一种矿井主运输巷道防反风方法及装置与流程

本发明涉及矿井通风系统及其周边配套设施技术领域，特别是涉及一种矿井主运输巷道防反风方法及装置。

背景技术：

矿井风流对通风系统犹如人体循环系统中的血液一样重要，风流合理有效的流动是地下矿山安全生产的重要保障。随着矿业的发展，矿山通过增加开采深度，扩大开采范围，提高开采强度来扩大生产能力的同时，通风系统愈加复杂，矿井风流调控难题愈加突出。自然风压在矿井通风过程中客观存在，是井下空气流动的动力之一，其值取决于矿井进风井与回风井筒内的温度和井筒深度，两侧井筒温差和标高差愈大，自然风压愈大，对于开采深度达千米及以上的矿井，自然通风能约占总通风能耗的30％，对于一些山区多水平平硐开拓的浅部矿山，自然风压的作用甚至超过主风机。由于矿井自然风压随气候而变化，当外部环境气温高时，自然风压阻碍矿井通风时，常出现主要进风运输巷道风流短路、循环甚至反向等问题，导致通风系统不稳定、通风效率降低，炮烟污风难以及时排出地表，直接危害矿山安全生产。为控制自然风压的危害，防止主运输巷道反风，使主运输巷保持稳定的新鲜风量，保障员工健康，目前主要通过以下方法：一是在主运输巷道设置风门，防止风流反向；二是在主运输巷道设置辅扇或局扇，提高风压；三是采取在运输巷道旁打绕道安装辅扇并在运输道上设置风门，防止风流反向。

现有的主运输巷道防反风方法及装置，存在如下问题：由于运输巷道过往设备、人员频繁，在主运输巷道设置风门，或设置辅扇、局扇，受现场条件的制约，影响矿井正常生产，且风门、辅扇等装在运输巷道上易被破坏，使用周期较短，需频繁维护、更换，管理麻烦，防止风流反向的效果不佳；在运输巷道旁打绕道安装辅扇并在运输道上设置风门，风门常被行车撞坏或人为原因使得辅扇无法有效防止风流反向。而且现有的方法和装置，运输巷道进风量受自然风压作用使低于设计进风量时，无法有效增加进风量，无法根据需要灵活调节和控制。

因此，如何改变现有技术中，主运输巷道防反风方法防反风效果不佳的现状，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种矿井主运输巷道防反风方法及装置，以解决上述现有技术存在的问题，有效防止矿井主运输巷道风流反向，提高矿井作业安全系数。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种矿井主运输巷道防反风方法，在矿井主运输巷道的两侧挖掘风机硐室，在风机硐室内设置轴流风机，轴流风机的出风方向朝向主运输巷道的进风方向。

优选地，轴流风机的出风方向与主运输巷道的中心线之间的夹角为20-45°。

优选地，轴流风机与主运输巷道的入口之间的距离大于20m。

优选地，风机硐室的两侧均设置风速传感器、风压传感器，所述风速传感器、所述风压传感器设置于主运输巷道的顶部。

本发明还提供一种矿井主运输巷道防反风装置，用于上述矿井主运输巷道防反风方法，包括轴流风机和引射机构，所述引射机构的一端与所述轴流风机的出风口相连通，所述引射机构的出口的轴线与所述轴流风机的轴线之间具有夹角。

优选地，所述引射机构的出口的轴线与所述轴流风机的轴线之间的夹角为20-45°。

优选地，所述引射机构包括相连通的第一异形管和第二异形管，所述轴流风机的出风口通过所述第一异形管与所述第二异形管相连通，所述第一异形管的轴线与所述轴流风机出风口的轴线相平行，所述第二异形管的轴线与所述第一异形管的轴线之间具有夹角，所述第一异形管内设置整流锥，所述整流锥为圆锥状，所述整流锥的底面朝向所述轴流风机的出风口设置，所述整流锥的顶部朝向所述第二异形管设置。

优选地，所述第二异形管的出口处设置挡板，所述挡板可转动地与所述第二异形管相连，所述第二异形管与所述挡板之间设置锁紧旋钮，所述锁紧旋钮能够固定所述挡板与所述第二异形管之间的相对位置。

优选地，所述轴流风机的进风口处设置导风板，所述导风板设置于所述轴流风机靠近风机硐室侧壁的一侧。

优选地，所述轴流风机的底部设置风机底座，所述引射机构的底部设置支撑架。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：本发明的矿井主运输巷道防反风方法，在矿井主运输巷道的两侧挖掘风机硐室，在风机硐室内设置轴流风机，轴流风机的出风方向朝向主运输巷道的进风方向。本发明还提供一种矿井主运输巷道防反风装置，包括轴流风机和引射机构，引射机构的一端与轴流风机的出风口相连通，引射机构的出口的轴线与轴流风机的轴线之间具有夹角。本发明在主运输巷道内挖掘风机硐室，利用本发明的矿井主运输巷道防反风装置，增加主运输巷道进风量和风压，形成柔性风门，利用引射机构形成高速、稳定气流防控自然风压，防止风流反向，增加矿井进风量，利于矿井整体通风，提高矿井安全系数。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的矿井主运输巷道防反风装置的工作示意图；

图2为本发明的矿井主运输巷道防反风装置的正视结构示意图；

图3为本发明的矿井主运输巷道防反风装置的俯视结构示意图；

图4为本发明的矿井主运输巷道防反风装置的侧视结构示意图；

图5为本发明的矿井主运输巷道防反风方法的工作原理图；

图6为本发明的矿井主运输巷道防反风方法的主运输巷道的截面示意图；

其中，1为风机硐室，2为轴流风机，3为风速传感器，4为风压传感器，5为引射机构，6为第一异形管，7为第二异形管，8为整流锥，9为导风板，10为风机底座，11为支撑架，12为主运输巷道。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种矿井主运输巷道防反风方法及装置，以解决上述现有技术存在的问题，有效防止矿井主运输巷道风流反向，提高矿井作业安全系数。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

请参考图1-6，其中，图1为本发明的矿井主运输巷道防反风装置的工作示意图，图2为本发明的矿井主运输巷道防反风装置的正视结构示意图，图3为本发明的矿井主运输巷道防反风装置的俯视结构示意图，图4为本发明的矿井主运输巷道防反风装置的侧视结构示意图，图5为本发明的矿井主运输巷道防反风方法的工作原理图，图6为本发明的矿井主运输巷道防反风方法的主运输巷道的截面示意图。

本发明提供一种矿井主运输巷道防反风方法，在矿井主运输巷道的两侧挖掘风机硐室1，在风机硐室1内设置轴流风机2，轴流风机2的出风方向朝向主运输巷道的进风方向。轴流风机2选用没有明显驼峰区、运转稳定的k系列轴流风机，安装于一侧或两侧的风机硐室1内，可根据主运输巷道受自然风压影响、危害作用的大小，选择一台轴流风机2，还可以设置多台轴流风机2串联或并联，形成轴流风机组。

本发明的矿井主运输巷道防反风方法，在主运输巷道内挖掘风机硐室1，在风机硐室1内安装轴流风机2，增加主运输巷道进风量和风压，形成柔性风门，利用引射机构5形成高速、稳定气流防控自然风压，防止风流反向，增加矿井进风量，利于矿井整体通风，提高矿井安全系数。

具体地，轴流风机2的出风方向与主运输巷道的中心线之间的夹角为20-45°，可根据风量需求对夹角进行调整。

其中，轴流风机2与主运输巷道的入口之间的距离大于20m，确保轴流风机2能够增加主运输巷道的进风量。

另外，风机硐室1的两侧均设置风速传感器3、风压传感器4，风速传感器3、风压传感器4设置于主运输巷道的顶部，使工作人员能够及时获得主运输巷道内风速、风向、风压等信息，并根据实际生产通风需要，对轴流风机2的工作状态进行调整。风速传感器3使用耐腐蚀、防锈、高强度及防水金属制造，测量范围0～30m/s，测量精度±2％，环境温度-40～80℃，适合矿井环境。风压传感器4采用防腐、防潮材质，适合矿井环境，量程0～20kpa，综合精度±0.5％fs，与风速感器安装于同一断面处，检测数据通过线缆传至远程监控系统。

本发明还提供一种矿井主运输巷道防反风装置，用于上述矿井主运输巷道防反风方法，包括轴流风机2和引射机构5，引射机构5的一端与轴流风机2的出风口相连通，引射机构5的出口的轴线与轴流风机2的轴线之间具有夹角，将轴流风机2设置于风机硐室1内时，引射机构5的出口朝向主运输巷道的进风方向，增大风量及风压，防止风流反向。

相应地，引射机构5的出口的轴线与轴流风机2的轴线之间的夹角为20-45°，可根据风量需求对夹角进行调整。

更具体地，引射机构5包括相连通的第一异形管6和第二异形管7，轴流风机2的出风口通过第一异形管6与第二异形管7相连通，第一异形管6的轴线与轴流风机2出风口的轴线相平行，第一异形管6为圆顶方底异形管，第二异形管7为异面矩形管，第二异形管7的轴线与第一异形管6的轴线之间具有夹角，第一异形管6内设置整流锥8，整流锥8为圆锥状，整流锥8的底面一端朝向轴流风机2的出风口设置，整流锥8的顶部一端朝向第二异形管7设置，整流锥8能够有效控制引射机构5内部涡流，提高引射风流效率。

进一步地，第二异形管7的出口处设置挡板，挡板可转动地与第二异形管7相连，第二异形管7与挡板之间设置锁紧旋钮，可根据引风量需要在一定角度范围内对挡板进行调整，锁紧旋钮能够固定挡板与第二异形管7之间的相对位置，调整好挡板与第二异形管7之间的角度后，用锁紧旋钮固定二者相对位置。

更进一步地，轴流风机2的进风口处设置导风板9，导风板9设置于轴流风机2靠近风机硐室1侧壁的一侧，设置导风板9能够有效避免轴流风机2附近形成循环风流，提高风机运行效率。

为了提高装置的稳定性，轴流风机2的底部设置风机底座10，引射机构5的底部设置支撑架11。

本发明在主运输巷道内挖掘风机硐室1，利用本发明的矿井主运输巷道防反风装置，增加主运输巷道进风量和风压，形成柔性风门，利用引射机构5形成高速、稳定气流防控自然风压，防止风流反向，增加矿井进风量，利于矿井整体通风，有效防控自然风压对主运输巷通风的危害，防止炮烟倒灌至主运输巷道，避免事故发生，还能够远程监控主运输巷道风向、风速及进风量等通风参数，根据实际生产通风需要，远程调控进风量，提高工作效率。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。