一种基于复合硐室的绿色通风系统及方法

1.本发明涉及到一种基于复合硐室的绿色通风系统及方法，尤其适用于煤矿巷道施工、隧道施工以及地下工程领域存在有毒有害气体的压入式通风任务。


背景技术：

2.地下工程综合了许多学科，这些学科保障了地下施工的安全高效。在地下施工作业时，对施工人员最大的危险就是空气输送问题，若空气输送不足，会导致工作人员窒息，若施工时有毒有害气体未及时排出，则会导致工作人员中毒，因此，通风是地下工程中一项非常重要的课题。
3.目前在掘进工作面施工所使用的抽出式通风作为主要通风方式，由于抽出式通风是将污风吸入风筒，所以不会引起煤尘或粉尘飞扬问题，可较大改善掘进工作面的工作环境。但是采用抽出式通风时，工作面中含有瓦斯等有害气体的污风会通过局部通风机，若局部通风机不具备防爆性能，则会引起风机爆炸，从而使风筒中吸收的瓦斯等有害易燃易爆气体发生连环爆炸进而引爆整个地下空间，会使地下施工作业人员的生命健康安全受到极大的威胁，造成极大的损失，因此，如何安全抽排污风是现场急待解决的一大难题。


技术实现要素：

4.技术问题：本发明的目的是要克服现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、操作方便、安全可靠的基于复合硐室的绿色通风系统及方法。
5.技术方案：本发明的一种基于复合硐室的绿色通风系统，包括掘进巷道、大巷，在连通掘进巷道和大巷之间设置围成矩形的主副风巷，主副风巷内分别设有主复合硐室和副复合硐室，所述的主复合硐室内设有a除尘器和a净化器，副复合硐室内设有设有b除尘器和b净化器；所述大巷内设有主风机和副风机，所述主风机上连接有a风筒，副风机上连接有b风筒，连接在主风机上的a风筒经主风巷连通主复合硐室出口，再由主复合硐室入口经主风巷连通掘进巷道，连接在副风机上的b风筒经副风巷连通副复合硐室出口，再由副复合硐室入口经副风巷连通主风巷与a风筒相连接，b风筒与a风筒相连的接口处设有阀门。
6.所述的主复合硐室与副复合硐室并连设置，结构相同，主、副复合硐室为椭圆形或，四个角为圆弧状的矩形。
7.所述的a、b风筒与主副风机相连的管路上分别设有侧量有害气体的气体传感器。
8.所述的a、b风筒为刚性风筒或带刚性骨架的可伸缩风筒。
9.使用上述系统的一种基于复合硐室的绿色通风方法，其特征在于：在掘进巷道中的污风被主风机吸收进入风筒，阀门根据主复合硐室的净化能力智能选择开启或关闭，污风进入主复合硐室或主复合硐室和副复合硐室后，在硐室内的除尘器与净化器开始工作，将污风流中的有害气体净化至合格水平，最后通过大巷汇入主风流管；具体步骤如下：1）在巷道掘进阶段，将送入掘进巷道内的风筒放置在距离掘进迎头位置，开启主风机（8），污风流经a风筒进入主复合硐室，
2）主复合硐室内的a除尘器与a净化器开始工作，污风流中的煤尘、岩尘被除尘器吸收，污风流中的瓦斯、硫化氢气体被净化器净化吸收；3）经过主复合硐室内a除尘器与a净化器净化后的污风流继续沿a风筒流向主风机出口；当污风途经a气体传感器时，污风流中有害的煤尘、岩尘、瓦斯以及硫化氢气体含量被a气体传感器检测，有害气体含量正常，则风流行至大巷，与主风流汇合；若a气体传感器检测到有害气体含量超标时，阀门及副风机开启，a风筒中部份污风流经b风筒进入副复合硐室，主副复合硐室内的a、b除尘器与a、b净化器同时进行净化处理，净化完成后的风流分别经过a、b气体传感器检测，有害气体含量都正常，则风流行至大巷，与主风流汇合。
10.所述阀门与副风机开启后，流入主复合硐室和副复合硐室同时处理后的污风流经a、s气体传感器时，依然检测到有害气体含量超标，a、b气体传感器报警，此时立即停止工作，撤出掘进工作面，待a、b气体传感器检测有害气体含量恢复正常后再继续施工。
11.有益效果：由于采用了上述技术方案，本发明能在掘进工作面存在有害气体时使用抽出式通风方式，将煤尘粉尘从掘进工作面抽出，即保证了掘进工作面的环境，又可防止煤尘粉尘不飞扬；由于使用了主副复合硐室以及除尘器、净化器，使瓦斯等易燃易爆有害气体含量极大地降低，风流经过风机时不会引起爆炸事故，风机可使用符合地下施工标准的原有风机，无需更换，不增加成本，不仅有效降低了事故发生率，而且保证了地下工程施工人员的生命财产安全，使抽出式通风在存在有害气体时安全可靠。其结构简单，操作方便，安全可靠，在本技术领域内具有广泛的实用性。
附图说明
12.图1为本发明基于复合硐室的绿色通风系统示意图。
13.图中：1-掘进巷道；2-主复合硐室；3-副复合硐室；4-大巷；5-风筒；6-除尘器；7-净化器；8-主风机；9-副风机；10-气体传感器；11-阀门。
实施方式
14.下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的说明：本发明的基于复合硐室的绿色通风系统，包括掘进巷道1、大巷4，在连通掘进巷道1和大巷4之间设置围成矩形的主副风巷，主副风巷内分别设有主复合硐室2和副复合硐室3，所述的主复合硐室2与副复合硐室3并连设置，结构相同，主、副复合硐室为椭圆形或，四个角为圆弧状的矩形。所述的主复合硐室2内设有a除尘器6和a净化器7，副复合硐室3内设有设有b除尘器6和b净化器7；所述大巷4内设有主风机8和副风机9，所述主风机8上连接有a风筒5，副风机9上连接有b风筒5，所述的a、b风筒5为刚性风筒或带刚性骨架的可伸缩风筒， a、b风筒5与主副风机相连的管路上分别设有侧量有害气体的气体传感器10。连接在主风机8上的a风筒5经主风巷连通主复合硐室2出口，再由主复合硐室2入口经主风巷连通掘进巷道1，连接在副风机9上的b风筒5经副风巷连通副复合硐室3出口，再由副复合硐室3入口经副风巷连通主风巷与a风筒5相连接，b风筒5与a风筒5相连的接口处设有阀门11。阀门为11自动开闭结构，污风流在经过主复合硐室净化后通过气体传感器，气体传感器会根据风流
情况自动判断有害气体含量，若有害气体含量超标，则自动开启阀门与副风机使污风流分流进入副复合硐室，若副复合硐室在气体传感器判断有害气体超标前已处于开启状态，则气体传感器会报警并停止掘进巷道的掘进工作，待有害气体回归合格水平后再重新施工，以保证施工人员的生命健康。
15.本发明的基于复合硐室的绿色通风方法，在巷道的掘进过程中配套为巷道内部输送新鲜的空气，并将内部的污染气体排出，保证施工人员及工程机械的工作需求。掘进巷道1中的污风被主风机8吸收进入风筒5，阀门11根据主复合硐室2的净化能力智能选择开启或关闭，污风进入主复合硐室2或主复合硐室2和副复合硐室3后，在主副硐室内的除尘器与净化器开始工作，将污风流中的有害气体净化至合格水平，最后通过大巷4汇入主风流管；具体步骤如下：1）在巷道掘进阶段，将送入掘进巷道1内的风筒5放置在距离掘进迎头位置，主风机8启动，污风流行进至阀门11处，由于阀门11未开启，污风流经a风筒5进入主复合硐室2，2）主复合硐室2内的a除尘器6与a净化器7开始工作，污风流中的煤尘、岩尘被除尘器6吸收，污风流中的瓦斯、硫化氢气体被净化器7净化吸收；3）经过主复合硐室2内a除尘器6与a净化器7净化后的污风流继续沿a风筒5流向主风机8出口；当污风途经a气体传感器10时，污风流中有害的煤尘、岩尘、瓦斯以及硫化氢气体含量被a气体传感器10检测，有害气体含量正常，则风流行至大巷4，与主风流汇合；若a气体传感器10检测到有害气体含量超标时，阀门11及副风机9开启，a风筒5中部份污风流经b风筒5进入副复合硐室3，主副复合硐室内的a、b除尘器6与a、b净化器7同时进行净化处理，净化完成后的风流分别经过a、b气体传感器10检测，有害气体含量都正常，则风流行至大巷4，与主风流汇合。
16.所述阀门11与副风机9开启后，流入主复合硐室2和副复合硐室3同时处理后的污风流经a、s气体传感器10时，依然检测到有害气体含量超标，a、b气体传感器10报警，此时立即关机停止工作，撤出掘进工作面，待a、b气体传感器10检测有害气体含量恢复正常后再继续施工。巷道施工中通风方式通常可采用：压入式通风，通风效果好，但容易污染整个工作环境；抽出式通风，所需风量小，不污染环境，但遇到瓦斯等有害气体浓度高的工作面会引起爆炸风险。

技术特征：
1.一种基于复合硐室的绿色通风系统，包括掘进巷道(1)、大巷(4)，其特征在于：在连通掘进巷道(1)和大巷(4)之间设置围成矩形的主副风巷，主副风巷内分别设有主复合硐室(2)和副复合硐室(3)，所述的主复合硐室(2)内设有a除尘器(6)和a净化器(7)，副复合硐室(3)内设有设有b除尘器(6)和b净化器(7)；所述大巷(4)内设有主风机(8)和副风机(9)，所述主风机(8)上连接有a风筒(5)，副风机(9)上连接有b风筒(5)，连接在主风机(8)上的a风筒(5)经主风巷连通主复合硐室(2)出口，再由主复合硐室(2)入口经主风巷连通掘进巷道(1)，连接在副风机(9)上的b风筒(5)经副风巷连通副复合硐室(3)出口，再由副复合硐室(3)入口经副风巷连通主风巷与a风筒(5)相连接，b风筒(5)与a风筒(5)相连的接口处设有阀门(11)。2.根据权利要求1所述的.一种基于复合硐室的绿色通风系统，其特征在于：所述的主复合硐室(2)与副复合硐室(3)并连设置，结构相同，主、副复合硐室为椭圆形或，四个角为圆弧状的矩形。3.根据权利要求1所述的.一种基于复合硐室的绿色通风系统，其特征在于：所述的a、b风筒(5)与主副风机相连的管路上分别设有侧量有害气体的a、b气体传感器(10)。4.根据权利要求1或3所述的.一种基于复合硐室的绿色通风系统，其特征在于：所述的a、b风筒(5)为刚性风筒或带刚性骨架的可伸缩风筒。5.一种使用权利要求1、2、3或4所述系统的.基于复合硐室的绿色通风方法，其特征在于：在掘进巷道(1)中的污风被主风机(8)吸收进入风筒(5)，阀门(11)根据主复合硐室(2)的净化能力智能选择开启或关闭，污风进入主复合硐室(2)或主复合硐室(2)和副复合硐室(3)后，在硐室内的除尘器与净化器开始工作，将污风流中的有害气体净化至合格水平，最后通过大巷(4)汇入主风流管；具体步骤如下：1)在巷道掘进阶段，将送入掘进巷道(1)内的风筒(5)放置在距离掘进迎头位置，开启主风机(8)，污风流经a风筒(5)进入主复合硐室(2)，2)主复合硐室(2)内的a除尘器(6)与a净化器(7)开始工作，污风流中的煤尘、岩尘被除尘器(6)吸收，污风流中的瓦斯、硫化氢气体被净化器(7)净化吸收；3)经过主复合硐室(2)内a除尘器(6)与a净化器(7)净化后的污风流继续沿a风筒(5)流向主风机(8)出口；当污风途经a气体传感器(10)时，污风流中有害的煤尘、岩尘、瓦斯以及硫化氢气体含量被a气体传感器(10)检测，有害气体含量正常，则风流行至大巷(4)，与主风流汇合；若a气体传感器(10)检测到有害气体含量超标时，阀门(11)及副风机(9)开启，a风筒(5)中部份污风流经b风筒(5)进入副复合硐室(3)，主副复合硐室内的a、b除尘器(6)与a、b净化器(7)同时进行净化处理，净化完成后的风流分别经过a、b气体传感器(10)检测，有害气体含量都正常，则风流行至大巷(4)，与主风流汇合。6.根据权利要求5所述的一种基于复合硐室的绿色通风方法，其特征在于：所述阀门(11)与副风机(9)开启后，流入主复合硐室(2)和副复合硐室(3)同时处理后的污风流经a、s气体传感器(10)时，依然检测到有害气体含量超标，a、b气体传感器(10)报警，此时立即停止工作，撤出掘进工作面，待a、b气体传感器(10)检测有害气体含量恢复正常后再继续施工。

技术总结
一种基于复合硐室的绿色通风系统及方法，系统包括掘进巷道、大巷，在连通掘进巷道和大巷之间设置围成矩形的主副风巷，主副风巷内分别设有主复合硐室和副复合硐室，主副复合硐室内分别设有除尘器和净化器，大巷内设有主风机和副风机，主副风机上分别连接有风筒，连接在主风机上的A风筒经主风巷连通主复合硐室出口，再由主复合硐室入口经主风巷连通掘进巷道，连接在副风机上的B风筒经副风巷连通副复合硐室出口，再由副复合硐室入口经副风巷连通主风巷与A风筒相连接，B风筒与A风筒相连的接口处设有阀门。将煤尘粉尘从掘进工作面抽出，保证了掘进工作面的环境，解决了在巷道掘进过程中由于瓦斯等有害气体较大而无法使用抽出式通风的问题。式通风的问题。式通风的问题。


技术研发人员：牛敏学 吴琪 陈瑞基 任泽辉 姜昊 刘灿灿
受保护的技术使用者：中国矿业大学
技术研发日：2023.06.02
技术公布日：2023/8/13