伴随高浓度硫化氢及瓦斯的矿井掘进巷道通风系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型为煤矿掘进巷道内的通风系统，属于采矿设备领域。
【背景技术】
[0002]煤岩层生成过程中可形成一定量的自然硫，这些自然硫有些呈气体存在(即硫化氢气体)。《煤矿安全规程》规定矿井内有害气体硫化氢最高允许浓度为6.6ppm(即小于0.000066%)。当遇到断层破碎带及含水裂隙就会有突水现象，一旦水压较大，难以控制，同时伴有高浓度硫化氢气体涌出，瞬间硫化氢浓度高达800~2000ppm以上。同时，煤矿含有瓦斯，瓦斯主要来源于煤层或天然气矿床。这些气体的存在都给施工带来极大风险，严重危及井巷施工人员的生命安全。
[0003]对于气体状态的硫化氢及瓦斯的最好冶理办法为通风排放。现在的通风排放方法主要包括有压入式通风、抽出式通风、混合通风。
[0004]压入式通风:通风能力强，风筒出风口有效射程大，排除掘进工作面的硫化氢及瓦斯等有害气体比较及时，但硫化氢沿掘进巷道排出，弥漫范围大、时间长，对掘进巷道中作业的人员有危害。
[0005]抽出式通风:其优缺点与压入式通风相反，是防治硫化氢比较理想的通风方法。该方法在硫化氢高涌出的巷道掘进中得到广泛应用，抽出式对断面较大的巷道效果差一些。但抽出式通风不适用高浓度瓦斯，因为在抽出式通风方式中，掘进巷道内的瓦斯要经过抽风机内部排出，一旦抽风机防爆性能降低，防止静电和防止摩擦火花的性能差，就可能引发瓦斯爆炸事故。特别是当抽风机因故障突然停止运转时，会造成瓦斯积聚，而超过瓦斯浓度的规定，这样就无法进行停风后的排放瓦斯工作，恢复掘进工作面的通风也就无法进行。所以，《煤矿安全规程》中规定，煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷的掘进，应采用压入式通风方式，不得采用抽出式。当掘进巷道中瓦斯含量高于1%时，不得使用抽出式送风，只能使用压入式送风。
[0006]混合通风:即同时采用压入式通风与抽出式通风，混合式通风的主要缺点是两风管的重叠段风量较小，当掘进断面大时，风速更小，这是因为抽风管与压风均是针对掘进巷道的碛头处进行送风，压入的新风仅在掘进巷道的碛头处通过后直接进入了抽风机，而掘进巷道中部处则无新风。
[0007]由以上所述可知，对于煤矿开采的掘进巷道内，尤其是伴随有高浓度硫化氢及瓦斯的矿井掘进巷道内的通风问题并没有得到有效解决。同时，由于矿井的安全问题绐终是第一位的，巷道通风系统更应该具备自动检测到危险有害气体并自动处理，同时进行报警的功能。
【实用新型内容】
[0008]为了解决上述问题，本实用新型提供了一种伴随高浓度硫化氢及瓦斯的矿井掘进巷道通风系统。本实用新型的通风系统包括压风机7、抽风机3、通风控制系统。
[0009]所述的压风机设置在掘进巷道口处，压风机与压风管11连接，压风管出风口设置在掘进巷道5碛头处，在压风管上设置第一流量计8。所述的抽风机设置在回风巷12内，抽风机与抽风管6连接，抽风管入风口设置在掘进巷道碛头处，在抽风管上设置有第二流量计13。在回风巷12内的抽出机出风口处设置有水雾喷头2。
[0010]在掘进巷道碛头处设置有声光报警装置10及第一气体检测装置9。在回风巷内设置有第二气体检测装置I。
[0011]所述的通风控制系统包括用于处理信息并发送指令的控制中心，及连接到控制中心的压风系统、监测系统、抽风系统。
[0012]所述的压风系统分别与第一流量计、压风机连接，用于控制压风机的送风流量。
[0013]所述的监测系统设置在掘进巷道碛头处，在监测系统上设置有移动电源，监测系统分别与第一气体检测装置、声光报警装置连接，用于监测掘进巷道内有害气体含量并提供报警。监控系统与压风系统连接。
[0014]所述的抽风系统分别与抽风机、第二流量计、第二气体检测装置、水雾喷头连接，用于控制抽风机的送风量，并根据回风巷内的有害气体含量开启水雾喷头。
[0015]如上所述的伴随高浓度硫化氢及瓦斯的矿井掘进巷道通风系统，进一步说明为，至少设置有两台压风机与两个压风管。
[0016]如上所述的伴随高浓度硫化氢及瓦斯的矿井掘进巷道通风系统，进一步说明为，抽风管入风口设置在离掘进巷道碛头4?5m处，入风口为可自由卸装的活动管4，活动管4长4?6m。
[0017]如上所述的伴随高浓度硫化氢及瓦斯的矿井掘进巷道通风系统，进一步说明为，压风管出风口设置在离掘进巷道碛头10?15m处。
[0018]本实用新型的有益效果为:本实用新型实现了通风工作自动化，本实用新型的通风系统根据掘进巷道内的瓦斯与硫化氢含量自动开启或关闭抽风机或压风机，并调节抽风机与压风机的工作功率，对掘进巷道内采取最安全与有效的通风办法，即巷道正常掘进过程中，采用压入风与抽出风结合的方法，当硫化氢含量高时，采用抽出风方法，当瓦斯含量超过1%时，自动关闭抽风机，仅采用压入风方法。
[0019]设置气体检测装置，自动检测危险有害气体浓度，并在危险有害气体超限后自动报警，并调配通风方法。
[0020]本实用新型采用两台压风机，正常工作时开启一台压风机与抽风机，这种情况下压风量小于抽风量，抽风机将抽取掘进巷道内的风，这样掘进巷道中部也流过新风。
【附图说明】
[0021]图1是本实用新型结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]压风机设置在掘进巷道外部，离掘进巷道口 10米以上的地方，保证所吸入的是新风。
[0023]在掘进巷道的外部设置两台压风机，通过压风管连接到掘进巷道碛头，每台压风机的风量不少200m3/min。抽风机设置在回风巷内，并在回风巷与掘进巷道之间安装了风门隔离。抽风机风量不低于400m3/min。即单台压风机的压入风量约为抽风机抽出风量的一半。两台压风机的风量约等于抽风机的抽出风量。
[0024]所述的压风机与抽风机均设置双电源结构，以保证工作的稳定性。
[0025]监测系统设置为双电源结构，平时使用外接电源，如果外接电源出现问题，监测系统立即转入内部移动电源，并通过声光报警装置发出报警。
[0026]在工作过程中，监测系统通过第一气体检测装置实时检测掘进巷道内的危险有害气体含量，在有害气体含量处于许可范围内时，开启的是一台压风机，压入的风量约为200m3/min。开启一台抽风机，抽风量约为400m3/min，这样，抽风量大于压风量，由掘进巷道内自然流过新风补入抽风机，所以，掘进巷道内也大量流过新风，保证安全。
[0027]第一流量计与第二流量计分别检测压入风量与抽出风量，并将信息反馈到控制中心，由控制中心控制压风机和抽风机的工作功率，使用压入风量与抽风量匹配。
[0028]第一检测装置或第二检测装置检测到掘进巷道内有大量的硫化氢的涌出情况下，为了保证施工安全，控制中心立即最大功率开启抽风机，采用压、抽出混合通风的方式，即同时全部开启两台压风机与抽风机，抽风机抽出的污风直接排入回风巷，并且硫化氢污风流经的巷道不充许人员进入。控制中心开启水雾喷头，水雾喷头对着抽风机出风口逆向喷雾，喷出的水雾采用石灰水，最大程度地将硫化氢危害降低。
[0029]当掘进碛头的第一检测装置检测到瓦斯浓度达到0.8%以后，声光报警系统发出报警(包括报警中心同时发出报警)，并立即从掘进巷道中撤出工人到安全地区。当检测到气流中瓦斯浓度达到或大于1%后，抽风系统立即关闭抽风机，并将信息反馈到控制中心，控制中心将压风机功率开启到最大，采用压入工排风方法稀释空气中的瓦斯。
[0030]抽风管入风口设置在离掘进巷道碛头4?5m处，为了掘进放炮时不致崩扁抽风管入风口，入风口为可自由卸装的活动管4，活动管4长4?6m，平常正常使用，并保证入风口距工作面不大于5m，放炮时将活动管4摘下，放炮后再接上。
[0031]掘进巷道底板洒石灰。因硫化氢的相对密度为1.19，比空气重，所以，硫化氢沉积在掘进巷道的底板上。
[0032]硫化氢有强腐蚀，对气体流经之处裸露的重量金属材料要作防腐处理。
【主权项】
1.伴随高浓度硫化氢及瓦斯的矿井掘进巷道通风系统，包括压风机(7)、抽风机(3)、通风控制系统； 所述的压风机设置在掘进巷道口处，压风机与压风管(11)连接，压风管出风口设置在掘进巷道(5)碛头处，在压风管上设置第一流量计(8);所述的抽风机设置在回风巷(12)内，抽风机与抽风管(6)连接，抽风管入风口设置在掘进巷道碛头处，在抽风管上设置有第二流量计(13);在回风巷(12)内的抽出机出风口处设置有水雾喷头(2);在掘进巷道碛头处设置有声光报警装置(10)及第一气体检测装置(9);在回风巷内设置有第二气体检测装置(I); 所述的通风控制系统包括用于处理信息并发送指令的控制中心，及连接到控制中心的压风系统、监测系统、抽风系统； 所述的压风系统分别与第一流量计、压风机连接，用于控制压风机的送风流量； 所述的监测系统设置在掘进巷道碛头处，在监测系统上设置有移动电源，监测系统分别与第一气体检测装置、声光报警装置连接，用于监测掘进巷道内有害气体含量并提供报警；监控系统与压风系统连接； 所述的抽风系统分别与抽风机、第二流量计、第二气体检测装置、水雾喷头连接，用于控制抽风机的送风量，并根据回风巷内的有害气体含量开启水雾喷头。
2.如权利要求1所述的伴随高浓度硫化氢及瓦斯的矿井掘进巷道通风系统，其特征在于，至少设置有两台压风机与两个压风管。
3.如权利要求1所述的伴随高浓度硫化氢及瓦斯的矿井掘进巷道通风系统，其特征在于，抽风管入风口设置在离掘进巷道碛头4?5m处，入风口为可自由卸装的活动管(4)，活动管(4)长4?6m。
4.如权利要求1所述的伴随高浓度硫化氢及瓦斯的矿井掘进巷道通风系统，其特征在于，压风管出风口设置在离掘进巷道碛头10?15m处。
【专利摘要】本实用新型为伴随高浓度硫化氢及瓦斯的矿井掘进巷道通风系统，包括压风机、抽风机、通风控制系统。压风机的出风口设置在掘进巷道碛头处，压风管上有第一流量计。抽风机入风口设置在掘进巷道碛头处，抽风管上有第二流量计。掘进巷道碛头与回风巷内设置气体检测装置。通风控制系统包括控制中心，及连接到控制中心的压风系统、监测系统、抽风系统。压风系统与第一流量计、压风机连接量。监测系统与第一气体检测装置、声光报警装置连接。抽风系统与抽风机、第二流量计、第二气体检测装置、水雾喷头连接。本实用新型实现了通风工作自动化，通风系统根据掘进巷道内的瓦斯与硫化氢含量自动开启或关闭抽风机或压风机，并调节抽风机与压风机的工作功率，达到安全通风。
【IPC分类】E21F1-06, E21F7-00
【公开号】CN204591331
【申请号】CN201520287008
【发明人】兰室锋, 漆正欣, 官建辉
【申请人】四川达竹煤电(集团)有限责任公司斌郎煤矿
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月6日