浅析掘进通风除尘技术及其应用

田应平

摘 要：文章从掘进通风方式入手，系统地介绍了各种通风方式的优缺点及适用条件，重点介绍了压抽混合式通风方式通风除尘技术各种技术参数的确定和该技术在减轻环境污染、根治粉尘危害、改善井下掘进作业条件、保证工人身体健康等方面的应用。对改善掘进工作面的安全生产和职业卫生条件具有重要的指导意义。

关键词：通风方式；优缺点；混合通风方式布置；参数确定

1 掘进通风除尘方式

压入试、抽出式、压轴混合式三种方法可以使煤矿掘进通风除尘。压入式通风除尘的优缺点：可利用采空区、崩落区或回风段其他通地表的井巷组成多井巷回风减少阻力，回风道密闭工程量少，维护费用低；矿井风压呈正压状态，可减少井巷、空区、矿岩裂隙中有毒有害气体的析出量；新鲜风流通过主扇，腐蚀性较小。但是，长距离巷道掘进排出含尘污风需要的风量大，时间长，从而导致工作环境差。

抽出式通风除尘的优点：污风经风筒排出，可以使井巷中保持鲜新的空气，提供较好的工作环境；当风筒吸入口距工作面小于有效吸程时，通风效果好，所需风量少。缺点：污风通过局扇，当局扇防爆性能不良时，有瓦斯爆炸危险；有效吸程较短，风筒吸入口距工作面较远时，通风效果差；不能使用柔性风筒压轴混合式通风兼有压入式、抽出式的优点，通风效果最佳通风效果好，特别用于大断面、长距离岩巷掘进工作面的供风；但通风设备较多，管理较复杂。是理想的通风除尘方式。

混合式通风除尘技术减轻了炮烟污染，从而改进了井下的掘进工作条件，对工人的身体健康有了保障。徐州、双鸭山、淮南、平顶山、大同等矿区近几年陆续采用SCF系列除尘风机及JTC-1型掘进除尘器、MAD-Ⅱ型风流净化器等，除尘效率高达85%～96%，特别是瓦斯煤尘比较大的综掘工作面，采用压抽混合式通风除尘技术，粉尘浓度大幅度降低，工作面粉尘浓度由700～2000mg/m3降至20～30mg/m3，是一种很有发展前途的掘进通风方式。

2 压抽混合式通风除尘系统

主要扇风机在压抽混合式通风在进、回风井巷口或井巷内分别安设，通过将新鲜风流送到井下并将井下有污染的风流排至地面的办法，使整个通风系统的风流处于部分正压和部分负压状态的通风方式。

除尘风机、除尘器及集尘器结合压入式和抽出式的掘进通风除尘方式研究出压轴混合式通风除尘技术。利用压抽混合式通风除尘技术，可以抑制粉尘，减少工作人员的肺气肿、气管炎、肺心病、肺结核等合并症，减轻病人的痛苦，降低工人的患病率。

国家2016年发布《煤矿安全规程》，163条明确规定，煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷的掘进通风方式应采用压入式，不得采用抽出式（压气、水力引射器不受此限）：如果采用混合式，必须制定安全措施。瓦斯喷出区域和突出煤层采用局部通风机通风时必须采用压入式通风。

2.1 压抽混合式通风除尘系统的几种布置方式

2.1.1 长压长抽式

压入式风机安设在掘进风道的入风，抽出式风机安设在掘进巷道德回风侧，在巷道的全长布置两趟风筒。通风和防尘系统是相互独立工作的。抽出风筒采用带骨架的伸缩风筒，风筒末端接近工作面迎头，压入式风机风筒口距掘进工作面的距离小于风流有效射程6～10m，抽出式风机风筒口距掘进工作面的距离小于负压吸程3～5m。

2.1.2 长抽短压式

该系统是在长抽通风防尘的基础上，在工作面附近又用短压风筒和局部通风机来提高风速，加速对有害气体的排放。

2.1.3 长压短抽式

以长距离抽风的方式将空气中的灰尘抽出，经过安置在巷道回风流中的除尘局部通风机净化排至巷道。这种布置适用于高瓦斯矿井，瓦斯涌出量较大的掘进工作面。长压短抽式在保证经济上便宜的情况下、在安全上及适用条件上都适合当今煤礦开采，是煤矿煤巷及半煤岩巷掘进中推广普及的方向。

2.2 压抽混合式通风除尘系统技术参数确定

2.2.1 工作面及除尘器风量的确定

工作面风量是指主压风机或主抽风机使风流到达工作面的有效风量。除尘器处理风量是指除尘设备在单位时间内所能净化气体的体积量，袋式除尘器入口粉尘浓度，这是由扬尘点的工艺所决定的，在确定布袋除尘器的处理风量时，首先是需要看各个不同工况条件下的处理气体量，同时还要考虑除尘器本身的漏风量，这个也不容忽视。

处理风量计算案例：公司在三个产尘点布置吸风口，每个吸风口是大约1.5平方米，如果将这些气体量都通过一个布袋除尘器进行除尘，那么华康厂家就可以计算出整个除尘风量：一个产尘点按照5000风量计算，那么三个产尘点就是15000风量。

2.2.2 巷道内的风速

不同的掘进通风除尘方式在巷道内的风速不同，掘进巷道混合式通风按规定必须采用局部通风机进行通风，禁止采用风幛通风。《煤矿安全规程》中指出抽出式局部通风机或除尘风机的风量应大于压入式局部通风机的风量（Q2>Q1），抽出式局部通风机，必须采用经国家检定单位对防爆和防摩擦火花检合格的抽出式局部通风机；压入式风筒应采用符合MT 164要求的煤矿用正压风筒；抽出式风筒应采用符合MT 165要求的矿用负压风筒；硬质风筒必须是经国家指定质量检验单位检验合格的产品。

混合式与单独压入式或抽出式不同，在工作面附近会出现一个抽压混合作用区域。该区域风流状态比较复杂，在工作面附近区域，会对空气分子受到吸入风流的正压作用，经现场实测，对于两风筒口呈前压后抽式的情况是，单一压入或抽出时风速比该区域风速小。当两风筒口之间的距离要大于吸入风流对工作面的作用长度时，可以增强压入风流对工作面的射程，同时也可以对粉尘的密集度有一定的缓解。按照一般情况两风筒口之间的距离要在5M和10M之间，最为合适的距离为8M至10M之间。如果想要加快排尘速度，减少煤尘污染时间时，可以采用使抽出风筒口紧接工作面，使吸入风流受到两个力的作用的方法，这种方法可以充分发挥混合式通风的技术优势。