一种煤矿安全节能通风系统

摘要

本发明涉及矿山通风技术领域。目的在于提供一种能够极大的降低安全风险的煤矿安全节能通风系统。本发明所采用的技术方案是：一种煤矿安全节能通风系统，包括设置在矿井内顶面上的排风管道和设置在矿井内地面上的进风管道，进风管道上设置若干出风百叶；排风管道上均匀设置有若干排风段；排风段的两侧设置排风百叶，排风百叶内侧的排风段内设置有一张与排风段侧壁平行的竖向的轻质薄板，轻质薄板的顶部与滑动杆的下端连接，滑动杆的上端穿过排风段顶面的导向孔，并与悬浮气囊连接，悬浮气囊内充注瓦斯浓度敏感气体。本发明在通风系统中摒弃了传统的用电器，对井内的风口采用纯机械式控制，能够降低瓦斯爆炸的风险，具有极高的安全性和节能性。

说明书

技术领域

本发明涉及矿山通风技术领域，具体涉及一种煤矿安全节能通风系统。

背景技术

在煤矿开采过程中，由于矿井施工环境，首先表现在井下氧气不足，不利于工作人员长期井下施工；其次在井下施工的过程中会不断的产生瓦斯，如果不及时排除，必然会影响到工作人员的身体健康，严重时甚至造成瓦斯爆炸事故，威胁工作人员的生命安全。所以，井下管道通风系统应运而生。

现有的管道通风系统主要包括铺设在矿井内的进风管道和排风管道，进风管道和排风管道上设置若干进风口和排风口，进风口和排风口处均设置电控风门，进风管道和排风管道在井外与排风机和送风机连接。利用送风机和进风管道将井外的清洁空气送入井内，利用排风机和排风管道将井内的污浊空气抽出井外，从而实现了矿井内外的通风，确保安全生产顺利进行。但现有的管道通风系统仍然存在一定的缺陷，由于井内各处的空气质量有所不同，且井内面积较大、地形复杂，为了确保排风机具有足够的抽排压力，通常现有技术中还在井内排风口所在的区域对应设置若干瓦斯浓度传感器，以检测井内瓦斯浓度。当测得瓦斯浓度过高时，对应的电控风门开启，反之则关闭，从而实现了对排风机的有效利用。然而，众所周知的是，煤矿井内为易燃、易爆的高危区域，电控风门、瓦斯浓度传感器等用电器的加入，势必会增加井下的爆炸风险，为安全生产埋下了巨大的隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够极大的降低安全风险的煤矿安全节能通风系统。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种煤矿安全节能通风系统，包括设置在矿井内顶面上的排风管道和设置在矿井内地面上的进风管道，所述进风管道上设置若干出风百叶；所述排风管道上均匀设置有若干排风段，所述排风段呈方管状且两端通过天圆地方管与排风管道的主体部分连接；排风段的两侧设置排风百叶，所述排风百叶内侧的排风段内设置有一张与排风段侧壁平行的竖向的轻质薄板，所述轻质薄板的顶部与滑动杆的下端连接，所述滑动杆的上端穿过排风段顶面的导向孔，并与悬浮气囊连接，所述悬浮气囊内充注瓦斯浓度敏感气体。

所述进风管道的顶部还均匀设置有若干进风侧管，所述进风侧管外端设置有盖状的布风头，所述布风头与进风侧管螺纹连接，所述布风头的侧壁上均匀设置多道环形缺口，多道环形缺口构成出风百叶。

优选的，所述瓦斯浓度敏感气体为瓦斯与空气的混合气体。

优选的，所述排风百叶的叶片朝外斜向上倾斜。

优选的，所述排风段的顶面对应导向孔的位置设置有导向短管，所述滑动杆与导向短管相配合且位于导向短管内。

优选的，所述排风管道铺设在U型卡构成的安装架上，所述U型卡的两端锚固在矿井顶面的岩壁内。

优选的，所述进风侧管的的位置与排风段相互交错，且在水平方向上的距离至少为5米。

优选的，所述环形缺口由内至外斜向下倾斜。

优选的，所述进风管道的底部还设置有集水槽，所述集水槽的侧壁上开设有若干渗水孔；所述进风管道的下部埋设在地下。

本发明的有益效果集中体现在，在通风系统中摒弃了传统的用电器，对井内的风口采用纯机械式控制，能够降低瓦斯爆炸的风险，具有极高的安全性和节能性。具体来说，本发明在使用过程中，矿井内含有瓦斯的污浊空气经排风管道排出，外界的新鲜空气经进风管道补入矿井内。在排出的过程中，空气经过排风百叶依次进入排风段和排风管道内。

悬浮气囊内充注瓦斯浓度敏感气体，当矿井内瓦斯浓度较低时，矿井内顶部的气体密度与空气相当，且大于瓦斯浓度敏感气体的密度，此时悬浮气囊带动轻质薄板上升，轻质薄板对排风百叶构成一定的阻挡；当矿井内瓦斯浓度较高时，瓦斯在矿井顶部聚集，矿井内顶部的气体密度与瓦斯浓度敏感气体的密度相当，此时受到悬浮气囊、滑动杆和轻质薄片自身重力的影响，轻质薄板向下滑动，脱离排风百叶的区域，使排风百叶处的气体流通不受影响。因此，本发明能够自动根据矿井内各位置的空气质量情况对各排风段的排风百叶进行自适应调节，极大的提高了排风机的利用率，且无需使用瓦斯浓度传感器、电动风门等用电设备，更加的节能、风险更低。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为排风段的结构示意图；

图3为图2中所示结构的A-A向视图；

图4为图3中所示结构一种使用状态示意图；

图5为进风侧管的安装示意图；

图6为出风头的内部结构示意图；

图7为集水槽的结构示意图。

具体实施方式

结合图1-7所示的一种煤矿安全节能通风系统，包括设置在矿井1内顶面上的排风管道2和设置在矿井1内地面上的进风管道3，所述排风管道2一般铺设在U型卡12构成的安装架上，所述U型卡12的两端锚固在矿井1顶面的岩壁内；所述进风管道3一般直接铺设在地面上。所述排风管道2用于将矿井内部的污浊空气排出，进风管道3用于向矿井1内补充新鲜空气，所述进风管道3上设置若干出风百叶4，新鲜空气经出风百叶4补入矿井1内。

本发明所述排风管道2上均匀设置有若干排风段5，所述污浊空气经排风段5进入排风管道2的主体部分，再由排风管道2的主体部分抽出。结合图2-4所示，所述排风段5呈方管状且两端通过天圆地方管6与排风管道2的主体部分连接。排风段5的两侧设置排风百叶7，所述排风百叶7内侧的排风段5内设置有一张与排风段5侧壁平行的竖向的轻质薄板8，轻质，所述轻质薄板8的顶部与滑动杆9的下端连接，所述滑动杆9的上端穿过排风段5顶面的导向孔，并与悬浮气囊10连接。为了提高滑动杆9滑动时的稳定性，更好的做法是所述排风段5的顶面对应导向孔的位置设置有导向短管11，所述滑动杆9与导向短管11相配合且位于导向短管11内。

所述悬浮气囊10内充注瓦斯浓度敏感气体，所述瓦斯浓度敏感气体也就是瓦斯浓度达到警戒值时与瓦斯和空气的混合气体密度相当的气体。所述瓦斯浓度敏感气体通常就是将瓦斯与空气的调配混合构成的混合气体。

本发明在使用过程中，矿井1内含有瓦斯的污浊空气经排风管道2排出，外界的新鲜空气经进风管道3补入矿井1内。由于瓦斯密度较低，易聚集在矿井1的顶部，为了使瓦斯更加顺利的通过排风百叶7，更好的做法是所述排风百叶7的叶片朝外斜向上倾斜。

在排出的过程中，空气经过排风百叶7依次进入排风段5和排风管道2内。悬浮气囊10内充注瓦斯浓度敏感气体，当矿井1内瓦斯浓度较低时，如图4所示，矿井1内顶部的气体密度与空气相当，且大于瓦斯浓度敏感气体的密度，此时悬浮气囊10带动轻质薄板8上升，轻质薄板8对排风百叶7构成一定的阻挡。

当矿井1内瓦斯浓度较高时，瓦斯在矿井1顶部聚集，矿井1内顶部的气体密度与瓦斯浓度敏感气体的密度相当，如图3所示，此时受到悬浮气囊10、滑动杆9和轻质薄片8自身重力的影响，轻质薄板8向下滑动，脱离排风百叶7的区域，使排风百叶7处的气体流通不受影响。因此，本发明能够自动根据矿井1内各位置的空气质量情况对各排风段5的排风百叶7进行自适应调节，极大的提高了排风机的利用率，且无需使用瓦斯浓度传感器、电动风门等用电设备，更加的节能、风险更低。

另外，结合图5和6所示，本发明所述进风管道3的顶部还均匀设置有若干进风侧管13，所述进风侧管13外端设置有盖状的布风头14，所述布风头14与进风侧管13螺纹连接，所述布风头14的侧壁上均匀设置多道环形缺口，多道环形缺口构成出风百叶4，所述环形缺口由内至外斜向下倾斜，使得出风百叶4呈环形斜向下出风。这样经出风百叶4排出的新鲜空气能够更加均匀的分散在矿井1内的各部位，更好的改善了井下环境。为了避免在排风和进风的过程中，排风管道2直接将进风管道3补入的新鲜空气排出，所述进风侧管13的的位置与排风段5相互交错，且在水平方向上的距离至少为5米。

另外，如图7所示，为了防止矿井1内积水，本发明所述进风管道3的底部还设置有集水槽15，所述集水槽15的侧壁上开设有若干渗水孔16，所述进风管道3的下部埋设在地下。这样矿井1内的一部分积水即可通过渗水孔16进入集水槽15内，便于解决矿井1内的积水问题。同时，集水槽15内的水分也可提高补入的新鲜空气的湿度，降低空气中静电的积蓄量，从而进一步降低了矿井1内瓦斯爆炸的风险。