[發明專利]一種快速排出密封巷道有毒有害氣體系統及使用方法

有效

• 申請號: 202011013937.4
• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN112228136B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 張春;欒錚;聞天翔
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 主分類號: G06F17/10
• 分類號: G06F17/10;E21F1/00;E21F1/04;E21F1/08;E21F1/14
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• 代理人: 暫無信息

1.一種快速排出密封巷道有毒有害氣體系統，包括瓦斯排放系統和監測系統，其特征在于：所述的瓦斯排放系統設施包括局部通風機、進風管道、回風管道、排風管道、大直徑軟管、電動閥門；

所述的局部通風機位于距離密封巷道口一側的外側橫巷中，采用壓入式通風，其一端與橫巷內的大直徑軟管相連，一端與密封巷道內另一個大直徑軟管相連，用于引入新鮮風流；同時，位于密封巷道內的大直徑軟管的另一端與多個進風管道相連，用于向密封巷道內供風；

進風、回風管道在巷道密封前進行布置，同時在密閉處留出與大直徑軟管相連的部分；所述排風管道，只有確認恢復巷道使用后，才可以于橫巷回風側處布設，用于排出污風；巷道內進風管道位于密閉前的部分成階梯錯落狀布置，回風管道位于密閉前的部分成階梯錯落狀布置，用于對不同區段有毒有害氣體的排出；同時，所有進風、回風管道均通過吊掛裝置固定于密封巷道距離地面1～3m處的巷壁邊緣；

所述的電動閥門一部分位于進風、回風管道上，距離密閉外側0.5～1m處，與管道數量相對應，用于調節風量大小，防止瓦斯超限；另一部分位于排風管道上，距離排風管道與大直徑軟管連接部分0.5～1m處，用于調節風量；

所述的監測系統設施包括瓦斯濃度傳感器、風速傳感器、A/D轉換器、信號放大器、數據存儲器、CPU處理器、電源模塊、數據顯示器；

所述的瓦斯濃度傳感器和風速傳感器分別與A/D轉換器相連，再將所得到的信號傳輸給與A/D轉換器相連的信號放大器，進行信號放大后，分別傳輸給CPU處理器和數據存儲器，進行數據處理和存儲；

所述的CPU處理器與電動閥門及數據顯示器相連，處理器依據所接收到的各數據對電動閥門發出相應指令，用于調節管道內流量；

所述的電源模塊通過數據線與監測系統各裝置相連，進行供電，維持裝置有效運行；

所述的瓦斯濃度傳感器、風速傳感器安裝在回風管道和排風管道中，用于監測管道內各參數數值，并通過數據線與監測系統裝置連接后，通過數據顯示器，查看各參數數值；

階梯狀的回風管道或進風管道的數量n，按照式(1)進行計算：

式中：L為密閉處至密封巷道迎頭之間的距離，m；L₀為管道有效射程，L₀＝L_S，m；

所述的密封巷道內側的進回風管道與掘進工作面之間的最小距離L_S按照如下公式進行計算：

式中：S為巷道斷面的面積，k為巷道斷面形狀系數，C為密封巷道回風氣體瓦斯濃度上限，m³/min。

2.根據權利要求1中所述的一種快速排出密封巷道有毒有害氣體系統的使用方法，其特征在于：其具體步驟如下：

步驟一、在巷道密封前于巷道密封側布設通風管道；通風管道分為進風管道和回風管道，同時進風管道若干個，回風管道若干個，分別呈階梯錯落狀布置；同時在密閉后，利用密封材料將所有管道封死；

步驟二、在確認恢復巷道使用后，將局部通風機布設于橫巷距離密封巷道口一側；同時布設若干個大直徑軟管，將其中布設于橫巷中的大直徑軟管與局部通風機的一端相連，用于引入新鮮風流；布設于密封巷道內的大直徑軟管一端與局部通風機相連，一端與進風管道相連；布設于回風側的大直徑軟管一端與回風管道相連，另一端與排風管道相連；同時，于回風、排風管道中布設監測裝置，由相應瓦斯濃度和風速傳感器進行監測；

步驟三、確定所有管道連接無誤后，將封堵的管道完全開啟，然后開啟局部通風機向密封巷道進行壓入式通風，同時調節進風管道上電動閥門，引入新鮮風流；

步驟四、在通風過程中，位于回風側管道中的傳感器，實時監測瓦斯濃度和風速情況，同時將數據傳輸給CPU處理器和數據存儲器，CPU處理器將經過處理后的數據傳輸給數據顯示器，以便工作人員了解瓦斯濃度和風速情況，及時防止由于通風所導致的瓦斯積聚；

步驟五、當通入一段時間新鮮風后，當數據顯示器顯示的瓦斯濃度達到排放要求時，則根據排放位置的瓦斯涌出量，得出該位置的最大回風量；同時控制排風管道上的閥門，排放污風；

步驟六、在預計時間內排放完密封巷道內的有毒有害氣體后，用銅釬拆開檢測小孔,檢查施工地點瓦斯情況,同時監測回風側的瓦斯濃度；若瓦斯濃度超過瓦斯濃度上限，則停止作業；待瓦斯濃度降到指定濃度以下時方可繼續拆密閉，直至密閉墻完全拆除，巷道恢復正常使用；

所述步驟四中的密封巷道瓦斯積聚量按照如下公式進行計算：

式中：為密封巷道內積聚的瓦斯量，m³；為密封巷道瓦斯濃度，％；S為密封巷道斷面積，m²；L為密封部分巷道長度，m；

步驟六中的密封巷道氣體排放時間T_排按照如下公式進行計算：

式中：T_排為排出密封巷道內瓦斯所需要的時間min；M為單位時間瓦斯排放量，m³/min；

密封巷道啟封流程總時間T_總按照如下公式進行計算：

T_總＝T_安+T_檢+T_確+T_排 (5)

式中：T_安為安裝通風管道所需時間，min；T_檢為檢查管道安裝無誤和人員撤出時間，min；T_確為確認巷道內有毒有害氣體完全排除的確認時間，min。