专利名称：井下多级机站局部集中通风结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及井下通风与安全技术领域，具体涉及一种井下多级机站局部集中通风结构。
背景技术：
多级机站通风方法是在我国是80年代初发展起来的一种现代通风方法，它是在通风系统内由多台风机串、并联组成的各级机站再串联，以达到使风量分配平衡、风压分布均匀的通风方法。实践证明，该方法具有漏风小、能耗低、风机效率高、易于调节等优点。目前已在许多矿山推广应用。一个完整的多级机站通风系统由如下多级机站组成:I级机站:为压人式机站，机站设置于系统进风段，新鲜风流经它引导进入井下，它的风量一般为全矿总风量，风量较大，多采用2 4台风机并联，在对通风压力有严格要求的矿山，I级机站的作用至关重要，其风压大小和控制范围的确定也非常重要，它直接影响全系统内的压力分布状态。II级机站:起通风压力接力和作业区引风的作用，是保证作业区供风的主要风机。根据分风方式不同，风机设置的位置也不同。II级机站是否需要及其能力大小，取决于机站在系统中的位置及I级机站能否控制作业区。当通风系统中无I级机站时，II级机站就显得十分重要了，它直接影响回采工作面的通风效果。III级机站:为抽出式风机，在采区的回风部分，III级机站是否设置，取决于采区的通风阻力及其它各级机站的设置形式。IV级机站:是全系统的总回风机站，其作用是防止自然风流的干扰，阻止风流在回风系统中乱窜。它将各采区排出的污风集中起来排至地表。
除此以外，在风阻较大的区域，可增加部分附加机站，但从作用上划分，这些机站应属某级机站的扩展或补充。经过多年的开采，我国地下矿的开采深度不断加深，导致风路越来越长，通风系统变得越来越复杂。原来并没有采用多级机站通风方法的地下矿，最后也被迫改用多级机站通风方法，使得井下风机的安装数量大增，每年用于建设和管理井下机站及其通风构筑物的投资也大增。目前，多级机站通风系统中的机站越来越分散，分级界限也越来越模糊，风量调节设施的作用越来越关键。由于井下通风系统非常复杂，影响因素众多，牵一发而动全身。因此，目前采用或改用多级机站通风方法的地下矿通风效果普遍欠佳。这种低效的通风效果经常促使井下通风系统风流发生紊乱。该紊乱现象具体表现为:风流流向失控、风量大小难以调节、新鲜风流过早短路、工作面通风困难、污风串联，有毒有害气体和矿尘因无法排出而大量积聚，一旦发生火灾，对风流的调控根本无法进行；若是中、高温矿床，则风流无法有效降温除湿。出现上述问题的主要原因是:(I)井下多级机站通风系统的结构样式单一、整个通风系统既复杂又庞大，没有建立起分散集中制的理念；[0012](2)随着矿石开采不断向深部延伸，井下多级机站通风系统的结构调整异常困难；(3)风机的安装数量、安装位置以及机站几何空间结构形式无法进行整体规划与设计；(4)因通风系统越来越庞大，风流流向和风量调节越来越困难，难以实现井下火灾控制。
发明内容为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种井下多级机站局部集中通风结构，本实用新型将复杂而庞大的多级机站通风系统人为地分离出若干个相对独立的局部集中通风子系统，以便使局部集中通风子系统既易于取得良好的通风优势，又易于进行风流调控与防灾救灾。为达到以上目的，本实用新型采用如下技术方案:一种井下多级机站局部集中通风结构，包括部署在通风系统内的相互独立的一个或多个局部集中进风-局部集中回风结构和/或局部分散进风-局部集中回风结构；所述局部集中进风-局部集中回风结构包括进风天井2，和进风天井2通过多个运输大巷3连通的专用回风天井7，和专用回风天井7连通的回风机站联络巷8，和运输大巷3通过通风联络巷5连通的多个中段通风天井4 ;所述进风天井2和与其相连的多个分风巷道构成进风段10，所述专用回风天井7和与其相连的多个回风巷道构成回风段11，在所述进风段10的多个分风巷道内设 置风窗6，在与专用回风天井7相连的专用回风平巷内设置回风机站9 ；所述局部分散进风-局部集中回风结构包括由多个进风巷道构成的进风段10，和进风段10通过多个运输大巷3连通的专用回风天井7，和专用回风天井7连通的回风机站联络巷8，和运输大巷3通过通风联络巷5连通的多个中段通风天井4 ;所述专用回风天井7和与其相连的多个回风巷道构成回风段11，在所述回风段11的多个回风巷道内设置风窗6或中段回风机站12，在与专用回风天井7相连的专用回风平巷内设置回风机站9。在所述回风段11的多个回风巷道内水平安装有中段回风机站12。 在所述局部集中进风-局部集中回风结构内和局部分散进风-局部集中回风结构内的预设位置安装多个风窗6。所述风窗6为风门或辅扇。本实用新型和现有技术相比，具体如下优点:(I)将一个庞大而复杂的井下多级机站通风系统采取分散集中制规划，也就是将一个复杂而庞大的井下多级机站通风系统分离出不同类型的局部集中通风结构，由这些局部集中通风结构形成局部集中通风子系统，以便形成局部通风优势，有利于风流调节；(2)进、出局部集中通风结构子系统的风量得到有效提升，使风流调控能力得到大幅加强；特别是当主回风机站排风能力增大时，进、出局部集中通风子系统的风量改善更为明显；(3)由于将一个复杂而庞大的井下多级机站通风系统分离出不同类型的局部集中通风系统结构子系统，一旦井下发生火灾，则有利于风流流向调控，使火灾蔓延被限制在某个局部集中通风结构子系统内，从而控制井下火灾蔓延的能力得到加强；(4)明确了通风系统的改造方向，即将任何复杂而庞大的井下多级机站通风系统都朝能分离出若干个不同类型的局部集中通风结构子系统这一方向进行改造，然后针对每个局部集中通风结构子系统进行单独处理。这样，不但使复杂的通风系统改造问题简单化了，而且使通风系统改造成本降低了 ；(5)由于将一个复杂而庞大的井下多级机站通风系统分离成一个个不同类型的局部集中通风结构子系统，这样使得原来对复杂而庞大的井下多级机站通风系统的管理变成了对一个个不同类型的局部集中通风结构子系统的管理，管理范围大幅缩小，使得对通风系统运行管理变得更容易，更方便发现通风系统中存在的问题；(6)井下多级机站局部集中通风结构子系统与传统的分区通风方式有很大不同，后者是依据通风系统的自然分区而建立的，故若一个通风系统不存在自然分区的情况，则无法实施分区通风；而后者不是依据通风系统的自然分区，而是依据区域用风需要、区域防火需要或其它需求而人为规划出来的，故对任何通风系统均可实施；(7)对于未来井下深部开拓新增中段的通风系统扩展有很大好处。
图1是局部集中进风-集中回风标准结构示意图。图2是局部集中进风-集中回风变种结构示意图。图3是局部分散进风-集中回风标准结构示意图。图4是局部分散进风-集中回风变种结构示意图。图5是一个多级机站 通风系统中嵌入不同类型的局部集中通风结构的实例。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例，对本实用新型作进一步的详细描述。本实用新型是一种井下多级机站局部集中通风结构，包括部署在通风系统内的相互独立的一个或多个局部集中进风-局部集中回风结构和/或局部分散进风-局部集中回风结构；将复杂而庞大的多级机站通风系统人为地分离出若干个相对独立的局部集中通风子系统，以便使局部集中通风子系统既易于取得良好的通风优势，又易于进行风流调控与防灾救灾。如图1所示，所述局部集中进风-局部集中回风结构包括进风天井2，和进风天井2通过多个运输大巷3连通的专用回风天井7，和专用回风天井7连通的回风机站联络巷8，和运输大巷3通过通风联络巷5连通的多个中段通风天井4 ;所述进风天井2和与其相连的多个分风巷道构成进风段10，所述专用回风天井7和与其相连的多个回风巷道构成回风段11，在所述进风段10的多个分风巷道内设置风窗6，在与专用回风天井7相连的专用回风平巷内设置回风机站9 ;进风天井2用于给该局部集中通风子系统输入新鲜风流，新鲜风流在进风段10经各个分风巷道进入各个用风工作面；污风在回风段11经各个回风巷道汇入专用回风天井7排出地表或排到其它主回风巷道中；回风机站9为该局部集中通风子系统的通风提供动力，所以该局部集中通风结构为集中抽出式通风方式；风窗6—方面用于调节新鲜风流进入各用风工作面，另一方面防止了离回风机站9较远的分风巷道风流被短路；图中I为风流流向。如图3和图4所示，所述局部分散进风-局部集中回风结构包括由多个进风巷道构成的进风段10，和进风段10通过多个运输大巷3连通的专用回风天井7，和专用回风天井7连通的回风机站联络巷8，和运输大巷3通过通风联络巷5连通的多个中段通风天井4 ;所述专用回风天井7和与其相连的多个回风巷道构成回风段11，在所述回风段11的多个回风巷道内设置风窗6或中段回风机站12，在与专用回风天井7相连的专用回风平巷内设置回风机站9。新鲜风流是从不同的进风巷道进入该局部集中通风子系统；在进风段经各个分风巷道进入各个用风工作面；污风在回风段经各个回风巷道汇入专用回风天井7排出地表或排到其它主回风巷道中；在与专用回风天井7相连的专用回风平巷内设置回风机站9为该局部集中通风子系统的通风提供动力，所以该局部集中通风结构为集中抽出式通风方式；风窗6 —方面用于引导新鲜风流进入各用风工作面，另一方面用于防止新鲜风流被过早短路；图中I为风流流向。图4和图3的差别仅在于图4中的回风段各中段水平安装有中段回风机站12而不是风窗6。这些中段回风机站12的并联再与主回风机站形成串联，能够大幅提升该局部通风系统的通风能力。如图2所示，在所述回风段11的多个回风巷道内水平安装有中段回风机站12 ;这些中段回风机站12的并联再与主回风机站形成串联，能够大幅提升该局部通风系统的通风能力。在所述局部集中进风-局部集中回风结构内和局部分散进风-局部集中回风结构内的预设位置安装多个风窗6，用于风流调控，以便进一步改善风流分布。如图5所示，是一个多级机站通风系统中嵌入不同类型的局部集中通风结构的实例。通过该实例来说明本实用新型是如何将不同类型的局部集中通风结构在一个复杂的多级机站通风系统中实现，以改善其通风效果。将图5所示的通风系统分为四个局部集中通风子系统，即a)第一个子系统是-220m水平17线机站负责_160m至_220m中段17线至19线之间的采场，如图5中的子系统I所示的区域。该子系统是集中进风-集中回风通风结构，其中主进风井为-160m运输大巷，主回风井为-220m水平17线回风井。b)第二个子系统是-220m至-160m水平18线至26线之间的采场以及-160m水平至-1OOm水平，由-1OOm水平风机以及副斜井地表风机负责排风，如图5中的的子系统2所示的区域。该子系统是集中进风-集中回风通风结构，其中主进风井为主斜井；主回风井为副斜井。 c)第三个子系统是26线 14线_470m至_270m水平之间以及12线 6线-320至-270m之间的采场，由-270m水平17线风机负责排风，如图5中的的子系统3所示的区域。该子系统是分散进风-集中回风通风变种结构，其中进风井为-320m、-370m、-420m和-470m下盘运输大巷；主回风井为17线回风井。d)第四个子系统是12线 O线-520m至-370m水平采区，由-370m、-420m和-470m中段的7线回风机站负责排风，如图5中的子系统4所示的区域。该子系统是分散进风-集中回风通风变种结构，其中进风井为320m、-370m、-420m、-470m和_520m下盘运输大巷；主回风井为7线回风井。[0049]为实现上述四个局部集中通风结构，应采取的技术措施如下:(I)为了阻止主斜井风流过早短路，应在下列位置设置风门:-160m水平的21线 22线间的巷道，如图5中的-160m水平风门。(2)因自然风压是下大上小，下行风往往动力不足，故应在-190m水平的384-316通风天井井底联络巷道中增设辅扇一台，如图5中的384-316通风天井辅扇，其作用是将-160m水平的新鲜风流抽到-190m水平。(3)到达-190水平的新鲜风流一部分由-1OOm水平的风机和副斜井地表的风机抽回到上部各中段，另一部分由-220m水平17线回风机站抽排-220m上盘回风巷道中，然后再排到17线回风天井中。(4)-220m -190m间采场通风一部分由-220m水平17线回风机站负责，该部分采场离-220m水平17线回风机站较近；另一部分由-1OOm水平的风机和副斜井地表的风机负责，该部分采场离-220m水平17线回风机站较远。下面重点对第3子系统和第4子系统进行说明，其详情如下:第3子系统局部通风系统的分散进风-集中回风通风变种结构的设计思路如下:-270m上盘总回风巷作为主回风巷，-470m、-420m、-370m、-320m等中段的风流向两个水平汇集。具体情况如下:(I)井下各个中段，设置专用回风天井，天井位置固定在26线穿脉。(2)-270m水平17线和25线两个风机机站串联运行，负责26线 14线_470m至-270m水平之间以及12线 6线-320至_270m之间的采场通风。其中，12线 6线_320m至-270m之间的采场通风由-270m水平17线风机机站提供动力。
·[0058](3)新鲜风流由副井进入经中段石门分别进入_470m、-420m、-370m、-320m、-270m以及-190m六个作业中段，再经采区进风天井到达各采场工作面。(4)污风通过采区回风天井分别汇集到-270m总回风巷并经回风机站送入17线回风井排出地表。(5)对-270m风机站风机进行重点加强，使25线与23线两个风机站并联，25线风机站主要负责26线 14线-470m、-420m, _370m三个中段的通风和12线 6线_320m至-270m之间采场的通风；23线风机主要负责26线 14线_320m中段的通风。17线风机站与25线与23线风机串联。(6)-320m、-370m中段会对_420m中段和_470m中段形成短路，不能排除_470m中段被彻底短路的可能性。故应在-320m、-370m和_420m中段26线风井联巷中设置调节风门。第4子系统局部通风系统的分散进风-集中回风通风变种结构的设计思路如下:该局部通风系统包括12线 O线-320m、-370m, -420m, -470m中段四个回采中段和_520m掘进中段的通风方案，新鲜风流由副井进入经中段石门分别进入各作业中段，经采区进风天井到达各采场工作面，污风通过采区回风天井分别汇集到-370m、-420m、-470m总回风巷并经回风机站送入7线回风井排出地表。7线回风井-370m联巷、-420m联巷、-470m联巷各设置一个回风机站，三个回风机站作并联方式运行。而12线 6线-320m至-270m之间的采场通风是由-270m水平17线风机机站提供动力的。
权利要求1.一种井下多级机站局部集中通风结构，其特征在于:包括部署在通风系统内的相互独立的一个或多个局部集中进风-局部集中回风结构和/或局部分散进风-局部集中回风结构； 所述局部集中进风-局部集中回风结构包括进风天井(2)，和进风天井(2)通过多个运输大巷(3)连通的专用回风天井(7)，和专用回风天井(7)连通的回风机站联络巷(8)，和运输大巷(3)通过通风联络巷(5)连通的多个中段通风天井(4);所述进风天井(2)和与其相连的多个分风巷道构成进风段(10)，所述专用回风天井(7)和与其相连的多个回风巷道构成回风段(11)，在所述进风段(10)的多个分风巷道内设置风窗(6)，在与专用回风天井(7)相连的专用回风平巷内设置回风机站(9)； 所述局部分散进风-局部集中回风结构包括由多个进风巷道构成的进风段(10)，和进风段(10)通过多个运输大巷(3)连通的专用回风天井(7)，和专用回风天井(7)连通的回风机站联络巷(8)，和运输大巷(3)通过通风联络巷(5)连通的多个中段通风天井(4);所述专用回风天井(7)和与其相连的多个回风巷道构成回风段(11)，在所述回风段(11)的多个回风巷道内设置风窗(6)或中段回风机站(12)，在与专用回风天井(7)相连的专用回风平巷内设置回风机站(9)。
2.根据权利要求1所述的井下多级机站局部集中通风结构，其特征在于:在所述回风段(11)的多个回风巷道内水平安装有中段回风机站(12)。
3.根据权利要求1所述的井下多级机站局部集中通风结构，其特征在于:在所述局部集中进风-局部集中回风结构内和局部分散进风-局部集中回风结构内的预设位置安装多个风窗(6)。
4.根据权利要求3所述的井下多级机站局部集中通风结构，其特征在于:所述风窗(6)为风门或辅 扇。
专利摘要一种井下多级机站局部集中通风结构，包括部署在通风系统内相互独立的一个或多个局部集中进风-局部集中回风结构和/或局部分散进风-局部集中回风结构；局部集中进风-局部集中回风结构包括进风天井，和进风天井通过多个运输大巷连通的专用回风天井，和运输大巷通过通风联络巷连通的多个中段通风天井；进风天井和与其相连的多个分风巷道构成进风段，专用回风天井和与其相连的多个回风巷道构成回风段；局部分散进风-局部集中回风结构与局部集中进风-局部集中回风结构的区别在于由多个进风巷道构成进风段；本实用新型将复杂而庞大的多级机站通风系统人分离成多个相对独立的局部集中通风子系统，使其既易于取得良好的通风优势，又易于进行风流调控与防灾救灾。
文档编号E21F1/00GK203145985SQ201320178169
公开日2013年8月21日 申请日期2013年4月10日 优先权日2013年4月10日
发明者黄光球, 陆秋琴, 郭进平 申请人:西安建筑科技大学