H型通風系統是一種新的通風系統布置方式， 其主要目的是為了增加礦井和採掘工作面的供風量，稀釋排除湧出瓦斯，預防工作面瓦斯超限，提高掘進速度和工作面的單產量，解決高產高瓦斯礦井通風難的問題。
基本介紹
- 中文名：H形通風系統
- 外文名：H-ventilation system
- 學科：煤炭工程
- 領域：能源
- 範圍：開採
- 目的：增加礦井和採掘工作面的供風量
H型通風系統的概念,H型通風系統巷道布置及通風設施設定,H型通風系統的優缺點及適應條件,採空區瓦斯湧出與風流絕對靜壓的關係,總結,
H型通風系統的概念
H型通風系統是一種新的通風系統布置方式， 其主要目的是為了增加礦井和採掘工作面的供風量，稀釋排除湧出瓦斯，預防工作面瓦斯超限，提高掘進速度和工作面的單產量，解決高產高瓦斯礦井通風難的問題。
H形通風系統（雙向通風系統）的特點是能加大工作面有效風量，消除上隅角的瓦斯積聚。
煤礦無論大巷和回採工作面順槽都採用多巷平行布置，並行巷道間每隔20 m～60 m開鑿一個聯絡巷，巷道布置如格線狀，進迴風流在各自的格線狀巷道系統中自由流動，故此得名格線型通風系統。巷道採用三巷或四巷掘進，壓入式通風。
由於回採工作面前方的進風流由實體煤兩側順槽流入工作面，工作面後方迴風流由採空區兩側順槽流出，則順槽和工作面之間構成“H”形狀， 風流流向也構成“H”形狀， 故稱其為回採工作面“H”型通風系統。若保留採空區一側迴風巷，則回採工作面為“Y”型通風系統。大寧煤礦回採工作面採用五進三回的“H”型或五進兩回的“Y”通風系統。
H型通風系統巷道布置及通風設施設定
a. 根據生產需要在井田中部沿東西方向共布置4條斷面為19. 25m2進風大巷， 3條斷面為19. 25m2迴風大巷，採區外部邊界（回採工作面後方）布置2條採區迴風巷。4條進風大巷中，1條為皮帶運輸大巷，1條為工面設備撤退大巷，2條為膠輪輔助運輸大巷，採區邊界一條迴風巷為工作面設備安裝輔助巷。各平行進風巷之間、各平行迴風巷之間每隔20m～60m設定一個聯絡巷，3條迴風大巷間的聯絡巷與進風大巷交叉處設風橋以隔斷進迴風流。
b. 回採工作面布置為傾斜長壁工作面布置，工作面長度為250m。採區內回採工作面之間順序接替開採，工作面兩側各布置3條斷面為17. 6m2順槽， 3條順槽同時掘進，首采工作面的非接替側可以僅布置2條順槽。
c. 為了防止或減少採空區瓦斯大量湧入工作面後部迴風順槽， 隨工作面推進，應及時在通往採空區的聯絡巷中設定風牆，防止採空區瓦斯湧出。但為了防止回採工作面上隅角的瓦斯聚集， 在工作面後部與工作面最近的一個聯絡巷中不應設定風牆，並在靠近採空區設定木垛，以便漏風沖淡瓦斯。
d. 在工作面後部，採空區兩側每個迴風順槽出口處設定一個調節風窗，用於調節回採工作面的總供風量和控制回採工作面的風流方向，通過這兩個調節風窗還可以實現工作面內部反風，調整採空區瓦斯湧出方向，對有自燃危險煤層還具有均壓防火的作用。為了減小工作面上隅角處採空區內外的壓差，減少上隅角瓦斯湧出，預防上隅角瓦斯積聚，工作面迴風側順槽中的調節風窗一般不應設在工作面前方上風側或距工作面最近的一個聯絡巷前。若在靠近工作面最近聯絡巷前設定調節設施，則因調節風窗後風流壓力突然降低，使上隅角處採空區瓦斯湧出增大。
H型通風系統的優缺點及適應條件
a. 格線巷道掘進時，平行巷道間數十米就要貫通一次，獨頭巷道短，從而使格線巷道掘進通風的安全可靠性比長距離巷道掘進通風的安全可靠性提高，並使絕大部分巷道處於主要通風機負壓控制區，實現全風壓通風。格線型通風系統即使一旦因故造成掘進工作面瓦斯積聚超限，也因空間相對較小，瓦斯積存量相對有限，所以，瓦斯能很快排到全風壓貫穿風流中，並稀釋到安全濃度以下。
b. 格線巷道一般套用於生產能力高，瓦斯湧出量大，要求巷道通風能力大，採用連續採煤機掘進的礦井。即使不考慮稀釋排除瓦斯對風流分布需求，開鑿滿足如此大的通風能力的單巷或雙巷是非常困難的。因此，為了克服大斷面巷道施工和維護的困難，必須布置成格線巷道，採用格線型通風系統。通過風量一定時，格線型通風系統的總阻力小於等於並聯巷道的總阻力。因此，格線型通風系統通風能力大，耗能少。其缺點是聯絡巷為角連巷道，通風系統較複雜，當並聯平行巷道風阻接近時，角連巷道風速較低，甚至無風，所以必須加強平行巷間的聯絡巷道，特別是平行迴風巷間的聯絡巷道的通風管理，儘可能減小平行巷間煤柱寬度，防止瓦斯和其它有害氣體積聚。
c. 對於高瓦斯礦井來說，儘管在開採前進行了本煤層瓦斯預抽，但若巷道掘進距離較長時，局部通風機供風困難，尤其是採用綜掘和連續採煤機掘進時，工作面瓦斯濃度仍然很高，嚴重影響巷道掘進速度甚至無法正常掘進。而在格線型通風系統中，可以根據生產變化、瓦斯湧出大小和實際通風需求，隨時調整掘進距離和聯絡巷貫通計畫，掌握生產和通風管理工作的主動性，儘可能發揮機械化掘進設備的高效能，提高巷道掘進速度。格線型通風系統在建井初期的優點更為突出。
d. 格線巷道掘進和維護量大，有效進尺小;格線巷道平面交叉多，為了組織和引導風流需要構築大量的臨時和永久擋風牆、風障和風橋等導風設施。臨時或永久擋風牆、風橋數量很多，若施工質量不高或管理不善，礦井總的內部漏風將很可觀，則造成礦井有效風量率偏低。因此，必須提高擋風牆的施工質量，並加強管理。
e. 格線型巷道幾乎全是“十字”交叉的巷道，具體的巷道位置難以辨認，所以，必須在交叉口懸掛巷道指向牌，尤其在避災路線上，更需要安設足夠多的避災路線牌，且安裝要牢固可靠，否則，發生災害時，很容易使人迷失方向。
f.在回採工作面“H”型通風系統中，由於工作面處的風壓整體大於採空區及採區外部邊界迴風巷的風壓，使採空區的瓦斯整體向採空區外部邊界湧出，而不會湧向回採工作面，從而達到預防回採工作面及其上隅角瓦斯積聚和超限目的，減少了回採工作面因瓦斯超限引起的停產問題， 提高了回採工作面的生產效率。但不利的一面是採空區外部邊界迴風巷瓦斯湧出增大，需加強管理。
g. 回採工作面“H”型通風系統可以利用開切眼與設備安裝輔助巷(總迴風巷)之間的聯絡巷， 布置固定的瓦斯抽放管路抽放採空區的瓦斯。
h. 回採工作面“H”型通風系統順槽巷道多，掘進及維護工作量大，一般適用於回採工作面單產量大、瓦斯湧出大、工作面需風量大的回採工作面。
採空區瓦斯湧出與風流絕對靜壓的關係
回採工作面H型通風系統與採區邊界布置風井有利於治理回採工作面瓦斯湧出，預防回採上隅角瓦斯積聚，但不利於總迴風巷瓦斯管理。在靠近一採區迴風巷和採區迴風井附近，由於巷道風流負壓最大，風流絕對壓力最小，此處採空區內外壓差最大，所以，瓦斯湧出最大。一旦大氣壓力略有降低，就可能使採空區瓦斯湧出進一步增大，使迴風流瓦斯濃度超限。綜采工作面靠近總迴風巷的巷瓦斯濃度曾因氣象條件變化多次發生過超限現象。
迴風流中絕對瓦斯湧出量隨風流絕對靜壓（大氣壓力）增大有減小的趨勢。因此，當系統調整引起風量劇烈變化，或大氣壓力減小，或調整風機工況使負壓增大時，必須加強迴風巷瓦斯管理，預防瓦斯災害事故的發生。
總結
H型通風系統主要特點是通風能力大、採掘工作面瓦斯治理效果較好，所以，適應於高產高瓦斯礦井，特別適應連續採煤機掘進和回採工作面單產能力大的礦井。但在實踐中必須加強通風設施、系統調整過程及大氣壓力變化時的通風的管理，充分發揮H型通風系統的優點，克服其缺點。
