概述
礦井通風任務是向井下各工作場所連續不斷地輸送適宜的新鮮空氣,保證井下人員呼吸;沖淡並排除從井下煤(岩)層中湧出的或在煤炭生產過程中產生的有毒有害氣體、
粉塵和水蒸氣;調節煤礦井下的氣候條件,給井下作業人員創造良好的生產工作環境;保證井下的機械設備、儀器、儀表的正常運行;保障井下作業人員的身體健康和生命安全,並使生產作業人員能夠充分發揮勞動效能和提高勞動生產率,從而達到高效、安全、健康的目的。礦井漏風(airleakageinmine)礦井下新鮮風流未經利用,直接滲人迴風道或排出地表的現象。
分類
礦井漏風的分類按其發生地點可分為:①礦井外部漏風(或井口漏風)和礦井內部漏風。礦井外部漏風泛指地表附近如箕斗井井口,地面主要通風機附近的井口、防爆蓋、反風門、調節閘門等處的漏風。如圖2所示。虛線部分為礦井中從井蓋外部漏人迴風時的線路,由於此種外部漏風的存在使得有效風量減少。井下風量不足;同時,也使得主要通風機無效功率增加,造成了大量浪費。礦井內部漏風(或井下漏風)。主要是指礦井井下採空區、碎裂的
煤柱以及各類通風構築物的漏風。
形成原因主要是由於進風巷、迴風巷之間存在壓差。從工作面向採空區的方向,根據漏風速度的不同,依次將漏風輪廓分成窒息帶、自燃帶和散熱帶,這種比較常見的漏風方式為採空區自然發火埋下了隱患,對於易自燃煤層來說威脅很大。
採空區中的浮煤由於漏風的存在易產生自燃。同樣,一些巷道,尤其是綜放巷道,在沿煤層底板掘進過程中,通常頂部留有幾米厚的煤,在掘進動壓及相鄰采面回採動壓的影響下,頂煤受壓而破碎、離層。區段煤柱也被壓酥。在掘進過程中還經常出現頂煤冒落,支護後,在棚網上堆積了一定量的鬆散浮煤,這樣就為自燃的發生埋下了隱患。
(3)井下通風構築物的漏風。
井下通風構築物分為2大類:①有風流通過的通風構築物,例如風橋、調節風窗、導風板、反風裝置以及主要通風機風硐;②隔斷風流的通風構築物,如井口密閉、
擋風牆、
風簾和
風門等。而通常所指的構築物的漏風是指一些密閉、風簾等的漏風。
漏風的危害
(1)造成井下氣候條件惡劣。井下通風設施漏風嚴重,會使工作地點有效風量減小,風流短路,造成井下工作地點形成微風,從而導致瓦斯積聚,空氣溫度升高,氣候條件惡化,煤塵不能被帶走等現象;輕者會影響井下職工勞動效率,造成生產效益降低,而且影響職工的身體健康;重者會對職工的生命和礦井安全造成嚴重損失。
(2)影響通風系統穩定性。漏風量大的通風網路,必然會使通風系統複雜化,降低了通風系統的穩定性、可靠性,影響井下風流控制和調節效果,增加了風量調節的難度。
(3)造成能源浪費。大量漏風會引起電能無益消耗,使礦井通風電費的大量浪費,甚至造成主要通風機能力不足。
此外,還引發和加重火災。
預防措施
漏風風量與漏風通道兩端的壓差成正比和漏風
風阻的大小成反比。對地面主扇附近的巷道
風硐、
反風道及附近風門,其壓差較大。應對氣密性特別注意,以減少漏風。
(1)、礦井主要進迴風井間壓差很大,在布置上要儘可能拉開距離,採用對角式或中央並列式通風系統;在採用中央並列式通風系統時,要將進迴風井筒的可用可不用的聯絡巷全部用風牆隔斷,必需行人行車的聯絡巷及井底車場,則需保持足夠長度, 安設兩道以上的高質量的風門和兩道反向風門。防止在反風時短路。
(2)、礦井或一翼[或分區]的進迴風平巷間接不宜過小,其間的岩柱或煤柱保持足夠的尺寸,不至被壓裂而漏風。進迴風平巷間必須保留的少量聯絡巷道中,必須設定兩道以上高質量風門及兩道反向風門。採區的進迴風平巷的布置也應遵循上述原則和要求。
(3)、服務年限長的重要進回巷道應布置在岩石中,並在采動影響範圍之外。如布置在煤層中受采動影響,煤柱易產生裂隙而漏風。
(4)、要正確選用通風構築物的安設位置。
(5)、採空區注漿、灑漿、灑水等,可靠提高其壓實程度,減少漏風。
(6)、儘可能地降低主要風路的阻力,可降低與之並聯的漏風通道兩端壓差,從而降低漏風量。
(7)、在利用
箕斗井迴風時,箕斗井底煤倉必須保留足夠的煤量,防止漏風為此應設定有效的煤位位置測控制裝置、井塔及井上下的裝卸處均必須有完好的密封措施,使其漏風率不超過15%。
(8)、
採空區必須及時封閉、不用的風眼必須隨著採掘工作面推進及時封閉。各種風門、風窗、風橋和密閉門必須規範化、系統化。保證構築物質量。地面有關裂隙也必須及時堵填,嚴防漏風而引起重大事故。
通風設施
礦井內的通風設施,按其作用不同可分為調節控制風量、引導風流和隔斷風流等三類設施。
1、調節控制風量的設施。
在並聯風網中,若一個風路中風量需要增加,而另一路風路的風量有餘,則可在後一風路中設定調風設施,使並聯風網中的風量按需供應,達到風量調節的目的,這種設施統稱為調節風量大小的一種設施,通常煤礦井下主要套用為調節風門和調節
風窗。
2、引導風流的設施。
(1)
風硐是連線主通風機和風井之間的一條聯絡巷道。風硐中的風量及內外壓差較大,因此風硐不宜過長、斷面不宜過大、風速不能超過15m/s,風硐結構要嚴密,防止大量漏風。
(2)
擴散器是在主通風機出口外接的一段斷面逐漸擴大的構築物,其主要作用是減少風機出口的能量損失,提高風機的效率。
(3)反風裝置是為了防止進風系統發生災害時產生的有害氣體進入作業區或開展救護工作,使井下風流反向的一種設施。礦井主要通風機必須有反風設施,並必須能在10min內改變巷道中的風流方向;當風流方向發生改變後,主要通風機的供給風量不能小於正常風量的40%。
(4)風橋是在進風與迴風平面相遇地點,構築的風流立體交叉的一種通風設施,其主要功能是使進風與迴風分開,互不相混。按其年限和巷道中通過風量大小的不同,風橋可分為繞道式風橋、料石或混泥土風橋、鐵筒風橋。
(5)風障是在巷道內利用木板、葦席、風筒布等構築的一種引導風流的臨時設施。常用此法處理高冒處、上隅角等處積聚瓦斯。
3、隔斷風流的設施。隔斷風流的設施,主要有
防爆門、擋風牆、風門。
(1)防爆門是為防止井下發生煤塵、瓦斯爆炸時產生的衝擊波毀壞主要通風機的安全設施。當井下發生煤塵、瓦斯爆炸時,防爆門即能被氣浪沖開,引導爆炸波直接沖入大氣,從而起到保護主要通風機的作用。
(2)擋風牆(也稱為密閉),設在不允許風流通過,也不允許行人行車的巷道內。採空區、報廢巷道、火區以及進風與迴風大巷之間的聯絡巷道等地,都必須要設定擋風牆,將風流截斷,以免造成漏風或風流短路,從而引起煤層自燃或有害氣體擴散等事故。擋風牆按服務時間不同可分為臨時擋風牆和永久擋風牆兩種。
(3)風門是在不允許風流通過,但需要行車或行人的巷道內構築的一種通風設施。風門的結構要求嚴密、漏風量小,風門材料通常選用緻密的木材或剛性材料,牆垛可用磚、石、木料和水泥構築。風門按啟動方式又可分為普通風門和自動風門。