0引言

對于掘進(jìn)長度超過3000m的單條礦井巷道如何進(jìn)行局部通風(fēng)一直長期困擾著人們，筆者在長期生產(chǎn)實(shí)踐和研究探索中積累了一些經(jīng)驗(yàn)和方法，在這里希望和大家一同分享探討。

1超長距離局部通風(fēng)技術(shù)

一般認(rèn)為，當(dāng)掘進(jìn)距離小于3000m時，局部通風(fēng)采用大功率局扇(2×30kW及以上)和大直徑風(fēng)筒(1000mm及以上)配合使用即可解決。

1．1增加通風(fēng)立眼及構(gòu)筑風(fēng)庫

增加通風(fēng)立眼：施工一個通風(fēng)立眼，在地面(通風(fēng)立眼孔口附近)安裝一臺臨時主扇為井下供風(fēng)。其風(fēng)流流向?yàn)?，地面風(fēng)機(jī)一風(fēng)筒一工作面一掘進(jìn)巷一立眼一地面。工作面采用2×30kW局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)，風(fēng)簡直徑選用800mm。該方案也可考慮將風(fēng)機(jī)安設(shè)在通風(fēng)立眼眼底。其風(fēng)流流向?yàn)椋孛嬉伙L(fēng)機(jī)～風(fēng)筒一工作面一掘進(jìn)巷一立眼一地面。局部通風(fēng)機(jī)及風(fēng)筒直徑選擇同上。

構(gòu)筑風(fēng)庫：在巷道掘進(jìn)到約2000m處或單巷總掘進(jìn)長度的2/5處，構(gòu)筑一個風(fēng)庫，利用風(fēng)庫中的中轉(zhuǎn)風(fēng)通過工作面局部通風(fēng)機(jī)送到工作面迎頭。此時風(fēng)流路線為，地面風(fēng)機(jī)一風(fēng)筒一風(fēng)庫一工作面風(fēng)機(jī)一工作面迎頭一巷道一地面。該方案可以采用單臺風(fēng)機(jī)一趟風(fēng)筒從地面將風(fēng)送人風(fēng)庫，也可考慮采用兩臺風(fēng)機(jī)兩趟風(fēng)筒從地面將風(fēng)送人風(fēng)庫。在生產(chǎn)實(shí)踐中可以根據(jù)巷道斷面、風(fēng)筒直徑及形式、局部通風(fēng)距離、瓦斯涌出、地?zé)岬染唧w條件靈活應(yīng)用。

1．2局部通風(fēng)機(jī)串聯(lián)通風(fēng)

主要依靠局部通風(fēng)機(jī)作動力，風(fēng)筒作導(dǎo)風(fēng)工具，與全風(fēng)壓與局部通風(fēng)結(jié)合的通風(fēng)相比，具有局部通風(fēng)距離長、風(fēng)壓要求高、巷道風(fēng)速較難滿足《煤礦安全規(guī)程》要求的特點(diǎn)，因而在風(fēng)筒選擇、局部通風(fēng)機(jī)選型及作業(yè)方式上有較高的技術(shù)要求。為此，通過選擇大直徑、長筒帶和雙反邊風(fēng)筒，選用大功率對旋式局部通風(fēng)機(jī)，利用局部通風(fēng)機(jī)串聯(lián)作業(yè)，采用國際20世紀(jì)90年代末先進(jìn)的濕式旋流除塵器配合渦流控塵技術(shù)，進(jìn)行了掘進(jìn)工作面獨(dú)頭通風(fēng)技術(shù)的集成，創(chuàng)新出局部通風(fēng)機(jī)壓入式通風(fēng)技術(shù)。

本技術(shù)主要難點(diǎn)是利用局部通風(fēng)機(jī)串聯(lián)通風(fēng)。當(dāng)掘進(jìn)通風(fēng)距離過長，選不到需要的局部通風(fēng)機(jī)，或者由于管理原因，所選用的局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)壓、風(fēng)量不再滿足掘進(jìn)通風(fēng)要求時，則可以使用兩臺局部通風(fēng)機(jī)進(jìn)行串聯(lián)作業(yè)。

1．3直接供風(fēng)及加設(shè)隔斷

直接供風(fēng)：用風(fēng)簡直接將風(fēng)送到工作面。其風(fēng)流流向?yàn)?，地面風(fēng)機(jī)一風(fēng)筒一工作面一檢修巷(運(yùn)輸巷)一井筒一地面。根據(jù)計(jì)算，如使用2臺風(fēng)機(jī)2趟風(fēng)筒，直徑1200mm為每個工作面供風(fēng)，根據(jù)風(fēng)機(jī)技術(shù)參數(shù)(兩級、三級、三級)，按風(fēng)量考慮可選2×75kW風(fēng)機(jī)。從工況點(diǎn)圖中可以看出，能夠滿足要求并具有一定的富余能力。

加設(shè)“隔斷”：在單巷的中間增加一道墻，作為“隔斷”，形成雙巷全風(fēng)壓通風(fēng)系統(tǒng)。

2具體方法適用條件及其優(yōu)劣對比

2．1具體方法及適用條件

增加通風(fēng)立眼：在單巷掘進(jìn)的中前部位置施工一個通風(fēng)立眼，如圖1所示，解決超長距離通風(fēng)問題。適用條件，①煤層埋藏較淺，一般認(rèn)為<200m②地面地形適宜，位于歷史最高洪水位標(biāo)高之上；③松散層厚度較小且涌水量不大；④地企關(guān)系較好，土地征用較為容易。

構(gòu)筑風(fēng)庫：在巷道掘進(jìn)到約2000m處或單巷總掘進(jìn)長度的2/5處，施工一個硐室，用局扇將風(fēng)送到該硐室，然后利用局扇從該硐室吸風(fēng)，將風(fēng)通過風(fēng)筒送到掘進(jìn)工作面迎頭。如圖2所示。適用條件①巷道斷面較大，在布置大直徑風(fēng)筒后，不影響下料、出矸、行人等；②局部通風(fēng)距離在4500m之內(nèi)③掘進(jìn)的煤(巖)層中具備構(gòu)筑風(fēng)庫的地質(zhì)條件。

局部通風(fēng)機(jī)串聯(lián)通風(fēng)：從理論上，串聯(lián)方式分為集中串聯(lián)(圖3a)和間隔串聯(lián)(圖3b)，但從兩種串聯(lián)作業(yè)的風(fēng)壓分布可以看出，在相同條件下，集中串聯(lián)風(fēng)筒的全風(fēng)壓大于間隔串聯(lián)，風(fēng)筒漏風(fēng)也必然大于間隔串聯(lián)。為避免高風(fēng)壓對風(fēng)筒造成損壞，影響通風(fēng)安全，宜采用間隔串聯(lián)方法。但如果間隔串聯(lián)時第二臺風(fēng)機(jī)位置選擇不當(dāng)，與第一臺相隔較遠(yuǎn)，便會在第二臺風(fēng)機(jī)后面一段風(fēng)筒內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓造成這個區(qū)段內(nèi)部分污風(fēng)漏入風(fēng)筒，形成循環(huán)風(fēng)(圖3e)。經(jīng)理論分析，兩臺局部通風(fēng)機(jī)的間距一定不得大于風(fēng)筒全長的1/3(圖3d)。適用條件，①局部通風(fēng)距離不宜超過5000m；②宜采用間隔串聯(lián)方式，且第二臺風(fēng)機(jī)位于第一臺風(fēng)機(jī)正風(fēng)壓處(如圖3d所示)；③兩臺風(fēng)機(jī)風(fēng)量、負(fù)壓要相匹配。

直接供風(fēng)：該方法最簡單，關(guān)鍵是風(fēng)機(jī)選型和風(fēng)筒選擇。當(dāng)局部通風(fēng)距離達(dá)到4800m以上，接近5000m時，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)主要通風(fēng)參數(shù)選擇。①百米漏風(fēng)率取1．5％；②風(fēng)量備用系數(shù)按1．25；③風(fēng)簡直徑1．2m；④風(fēng)機(jī)吸人風(fēng)量不小于1000m/min；⑤應(yīng)選擇2×75kW及以上的對旋風(fēng)機(jī)。經(jīng)計(jì)算，如使用1臺風(fēng)機(jī)，1趟直徑為1200mm的風(fēng)筒為工作面供風(fēng)，根據(jù)風(fēng)機(jī)技術(shù)參數(shù)，按風(fēng)量考慮可選2x75kW風(fēng)機(jī)。從其工況點(diǎn)圖中可以看出，能夠滿足要求并具有一定的富余能力。適用條件：①礦井的管理水平較高，技術(shù)人員素質(zhì)比較過硬；②局部通風(fēng)距離不宜超過5000m；③風(fēng)機(jī)選型和風(fēng)筒選擇合理；④巷道斷面大于16m，最好在18m以上，否則布置風(fēng)筒后，將會影響主運(yùn)、輔助運(yùn)輸?shù)取?/p>

加設(shè)“隔斷”：具體方法，在單巷的中部，采用鋁鋼板將一條單巷隔開，形成斷面相同的兩條巷道。在鋁鋼板與巷道的頂?shù)装逯g，用密封材料封堵，鋁鋼板與鋁鋼板的鏈接處也可以采用密封材料進(jìn)行封閉，防止漏風(fēng)。適用條件，①上部是一條較短的井筒，下部鏈接著兩條較長的巷道；②上部單巷的斷面較大，分隔后每條巷道的斷面應(yīng)大于8m2。。

2．2各種方法的優(yōu)劣對比(見表1)

表1五種超長距離局部通風(fēng)方法優(yōu)缺點(diǎn)對比表

如表1所示，對五種超長距離局部通風(fēng)方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了對比。

3結(jié)論

通過以上敘述及計(jì)算、比較，可以得出如下結(jié)論：

(1)上述五種局部通風(fēng)方法，都可滿足單巷超長距離局部通風(fēng)的要求。

(2)增加通風(fēng)立眼、加設(shè)“隔斷”這兩種方法相對而言更可靠，但投入也相對較高。

(3)局部通風(fēng)機(jī)串聯(lián)通風(fēng)、直接供風(fēng)這兩種方法投入相對較少，但后期風(fēng)筒維護(hù)量大，管理、技術(shù)要求較高。

(4)構(gòu)筑風(fēng)庫是常用的一種方法，應(yīng)用效果也較好，但設(shè)備、設(shè)施投入多，維護(hù)量也較大。

工程技術(shù)人員在充分結(jié)合本單位實(shí)際的前提下，可以根據(jù)具體情況合理選擇。在現(xiàn)有工程、設(shè)備技術(shù)條件下，上述五種方法都是可行的。