浅谈巷道掘进的通风方式选用与通风设备系列化

李相庆

【摘要】“采”和“掘”是煤炭生产过程中的两大工程。在高瓦斯煤矿中，与工作面采煤作业一样，掘进巷道时也存在煤与瓦斯突出危险。随着开采深度的增加，突出危险徒然增长。但采矿工程离不开井巷掘进，也暂时不能实现完全自动化作业，需要人工参与掘进，总的来说，巷道掘进存在风险。为了保证掘进安全，首要是加强掘进工作的通风管理和合理选用配套的通风设备，文中笔者结合实践经验探讨了巷道掘进的通风方式选择，以及如何实现掘进面通风设备系列化，能为具有相似地质条件的高瓦斯矿井在巷道掘进时提供参考。

【关键词】巷道掘进；通风方式选用；通风设备；系列化

前言

無论是在新建扩建矿井还是在生产矿井中，都涉及到大量的井巷掘进工程，而瓦斯通风是井巷掘时必须解决好的问题。为了能够快速将掘进时所产生的矿尘和煤炭体中所释放的瓦斯排出，务必在掘进时为工作面安装通风设施，以保证工作面连续稳定通风和实现掘进面内保障人员生命安全的目的。一般来说，掘进工作面内只有一个通风口，因此不能形成稳定可靠的对流通风，必须借助辅助通风设备（如局部通风机等），并采用合理的通风技术才能连续不断地为掘进工作内提供新鲜风流并带走浊风。以下将从如何选用合理的通风技术和通风设备，以及如何实现通风安全技术装备系列化三方面内容进行探讨。

1、如何选用合理的通风方式

如上所述，因为掘进工作面内只有一个通风口，必须借助局部通风机才能实现掘进工作面的通风作业。按吸入新鲜风流或排除污风方式不同，可将掘进通风分为压入式、抽出式或混合式通风三种形式，至于选择何种通风方式，应根据掘进巷道的生产条件而定。就目前来看混合式通风效果最好，所以在我国掘进巷道工作面内应用较为广泛。

1.1压入式通风

所谓压入式通风，就是指通过局部通风机将新鲜风流压入掘进工作面内，然后清洗工作面后的污风会沿着送风相反方向排出，具体过程如图1所示。压入式通风方式要求局部通风机安装在上风口处，且要求入风筒口与掘进巷道口保持在10m以上，出风筒口与掘进工作面保持在10m以内，以防止出现循环风流和保持较好矿尘排除效果。压入式通风的优点是排风范围较大，排出矿尘等有害气体效果明显。缺点是要求的风量较大，且排出的矿尘等有害气体扩散至整个巷道内，工人必须穿过污浊气流才能进入掘进工作面。压入式通风适用于掘进工作面不能设计局部通风机、瓦斯涌出量大的掘进面。

1.2抽出式通风

所谓抽出式通风，就是指通过局部通风机将掘进工作面所产生的污风从风筒中抽出，因空气流动新鲜风流会沿着巷道进入掘进工作面，具体过程如图2所示。抽出式通风要求局部通风机安装在下风口处，且要求出风筒口掘进巷道口保持在10m以上。抽出式通风的优点是要求的风量小，局部范围的排污能力强。缺点是在高瓦斯矿井中不太适用，因为抽出的瓦斯容在局部通风机内有爆炸危险。因此抽出式通风适用于瓦斯涌出不多的掘进工作面，此种方式在深竖井掘进中应用较多。

1.3混合式通风

混合式通风是上述两种通风方式的综合运用，因此同时具有两者的优点。此种通风方式将局部通风机布置在掘进巷道内，然后利用局部通风机作压入式通风，使新鲜风流压入工作面，冲出工作面的气体和粉尘，紧接着在下风口的局部通风机将冲洗的污风从风筒中排出。

局部通风机和风筒的布置如图3所示。局部通风机的吸风口要大，与抽出风筒抽入口的距离要大于15m，避免形成循环风流。吸出风筒口至工作面的距离应等于炮烟抛掷长度，压入新鲜空气的风筒口到工作面的距离不可大于压入风流的有效作用长度。

2、通风设备

1）局部通风机。局部通风机要求体积小，效率高，噪声低，风量、风压可调，坚固和防爆。国产的BKJ66一1子午加速型系列局部通风机效率高，噪声低。

2）风筒。常用的刚性风筒有铁风筒、玻璃钢风筒等。坚固耐用，可用于不同通风方式，其缺点是笨重，接头多，体积大，储存搬运、安装困难。柔性风筒有胶布风筒、软塑料风筒等。在巷道掘进中使用较广，具有轻便、容易安装、阻燃、安全性能可靠等优点，但容易划破，仅能用在压入式通风。

3）引射器。引射器有水力和压气两种。前者无电气部件，可降温、除尘、消烟，适合瓦斯大、供风量小的煤巷掘进，而效率低，能力小，仅在特定环境下才能采用。某矿区在使用多个水力引射器串联的条件下，最大供风距离达700m，工作面有效风量达70m3/min。后者是运用压缩空气为动力的通风设备，尤其适合高瓦斯区小断面巷道掘进通风。

3、掘进通风安全技术装备系列化

掘进安全技术装备系列化是治理瓦斯、煤尘、火灾等灾害所需要的多种安全技术装备，是预防和治理相结合的综合性安全技术措施，对于保证掘进工作面通风安全可靠性具有重要意义。

3.1双风机、双电源、自动切换和风筒行动倒风装置

常用局部通风机正常供风时由专用电源进行供电，一旦出现故障停机时，电源开关自动切换线路，由另一备用电源进行供电，同时备用通风机即刻启动供风，从而实现了即使在故障情况下的掘进面连续供风。由于双风机共用一道主风筒，风机要实现自动倒换时，风筒自动倒风装置可使连接两台风机的风筒能够自动倒风。

3.2“三专两闭锁”装置

“三专”是指专用变压器、专用开关、专用电缆。“两闭锁”则指风电闭锁和瓦斯电闭锁。向掘进巷道内电气设备供电必须建立在两个前提之下：一是局部通风机正常供风；二是掘进面内瓦斯浓度不能超标。当常用局部通风机故障停机时，风电闭锁会自动切断所控制的工作面电气设备的供电电源。当瓦斯浓度超标时，瓦斯电闭锁会切断瓦斯传感器控制范围内电气设备的供电电源，而局部通风机能可正常作业。当同时出现瓦斯浓度超标和局部通风机故障停机时，局部通风机会停止作业，需要人工对局部通风机送电，当瓦斯浓度降至正常值时再切换到专用电源控制，从而提高了局部通风机连续运转供风的安全可靠性。

4、结语

掘进通风仍是巷道掘进的薄弱环节，所以需要根据矿井具体的地质通风条件来选择适宜的通风方式。此外，在加强掘进面瓦斯排放的同时，也需对通风设备进行改进，如提高行动化水平和实现掘进通风安全技术装备系列化等，以提高掘进工作面的通风抗灾能力。

参考文献

[1]郭延军，郭新红.煤矿巷道掘进通风系统压能分布分析[J].现代矿业，2011（10）.

[2]韩发.巷道掘进的通风方式与设备选用[J].科技与企业，2012（04）.