□1 何為局部通風(fēng)

局部通風(fēng)是指礦井掘進(jìn)工作面的通風(fēng)。在開采地下井巷時，為了供給新鮮空氣、稀釋并排出掘進(jìn)工作面的煙、塵和有害氣體，以及創(chuàng)造良好的作業(yè)環(huán)境，會采用局部通風(fēng)的辦法來實現(xiàn)這些目的。

局部通風(fēng)是采用機(jī)械設(shè)備向巷道或需要用風(fēng)地點(diǎn)進(jìn)行連續(xù)供風(fēng)的通風(fēng)方式，通風(fēng)的任務(wù)主要是通過局部通風(fēng)機(jī)來完成。

煤礦用局部通風(fēng)機(jī)是煤礦井下通風(fēng)不可缺少的設(shè)備，在煤礦生產(chǎn)中大量使用，它為采掘工作面提供新鮮風(fēng)流，供井下作業(yè)人員呼吸，排出有毒有害氣體和粉塵，保障作業(yè)員工人身安全，改善作業(yè)場所環(huán)境條件。

 

□2 局部通風(fēng)的種類

局部通風(fēng)的主要方法是利用局部通風(fēng)機(jī)做動力，利用風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)。局部通風(fēng)常用的通風(fēng)方式有壓入式、抽出式、抽壓混合式。

壓入式通風(fēng)布置如下圖：

局部通風(fēng)機(jī)及其附屬裝置安裝在離掘進(jìn)巷道口10米以外的進(jìn)風(fēng)側(cè)，將新鮮風(fēng)通過風(fēng)道送到掘進(jìn)面，污風(fēng)經(jīng)掘進(jìn)巷道排出。

壓入式通風(fēng)的特點(diǎn)：

1)局部通風(fēng)機(jī)以及電器設(shè)備布置在新風(fēng)側(cè)；

2)有效射程遠(yuǎn)，工作面風(fēng)速大，排污效果好；

3)可使用柔性風(fēng)筒，使用方便；

 

抽出式通風(fēng)布置如下圖：

局部通風(fēng)機(jī)及其附屬裝置安裝在離掘進(jìn)巷道口10米以外的回風(fēng)側(cè)，新鮮風(fēng)沿巷道流入，污風(fēng)經(jīng)局部通風(fēng)機(jī)抽出。

壓入式通風(fēng)的特點(diǎn)：

1)新鮮風(fēng)沿巷道進(jìn)入工作面，勞動條件好；

2)污風(fēng)通過局部通風(fēng)機(jī)；

3)有效吸程小，延長通風(fēng)時間，排污效果不好；

4)不能使用柔性風(fēng)筒；

 

壓入式通風(fēng)和抽出式通風(fēng)的比較：

1)壓入式通風(fēng)時，局部通風(fēng)機(jī)以及電器設(shè)備布置在新風(fēng)側(cè)，污風(fēng)不通過通風(fēng)機(jī)，安全性好；而抽出式通風(fēng)時，含瓦斯的污風(fēng)通過局部通風(fēng)機(jī)，如局部通風(fēng)機(jī)的防爆性能出現(xiàn)問題，會非常危險。

2)壓入式通風(fēng)風(fēng)筒出口風(fēng)速大，射程遠(yuǎn)，可防止瓦斯層狀聚集，同時散熱效果也較好；而抽出式通風(fēng)有效吸程小，掘進(jìn)施工中難以保證風(fēng)筒吸入口到工作面的距離在有效吸程內(nèi)。抽出污風(fēng)時間長、速度慢；

3)壓入式通風(fēng)時，掘進(jìn)巷道涌出的瓦斯向遠(yuǎn)離工作面方向排走，而抽出式通風(fēng)時，掘進(jìn)巷道涌出的瓦斯向流向工作面，安全性差；

4)抽出式通風(fēng)時，新鮮風(fēng)沿巷道流向工作面，整個巷道空氣清新，勞動環(huán)境最好；而壓入式通風(fēng)時，污風(fēng)沿巷道緩慢排出，當(dāng)掘進(jìn)巷道越長，排污風(fēng)速度越慢，受污染時間越長。

5)壓入式通風(fēng)可以采用柔性風(fēng)筒，成本低、質(zhì)量輕，便于運(yùn)輸；而抽出式通風(fēng)風(fēng)筒要承受壓力作用，必須采用剛性或者帶剛性骨架的風(fēng)筒，成本高、質(zhì)量大，運(yùn)輸不便。

通常，當(dāng)以排瓦斯為主的煤巷，采用壓入式通風(fēng)；當(dāng)排除粉塵為主的巷道，宜采用抽出式通風(fēng)。

 

混合式通風(fēng)：

混合式通風(fēng)是壓入式和抽出式通風(fēng)的聯(lián)合運(yùn)用，其中壓入式向工作面提供新鮮風(fēng)，抽出式從工作面排出污風(fēng)。

混合式通風(fēng)式大斷面長距離巖巷掘進(jìn)通風(fēng)的比較合適的方式。

 

□3 局部通風(fēng)機(jī)的現(xiàn)狀

對于局部通風(fēng)機(jī)，大致可分為JBT、YBT系列單級軸流式、斜流式和對旋式。

九十年代以來，對旋式局部通風(fēng)機(jī)迅猛發(fā)展和推廣，技術(shù)水平得到了很大的提高，目前局部通風(fēng)機(jī)主要采用對旋風(fēng)機(jī)。

目前機(jī)號從4號到10號，電機(jī)功率從1.1kW到75kW；葉型有等厚板式扭曲、機(jī)翼型扭曲、彎掠組合正交型等型式；工作方式有壓入式、抽出式和壓抽式等；葉片材料有鋼葉片、銅葉片、鋁合金鑄造葉片和塑料葉片等。

對旋局部風(fēng)機(jī)每級均由額定功率相同的電機(jī)驅(qū)動，葉輪直接裝在電動機(jī)的軸伸上，相鄰級間的葉輪旋轉(zhuǎn)方向相反，氣流進(jìn)入一級葉輪獲得能量后，經(jīng)二級葉輪加速后將其排出，為避免對旋式局部通風(fēng)機(jī)級間氣流脈動的相互疊加，要求旋轉(zhuǎn)過程中前后級每次只有1對葉片能夠重合，因此相鄰級間的葉片數(shù)互為質(zhì)數(shù)，該機(jī)的氣動性能滿足礦井掘進(jìn)工作面局部定量通風(fēng)機(jī)的要求，輸送距離長。

對旋式局部通風(fēng)機(jī)均采用了外包復(fù)式消聲器結(jié)構(gòu)，有效地降低了噪聲。

對旋風(fēng)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)見下圖：

對旋局部通風(fēng)機(jī)的流量為150m³/s～1000 m³/s,壓力從300Pa～8000Pa.

目前局部通風(fēng)機(jī)存在的主要問題有以下幾方面：

1)裝備技術(shù)水平低、制造水平參差不齊；

2)噪音高，造成巷道工人工作條件差；

3)能耗高

4)可靠性低

5)智能化水平低

 

□4局部通風(fēng)機(jī)的發(fā)展方向

當(dāng)前，隨著通風(fēng)技術(shù)和裝備的發(fā)展，主要還是研究和開發(fā)提高局部通風(fēng)機(jī)的效率和運(yùn)行可靠性技術(shù)，降低局部通風(fēng)機(jī)的噪聲，并在此基礎(chǔ)上，提高設(shè)備的自動化水平，便于管理和采用自動化技術(shù)。

為了適應(yīng)煤礦開采的需求以及國家建設(shè)智能化礦山的要求，局部通風(fēng)機(jī)的發(fā)展方向有以下幾條：

1)智能化局部通風(fēng)機(jī)

智能化局部通風(fēng)系統(tǒng)是將通過礦井生產(chǎn)、瓦斯抽采過程中風(fēng)流監(jiān)測及相關(guān)控制技術(shù)、裝備和軟件集成在一起的一套系統(tǒng)。局部通風(fēng)機(jī)要采用變頻驅(qū)電機(jī)驅(qū)動，不僅可以大幅度降低通風(fēng)系統(tǒng)的能耗，符合國家節(jié)能減排的產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策，而且可以滿足國家建設(shè)智慧礦山的要求。因此，智能局部通風(fēng)系統(tǒng)在未來將得到更為廣泛的運(yùn)用。

目前，我國智能局部通風(fēng)系統(tǒng)占國內(nèi)局部通風(fēng)設(shè)備的比例很小，絕大多數(shù)產(chǎn)品停留在概念階段，國內(nèi)能制造整套智能局部通風(fēng)系統(tǒng)的企業(yè)非常少。未來，隨著智慧礦山建設(shè)的逐步實施，智能局部通風(fēng)系統(tǒng)市場將會爆發(fā)式增長。智能局部通風(fēng)系統(tǒng)取代目前的局部通風(fēng)機(jī)是煤礦行業(yè)的發(fā)展趨勢。

2)低噪音局部通風(fēng)機(jī)

目前的局部通風(fēng)機(jī)雖然也采取了降噪措施，但實際使用中，噪音還是較高，過大的噪音不僅影響工人身心健康，而且也帶來了安全隱患，因此低噪音的局部通風(fēng)機(jī)是市場迫切需求的。為了降低噪音，除了目前的加裝消音器、包覆層等措施外，要開發(fā)更合理的風(fēng)機(jī)，使產(chǎn)生的噪音降低。

3)體積更小的局部通風(fēng)機(jī)

由于局部通風(fēng)機(jī)安裝在井下，減小通風(fēng)機(jī)的體積，不論是風(fēng)機(jī)的運(yùn)輸還是安裝的空間都會帶來很大的好處。未來局部通風(fēng)機(jī)的設(shè)計要更加緊湊，便于運(yùn)輸和安裝。

4)高效的局部通風(fēng)機(jī)

提高局部通風(fēng)機(jī)的效率可以大大節(jié)約礦企的能耗，隨著變頻技術(shù)的運(yùn)用，局部通風(fēng)機(jī)的實際運(yùn)行效率會大幅提高；同時提高局部通風(fēng)機(jī)設(shè)備本身的效率也是未來技術(shù)發(fā)展的一個方向。

5)高可靠性的局部通風(fēng)機(jī)

局部通風(fēng)機(jī)在井下長期使用，生產(chǎn)過程中不允許停機(jī)停風(fēng)，因此提高風(fēng)機(jī)的可靠性對煤礦的安全生產(chǎn)至關(guān)重要，這就要求企業(yè)應(yīng)進(jìn)一步研究新技術(shù)、新材料和新工藝，提高局部通風(fēng)機(jī)的安全可靠性。