[发明专利]一种快速排出密封巷道有毒有害气体系统及使用方法

权利要求书

1.一种快速排出密封巷道有毒有害气体系统，包括瓦斯排放系统和监测系统，其特征在于：所述的瓦斯排放系统设施包括局部通风机、进风管道、回风管道、排风管道、大直径软管、电动阀门；

所述的局部通风机位于距离密封巷道口一侧的外侧横巷中，采用压入式通风，其一端与横巷内的大直径软管相连，一端与密封巷道内另一个大直径软管相连，用于引入新鲜风流；同时，位于密封巷道内的大直径软管的另一端与多个进风管道相连，用于向密封巷道内供风；

进风、回风管道在巷道密封前进行布置，同时在密闭处留出与大直径软管相连的部分；所述排风管道，只有确认恢复巷道使用后，才可以于横巷回风侧处布设，用于排出污风；巷道内进风管道位于密闭前的部分成阶梯错落状布置，回风管道位于密闭前的部分成阶梯错落状布置，用于对不同区段有毒有害气体的排出；同时，所有进风、回风管道均通过吊挂装置固定于密封巷道距离地面1～3m处的巷壁边缘；

所述的电动阀门一部分位于进风、回风管道上，距离密闭外侧0.5～1m处，与管道数量相对应，用于调节风量大小，防止瓦斯超限；另一部分位于排风管道上，距离排风管道与大直径软管连接部分0.5～1m处，用于调节风量；

所述的监测系统设施包括瓦斯浓度传感器、风速传感器、A/D转换器、信号放大器、数据存储器、CPU处理器、电源模块、数据显示器；

所述的瓦斯浓度传感器和风速传感器分别与A/D转换器相连，再将所得到的信号传输给与A/D转换器相连的信号放大器，进行信号放大后，分别传输给CPU处理器和数据存储器，进行数据处理和存储；

所述的CPU处理器与电动阀门及数据显示器相连，处理器依据所接收到的各数据对电动阀门发出相应指令，用于调节管道内流量；

所述的电源模块通过数据线与监测系统各装置相连，进行供电，维持装置有效运行；

所述的瓦斯浓度传感器、风速传感器安装在回风管道和排风管道中，用于监测管道内各参数数值，并通过数据线与监测系统装置连接后，通过数据显示器，查看各参数数值；

阶梯状的回风管道或进风管道的数量n，按照式(1)进行计算：

式中：L为密闭处至密封巷道迎头之间的距离，m；L₀为管道有效射程，L₀＝L_S，m；

所述的密封巷道内侧的进回风管道与掘进工作面之间的最小距离L_S按照如下公式进行计算：

式中：S为巷道断面的面积，k为巷道断面形状系数，C为密封巷道回风气体瓦斯浓度上限，m³/min。

2.根据权利要求1中所述的一种快速排出密封巷道有毒有害气体系统的使用方法，其特征在于：其具体步骤如下：

步骤一、在巷道密封前于巷道密封侧布设通风管道；通风管道分为进风管道和回风管道，同时进风管道若干个，回风管道若干个，分别呈阶梯错落状布置；同时在密闭后，利用密封材料将所有管道封死；

步骤二、在确认恢复巷道使用后，将局部通风机布设于横巷距离密封巷道口一侧；同时布设若干个大直径软管，将其中布设于横巷中的大直径软管与局部通风机的一端相连，用于引入新鲜风流；布设于密封巷道内的大直径软管一端与局部通风机相连，一端与进风管道相连；布设于回风侧的大直径软管一端与回风管道相连，另一端与排风管道相连；同时，于回风、排风管道中布设监测装置，由相应瓦斯浓度和风速传感器进行监测；

步骤三、确定所有管道连接无误后，将封堵的管道完全开启，然后开启局部通风机向密封巷道进行压入式通风，同时调节进风管道上电动阀门，引入新鲜风流；

步骤四、在通风过程中，位于回风侧管道中的传感器，实时监测瓦斯浓度和风速情况，同时将数据传输给CPU处理器和数据存储器，CPU处理器将经过处理后的数据传输给数据显示器，以便工作人员了解瓦斯浓度和风速情况，及时防止由于通风所导致的瓦斯积聚；

步骤五、当通入一段时间新鲜风后，当数据显示器显示的瓦斯浓度达到排放要求时，则根据排放位置的瓦斯涌出量，得出该位置的最大回风量；同时控制排风管道上的阀门，排放污风；

步骤六、在预计时间内排放完密封巷道内的有毒有害气体后，用铜钎拆开检测小孔,检查施工地点瓦斯情况,同时监测回风侧的瓦斯浓度；若瓦斯浓度超过瓦斯浓度上限，则停止作业；待瓦斯浓度降到指定浓度以下时方可继续拆密闭，直至密闭墙完全拆除，巷道恢复正常使用；

所述步骤四中的密封巷道瓦斯积聚量按照如下公式进行计算：

式中：为密封巷道内积聚的瓦斯量，m³；为密封巷道瓦斯浓度，％；S为密封巷道断面积，m²；L为密封部分巷道长度，m；

步骤六中的密封巷道气体排放时间T_排按照如下公式进行计算：

式中：T_排为排出密封巷道内瓦斯所需要的时间min；M为单位时间瓦斯排放量，m³/min；

密封巷道启封流程总时间T_总按照如下公式进行计算：

T_总＝T_安+T_检+T_确+T_排 (5)

式中：T_安为安装通风管道所需时间，min；T_检为检查管道安装无误和人员撤出时间，min；T_确为确认巷道内有毒有害气体完全排除的确认时间，min。