低瓦斯矿井采煤工作面受控循环通风
摘 要：在矿井采煤工作中，受控循环通风作为一种新型通风方式不仅使矿井的新鲜风总量增加，同时也能提高工作面的有效风量。而井下工作者较为担心的是随循环风流的产生，也会增加各种有害气体从而导致安全隐患。本文通过各方面的理论推导对可循环通风方式进行可行性分析，并证实瓦斯及矿尘的浓度在采煤工作面受控循环通风中回风风流中不会发生变化，并且在一定条件下其浓度还会有所降低。
关键词：低瓦斯矿井；采煤工作面；受控循环通风；矿尘浓度
循环通风是指矿井下风流多次通过同一通风地点，这将导致局部有害气体循环进入并且超过安全浓度标准。而通过受控循环通风方式则可以有效控制回风的风流量，使得一部分的回风流和进风流的新鲜风混合或者在此之前利用回风流降低瓦斯和粉尘的浓度，从而使有害和有毒气体的浓度达到相关安全规定所要求的限度，并以此增加矿井工业中的有效风量，改善井下作业的工作环境。尤其是一些较衰老矿井，随之其开拓的延伸以及机械化程度的加深矿尘和地热问题也愈加突出，通常为保持良好的工作环境会采用加大风量的方式，而这样一来无疑是需要提高风机的能力并且加大电耗，这种方式大大影响了经济效益。本文则主要针对低瓦斯矿井，由于其按稀释瓦斯配风已不能完全满足环境要求，在这种情况下则可利用可控循通风，其风质较好的回风风流可经过减尘降温对低瓦斯进行处理，在减少耗能的同时降低成本。这种有效方式可较好解决一些深部矿井边远采取的循环通风工作。
一、受控循环通风系统主要研究内容
确定合理的可控循环通风系统布局状况。通过借鉴国内外的实行经验并结合矿山现有的通风系统，针对低瓦斯矿井进行现场调查和循环通风试验，以改善井下作业环境为目的，确定循环通风系统的井下布局，其中包括循环风机机型的选择以及通风线路的设置，同时要合理地安装监控系统以保证其安全运行。合理控制循环通风量的关键参数，以作业面烟尘污染及井下温度状况为依据，并考虑到新鲜风源的质量及通风装置的净化能力，通过对循环通风基本理论的研究分析，计算通风范围，认真选取合理的设置参数从而确定经济、安全的循环风量。探讨净化措施及装置，在全矿性循环系统中应当考虑到采空区的自净作用，同时也要安装净化装置进行可控循环净化。受控循环通风技术中需要监控系统的装置以及控制装置，可安排专业人员定期定点地进行采样分析，实时测控粉尘浓度以及CO及氮氧化物等气体的含量。按照系统规定程序，定期开关风机及控制风门以控制循环风量。
二、受控循环局部通风技术
当局部循环同等量大于内设局部通风机的风量时，局部通风机会吸入部分排放出的污浊风流，称作循环风，这种状态则是受控循环通风。在一定情况下常规的受控循环局部通风方法不易达到矿井通风的基本要求，例如若是在前进式采煤工作面的超前平巷掘进工程中采用正常压入式通风，虽能解决瓦斯和温度条件问题，但是无法控制进风的粉尘浓度。如果将局部通风机安装在采煤工作面的外部进行正常抽出式通风，当平巷很长时则无法实现。而采用非常规受控循环局部通风则可以有效决绝这个问题。具体布置形式包括以下几点：
抽出式通风，局部通风机安装在进风巷内，通过风筒、风机前装置的除尘器，局部通风排除处理过的污风并与新鲜风流混合，如此风流得到循环利用，并且降低了其中的粉尘浓度和污染程度，也为工作面提供了有效风量。压入式通风，在回风巷内安装局部通风机，使得经过过滤的风流被送进掘进头，回采工作面的回风流与排出的污风加以混合，其中一部分则被送进掘进头，实现循环重复利用，通过这个方式可减轻掘进头所受采煤工作面粉尘的污染。混合式通风，分别包括长抽短压式通风和短抽长压式通风。其中长抽短压式是先采用抽出式风机，再启动压入式风机，将新风压送到掘进头，抽出式风机将污风过滤排出，最终形成受控循环风。而短抽长压式通风则是在抽出式风机的风量大宇压入式风机风量时加以采用。
受控循环局部通风具有一定的优缺点，其主要优点包括：局部通风机安装粉尘处理装置，降低流风的粉尘浓度；在为井下工作面提供等量通风的前提下，可降低其能耗及费用；在采用混合式受控循环通风时，由于巷道内较高风速的循环通风，可降低井下温度，有效避免瓦斯层状的积累，从而改善工作面的作业环境。存在的缺点包括：其安全性存在一定问题，而使用防爆除尘风机则增加了生产成本；循环风受到风机加热容易增高工作面温度，则会影响劳动环境。
三、结论及注意事项
在受控循环通风中，工作面的有效风量得以增加，而工作面的瓦斯浓度没有改变，矿尘的浓度降低，在条件适时的情况下，工作面的瓦斯浓度会继续降低从而工作面及回风巷中风流含矿尘浓度随之降低。经国内外受控循环技术的分析表明，通过矿井采煤工作面循环通风的实施，一方面可改善通风状况实现矿井的安全生产，另一方面节约费用提高了经济效益。通过现场试验得知，循环通风技术的应用，在作业面风量增加的同时对风流加以净化，很好的改善了劳动地点的气候条件，不仅有效防止粉尘聚集，也有利于污染物的稀释。
为了保证井下生产安全进行，在实施受控循环通风技术时要注意以下两点：在受控循环通风系统中需安装自动监控装置及报警装置，对风流量、瓦斯以及粉尘进行实时测控，并加以必要的环境检测分析以保证井下作业的正常进行；其次，采用受控循环通风技术的同时需要严格定时执行集中爆破制度，即是在爆破时将循环通风暂停，在炮烟得以排除后再进行循环通风；最后，循环风机要求实现自动开关和风量控制，在采用混合式受控循环通风时，将闭锁装置安装在抽出式风机和压入式风机之间，以此通过风机的延缓启动，避免闭路循环风流的出现，并且在控制两台风机风量比的同时使得受控循环通风的除尘和降温获得最佳效果。
参考文献
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