第六章 局部通风本章主要内容1、局部通风方法压入式、抽出式、混合式、可控循环风，全风通风，2、掘进工作面需风量计算压入式、抽出式、混合式、按瓦斯、粉尘、炸药等3、局部通风装备风筒 种类、阻力、漏风、安装；局部通风机性能、联合运行4、局部通风系统设计原则、步骤5、掘进安全技术装备系列化利用局部通风机或主要通风机产生的风压对井下独头巷道进行通风的方法称为 局部通风（又称掘进通风）。第一节 局部通风方法一、局部通风机通风利用局部通风机作动力，通过风筒导风的通风方法称局部通风机通风，它是目前局部通风最主要的方法。L射流断面逐渐减少，直到为零，此段称收缩段。aL 从风筒出口至射流反向的最远距离（即扩张段和收缩段总长）称射流有效射s程。在巷道条件下，一般有：LS （4 5）式中S 巷道断面,m2。特点：（1）局扇及电器设备布置在新鲜风流中；(2) 有效射程远，工作面风速大，排烟效果好；(3) 可使用柔性风筒，使用方便；(4) 由于P P ，风筒漏风对巷道排污有一定作用。内外要求：(1)Q局VQ巷，避免产生循环风；(2) 局扇入口与掘进巷道距离大于10m；(3) 风筒出口至工作面距离小于Ls。2抽出式布置方式：有效吸程L :风筒吸口吸入空气的作用范围。在巷道边界条件下，其一般计算式为Le 15S式中S 巷道断面，m2。特点：(1)新鲜风流沿巷道进入工作面，劳动条件好；(2) 污风通过风机；(3) 有效吸程小，延长通风时间，排烟效果不好；(4) 不通使用柔性风筒。3压入式和抽出式通风的比较：1) 压入式通风时，局部通风机及其附属电气设备均布置在新鲜风流中，污风不通 过局部通风机，安全性好；而抽出式通风时，含瓦斯的污风通过局部通风机，若 局部通风机不具备防爆性能，则是非常危险的。2) 压入式通风风筒出口风速和有效射程均较大，可防止瓦斯层状积聚，且因风速 较大而提高散热效果。然而，抽出式通风有效吸程小，掘进施工中难以保证风筒 吸入口到工作面的距离在有效吸程之内。与压入式通风相比，抽出式风量小,工作 面排污风所需时间长、速度慢。3) 压入式通风时,掘进巷道涌出的瓦斯向远离工作面方向排走,而用抽出式通风 时，巷道壁面涌出的瓦斯随风流向工作面，安全性较差。4) 抽出式通风时,新鲜风流沿巷道进向工作面，整个井巷空气清新，劳动环境好； 而压入式通风时，污风沿巷道缓慢排出，当掘进巷道越长，排污风速度越慢，受污染时间越久。5）压入式通风可用柔性风筒，其成本低、重量轻，便于运输，而抽出式通风的风 筒承受负压作用，必须使用刚性或带刚性骨架的可伸缩风筒，成本高，重量大， 运输不便。4.混合式通风混合式通风是压入式和抽出式两种通风方式的联合运用,按局部通风机和风筒的 布设位置，分为:长压短抽、长抽短压和长抽长压。1）长抽短压（前压后抽）工作面的污风由压入式风筒 压入的新风予以冲淡和稀释 由抽出式主风筒排出。其中抽出式风筒须用刚性风筒或带刚性骨架的可伸缩风筒，若采用柔性风筒，则可将抽出式局部通风机移至较好方式；b 、主要缺点是降低了压入式与抽出式两列风筒重叠段巷道内的风量，当掘进巷用风地点排出的污浊风流，会再次经局部通风机送往用风地点，故称其为循环风。循环通风方式：循环通风分为掺有适量外界新风的循环通风和不掺有外界新风的循环通风。前者即为可控制循环通风，也称为开路循环通风；后者称为闭路循环通风。在煤矿掘进通风中当使用闭路循环系统时，因既无任何出口，也无法除去这些气 体，在封闭的循环区域中的污染物浓度必然会越来越大。因此，规程严禁采 用循环通风。如果循环通风是在一个敞开的区域内，且连续不断地有适量的新鲜风流掺入到循 环风流中,经理论与实践证明，这部分有控制的循环风流中的污染物浓度仅仅取决 于该地区内污染物的产生率及流过该地区的新鲜风量的大小，故循环区域中任何 地点的污染物浓度，都不会无限制地增大，而是趋于某一限值。可控循环局部通风优点：(1) 采用混合式可控循环通风时,掘进巷道风流循环区内侧的风速较高，避免了瓦斯层状积聚，同时也降低了等效温度，改善了掘进巷道中的气候条件。(2) 当在局部通风机前配置除尘器时，可降低矿尘浓度。(3) 在供给掘进工作面相同风量条件下，可降低通风能耗。缺点：(1) 由于流经局部通风机的风流中含有一定浓度的瓦斯与粉尘，因此，必须研制新型防爆除尘风机。(2 )循环风流通过运转风机的加热，再返回掘进工作面，使风温上升。(3) 当工作面附近发生火灾时，烟流会返回掘进工作面，故安全性差，抗灾能力 弱，灾变时有循环风流通过的风机应立即进行控制， 停止循环通风，恢复常规通风。二、矿井全风压通风全风压通风是利用矿井主要通风机的风压，借助导风设施把主导风流的新鲜空气 引入掘进工作面。其通风量取决于可利用的风压和风路风阻。按其导风设施不同可分为：1.风筒导风 在巷道内设置挡风墙截断主导风流，用风筒把新鲜空气引入掘进工作面，污浊空气从独头掘进巷道中排出。特点：此种方法辅助工程量小，风筒安装、拆卸比较方便，通常用于需风量不大的短巷掘进通风中。2 平行巷道导风在掘进主巷的同时，在附近与其平行掘一条配风巷，每隔一定距离在主、配巷间开掘联络巷，形成贯穿风流，当新的联络巷沟通后，旧联络巷即封闭。两条平行巷道的独头部分可用风幛或风 筒导风，巷道的其余部分用主巷进风，配巷 回风。特点：此方法常用于煤巷掘进，尤其是厚煤层的采区巷道掘进中，当运输、通风等需要开掘双巷时。此法也常用于解决长巷 掘进独头通风的困难。3. 钻孔导风离地表或邻近水平较近处掘进长巷反眼或上山时，可用钻孔提前沟通掘 进巷道，以便形成贯穿风流。这种通风方法曾被应用于煤层上山的掘进通风，取得了良好的排瓦斯效果。4风幛导风 在巷道内设置纵向风幛，把风幛上游一侧的新风引入掘进工作面，清洗 后的污风从风幛下游一侧排出。这种导风方法，构筑和拆除风幛的工程量大。适 用于短距离或无其它好方法可用时采用。三、引射器通风 利用引射器产生的通风负压,通过风筒导风的通风方法称引射器通风。引射器通 风一般都采用压入式。优点：无电气设备，无噪音;还具有降温、降尘作用;在煤与瓦斯突出严重的煤层掘 进时，用它代替局部通风机通风，设备简单，安全性较高。缺点：风压低、风量小、效率低，并存在巷道积水问题。第二节 掘进工作面需风量计算一、排除炮烟所需风量1. 压入式通风前苏联B . H .沃洛宁公式，当风筒出口到工作面的距离L WL = （45）、；S时,ops工作面所需风量或风筒出口的风量应为：Qkp0.465t（AbS 2 L21/3p2Cqp式中：t通风时间，一般取2030min；A同时爆破炸药量，kg；b每kg炸药产生的CO当量，煤巷b=100L/kg，岩巷b=40L/kg；S巷道断面积，m2；L巷道通风长度，m；Pq风筒漏风系数；CP氧化炭浓度允许值，CP =0.02%2. 抽出式通风前苏联B . H 沃洛宁公式，当风筒末端至工作面的距离L 15S (ms/min);验算五、掘进巷道需风量按排炮烟、排瓦斯、排尘分别计算，取最大值，然后才进行风速验算。第三节局部通风装备局部通风装备是由局部通风动力设备、风筒及其附属装置组成。一、风筒风筒是最常见的导风装置。对风筒的基本要求是漏风小、风阻小、重量轻、拆装简便。1. 风筒种类风筒按其材料力学性质可分为刚性和柔性两种。刚性风筒是用金属板或玻璃钢材制成。玻璃钢风筒比金属风筒轻便、抗酸、碱腐蚀 性强、摩擦阻力系数小。柔性风筒是应用更广泛的一种风筒，通常用橡胶、塑料制成。其最大优点是轻便，可伸缩、拆装运搬方便。为满足抽出式通风要求，目前用金属整体螺旋弹簧钢丝为骨架塑料布风筒，如图6-3-1所示。常用风筒直径有300、400、500、600和800mm等。图6-3-1可伸缩风筒结构2. 风筒接头刚性风筒一般采用法兰盘连接方式。柔性风筒的接头方式有插接、单反边接头、双反边接头、活三环多反边接头、罗圈接头等多种形式。3. 风筒的阻力计算公式参见第三章。摩擦阻力系数和局部阻力系数选取见书 P122 页。4. 风筒漏风刚性风筒风筒的漏风，主要发生在接头处，柔性风筒不仅接头而且全长的壁面和 缝合针眼都有漏风，故风筒漏风属连续的均匀漏风。因此，应用始末端风量的几 何平均值作为风筒的风量Q,即：Q =Q7Qah式中局部通风机风量Qa与风筒出口风量Qh不等，Qa与Qh之差就是风筒的漏风 量 Ql。1）漏风率风筒漏风量占局部通风机工作风量的百分数称为风筒漏风率n。耳=X 100%= Q a Q h X 100%1 QQaan虽能反映风筒的漏风情况，但不能作为对比指标。故常用百米漏风率n 表示: l l100n =n /lx iool100 l式中 L 为风简长度。2）有效风量率掘进工作面风量占局部通风机工作风量的百分数称为有效风量率p。eP = 0 h X 100%a L X 100% = （1） X 100%al QQlaa3）漏风系数风筒有效风量率的倒数称为风筒漏风系数p 。q金属风筒的P值可按下式计算：q式中K相当于直径为lm的金属风筒每个接头的漏风率。D风筒直径,m; n风筒接头数，个；L风筒全长,m。R 每米长风0筒的风阻,Ns2/m8；柔性风筒的p值：q1p 二: q 1 - n 耳j式中n接头数；n 个接头的漏风率。j三、局部通风机井下局部地点通风所用的通风机称为局部通风机。要求：体积小、风压高、效率高、噪声低、性能可调、坚固防爆。1. 局部通风机的种类和性能目前我国煤矿大部分仍延用六十年代研制的JBT系列轴流式局部通风机。具有低效率、低风量风压、高噪声。近年来，我国已研制开发了一些新产品，如沈阳鼓风机厂研制的BKJ66-11,对旋风机等。2. 局部通风机联合工作(1) 局部通风机串联2)局部通风机并