采煤工程中的掘进通风和防尘措施优化

【任务描述】

掘进通风与综合防尘包括巷道掘进通风、巷道掘进综合防尘两方面的内容。通过对本课题的学习，使学生能够掌握巷道掘进通风方式和通风设施；掌握巷道掘进综合防尘措施和供水方式。

【知识学习】

一、巷道掘进通风

巷道施工必须连续不断地供给作业工作面足够的新鲜空气，以稀释和排出各种有害气体和粉尘，营造良好的工作环境，保护工人的身体健康，确保煤矿安全生产，保证国家财产不受损失。因此，必须采用机械通风。

1.通风方式

巷道掘进一般采用局部通风机通风，通风方式可分为压入式、抽出式、混合式三种，其中混合式通风效果最好。

（1）压入式通风 压入式通风是用局部通风机把新鲜空气经风筒压入掘进工作面，清洗工作面使污浊空气沿巷道向后流出。爆破后立即通风，炮烟逐渐随风流排出，掘进巷道内及巷道出口10m范围内汇入全负压通风巷道中的瓦斯浓度下降到允许范围以下时，爆破过程结束，如图4-52所示。

为保证有效通风，必须将局部通风机安设在新鲜风流的进风侧巷道内，与掘进巷道口的距离不得小于10m，以避免产生循环风流。为快速、有效地排除掘进工作面的瓦斯，风筒口距工作面的距离应在巷道掘进作业规程中明确规定。

压入式通风的优点：风筒中的新鲜风流自风筒出风口以自由状态射向工作面，其有效射程较长，一般可达7～8m，掘进工作面的通风、排尘、排烟效果都较好；局部通风机安设在新鲜风流中，且乏风流不通过局部通风机，即使局部通风机产生了火花，引起瓦斯、煤尘爆炸的危险性也很小，故安全性好；局部通风机采用压入式通风时可以使用胶质柔性风筒，这种风筒价格较低，运输和悬挂比较方便，工人劳动强度小。压入式通风的缺点：长距离巷道掘进，排出瓦斯需要的风量大，瓦斯在整个掘进巷道中随风流扩散、蔓延，且时间长；工作面乏风流沿巷道向外排出，对巷道中作业人员的健康不利；为避免炮烟危害作业人员身体健康，爆破时要求人员撤离的距离较远，往返时间较长，不利于提高掘进速度等。但压入式通风方便、有效，因此被广泛采用。

图4-52 压入式通风

1—风筒 2—局部通风机

（2）抽出式通风 抽出式通风是用局部通风机将掘进工作面的污浊空气经风筒抽出，在工作面形成低压区，掘进巷道入口外面的新鲜风流沿掘进巷道向前流入掘进工作面，如图4-53所示。

为保证通风安全，必须将局部通风机安设在主要巷道下风流方向，且与掘进巷道口的距离不得小于10m，以避免产生循环风流。抽出式通风的特点及适用条件如下：

图4-53 抽出式通风

1—风筒 2—局部通风机

抽出式通风的优点和缺点正好与压入式通风相反。

优点：新鲜风流沿掘进巷道进入工作面，乏风流通过风筒由局部通风机抽出，回风流不污染巷道，有利于掘进巷道中作业人员呼吸和身体健康；在有效吸程内，排尘效果较好，排炮烟、排瓦斯所需的风量较小，速度较快，有利于提高掘进速度。

缺点：风筒末端吸力场的作用范围小，有效吸程短，一般只有3～4m；如果风筒末端距工作面较远，在其吸力场的作用范围外，风筒口与工作面之间将形成风流停滞区；如果风筒末端靠近工作面，爆破时又易崩坏风筒；局部通风机和启动装置均安装在乏风流通过的地点，且掘进工作面乏风流须通过局部通风机排出，如果局部通风机叶轮与外壳碰撞或因其他原因产生火花，就有引起煤尘、瓦斯爆炸的危险，对安全不利，在有瓦斯涌出的掘进工作面不宜采用；抽出式通风只能使用铁质等刚性风筒或有刚性骨架的柔性风筒，不能使用柔性风筒等。

适用条件：在无瓦斯涌出的深立井掘进工作面应用较多。

（3）混合式通风 混合式通风是压入式和抽出式联合运用的通风方式，如图4-54所示。

压入式通风机1的吸风口与抽出式风筒抽入口的距离不小于15m，以防产生循环风流。吸出风筒口到工作面的距离要等于炮烟扩散、蔓延长度，压入新鲜空气的风筒口到工作面的距离要小于或等于压入风流的有效作用长度，以取得预期的通风效果。按布置形式不同，混合式通风又分为长压短抽式、长抽短压式、长抽长压式和前压后抽式等。

混合式通风兼有抽出式通风和压入式通风的优点，通风效果好；缺点是增加了一套通风设备，电能消耗较大，管理也比较复杂。混合式通风一般用于大断面、长距离掘进巷道通风。

图4-54 混合式通风

1—压入式局部通风机 2—风筒 3、4—抽出式局部通风机

2.掘进通风设施

掘进通风设施有局部通风机、风筒及引射器（辅助通风用）等。

（1）局部通风机 对局部通风机，要求其体积小、效率高、噪声低，风量、风压可调，坚固、防爆。局部通风机有轴流式和离心式两种。因轴流式通风机体积小、使用安装方便等，所以在掘进通风中应用较普遍。目前常用的局部通风机有BKJ系列、DSF系列和JBT系列（JBT系列已属淘汰产品），其中BKJ-11子午加速型系列局部通风机效率更高，噪声更低。

（2）风筒 风筒按材质可分为刚性和柔性两大类。刚性风筒有铁风筒和玻璃钢风筒等。刚性风筒坚固耐用，可用于各种通风方式，但接头多、体积大、笨重，搬运、安装均不方便。柔性风筒有胶质风筒和软塑料风筒等。胶质风筒具有接头少、易安装、能着水、阻燃、抗静电、安全性能可靠等优点，应用广泛；缺点是风筒易被划破，且只能用于压入式通风。

煤矿井下必须使用阻燃、抗静电、安全性能好的胶质风筒。

另外，还有一种带刚性骨架的可缩性风筒，即在柔性风筒内每隔一定距离加圆形钢丝圈或螺旋形钢丝圈，这种风筒既可用于抽出式通风，又具有可收缩的特点。

（3）喷射器 喷射器有水力和压气两种。

3.局部通风机的安装使用和管理要求

《煤矿安全规程》对局部通风机安装使用和管理的要求如下：(www.xing528.com)

1）掘进巷道必须采用矿井全风压通风或局部通风机通风。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。如果采用混合式通风，必须制订安全措施。瓦斯喷出区域和煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出煤层的掘进通风方式必须采用压入式。

2）安装和使用局部通风机和风筒应遵守下列规定。

①局部通风机必须由指定人员负责管理，保证正常运转。

②压入式局部通风机和启动装置必须安装在进风巷道中，距掘进巷道回风口的距离不得小于10m；全风压供给处的风量必须大于局部通风机的吸入风量，局部通风机安装地点到回风口间的巷道中的最低风速，必须符合《煤矿安全规程｝的有关规定。

③高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井、低瓦斯矿井中高瓦斯的煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进工作面正常工作的局部通风机必须配备安装同等能力的备用局部通风机，并能自动切换。正常工作的局部通风机必须采用三专（专用变压器、专用开关、专用线路）供电，专用变压器最多可向4套不同掘进工作面的局部通风机供电，备用局部通风机电源必须取自同时带电的另一电源。当正常工作的局部通风机故障时，备用局部通风机能自动启动，保障掘进工作面正常通风。

④其他掘进工作面和通风地点正常的局部通风机可不配备备用局部通风机，但正常工作的局部通风机必须采用三专供电。

⑤必须采用抗静电、阻燃风筒。风筒口到掘进工作面的距离、混合式通风的局部通风机和风筒的安设、正常工作的局部通风机和备用局部通风机自动切换的交叉风筒接头的规格和安装标准，应在作业规程中明确规定。

⑥正常工作的和备用的局部通风机均失电停止运转后，当电源恢复时，正常工作的局部通风机和备用的局部通风机均不得自行启动，必须人工开启局部通风机。

⑦使用局部通风机供风的地点必须实行风电闭锁，保证当正常工作的局部通风机停止运转或停风后能自动切断停风区内全部非本质安全型电气设备的电源。使用两台局部通风机同时供风的，两台局部通风机必须同时实现风电闭锁。

⑧每10天至少进行一次甲烷风电闭锁试验，每天应进行一次正常工作的局部通风机与备用局部通风机自动切换试验，试验期间不得影响局部通风，试验记录要存档备查。

⑨严禁使用三台以上（含三台）局部通风机同时向一个掘进工作面供风。不得使用一台局部通风机同时向两个作业的掘进工作面供风。

3）使用局部通风机通风的掘进工作面，不得停风；因检修、停电、故障等原因停风时，必须将人员全部撤至全风压进风流处，并切断电源。恢复通风前，必须由专职瓦斯检查员检查瓦斯，只有在局部通风机及其开关附近10m以内风流中的瓦斯浓度都不超过0.5%时，方可由指定人员开启局部通风机。

4）局部通风机在安装时必须吊挂或垫高，离巷道底板的高度不得小于0.3m。

4.加强通风管理工作

加强通风管理工作的目的是在现有通风设施的条件下，提高通风效率，实现单机独头长距离通风。独头长距离通风的关键是最大限度地保持风筒平、直、紧、稳，减少漏风和降低阻力，并保证风机正常运转。

二、巷道掘进综合防尘

岩石巷道掘进过程中，钻眼、爆破、装岩、运输时，易产生大量的岩石粉尘，且这些粉尘极易浮游在空气中，并被人吸入体内，当达到一定程度时就会患矽肺病，严重影响工人的身体健康。因此，《煤矿安全规程》规定：掘进井巷和硐室时，必须采取湿式钻眼、冲洗井壁巷邦、使用水炮泥、爆破喷雾、装岩（煤）洒水和净化风流等综合防尘措施。我国煤矿在综合防尘方面积累了丰富的经验。

1.湿式钻眼

综合防尘最主要的技术措施是湿式钻眼，禁止干式凿岩。湿式钻眼能将岩粉混合成浆液从炮眼流出，显著降低巷道中的粉尘浓度。也可采用孔口捕尘和孔底捕尘的干式捕尘措施。

2.喷雾、洒水

积极有效防尘和降尘。爆破前冲洗岩邦，爆破后立即喷雾，装岩前向岩堆上洒水，都能减少粉尘飞扬。还可采用磁化水抑尘和荷电水雾降尘等方法。

3.加强通风排尘

保证良好的通风，不仅能够连续向工作面供给新鲜空气，而且还能将含尘空气排出，降低掘进工作面的含尘量。在掘进巷道周围建立通风系统，以形成主风流；并在各作业地点做好局部通风工作，以便迅速将工作面的粉尘稀释并排到主回风流中。

4.加强个体防护

所有接触粉尘作业的人员，必须佩戴防尘口罩。我国生产有多种防尘口罩，还有防尘安全帽（头盔）和AYH系列压风呼吸器等，对保护粉尘区工作人员的身体健康起到了积极作用。此外，还要求对工人定期进行身体健康检查，发现病情必须及时治疗。

【任务考评】

本课题的考评表见表4-21。

表4-21 任务考评表

【思考与练习】

1.掘进通风方式有哪几种？各自的适用条件是什么？其优、缺点有哪些？

2.掘进通风设施有哪些？风筒怎样分类？如何选择？

3.综合防尘技术措施有哪些？

4.目前井下掘进巷道为什么多用压入式通风？

5.如何加强掘进通风的日常管理？