[發(fā)明專利]一種井下獨頭巷道通風系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410702576.2
• 申請日: 2014-11-29
• 公開（公告）號: CN104481570A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設計）人: 陳青;黃學貴;吳順江;楊奎;艾選恒;陸朝陽;玉拾昭;陳光華;繆應傳
• 申請（專利權(quán)）人: 彝良馳宏礦業(yè)有限公司
• 主分類號: E21F1/00
• 分類號: E21F1/00;E21F5/20;F04D27/00
• 代理公司: 昆明今威專利商標代理有限公司 53115
• 代理人: 趙云

技術領域

本發(fā)明涉及一種通風系統(tǒng)，特別是一種井下獨頭巷道通風系統(tǒng)，該技術與包括礦石地下開采及其它地下工程施工中，獨頭巷道掘進或有限空間開鑿工作面通風排除爆破煙塵工藝相關。

背景技術

在礦石地下開采及其它地下工程施工時，獨頭掘進作業(yè)是常見的工作，目前在大多數(shù)情況下，均采用炸藥爆破手段破巖，由此產(chǎn)生的爆破煙塵及一氧化碳、氮氧化物等有毒有害氣體需通過通風作業(yè)盡快排出工作面而代之以新鮮風流，以為后續(xù)作業(yè)提供良好的空氣環(huán)境條件。

迄今，獨頭巷道掘進工作面的通風手段仍然主要是通過局部扇風機進行壓入式、抽出式或壓抽混合式通風，其通風裝置主要由局部扇風機和引流風筒組成，局部扇風機通常安裝于遠離獨頭巷道工作面的位置，并通過引流風筒將新鮮風流壓入工作面或?qū)⑽蹪峥諝獬殡x工作面，為高效地驅(qū)除工作面附近的污風，代之以新鮮風流，引流風筒前端口應盡可能接近掘進迎頭，但由此極難避免爆破沖擊波及飛石等帶來的通風設施的安全性問題，并且，由于掘進循環(huán)中的爆破作業(yè)過后產(chǎn)生大量煙塵和有毒有害氣體以及環(huán)境能見度問題，作業(yè)人員不能于通風排煙前，進入工作面移動風筒前端于掘進迎頭，從而導致風筒前端必然在遠離掘進迎頭的安全位置進行通風排煙塵作業(yè)。

由傳統(tǒng)的局部扇風機和引流風筒組成的局部通風設施，其風流的壓入式有效射程或抽出式有效吸程有限（通常10?m²?以下的中小型巷道斷面，風流的有效射程為16?m，有效吸程為5?m）,?在實際施工中，爆破作業(yè)產(chǎn)生的飛石的拋擲距離一般都大于20?m，同時井下有限空間爆破時還產(chǎn)生強大的沖擊波，當風筒安放在距作業(yè)面20?m之內(nèi)的地方，容易對風筒產(chǎn)生破壞。因此，為了防止在爆破作業(yè)時風筒遭到破壞，風筒一般被安裝在距巷道掘進作業(yè)面20?m以外的地方，風筒與迎頭的距離遠遠超過其有效射程或吸程，由此導致通風排煙塵效率降低，能耗增加，巷道掘進循環(huán)周期延長。

常規(guī)通風方式下，即風機自開啟直到排煙結(jié)束才關閉的恒定通風，通風開始的最初幾分鐘內(nèi)，由于爆破作用，工作面的煙塵濃度和溫度較高，加之爆破沖擊波的沖擊作用，煙塵與靠近迎頭端的風筒前端部之間的距離較后期近，在風筒有效吸程或有效射程范圍內(nèi)的煙塵量較多，此時無論是抽出式還是壓入式，風機單位時間內(nèi)排出的污風量較高，風機的效率也較高，然而在通風中后期，對于壓入式通風，雖然其風流有效射程較大，但靠近迎頭處的污風會受到壓制并形成渦流而不易快速排出，而排出的污風在整個通風期間還會充斥整個獨頭巷道，尤其是在長獨頭掘進情況下，會導致作業(yè)循環(huán)時間增加；而抽出式通風，風流有效吸程較小，且易形成新鮮風流短路，通風效率更低。由于在靠近迎頭區(qū)形成的渦流擾動區(qū)內(nèi)的煙霧較難向外運移，導致有效區(qū)內(nèi)煙塵較少，并且有效區(qū)內(nèi)被帶走的風流含有大量新鮮空氣，形成一種煙塵在靠近迎頭區(qū)相對靜止平衡的低效率狀態(tài)（包括渦旋狀態(tài)）。為了提高風機效率，在通風過程中要盡量使污風相對運移到風筒的有效吸程或有效射程范圍內(nèi)，為此，出現(xiàn)有利用機電控制方式，在爆破后將風筒向迎頭前移的嘗試，但其安全性和可靠性尚存在較大問題。另外，為提高通風排煙強度，減少作業(yè)循環(huán)時間，通常采用壓、抽混合式通風，但由此則會導致設備和維護成本增加能耗的提高，并同樣在通風中后期，存在煙塵在靠近迎頭區(qū)相對靜止平衡，難以排出的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種通風系統(tǒng)，在保證通風設施與掘進工作面安全距離的前提下，在通風排煙塵的中后期，打破前述的相對平衡的低效率狀態(tài)，讓靠近迎頭處的煙塵向外擴散運動到風筒的有效吸程或有效射程范圍內(nèi)，以有效提高獨頭巷道掘進作業(yè)工作中排除爆破煙塵的效率。

本發(fā)明所采用的技術方案是：局部扇風機設置在橫巷中，局部扇風機的一個進出口通過引流風筒設在獨頭巷道的工作面范圍，另一個進出口通過三通分別連接橫巷中開口對著風向的分支筒和開口逆著風向的分支筒，在三通位置裝有對兩分支筒開閉的風道轉(zhuǎn)換閥板，引流風筒的后端設置有煙塵傳感器，獨頭巷道靠近引流風筒前端也設置煙塵傳感器，煙塵傳感器通過數(shù)據(jù)線與風機控制模塊連接。

開口對著風向的分支筒筒口設置在橫巷的上風處，通過彎筒上置于橫巷頂部，并跨過獨頭巷道，開口逆著風向的分支筒設置在橫巷的下風處；獨頭巷道中的煙塵傳感器安裝于巷道側(cè)壁且高度大于獨頭巷道高度的一半，距離引流風筒進出口的軸向距離為1～2米。

在獨頭巷道中煙塵傳感器旁還裝有與風機控制模塊連接的風速傳感器，風道轉(zhuǎn)換閥板配置有閥板驅(qū)動單元，閥板驅(qū)動單元也與風機控制模塊連接。