专利名称：长距离巷道掘进中使用的通风系统和通风方法
技术领域：
本发明涉及巷道挖掘领域，具体地说，本发明涉及一种长距离巷道掘进中使用的通风系统和通风方法。
背景技术：
目前，随着地下矿山和地下工程建设的深入发展，长距离巷道的施工越来越多。在长距离巷道的施工中，随着巷道掘进工作的推进，巷道中的掘支作业面的通风距离越来越长，通风难度越来越大。于是，对掘进时的出碴过程及支护过程中产生的炮烟、粉尘的排除需要越来越长的通风时间，并且通风效果越来越差。特别是近年来，为加快施工进度，提高施工的机械化水平，在巷道的掘支施工过程中大量采用无轨内燃出碴运输设备，这导致出碴运输过程中产生的大量油烟会严重影响巷道的空气质量。巷道施工中的通风效果不但直接影响施工进度，而且也直接影响作业人员的安全与健康。虽然近年来通风设备不断改进，但随着巷道掘支中的通风距离变长并考虑到通风成本等因素，通风效果并没有长足的 进步。因此，如何解决长距离通风问题一直是施工单位的难题。
发明内容
本发明就是为解决上述技术问题而做出的，其目的在于提供一种长距离巷道掘进中使用的通风系统和通风方法，以解决在巷道的通风距离变长以及通风成本不大幅提高的情况下的通风问题。为了实现上述目的，在本发明的一个方面，提供一种长距离巷道掘进中使用的通风系统，该通风系统包括n个密封硐室，其中，该n个密封硐室沿着所述巷道的掘进方向按预定的间隔形成在所述巷道的侧壁上，最靠近巷道口的密封硐室记为第I密封硐室，最靠近巷道作业面的密封硐室记为第n密封硐室，n取自然数并随着巷道掘进距离的增加单调递增，并且每个密封硐室设有入风口和出风口 ；多个通风机，其中，在所述巷道的巷道口处设置至少一个通风机，在所述每个密封硐室中均设置至少一个通风机；以及通风管道，该通风管道包括连接巷道口的通风机并密封地穿过第I密封硐室的入风口伸入第I硐室内部、连接第i密封硐室中的通风机并密封地穿过第i密封硐室的出风口和第i+1密封硐室的入风口伸入第i+1密封硐室内部、以及连接第n密封硐室的通风机并密封地穿过第n密封硐室的出风口伸到巷道作业面附近的多段连续管道，其中，i为自然数，且I ( i彡n-1，其中，通风时，所述每个通风机将该通风机附近的新鲜空气压入与该通风机相连的通风管道中。优选地，所述n个硐室可以形成在所述巷道的单侧壁上。另外，本发明还提供一种长距离巷道掘进中使用的通风系统，该系统包括两个子通风系统，每个子通风系统为上述n个硐室形成在所述巷道的单侧壁上的通风系统，该两个子通风系统分别沿着所述巷道的两个侧壁建立。优选地，在上述各种通风系统中，所述通风管道的与所述多个通风机相连接的部分、穿过各个密封硐室的入风口和出风口的部分、以及伸到巷道作业面附近的部分可以为硬质管道，所述通风管道的其余部分可以为硬质管道或软质管道。优选地，在上述各种通风系统中，所述n个密封硐室的至少一个密封硐室上可以设有可开启可关闭的门。优选地，在上述各种通风系统中，所述通风管道上可以设有一条或多条分支通风管道，该一条或多条分支通风管道用于向一个或多个分支巷道通风。在本发明的另一方面，提供一种长距离巷道掘进中使用的通风方法，该通风方法包括如下步骤(a)在待掘进巷道的巷道口支设至少一个通风机，并将一段通风管道的一端与所述通风机连接，将该通风管道的另一端伸到所述 待掘进巷道的作业面附近；(b)进行巷道掘进，并在巷道掘进的过程中，由已有通风机通过所述通风管道向巷道的作业面通风；(C)当已有通风机所输送的风力不足以对当前巷道作业面进行有效通风时，将当前巷道作业面附近的巷道侧壁上的已有硐室或现挖硐室进行封闭以形成密封硐室，并在该密封硐室上形成入风口和出风口 ；(d)在封闭所述硐室的过程中或在封闭所述硐室之后，将至少一个通风机放置在该硐室中，将当前巷道作业面附近的已有通风管道密封地穿过该硐室的入风口伸入该硐室中，同时，将另一段通风管道的一端与该硐室中的通风机连接，将该另一段通风管道密封地穿过该硐室的出风口，以及将该另一段通风管道的另一端伸到当前巷道作业面附近；(e)继续进行巷道掘进，并在巷道掘进的过程中，由所述巷道口和已有硐室中的通风机通过所述通风管道联合向当前巷道作业面通风；(f)重复步骤(C)到(e)，直到巷道掘进结束。 优选地，在上述通风方法中，所述通风管道的与所述多个通风机相连接的部分、穿过各个密封硐室的入风口和出风口的部分、以及伸到巷道作业面附近的部分可以为硬质管道，所述通风管道的其余部分可以为硬质管道或软质管道。优选地，在上述通风方法中，至少一个所述密封硐室上可以设有可开启可关闭的门。优选地，在上述通风方法中，当在所述巷道中掘进分支巷道时，所述方法还包括如下步骤在所述通风管道上设置一条或多条分支管道，该一条或多条分支管道用于向所述分支巷道通风。根据本发明的实践效果，在长距离巷道的掘进中，通过在巷道合适位置设置中转风室(包括密封硐室、密封硐室中的通风机以及进出密封硐室的通风管道)，可以实现通风接力或分风，从而解决了在巷道的通风距离变长以及通风成本不大幅提高的情况下的通风问题。采用本发明所述的通风系统和通风方法，可以保障长距离巷道的通风效果和通风安全，从而可以大大延长独头巷道掘进的长度，保障作业人员的健康，并加快施工速度。
图I是本发明的一个实施例所述的长距离巷道掘进中使用的通风系统的俯视示意图；图2是图I所示的通风系统中的密封硐室正视图；图3是本发明的另一个实施例所述的长距离巷道掘进中使用的通风系统的俯视示意图；以及图4是本发明的又一个实施例所述的长距离巷道掘进中使用的通风系统的俯视示意图。
具体实施例方式下面将参考附图来描述本发明所述的长距离巷道掘进中使用的通风系统和通风方法的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，相同的附图标记表示相同或相似的部分。图I是本发明的一个实施例所述的长距离巷道掘进中使用的通风系统的俯视示意图。如图I所示，本发明的一个实施例所述的长距离巷道掘进中使用的通风系统包括n个密封硐室10、多个通风机20以及通风管道30，其中，n取自然数并随着巷道200的掘进距离的增加单调递增(即，不减少)，换言之，巷道200的掘进距离每增加预定的长度，密封硐室10的数目就增加一个。所述预定长度由通风机20的通风能力决定。 n个密封硐室10 (图I中只示出了一个密封硐室10)沿着巷道200的掘进方向按预定的间隔形成在巷道200的单侧壁201上，最靠近巷道口 202的密封硐室10记为第I密封硐室10,最靠近巷道作业面203的密封硐室记为第n密封硐室10,并且每个密封硐室10设有入风口 12和出风口 13。密封硐室10可以由现挖的硐室形成，也可以由巷道200中已有的硐室(例如，错车硐室)形成。图2是图I所示的通风系统中的密封硐室10的正视图。如图2所示，可以在现挖的或已有的硐室的硐室口砌筑一道密闭墙11以形成密封硐室10。在密封硐室10的密闭墙11上开设入风口 12和出风口 13。另外，为方便通风机20等设施安装及检修，可以在密闭墙11上开设可开启可关闭的门14。在通风时，门14关闭。在巷道200的巷道口 202处设置一个通风机20，在每个密封硐室10中均设置一个通风机20。通风管道30包括连接巷道口 202的通风机20并密封地穿过第I密封硐室的入风口伸入第I硐室内部的连续管道、连接第I密封硐室中的通风机并密封地穿过第I密封硐
室的出风口和第2密封硐室的入风口伸入第2密封硐室内部的连续管道、......连接第j_l
密封硐室中的通风机并密封地穿过第j_l密封硐室的出风口和第j密封硐室10的入风口12伸入第j密封硐室10内部的连续管道、连接第j密封硐室10中的通风机20并密封地穿过第j密封硐室10的出风口 13和第j+1密封硐室的入风口伸入第j+1密封硐室内部的连续管道、……、连接第n-1密封硐室中的通风机并密封地穿过第n-1密封硐室的出风口和第n密封硐室的入风口伸入第n密封硐室内部的连续管道、以及连接第n密封硐室的通风机并密封地穿过第n密封硐室的出风口伸到巷道作业面203附近的连续管道等多段连续管道，其中，在图I中只示出了第j密封硐室。在上面的描述中，通风管道密封地穿过各个密封硐室的出风口和入风口是指通风管道与各个密封硐室的出风口和入风口的结合是密封的结合，从而可以防止密封硐室漏风。在上述通风管道30中，与多个通风机相连接的部分30a (图I中未标出与各个密封硐室中的通风机相连接的部分)、穿过各个密封硐室的入风口 12的部分30b、穿过各个密封硐室的出风口 13的部分30c、以及伸到巷道作业面203附近的部分30d采用硬质管道(例如，可以由铁皮制成)，而通风管道30的其余部分30e可以为硬质管道或软质管道(例如，可以由胶管制成)，采用软质管道可以节省成本。其中，通风时，所述通风系统中的每个通风机20将该通风机附近的新鲜空气压入与该通风机相连的通风管道中。于是，所述通风系统就源源不断地将新鲜空气输送到巷道作业面203，然后，这些新鲜空气就推动巷道200中的烟尘，使其从巷道口 202或其它排气口排出。虽然在图I中未示出，但是，如果在巷道200中需要掘进其它分支巷道，那么，可以在通风管道30上的合适位置处设置一条或多条分支通风管道，由此实现向一个或多个分支巷道通风的目的(即，分风)。上面结合图I说明了本发明的一个实施例所述的长距离巷道掘进中使用的通风系统，其中，该通风系统是沿着巷道的单侧壁201建立的。但是，所述通风系统中的密封硐 室10可以在巷道200的两个侧壁上形成。这主要是考虑到形成密封硐室的便利因素，例如可以利用已有的硐室、避开在不能挖掘硐室的地方挖掘硐室等。当序列中相邻的两个密封硐室10形成在巷道200的两个侧壁201上时，通风管道30可以沿着巷道200的顶穹布设。另外，如果需要更强的通风效果，那么可以增加通风机的数量和通风系统的数量。图3是本发明的另一个实施例所述的长距离巷道掘进中使用的通风系统的俯视示意图。如图3所示，可以在巷道200的巷道口 202处设置多于一个通风机20，在每个密封硐室10中也可以设置多于一个通风机20。图4是本发明的又一个实施例所述的长距离巷道掘进中使用的通风系统的俯视示意图。如图4所示，本发明所述的长距离巷道掘进中使用的通风系统可以包括两个子通风系统，其中，每个子通风系统均可以为上述实施例中描述的长距离巷道掘进中使用的通风系统，该两个子通风系统分别沿着巷道200的两个侧壁建立。下面将简单描述本发明的一个实施例所述的长距离巷道掘进中使用的通风系统的建立过程以及利用该通风系统向巷道作业面通风的方法。具体说，本发明的一个实施例所述的长距离巷道掘进中使用的通风方法可以包括如下步骤(a)在待掘进巷道的巷道口支设至少一个通风机，并将一段通风管道的一端与所述通风机连接，将该通风管道的另一端伸到所述待掘进巷道的作业面附近；(b)进行巷道掘进，并在巷道掘进的过程中，由已有通风机通过所述通风管道向巷道的作业面通风；(c)当已有通风机所输送的风力不足以对当前巷道作业面进行有效通风时，将当前巷道作业面附近的巷道侧壁上的已有硐室或现挖硐室进行封闭以形成密封硐室，并在该密封硐室上形成入风口和出风口；(d)在封闭所述硐室的过程中或在封闭所述硐室之后，将至少一个通风机放置在该硐室中，将当前巷道作业面附近的已有通风管道密封地穿过该硐室的入风口伸入该硐室中，同时，将另一段通风管道的一端与该硐室中的通风机连接，将该另一段通风管道密封地穿过该硐室的出风口，以及将该另一段通风管道的另一端伸到当前巷道作业面附近；(e)继续进行巷道掘进，并在巷道掘进的过程中，由所述巷道口和已有硐室中的通风机通过所述通风管道联合向当前巷道作业面通风；
( f )重复步骤(c )到(e )，直到巷道掘进结束。本领域中的技术人员很容易意识到，上述一些步骤可以按不同的顺序执行，也可以同时执行，按不同顺序执行上述步骤所形成的长距离巷道中的通风方法也落在本发明的保护范围之内。在上述通风方法中，所述通风管道的与所述多个通风机相连接的部分、穿过各个密封硐室的入风口和出风口的部分、以及伸到巷道作业面附近的部分可以为硬质管道，所述通风管道的其余部分可以为硬质管道或软质管道。在上述通风方法中，至少一个所述密封硐室上可以设有可开启可关闭的门。在上述通风方法中，当在所述巷道中掘进分支巷道时，所述方法还包括如下步骤在所述通风管道上设置一条或多条分支管道，该一条或多条分支管道用于向所述分支巷道通风。
根据本发明的实践效果，在长距离巷道的掘进中，通过在巷道合适位置设置中转风室(包括密封硐室、密封硐室中的通风机以及进出密封硐室的通风管道)，可以实现通风接力或分风，从而解决了在巷道的通风距离变长以及通风成本不大幅提高的情况下的通风问题。采用本发明所述的通风系统和通风方法，可以保障长距离巷道的通风效果和通风安全，从而可以大大延长独头巷道掘进的长度，保障作业人员的健康，并加快施工速度。如上参照附图以示例的方式描述了本发明所述的长距离巷道掘进中使用的通风系统和通风方法。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的长距离巷道掘进中使用的通风系统和通风方法，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进和组合。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。
权利要求
1.一种长距离巷道掘进中使用的通风系统，包括 n个密封硐室，其中，该n个密封硐室沿着所述巷道的掘进方向按预定的间隔形成在所述巷道的侧壁上，最靠近巷道口的密封硐室记为第I密封硐室，最靠近巷道作业面的密封硐室记为第n密封硐室，n取自然数并随着巷道掘进距离的增加单调递增，并且每个密封硐室设有入风口和出风口； 多个通风机，其中，在所述巷道的巷道口处设置至少一个通风机，在所述每个密封硐室中均设置至少一个通风机；以及 通风管道，该通风管道包括连接巷道口的通风机并密封地穿过第I密封硐室的入风口伸入第I硐室内部、连接第i密封硐室中的通风机并密封地穿过第i密封硐室的出风口和第i+1密封硐室的入风口伸入第i+1密封硐室内部、以及连接第n密封硐室的通风机并密封地穿过第n密封硐室的出风口伸到巷道作业面附近的多段连续管道，其中，i为自然数， 且 1 ≤ i ≤ n_l, 其中，通风时，所述每个通风机将该通风机附近的新鲜空气压入与该通风机相连的通风管道中。
2.如权利要求I所述的长距离巷道掘进中使用的通风系统，其中，所述n个硐室形成在所述巷道的单侧壁上。
3.一种长距离巷道掘进中使用的通风系统，包括两个子通风系统，每个子通风系统为权利要求2所述的长距离巷道掘进中使用的通风系统，该两个子通风系统分别沿着所述巷道的两个侧壁建立。
4.如权利要求1-3所述的长距离巷道掘进中使用的通风系统，其中，所述通风管道的与所述多个通风机相连接的部分、穿过各个密封硐室的入风口和出风口的部分、以及伸到巷道作业面附近的部分为硬质管道，所述通风管道的其余部分为硬质管道或软质管道。
5.如权利要求1-3所述的长距离巷道掘进中使用的通风系统，其中，所述n个密封硐室的至少一个密封硐室上设有可开启可关闭的门。
6.如权利要求1-3所述的长距离巷道掘进中使用的通风系统，其中，所述通风管道上设有一条或多条分支通风管道，该一条或多条分支通风管道用于向一个或多个分支巷道通风。
7.一种长距离巷道掘进中使用的通风方法，该通风方法包括如下步骤 (a)在待掘进巷道的巷道口支设至少一个通风机，并将一段通风管道的一端与所述通风机连接，将该通风管道的另一端伸到所述待掘进巷道的作业面附近； (b)进行巷道掘进，并在巷道掘进的过程中，由已有通风机通过所述通风管道向巷道的作业面通风； (c)当已有通风机所输送的风力不足以对当前巷道作业面进行有效通风时，将当前巷道作业面附近的巷道侧壁上的已有硐室或现挖硐室进行封闭以形成密封硐室，并在该密封硐室上形成入风口和出风口； (d)在封闭所述硐室的过程中或在封闭所述硐室之后，将至少一个通风机放置在该硐室中，将当前巷道作业面附近的已有通风管道密封地穿过该硐室的入风口伸入该硐室中，同时，将另一段通风管道的一端与该硐室中的通风机连接，将该另一段通风管道密封地穿过该硐室的出风口，以及将该另一段通风管道的另一端伸到当前巷道作业面附近；(e)继续进行巷道掘进，并在巷道掘进的过程中，由所述巷道口和已有硐室中的通风机通过所述通风管道联合向当前巷道作业面通风； (f )重复步骤(c )到(e )，直到巷道掘进结束。
8.如权利要求7所述的长距离巷道掘进中使用的通风方法，其中，所述通风管道的与所述多个通风机相连接的部分、穿过各个密封硐室的入风口和出风口的部分、以及伸到巷道作业面附近的部分为硬质管道，所述通风管道的其余部分为硬质管道或软质管道。
9.如权利要求7所述的长距离巷道掘进中使用的通风方法，其中，至少一个所述密封硐室上设有可开启可关闭的门。
10.如权利要求7所述的长距离巷道掘进中使用的通风方法，其中，当在所述巷道中掘进分支巷道时，所述方法还包括如下步骤 在所述通风管道上设置一条或多条分支管道，该一条或多条分支管道用于向所述分支巷道通风。
全文摘要
本发明提供一种长距离巷道掘进中使用的通风系统和通风方法。所述通风系统包括n个密封硐室，沿着所述巷道的掘进方向按预定的间隔形成在巷道的侧壁上，n取自然数并随着巷道掘进距离的增加单调递增，并且每个密封硐室设有入风口和出风口；多个通风机，设置在巷道口处以及设置在每个密封硐室中；以及通风管道，包括连接巷道口的通风机并伸入第1硐室内部、连接第i密封硐室中的通风机并伸入第i+1密封硐室内部、以及连接第n密封硐室的通风机并伸到巷道作业面附近的多段连续管道，其中，i为自然数，且1≤i≤n-1，其中，通风时，所述每个通风机将该通风机附近的新鲜空气压入与该通风机相连的通风管道中。
文档编号E21F1/08GK102748057SQ20121021381
公开日2012年10月24日 申请日期2012年6月25日 优先权日2012年6月25日
发明者李建奇, 黄正全 申请人:中国华冶科工集团有限公司