本實(shí)用新型涉及一種控制煤巷通風(fēng)風(fēng)流的裝置，特別是關(guān)于能夠根據(jù)巷道瓦斯?jié)舛茸詣?dòng)調(diào)節(jié)雙層巷道空間比例的一種防止瓦斯超限的煤巷雙層通風(fēng)裝置。

背景技術(shù)：

眾所周知，煤巷掘進(jìn)是煤礦井工開采必不可少的一項(xiàng)工作；在煤巷掘進(jìn)過程中，又必然存在瓦斯治理問題。

目前，煤礦瓦斯治理方法可分為通風(fēng)和抽采兩種；對于瓦斯含量比較高的煤層（甚至于突出煤層），煤巷掘進(jìn)的瓦斯治理，通常采用通風(fēng)和抽采兩種方法聯(lián)合進(jìn)行；對于瓦斯含量比較低的煤層，采用通風(fēng)即可解決煤巷掘進(jìn)的瓦斯治理問題。

對于瓦斯含量偏高，僅采用通風(fēng)方法不能解決瓦斯治理問題的煤巷（國家《煤礦安全規(guī)程》要求煤巷掘進(jìn)的最高風(fēng)速不能超過4m/s，并且，風(fēng)速太高也不利于煤塵的治理，容易導(dǎo)致煤塵濃度超限），如果增加抽采措施進(jìn)行瓦斯治理，則需增加相應(yīng)的人力、物力，耗費(fèi)巨大，不經(jīng)濟(jì)。

因此，對于類似上述煤巷掘進(jìn)過程中遇到的瓦斯治理問題，探索出一種既能滿足《煤礦安全規(guī)程》的要求，有效防止瓦斯、風(fēng)速與煤塵超限，又能降低瓦斯治理費(fèi)用的通風(fēng)方法與裝置就顯得尤為迫切。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的主要技術(shù)問題是提供一種防止瓦斯超限的煤巷雙層通風(fēng)裝置。

解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是：一種防止瓦斯超限的煤巷雙層通風(fēng)裝置，由局部通風(fēng)機(jī)、風(fēng)筒、巷道空間分隔裝置和聯(lián)接器組成；所述巷道空間分隔裝置為彈性結(jié)構(gòu)，由聯(lián)接器懸掛于掘進(jìn)巷道內(nèi)，其縱截面與掘進(jìn)巷道縱截面形狀相吻合，沿掘進(jìn)巷道的掘進(jìn)方向延伸，巷道空間分隔裝置的里端與開采面之間以及其外徑與掘進(jìn)巷道內(nèi)壁之間留有通道，底端與地面充分接觸，形成直線形內(nèi)層通風(fēng)通道和U形外層通風(fēng)通道，所述通風(fēng)通道與通風(fēng)巷道連通；所述風(fēng)筒水平懸掛于巷道空間分隔裝置的內(nèi)壁一側(cè)，其外端連接局部風(fēng)機(jī)；所述聯(lián)接器為熱反應(yīng)式伸縮結(jié)構(gòu)，當(dāng)瓦斯?jié)舛瘸迺r(shí)聯(lián)接器增長，促使巷道空間分隔裝置發(fā)生形變，使外層通風(fēng)通道體積增大。

所述聯(lián)接器包括聯(lián)接環(huán)、繩索、盒子、熱催化元件、彈性袋、膨脹劑和導(dǎo)熱金屬絲；所述彈性袋內(nèi)滿裝膨脹劑，熱催化元件設(shè)置于盒子內(nèi)，盒子的周壁均布進(jìn)氣孔，盒子一端通過繩索連接聯(lián)接環(huán)，另一端與彈性袋的一端固連，導(dǎo)熱金屬絲預(yù)設(shè)于膨脹劑中，并與熱催化元件連接；彈性袋的另一端順序固連繩索和連接環(huán)。

所述巷道空間分隔裝置的兩底端設(shè)置配重。

所述膨脹劑為水銀；所述彈性袋為橡膠囊。

所述局部通風(fēng)機(jī)與風(fēng)筒通過卡箍聯(lián)接；風(fēng)筒由多節(jié)組成，具體節(jié)數(shù)可根據(jù)掘進(jìn)巷道的長度而定，每兩節(jié)風(fēng)筒之間采用膠體粘結(jié)；風(fēng)筒緊靠巷道空間分隔裝置鋪設(shè)，離地面高1-2m，采用風(fēng)筒外表面的環(huán)與巷道空間分隔裝置內(nèi)表面的繩索系在一起。

所述聯(lián)接器三個(gè)設(shè)置為一組，其中一個(gè)設(shè)置在巷道空間分隔裝置正上方，另兩個(gè)對稱設(shè)置在巷道空間分隔裝置兩側(cè)的上部，并沿巷道分隔裝置的長度設(shè)置多組，每兩組之間間隔5m，具體組數(shù)根據(jù)巷道長度而定。

一種防止瓦斯超限的煤巷雙層通風(fēng)方法，其步驟如下：

步驟一）當(dāng)掘進(jìn)巷道工作面掘進(jìn)6m時(shí)，在通風(fēng)巷道的進(jìn)風(fēng)段距掘進(jìn)巷道入口10m處安設(shè)局部通風(fēng)機(jī)，并聯(lián)接風(fēng)筒至入口處；

步驟二）鋪設(shè)巷道空間分隔裝置，并采用聯(lián)接器將其與掘進(jìn)巷道懸掛連接，巷道空間分隔裝置兩底端在所包扎的配重作用下與地面相接觸，并基本密封，從而有效實(shí)現(xiàn)巷道的空間分割；

步驟三）增加風(fēng)筒的節(jié)數(shù)，沿巷道空間分隔裝置的內(nèi)側(cè)設(shè)置，離地面高1-2m，采用繩索將風(fēng)筒與空間分隔裝置系在一起；

步驟四）啟動(dòng)局部通風(fēng)機(jī)，風(fēng)流經(jīng)風(fēng)筒流向工作面，部分瓦斯和風(fēng)流經(jīng)內(nèi)層通風(fēng)通道向外流出，最高允許瓦斯?jié)舛葹?%；另一部分瓦斯和風(fēng)流流向外層通風(fēng)通道，并與沿途巷道煤壁涌出的瓦斯混合在一起，向外流出，最高允許瓦斯?jié)舛葹?.5%；

步驟五）在掘進(jìn)巷道入口位置，兩股風(fēng)流匯合，并經(jīng)通風(fēng)巷道進(jìn)風(fēng)段的主風(fēng)流稀釋后，一起流入通風(fēng)巷道回風(fēng)段；

步驟六）隨著工作面的向前推進(jìn)，及時(shí)延長巷道空間分隔裝置和風(fēng)筒；巷道空間分隔裝置的截面尺寸隨著外層通風(fēng)通道內(nèi)的瓦斯?jié)舛仍鰷p而縮小或延伸，在確保瓦斯不超限的條件下，盡可能增加內(nèi)層通風(fēng)通道的斷面尺寸，有效降低對掘進(jìn)工藝的影響。

所述掘進(jìn)巷道與通風(fēng)巷道組成T形結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型所述的防止瓦斯超限的煤巷雙層通風(fēng)裝置，利用巷道空間分隔裝置將掘進(jìn)巷道分成內(nèi)層通風(fēng)通道和外層通風(fēng)通道兩個(gè)空間，從而使得局部通風(fēng)機(jī)1的風(fēng)經(jīng)風(fēng)筒2到達(dá)掘進(jìn)巷道端部后，分兩路回風(fēng)。在內(nèi)層通風(fēng)通道內(nèi)，布置正常的掘進(jìn)工藝，其通風(fēng)要求與正常的煤巷是一致的（最高允許瓦斯?jié)舛葹?%）；在外層通風(fēng)通道內(nèi)，只有通風(fēng)，沒有其它任何工藝，因此，可看作是專用瓦斯排放巷（最高允許瓦斯?jié)舛葹?.5%）。

上述防止瓦斯超限的煤巷雙層通風(fēng)裝置的通風(fēng)方法，外層通風(fēng)通道內(nèi)的含瓦斯氣體，可自由進(jìn)入帶孔的盒子，并與熱催化元件發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生的熱量通過導(dǎo)熱金屬絲傳遞給膨脹劑；當(dāng)外層巷道的瓦斯?jié)舛壬邥r(shí)，膨脹劑會升溫膨脹，彈性袋在膨脹壓力作用下，自動(dòng)伸長，從而增加聯(lián)接器的長度，并最終導(dǎo)致外層通風(fēng)通道的空間體積增大，增加風(fēng)量，降低瓦斯?jié)舛?；反之，?dāng)外層巷道的瓦斯?jié)舛冉档蜁r(shí)，聯(lián)接器的長度會自動(dòng)收縮，外層通風(fēng)通道的空間體積減小，風(fēng)量降低，瓦斯?jié)舛壬仙?。從外層通風(fēng)通道和內(nèi)層通風(fēng)通道回來的風(fēng)流混合在一起后，其濃度可能超過普通巷道的最高允許濃度（1%），但是，只要適當(dāng)增加進(jìn)風(fēng)段的風(fēng)量，即可稀釋該瓦斯?jié)舛?，確保回風(fēng)段的瓦斯?jié)舛炔粫蕖?/p>

本實(shí)用新型的有益效果是：一種防止瓦斯超限的煤巷雙層通風(fēng)裝置，通過重新構(gòu)建煤巷的通風(fēng)空間，將其一分為二；內(nèi)層通風(fēng)通道執(zhí)行正常的巷道通風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)，而外層通風(fēng)通道因其沒有其它的任何工藝，僅僅利用通風(fēng)排瓦斯，因此，可按專用瓦斯排放巷的標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行，將最高允許瓦斯?jié)舛扔?%提高到了2.5%，大大提高了通風(fēng)治理瓦斯的能力。聯(lián)接器可根據(jù)外層通風(fēng)通道的瓦斯?jié)舛茸孕姓{(diào)節(jié)其長度，從而使得外層通風(fēng)通道的空間體積可隨瓦斯?jié)舛鹊淖兓兓?；在確保瓦斯?jié)舛炔怀薜那疤嵯?，盡可能提高內(nèi)層通風(fēng)通道的斷面尺寸，降低對掘進(jìn)工藝的影響。由于外層通風(fēng)通道的最高允許瓦斯?jié)舛缺绕胀ㄍL(fēng)巷道要高，并且外層通風(fēng)通道的空間體積可根據(jù)瓦斯?jié)舛茸孕姓{(diào)節(jié)，因此，該工藝可大大提高局部通風(fēng)的瓦斯治理能力；解決了長期以來煤層瓦斯涌出量偏高時(shí)的治理技術(shù)難題（僅采用普通的通風(fēng)方法，瓦斯容易超限；增加瓦斯抽采技術(shù)措施，費(fèi)用昂貴）。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1的A-A剖視圖。

圖3為聯(lián)接器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)記如下：1.局部通風(fēng)機(jī)，2.風(fēng)筒，3.巷道空間分隔裝置，4.聯(lián)接器，41.聯(lián)接環(huán)，42.繩索，43.盒子，44.熱催化元件，45.彈性袋，46.膨脹劑，47.導(dǎo)熱金屬絲，48.繩索，49.聯(lián)接環(huán),5.內(nèi)層通風(fēng)通道，6.外層通風(fēng)通道，7.通風(fēng)巷道，8.掘進(jìn)巷道。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖1、2和3可以看出，一種防止瓦斯超限的煤巷雙層通風(fēng)裝置，由局部通風(fēng)機(jī)1、風(fēng)筒2、巷道空間分隔裝置3和聯(lián)接器4組成；所述巷道空間分隔裝置3為彈性結(jié)構(gòu)，由聯(lián)接器4懸掛于掘進(jìn)巷道8內(nèi)，其縱截面與掘進(jìn)巷道8縱截面形狀相吻合，沿掘進(jìn)巷道8的掘進(jìn)方向延伸，巷道空間分隔裝置3的里端與開采面之間以及其外徑與掘進(jìn)巷道8內(nèi)壁之間留有通道，底端與地面充分接觸，形成直線形內(nèi)層通風(fēng)通道5和U形外層通風(fēng)通道6，所述通風(fēng)通道與通風(fēng)巷道7連通；所述風(fēng)筒2水平懸掛于巷道空間分隔裝置3的內(nèi)壁一側(cè)，其外端連接局部風(fēng)機(jī)1；所述聯(lián)接器4為熱反應(yīng)式伸縮結(jié)構(gòu)，當(dāng)瓦斯?jié)舛瘸迺r(shí)聯(lián)接器4增長，促使巷道空間分隔裝置3發(fā)生形變，使外層通風(fēng)通道體6積增大。

所述聯(lián)接器4包括聯(lián)接環(huán)41、49、繩索42、48、盒子43、熱催化元件44、彈性袋45、膨脹劑46和導(dǎo)熱金屬絲47；所述彈性袋45內(nèi)滿裝膨脹劑46，熱催化元件44設(shè)置于盒子43內(nèi)，盒子43的周壁均布進(jìn)氣孔，盒子43一端通過繩索42連接聯(lián)接環(huán)41，另一端與彈性袋45的一端固連，導(dǎo)熱金屬絲47預(yù)設(shè)于膨脹劑46中，并與熱催化元件44連接；彈性袋45的另一端順序固連繩索48和連接環(huán)49。

所述巷道空間分隔裝置3的兩底端設(shè)置配重。

所述膨脹劑46為水銀；所述彈性袋45為橡膠囊。

所述局部通風(fēng)機(jī)1與風(fēng)筒2通過卡箍聯(lián)接；風(fēng)筒2由多節(jié)組成，具體節(jié)數(shù)可根據(jù)掘進(jìn)巷道8的長度而定，每兩節(jié)風(fēng)筒2之間采用膠體粘結(jié)；風(fēng)筒2緊靠巷道空間分隔裝置3鋪設(shè)，離地面高約1-2m，采用風(fēng)筒2外表面的環(huán)與巷道空間分隔裝置3內(nèi)表面的繩索系在一起。

所述巷道空間分隔裝置3與掘進(jìn)巷道8的巷壁之間采用聯(lián)接器4相聯(lián)接，并且它的兩端包扎密度較高的鐵或石頭等配重，使其始終與地面相接觸，確保巷道空間分割做到嚴(yán)密、可靠；聯(lián)接器4的聯(lián)接環(huán)4-1通過繩索系在巷道空間分隔裝置3外表面上；聯(lián)接環(huán)4-1通過繩索4-2與帶孔的盒子4-3相聯(lián)接；熱催化元件4-4內(nèi)置于帶孔的盒子4-3中，并穿透帶孔的盒子4-3，與導(dǎo)熱金屬絲4-7相聯(lián)接。

所述膨脹劑4-6和導(dǎo)熱金屬絲4-7放置在彈性袋4-5內(nèi)部；繩索4-8和盒子4-3通過彈性袋4-5相聯(lián)接；繩索4-8的另一頭系在聯(lián)接環(huán)4-9上，聯(lián)接環(huán)4-9緊掛在巷道煤壁的錨網(wǎng)上。

所述聯(lián)接器4三個(gè)設(shè)置為一組，其中一個(gè)設(shè)置在巷道空間分隔裝置3正上方，另兩個(gè)對稱設(shè)置在巷道空間分隔裝置3兩側(cè)的上部，并沿巷道分隔裝置3的長度設(shè)置多組，每兩組之間間隔5m，具體組數(shù)根據(jù)巷道長度而定。

當(dāng)煤巷向前掘進(jìn)時(shí)，工作面前方煤壁、落煤及沿途巷道煤壁均會涌出瓦斯；風(fēng)筒2將風(fēng)送入工作面后，工作面前方煤壁和落煤所涌出的瓦斯大部分被風(fēng)流從內(nèi)層通風(fēng)通道5帶出，其余部分隨風(fēng)流進(jìn)入外層通風(fēng)通道6，并與沿途巷道煤壁涌出的瓦斯混合在一起，向外流出；到達(dá)煤巷入口位置后，隨通風(fēng)巷道7進(jìn)風(fēng)段的主風(fēng)流一起流入通風(fēng)巷道7的回風(fēng)段。

一種防止瓦斯超限的煤巷雙層通風(fēng)方法，其步驟如下：

步驟一）當(dāng)掘進(jìn)巷道8工作面掘進(jìn)6m時(shí)，在通風(fēng)巷道7的進(jìn)風(fēng)段距掘進(jìn)巷道7入口10m處安設(shè)局部通風(fēng)機(jī)1，并聯(lián)接風(fēng)筒2至入口處；

步驟二）鋪設(shè)巷道空間分隔裝置3，并采用聯(lián)接器4將其與掘進(jìn)巷道8懸掛連接，巷道空間分隔裝置兩底端在所包扎的配重作用下與地面相接觸，并基本密封，從而有效實(shí)現(xiàn)巷道的空間分割；

步驟三）增加風(fēng)筒2的節(jié)數(shù)，沿巷道空間分隔裝置3的內(nèi)側(cè)設(shè)置，離地面高1-2m，采用繩索將風(fēng)筒與巷道空間分隔裝置3系在一起；

步驟四）啟動(dòng)局部通風(fēng)機(jī)1，風(fēng)流經(jīng)風(fēng)筒2流向工作面，部分瓦斯和風(fēng)流經(jīng)內(nèi)層通風(fēng)通道5向外流出，最高允許瓦斯?jié)舛葹?%；另一部分瓦斯和風(fēng)流流向外層通風(fēng)通道6，并與沿途巷道煤壁涌出的瓦斯混合在一起，向外流出，最高允許瓦斯?jié)舛葹?.5%；

步驟五）在掘進(jìn)巷道8入口位置，兩股風(fēng)流匯合，并經(jīng)通風(fēng)巷道7進(jìn)風(fēng)段的主風(fēng)流稀釋后，一起流入通風(fēng)巷道7回風(fēng)段；

步驟六）隨著工作面的向前推進(jìn)，及時(shí)延長巷道空間分隔裝置3和風(fēng)筒2；巷道空間分隔裝置3的截面尺寸隨著外層通風(fēng)通道6內(nèi)的瓦斯?jié)舛仍鰷p而縮小或延伸，在確保瓦斯不超限的條件下，盡可能增加內(nèi)層通風(fēng)通道5的斷面尺寸，有效降低對掘進(jìn)工藝的影響。

下面結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

已經(jīng)構(gòu)成通風(fēng)回路的通風(fēng)巷道7斷面呈梯形，上邊寬4m，下邊寬5m，高4m，長2000m，采用工字鋼支護(hù)；掘進(jìn)巷道8斷面呈半圓拱形，半圓的半徑為2m，巷道寬4m，圓心至地面高2m，采用錨網(wǎng)支護(hù)，巷道長1000m。

局部通風(fēng)機(jī)1為FBD系列煤礦用局部通風(fēng)機(jī)，風(fēng)筒2為礦用輕質(zhì)柔性風(fēng)筒，直徑600mm，長1010m；聯(lián)接局部通風(fēng)機(jī)1和風(fēng)筒2的卡箍為雙鋼絲卡箍。

巷道空間分隔裝置3為具有一定彈性并且不透氣、抗靜電的膠皮，總長995m，寬約13.4m；其周邊輪廓離巷道煤壁約0.5m。

聯(lián)接環(huán)4-1和聯(lián)接環(huán)4-9均為一圓形的鐵絲環(huán)，鐵絲自身直徑2mm，圓形直徑40mm；繩索4-2和繩索4-8為普通尼龍繩，直徑4mm，長0.1m；盒子4-3為一個(gè)防爆殼，表面留有多個(gè)直徑1mm小孔，便于氣體進(jìn)入，材質(zhì)為不銹鋼，長0.1m，寬0.1m，厚0.05m；熱催化元件4-4為MJC4T系列煤礦甲烷檢測用載體催化元件；彈性袋4-5為一個(gè)橡膠囊，長0.2m，最粗處為0.1m；膨脹劑4-6為水銀，常溫下裝滿橡膠囊；導(dǎo)熱金屬絲4-7為鋁絲，直徑2mm，長150mm。