淺析掘進(jìn)通風(fēng)除塵技術(shù)及其應(yīng)用

田應(yīng)平

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

關(guān)鍵詞：通風(fēng)方式；優(yōu)缺點；混合通風(fēng)方式布置；參數(shù)確定

1 掘進(jìn)通風(fēng)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(jìn)通風(fēng)除塵。壓入式通風(fēng)除塵的優(yōu)缺點：可利用采空區(qū)、崩落區(qū)或回風(fēng)段其他通地表的井巷組成多井巷回風(fēng)減少阻力，回風(fēng)道密閉工程量少，維護(hù)費用低；礦井風(fēng)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(fēng)流通過主扇，腐蝕性較小。但是，長距離巷道掘進(jìn)排出含塵污風(fēng)需要的風(fēng)量大，時間長，從而導(dǎo)致工作環(huán)境差。

抽出式通風(fēng)除塵的優(yōu)點：污風(fēng)經(jīng)風(fēng)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(dāng)風(fēng)筒吸入口距工作面小于有效吸程時，通風(fēng)效果好，所需風(fēng)量少。缺點：污風(fēng)通過局扇，當(dāng)局扇防爆性能不良時，有瓦斯爆炸危險；有效吸程較短，風(fēng)筒吸入口距工作面較遠(yuǎn)時，通風(fēng)效果差；不能使用柔性風(fēng)筒壓軸混合式通風(fēng)兼有壓入式、抽出式的優(yōu)點，通風(fēng)效果最佳通風(fēng)效果好，特別用于大斷面、長距離巖巷掘進(jìn)工作面的供風(fēng)；但通風(fēng)設(shè)備較多，管理較復(fù)雜。是理想的通風(fēng)除塵方式。

混合式通風(fēng)除塵技術(shù)減輕了炮煙污染，從而改進(jìn)了井下的掘進(jìn)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(fēng)機(jī)及JTC-1型掘進(jìn)除塵器、MAD-Ⅱ型風(fēng)流凈化器等，除塵效率高達(dá)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(fēng)除塵技術(shù)，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(jìn)通風(fēng)方式。

2 壓抽混合式通風(fēng)除塵系統(tǒng)

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

除塵風(fēng)機(jī)、除塵器及集塵器結(jié)合壓入式和抽出式的掘進(jìn)通風(fēng)除塵方式研究出壓軸混合式通風(fēng)除塵技術(shù)。利用壓抽混合式通風(fēng)除塵技術(shù)，可以抑制粉塵，減少工作人員的肺氣腫、氣管炎、肺心病、肺結(jié)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(jìn)通風(fēng)方式應(yīng)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(fēng)機(jī)通風(fēng)時必須采用壓入式通風(fēng)。

2.1 壓抽混合式通風(fēng)除塵系統(tǒng)的幾種布置方式

2.1.1 長壓長抽式

壓入式風(fēng)機(jī)安設(shè)在掘進(jìn)風(fēng)道的入風(fēng)，抽出式風(fēng)機(jī)安設(shè)在掘進(jìn)巷道德回風(fēng)側(cè)，在巷道的全長布置兩趟風(fēng)筒。通風(fēng)和防塵系統(tǒng)是相互獨立工作的。抽出風(fēng)筒采用帶骨架的伸縮風(fēng)筒，風(fēng)筒末端接近工作面迎頭，壓入式風(fēng)機(jī)風(fēng)筒口距掘進(jìn)工作面的距離小于風(fēng)流有效射程6～10m，抽出式風(fēng)機(jī)風(fēng)筒口距掘進(jìn)工作面的距離小于負(fù)壓吸程3～5m。

2.1.2 長抽短壓式

該系統(tǒng)是在長抽通風(fēng)防塵的基礎(chǔ)上，在工作面附近又用短壓風(fēng)筒和局部通風(fēng)機(jī)來提高風(fēng)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(fēng)的方式將空氣中的灰塵抽出，經(jīng)過安置在巷道回風(fēng)流中的除塵局部通風(fēng)機(jī)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(jìn)工作面。長壓短抽式在保證經(jīng)濟(jì)上便宜的情況下、在安全上及適用條件上都適合當(dāng)今煤礦開采，是煤礦煤巷及半煤巖巷掘進(jìn)中推廣普及的方向。

2.2 壓抽混合式通風(fēng)除塵系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)確定

2.2.1 工作面及除塵器風(fēng)量的確定

工作面風(fēng)量是指主壓風(fēng)機(jī)或主抽風(fēng)機(jī)使風(fēng)流到達(dá)工作面的有效風(fēng)量。除塵器處理風(fēng)量是指除塵設(shè)備在單位時間內(nèi)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(yáng)塵點的工藝所決定的，在確定布袋除塵器的處理風(fēng)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(fēng)量，這個也不容忽視。

處理風(fēng)量計算案例：公司在三個產(chǎn)塵點布置吸風(fēng)口，每個吸風(fēng)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(jìn)行除塵，那么華康廠家就可以計算出整個除塵風(fēng)量：一個產(chǎn)塵點按照5000風(fēng)量計算，那么三個產(chǎn)塵點就是15000風(fēng)量。

2.2.2 巷道內(nèi)的風(fēng)速

不同的掘進(jìn)通風(fēng)除塵方式在巷道內(nèi)的風(fēng)速不同，掘進(jìn)巷道混合式通風(fēng)按規(guī)定必須采用局部通風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)，禁止采用風(fēng)幛通風(fēng)。《煤礦安全規(guī)程》中指出抽出式局部通風(fēng)機(jī)或除塵風(fēng)機(jī)的風(fēng)量應(yīng)大于壓入式局部通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量（Q2>Q1），抽出式局部通風(fēng)機(jī)，必須采用經(jīng)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(fēng)機(jī)；壓入式風(fēng)筒應(yīng)采用符合MT 164要求的煤礦用正壓風(fēng)筒；抽出式風(fēng)筒應(yīng)采用符合MT 165要求的礦用負(fù)壓風(fēng)筒；硬質(zhì)風(fēng)筒必須是經(jīng)國家指定質(zhì)量檢驗單位檢驗合格的產(chǎn)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(xiàn)一個抽壓混合作用區(qū)域。該區(qū)域風(fēng)流狀態(tài)比較復(fù)雜，在工作面附近區(qū)域，會對空氣分子受到吸入風(fēng)流的正壓作用，經(jīng)現(xiàn)場實測，對于兩風(fēng)筒口呈前壓后抽式的情況是，單一壓入或抽出時風(fēng)速比該區(qū)域風(fēng)速小。當(dāng)兩風(fēng)筒口之間的距離要大于吸入風(fēng)流對工作面的作用長度時，可以增強(qiáng)壓入風(fēng)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(fēng)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(fēng)筒口緊接工作面，使吸入風(fēng)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(fēng)的技術(shù)優(yōu)勢。