[发明专利]一种综掘面反向旋流风分域通风控尘方法及系统

说明书

本发明提供了一种综掘面反向旋流风分域通风控尘方法及系统，通过径向风喷射口与导流机构，实现了在曲面导流板引导下形成反向旋流风，为除迎头区域外的作业区提供新鲜无污染的空气。在压风高速射流场和径向风流共同作用下，在距迎头5米‑8米范围内形成横向涡流，横向涡流场将迎头的高浓度粉尘封闭在该区域内，并最终由抽风筒全部抽出净化；此外，本发明提供了实现该方法的系统。本发明使绝大部分风流向巷道后方运移并形成反向旋流风，旋流风方向逐渐指向巷道后方，为除迎头区域外的作业区提供大量稳定的新鲜风流，同时迎头区域可形成较高风速，有效缓解传统附壁风筒技术中常见的瓦斯聚积问题，降低了瓦斯爆炸风险。

技术领域

本发明综掘面控除尘方法，尤其涉及一种综掘面反向旋流风分域通风控尘方法及系统。

背景技术

近年来，随着煤矿机械化程度的不断提高，开采强度的不断加大，煤矿井下采掘工作面的粉尘浓度剧增，作业环境恶化，严重威胁着矿井的安全生产和工人的身心健康。目前国内采掘工作面在未采取措施时粉尘浓度一般在1000～2500mg/m³，个别情况甚至高于3000mg/m³。采取措施后多数工作面的作业环境依然相当恶劣，综掘司机工作地点粉尘浓度最大可达400～900mg/m³。新版《煤矿安全规程》中规定作业场所空气中总粉尘和呼吸性粉尘时间加权平均容许浓度(游离SiO₂含量10％)分别为4.0mg/m³和2.5mg/m³，上述地点的粉尘浓度已远远超出国家规程的上限值。

为了解决综掘工作面高浓度粉尘污染问题，通常采用喷雾降尘、通风除尘、化学抑尘、注水降尘等多类措施，其中附壁风筒技术是通风除尘效果较好的方法之一，控除尘效果显著，其主要通过产生径向旋流风并在抽风负压作用下向迎头方向运移，形成一致指向迎头的控尘风幕，但由于国内外研发的附壁风筒重量较重，工人操作复杂，具有高空作业风险，且迎头区域时常出现瓦斯聚积问题，往往因工人不及时调整附壁风筒位置，造成控除尘效果不佳，除非在巷道中另增设单轨吊辅助移动，否则很难在综掘面进一步推广使用。

因此，现有技术有待于更进一步的改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种综掘面反向旋流风分域通风控尘方法及系统，形成向巷道后部移动的反向旋流风，大大降低了工人作业量，克服了瓦斯聚积的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明方案包括：

一种综掘面反向旋流风分域通风控尘方法，综掘面内布置的压风筒运输新鲜风流，并按照一定比例由径向风喷射口和轴向风喷射口分别射出；压风筒另一侧的综掘面内布置有抽风筒，抽风筒的抽风口位于轴向风喷射口与迎头之间；其包括以下步骤：

轴向风喷射口喷射出轴向风，轴向风推动迎头产生的高浓度粉尘颗粒向前运移形成横向涡流场，横向涡流场控制上述高浓度粉尘颗粒始终在距迎头5米-8米范围内运移，横向涡流场由抽风筒全部抽出净化；

径向风喷射口喷射的径向风流在附壁效应下沿综掘面形成全断面的密闭风幕；

综掘面内在与径向风喷射口对应处设置有导流机构，导流机构包括竖直布置的曲面导流板；密闭风幕一部分风流在曲面导流板引导下形成旋流风向巷道后方运移逐渐形成反向旋流风，通过抽风量控制器抽吸形成负压，引导并加速反向旋流风向后运移，使旋流风充满整个巷道断面，，为除迎头区域外的作业区提供新鲜无污染的空气；同时全断面的密闭风幕阻止横向涡流场的扩张，有效控制上述高浓度粉尘颗粒。

所述的综掘面反向旋流风分域通风控尘方法，其中，经轴向风喷射口喷射出的轴向风流风量约占压风筒输入总压风量的20％～35％，剩余风量由径向风喷射口喷射。