[发明专利]煤矿综掘工作面风筒出风口装置的流场优化调节方法

说明书

本发明公开了一种综合考虑煤矿综掘工作面的风流场、瓦斯场及粉尘场运移分布规律，对风筒出风口参数进行综合优化调节方法，当风筒出风口距端头距离分别为5m、6m、7m、8m、9m、10m时，调节机构将风筒出风口直径分别调节为1.1m～1.2m、0.9m～1m、0.9m～1m、0.9m～1m、0.7m～0.8m、0.7m～0.8m，将右偏转角度分别调节为14°～15°、14°～15°、13°～15°、11°～13°、10°～12°、10°～11°，将上偏转角度分别调节为2°～4°、2°～4°、2°～4°、2°～3°、2°～3°、2°～3°。本发明通过对风筒出风口参数综合优化调节，实现了风场精细化管理。

技术领域

本发明属于煤矿掘进通风优化设置技术领域，具体涉及煤矿综掘工作面风筒出风口装置的流场优化调节方法。

背景技术

掘进工作面通风是煤矿安全生产的重要环节，承担着预防煤尘及瓦斯爆炸、降低煤尘对矿工的伤害以及提供舒适工作环境的重要职责。随着掘进规模及机械化程度提高以及对煤矿安全和矿工工作环境的日益重视，掘进工作面通风的精细化管理变得越来越重要，实现掘进工作面安全、节能、绿色通风是目前绿色矿山建设的重要环节之一。

掘进工作面是一个独头巷道，通风回路不完整，稀释和排除煤体涌出的瓦斯气体和作业时产生的粉尘，是靠局部通风机和风筒组成的局部通风系统给端头区域压入的新鲜风流来实现的。解决巷道断面尺寸扩大及超长距离掘进对通风需求增加的方式主要还是实施局部“通风总量”控制，也就是不断提高局部通风机功率和加大风筒直径。随着掘进巷道不断延伸，风筒沿程阻力增加，风能损失也随之增大，通风有效射程末端风流往往不能有效稀释瓦斯和粉尘聚集。

虽然，目前“煤矿安全规程”规定了掘进工作面人员通风量和巷道的风流风速范围。但由于目前煤矿综掘工作面风筒出风口过于简单，出风方向和角度不能改变，直径和前后距离不能随时动态变化，且使用操作过程中仅注意掘进工作面通风量和巷道的风流风速，未能细致考虑综掘工作面的风流场、瓦斯场及粉尘场运移分布规律，容易造成死角区瓦斯粉尘聚集现象严重，导致矿工活动区域的粉尘浓度超标，造成掘进工作面尘肺病率居高不下。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种煤矿综掘工作面风筒出风口装置的流场优化调节方法，其综合细致考虑综掘工作面的风流场、瓦斯场及粉尘场运移分布规律，通过对风筒出风口方向角度、口径及前后距离参数进行调节，为煤矿掘进工作面流场优化分布的精细化管理提供了有效途径。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种煤矿综掘工作面风筒出风口装置的流场优化调节方法，其特征在于：

所述煤矿综掘工作面风筒出风口装置设置在煤矿掘进巷道内左上方，所述煤矿综掘工作面风筒出风口装置包括风筒出风口，和用于调节风筒出风口直径、左右偏转角度、上下偏转角度及前后距离的调节机构；

所述流场优化调节方法包括根据风筒出风口距掘进端头的风流场、瓦斯场及粉尘场，进行风筒出风口直径、右偏转角度、上偏转角度和前后距离调节的步骤；

当风筒出风口距掘进端头距离为5m时，通过调节机构将风筒出风口直径调节为1.1m～1.2m，将风筒出风口右偏转角度调节为14°～15°，将风筒出风口上偏转角度调节为2°～4°；

当风筒出风口距掘进端头距离为7m时，通过调节机构将风筒出风口直径调节为0.9m～1m，将风筒出风口右偏转角度调节为13°～15°，将风筒出风口上偏转角度调节为2°～4°；

当风筒出风口距掘进端头距离为10m时，通过调节机构将风筒出风口直径调节为0.7m～0.8m，将风筒出风口右偏转角度调节为10°～11°，将风筒出风口上偏转角度调节为2°～3°；

当风筒出风口距掘进端头距离超过10m时，将风筒出风口的位置向前调节移动至5m～10m之间合适范围；当风筒出风口距掘进端头距离为5m、7m、10m时，重复上述调节方式进行调节。