認識礦井通風方式:中央式、對角式、區(qū)域式和混合式
礦井通風方式對于礦井的安全生產(chǎn)和高效運營至關(guān)重要。每一個通風系統(tǒng)都至少需要一個進風井和一個回風井,通常罐籠提升井兼作進風井,回風井則為專用風井,以確保有害氣體和粉塵能安全排出。礦井通風方式主要依據(jù)進風井與回風井的相對布置方式來劃分,可分為中央式、對角式、區(qū)域式和混合式四種,其中中央式又包括中央并列式和中央分列式兩種。以下將分別介紹它們的概念、優(yōu)點、缺點和應用場景。
一、中央式
1、中央并列式
(1)概念:進、回風井并列布置在中央工業(yè)廣場內(nèi),兩井底可開掘到第一水平,也可將回風井只掘至回風水平,以避免生產(chǎn)水平井底車場向回風井漏風。
(2)優(yōu)點:初期開拓工程量小,投資少,投產(chǎn)快;地面建筑集中,便于管理;兩個井筒集中,利于開掘和井筒延深;井筒安全煤柱少,易于實現(xiàn)礦井反風。
(3)缺點:通風路線為折返式,風路長、阻力大,井田走向長時,邊遠采區(qū)與中央采區(qū)風阻差異大,可能導致邊遠采區(qū)風量不足;進、回風井距離近,井底漏風大,易造成風流短路;安全出口少,只有兩個;工業(yè)廣場易受主要通風機噪聲影響和回風風流污染。
(4)應用場景:適用于井田走向長度小于4km,煤層傾角大,埋藏深,瓦斯與自然發(fā)火都不嚴重的礦井。
2.中央分列式(中央邊界式)
(1)概念:進風井布置在井田走向和傾斜方向中央的工業(yè)廣場內(nèi),回風井大致布置在井田上部邊界沿走向的中央,回風井井底高于進風井井底。
(2)優(yōu)點:安全性好;通風阻力比中央并列式小,礦井內(nèi)部漏風小,有利于瓦斯和自然發(fā)火的管理;工業(yè)廣場不受主要通風機噪聲的影響和回風流的污染。
(3)缺點:增加一個風井場地,占地和壓煤較多;風流在井下的流動路線為折返式,風流路線長,通風阻力大。
(4)應用場景:適用于井田走向長度小于4km,煤層傾角較小,埋藏淺,瓦斯與自然發(fā)火都比較嚴重的礦井。
二、對角式
1、兩翼對角式
(1)概念:進風井大致位于井田走向中央,在井田上部沿走向的兩翼邊界附近或兩翼邊界采區(qū)的中央各開掘一個出風井。若只有一個回風井,且進、回風井分別位于井田的兩翼則稱為單翼對角式。
(2)優(yōu)點:風流在井下的流動路線為直向式,風流路線短,通風阻力小;礦井內(nèi)部漏風小;各采區(qū)間的風阻比較均衡,便于按需分風;礦井總風壓穩(wěn)定,主要通風機的負載較穩(wěn)定;安全出口多,抗災能力強;工業(yè)廣場不受回風污染和主要通風機噪聲的危害。
(3)缺點:初期投資大,建井期長;管理分散;井筒安全煤柱壓煤較多。
(4)應用場景:適用于井田走向長度大于 4km,需要風量大,煤易自燃,有煤與瓦斯突出的礦井。
2、分區(qū)對角式
(1)概念:進風井位于井田走向的中央,在每個采區(qū)的上部邊界各掘進一個回風井,無總回風巷。
(2)優(yōu)點:各采區(qū)之間互不影響,便于風量調(diào)節(jié);建井工期短;初期投資少,出煤快;安全出口多,抗災能力強;進回風路線短,通風阻力小。
(3)缺點:風井多,占地壓煤多;主要通風機分散,管理復雜;風井與主要通風機服務范圍小,接替頻繁;礦井反風困難。
(4)應用場景:適用于因煤層埋藏淺或煤層風化帶和地表高低起伏較大,無法開鑿淺部總回風巷的礦井,在開采第一水平時,只能采用分區(qū)式。另外,井田走向長、多煤層開采的礦井或井田走向長、產(chǎn)量大、需要風量大、煤易自燃、有煤與瓦斯突出的礦井也可采用這種通風方式。
三、區(qū)域式
(1)概念:在井田的每一個生產(chǎn)區(qū)域開鑿進、回風井,分別構(gòu)成獨立的通風系統(tǒng)。(2)優(yōu)點:既可以改善礦井的通風條件,又能利用風井準備采區(qū),縮短建井工期;風流路線短,通風阻力??;漏風少,網(wǎng)絡簡單,風流易于控制,便于主要通風機的選擇。
(3)缺點:通風設備多,管理分散,管理難度大。
(4)應用場景:適用于井田面積大、儲量豐富或瓦斯含量大的大型礦井。
四、混合式
(1)概念:中央式和對角式的混合布置,進風井與出風井數(shù)目至少有 3 個,有中央并列與兩翼對角混合式,中央邊界與兩翼對角混合式,中央并列與中央邊界混合式等多種形式。
(2)優(yōu)點:有利于礦井的分區(qū)分期建設,投資省,出煤快,效率高;回風井數(shù)目多,通風能力大;布置靈活,適應性強。
(3)缺點:多臺風機聯(lián)合工作,通風網(wǎng)絡復雜,管理難度大。
(4)應用場景:適用于井田走向長度大的改擴建和深部開采的老礦井,多煤層多井筒的礦井,井田面積大、產(chǎn)量大、需要風量大或采用分區(qū)開拓的大型礦井。
礦井通風方式的選擇需綜合考慮礦井的設計生產(chǎn)能力、煤層賦存條件、地形條件、井田面積、走向長度及礦井瓦斯等級、煤層的自燃傾向性等多方面因素,通過技術(shù)、經(jīng)濟和安全等方面的分析與方案比較來確定,以實現(xiàn)礦井通風系統(tǒng)的安全、高效運行。