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　　第一篇：矿井通风系统与通风设计

　　第七章 矿井通风系统与通风设计

　　本章主要内容

　　1、矿井通风系统----类型、适应条件、主要通风机工作方式 、安装地点、通风系统的选择

　　2、采区通风----基本要求、进回风上山选择、采煤工作面通风系统

　　3、通风构筑物及漏风----风门、风桥、密闭、导风板；矿井漏风、漏风率、有效风量率、减少漏风措施

　　4、矿井通风设计----内容与要求、优选通风系统、矿井风量计算、阻力计算、通风设备选择

　　5、可控循环通风

　　第一节 矿井通风系统

　　 矿井通风系统是向矿井各作业地点供给新鲜空气、排出污浊空气的通风网路、通风动力和通风控制设施的总称。

　　一、矿井通风系统的类型及其适用条件

　　 按进、回井在井田内的位置不同，通风系统可分为中央式、对角式、区域式及混合式。

　　1、中央式

　　 进、回风井均位于井田走向中央。根据进、回风井的相对位置，又分为中央并列式和中央边界式（中央分列式）。

　　2、对角式 1）两翼对角式

　　 进风井大致位于井田走向的中央，两个回风井位于井田边界的两翼（沿倾斜方向的浅部），称为两翼对角式，如果只有一个回风井，且进、回风分别位于井田的两翼称为单翼对角式。 2）分区对角式

　　 进风井位于井田走向的中央，在各采区开掘一个不深的小回风井，无总回风巷。

　　3、区域式

　　 在井田的每一个生产区域开凿进、回风井，分别构成独立的通风系统。如图。

　　4、混合式

　　由上述诸种方式混合组成。例如，中央分列与两翼对角混合式，中央并列与两翼对角混合式等等。

　　二、主要通风机的工作方式与安装地点

　　 主要通风机的工作方式有三种：抽出式、压入式、压抽混合式。

　　1、 抽出式

　　 主要通风机安装在回风井口，在抽出式主要通风机的作用下，整个矿井通风系统处在低于当地大气压力的负压状态。当主要通风机因故停止运转时，井下风流的压力提高，比较安全。

　　2、压入式

　　 主要通风机安设在入风井口，在压入式主要通风机作用下，整个矿井通风系统处在高于当地大气压的正压状态。在冒落裂隙通达地面时，压入式通风矿井采区的有害气体通过塌陷区向外漏出。当主要通风机因故停止运转时，井下风流的压力降低。

　　3、压抽混合式

　　 在入风井口设一风机作压入式工作，回风井口设一风机作抽出式工作。通风系统的进风部分处于正压，回风部分处于负压，工作面大致处于中间，其正压或负压均不大，采空区通连地表的漏风因而较小。其缺点是使用的通风机设备多，管理复杂。

　　三、矿井通风系统的选择

　　 根据矿井设计生产能力、煤层赋存条件、表土层厚度、井田面积、地温、矿井瓦斯涌出量、煤层自燃倾向性等条件，在确保矿井安全、兼顾中、后期生产需要的前提下，通过对多种个可行的矿井通风系统方案进行技术经济比较后确定。

　　中央式通风系统具有井巷工程量少、初期投资省的优点。因此，矿井初期宜优先采用。

　　 有煤与瓦斯突出危险的矿井、高瓦斯矿井、煤层易自燃的矿井及有热害的矿井，应采用对角式或分区对角式通风；

　　 当井田面积较大时，初期可采用中央通风，逐步过渡为对角式或分区对角式。 矿井通风方法一般采用抽出式。当地形复杂、露头发育老窑多、采用多风井通风有利时，可采用压入式通风。

　　第二节 采区通风系统

　　 采区通风系统是矿井通风系统的主要组成单元, 包括：采区进风、回风和工作面进、回风巷道组成的风路连接形式及采区内的风流控制设施。

　　一、采区通风系统的基本要求

　　1、每一个采区， 都必须布置回风道，实行分区通风。

　　2、采煤和掘进工作面应独立通风系统。有特殊困难必须串联通风时应符合有关规定。

　　3、煤层倾角大于12°的采煤工作面采用下行通风时，报矿总工程师批准，

　　4、采煤和掘进工作面的进风和回风，都不得经过采空区或冒落区。

　　二、采区进风上山与回风上山的选择

　　上（下）山至少要有两条；对生产能力大的采区可有3条或4条上山。

　　1、轨道上山进风，运输机上山回风

　　2、运输机上山进风、轨道上山回风

　　 比较：轨道上山进风，新鲜风流不受煤炭释放的瓦斯、煤尘污染及放热影响，输送机上山进风，运输过程中所释放的瓦斯，可使进风流的瓦斯和煤尘浓度增大，影响工作面的安全卫生条件。

　　三、采煤工作面上行风与下行风

　　上行风与下行风是指进风流方向与采煤工作面的关系而言。当采煤工作面进风巷道水平低于回风巷时，采煤工作面的风流沿倾斜向上流动，称上行通风，否则是下行通风。

　　 优缺点：

　　１、下行风的方向与瓦斯自然流向相反，二者易于混合且不易出现瓦斯分层流动和局部积存的现象。

　　 ２、上行风比下行风工作面的气温要高。

　　上行通风运煤方向 新风 污风下行通风运煤方向 新风 污风

　　３、下行风比上行风所需要的机械风压要大；

　　４、下行风在起火地点瓦斯爆炸的可能性比上行风要大。

　　四、工作面通风系统

　　1、 U型与Z型通风系统

　　2、Y型、W型及双Z型通风系统

　　3、H型通风系统

　　第三节 通风构筑物及漏风

　　 矿井通风系统网路中适当位置安设的隔断、引导和控制风流的设施和装置，以保证风流按生产需要流动。这些设施和装置，统称为通风构筑物。

　　一、通风构筑物

　　 分为两大类：一类是通过风流的通风构筑物，如主要通风机风硐、反风装置、风桥、导风板和调节风窗；另一类是隔断风流的通风构筑物，如井口密闭、挡风墙、风帘和风门等 。

　　1、风门

　　按设地点：在通风系统中既要隔断风流又要行人或通车的地方应设立

　　－＋－＋风门表示方式调节风门表示方式 风门。在行人或通车不多的地方，可构筑普通风门。而在行人通车比较频繁的主要运输道上，则应构筑自动风门。 设置风门的要求：

　　 （1）每组风门不少于两道，通车风门间距不小于一列车长度，行人风门间距不小于5m。入排风巷道之间要需设风门处同时设反向风门，其数量不少于两道；

　　（2）风门能自动关闭；通车风门实现自动化，矿井总回风和采区回风系统的风门要装有闭锁装置；风门不能同时敞开（包括反风门）；

　　 （3）门框要包边沿口，有垫衬，四周接触严密，门扇平整不漏风，门扇与门框不歪扭。门轴与门框要向关门方向倾斜80°至85°；

　　 （4）风门墙垛要用不燃材料建筑，厚度不小于0.5m，严密不漏风；

　　 墙垛周边要掏槽，见硬顶、硬帮与煤岩接实。墙垛平整，无裂缝、重缝和空缝；

　　（5）风门水沟要设反水池或挡风帘，通车风门要设底坎，电管路孔要堵严；风门前后各5m内巷道支护良好，无杂物、积水、淤泥。

　　2、风桥

　　 当通风系统中进风道与回风道需水平交叉时，为使进风与回风互相隔开需要构筑风桥。按其结构不同可分为三种。

　　1）绕道式风桥 开凿在岩石里，最坚固耐用，漏风少。

　　2）混凝土风桥 结构紧凑，比较坚固。

　　3）铁筒风桥 可在次要风路中使用。

　　3、密闭

　　 密闭是隔断风流的构筑物。设置在需隔断风流、也不需要通车行人的巷道中。密闭的结构随服务年限的不同而分为两类：

　　 1）临时密闭，常用木板、木段等修筑，并用黄泥、石灰抹面。

　　5 观察孔放水孔表示方式

　　2）永久密闭，常用料石、砖、水泥等不燃性材料修筑。

　　4、导风板

　　 在矿井中应用以下

　　几种导风板。 1）引风导风板 ； 2）降阻导风板； 3）汇流导风板

　　二、漏风及有效风量

　　1、矿井漏风及其危害性

　　 有效风量：矿井中流至各用风地点，起到通风作用的风量。

　　 漏风：未经用风地点而经过采空区、地表塌陷区、通风构筑物和煤柱裂隙等通道直接流（渗）入回风道或排出地表的风量。

　　 漏风的危害：使工作面和用风地点的有效风量减少，气候和卫生条件恶化，增加无益的电能消耗，并可导致煤炭自燃等事故。减少漏风、提高有效风量是通风管理部门的基本任务。

　　2、漏风的分类及原因 1）漏风的分类 矿井漏风按其地点可分为：

　　 （1）外部漏风（或称井口漏风）泛指地表附近如箕斗井井口，地面主通风机附近的井口、防爆盖、反风门、调节闸门等处的漏风。

　　 （2）内部漏风（或称井下漏风）是指井下各种通风构筑物的漏风、采空区以及碎裂的煤柱的漏风。 2）漏风的原因

　　 当有漏风通路存在，并在其两端有压差时，就可产生漏风。漏风风流通过孔隙的流态，视孔隙情况和漏风大小而异。

　　3、矿井漏风率及有效风量率

　　 1）矿井有效风量Qe

　　是指风流通过井下各工作地点实际风量总和。

　　 2）矿井有效风量率： 矿井有效风量率是矿井有效风量Qe与各台主要通风机风量总和之比。矿井有效风量率应不低于85%。

　　3）矿井外部漏风量

　　－－指直接由主要通风机装置及其风井附近地表漏失的风量总和。（可用各台主要通风机风量的总和减去矿井总回（或进）风量） 4）矿井外部漏风率

　　 －－指矿井外部漏风量QL与各台主要通风机风量总和之比。

　　 矿井主要通风机装置外部漏风率无提升设备时不得超过5％，有提升设备时不得超过15％。

　　4、减少漏风、提高有效风量

　　漏风风量与漏风通道两端的压差成正比，和漏风风阻的大小成反比。应增加地面主要通风机的风硐、反风道及附近的风门的气密性，以减少漏风。

　　第四节 矿井通风设计

　　一、矿井通风设计的内容与要求

　　１、矿井通风设计的内容

　　• 确定矿井通风系统； • 矿井风量计算和风量分配； • 矿井通风阻力计算； • 选择通风设备； • 概算矿井通风费用。

　　 ２、矿井通风设计的要求

　　• 将足够的新鲜空气有效地送到井下工作场所，保证生产和良好的劳动条件； • 通风系统简单，风流稳定，易于管理，具有抗灾能力； • 发生事故时，风流易于控制，人员便于撤出； • 有符合规定的井下环境及安全监测系统或检测措施； • 通风系统的基建投资省，营运费用低、综合经济效益好。

　　二、优选矿井通风系统

　　1、矿井通风系统的要求

　　1) 每一矿井必须有完整的独立通风系统。

　　2）进风井囗应按全年风向频率，必须布置在不受粉尘、煤尘、灰尘、有害气体和

　　7 高温气体侵入的地方。

　　3）箕斗提升井或装有胶带输送机的井筒不应兼作进风井，如果兼作回风井使用，必须采取措施，满足安全的要求。

　　4）多风机通风系统，在满足风量按需分配的前提下，各主要通风机的工作风压应接近。

　　5）每一个生产水平和每一采区，必须布置回风巷，实行分区通风。

　　6）井下爆破材料库必须有单独的新鲜风流，回风风流必须直接引入矿井的总回风巷或主要回风巷中。

　　7）井下充电室必须单独的新鲜风流通风，回风风流应引入回风巷。 ２、确定矿井通风系统

　　根据矿井瓦斯涌出量、矿井设计生产能力、煤层赋存条件、表土层厚度、井田面积、地温、煤层自燃倾向性及兼顾中后期生产需要等条件，提出多个技术上可行的方案，通过优化或技术经济比较后确定矿井通风系统。

　　三、矿井风量计算

　　（一）、矿井风量计算原则

　　矿井需风量，按下列要求分别计算，并必须采取其中最大值。

　　（１）按井下同时工作最多人数计算，每人每分钟供给风量不得少于4m3； （２）按采煤、掘进、硐室及其他实际需要风量的总和进行计算。

　　（二）矿井需风量的计算

　　1、采煤工作面需风量的计算

　　采煤工作面的风量应该按下列因素分别计算，取其最大值。 （１） 按瓦斯涌出量计算：

　　Qwi100Qgwik式中：Qwi——第i个采煤工作面需要风量，m3/min

　　 Qgwi——第

　　i个采煤工作面瓦斯绝对涌出量，m3/min

　　kgwi——第i个采煤工作面因瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，通常机采工作面取kgwi=1.2~1.6 炮采工作面取kgwi=1.4~2.0,水采工作面取kgwi=2.0~3.0

　　（2）按工作面进风流温度计算：

　　采煤工作面应有良好的气候条件。其进风流温度可根据风流温度预测方法进行计

　　8 算。其气温与风速应符合表中的要求：

　　采煤工作面进风流气温 ℃

　　Qwi60VwiSwikwli式中

　　vwi—第i个采煤工作面的风速，按其进风流温度从表中取；m/s,

　　 Swi—第i个采煤工作面有效通风断面，取最大和最小控顶时有效断面的平均值，m2 ；

　　kwi——第i 个工作面的长度系数。

　　 3）按使用炸药量计算：

　　Qwi25Awi

　　式中 25——每使用1kg炸药的供风量，m3/min；

　　——第i个采煤工作面一次爆破使用的最大炸药量，kg。

　　4） 按工作人员数量计算：

　　Qwi4nwi

　　式中

　　 4——每人每分钟应供给的最低风量，m3/min

　　 nwi——第i 个采煤工作面同时工作的最多人数,个。

　　5) 按风速进行验算

　　 按最低风速验算各个采煤工作面的最小风量：

　　Qwi600.25Swi

　　按最高风速验算各个采煤工作面的最大风量：

　　２、掘进工作面需风量的计算：

　　Qwi604Swi

　　煤巷、半煤岩和岩巷掘进工作面的风量，应按下列因素分别计算，取其最大值。

　　（１）按瓦斯涌出量计算：

　　Qhi100Qghikghi

　　 式中

　　Qhi——第i个掘进工作面的需风量，m3/min

　　 Qghi——第i个掘进工作面的绝对瓦斯涌出量；m3/min

　　 kghi——第i个掘进工作面的瓦斯涌出不均匀和备用风量系数。一般可取1.5~2.0。

　　Qhi25Ahi

　　（2）按炸药量计算

　　式中

　　25——使用1kg炸药的供风量，m3/min;

　　Ahi——第i个掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量，kg

　　（3）按局部通风机吸风量计算

　　QhiQhfikhfi

　　 式中

　　——第i个掘进工件面同时运转的局部通风机额定风量的和。

　　 khfi——为防止局部通风机吸循环风的风量备用系数，一般取1.2~1.3；进风巷道中无瓦斯涌出时取1.2，有瓦斯涌出时取1.3。

　　 （４）按工作人员数量计算

　　Qhi4nhi

　　式中 nhi——第i个掘进工作面同时工作的最多人数，人。 （５）按风速进行验算

　　按最小风速验算，各个岩巷掘进工作面最小风量：

　　Qhi600.15Shi

　　 各个煤巷或半煤岩巷掘进工作面的最小风量；

　　 10 Qhi604Sdi

　　按最高风速验算，各个掘进工作面的最大风量：

　　Qhi600.25Shi式中

　　shi——第i个掘进工作面巷道的净断面积，m

　　2 ３、硐室需风量计算

　　独立通风硐室的供风量，应根据不同类型的硐室分别进行计算：

　　（１）机电硐室

　　发热量大的机电硐室，按硐室中运行的机电设备发热量进行计算： 式中

　　 Qri——第个机电硐室的需风量，m/min

　　 ——机电硐室中运转的电动机（变压器）总功率，KW

　　θ——机电硐室的发热系数，

　　ρ——空气密度，一般取1.25kg/m3 cp——空气的定压比热，一般可取1KJ/kgk Δt——机电硐室进、回风流的温度差，℃ 采区变电所及变电硐室，可按经验值确定需风量

　　Qri=60~80

　　 m3/min

　　（2）爆破材料库

　　 Qri=4*V/60

　　 式中

　　v——库房空积，m3

　　 （3）充电硐室

　　 按其回风流中氢气浓度小于0.5%计算

　　Qri=200*qrhi

　　 式中 qrhi——第个充电硐室在充电时产生的氢气量，m3/min。

　　5、矿井总风量计算

　　矿井的总进风量，应按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需要风量的总和:

　　3Qri3600Ncp60tQm(QwtQhtQrt)km11 式中∑Qwl——采煤工作面和备用工作面所需风量之和，m3/min；

　　∑Qhl——掘进工作面所需风量之和，m3/min；

　　 ∑Qrl——硐室所需风量之和，m3/min；

　　 km——矿井通风系统（包括矿井内部漏风和配风不均匀等因素）备用系数，宜取1.15~1.25。

　　四、矿井通风总阻力计算

　　(一) 矿井通风总阻力计算原则

　　1、矿井通风设的总阻力，不应超过2940Pa。

　　2、矿井井巷的局部阻力，新建矿井按井巷摩擦阻力的10%计算，扩建矿井宜按井巷摩擦阻力的15%计算。

　　（二）矿井通风总阻力计算

　　矿井通风总阻力：风流由进风井口起，到回风井口止，沿一条通路（风流路线）各个分支的摩擦阻力和局部阻力的总和，简称矿井总阻力，用hm表示。

　　对于矿井有两台或多台风主要通风机工作，矿井通风阻力按每台主要通风机所服务的系统分别计算。

　　在主要通风机的服务年限内，随着采煤工作面及采区接替的变化，通风系统的总阻力也将因之变化。当根据风量和巷道参数直接判定最大总阻力路线时，可按该路线的阻力计算矿井总阻力；当不能直接判定时，应选几条可能是最大的路线进行计算比较，然后定出该时期的矿井总阻力。

　　 矿井通风系统总阻力最小时称通风容易时期。通风系统总阻力最大时亦称为通风困难时期。

　　 对于通风困难和容易时期，要分别画出通风系统图。按照采掘工作面及硐室的需要分配风量，再由各段风路的阻力计算矿井总阻力。

　　计算方法：

　　沿着风流总阻力最大路线，依次计算各段摩擦阻力

　　hf，然后分别累计得出容易和困难时期的总摩擦阻力

　　hf1 和

　　hf2。

　　通风容易时期总阻力 ：

　　 12 hm1hf1hehf1(0.1~0.15)hf1(1.1~1.15)hf1hm2hf2hehf2(0.1~0.15)hf2(1.1~1.15)hf

　　2通风困难时期总阻力：

　　h

　　 hf 按下式计算： 式中 fnhfihfiiliuisi2Qi2i

　　1五、矿井通风设备的选择

　　矿井通风设备是指主要通风机和电动机。

　　（一）矿井通风设备的要求：

　　1、矿井必须装设两套同等能力的主通风设备，其中一套作备用。

　　2、选择通风设备应满足第一开采水平各个时期工况变化，并使通风设备长期高效率运行。

　　3、风机能力应留有一定的余量。

　　4、进、出风井井口的高差在150m以上，或进、出风井井口标高相同，但井深400m以上时，宜计算矿井的自然风压。

　　（二）主要通风机的选择

　　1、计算通风机风量Qf Q fkQm

　　式中

　　Qf——主要通风机的工作风量，m3/s;

　　 Qm——矿井需风量，m3/s；

　　 k——漏风损失系数，风井不提升用时取1.1；箕斗井兼作

　　回砚用时取1.15；回风回升降人员时取1.2。

　　2、计算通风机风压

　　 离心式通风机（提供的大多是全压曲线）：

　　HtdminhmhdhvdHN

　　 容易时期

　　困难时期

　　HtdmaxhmhdhvdHN

　　 轴流式通风机（提供的大多是静压曲线）：

　　HsdminhmhdHN

　　容易时期

　　困难时期

　　 hm－－通风系统的总阻力；

　　HsdmaxhmhdHN

　　 hd－－通风机附属装置（风硐和扩散器）的阻力；

　　 hvd －－扩散器出口动能损失；

　　ＨN－－自然风压，当自然风压与通风机风压作用相同时取“+”；自然风压与通风机负压作用反向时取“-”。

　　3、初选通风机

　　 根据计算的矿井通风容易时期通风机的Qf、Hsdmin(或Htdmin)和矿井通风困难通风机的Qf、Hsdmax(或Htdmax)在通风机特性曲线上，选出满足矿井通风要求的通风机。

　　4、求通风机的实际工况点

　　因为根据Qf、Hsdmin(或Htdmin)和Qf、Hsdmax(或Htdmax)确定的工况点，但设计工况点不一定恰好在所选择通风机的特性曲线上，必须根据通风机的工作阻力，确定其实际工况点。步骤：

　　 1）计算通风机的工作风阻

　　 用静压特性曲线时：

　　RsdminHRsdmaxHsdmaxQ2fsdminQ2fRtdRtdminHHtdminQ2ftdmaxQ2f max 14

　　 用全压特性曲线）确定通风机的实际工况点

　　在通风机特性曲线上作通风机工作风阻曲线，与风压曲线的交点即为实际工况点。

　　5、确定通风的型号和转速

　　 根据通风机的工况参数（Qf 、Hsd 、η、N）对初选的通风机进行技术、经济和安全性比较，最后确定通风机的型号和转速。

　　6、电动机选择

　　（１）通风机的输入功率按通风容易和困难时期，分别计算风所需的输入功率Nmin

　　，Ｎmax 。

　　Q(m3/s)(Hmin,Qfmin)RmaxMmaxRmin(Hmax,Qfmax)MminNminQfHsdmin1000sQfHtdmin1000sH (Pa)Nmax QfHsdmax1000sNmin

　　NmaxQfHtdmax1000s

　　（２）、电动机的台数及种类

　　NeNmaxke(etr) NeminNminNmaxke(etr)

　　当Nmin≥0.6Nmax时，可选一台电动机，电动机功率为：

　　当Nmin＜0.6Nmax时，选二台电动机，其功率分别为：

　　 初期：

　　 后期按选一台电机公式计算。ηe ：电机效率，ηtr：传动效率。

　　六、概算矿井通风费用

　　 吨煤通风成本是通风设计和管理的重要经济指标。

　　吨煤通风成本主要包括下列费用：

　　1、电费（W1）

　　 吨煤的通风电费为主要通风机年耗电费及井下辅助通风机、局部通风机电费之和除以年产量，可用如下公式计算：

　　W1(EEA)DT

　　E——主要通风机年耗电量，

　　D——电价，元/KWh；

　　T——矿井年产量，吨；

　　 ηv——变压器效率，可取0.95；

　　EA——局部通风机和辅助通风机的年耗电量；

　　 ηw——电缆输电效率

　　2、设备折旧费

　　3、材料消耗费用

　　4、通风工作人员工资费用

　　5、专为通风服务的井巷工程折旧费和维护费折算至吨煤的费用。

　　6、采每吨煤的通风仪表的购置费和维修费用。

　　第五节 可控循环通风概述

　　可控循环通风是由英国学者S.J.LEACH和A.SLACK研究提出，七十年初在英国开始应用。之后，包括中国在内的许多国家也相继对可控循环通风进行了研究和应用。

　　定义：在低瓦斯矿中，当采掘工作面位于矿井的边远地区，原有通风系统不能保证按需供风，而该地区的回风的风质又比较好时，可以在局部通风系统的进、回风之间安置通风设备、设施和监控设备，对回风进行合理循环控制加以再利用，以增加用风地点的实际风量。此种通风方法称为可控循环风。

　　循环率：

　　QC100%QQQc循环风机 16

　　 第二篇：矿井通风与机械通风系统

　　矿井通风与机械通风系统

　　矿井通风

　　在冶金工业出版社1999年版的《中国冶金百科全书(采矿卷)》中，矿井通风指在机械或自然的动力作用下，将地面的新鲜空气连续地供给矿井作业地点，稀释并排出有毒、有害气体和粉尘，调节矿内气候条件，创造安全舒适工作环境的一门工程技术。

　　采用自然动力的通风又叫自然通风，系指在自然风压作用下风流不断流过矿井形成自然通风的过程。风流流过井巷时与岩矿发生热交换，使得进、回风井里的气温出现差异，回风井里的空气重率比进风井里的空气重率小，因而两个井筒底部的空气压力不相等，其压差称为自然风压。

　　采用机械动力的通风又叫机械通风。国外自19世纪中叶开始采用机械通风，我国则自20世纪50年代开始进行矿井机械通风的理论与应用研究，现代矿井多采用机械通风。

　　 矿井机械通风系统

　　矿井机械通风系统系指矿井供、排风设备设施体系，包括矿井通风网络、通风动力设备、矿井通风构筑物和其他通风控制设施。

　　矿井完善的机械通风系统必须具备以下3个要素：

　　 1.至少要有可靠的进风井和回风井各1个；

　　 2.采用机械动力，即风机；

　　 3.在整个矿井形成贯穿风流。

　　矿井机械通风系统，按进风井与回风井在井田范围内的布臵方式不同，分为中央式通风系统、对角式通风系统和中央对角混合式通风系统；按主扇的工作方式不同，分为压入式通风、抽出式通风和压抽混合式通风。

　　 非煤地下矿山机械通风存在的问题

　　 1.许多非煤矿山企业，尤其是小型非煤矿山企业未建立机械通风系统，主要依靠自然通风，无法确保矿井通风安全。

　　 2.即使建有机械通风系统的矿山企业，也只是为了应付安全监管部门的检查，很少投入运行。加之矿山企业长时间不对机械通风系统进行必要的维护和保养，使得机械通风系统无法投入运行。

　　 3.一些大中型矿山，由于同时作业的作业面较多，通风系统的通风效率不能满足生产需要，加之在掘进独头巷道与天井、溜井时，未加强局部通风，致使炮烟中毒事故时有发生。

　　 4.绝大多数矿山企业未按规定对矿井通风质量进行检测，矿井风量、风速和作业场所空气质量长期不符合安全规程，严重威胁井下作业人员的安全与健康。

　　矿井建立机械通风系统的必要性

　　通风问题是炮烟中毒事故的主因

　　据初步统计，2006年发生非煤矿山3人以上重特大事故共74起，死亡311人，其中地下矿山(含勘探井)炮烟中毒事故22起、死亡76人，分别占非煤矿山重特大事故的28%和24%。而这些炮烟中毒事故中，没有建立机械通风系统、通风设施不完善、未进行强制机械通风或强制通风不充分是导致事故发生的主要原因。如2006年12月份发生在云南澜沧铅矿有限公司江城松山林铅锌矿、内蒙古群龙实业有限公司、贵州金鑫矿业有限公司乱岩塘汞矿、云南元阳县黄金公司、甘肃阳山金矿的炮烟中毒事故，均是由于未启用通风设备，在自然通风的条件下造成的。

　　自然通风存在明显缺陷

　　自然通风受季节变化影响较大，主要表现为： 1.风量不稳定。春秋季节进、回风井温差较小，自然风压较小，通风效果较差，甚至会出现零风量的情况。

　　 2.风流方向不稳定。夏冬季节风流方向相反，春秋季节自然风压较小，风流方向不稳定。

　　 3.在自然通风的情况下，矿井不能实施强制反风，不利于矿井火灾、有毒有害气体扩散蔓延的控制。

　　 2004年11月20日，造成70人死亡，直接经济损失600余万元的河北邢台沙河市李生文铁矿井下火灾事故，其扩大的主要原因之一便是没有独立完善的通风系统，5个矿山井下相互之间由废弃的老巷道及未经处理的采空区连接，甚至各矿之间的平巷直接相连，加之所有的矿山均采用自然通风方式，形成了整个矿区井下风路的大循环，导致相连各矿均受到事故矿井火灾烟气的污染。

　　矿井建立机械通风系统的可行性

　　矿山企业是以营利为主要目的的资源型企业，企业建立机械通风系统必然考虑成本和效益。通风成本由设备折旧费、动力费、材料费、通风工工资、专为通风服务的井巷工程折旧费和维护费、通风仪表的购臵费和维修费等6类构成。

　　下表是对山东金岭铁矿的侯庄、铁山、召口3个分矿2002年8月份通风费用的统计。

　　侯庄和铁山分矿由于有效风量率偏低、风门存在严重漏风等问题，加大了通风费用的支出，就是通风费用

　　比较低的召口也存在着漏风等问题，如果解决了这些问题，通风费用还将降低。

　　不同矿山之间通风费用的差别，是由于各地区之间的电力费用、人员工资、管理费用、有效风量率、建立机械通风系统的难易程度、设备采购运输等差异造成的。目前，我国非煤地下矿山完全有能力建立和运营机械通风系统。如果再考虑到因未采用机械通风而导致炮烟中毒事故的损失，非煤矿山非常有必要推行机械通风，以减少事故的发生。

　　机械通风应注意的问题

　　《金属非金属矿山安全规程》的规定

　　国

　　家安全监管总局颁布的《金属非金属矿山安全规程》(以下简称《规程》)规定：“矿井应建立机械通风系统。对于自然风压较大的矿井，当风量、风速和作业场所空气质量能够达到《规程》中6.4.1井下空气的规定时，允许暂时用自然通风替代机械通风。”而原规程规定：“所有矿井必须建立完善的机械通风系统。”新规程的规定较原规程的规定更科学严谨，更合理可行。一方面，目前我国的金属非金属地下矿山规模小，服务年限短，非连续作业的占80%以上，其中一些位于山区的矿山，冬夏季节自然通风效果较好，完全能满足矿井通风风量、风速和风质的要求，可暂时用自然通风替代机械通风。另一方面，新规程的规定强调风量、风速和作业场所空气质量要始终满足要求，这可有效地防止某些矿山将机械通风系统作为摆设，在需要时也不投入运行的问题。

　　 特别需要说明的是： 1.矿山企业不能因为允许暂时采用自然通风而不设机械通风系统; 2.矿山企业应指定专人对机械通风系统定期维护保养，确保一旦发现自然通风不能满足矿井通风要求的情况，或者井下发生火灾需要实施反风的情况，机械通风系统能立即投入运行；

　　 3.矿山企业要经常检测矿井的空气质量，在季节交替期间，要增加检测的次数，确保自然通风的风量、风速和作业场所空气质量满足《规程》的要求，否则机械通风系统应投入运行；

　　 4.矿井通风检测结果均应记录并存档。

　　有效风量率

　　 矿井通风系统的有效风量率应不低于60%。矿井漏风是不可避免的，但如果矿井漏风严重，会造成主扇效率降低，增加无益的电能消耗，甚至使某些风路出现风流反向、烟尘倒流的现象。因此，无论从安全还是从经济角度考虑，都要求尽可能提高矿井通风系统的有效风量率。 独立通风

　　 各采掘工作面之间不应串联通风；井下破碎硐室、主溜井等处的污风，应引入回风道；井下炸药库，应有独立的回风道。

　　 采掘工作面在凿岩、爆破、装岩或出矿过程中，会产生大量的粉尘和炮烟等有毒有害物质，如果采用串联通风，会形成交叉污染，严重影响作业场所的空气质量，危害作业人员的身体健康甚至生命安全。

　　 井下破碎硐室、主溜井等是高浓度粉尘的产生点，为了防止污染井下其他作业地点的空气质量，要将其所形成的污风直接引入主回风道。

　　 井下炸药库的通风是根据其特殊性做出的要求。因为一旦炸药库发生爆破器材着火或爆炸事故，会产生大量的有毒有害气体。如果这些气体不是直接进入独立的回风巷道，会严重污染井下的其他区域，甚至造成作业人员中毒窒息的恶性事故。

　　 局部通风

　　 掘进工作面和通风不良的采场，应安装局部通风设备，爆破后应加强局部通风，防止出现炮烟中毒事故。

　　掘进的井巷和硐室，包括天井、溜井、斜井、平巷、机电硐室等，掘进时一般只有一个出口，称为独头巷道。独头巷道由于无法形成贯穿风流，其掘进过程中，如果没有局部通风设备，则新鲜风流难以到达工作面，掘进产生的炮烟、矿尘等会长时间积聚在工作面附近，导致工作面空气质量严重恶化，威胁作业人员的身体健康，甚至可能因炮烟浓度严重超标，造成作业人员中毒窒息的伤亡事故。因此，要求掘进工作面要安装局部通风设备，以加强通风。

　　有些采用分层崩落采矿法、无底柱分段崩落采矿法的采场，其采掘和回采工作大多在独头巷道内进行，采场的通风问题与独头巷道的通风问题一样，也需要加强局部通风。所不同的是采场通风，在选择通风方式时要有一个合理的采区通风路线，以保证在分段巷道内有较强的贯穿风流，防止烟尘积聚和作业面风流串联，同时，要考虑采空区的漏风问题。

　　 主扇运转

　　正常生产情况下，主扇应连续运转。当井下无污染作业时，主扇可适当减少风量运转；当井下完全无人作业时，允许暂时停止机械通风。当主扇发生故障或需要停机检查时，应立即向调度室和主管矿长报告，并通知所有井下作业人员。

　　 主扇反向措施

　　主扇应有使矿井风流在10min内反向的措施。当利用轴流式风机反转反风时，其反风量应达到正常运转时风量的60%以上。每年至少进行1次反风试验，并测定主要风路反风后的风量。采用多级机站通风系统的矿山，主通风系统的每台通风机都应满足反风要求，以保证整个系统可以反风。主扇或通风系统反风，应按照事故应急预案执行。

　　 第三篇：讲稿矿井通风系统及通风设计

　　矿井通风系统

　　主要内容：

　　一、矿井通风系统——基本任务、类型及其适用条件、主要通风机的工作方式与安装地点、通风系统的选择；

　　二、采区通风——基本要求、采区进风上山与回风上山的选择、采煤工作面上行风与下行风、采煤工作面通风系统；

　　三、通风构筑物及漏风——通风构筑物、漏风及有效风量、减少漏风措施；

　　四、矿井通风设计——矿井通风设计的内容与要求、优选通风系统、矿井风量计算、阻力计算、通风设备选择

　　一、矿井通风系统

　　矿井通风系统是矿井通风方式、通风方法和通风网路的总称。

　　（一）矿井通风系统的基本任务

　　矿井通风系统的基本任务如下：

　　（1）供给井下足够的新鲜空气，满足人员对氧气的需要。

　　 （2）冲淡井下有毒有害气体和粉尘，保证安全生产。

　　 （3）调节井下气候，创造良好的工作环境。

　　（二）矿井通风系统的类型及其适用条件

　　按进、回风井在井田内的位置不同，通风系统可分为中央式、对角式、区域式及混合式。

　　1．中央式

　　 进、回风井均位于井田走向中央。根据进、回风井的相对位置，又分为中央并列式和中央边界式（中央分列式）（见图1）。

　　图1 2．对角式

　　（1）两翼对角式

　　进、回风分别位于井田的两翼。

　　 进风井大致位于井田走向的中央，两个回风井位于井田边界的两翼（沿倾斜方向的浅部），称为两翼对角式；如果只有一个回风井，且进、回风分别位于井田的两翼称为单翼对角式。

　　（2）分区对角式

　　 进风井位于井田走向的中央，在各采区开掘一个不深的小回风井，无总回风巷。

　　 两翼对角式与分区对角式通风系统如图2所示。

　　图2 3．区域式

　　 在井田的每一个生产区域开凿进、回风井，分别构成独立的通风系统。

　　4．混合式

　　由上述诸种方式混合组成。例如，中央分列与两翼对角混合式，中央并列与两翼对角混合式等等。

　　（三）主要通风机的工作方式与安装地点

　　 主要通风机的工作方式有三种，即抽出式、压入式和压抽混合式。 1． 抽出式

　　 如图3所示，主要通风机安装在回风井口，在抽出式主要通风机的作用下，整个矿井通风系统处在低于当地大气压力的负压状态。当主要通风机因故停止运转时，井下风流的压力提高，比较安全。 2．压入式

　　 如图4所示，主要通风机安装在入风井口，在压入式主要通风机的作用下，整个矿井通风系统处在高于当地大气压的正压状态。在冒落裂隙通达地面时，压入式通风矿井采区的有害气体通过塌陷区向外漏出。当主要通风机因故停止运转时，井下风流的压力降低。

　　图3

　　图4

　　 3．压抽混合式

　　 如图5所示，在入风井口设一风机做压入式工作，回风井口设一风机做抽出式工作。通风系统的进风部分处于正压，回风部分处于负压，工作面大致处于中间，其正压或负压均不大，采空区通连地表的漏风因而较小。其缺点是使用的通风机设备多，管理复杂。

　　图5

　　（四）矿井通风系统的选择

　　 根据矿井设计生产能力、煤层赋存条件、表土层厚度、井田面积、地温、矿井瓦斯涌出量、煤层自燃倾向性等条件，在确保矿井安全及兼顾中、后期生产需要的前提下，通过对多个可行的矿井通风系统方案进行技术经济比较后确定。

　　 中央式通风系统具有井巷工程量少、初期投资省的优点，因此矿井初期宜优先采用。

　　有煤与瓦斯突出危险的矿井、高瓦斯矿井、煤层易自燃的矿井及有热害的矿井，应采用对角式通风或分区对角式通风。

　　 当井田面积较大时，初期可采用中央式通风，逐步过渡为对角式或分区对角式。

　　矿井通风方法一般采用抽出式。当地形复杂、露头发育老窑多、采用多风井通风有利时，可采用压入式通风。

　　二、采区通风系统

　　 采区通风系统是矿井通风系统的主要组成单元, 包括采区进、回风和工作面进、回风巷道组成的风路连接形式及采区内的风流控制设施。

　　（一）采区通风系统的基本要求

　　 （1）每一个采区都必须布置回风道，实行分区通风。

　　（2）采煤工作面和掘进工作面应采用独立的通风系统。有特殊困难必须串联通风时，应符合有关规定。（串联通风，必须在被串联工作面的风流中装设甲烷断电仪，且瓦斯和二氧化碳浓度都不得超过0.5%,其他有害气体浓度都应符合《煤矿安全规程》的规定）

　　4

　　（3）煤层倾角大于12°的采煤工作面采用下行通风时，报矿总工程师批准。 （4）采煤工作面和掘进工作面的进风和回风，都不得经过采空区或冒落区。

　　（二）采区进风上山与回风上山的选择

　　 上（下）山至少要有两条；对生产能力大的采区可有三条或四条上山。 1．轨道上山进风，运输机上山回风 2．运输机上山进风、轨道上山回风

　　 比较：轨道上山进风，新鲜风流不受煤炭释放的瓦斯、煤尘污染及放热影响，输送机上山进风，运输过程中所释放的瓦斯可使进风流的瓦斯和煤尘浓度增大，影响工作面的安全卫生条件。

　　（三）采煤工作面上行风与下行风

　　上行风与下行风是相对于进风流方向与采煤工作面的关系而言的。如图6所示，当采煤工作面进风巷道水平低于回风巷时，采煤工作面的风流沿倾斜向上流动，称上行通风，否则称下行通风。

　　图6

　　优、缺点：

　　 （1）下行风的方向与瓦斯自然流向相反，二者易于混合且不易出现瓦斯分层流动和局部积存的现象。

　　 （2）上行风比下行风工作面的气温要高。

　　（3）下行风比上行风所需要的机械风压要大。

　　（4）下行风在起火地点瓦斯爆炸的可能性比上行风要大。

　　（四） 采煤工作面通风系统

　　1．U形与Z形通风系统(见图7)

　　 图7 2．Y形、W形及双Z形通风系统(见图8)

　　图8 3．H形通风系统(见图9)

　　 图9

　　三、通风构筑物及漏风

　　矿井通风系统网路中适当位置安设的隔断、引导和控制风流的设施和装置，以保证风流按生产需要流动。这些设施和装置，统称为通风构筑物。

　　（一）通风构筑物

　　 风构筑物分为两大类：一类是通过风流的通风构筑物，如主要通风机风硐、反风装置、风桥、导风板和调节风窗；另一类是隔断风流的通风构筑物，如井口密闭、挡风墙、风帘和风门等 。

　　1． 风门

　　风门：在需要通过人员和车辆的巷道中设置的隔断风流的门

　　 安设地点：在通风系统中既要断风流又要行人或通车的地方应设立风门。在行人

　　6 或通车不多的地方，可构筑普通风门；而在行人通车比较频繁的主要运输道上，则应构筑自动风门。风门表示方式、调节风门表示方法如图10所示。

　　图10

　　 设置风门的要求：

　　 （1）每组风门不少于两道，通车风门间距不小于一列车长度，行人风门间距不小于5 m。入排风巷道之间要需设风门处同时设反向风门，其数量不少于两道。

　　 （2）风门能自动关闭，通车风门实现自动化，矿井总回风和采区回风系统的风门要装有闭锁装置，风门不能同时敞开（包括反风门）。

　　 （3）门框要包边沿口，有垫衬，四周接触严密，门扇平整不漏风，门扇与门框不歪扭。门轴与门框要向关门方向倾斜80°至85°。

　　 （4）风门墙垛要用不燃材料建筑，厚度不小于0.5 m，严密不漏风。墙垛周边要掏槽，见硬顶、硬帮与煤岩接实，墙垛平整，无裂缝、重缝和空缝。

　　 （5）风门水沟要设反水池或挡风帘，通车风门要设底坎，电管路孔要堵严。风门前后各5 m内巷道支护良好，无杂物、积水和淤泥。 2．风桥

　　设在进、回风交叉处而又使进、回风互不混合的设施称为风桥。

　　 当通风系统中进风巷道与回风巷道需水平交叉时，为使进风与回风互相隔开，需要构筑风桥。风桥按其结构不同可分为以下三种：

　　（1）绕道式风桥：开凿在岩石里，最坚固耐用，漏风少。（见图11） （2）混凝土风桥：结构紧凑，比较坚固。（见图12）

　　 图11

　　图12

　　 （3）铁筒风桥：可在次要风路中使用。

　　7 3．密闭

　　 密闭是隔断风流的构筑物，设置在需隔断风流、不需要通车行人的巷道中（见图13）。密闭的结构随服务年限的不同而分为两类：

　　 （1）临时密闭，常用木板、木段等修筑，并用黄泥、石灰抹面。

　　（2）永久密闭，常用料石、砖、水泥等不燃性材料修筑。

　　图13 4．导风板

　　 在矿井中应用以下几种导风板：

　　（1）引风导风板。 （2）降阻导风板。 （3）汇流导风板。

　　（二）漏风及有效风量 1．漏风及其危害

　　 矿井有效风量：矿井中流至各用风地点，起到通风作用的风量总和。

　　 漏风：未经用风地点而经过采空区、地表塌陷区、通风构筑物和煤柱裂隙等通道直接流（渗）入回风道或排出地表的风量。

　　 漏风的危害：使工作面和用风地点的有效风量减少，气候和卫生条件恶化，增加无益的电能消耗，并可导致煤炭自燃等事故。减少漏风、提高有效风量是通风管理部门的基本任务。

　　 2．漏风的分类及原因

　　（1）漏风的分类

　　矿井漏风按其地点可分为：

　　矿井外部漏风（或称井口漏风）：泛指地表附近如箕斗井井口、地面主通风机附近

　　8 的井口、防爆盖、反风门、调节闸门等处的漏风。

　　 矿井内部漏风（或称井下漏风）：指井下各种通风构筑物的漏风、采空区以及碎裂的煤柱的漏风。

　　（2）漏风的原因

　　 当有漏风通路存在，并在其两端有压差时，就可产生漏风。漏风风流通过孔隙的流态，视孔隙情况和漏风大小而异。 3．矿井漏风率及有效风量率

　　矿井有效风量：风流通过井下各工作地点实际风量总和。

　　 矿井有效风量率：矿井有效风量与各台主要通风机风量总和之比。矿井有效风量率应不低于85%。

　　 矿井外部漏风量：直接由主要通风机装置及其风井附近地表漏失的风量总和。（可用各台主要通风机风量的总和减去矿井总回或进风量）

　　矿井外部漏风率：矿井外部漏风量与各台主要通风机风量总和之比。 矿井主要通风机装置外部漏风率无提升设备时不得超过5％，有提升设备时不得超过15％。

　　（三）减少漏风，提高有效风量

　　1．外部漏风

　　漏风风量与漏风通道两端的压差成正比，和漏风风阻的大小成反比。应增加地面主要通风机的风硐、反风道及附近的风门的气密性，以减少漏风。

　　2．内部漏风

　　 （1）采用中央并列式通风系统时，进、回风井保持一定的距离，防止井筒漏风。 （2）进、回风巷间的岩柱和煤柱要保持足够的尺寸，防止被压裂而漏风，进、回风巷间应尽量减少联络巷，必须设置两道以上的高质量的风门及两道反向风门。

　　（3）提高构筑物的质量，防止漏风，加强通风构筑物的严密性是防止矿井漏风的基本措施。

　　（4）采空区要注浆、洒浆、洒水等，可提高压实程度，减少漏风。 （5）利用箕斗回风时，井底煤仓要有一定的煤量，防止漏风。 （6）采空区和不用的风眼及时关闭。

　　四、矿井通风设计

　　（一）矿井通风设计的内容与要求

　　 矿井通风设计的基本任务是建立一个安全可靠、技术先进和经济合理的矿井通风系

　　9 统。矿井通风设计一般分为两个时期，即基建时期与生产时期，分别进行设计。

　　1． 矿井通风设计的内容 （1）确定矿井通风系统。

　　（2）矿井风量计算和风量分配。 （3）矿井通风阻力计算。 （4）选择通风设备。 （5）概算矿井通风费用。 2．矿井通风设计的要求

　　（1）将足够的新鲜空气有效地送到井下工作场所，保证生产和良好的劳动条件； （2）通风系统简单，风流稳定，易于管理，具有抗灾能力； （3）发生事故时，风流易于控制，人员便于撤出；

　　（4）有符合规定的井下环境及安全监测系统或检测措施； （5）通风系统的基建投资省，营运费用低、综合经济效益好。

　　（二）优选矿井通风系统

　　 1．矿井通风系统的要求

　　（1）每一矿井必须有完整的独立通风系统。

　　（2）进风井口按全年风向频率，必须布置在不受粉尘、煤尘、灰尘、有害气体和高温气体侵入的地方。

　　（3）箕斗提升井或装有胶带输送机的井筒不应兼作进风井，如果兼作回风井使用，必须采取措施，满足安全的要求。

　　（4）多风机通风系统，在满足风量按需分配的前提下，各主要通风机的工作风压应接近。

　　（5）每一个生产水平和每一采区，必须布置回风巷，实行分区通风。

　　（6）井下爆破材料库必须有单独的新鲜风流，回风风流必须直接引入矿井的总回风巷或主要回风巷中。

　　（6）井下充电室必须采用单独的新鲜风流通风，回风风流应引入回风巷。

　　2．确定矿井通风系统

　　根据矿井瓦斯涌出量、矿井设计生产能力、煤层赋存条件、表土层厚度、井田面积、地温、煤层自燃倾向性及兼顾中后期生产需要等条件，提出多个技术上可行的方案，通过优化或技术经济比较后确定矿井通风系统。

　　（三）矿井风量计算

　　 1．矿井风量计算原则

　　矿井需风量，按下列要求分别计算，并必须采取其中最大值。

　　（1）按井下同时工作最多人数计算，每人每分钟供给风量不得少于4 m3。 （2）按采煤、掘进、硐室及其他实际需要风量的总和进行计算。

　　10

　　2．矿井需风量的计算

　　 （1）采煤工作面需风量的计算

　　按瓦斯涌出量计算、按工作面进风流温度计算、按使用炸药量计算、按工作人员数量计算按工作人员数量计算、按风速进行验算。

　　（2）掘进工作面需风量的计算 按瓦斯涌出量计算、按炸药量计算、按局部通风机吸风量计算、按工作人员数量计算、按风速进行验算。

　　（3）硐室需风量计算

　　机电硐室、爆破材料库、充电硐室。 3．矿井总风量计算

　　矿井的总进风量，应按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需要风量的总和进行计算。

　　（四）矿井通风总阻力计算

　　1．矿井通风总阻力计算原则

　　（1）矿井通风设的总阻力，不应超过3 000 Pa。

　　（2）矿井井巷的局部阻力，新建矿井按井巷摩擦阻力的10%计算，扩建矿井宜按井巷摩擦阻力的15%计算。

　　2．矿井通风总阻力计算

　　矿井通风总阻力：风流由进风井口起，到回风井口止，沿一条通路（风流路线）各个分支的摩擦阻力和局部阻力的总和，简称矿井总阻力，用hm表示。

　　对于矿井有两台或多台风主要通风机工作，矿井通风阻力按每台主要通风机所服务的系统分别计算。

　　在主要通风机的服务年限内，随着采煤工作面及采区接替的变化，通风系统的总阻力也将因之变化。当根据风量和巷道参数直接判定最大总阻力路线时，可按该路线的阻力计算矿井总阻力；当不能直接判定时，应选几条可能是最大的路线进行计算比较，然后定出该时期的矿井总阻力。

　　矿井通风系统总阻力最小时称通风容易时期。通风系统总阻力最大时亦称为通风困难时期。

　　对于通风困难和容易时期，要分别画出通风系统图。按照采掘工作面及硐室的需要分配风量，再由各段风路的阻力计算矿井总阻力。

　　计算方法：沿着风流总阻力最大路线，依次计算各段摩擦阻力hf，然后分别累计得出容易和困难时期的总摩擦阻力hf1 和 hf2。

　　（五）矿井通风设备的选择

　　矿井通风设备是指主要通风机和电动机。

　　 1．矿井通风设备的要求

　　(1)矿井必须装设两套同等能力的主通风设备，其中一套备用。

　　(2)选择通风设备应满足第一开采水平各个时期工况变化，并且使通风设备长期高效率

　　11 运行。

　　 （3）风机能力应留有一定的余量。

　　 （4）进、出风井井口的高差在150 m以上，或进、出风井井口标高相同，但井深 400 m以上时，宜计算矿井的自然风压。

　　2．主要通风机的选择

　　（1）计算通风机风量Qf 。

　　 （2）计算通风机风压。

　　 （3）初选通风机。

　　（4）求通风机的实际工况点。

　　（5）确定通风的型号和转速。

　　（6）电动机选择

　　（六）概算矿井通风费用

　　吨煤通风成本是通风设计和管理的重要经济指标。

　　 吨煤通风成本主要包括下列费用：

　　(1)电费（W1）。

　　（2）设备折旧费。

　　 （3）材料消耗费用。

　　（4）通风工作人员工资费用。

　　（5）专为通风服务的井巷工程折旧费和维护费折算至吨煤的费用。

　　 （6）采每吨煤的通风仪表的购置费和维修费用。

　　 第四篇：矿井通风与安全

　　矿井通风与安全

　　煤矿井下为什么要进行[1]?？不进行通风不行吗？经过实践证明，不进行通风是不行的。因为井下要生产就要有人，人没有氧气就不能生存。其次人们在井下生产过程中不断产生有毒有害气体，如：一氧化碳、二氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、硫化氢、沼气等，如果不排除这些气体人们也无法生产。井下由于受地温等因素的影响需要对井下恶劣气候条件进行调节。矿井通风的基本任务是：

　　（1）、供给井下足够的新鲜空气，满足人员对氧气的需要。

　　（2）、冲淡井下有毒有害气体和粉尘，保证安全生产。

　　（3）、调节井下气候，创造良好的工作环境。

　　井下必须进行通风，不通风就不能保证安全和维持生产。故矿井通风是矿井生产环节中最基本的一环，它在矿井建设和生产期间始终占有非常重要的地位。

　　 本段 矿井通风的类型

　　矿井通风系统由影响矿井安全生产的主要因素所决定。根据相关因素把矿井通风系

　　矿井通风阻力参数智能检测仪

　　统划分为不同类型。根据瓦斯、煤层自燃和高温等影响矿井生产安全的主要因素对矿井通风系统的要求，为了便于管理、设计和检查，把矿井通风系统分为一般型、降温型、防火型、排放瓦斯型、防火及降温型、排放瓦斯及降温型、排放瓦斯及防火型、排放瓦斯与防火及降温型几种，依次为1-8八个等级。

　　本段 空气 地面空气

　　地面空气是我们居住的地球表面包围着的地面大气，它由干空气和水蒸气组成的混合气体，在正常情况下干空气由下列几种成分组成：

　　气体名称体积浓度

　　氮（N2）78.13%

　　氧（O2）20.90%

　　二氧化碳（CO2）0.03%

　　氩（Ar）0.93%

　　其它0.01% 井下空气

　　地面空气进入井下后，因发生物理和化学两种变化，使其成份和浓度发生改变。

　　1、 物理变化：

　　气体混入：煤层中含有瓦斯、二氧化碳等气体，矿井在生产过程中这些气体便混

　　jfy-2矿井通风多参数检测仪 入井下空气中。

　　固体混入：井下各作业环节所产生的岩、煤尘和其它微小杂尘混入井下空气中。

　　气象变化：由于井下温度、气压和湿度的变化引起井下空气的体积和浓度变化。

　　2、 化学变化：

　　井下一切物质的缓慢氧化、爆破工作、火区氧化等这些变化均对井下空气产生影响。

　　经过上述的物理、化学变化井下空气同地面空气相比较发生了较大变化，成分增多、浓度发生变化、氧浓度相对减少。井下空气的成分种类共有：O

　　2、N

　　2、CH

　　4、CO、CO

　　2、H2S、SO

　　2、H

　　2、NH

　　3、NO

　　2、水蒸气和浮尘十二种。但由于各矿条件不同，各矿的井下空气成分种类和浓度都不相同。

　　本段 井下空气的主要成分： 氧（O2）

　　氧气的性质：是一种无色、无味、无臭的气体，它对空气的比重是1.11，其化学性质很活泼，可以和所有的气体相化合，氧能助燃，氧是人和动物新陈代谢不可缺少的物质，没有氧气人就不能生存。氧气对人影响见下表：

　　氧的浓度%

　　人体的症状反应

　　17

　　静止状态无影响，工作时引起喘息、呼吸困难、心跳。

　　10--12

　　失去知觉、对人的生命有严重威胁。

　　9以下

　　在短时间内窒息死亡。

　　《煤矿安全规程》中规定：在采掘工作面的进风风流中，按体积计算，空气中的于20%。 氮（N2）

　　氮气的性质：是一种无色、无味、无臭的气体，它对空气的比重是0.97，不助燃、不能维持呼吸。在正常情况下，氮对人体无害，当空气中含氮量过多时，就会降低氧气含量，可以因缺氧而使人窒息。

　　二氧化碳（CO2）

　　二氧化碳性质：是一种无色、略带酸味的惰性气体，它对空气的比重是1.52，易溶于水、不助燃、不能维持呼吸，略带毒性，对眼、喉咙和鼻的粘膜有刺激作用。

　　《煤矿安全规程》中规定：在采掘工作面的进风风流中，按体积计算，二氧化碳浓度不得超过0.5%。

　　四、井下空气的主要有害气体及其防治措施

　　井下空气由于受矿井生产的物理、化学变化的影响,使井下空气中存在一些有毒有害气体: 主要有害气体:

　　一)、一氧化碳(CO)

　　1、性质:

　　一氧化碳是一种无色、无味、无臭的气体,它对空气的比重为0.97,微溶于水。在一般温度与压力下,一氧化碳的化学性质不活泼,但浓度达到13%--17%时遇火能引起爆炸。

　　一氧化碳之所以毒性很强是因为它对人体内血红球所含的血色素的亲和力比氧大250--300倍。因此,一氧化碳吸入人体后就阻碍了氧和血色素的正常结合,使人体各部分组织和细胞缺氧,引起窒息和中毒死亡。

　　2、一氧化碳的浓度与中毒程度的关系:

　　一氧化碳

　　0.016

　　0.048

　　中毒时间 中毒程度 中毒症状

　　数小时 无征兆或轻微头痛

　　1小时以内 轻微中毒 耳鸣、头痛、头晕、心跳

　　0.128 0。5--1小时 严重中毒 除上述症状外四肢无力、呕吐、感觉

　　迟盹、丧失行动能力

　　0.4 短时间内 致命中毒 丧失知觉、痉挛、呼吸停顿、假死

　　《煤矿安全规程》规定井下空气中一氧化碳的浓度不得超过0.0024%。

　　3、井下一氧化碳地来源:

　　(1)、井下火灾;煤层自燃。

　　(2)、沼气与煤层爆炸。

　　(3)、爆破工作。 二氧化碳见上节。 硫化氢气体。

　　1、性质:

　　硫化氢气体是一种无色微甜,有臭鸡蛋气味的气体,它对空气的比重为1.19,溶于水,能燃烧,当浓度达4.3%--46%时还具有爆炸性。

　　3、井下来源:

　　(1)、坑木析腐烂。

　　(2)、含硫矿物(如:黄铁矿、石膏等)遇水分解。

　　(3)、从采空区废旧巷道涌出或煤围岩中放出。

　　某矿井通风网络

　　(4)、爆破工作产生。 二氧化硫:

　　1、性质:

　　二氧化硫是一种无色具有强烈硫黄燃烧味的气体,它对空气的比重为2.2,易溶于水。它对眼睛和呼吸器官有强烈刺激作用。

　　《煤矿安全规程》规定井下空气中二氧化硫气体浓度不得超过0.0005%。

　　3、井下来源:

　　(1)、含硫矿物的自燃或缓慢氧化。

　　(2)、从煤围岩中放出。

　　(3)、在硫矿物中爆破生成。 二氧化氮（NO2）

　　1、 性质:二氧化氮为红褐色气体,它对空气的比重为1.57,极易溶于水,对眼睛鼻腔、呼吸道及肺部有强烈的刺激作用,二氧化氮与水结合生成硝酸,因此对肺部组织起腐蚀破坏作用,可以引起肺部浮肿。

　　2、二氧化氮的浓度与中毒程度关系:

　　《煤矿安全规程》规定井下空气中二氧化氮气体浓度不超过0.00025%。

　　井下来源:

　　主要是放炮产生。

　　六)沼气:沼气的数量约占矿井瓦斯总和的90%以上,重点放在下一章阐述。

　　二、防止有害气体的措施:

　　1、加强通风。适当增加风量,把这些有害气体排出或冲淡到《煤矿安全规程》规定的安全浓度以下,是常用也是有效防止井下有害气体危害的最根本的措施。

　　2、加强检查,用各种瞧骷嗍泳?赂髦钟泻ζ?宓亩??以便及时采取相应的措施。

　　3、如果某种有害气体的含量较大可采取抽放措施。如瓦斯抽放。

　　4、井下通风不良的地区或不通风的旧巷道内积聚大量的有害气体。故在这些旧巷口要设栅栏,挂警标,防止他人误入。如果必须进入,需要详细检查各种有害气体方可进入。

　　5、若有人由于缺氧窒息或呼吸有毒有害气体中毒时立即将中毒者移到有新鲜空气的巷道或地面并进行人工呼吸(NO

　　2、H2S中毒除外)施行急救。

　　本段 矿井通风设施:

　　为了使井下风流沿指定路线流动分配,就必须在某些巷道内建筑引导控制风流的构筑物即通风设施,它分为引导风流和隔断风流的设施。 引导风流的设施:

　　1、风峒:风峒是联接扇风机装置和风井的一段巷道。

　　大煤沟煤矿风峒

　　风峒多用混凝土、砖石等建材构筑成圆形式矩形巷道,这是由风筒的特点所决定的。

　　2、风桥:风桥是将两股平面交*的新、污风流隔成立体交*新、污风分开的一种通风设施。

　　根据结构特点不同风桥可分为三种:

　　(1)绕道式风桥。 (2)、混凝土风桥。 (3)、铁筒风桥

　　3、风窗(卡)

　　风窗是在巷道内设在墙或门上,在墙或门上留一个可调空间窗口,通过调节空间窗口面积从而达到调节风量的目的。

　　4、风障:

　　在巷道内利用木板、苇席、风筒布做布障起到引导风流的作用。常用此方法处理高冒处、落山角等处积聚瓦斯。

　　5、风筒:

　　在巷道中利用正压或负压通风动力通过管道把指定的风量送到目的地,这个管道就叫风筒。 隔断风流设施:

　　1、防爆门(帽)

　　防爆门是装在扇风机筒,为防止井下发生煤尘瓦斯爆炸时产生的冲击波毁坏扇风机的安全设施。当井下发生煤尘、瓦斯爆炸时,防爆门即能被气浪冲开,爆炸波直接冲入大气,从而起到保护扇风机的作用。

　　2、挡风墙

　　在不允许风流通过,也不允许行车行人的井巷如采空区、旧巷、火区以及进风与回风大巷之间的联络小眼都必须设置挡风墙,将风流截断。以免造成漏风,风流形成短路使通风系统失去合理稳定性而发生事故。

　　挡风墙分为:临时挡风墙、永久挡风墙。

　　1)临时挡风墙:一般是在立柱上钉木板,木板上抹黄泥建成临时挡风墙。

　　使用条件:服务年限不长,巷道围岩压力小,漏风率要求不不严时使用。

　　2)永久挡风墙:一般使用料石、砖土、水泥、混凝土建筑。

　　使用条件:服务年限长,巷道围岩压力大,漏风率要求严时使用。

　　3、风门:

　　在不允许风流通过,但需行人或行车的巷道内,必须设置风门。

　　按结构分:普通风门和自运风门。

　　4、通风设施管理规定：

　　（1）、通风部门做好系统的调整，尽量减少风卡以自然分配风量为主。

　　（2）、爱护通风设施做到：风门严禁同时打开或用车撞风门、风门损坏及时汇报通风调度，如果影响系统风量受影响区域停电、撤人修复后再生产，安监调度组织分析处理。

　　（3）、通风设施由通风部门管理，其他单位无权移动、拆除等权力，如需要拆除、移动需要提前和通风部门联系。

　　（4）、严禁跨入栏杆、拆除栏杆、闭墙、风卡等通风设施。

　　本段 风量的测定:

　　矿井通风的主要参数之一就是风量,即:单位时间内通过井巷空气的体积。 测风站要求

　　1、必须设在直线巷道中。

　　2、测风站长度不少于4m。

　　3、测风站前后10m内没有拐弯和其它障碍。

　　4、测风站应挂有记录牌,注明编号、地点、断面积、平均风速、风量、测风日期、测风点。

　　5、测风站应设在没有漏风、支架齐全、断面变化不大的巷道内。 测风方法

　　测风采用定点法、九点法和线路法,求出平均风速。

　　在同一断面测风次数不少于三次,每次测量结果的误差不应超过5%,然后取三次的平均值。测得平均风速后通过测风站的断面积计算出巷道风量。

　　《煤矿安全规程》规定，至少每10天要进行一次全面风量测定。

　　4、通风设施管理规定：

　　（1）、通风部门做好系统的调整，尽量减少风卡以自然分配风量为主。

　　（2）、爱护通风设施做到：风门严禁同时打开或用车撞风门、风门损坏及时汇报通风调度，如果影响系统风量受影响区域停电、撤人修复后再生产，安监调度组织分析处理。

　　（3）、通风设施由通风部门管理，其他单位无权移动、拆除等权力，如需要拆除、移动需要提前和通风部门联系。

　　（4）、严禁跨入栏杆、拆除栏杆、闭墙、风卡等通风设施。 风量的测定

　　矿井通风的主要参数之一就是风量,即:单位时间内通过井巷空气的体积。

　　一)、测风站要求:

　　1、必须设在直线巷道中。

　　2、测风站长度不少于4m。

　　3、测风站前后10m内没有拐弯和其它障碍。

　　4、测风站应挂有记录牌,注明编号、地点、断面积、平均风速、风量、测风日期、测风点。

　　5、测风站应设在没有漏风、支架齐全、断面变化不大的巷道内。

　　二)、测风方法:

　　测风采用定点法、九点法和线路法,求出平均风速。

　　在同一断面测风次数不少于三次,每次测量结果的误差不应超过5%,然后取三次的平均值。测得平均风速后通过测风站的断面积计算出巷道风量。

　　《煤矿安全规程》规定，至少每10天要进行一次全面风量测定。

　　本段 掘进通风

　　在掘进巷道时,为了供给人员呼吸,排除稀释掘进工作面瓦斯或爆破后产生的有害、有害气体和矿尘要进行通风。掘进巷道的通风叫掘进通风。掘进通风方法分全负压通风、引射器通风和局扇通风。由于我集团公司主要采用局扇通。