矿井通风系统设计

1、1 安全工程学院安全工程学院 mine ventilation and safety 中国矿业大学多媒体教学课件 2 第第9章章 通风系统设计通风系统设计 中国矿业大学多媒体教学课件 3 上一章内容 第7章 采区通风 7.1 采区通风系统 7.2 长壁工作面的通风方式 7.3 采区风量计算 7.4 采区通风构筑物 7.5 采区专用回风巷 7.6 减少漏风的措施 4 9.1 矿井通风系统的拟定矿井通风系统的拟定 9.2 矿井风量的计算和分配矿井风量的计算和分配 9.3 矿井通风阻力计算矿井通风阻力计算 9.4 矿井通风设备选型矿井通风设备选型 9.5 概算矿井通风费用概算矿井通风费用 9.6 生

2、产矿井的通风系统改造生产矿井的通风系统改造 9.7 矿井通风系统安全性评价矿井通风系统安全性评价 第第9章章 通风系统设计通风系统设计 5 矿井通风设计是整个矿井设计内容的重要组成部分，矿井通风设计是整个矿井设计内容的重要组成部分， 是保证安全生产的重要一环。必须密切配合其它生产是保证安全生产的重要一环。必须密切配合其它生产 环节，周密考虑，精心设计。环节，周密考虑，精心设计。 新建矿井在进行开拓、开采设计的同时，还要对新建矿井在进行开拓、开采设计的同时，还要对 通风进行设计。生产矿井随着开拓、开采的发展变化，通风进行设计。生产矿井随着开拓、开采的发展变化， 也要进行通风设计。这两类通风设计的

3、内容和方法基也要进行通风设计。这两类通风设计的内容和方法基 本相似。本相似。 9 9 矿井通风设计矿井通风设计 6 矿井通风设计的内容与要求矿井通风设计的内容与要求 、矿井通风设计的内容、矿井通风设计的内容 确定矿井通风系统；确定矿井通风系统； 矿井风量计算和风量分配；矿井风量计算和风量分配； 矿井通风阻力计算；矿井通风阻力计算； 选择通风设备；选择通风设备； 概算矿井通风费用。概算矿井通风费用。 、矿井通风设计的要求、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；的劳动条件； 通风系统简单，风流稳

4、定，易于管理，具有抗灾能力；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；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；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。通风系统的基建投资省，营运费用低、综合经济效益好。 7 矿井通风系统设计依据的基础资料：矿井通风系统设计依据的基础资料： （1）矿井自然条件：）矿井自然条件： 地质、地形图；地质、地形图； 煤岩中的游离二氧化碳含量；煤岩中的游离二氧化碳含量； 煤层的瓦斯含量和压力以及瓦斯和二氧化碳涌煤层的瓦斯含

5、量和压力以及瓦斯和二氧化碳涌 出量；出量； 煤的自燃倾向性及自燃发火期；煤的自燃倾向性及自燃发火期； 煤尘爆炸性指数；矿区气候条件（年最高、低煤尘爆炸性指数；矿区气候条件（年最高、低 气温和年平均气温，常年主导风向，地温及地气温和年平均气温，常年主导风向，地温及地 温增深率）。温增深率）。 8 （2）矿井生产条件：）矿井生产条件： 矿井年产量及服务年限；矿井年产量及服务年限； 矿井的开拓、开采与运输系统；矿井的开拓、开采与运输系统； 各采区储量及按年限分配的位置与产量分配情况；各采区储量及按年限分配的位置与产量分配情况； 同时开采的煤层数、采区数、采掘工作面数；同时开采的煤层数、采区数、采掘工

6、作面数； 井下同时工作的最多人数；井下同时工作的最多人数； 同时爆破的最多炸药消耗量；同时爆破的最多炸药消耗量； 井巷断面及支护形式等。井巷断面及支护形式等。 9 （3）邻近生产矿井与通风设计有关的经验数）邻近生产矿井与通风设计有关的经验数 据或统计资料及风量计算方法。据或统计资料及风量计算方法。 （4）各种技术经济参数、性能的资料以及有）各种技术经济参数、性能的资料以及有 关法规与政策规定。关法规与政策规定。 在符合实际情况时，应尽可能多的收集和准在符合实际情况时，应尽可能多的收集和准 备以上基础资料，以达到最佳的矿井通风设备以上基础资料，以达到最佳的矿井通风设 计系统，大大提矿井的高安全生

7、产及效益。计系统，大大提矿井的高安全生产及效益。 10 9.1 矿井通风系统的拟定矿井通风系统的拟定 矿井通风系统矿井通风系统是矿井生产系统的主要组成部分，是矿井生产系统的主要组成部分， 包含矿井通风方式（包含矿井通风方式（the types of mine ventilation system）、通风方法（）、通风方法（ventilation mode）和通风网络（）和通风网络（ventilation network）。）。 矿井通风方式矿井通风方式是指进风井是指进风井(或平硐或平硐)和回风井和回风井(或或 平硐平硐)的布置方式，可分为中央式、对角式和的布置方式，可分为中央式、对角式和 混合

8、式等；混合式等； 矿井通风方法矿井通风方法是指产生通风动力的方法，有自是指产生通风动力的方法，有自 然通风法和机械通风法然通风法和机械通风法(压入式、抽出式压入式、抽出式)； 矿井通风网络矿井通风网络是指井下各风路按各种形式联接是指井下各风路按各种形式联接 而成的网络。而成的网络。 11 9.1 9.1 矿井通风系统的拟定矿井通风系统的拟定 一、矿井通风系统的类型一、矿井通风系统的类型 按进回风井在井田内的位置不同，通风系统可以分为按进回风井在井田内的位置不同，通风系统可以分为中中 央式、对角式、区域式及混合式央式、对角式、区域式及混合式。 12 1中央式中央式 进、回风井均位于井田走向中央。

9、根据进、回风井的相对位置，进、回风井均位于井田走向中央。根据进、回风井的相对位置， 又分为又分为中央并列式中央并列式和和中央边界式中央边界式（中央分列式）。（中央分列式）。 1)中央并列式中央并列式。其中又分为：。其中又分为： 中央并列抽出式中央并列抽出式 在地形条件许可时，进风井和出风井大致在地形条件许可时，进风井和出风井大致 并列在井田走向的中央，二井底都开掘到第一水平，主要通风机并列在井田走向的中央，二井底都开掘到第一水平，主要通风机 设在出风井的井口附近，将污风抽到地表，出风井的井底必须和设在出风井的井口附近，将污风抽到地表，出风井的井底必须和 总进风流隔开，出风井的井口一般用防爆门紧

10、闭；还要在岩石中总进风流隔开，出风井的井口一般用防爆门紧闭；还要在岩石中 做条回风石门做条回风石门mn，煤层倾角越大、总回风石门越短，反之越长。煤层倾角越大、总回风石门越短，反之越长。 13 中央并列压入式中央并列压入式 把压入式主要通风机设置在进风井的井口附近，将新把压入式主要通风机设置在进风井的井口附近，将新 风自地表压入井下，进风井的井口房须密闭，其它与风自地表压入井下，进风井的井口房须密闭，其它与 抽出式相同。抽出式相同。 14 主主 井井 副副 井井 中央回风井中央回风井 中央石门中央石门 风机房风机房 采区进风采区进风 采区回风采区回风 15 南屯矿采用中央并列抽出式系统 副井进风

11、、中央风井回风。 中央风井安装2台轴流式通风机其中1台工作、 l台备用； 通风机电动机功率均为800 kw，角度为40，风压 为1176pa，风星1578m3s。 16 17 18 中梁山矿务局北矿，采用中央并列抽出 式通风系统，平硐和副井进风，平洞断 面积12.1m2：，副井断面积28.3m2。 主井为回风井，其断面积力19.63m2。电 动机功率为950 kw，风压l 274pa，风量 150 ms：，等积孔455m2。最大 通风流程为10 k m。主要通风机采用反 风道反风。 19 20 曲阜市单家村煤矿通风系统:采用中央并 列抽出式通风系统，副井进风主并回 风。全矿总风量为31.5，风

12、压为640pa， 等积孔为1.95m2 21 2)中央分列式中央分列式(又名中央边界式又名中央边界式)。其中又分为：。其中又分为： 中央分列抽出式中央分列抽出式 进风井大致位于井田走向的中进风井大致位于井田走向的中 央，出风井大致位于井田浅部边界沿走向的中央，在央，出风井大致位于井田浅部边界沿走向的中央，在 沿倾斜方向上，出风井和进风井相隔沿倾斜方向上，出风井和进风井相隔段距离，出风段距离，出风 井的井底高于进风井的井底，主要通风机设在出风井井的井底高于进风井的井底，主要通风机设在出风井 口附近；在井田走向的中央开凿主井和副井。口附近；在井田走向的中央开凿主井和副井。 22 中央分列压入式中央

13、分列压入式 如图如图93所示，主要通风机安设在所示，主要通风机安设在 进风井口进风井口(副井口副井口)附近，其井口房须密附近，其井口房须密闭，主井底闭，主井底 和总进风须隔开，其它都与图和总进风须隔开，其它都与图92相同。相同。 23 24 25 矿井采用中央分列抽出式通风系统。进 风井位于井田走向中央，回风井位于井 田浅部走向中部 全矿共有立井4个，其个2个副井，1个主 井和1个风井。全矿井总进风量为 20667m3s ，总排风达为2l 2m3s， 风压2786pa，等积扎47m z，最大通风 流程6800 m最小通风流程1500 m。 26 2对角式对角式 1)两翼对角式。其中又分为：两翼

14、对角式。其中又分为： 两翼对角抽出式两翼对角抽出式 进风井筒大致位于井田走向的中央，进风井筒大致位于井田走向的中央， 两个出风井筒分别位于两翼边界采区中央的浅部，主要通两个出风井筒分别位于两翼边界采区中央的浅部，主要通 风机设在出风井口附近。为了开采深水平，有时把两翼风风机设在出风井口附近。为了开采深水平，有时把两翼风 井设在两翼沿倾斜的中央和沿走向的边界附近。用斜井和井设在两翼沿倾斜的中央和沿走向的边界附近。用斜井和 平峒开拓时，可把图平峒开拓时，可把图94中的中的立井改为斜井和平峒。立井改为斜井和平峒。 27 两翼对角压入式两翼对角压入式 进风井和出风井的位置与图进风井和出风井的位置与图9

15、4相相 同，只是在进风井口同，只是在进风井口(副井口副井口)附近安设压入式主要通附近安设压入式主要通 风机，进风副井口须密闭，主井底和总进风须隔开。风机，进风副井口须密闭，主井底和总进风须隔开。 28 29 30 31 鸡西矿务局城子河矿 采用两翼对 角抽出式通风系统，副井为主要 进风井，其东西两侧 的斜井为辅 助进风井，矿井东西两翼设两个 回风井。 32 2) 分区对角式。其中又分为：分区对角式。其中又分为： 分区对角抽出式分区对角抽出式 进风井大致位于井田走向的中央，进风井大致位于井田走向的中央， 在每个采区各掘一个小回风井，并分别安设抽出式分区在每个采区各掘一个小回风井，并分别安设抽出式

16、分区 主要通风机，可不必做总回风道。在图主要通风机，可不必做总回风道。在图95中也可以用中也可以用 斜井代替立井，或者进风用垂直于走向斜井代替立井，或者进风用垂直于走向(或平行于走向或平行于走向) 的平的平峒，出风用斜井；或者进风和出风都用平峒。峒，出风用斜井；或者进风和出风都用平峒。 33 34 分区对角压入式分区对角压入式 各出风井口不安设通风机，只在进风井各出风井口不安设通风机，只在进风井 口口(副井口副井口)附近安设压入式主要通风机，进风副井口要附近安设压入式主要通风机，进风副井口要 密闭，主井井底和总密闭，主井井底和总进风须隔开。进风须隔开。 35 36 平顶山七矿采用分区对角压入式

17、通风 系统，进风井位于井田中央，风流通 过风机由副井进入，再分别由井田两 侧的2号、3号立井及中央1号斜井回至 地面。 37 38 攀枝花矿务局太平矿采用集中压入式分区回风通风系统。 39 3. 混合式混合式 进风井与出风井由三个以上井筒按上述各种方式混合进风井与出风井由三个以上井筒按上述各种方式混合 组成，其中有中央分列与两翼对角混合式和中央并列与中组成，其中有中央分列与两翼对角混合式和中央并列与中 央分列混合式等。例如，图央分列混合式等。例如，图97所示为中央分列与两翼对所示为中央分列与两翼对 角混合式通风系统。为了缩短基建时间，在初期采用中央角混合式通风系统。为了缩短基建时间，在初期采用

18、中央 分列式通风系统，随着生产的发展，当开采到两翼边界时，分列式通风系统，随着生产的发展，当开采到两翼边界时， 则用中央分列与两翼对角混合式的通风系统。则用中央分列与两翼对角混合式的通风系统。 40 中央并列分列混合式 41 中央分列与单翼对角混合式中央分列与单翼对角混合式 42 中央分列与对角混合式中央分列与对角混合式 43 44 二、二、拟定矿井通风系统拟定矿井通风系统 1. 选择矿井通风系统的基本要求选择矿井通风系统的基本要求 选择任何通风系统，都要符合投产较快，出煤较多、选择任何通风系统，都要符合投产较快，出煤较多、 安全可靠、技术经济指标合理等总原则。具体要求有：安全可靠、技术经济指

19、标合理等总原则。具体要求有： 1) 每个矿井特别是地震区、多雷区的矿井，至少要每个矿井特别是地震区、多雷区的矿井，至少要 有两个通到地面的安全出口，各个出口之间的距离不有两个通到地面的安全出口，各个出口之间的距离不 得小于得小于30m，新建和改建的矿井，如果采用中央并列新建和改建的矿井，如果采用中央并列 式通风时，还要在井田边界附近设置安全出口。式通风时，还要在井田边界附近设置安全出口。 井下每一个水平到上一水平和每个采区至少都有两个井下每一个水平到上一水平和每个采区至少都有两个 出口，并与通到地面的安全出口相连通，通到地面的出口，并与通到地面的安全出口相连通，通到地面的 安全出口和两个水平之

20、间的出口都必须有便于人行的安全出口和两个水平之间的出口都必须有便于人行的 设施设施(台阶和梯子间等台阶和梯子间等)。 45 2) 进风井口要避免污风、尘土、炼焦气体，矸石燃烧气进风井口要避免污风、尘土、炼焦气体，矸石燃烧气 体等的侵入。体等的侵入。 进风井口距离产生烟尘、有害气体的地点不得小于进风井口距离产生烟尘、有害气体的地点不得小于500m； 为防止进风井筒冬季结冰，需装设暖风设备；矿井的总回为防止进风井筒冬季结冰，需装设暖风设备；矿井的总回 风道不得作为主要人行道；地面主要通风机和回风流的噪风道不得作为主要人行道；地面主要通风机和回风流的噪 音都不得造成公害；进风井与出风井的设置地点必须

21、地层音都不得造成公害；进风井与出风井的设置地点必须地层 稳定，施工地质条件比较简单，占地少，压煤少，而且要稳定，施工地质条件比较简单，占地少，压煤少，而且要 在当地历年来洪水位的最高标高以上在当地历年来洪水位的最高标高以上(大中型和小型矿井大中型和小型矿井 分别超过当地百年和分别超过当地百年和50年内最高水位年内最高水位)。 46 3) 箕斗井一般不应兼作进风井或出风井。箕斗井一般不应兼作进风井或出风井。 如果井上、下装卸装置和井塔有完善的封闭措施，其漏风如果井上、下装卸装置和井塔有完善的封闭措施，其漏风 率不超过率不超过15，并有可靠的降尘设施，箕斗井可以兼作，并有可靠的降尘设施，箕斗井可以

22、兼作 出风井；若井筒中风速不超过出风井；若井筒中风速不超过6m/s，有可靠的降尘措施，有可靠的降尘措施， 保证粉尘浓度符合工业卫生标准，箕斗井可以兼作进风保证粉尘浓度符合工业卫生标准，箕斗井可以兼作进风 井。胶带斜井不得兼作出风井。如果胶带斜井中风速不井。胶带斜井不得兼作出风井。如果胶带斜井中风速不 超过超过4m/s，有可靠的降尘措施，粉尘浓度符合卫生标准，有可靠的降尘措施，粉尘浓度符合卫生标准， 才可兼作进风井。才可兼作进风井。 47 4) 所有矿井都要采用机械通风，主要通风机和分区主要所有矿井都要采用机械通风，主要通风机和分区主要 通风机必须安装在地面。但有战备的特殊要求时，可以考通风机必

23、须安装在地面。但有战备的特殊要求时，可以考 虑装在井下。新设计矿井不宜在同一井口选用几台主要通虑装在井下。新设计矿井不宜在同一井口选用几台主要通 风机联合运转。风机联合运转。 5) 不宜把两个可以独立通风的矿井合并为一个通风系统。不宜把两个可以独立通风的矿井合并为一个通风系统。 若有几个出风井，则自采区流到各个出风井的风流需保持若有几个出风井，则自采区流到各个出风井的风流需保持 独立；各工作面的回风在进入采区回风道之前、各采区的独立；各工作面的回风在进入采区回风道之前、各采区的 回风在进入回风水平之前都不能任意贯通，下水平的回风回风在进入回风水平之前都不能任意贯通，下水平的回风 流和上水平的进

24、风流必须严格隔开，在条件允许时，要尽流和上水平的进风流必须严格隔开，在条件允许时，要尽 量使总进风早分开，总回风晚汇合。量使总进风早分开，总回风晚汇合。 6) 采用多台分区主要通风机通风时，为了保持联合运转采用多台分区主要通风机通风时，为了保持联合运转 的稳定性，总进风道的断面不宜过小，尽可能减少公共风的稳定性，总进风道的断面不宜过小，尽可能减少公共风 路的风阻。各分区主要通风机的回风流、中央主要通风机路的风阻。各分区主要通风机的回风流、中央主要通风机 和每一翼主要通风机的回风流和每一翼主要通风机的回风流都必须严格隔开。都必须严格隔开。 48 7) 要充分注意降低通风费用，要充分注意降低通风费

25、用， 为此，主要风道的断面不宜过小，并做到壁面光滑，以为此，主要风道的断面不宜过小，并做到壁面光滑，以 降低摩擦阻力，主要风道的拐弯要缓慢，断面的变化要降低摩擦阻力，主要风道的拐弯要缓慢，断面的变化要 均匀，以降低局部阻力；要尽可能使每个采区的产量均均匀，以降低局部阻力；要尽可能使每个采区的产量均 衡，阻力接近，使自然分配的风量基本上和按需要分配衡，阻力接近，使自然分配的风量基本上和按需要分配 的风量一致；尽可能少用通风构筑物，同时也要重视降的风量一致；尽可能少用通风构筑物，同时也要重视降 低基建费用。为此，要充分利用一切可用的直通地面的低基建费用。为此，要充分利用一切可用的直通地面的 旧井巷

26、，或利用上水平可用的旧巷道帮助下水平回风。旧井巷，或利用上水平可用的旧巷道帮助下水平回风。 8) 要符合采区通风和掘进通风的若干要求，要满足要符合采区通风和掘进通风的若干要求，要满足 防治瓦斯、火、尘、水和高温对矿井通风系统的要求，防治瓦斯、火、尘、水和高温对矿井通风系统的要求， 还要有利于深水平或后期通风系统的发展变化。还要有利于深水平或后期通风系统的发展变化。 49 2. 选择矿井主要通风机的工作方法选择矿井主要通风机的工作方法 煤矿主要通风机的工作方法基本上分为抽出式与压煤矿主要通风机的工作方法基本上分为抽出式与压 入式两种：入式两种： 1) 抽出式主要通风机使井下风流处于负压状态。一抽

27、出式主要通风机使井下风流处于负压状态。一 旦主要通风机因故停止运转，井下风流的压力提高，旦主要通风机因故停止运转，井下风流的压力提高， 有可能使采空区瓦斯涌出量减少，比较安全；有可能使采空区瓦斯涌出量减少，比较安全； 压入式主要通风机使井下风流处于正压状态，当主要压入式主要通风机使井下风流处于正压状态，当主要 通风机停转时，风流压力降低，有可能使采空区瓦斯通风机停转时，风流压力降低，有可能使采空区瓦斯 涌出量增加。涌出量增加。 2) 采用压入式通风时，须在矿井总进风路线上设置采用压入式通风时，须在矿井总进风路线上设置 若干构筑物，使通风管理工作比较困难，漏风较大。若干构筑物，使通风管理工作比较

28、困难，漏风较大。 用抽出式通风，就没有这种缺点。用抽出式通风，就没有这种缺点。 50 用平峒开拓时，往往需要用平峒开拓时，往往需要 在材料、人行道上设置自动风在材料、人行道上设置自动风 门门1，人员、车辆来往频繁，风，人员、车辆来往频繁，风 门漏风较大，有时风门被撞坏，门漏风较大，有时风门被撞坏， 还会造成风流短路。在出煤路还会造成风流短路。在出煤路 线的翻笼下面煤仓线的翻笼下面煤仓2中须经常存中须经常存 留一定煤量，以防漏风。但往留一定煤量，以防漏风。但往 往因煤炭被放空或放出较多，往因煤炭被放空或放出较多， 使大量风流自煤仓经过皮带斜使大量风流自煤仓经过皮带斜 井井3漏到地面。漏到地面。

29、对于立井提升的压入式通风的矿对于立井提升的压入式通风的矿 井，在副井钢丝绳通过处井，在副井钢丝绳通过处1和箕斗井和箕斗井 底煤仓底煤仓2有时都有较大的漏风。有时都有较大的漏风。 51 3) 在地面小窑塌陷区分布较广，并和采区相沟通的条在地面小窑塌陷区分布较广，并和采区相沟通的条 件下，用抽出式通风，会把小窑积存的有害气体抽到井下，件下，用抽出式通风，会把小窑积存的有害气体抽到井下， 同时使通过主要通风机的一部分风流短路，总进风量和工同时使通过主要通风机的一部分风流短路，总进风量和工 作面有效风量都会减少。作面有效风量都会减少。 用压入式通风，则能用一部分回风流把小窑塌陷区的有害用压入式通风，则

30、能用一部分回风流把小窑塌陷区的有害 气体带到地面。另外，如果能够严防总进风路线上的漏风，气体带到地面。另外，如果能够严防总进风路线上的漏风， 则压入式主要通风机的规格尺寸和通风电力费用都较抽出则压入式主要通风机的规格尺寸和通风电力费用都较抽出 式为小。式为小。 52 4) 在由压入式通风过渡到深水平抽出式通风时，有一定在由压入式通风过渡到深水平抽出式通风时，有一定 困难，因为过渡时期是新旧水平同时产生，战线较长，困难，因为过渡时期是新旧水平同时产生，战线较长， 如果某环节因故出现问题，就不能按照既定的采掘程如果某环节因故出现问题，就不能按照既定的采掘程 序和起止期限进行生产，使过渡时期通风系统

31、和风量序和起止期限进行生产，使过渡时期通风系统和风量 都发生较大的变化。都发生较大的变化。 想把压入式主要通风机直接变为抽出式主要通风机，比想把压入式主要通风机直接变为抽出式主要通风机，比 较困难，有时还须额外增掘一些井巷工程，使过渡期较困难，有时还须额外增掘一些井巷工程，使过渡期 限拉得过长。用抽出式通风，就没有这些缺点。限拉得过长。用抽出式通风，就没有这些缺点。 53 一般地说，在地面小窑塌陷区漏风严重、开采第一水一般地说，在地面小窑塌陷区漏风严重、开采第一水 平和低沼气矿井等条件下，采用压入式通风是比较合适的，平和低沼气矿井等条件下，采用压入式通风是比较合适的， 否则，就不宜采用压入式通

32、风。所以，抽出式通风仍是当否则，就不宜采用压入式通风。所以，抽出式通风仍是当 前主要通风机基本的工作方法。前主要通风机基本的工作方法。 3. 选择矿井的通风方式选择矿井的通风方式 新建矿井多数是在中央并列式，中央分列式、两翼对新建矿井多数是在中央并列式，中央分列式、两翼对 角式和分区对角式等方式中进行选择。混合式是前几种方角式和分区对角式等方式中进行选择。混合式是前几种方 式的发展，多在老矿井的改建、扩建时使用。式的发展，多在老矿井的改建、扩建时使用。 选择矿井通风方式一般是针对服务范围来确定的。如选择矿井通风方式一般是针对服务范围来确定的。如 果矿井的服务年限不长果矿井的服务年限不长(102

33、0a)，则服务范围为整个矿则服务范围为整个矿 井；如果矿井范围较大，井；如果矿井范围较大，服务年限较长服务年限较长(3050a)，则只则只 考虑头考虑头1525a的开采范围作为服务范围；这时服务范围的开采范围作为服务范围；这时服务范围 往往是第一水平；或者包括第一、第二水平在内。对于服往往是第一水平；或者包括第一、第二水平在内。对于服 务范围之外的后期通风系统，设计中只作粗略的考虑。务范围之外的后期通风系统，设计中只作粗略的考虑。 54 1) 中央并列式的使用条件：中央并列式的使用条件：煤层倾角大、埋藏深，但走煤层倾角大、埋藏深，但走 向长度不大向长度不大(4km)，瓦斯、自然发火都不严重，在

34、此条瓦斯、自然发火都不严重，在此条 件下，采用中央并列式是比较合理的。件下，采用中央并列式是比较合理的。 尽管存在着风路较长，阻力较大，采空区的漏风较大的缺尽管存在着风路较长，阻力较大，采空区的漏风较大的缺 点，但对于瓦斯、自然发火不严重的矿井来说，这并不很点，但对于瓦斯、自然发火不严重的矿井来说，这并不很 重要。同时，由于产生的阻力较大，通风电力费较大，进重要。同时，由于产生的阻力较大，通风电力费较大，进 风与出风两井筒之间的漏风较大，箕斗井回风时外部漏风风与出风两井筒之间的漏风较大，箕斗井回风时外部漏风 较大等，这些缺点对走向不大的矿井来说也不是一个很大较大等，这些缺点对走向不大的矿井来说

35、也不是一个很大 的问题。的问题。 相反，由于煤层倾角大，总回风石门长度小，开掘费小，相反，由于煤层倾角大，总回风石门长度小，开掘费小， 两个井筒集中，便于开掘，开掘费也较少，便于贯通，建两个井筒集中，便于开掘，开掘费也较少，便于贯通，建 井期限较短，采用中央并列式通风方式，具有初期投资较井期限较短，采用中央并列式通风方式，具有初期投资较 少、出煤较快的优点。同时它的护井煤柱较小，且便于延少、出煤较快的优点。同时它的护井煤柱较小，且便于延 深井简，为深部通风的准备工作提供有利条件。深井简，为深部通风的准备工作提供有利条件。 55 2) 中央分列式的适用条件：中央分列式的适用条件：一般地说，这种通

36、风方式一般地说，这种通风方式 适用于煤层倾角较小，埋藏较浅，走向长度不大适用于煤层倾角较小，埋藏较浅，走向长度不大 (4km) ，而且瓦斯，自然发火比较严重的新建矿井。而且瓦斯，自然发火比较严重的新建矿井。 与中央并列式相比，这种通风方式的安全性要好，建与中央并列式相比，这种通风方式的安全性要好，建 井期限略长，有时初期投资稍大井期限略长，有时初期投资稍大(多打一个出风井，少多打一个出风井，少 掘一条总回风石门掘一条总回风石门)，但相差不悬殊。，但相差不悬殊。 如果中央有两个井筒，以后在延深井筒、做深部通风如果中央有两个井筒，以后在延深井筒、做深部通风 的准备工作时，也就不会困难，这种方式由于

37、多打一的准备工作时，也就不会困难，这种方式由于多打一 个直通地面的回风井，所以矿井的通风阻力较小，内个直通地面的回风井，所以矿井的通风阻力较小，内 部漏风小，这对于瓦斯，自然发火的管理工作是比较部漏风小，这对于瓦斯，自然发火的管理工作是比较 有利的，增加了一个安全有利的，增加了一个安全出口，工业广场没有主要通出口，工业广场没有主要通 风机的噪音影响，从回风系统铺设防尘洒水管路系统风机的噪音影响，从回风系统铺设防尘洒水管路系统 都比较方便。都比较方便。 56 3) 两翼对角式的适用条件：两翼对角式的适用条件：一般认为，这种布置方式一般认为，这种布置方式 (指对角风井位于浅部边界附近者指对角风井位

38、于浅部边界附近者)适用于煤层走向较大适用于煤层走向较大 (超过超过4km)、井型较大、煤层上部距地面较浅、瓦斯和井型较大、煤层上部距地面较浅、瓦斯和 自然发火严重的新建矿井。自然发火严重的新建矿井。 它的优缺点，完全和中央并列式相反，比中央分列式它的优缺点，完全和中央并列式相反，比中央分列式 的安全性更好，但初期投资更大。如果能够进行相向的安全性更好，但初期投资更大。如果能够进行相向 掘进，就能适当减轻建井期限长，投产较晚的缺点。掘进，就能适当减轻建井期限长，投产较晚的缺点。 有有些瓦斯等级不高，但煤层走向较长、产量较大的新些瓦斯等级不高，但煤层走向较长、产量较大的新 矿井，也可采用这种通风方

39、式。矿井，也可采用这种通风方式。 57 4) 分区对角式的适用条件：分区对角式的适用条件：煤层距地表浅，或因地表高煤层距地表浅，或因地表高 低起伏较大，无法开掘浅部的总回风道低起伏较大，无法开掘浅部的总回风道(因会穿出地面因会穿出地面)， 在此条件下，开采第一水平时，只能采用这种小风井在此条件下，开采第一水平时，只能采用这种小风井(立立 井、斜井或平峒井、斜井或平峒)分区通风的布置方式。每个采区各有独分区通风的布置方式。每个采区各有独 立通风路线，互不影响，是主要优点。立通风路线，互不影响，是主要优点。 对于一个实际条件下的矿井，并不唯一只适用某种对于一个实际条件下的矿井，并不唯一只适用某种

40、通风系统，往往是有几种通风系统都可考虑，很难肯定通风系统，往往是有几种通风系统都可考虑，很难肯定 哪种最好，这时就得进行方案比较，即除了作哪种最好，这时就得进行方案比较，即除了作技术分析技术分析 外，还要进行经济比较，然后选定。外，还要进行经济比较，然后选定。 58 矿井通风系统确定后，还要矿井通风系统确定后，还要 确定服务范围内的通风容易和通风困难两个时期的位置；确定服务范围内的通风容易和通风困难两个时期的位置； 确定采区内的通风系统，即确定采用轨道上山还是运输确定采区内的通风系统，即确定采用轨道上山还是运输 上山进风；上山进风； 确定采煤工作面采用确定采煤工作面采用u型、型、z型、型、y型

41、还是型还是w型通风系统，型通风系统， 这些都要经过技术经济比较才能确定；这些都要经过技术经济比较才能确定； 根据采掘比确定掘进头的数目和位置；根据采掘比确定掘进头的数目和位置； 绘制两个时期的通风系统图、立体图和网络图。绘制两个时期的通风系统图、立体图和网络图。 59 根据矿井设计生产能力、煤层赋存条件、表土层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，通过对多个可行的矿井通风系统方案需要的前提

42、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。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。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；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。为对角式或分区对角式。 矿井通风方

43、法一般采用抽出式。当地形复杂、露头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。发育老窑多、采用多风井通风有利时，可采用压入式。 60 9.2 9.2 矿井总风量的计算和分配矿井总风量的计算和分配 矿井总风量是井下各个工作地点的有效风量和各条矿井总风量是井下各个工作地点的有效风量和各条 风路上的漏风量的总和。风路上的漏风量的总和。 矿井风量计算原则矿井风量计算原则 矿井需风量，按下列要求分别计算，并必须采取其中矿井需风量，按下列要求分别计算，并必须采取其中 最大值。最大值。 （）按井下同时工作最多人数计算，每人每分钟供给（）按井下同时工作最多人数

44、计算，每人每分钟供给 风量不得少于风量不得少于4m3； （）按采煤、掘进、硐室及其他实际需要风量的总和（）按采煤、掘进、硐室及其他实际需要风量的总和 进行计算。进行计算。 61 一、生产矿井所需风量一、生产矿井所需风量 1生产矿井所需风量的计算生产矿井所需风量的计算 原则：原则： “由里往外由里往外” 配风配风 抽出式通风抽出式通风： 抽出式主要通风机的总风量矿井总风量抽出式主要通风机的总风量矿井总风量 因体积膨胀风量抽出式通风机井口和附属装因体积膨胀风量抽出式通风机井口和附属装 置的允许漏风量置的允许漏风量 压入式通风：压入式通风： 压入式主要通风机的总风量矿井总风量压入式主要通风机的总风量

45、矿井总风量 抽出式通风机井口和附属装置的允许漏风量抽出式通风机井口和附属装置的允许漏风量 62 矿井的总回风量或总进风量计算：矿井的总回风量或总进风量计算： qwz(qai+qbi+qci+qdi)kwz，m3/min 式中式中 qai各回采工作面和备用工作面所需风量之和，各回采工作面和备用工作面所需风量之和， m3/min qbi各掘进工作面所需风量之和；各掘进工作面所需风量之和； qci各峒室所需风量之和；各峒室所需风量之和； qdi除上述各用风地点外，其它巷道所需风量之除上述各用风地点外，其它巷道所需风量之 和；和； kwz矿井风量备用系数，包括矿井内部漏风和配风矿井风量备用系数，包括矿

46、井内部漏风和配风 不均匀等因素影响，与矿井通风方式有关，一般可取不均匀等因素影响，与矿井通风方式有关，一般可取 1.151.25。对于中央并列式，。对于中央并列式，1.25；中央分列式和混合；中央分列式和混合 式，式，1.2；对角式，；对角式，1.15。 63 2生产矿井风量的分配生产矿井风量的分配 在各个用风地点，将各用风点计算的风量值乘以备在各个用风地点，将各用风点计算的风量值乘以备 用系数用系数kwz，就是配给用风地点所在巷道的风量。如各就是配给用风地点所在巷道的风量。如各 个掘进巷道和峒室的风量就是这样确定的。但是采煤工个掘进巷道和峒室的风量就是这样确定的。但是采煤工 作面的风量只配给

47、各自计算的风量，由备用系数确定的作面的风量只配给各自计算的风量，由备用系数确定的 风量考虑从采空区走。因此在风量考虑从采空区走。因此在u型通风的上顺槽和下顺型通风的上顺槽和下顺 槽的风量是采煤工作面的计算风量乘以备用系数。槽的风量是采煤工作面的计算风量乘以备用系数。 64 从各个用风地点开始，逆风流方向而下，遇从各个用风地点开始，逆风流方向而下，遇 分风点则加上其它风路的分风量一起分配给未分分风点则加上其它风路的分风量一起分配给未分 风前那一条风路，作为该风路的风量。直至确定风前那一条风路，作为该风路的风量。直至确定 进风井筒进风井筒的总进风量。这一风量应该等于刚才计的总进风量。这一风量应该等

48、于刚才计 算的矿井总风量。如果是压入式通风，则要算的矿井总风量。如果是压入式通风，则要加上加上 矿井外部漏风量，才能得出通过压入式主要通风矿井外部漏风量，才能得出通过压入式主要通风 机的总风量。机的总风量。 65 然后又从各个用风地点开始，顺风流方向而上，遇汇然后又从各个用风地点开始，顺风流方向而上，遇汇 合点则加上其它风路的风量一起分配给汇合后那一条风合点则加上其它风路的风量一起分配给汇合后那一条风 路，作为该风路的风量。直至确定回风路，作为该风路的风量。直至确定回风井筒的总回风量。井筒的总回风量。 这一风量也应该等于刚才计算的矿井总风量。如果是抽这一风量也应该等于刚才计算的矿井总风量。如果

49、是抽 出式通风，则出式通风，则加上抽出式主要通风机井口和附属装置的加上抽出式主要通风机井口和附属装置的 允许漏风量允许漏风量(即矿井外部漏风量即矿井外部漏风量)，得出通过抽出式主要，得出通过抽出式主要 通风机的总风量。通风机的总风量。 66 二、新建矿井和延深矿井所需风量二、新建矿井和延深矿井所需风量 有条件时，要参照邻近生产矿井的通风资料，按生有条件时，要参照邻近生产矿井的通风资料，按生 产矿井的风量计算方法细致进行，否则只好采用产矿井的风量计算方法细致进行，否则只好采用 “由外往里由外往里”的计算方法，即先计算矿井的总风量，的计算方法，即先计算矿井的总风量， 然后大致分配到各个用风地点。然

50、后大致分配到各个用风地点。 抚顺煤炭研究所在十二个矿井的协助下，通过调查抚顺煤炭研究所在十二个矿井的协助下，通过调查 研究总结出新的计算方法，经过在阳泉、抚顺、淮研究总结出新的计算方法，经过在阳泉、抚顺、淮 南、焦作、徐州，枣庄等矿区的验算，证明其计算南、焦作、徐州，枣庄等矿区的验算，证明其计算 结果比较接近生产实际情况，值得新建矿井和延深结果比较接近生产实际情况，值得新建矿井和延深 矿井通风设计工矿井通风设计工作上试用。作上试用。 67 对于低沼气矿井对于低沼气矿井 以工作面能够有良好的气候以工作面能够有良好的气候 条件作为供风的依据，用下式计算矿井总风量。条件作为供风的依据，用下式计算矿井

51、总风量。 qtqk，m3/min 式中式中 t矿井平均日产量，矿井平均日产量，t/d； q是从工作面能够有良好的气候条件为出发是从工作面能够有良好的气候条件为出发 点，而得出的对于日产量中每一吨煤的供风标准，通点，而得出的对于日产量中每一吨煤的供风标准，通 过实际调查统计得出：过实际调查统计得出：q1 ； k一风量备用系数，即一风量备用系数，即kk1k4k5k6，这些系这些系 数的乘积介于数的乘积介于l.51.9之间，之间，可以根据新建矿井的条可以根据新建矿井的条 件，查表件，查表94得出具体的数值。得出具体的数值。 dt m min 3 68 returnreturn 69 对于高沼气矿井对

52、于高沼气矿井 按总回风流中的沼气浓度不超按总回风流中的沼气浓度不超 过过0.75%的要求来计算矿井总风量：的要求来计算矿井总风量： q0.0926qgtk，m3/min(1/(24600.75%) 式中式中 qg矿井沼气平均相对涌出量，矿井沼气平均相对涌出量，m3/t； t矿井平均日产量，矿井平均日产量，t/d； k风量备用系数，即风量备用系数，即kk2k3k4k5，这些系这些系 数的乘积介于数的乘积介于1.72.1之间，具体数值从表之间，具体数值从表94中查得。中查得。 70 无论是高沼气矿井，还是低沼气矿井都要按井下无论是高沼气矿井，还是低沼气矿井都要按井下 同时工作的最多人数来验算矿井总

53、风量同时工作的最多人数来验算矿井总风量q，取大值作取大值作 为矿井的总风量：为矿井的总风量： q4nk，m3/min 式中式中 n井下同时工作的最多人数，人，井下同时工作的最多人数，人， 4以人数为计算单位的供风标准，以人数为计算单位的供风标准，m3/min； k风量备用系数，它是产量不均衡系数、备用工风量备用系数，它是产量不均衡系数、备用工 作面的风量系数和矿井内部漏风系数的总概括。采用作面的风量系数和矿井内部漏风系数的总概括。采用 中央并列式的通风系统时，中央并列式的通风系统时，k1.45；采用中央分列采用中央分列 式或对角式通风系统时，式或对角式通风系统时，k1.35。 71 新建矿井的

54、风量分配是在算得的矿井总风量新建矿井的风量分配是在算得的矿井总风量q中，中， 减去独立回风的掘进风量减去独立回风的掘进风量qb和峒室风量和峒室风量qc，再按以再按以 下原则对剩余的风量下原则对剩余的风量qre进行大致的分配；各个回采进行大致的分配；各个回采 工作面的风量，按照与产量成正比的原则进行分配；工作面的风量，按照与产量成正比的原则进行分配； 各个备用工作面的风量，按照它在生产时所需风量各个备用工作面的风量，按照它在生产时所需风量 的一半进行分配。即：的一半进行分配。即： qreq(qbqc)，m3/min 式中式中 qb所有独立回风的各个掘进工作面风量之和，所有独立回风的各个掘进工作面

55、风量之和， m3/min； qc所有独立回风的各个峒室风量之和，所有独立回风的各个峒室风量之和， m3/min。 72 剩余风量剩余风量qre的分配方法是：先用下式计算回采工的分配方法是：先用下式计算回采工 作面日产一吨煤所需配给的风量作面日产一吨煤所需配给的风量q，即：即： 式中式中 ta各个回采工作面的日产量之和，即各个回采工作面的日产量之和，即 ta=ta，t/d ta各个回采工作面的日产量，各个回采工作面的日产量，t/d； ta各个备用工作面的计划日产量之和，即各个备用工作面的计划日产量之和，即 tata，t/d ta各个备用工作面计划日产量，各个备用工作面计划日产量，t/d。 dt

56、m t t q q a a re min , 2 3 73 分配给各个回采工作面的风量为：分配给各个回采工作面的风量为： qaqta，m3/min 分配给各个备用工作面的风量为：分配给各个备用工作面的风量为： qaqta /2，m3/min 2新建矿井风量的分配新建矿井风量的分配 在各个用风地点，将计算的风量直接配给用风在各个用风地点，将计算的风量直接配给用风 地点所在巷道，如掘进巷道和峒室等。但这时在地点所在巷道，如掘进巷道和峒室等。但这时在u 型采煤工作面，不考虑从采空区漏走的风量。因此型采煤工作面，不考虑从采空区漏走的风量。因此 在上顺槽和下顺槽的风量与采煤工作面的风量相同。在上顺槽和下

57、顺槽的风量与采煤工作面的风量相同。 74 同样，又从各个用风地点开始，逆风流方向而同样，又从各个用风地点开始，逆风流方向而 下，遇分风点则加上其它风路的分风量一起分配给下，遇分风点则加上其它风路的分风量一起分配给 未分风前那一条风路，作为该风路的风量。直至确未分风前那一条风路，作为该风路的风量。直至确 定进风井筒定进风井筒的总进风量。这一风量应该等于刚才计的总进风量。这一风量应该等于刚才计 算的矿井总风量。如果是压入式通风，则要算的矿井总风量。如果是压入式通风，则要加上加上矿矿 井外部漏风量，才能得出通过压入式主要通风机的井外部漏风量，才能得出通过压入式主要通风机的 总风量。总风量。 75 然

58、后又从各个用风地点开始，顺风流方向而上，遇然后又从各个用风地点开始，顺风流方向而上，遇 汇合点则加上其它风路的风量一起分配给汇合后那一条汇合点则加上其它风路的风量一起分配给汇合后那一条 风路，作为该风路的风量。直至确定回风风路，作为该风路的风量。直至确定回风井筒的总回风井筒的总回风 量。这一风量也应该等于刚才计算的矿井总风量。如果量。这一风量也应该等于刚才计算的矿井总风量。如果 是抽出式通风，则是抽出式通风，则加上抽出式主要通风机井口和附属装加上抽出式主要通风机井口和附属装 置的允许漏风量置的允许漏风量(即矿井外部漏风量即矿井外部漏风量)，得出通过抽出式，得出通过抽出式 主要通风机的总风量。主

59、要通风机的总风量。 76 四、确定矿井总风量和各个分风量四、确定矿井总风量和各个分风量 通过以上的风量分配，初步确定了井下各个用风通过以上的风量分配，初步确定了井下各个用风 地点与它们的进风和回风路线上的各个风量地点与它们的进风和回风路线上的各个风量(必要时要必要时要 算出局部地区各分支的自然分配风量算出局部地区各分支的自然分配风量)。但是，各条风。但是，各条风 路上的风量还未最后确定，必须进行各条风路的风速路上的风量还未最后确定，必须进行各条风路的风速 校核，即用各处的断面积分别去除分配到该处的风量，校核，即用各处的断面积分别去除分配到该处的风量， 所得出的风速，须符合规程的规定所得出的风速

60、，须符合规程的规定(见表见表9-1) 。 各条风路的风量经过验算后，如能符合风速的要各条风路的风量经过验算后，如能符合风速的要 求，则各条风路的风量可以确定；如低于规定的风速，求，则各条风路的风量可以确定；如低于规定的风速， 则该条风路的风量要相应增加。如超过规定的风速，则该条风路的风量要相应增加。如超过规定的风速， 则需要扩大该风路的断面或调整该风路的风量，使之则需要扩大该风路的断面或调整该风路的风量，使之 风速降到规定值以下。最后，确定矿井总风量。风速降到规定值以下。最后，确定矿井总风量。 77 return 78 9.3 9.3 计算井巷通风阻力计算井巷通风阻力 在选择矿井主要通风机之前