1 掘進(jìn)面迎頭區(qū)放炮后的排煙問題

    礦井掘進(jìn)面的大都采用局部通風(fēng)機(jī)壓人式通風(fēng)。壓入式通風(fēng)形成的射流屬于末端封閉的有限貼壁射流，如圖1。

    在礦井條件下，射流的有效射程Ls(m)與巷道斷面s(m2)的經(jīng)驗(yàn)公式：Ls=(4～5)

    假設(shè)巷道斷面為5m2，那么，其風(fēng)流的有效射程Ls約為10m。

    當(dāng)風(fēng)筒出風(fēng)口離工作面迎頭的距離小于有效射程Ls時(shí)，由于射流的紊流擴(kuò)散和卷吸作用，使得迎頭區(qū)炮煙與新鮮風(fēng)發(fā)生強(qiáng)烈的摻混，沿著巷道向外推移，炮煙濃度逐漸趨于均勻化，源源不斷的新鮮風(fēng)就不斷將炮煙置換，因此能迅速將炮煙排出。

    當(dāng)風(fēng)筒出風(fēng)口離工作面的距離大于有效射程Ls時(shí)，在Ls之外還存在一個(gè)由射流反向流動(dòng)引起的循環(huán)渦流區(qū)，更遠(yuǎn)時(shí)可能出現(xiàn)第二個(gè)循環(huán)渦流區(qū)。因其渦流擴(kuò)散強(qiáng)度小，炮煙排出將十分緩慢。

    如果直接把風(fēng)筒掛進(jìn)迎頭區(qū)進(jìn)行排煙，工作面在爆破時(shí)破碎的巖石又會(huì)把離得較近的風(fēng)筒砸碎，不能達(dá)到較為理想的排煙效果。

    2 掘進(jìn)面迎頭區(qū)采用動(dòng)力風(fēng)排煙的危害性

    由于迎頭區(qū)排煙時(shí)間長，礦井的一些作業(yè)工人為加快作業(yè)循環(huán)時(shí)間，在井下偷偷使用高壓動(dòng)力風(fēng)作為輔助通風(fēng)手段，但動(dòng)力風(fēng)中含有大量對人體有害的高分子油類微粒，而且高壓風(fēng)也會(huì)重新?lián)P起工作面的落塵，產(chǎn)生二次塵害。

    掘進(jìn)面采用動(dòng)力風(fēng)通風(fēng)不但是對能源的極大浪費(fèi)，還會(huì)影響掘進(jìn)面的正常作業(yè)循環(huán)，甚至形成惡性循環(huán)。

    假設(shè)，礦井下有兩臺(tái)風(fēng)鉆同時(shí)在甲、乙兩個(gè)地點(diǎn)作業(yè)，其中甲地離空壓機(jī)1500m，乙地離空壓機(jī)3000m，那么，壓力風(fēng)的壓力坡度線示意圖如圖2所示。

    從圖中可以較為直觀地看出，正常打眼時(shí)甲地鑿巖機(jī)的有效風(fēng)壓較大于乙地，在巖性硬度相當(dāng)?shù)那闆r下，打眼工序甲地將比乙地快。接著，甲地放炮之后便開始采用動(dòng)力風(fēng)通風(fēng)，其結(jié)果造成流程壓力的迅迅下降，使得乙地的鑿巖機(jī)有效風(fēng)壓急減，從而影響乙地打眼工序的正常進(jìn)行。3改善掘進(jìn)面迎頭區(qū)排煙問題的辦法

    掘進(jìn)面放炮后的迎頭區(qū)排煙問題應(yīng)該是目前使用的局部通風(fēng)方式普遍存在的缺陷。采取何種方法解決這一缺陷，筆者對其進(jìn)行設(shè)想，供大家探討。

    3.1 設(shè)想

    有一種能自動(dòng)伸縮的風(fēng)筒，在放炮時(shí)退出迎頭易受損區(qū)，待放炮過后又能在炮煙很濃的情況下自動(dòng)伸進(jìn)迎頭，使出風(fēng)口的有效射程進(jìn)入工作面迎頭區(qū)進(jìn)行高效排煙。

    3.2 方案設(shè)計(jì)

    風(fēng)筒設(shè)計(jì)：風(fēng)筒末端20m可選用輕質(zhì)柔軟的防靜電抗阻燃材料，末端20m可加工成以下樣式，如圖3、圖4所示。

    如果風(fēng)筒布的直徑是50cm，那么每隔50cm的距離，在風(fēng)筒布的里面撐一個(gè)撐環(huán)，撐環(huán)上部固定一個(gè)光滑吊環(huán)，吊環(huán)吊掛在滑桿上。

    滑桿可加工成每5m一小節(jié)，共4節(jié)，使用螺紋無縫聯(lián)接，以便于井下移動(dòng)及運(yùn)輸?；瑮U靠局部通風(fēng)機(jī)的一頭，設(shè)一鉤頭，鉤頭上按一方向標(biāo)，如圖5所示，轉(zhuǎn)動(dòng)方向標(biāo)可使鉤頭閉合與張開，鉤頭閉合時(shí)能扣住收縮起的風(fēng)筒且方向標(biāo)與巷道成垂直狀，方向標(biāo)受放炮；中擊波推動(dòng)成巷道方向一致，鉤頭張開同時(shí)放開收縮的風(fēng)筒，風(fēng)筒在風(fēng)壓的推動(dòng)下向迎頭滑動(dòng)，進(jìn)入有效排煙區(qū)進(jìn)行排煙。

    3.3 操作要點(diǎn)

    操作完放炮工序的裝藥聯(lián)線之后，人員在即將撤離工作面時(shí)，把風(fēng)筒末端順羞滑桿推離迎頭，在滑桿頭用鉤頭鉤住最后一個(gè)吊環(huán)，不讓風(fēng)筒被風(fēng)壓打開，把方向標(biāo)橫對著迎頭。放炮時(shí)的沖擊波將轉(zhuǎn)動(dòng)方向標(biāo)，使之松開鉤頭，風(fēng)筒內(nèi)的風(fēng)壓將作用在風(fēng)筒折疊處，把風(fēng)筒逐步推向迎頭。