ ａｎｄ ｄｒｉｆｔｉｎｇ
独头巷道掘进时的安全问题及防护措施
独头巷道掘进时的安全问题及防护措施1 前言在实际生产中，引起独头巷道安全问题的因素很多，既有客观方面的原因，又有主观人为方面的因素。
对于人为方面的因素，各生产单位可以通过加强科学施工管理，有组织地进行安全生产教育、培训以及相关安全政策及规章制度的贯彻执行，在这方面所造成的安全问题将大大避免了。
对客观方面所引起的安全问题必须逐一认真分析，针对其具体情况提出不同的解决方案及防护措施。
实践证明，在独头巷道掘进时引起安全问题的客观因素主要有以下几个方面：岩层地质条件、水文条件、炮烟及粉尘等。
以下就这几个方面加以论述。
2 岩层地质条件岩层地质条件主要指岩层的物理机械性质、断层、破碎带以及残坡积层、流砂层等。
正是由于有这些因素的存在，对独头巷道的施工带来很大的麻烦。
就岩层的物理机械性质而言，其中岩石的稳固性很重要，它直接影响着岩层的暴露面积。
如果岩石稳固性好，其暴露面积大，安全性好，巷道无须支护就能达到安全要求。
相反如果岩层的稳固性差，其中还有断层、破碎带以及残坡积层、流砂层的存在，那么安全陛将大大降低。
为了防止这些因素导致巷道冒顶、片帮现象的发生，应根据巷道的地质条件及服务年限提出相应的支护办法加以防护。
具体操作如下：如果岩石不稳而无其他构造等存在的话，可以采取木支护、喷锚支护或混凝土支护等，从而达到安全要求。
可对破碎带区、残坡积层或流砂等这些及不稳定、不允许有丝毫暴露面积的地带必须采用超前支护、临时支护和永久支护相结合的办法加以解决。
比如对流砂层区一般采用撞楔法进行超前支护，然后边挖掘边临时支护，最后根据巷道服务年限的长短采取不同的永久支护，如钢架支护或钢筋混凝土支护等。
不论采取何种支护方式，必须是全封闭的支护，如果支护不封闭有空隙存在，在生产当中由于爆破震动或流水冲刷导致流砂从支护层流出，日积月累支护层上面的空区逐渐扩大，将发生大的跨方而破坏支护层，堵塞巷道而形成很大的安全事故。
3 水文条件岩层中含水层及水体是不可避免的，由于水的流动冲刷作用使岩层中一些松软易溶的物质流失，导致岩层的整体性变差、强度降低，巷道更容易冒顶和片帮。
深井长距离斜坡道独头掘进通风问题的改进
2023年 5月上 世界有色金属61采矿工程M ining engineering深井长距离斜坡道独头掘进通风问题的改进魏 诚1，杨庆元2（１．河北中金黄金有限公司，河北 石家庄 ０５００００；２．河北省国控矿业开发投资有限公司，河北 石家庄 ０５００００）摘 要：在巷道长距离掘进施工技术中形成的独头巷道，无法形成贯穿风流，导致巷道的内的气体很难被快速散尽，从而无法达到施工要求，并严重影响到工程施工的进度。
在深井长距离斜坡道独头掘进通风中，由于长距离通风的风阻比较大，且漏风严重，难以保证通风质量，为了满足工程施工要求，针对以往施工中掘进通风中存在的问题进行改善，有利于提供通风质量，确保施工进度。
基于此，本文就深井长距离斜坡道独头掘进通风中存在的问题进行深入分析，并提出针对性的解决措施，为后续施工提供必要的参考借鉴。
关键词：深井；独头掘进；通风问题中图分类号：ＴＤ７２４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２３）０９－００６１－３Improvement of ventilation problem in single end excavation of deep well long distance inclined slopeWEI Cheng 1, YANG Qing-yuan 2（１．Ｈｅｂｅｉ Ｚｈｏｎｇｊｉｎ Ｇｏｌｄ Ｃｏ．， Ｌｔｄ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ ０５００００，Ｃｈｉｎａ；２．Ｈｅｂｅｉ Ｓｔａｔｅ－ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｍｉｎｉｎｇ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ Ｃｏ， Ｌｔｄ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ ０５００００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｔｈｅ ｓｉｎｇｌｅ ｅｎｄｅｄ ｔｕｎｎｅｌ ｆｏｒｍｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｌｏｎｇ－ｄｉｓｔａｎｃｅ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｔｈｅ ｔｕｎｎｅｌ ｃａｎｎｏｔ ｆｏｒｍ ａ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ａｉｒｆｌｏｗ， ｗｈｉｃｈ ｍａｋｅｓ ｉｔ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｇａｓ ｉｎｓｉｄｅ ｔｈｅ ｔｕｎｎｅｌ ｔｏ ｂｅ ｑｕｉｃｋｌｙ ｄｉｓｓｉｐａｔｅｄ， ｔｈｕｓ ｆａｉｌｉｎｇ ｔｏ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｓｅｒｉｏｕｓｌｙ ａｆｆｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ． Ｉｎ ｔｈｅ ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｉｎｇｌｅ ｈｅａｄ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｅｅｐ ａｎｄ ｌｏｎｇ－ｄｉｓｔａｎｃｅ ｉｎｃｌｉｎｅｄ ｓｌｏｐｅｓ， ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｗｉｎｄ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ａｎｄ ｓｅｖｅｒｅ ａｉｒ ｌｅａｋａｇｅ ｏｆ ｌｏｎｇ－ｄｉｓｔａｎｃｅ ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ， ｉｔ ｉｓ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ｑｕａｌｉｔｙ． Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ， ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｍａｄｅ ｔｏ ａｄｄｒｅｓｓ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｉｎ ｐｒｅｖｉｏｕｓ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ， ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｃｏｎｄｕｃｉｖｅ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ ｅｎｓｕｒｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｇｒｅｓｓ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｉｓ， ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｃｏｎｄｕｃｔｓ ａｎ ｉｎ－ｄｅｐｔｈ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｉｎｇｌｅ ｅｎｄ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｅｅｐ ｗｅｌｌｓ ａｎｄ ｌｏｎｇ－ｄｉｓｔａｎｃｅ ｉｎｃｌｉｎｅｄ ｒａｍｐｓ， ａｎｄ ｐｒｏｐｏｓｅｓ ｔａｒｇｅｔｅｄ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ， ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Keywords: ｄｅｅｐ ｗｅｌｌ； Ｓｉｎｇｌｅ ｈｅａｄ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ； Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ｉｓｓｕｅｓ收稿日期：２０２３－０３作者简介：魏诚，生于１９８３年，汉族，河北石家庄，高级工程师，硕士研究生，研究方向：非煤矿山安全生产。
长距离独头巷道掘进局部通风设计及改进方法与措施探讨
长距离独头巷道掘进局部通风设计及改进方法与措施探讨在煤炭开采过程中，长距离的独头巷道掘进是不可避免的。
然而，在进行长距离巷道掘进时，通风是一个十分重要的问题，因为独头巷道掘进会导致巷道内有大量砂尘和有害气体产生，对工人的健康造成威胁。
因此，进行局部通风设计和改进措施对于保障工作人员的安全和提高工作效率至关重要。
首先，进行局部通风设计和改进的关键是确定通风系统的参数。
在长距离独头巷道掘进中，巷道长度较长，定义好风流的进出口是通风设计的第一步。
要合理设置进风口和出风口的位置，进一步保证风流的平衡性和流动性。
其次，确定进风量和排风量也是通风设计中的关键步骤，要根据独头巷道的长度和断面积，进行合理的计算和确定。
其次，采用合适的通风设备也是进行局部通风设计和改进的重要环节。
可以考虑使用风机和风管进行通风，根据巷道长度和节能要求，选用合适的风机和风管进行布置。
同时，要保证通风设备的正常运行和维护，及时清理风机和风管内的积尘和杂物，保证通风设备的效果。
此外，合理设置通风系统的布局和通风口也是局部通风设计和改进的重要方面。
巷道的设置、坡度和弯道等都会影响通风系统的性能。
因此，在设计和改进通风系统时，要合理设置巷道的布局，减少弯道和坡度等地方，避免影响通风的效果。
同时，合理设置通风口的位置和数量，确保通风系统能将砂尘和有害气体有效地排出巷道。
最后，进行局部通风设计和改进的过程中，要注意对通风系统进行实时监测和调整。
通风系统的性能往往会受到巷道开挖进度和地质条件等因素的影响，因此需要根据实际情况对通风系统进行及时监测和调整，保证其正常运行和效果。
可以借助相关的监测设备和技术，及时获取通风系统的运行状态和效果，根据实际情况进行调整和改进。
综上所述，长距离独头巷道掘进局部通风设计和改进方法及措施主要包括确定通风系统的参数、选择合适的通风设备、合理设置通风系统的布局和通风口以及进行实时监测和调整。
通过科学合理的设计和改进，可以有效地控制砂尘和有害气体的产生和排放，保障工作人员的安全，提高工作效率。
巷道掘进的影响因素分析及其防范措施
巷道掘进的影响因素分析及其防范措施[摘要]巷道掘进是煤矿建设和开采的重要环节之一，巷道掘进的效率一直受到各种因素的影响，我们必须引起足够重视。
本文就从煤矿巷道掘进入手，对影响巷道掘进的几个因素进行详实地分析，并提出一些行之有效的防范措施，力图提高施工效率，以供参考。
[关键词]巷道掘进；影响因素；防范措施前言巷道掘进作为煤矿地下开采的一个重要环节，其技术和装备水平直接影响煤矿产量和生产能力。
为了保证矿井实现高效生产，关键在于高效而快速的巷道掘进技术提供保障。
巷道掘进是一个复杂的系统工程，实际工作中效率高低对煤矿生产有很大影响。
因此，如何采取切实可行的措施保证巷道掘进率，提高施工效率就显得尤为重要。
这对于更好地满足国家对煤炭越来越紧迫的需求也有着重要的现实意义。
一、巷道掘进的影响因素分析巷道掘进，不仅取决于施工段的地质条件，还跟装备和挖掘设备以及生产工艺水平有密切的关系，科学组织生产管理，无疑能够极大地提高煤矿巷道掘进率。
可以说，这些因素的影响，在一定程度上制约了整体的掘进过程中的速度。
下面就对地质构造、掘进设备装备水平、巷道掘进施工工艺、施工组织管理水平这几方面对巷道掘进造成的影响进行分析。
1.地质构造地质构造是影响巷道掘进的首要因素。
对于煤矿巷道来说，影响掘进的地质构造主要是指褶皱、断层、围岩节理和劈理发育、陷落柱等等情况。
在良好的地质条件下可以提供一个良好的基础条件，从而实现快速掘进；在复杂的地质条件下将限制快速掘进。
比如，构造的不同位置，不同的气体含量，断层，复式背斜轴转动端，气体容易聚集，这些地区往往是天然气相关的事故经常发生区；张性断层，褶皱两翼，则气体不容易堆积。
当巷道掘进成复杂的地质结构，可能气体排放量会增加，导致在巷道中的气体浓度增加。
地质构造对煤矿生产的影响很大，增加了生产衔接安排的困难。
2.掘进设备装备水平就目前来看，我国掘进设备总体水平还处于相对落后的状态，虽说各种装备齐全，但是设备性能差，自动化程度低。
长距离独头掘进巷道通风技术应用研究进展
文章编号：1005－2712(2008)04－0008-04长距离独头掘进巷道通风技术应用研究进展张红婴1，林和荣2（1.江西理工大学建筑与测绘工程学院，江西赣州341000；2.江西理工大学机电工程学院，江西赣州341000）摘要：长距离独头掘进巷道的通风难题在国内外各金属、非金属矿山以及隧道掘进中都广泛存在。
笔者从通风工艺的设计、风机的选型和风筒类型以及自动控制技术的应用几个方面综述了长距离独头掘进巷道通风防尘技术应用研究的最新进展。
关键词：长距离；独头掘进巷道；通风；进展中图分类号：TD724+.4文献标识码：A收稿日期：2008－07－24作者简介：张红婴（1972-），女，江西铅山人，硕士，讲师，从事矿井通风、安全与环境保护以及室内通风与空气调节方面的教学与研究工作。
Vol．22,No．4Dec ．2008第22卷第4期2008年12月Jiangxi Nonferrous Metals引言矿井开拓时期，通常要掘进长距离的独头巷道。
由于独头掘进巷道本身不能形成贯穿风流，空间有限，因此独头巷道掘进过程中产生的各种有毒有害气体、粉尘等污染物聚集在独头掘进工作面附近，使独头掘进在作业过程中存在以下问题：①工作面作业环境差，对工人的身体健康造成极大危害。
②机械设备磨损速度快，腐蚀严重，柴油机设备的运转效率低，特别是在机械化作业程度高的矿山，这种情况尤为突出。
通风除尘技术是解以上问题的基本方式。
但由于长距离独头掘进施工存在作业面空间小、作业线路长、工作面不断变化、运输频繁等特殊性，使得长距离掘进巷道的通风除尘与生产施工和电能的合理利用等方面存在着很大的矛盾。
因此国内外研究者对长距离独头掘进通风进行了广泛的研究。
1长距离独头通风除尘工艺的发展长距离独头巷道的传统通风方法是采用多台串联或抽压混合的通风方式。
以上通风方式不但排风距离长、维护难、风阻大、漏风大，而且还存在有效风量率低、风质差、耗能大、通风成本高等一系列问题。
浅析影响巷道掘进的因素及改进措施
浅析影响巷道掘进的因素及改进措施发布时间：2023-02-24T03:17:02.194Z 来源：《中国科技信息》2022年第19期作者：权文斌[导读] 目前我国煤炭资源的高效开发利用权文斌陕西陕煤黄陵矿业有限公司一号煤矿，陕西延安727307摘要：目前我国煤炭资源的高效开发利用，对于国家发展十分重要。
煤炭的开采速度就导致工作面回采速度越来越快，这对于掘进的速度要求也就越来越高。
本文基于此，在技术、安全管理等方面进行分析总结，找出影响的各类因素及措施。
关键词：煤矿; 井下巷道; 安全问题；技术管理0引言煤炭属于不可再生资源，随着我国社会经济的不断发展，煤炭消耗量逐渐增加，因此就需要煤矿企业在煤炭开采过程中加强对相关技术的研究，对其进行不断的创新，使煤炭开采成本显著降低，同时注意巷道掘进中的安全管理组织方面，根据实际情况具体分析，对掘进的巷道采用合适的方式进行支护。
本文重点分析了影响掘进的主要因素，并针对这些因素提出了一些改进措施，以实现巷道的快速掘进。
1. 井下巷道支护技术中存在的安全问题及措施1.1煤矿巷道支护技术中的安全问题地下煤矿在我国煤矿中属于比较常见的一种，因此，要想将煤块从地下运出，就需要用到人工修筑巷道的方法。
然而，因受到外力作用的影响给支护作业带来危害是煤矿井下巷道支护技术中常见的问题，对于地质条件相对较差的地区来说，巷道的掘进速度也会相应降低，甚至还会威胁到施工工艺，在开展煤矿巷道掘进作业的过程中，需要用到锚喷和爆破相结合的技术，爆破则需要准确确定炮眼的位置，这些工作都需要用人工的方法来予以落实，在精确度到达不了 100%的前提下，这些细微的因素都会对锚喷支护质量产生影响，对于锚喷支护而言，光面爆破是该项作业的基础以及前提。
煤矿井下棚式支护主要有金属支架、木支架以及装配式钢筋混凝土支架等，但是，施工过程中错用棚式支架的现象较为常见。
1.2煤矿巷道支护技术的完善措施不管是煤矿的运输还是煤矿的开采，都需要注重岩石的性能，立足于岩石周围的性质来达到降低施工过程中遇到问题的几率，在实际运用的过程中，所谓的煤矿掘进巷道锚杆技术的支柱也就是岩石壁，在落实掘进工作的过程中，巷道的参数随时发生这改变，应该及时搜集相关资料，并且控制参数在合理的范围内，从而有效确保巷道的安全。
掘进通风存在的问题及解决方法
掘进通风存在的问题及解决方法程建军1，贾有根2，程绍仁2(1. 泽州县煤炭工业局，山西晋城048000 ；2. 晋城市煤炭工业局，山西晋城048000)摘要：本文指出掘进通风中存在的主要问题，并对其原因进行了分析，提出了解决问题的具体方法。
关键词：掘进通风；存在问题；改进措施掘进通风由于不能采用矿井主要通风机的全风压通风，而通常采用局部通风机强制通风，其影响环节比较多，所以在煤矿井下存在的问题较多。
历年的事故统计表明，掘进工作面是瓦斯、煤尘爆炸事故的多发区。
因此，掘进工作面是瓦斯管理的难点和重点，是矿井通风的薄弱环节。
1 存在的问题及原因分析1) 掘进工作面风量不足，不能满足生产要求。
主要原因：一是局部通风机选型不合理，风压、风量不能满足要求；二是风筒直径小，或风筒悬挂质量差，造成通风阻力过大；三是风筒破洞多，插口不严或插口断开，有的甚至用尼龙编织袋代替风筒，工作面有效风量小，有效风量率低。
2) 局部通风机产生循环风。
原因：第一，供给局部通风机处的风量不能满足局部通风机的吸风量；第二，局部通风机安装位置不当，有的甚至把局部通风机安装到了掘进的独头巷内；第三，有的矿井在主要通风机停运的状况下，井下照常运转局部通风机而产生循环风。
3) 局部通风机无计划停风。
局部通风机时开时停，有的人来通风，人走停风，有的工作面放炮后才通风排烟，有的甚至一台风机多头轮流供风，或长时间停运，掘进头无风作业。
主要原因：一是人们没有充分认识掘进通风的重要性，局部通风的意识差；二是局部通风机无专人管理，人们随意开停；三是一些矿井不投入，舍不得花钱上装备，没有制约手段，有的为了省电而停运。
4) 局部通风机无风电、瓦斯电闭锁装置。
主要原因是各级主管监察部门检查监督不严，没有严格要求，不能按规定装备；有的则是矿井的管理水平差、技术水平低，不能保证控制装置的可靠正常运行。
5) 临时停电停风后在恢复作业前，掘进巷道不按规定排放瓦斯或排放瓦斯“一风吹”。
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独头巷道掘进通风因素影响程度分析
摘要：爆破烟尘是矿山生产中所面临的主要危害之一，深部开采独头巷道爆
破掘进产生的烟尘，其危害往往高于一般工作地点和生活场所粉尘的危害。
因此，开展深部独头巷道烟尘排除研究，对于保障矿山工作人员的身心健康具有重要现
实意义。
对独头巷道范围内的其它附属建筑进行省略或作简化描述，确定模型的
模拟区域。
在此基础上，采用几何建模软件GAMBIT建立独头巷道的三维模型并
对模型进行网格划分。
然后在FLUENT中设置相关参数并进行运算，得到用于后
处理的文件。
基于正交试验设计方法，在对影响独头巷道局部通风的5个因素进
行分析的基础上，合理选择参数，确定参数范围。
得出各因素对通风排尘效果影
响程度的排列顺序、单参数对通风效果的影响及通风参数的最优组合。
关键词:独头巷道；烟尘；FLUENT；正交试验法
引言
矿产资源关系到我国铁路、建筑，航空航天等众多行业的发展，是我国国民
经济发展的重要物质保障[1]。
然而，我国矿产资源的总体形势却不容乐观，很
多矿山的浅部矿产资源和易开采资源已经接近枯竭[2]。
为了保障矿产资源对我
国国民经济发展的基础物质供应、维护国家的经济秩序，深部开采越来越成为大
多数企业的选择，我国很多主要的地下金属矿山都不断的在探索深部矿产资源，
不少矿山已经进入深部开采阶段[3]。
然而，国内许多矿山刚进入深部开采，技
术起步晚，在深部开采方面面临一系列的难题和问题[4]。
某矿面临的问题主要
体现在：随着采场向下延伸，矿山进入到深部开采阶段，旧有的局部通风方案在
深部开采中已经难以适应。
独头巷道爆破过程中由于空间的限制，产生的烟尘不
易排出，而长期处在烟尘浓度较高的工作地点会对工作人员的健康造成很大损害，因此有必要采取措施来抑制这种危害。
因此研究影响烟尘浓度因素的重要度及合
理的通风参数，对于缓解该矿爆破烟尘的危害有重要意义。
一、深部独头巷道掘进通风除尘方式目前在矿山烟尘抑制方面应用最广泛的
技术是通风除尘，其理论研究也最为完善。
独头巷道局部通风包括三种类型：压入式通风、抽出式通风和混合式通风。
压入式通风的优点为：可以使用柔性风筒，安装比较方便；有效射程大且冲
淡和排出炮烟的能力比较强；工作面回风不通过通风机械，在有瓦斯涌出的工作
面这种通风比较安全。
缺点是：长距离巷道掘进排出炮烟需要的风量大，所排出
的炮烟在巷道中随风流扩散蔓延范围大、时间长，影响其它的区域，导致工作环
境变差。
采用压入式通风时，吸风口应设在上风侧，风筒出口距工作面不得超过
10m。
抽出式通风的优点是烟尘不易向其它巷道扩散，排出速度快，有利于保障作
业人员的身体健康和提高掘进效率，管理方便，控制可靠。
其缺点是风流由风筒
末端吸入，通风效果较差；局部通风机安设在乏风中，乏风有局部通风机中流过，安全性能较差。
同时，抽出式通风必须使用硬质风筒，或带刚性骨架的可伸缩风筒，成本高且适应性较差。
采用抽出式通风时，排风口应设在下风侧，吸风口距
工作面的距离不得超过5m。
当掘进独头巷长度大于100m时，则应采用混合式通风，混合式通风是压入
式通风和抽出式通风的联合运用，它兼有压入式和抽出式的优点。
二、计算模型构建
独头巷道混合式通风流场模型的计算区域为风流出口断面到独头巷道迎头之
间的空间，求解器、湍流模型及压力－速度耦合方式的设置同压入式通风流场。
以风流入口的边界类型为速度入口，风流入口（压）速度为10m/s，风流入口（抽）速度为-12m/s，风流出口边界类型为出流，其它壁面的边界类型设为“wall”，压入式风筒通风和抽出式通风风筒直径均为φ500mm，在GAMBIT软件
中划分三维模型的网格，然后可以导入FLUENT中进行计算。
三、试验方案设计及结果分析
正交试验设计的基本程序包括试验方案设计及试验结果分析两部分，其基本
步骤为①明确试验目标②确定试验指标③选取因素和水平④确定合适的正交表⑤
进行表头设计⑥列试验方案⑦分析试验结果。
在局部通风中，烟尘的浓度随时间的改变而发生变化。
选取爆破后200s巷
道空间内的烟尘平均浓度为考察的指标。
烟尘浓度越低，表示通风的效果越好。
本文仅考虑了局部通风的参数设置作为研究对象，并考虑到速度和抽压比这
两个条件相互排斥，分别选取速度、高度、距离和风筒直径以及抽压比、高度、
距离和风筒直径2组试验为影响因素来研究其对烟尘排除效果的影响。
某矿局部通风机的最大速度约为12~22m/s，抽压比为1.25。
矿山目前风筒
的安装高度为1.3m~1.5m，结合相关文献的研究，确定模拟的风筒安装高度的取
值范围为h=1.3m~1.7m。
抽出式风筒出口到迎头的距离为L=3m~5m。
至于管径大
小的影响，风流量过大，可能造成烟尘在巷道方向扩散过快、过远的问题；风量
过小又可能同样致使烟尘不能顺利排除，还要考虑通风的经济性，故设定其范围
为400mm~600mm。
采用直观分析法，得到各因素极差的大小。
各因素对烟尘浓度影响的排序为：风筒直径>风筒高度>速度>距离。
由试验结果可知：排尘效果随高度增加变差，
随后又越好，取 1.3m时最有利于烟尘的排除。
风筒在巷道中间对排除烟尘不利，原因可能是风筒在下部可以在爆破不久后带走大量下沉的烟尘，在上部则可以带
走空气中的浮尘；风速越高，其排尘效果越好；排尘效果在风筒距掘进迎头4m
时最好；Φ=500mm时排尘效果最好。
因此通风最佳组合为：因素A（速度）的最
优水平为水平3（12m/s）；因素B（高度）的最优水平为水平1（1.3m）；因素
C（距离）的最优水平为水平2（4.0m）；因素D（风筒直径）的最优水平为水平
2（500mm）。
总结
得出了各因素对排尘效果的影响的重要程度排序为：风筒直径、风筒高度、
速度、距离，并确定一组通风最优组合。
正交试验结果研究表明，在选定的范围内，风速越高，排除烟尘的效果越好；排除烟尘的效果随风筒高度增加变差，随
后又越好，应避免风筒安装在巷道的中部；风筒离掘进迎头3~4m时排除烟尘的
效果好于该距离等于5m；Φ=500mm时排除烟尘的效果最好。
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