1. 矿井通风设施概述
矿井通风系统能否按设计路线把新鲜风流送到采掘工作面,并把污风排出,不仅取决于主要通风机和通风网络,还取决于分布在巷道网络中的各类通风设施。通风设施是人为设置在巷道中的构筑物或装置,用来切断、引导、跨越或调节风流。它们数量多、分布广,一旦设置位置不当或质量不合格,就会造成风流短路、漏风增大、用风地点风量不足,甚至引起瓦斯积聚和自然发火隐患。因此,理解风门、风桥、密闭设施的定义、分类与作用,是学习后续设置方法和施工质量要求的基础。
一、三类设施的基本定义与功能定位
风门是设置在需要行人或通车、但又必须隔断风流的巷道中的门状构筑物。它的核心功能是“隔断风流而保留通道”:关闭时切断风流,开启时允许人员、车辆或设备通过。风门通常成组设置,两道风门之间形成一段隔断空间,避免人员通过时风流直接短路。
风桥是当两条巷道交叉、且两条巷道中的风流方向或风压不同时,为使风流互不混合而构筑的立体交叉设施。它的核心功能是“跨越而不混合”:让一条巷道的风流从另一条巷道上方或下方通过,两者在空间上分离。风桥解决的是平面交叉处风流干扰问题,是通风网络立体化的关键节点。
密闭设施(常称密闭墙、挡风墙)是设置在巷道中、完全切断风流通过的构筑物。它的核心功能是“彻底隔断”:把废弃巷道、采空区、火区或暂时不用的巷道与在用通风网络隔开,防止漏风、防止有害气体扩散、防止自然发火。密闭按用途可分为临时密闭、永久密闭和防火密闭等。
二、风门的分类与作用要点
风门按用途可分为普通风门和特殊风门。普通风门用于一般行人、通车巷道,按开启方式又分为单扇门、双扇门、自动风门等;特殊风门包括反风门(用于反风时改变风流方向)、防火门(用于火灾时切断火区风流)、调节风门(门上设可调窗口,兼有调节风量作用)等。按结构材料还可分为木风门、铁风门和混凝土风门。
风门在通风系统中的作用体现在三个方面:一是隔断,把进风巷与回风巷、不同采区之间隔开,防止风流短路;二是控制,通过成组布置和闭锁装置,保证人员通过时不同时开启两道门;三是调节,调节风门通过改变开口面积改变局部阻力,从而调整分支风量。实际设置中,风门应设在巷道平直、支护完好、顶板稳定的地段,前后一定范围内不得有拐弯或分支,以免门前后形成涡流影响隔断效果。
三、风桥的分类与作用要点
风桥按结构形式主要分为绕道式风桥、混凝土风桥和铁风筒风桥。绕道式风桥是在交叉点附近另开一条绕行巷道,使一条风流绕开交叉点,适用于服务年限较短、风量不大的地点;混凝土风桥是在交叉处构筑立体交叉的混凝土巷道,坚固耐用、漏风小,适用于主要通风巷道;铁风筒风桥则是用铁筒或铁板跨越,施工快但服务年限短。
风桥的关键作用是消除平面交叉处的风流混合与干扰。两条巷道交叉时,如果风流直接相通,就会造成一条巷道的污风混入另一条巷道的 fresh 风流,或使风压相互影响。风桥通过立体分离,使两条风流各自独立通过。设置风桥时要注意桥体断面不小于原巷道断面的要求、桥面坡度与支护强度、桥两端与巷道的连接密封,以及桥下净空满足运输和行人要求。
四、密闭设施的分类与作用要点
密闭按服务年限和用途分为临时密闭、永久密闭和防火密闭。临时密闭常用木板、帆布、砖砌等快速构筑,用于短期隔断;永久密闭采用砖、混凝土或料石砌筑,要求墙体厚度、砂浆强度和掏槽深度符合规定,用于长期隔绝采空区、废弃巷道;防火密闭除隔断风流外,还要求不燃材料和足够的耐火性,用于火区封闭。
密闭的作用不仅是“堵住风流”,更重要的是控制漏风通道。采空区和废弃巷道如果与在用通风网络连通,会形成大量漏风,既浪费风量,又可能把采空区内的瓦斯、一氧化碳带出,或向采空区供氧引发自然发火。因此,密闭设置要做到位置选在围岩稳定、矿压小、巷道断面规整处,墙体与巷壁之间要掏槽嵌入,周边用不燃材料充填严实,并设置观测孔和放水孔,便于检查墙内气体和积水情况。
五、三类设施在通风系统中的协同关系
风门、风桥、密闭不是孤立存在的,而是共同构成通风网络的“控制节点”。可以用一个简单示例理解它们的协同:某采区进风巷与回风巷在一条运输大巷处平面交叉,若直接相通,回风会短路进入进风。处理方式是:在交叉处构筑风桥,让回风从上方跨越运输大巷;在采区入口设置两道联锁风门,控制人员通行并隔断风流;对采空区一侧则砌筑永久密闭,切断漏风通道。三者分别承担“跨越”“隔断可通行”“彻底封闭”的功能,缺一不可。
六、设置质量对通风系统的实际影响
通风设施的质量直接反映在通风参数上。以风门为例,若两道风门之间的间距过小或闭锁失效,人员通过时两道门同时开启,会造成风流短路,使工作面风量明显下降;若门框与墙体之间密封不严,漏风量会随门内外压差增大而增加。以密闭为例,若掏槽深度不足或墙后充填不实,采空区漏风会持续存在,墙内氧气浓度可能升高,增加自然发火风险。因此,日常检查中要重点观察风门是否自动关闭严密、闭锁是否有效、密闭墙有无裂缝和渗水、风桥桥体有无变形和漏风点。
综上,风门、风桥、密闭设施分别对应“可通行隔断”“立体跨越”“彻底封闭”三类通风控制需求。掌握它们的定义、分类和作用,是后续学习具体设置位置选择、结构参数确定和质量验收标准的起点。实际工作中应结合通风系统图和现场条件,先明确该处风流需要被怎样控制,再选择对应设施类型,而不能凭习惯随意设置。