淺析掘進通風除塵技術及其應用

田應平

摘 要：文章從掘進通風方式入手，系統(tǒng)地介紹了各種通風方式的優(yōu)缺點及適用條件，重點介紹了壓抽混合式通風方式通風除塵技術各種技術參數的確定和該技術在減輕環(huán)境污染、根治粉塵危害、改善井下掘進作業(yè)條件、保證工人身體健康等方面的應用。對改善掘進工作面的安全生產和職業(yè)衛(wèi)生條件具有重要的指導意義。

關鍵詞：通風方式；優(yōu)缺點；混合通風方式布置；參數確定

1 掘進通風除塵方式

壓入試、抽出式、壓軸混合式三種方法可以使煤礦掘進通風除塵。壓入式通風除塵的優(yōu)缺點：可利用采空區(qū)、崩落區(qū)或回風段其他通地表的井巷組成多井巷回風減少阻力，回風道密閉工程量少，維護費用低；礦井風壓呈正壓狀態(tài)，可減少井巷、空區(qū)、礦巖裂隙中有毒有害氣體的析出量；新鮮風流通過主扇，腐蝕性較小。但是，長距離巷道掘進排出含塵污風需要的風量大，時間長，從而導致工作環(huán)境差。

抽出式通風除塵的優(yōu)點：污風經風筒排出，可以使井巷中保持鮮新的空氣，提供較好的工作環(huán)境；當風筒吸入口距工作面小于有效吸程時，通風效果好，所需風量少。缺點：污風通過局扇，當局扇防爆性能不良時，有瓦斯爆炸危險；有效吸程較短，風筒吸入口距工作面較遠時，通風效果差；不能使用柔性風筒壓軸混合式通風兼有壓入式、抽出式的優(yōu)點，通風效果最佳通風效果好，特別用于大斷面、長距離巖巷掘進工作面的供風；但通風設備較多，管理較復雜。是理想的通風除塵方式。

混合式通風除塵技術減輕了炮煙污染，從而改進了井下的掘進工作條件，對工人的身體健康有了保障。徐州、雙鴨山、淮南、平頂山、大同等礦區(qū)近幾年陸續(xù)采用SCF系列除塵風機及JTC-1型掘進除塵器、MAD-Ⅱ型風流凈化器等，除塵效率高達85%～96%，特別是瓦斯煤塵比較大的綜掘工作面，采用壓抽混合式通風除塵技術，粉塵濃度大幅度降低，工作面粉塵濃度由700～2000mg/m3降至20～30mg/m3，是一種很有發(fā)展前途的掘進通風方式。

2 壓抽混合式通風除塵系統(tǒng)

主要扇風機在壓抽混合式通風在進、回風井巷口或井巷內分別安設，通過將新鮮風流送到井下并將井下有污染的風流排至地面的辦法，使整個通風系統(tǒng)的風流處于部分正壓和部分負壓狀態(tài)的通風方式。

除塵風機、除塵器及集塵器結合壓入式和抽出式的掘進通風除塵方式研究出壓軸混合式通風除塵技術。利用壓抽混合式通風除塵技術，可以抑制粉塵，減少工作人員的肺氣腫、氣管炎、肺心病、肺結核等合并癥，減輕病人的痛苦，降低工人的患病率。

國家2016年發(fā)布《煤礦安全規(guī)程》，163條明確規(guī)定，煤巷、半煤巖巷和有瓦斯涌出的巖巷的掘進通風方式應采用壓入式，不得采用抽出式（壓氣、水力引射器不受此限）：如果采用混合式，必須制定安全措施。瓦斯噴出區(qū)域和突出煤層采用局部通風機通風時必須采用壓入式通風。

2.1 壓抽混合式通風除塵系統(tǒng)的幾種布置方式

2.1.1 長壓長抽式

壓入式風機安設在掘進風道的入風，抽出式風機安設在掘進巷道德回風側，在巷道的全長布置兩趟風筒。通風和防塵系統(tǒng)是相互獨立工作的。抽出風筒采用帶骨架的伸縮風筒，風筒末端接近工作面迎頭，壓入式風機風筒口距掘進工作面的距離小于風流有效射程6～10m，抽出式風機風筒口距掘進工作面的距離小于負壓吸程3～5m。

2.1.2 長抽短壓式

該系統(tǒng)是在長抽通風防塵的基礎上，在工作面附近又用短壓風筒和局部通風機來提高風速，加速對有害氣體的排放。

2.1.3 長壓短抽式

以長距離抽風的方式將空氣中的灰塵抽出，經過安置在巷道回風流中的除塵局部通風機凈化排至巷道。這種布置適用于高瓦斯礦井，瓦斯涌出量較大的掘進工作面。長壓短抽式在保證經濟上便宜的情況下、在安全上及適用條件上都適合當今煤礦開采，是煤礦煤巷及半煤巖巷掘進中推廣普及的方向。

2.2 壓抽混合式通風除塵系統(tǒng)技術參數確定

2.2.1 工作面及除塵器風量的確定

工作面風量是指主壓風機或主抽風機使風流到達工作面的有效風量。除塵器處理風量是指除塵設備在單位時間內所能凈化氣體的體積量，袋式除塵器入口粉塵濃度，這是由揚塵點的工藝所決定的，在確定布袋除塵器的處理風量時，首先是需要看各個不同工況條件下的處理氣體量，同時還要考慮除塵器本身的漏風量，這個也不容忽視。

處理風量計算案例：公司在三個產塵點布置吸風口，每個吸風口是大約1.5平方米，如果將這些氣體量都通過一個布袋除塵器進行除塵，那么華康廠家就可以計算出整個除塵風量：一個產塵點按照5000風量計算，那么三個產塵點就是15000風量。

2.2.2 巷道內的風速

不同的掘進通風除塵方式在巷道內的風速不同，掘進巷道混合式通風按規(guī)定必須采用局部通風機進行通風，禁止采用風幛通風。《煤礦安全規(guī)程》中指出抽出式局部通風機或除塵風機的風量應大于壓入式局部通風機的風量（Q2>Q1），抽出式局部通風機，必須采用經國家檢定單位對防爆和防摩擦火花檢合格的抽出式局部通風機；壓入式風筒應采用符合MT 164要求的煤礦用正壓風筒；抽出式風筒應采用符合MT 165要求的礦用負壓風筒；硬質風筒必須是經國家指定質量檢驗單位檢驗合格的產品。

混合式與單獨壓入式或抽出式不同，在工作面附近會出現一個抽壓混合作用區(qū)域。該區(qū)域風流狀態(tài)比較復雜，在工作面附近區(qū)域，會對空氣分子受到吸入風流的正壓作用，經現場實測，對于兩風筒口呈前壓后抽式的情況是，單一壓入或抽出時風速比該區(qū)域風速小。當兩風筒口之間的距離要大于吸入風流對工作面的作用長度時，可以增強壓入風流對工作面的射程，同時也可以對粉塵的密集度有一定的緩解。按照一般情況兩風筒口之間的距離要在5M和10M之間，最為合適的距離為8M至10M之間。如果想要加快排塵速度，減少煤塵污染時間時，可以采用使抽出風筒口緊接工作面，使吸入風流受到兩個力的作用的方法，這種方法可以充分發(fā)揮混合式通風的技術優(yōu)勢。