教案矿井通风与安全

1、第七章第七章 矿井通风系统与通风设计矿井通风系统与通风设计本章主要内容本章主要内容1 1、矿井通风系统、矿井通风系统-类型、适应条件、主要通风机工作方类型、适应条件、主要通风机工作方式式 、安装地点、通风系统的选择、安装地点、通风系统的选择2 2、采区通风、采区通风-基本要求、进回风上山选择、采煤工作面基本要求、进回风上山选择、采煤工作面通风系统通风系统3 3、通风构筑物及漏风、通风构筑物及漏风-风门、风桥、密闭、导风板；矿风门、风桥、密闭、导风板；矿井漏风、漏风率、有效风量率、减少漏风措施井漏风、漏风率、有效风量率、减少漏风措施4 4、矿井通风设计、矿井通风设计-内容与要求、优选通风系统、矿

2、井风内容与要求、优选通风系统、矿井风量计算、阻力计算、通风设备选择量计算、阻力计算、通风设备选择5 5、可控循环通风、可控循环通风第七章第七章 矿井通风系统与通风设计矿井通风系统与通风设计第一节第一节 矿井通风系统矿井通风系统 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。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，通风系统可分为按进、回井在井田内的位置不同，通风系统可分为中央式中央式、对角

3、式、对角式、区域式及混合式。区域式及混合式。1 1、中央式、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 进风井与回风井大致并列在井田走向的中央，两井底可以开进风井与回风井大致并列在井田走向的中央，两井底可以开掘到第一水平，也可将回风井只掘到回风水平，后者一般用掘到第一水平，也可将回风井只掘到回风水平，后者一般用于小型矿井。于小型矿井。mn采区采区mn优点优点:地面建筑、供电集中；建设周期短、地面建筑、供电

4、集中；建设周期短、初期投资小、护井煤柱小。初期投资小、护井煤柱小。缺点缺点:风流线路长，阻力大，漏风大；广场风流线路长，阻力大，漏风大；广场噪声大、受污风影响。噪声大、受污风影响。适用条件：适用条件：倾角大，埋藏深，走向长度不倾角大，埋藏深，走向长度不大，瓦斯、自然发火不严重。大，瓦斯、自然发火不严重。2）中央分列式（中央边界式）中央分列式（中央边界式） 进风井大致位于井田走向的中央，回风井大致位于井田浅部边界、进风井大致位于井田走向的中央，回风井大致位于井田浅部边界、走向中央，在倾斜方向上两井相隔一定距离，回风井的井底高于走向中央，在倾斜方向上两井相隔一定距离，回风井的井底高于进风井的井底。

5、进风井的井底。采区采区优点优点:通风阻力小（相对通风阻力小（相对于并列式）、工业广场不于并列式）、工业广场不受噪声和污风影响。受噪声和污风影响。缺点缺点:风流路线折返，阻风流路线折返，阻力大；基建费用略高于并力大；基建费用略高于并列式。列式。适用条件：适用条件：倾角较小，埋倾角较小，埋藏浅，走向长度不大，瓦藏浅，走向长度不大，瓦斯、自然发火比较严重的斯、自然发火比较严重的矿井。矿井。2 2、对角式、对角式 1 1）两翼对角式）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

6、有一个回风翼（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。井，且进、回风分别位于井田的两翼称为单翼对角式。 优点优点:路线直线式，无折返，阻力小，内部漏风少；安全出口多，抗灾能力强；矿井路线直线式，无折返，阻力小，内部漏风少；安全出口多，抗灾能力强；矿井风压稳定，便于风量调节；工业广场不受风机噪声与污风影响。风压稳定，便于风量调节；工业广场不受风机噪声与污风影响。缺点缺点:井筒安全煤柱压煤较多，初期投资大，投产较晚。井筒安全煤柱压煤较多，初期投资大，投产较晚。适用条件：适用条件：走向长度大于走向长度大于4km，井型较大，瓦斯与自然发火严重

7、的矿井；或低瓦斯，井型较大，瓦斯与自然发火严重的矿井；或低瓦斯矿井，煤层走向长，产量大的矿井。矿井，煤层走向长，产量大的矿井。2 2）分区对角式）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，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。无总回风巷。优点优点:每个采区有独立的通风系统；安全出口多，抗灾能力强；建井工期短，初期投每个采区有独立的通风系统；安全出口多，抗灾能力强；建井工期短，初期投资少，出煤快。资少，出煤快。缺点缺点:占用设备多，管理分散，矿井反风困难。占用设备多，管理分散，矿井反风困难。适用条件：适用条件：煤层埋藏浅、或因地表高低起

8、伏较大，无法开掘总回风巷。煤层埋藏浅、或因地表高低起伏较大，无法开掘总回风巷。3 3、区域式、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。系统。如图。 优点优点:既可改善通风条件，又能利用风井准备采区，缩短建井工期。风流路线短，既可改善通风条件，又能利用风井准备采区，缩短建井工期。风流路线短，阻力小。漏风少，网路简单，风流易于控制，便于主要通风机的选择。阻力小。漏风少，网路简单，风流易于控制，便于主要通风机的选择。缺点缺点:通风设备多，管理分散。通风设备多，管理分散。适用条件：适用条件：井田面积大，储量丰富

9、或瓦斯含量大的大型矿井。井田面积大，储量丰富或瓦斯含量大的大型矿井。4 4、混合式、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（如图），中央并列与两翼对角混合式等等。（如图），中央并列与两翼对角混合式等等。采区采区前期前期后期后期优点优点:回风能力大，布置灵活，适应性强。回风能力大，布置灵活，适应性强。缺点缺点:通风设备多。通风设备多。适用条件：适用条件：井田范围大，地质或地形复杂，储量丰富或瓦斯含量大的大型矿井。井田范围大，地质或地形复杂，储量丰富或瓦斯含量大的大型矿井。二、主要通风机的工作方式与安装地点二、主要通风机

10、的工作方式与安装地点 主要通风机的工作方式有三种：主要通风机的工作方式有三种：抽出式、压入式、压抽混合式抽出式、压入式、压抽混合式。 1 1、 抽出式抽出式 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。故停止运转时，井下风流的压力提高，比较安全。2 2、压入式、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，整个矿主要通风机安设在入风井口，在压入式主要通

11、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。通风机因故停止运转时，井下风流的压力降低。3 3、压抽混合式、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

12、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。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、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

13、技术经济比较后确定。通风系统方案进行技术经济比较后确定。 中央式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，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。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，应采用有热害的矿井，应采用对角式或分区对角式对角式或分区对角式通风；通风； 当井田面积较大时，初期可采用当井田面积较大时，初期可采用中央通风中央通风，逐步过渡为对角式或，逐步过渡为对角式或分区对角式分区对角式。 矿井通风方法矿井通风方法一般采用一般采用抽出式抽出

14、式。当地形复杂、露头发育老窑多、。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。采用多风井通风有利时，可采用压入式通风。第二节第二节 采区通风系统采区通风系统 采区通风系统是矿井通风系统的主要组成单元采区通风系统是矿井通风系统的主要组成单元, , 包括包括：采区进风、回风和工作采区进风、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一、采区通风系统的基本要求1 1、每一个采区，、每一个采区， 都必须布置回风道，实行分区通风。都必须布置回风道，实行分区通风。2 2、采煤和掘进

15、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、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。定。3 3、煤层倾角大于、煤层倾角大于1212的采煤工作面采用下行通风时，报矿总工程师批准，的采煤工作面采用下行通风时，报矿总工程师批准，4 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。、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上（下）山至少要有两条；对生产能力大的采区可有3 3条或条或4 4条上山条上山。 1 1、轨道上

16、山进风，运输机上山回风、轨道上山进风，运输机上山回风 2 2、运输机上山进风、轨道上山回风、运输机上山进风、轨道上山回风比较：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，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。影响工作面的安全卫生条件。 专用回风巷专用回风巷：（规程）高瓦斯矿井、有煤（岩（规程）高瓦斯矿井、有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出的矿）与瓦斯（二氧化碳）突出的矿井的每个采区

17、和开采容易自燃煤井的每个采区和开采容易自燃煤层的采区，必须设置至少一条专层的采区，必须设置至少一条专用回风巷；低瓦斯矿井开采煤层用回风巷；低瓦斯矿井开采煤层群和分层开采采用联合布置的采群和分层开采采用联合布置的采区，必须设置区，必须设置1条专用回风巷。条专用回风巷。 专用回风巷即指在采区巷道中，专门用于回风，不得用于运料、安设电气设备的巷道。在煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出区，专用回风巷还不得行人。采区布置一般有以下两种形式：（1）采用三条巷道布置，即轨道、胶带和专用回风巷。（2）采用两条巷道布置：1）近距离多煤层联合布置时，采区设集中胶带巷，工作面煤流可以通过溜煤眼直接进入集中胶带巷，每层只

18、有轨道和回风两条上下山。2）胶带、轨道采用机轨合一，设置两条巷道产生专用回风；3）采区内矿井运输、运煤、运料共用一个系统，要用两条巷道布置实现专用回风巷。三、采煤工作面上行风与下行风三、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，称向上流动，称上行通风上行通风，否则是，否则是下行通风下行通风。优缺点优缺点： 、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、下行风的方向与瓦斯

19、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。现瓦斯分层流动和局部积存的现象。 、上行风比下行风工作面的气温要高。、上行风比下行风工作面的气温要高。 、下行风比上行风所需要的机械风压要大；、下行风比上行风所需要的机械风压要大； 、下行风在起火地点瓦斯爆炸的可能性比上行风要大。、下行风在起火地点瓦斯爆炸的可能性比上行风要大。上行通风上行通风运煤方向运煤方向 新风新风 污风污风 下行通风下行通风运煤方向运煤方向 新风新风 污风污风 四、工作面通风系统四、工作面通风系统1 1、U U型与型与Z Z型通风系统型通风系统 2 2、Y Y型、型、W W型及双型及双Z Z型通风系统型通风

20、系统 3 3、H H型通风系统型通风系统第三节第三节 通风构筑物及漏风通风构筑物及漏风 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，统称为通风通风构筑物构筑物。一、通风构筑物一、通风构筑物 分为两大类分为两大类：一类是通过风流的通风构筑物一类是通过风流的通风构筑物，如主要通风机风硐、反，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隔断风流的通风

21、构筑物，如井口密闭、挡风墙、风帘和风门等如井口密闭、挡风墙、风帘和风门等 。1 1、风门、风门 按设地点按设地点：在通风系统中既要隔断风流又要行人或通车的地：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。在行人或通车不多的地方，可构筑普通风门。而在行方应设立风门。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。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式设置风门的要求：设置风门的要求： （1 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）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

22、门间距不小于风门间距不小于5m5m。入排风巷道之间要需设风门处同时设反向风门，。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；其数量不少于两道； （2 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）；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 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门扇与门框不歪扭。门轴与门框要向关

23、门方向倾斜8080至至8585； （4 4）风门墙垛要用不燃材料建筑，厚度不小于）风门墙垛要用不燃材料建筑，厚度不小于0.5m0.5m，严密不漏风；，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；缝和空缝； （5 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）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；风门前后各要堵严；风门前后各5m5m内巷道支护良好，无杂物、积水、淤泥。内巷道支护良好，无杂物、积水、淤泥。 在二套双扇风门的两端分别安装4个传感器（按钮、红外），在

24、风门的两端形成检测器，当行人或车辆由巷道的任一方进入时，传感器自动检测并为控制设备提供信号，当A门有人经过时，传感器发生信号，A门动力源通电，打开A风门，风门上装有传感器，检测风门的闭、合状态（此信号可传达地面调度室，以方便地检测风门关闭情况），在A门打开时，语音箱得到触发信号，使声光信号器动作，提示警示语“风门打开，请注意安全”并传承着红灯闪烁，B门语音箱同时提示“前方风门打开，请您稍后”伴有红灯亮，B门有闭锁，以防止两扇门都打开影响煤矿安全，经过适当的延时（可以根据需要设定），A门自动关闭，等到传感器检测关闭到位后，警示语音及红灯关闭，绿灯常亮。煤矿安全规程：煤矿安全规程：118条规定：开

25、采空出煤层时，工作面回风侧不条规定：开采空出煤层时，工作面回风侧不应设置风窗应设置风窗2 2、风桥、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。相隔开需要构筑风桥。按其结构不同可分为三种。1 1）绕道式风桥）绕道式风桥 开凿在岩石里，最坚固耐用，漏风少。开凿在岩石里，最坚固耐用，漏风少。2 2）混凝土风桥）混凝土风桥 结构紧凑，比较坚固。结构紧凑，比较坚固。3 3）铁筒风桥）铁筒风桥 可在次要风路中使用。可在次要风路中使用。3 3、密闭、密闭 密闭是隔断风流的构筑物密闭是隔断风

26、流的构筑物。设置在需隔断风流、也不需要通车行。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人的巷道中。密闭的结构随服务年限的不同而分为两类两类： 1 1）临时密闭临时密闭，常用木板、木段等修筑，并用黄泥、石灰抹面。，常用木板、木段等修筑，并用黄泥、石灰抹面。 2 2）永久密闭永久密闭，常用料石、砖、水泥等不燃性材料修筑。，常用料石、砖、水泥等不燃性材料修筑。4 4、导风板、导风板应用以下几种导风板。应用以下几种导风板。 1 1）引风导风板）引风导风板 ； 2 2）降阻导风板；）降阻导风板； 3 3）汇流导风板）汇流导风板 观察孔表示方式放水孔注浆孔二、漏风及有效

27、风量二、漏风及有效风量1 1、矿井漏风及其危害性、矿井漏风及其危害性 有效风量有效风量：矿井中流至各用风地点，起到通风作用的风量。：矿井中流至各用风地点，起到通风作用的风量。 漏风漏风：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：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。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：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、恶化，增加无益的电能消耗，

28、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。提高有效风量是通风管理部门的基本任务。2 2、漏风的分类及原因、漏风的分类及原因1 1）漏风的分类）漏风的分类 矿井漏风按其地点可分为：（矿井漏风按其地点可分为：（1 1）外部漏风外部漏风（或称井口漏风）泛指地（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、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。（调节闸门等处的漏风。（2 2）内部漏风内部漏风（或称井下漏风）是指井下各（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。种通风构

29、筑物的漏风、采空区以及碎裂的煤柱的漏风。2 2）漏风的原因）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。流通过孔隙的流态，视孔隙情况和漏风大小而异。3 3、矿井漏风率及有效风量率、矿井漏风率及有效风量率1 1）矿井有效风量矿井有效风量Q Qe e 是指风流通过井下各工作地点实际风量总和。是指风流通过井下各工作地点实际风量总和。2 2）矿井有效风量率矿井有效风量率： 矿井有效风量率是矿井有效风量矿井有效风量率是矿井有效风量Q Qe e与各台主要通与各台主要通风机风量总和

30、之比。矿井有效风量率应不低于风机风量总和之比。矿井有效风量率应不低于85%85%。3 3）矿井外部漏风量矿井外部漏风量 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。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。可用各可用各台主要通风机风量的总和减去矿井总回（或进）风量。台主要通风机风量的总和减去矿井总回（或进）风量。4 4）矿井外部漏风率矿井外部漏风率 指矿井外部漏风量指矿井外部漏风量Q QL L与各台主要通风机风量总和之比。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 5，有提升，有提升设

31、备时不得超过设备时不得超过1515。4 4、减少漏风、提高有效风量、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。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。少漏风。第四节第四节 矿井通风设计矿井通风设计一、矿井通风设计的内容与要求一、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

32、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，保证生产和良好的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；劳动条件； 通风系统简单，风流稳定，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

33、、综合经济效益好。二、优选矿井通风系统二、优选矿井通风系统 1 1、矿井通风系统的要求、矿井通风系统的要求 1)1)每一矿井必须有完整的独立通风系统。每一矿井必须有完整的独立通风系统。 2)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、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、有害气体和高温气体侵入的地方。有害气体和高温气体侵入的地方。 3)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。回风井使用，必须采取措施，满足安全的要求。 4)4)多风机通风系统

34、，在满足风量按需分配的前提下，各主要通风机多风机通风系统，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。的工作风压应接近。 5)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。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)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。矿井的总回风巷或主要回风巷中。 7)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。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。、确定矿井通风系统、确定矿井通风系统 根

35、据矿井瓦斯涌出量、矿井设计生产能力、煤层赋存条件、表土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。较后确定矿井通风系统。三、矿井风量计算三、矿井风量计算（一）、矿井风量计算原则（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。矿井需风量，按下列要求分别计算，并必须采取其中最大值。（）按井下同时工作最多人数计算，

36、每人每分钟供给风量不得少于（）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4m4m3 3；（）按采煤、掘进、硐室及其他实际需要风量的总和进行计算。（）按采煤、掘进、硐室及其他实际需要风量的总和进行计算。( (二）矿井需风量的计算二）矿井需风量的计算1 1、采煤工作面需风量的计算、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。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)(1)按瓦斯涌出量计算按瓦斯涌出量计算：式 中 ：式 中 ：Q Qw iw i 第第 i i 个 采 煤 工 作 面 需 要 风 量 ，个 采 煤 工 作 面 需 要 风 量

37、， m m3 3/ m i n / m i n Q Qgwigwi第第 i i个采煤工作面瓦斯绝对涌出量，个采煤工作面瓦斯绝对涌出量，m m3 3/min /min k kgwigwi第第i i个采煤工作面因瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，通个采煤工作面因瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，通常机采工作面取常机采工作面取k kgwigwi=1.21.6 =1.21.6 炮采工作面取炮采工作面取k kgwigwi=1.42.0,=1.42.0,水采工作面取水采工作面取k kgwigwi=2.03.0=2.03.0kQQgwiwi 100（2 2）按工作面进风流温度计算）按工作面进风流温度计算： 采煤工作

38、面应有良好的气候条件。其进风流温度可根据风流温度预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算。其气温与风速应符合表中的要求：测方法进行计算。其气温与风速应符合表中的要求：采煤工作面的需要风量按下式计算：采煤工作面的需要风量按下式计算：式中式中 v vwiwi第第i i个采煤工作面的风速，按其进风流温度从表中取；个采煤工作面的风速，按其进风流温度从表中取；m/s, m/s, S Swiwi第第i i个采煤工作面有效通风断面，取最大和最小控顶时有效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，断面的平均值，m m2 2 ； k kwiwi第第i i 个

39、工作面的长度系数。个工作面的长度系数。采煤工作面进风流气温采煤工作面风速 m/s1515181820202323260.30.50.50.80.81.01.01.51.51.8wliwiwiwikSVQ 603 3）按使用炸药量计算：）按使用炸药量计算：式中式中 2525每使用每使用1kg1kg炸药的供风量，炸药的供风量，m m3 3/min/min； 第第i i个采煤工作面一次爆破使用的最大炸药量，个采煤工作面一次爆破使用的最大炸药量，kgkg。4 4） 按工作人员数量计算按工作人员数量计算： 式中式中 4 4每人每分钟应供给的最低风量，每人每分钟应供给的最低风量，m m3 3/min /m

40、in n nwiwi第第i i 个采煤工作面同时工作的最多人数个采煤工作面同时工作的最多人数, ,个。个。5)5)按风速进行验算按风速进行验算 按最低风速按最低风速(0.25m/s)(0.25m/s)验算各个采煤工作面的最小风量：验算各个采煤工作面的最小风量： 按最高风速按最高风速 (4m/s,5m/s)(4m/s,5m/s)验算各个采煤工作面的最大风量：验算各个采煤工作面的最大风量： wiwiAQ 25wiAwiwinQ 4wiwiSQ25. 060wiwiSQ460综采工作面综采工作面,采取煤层注水和采煤机喷雾降沙尘措施后采取煤层注水和采煤机喷雾降沙尘措施后,上限为上限为5m/s、掘进工作

41、面需风量的计算：、掘进工作面需风量的计算： 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，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。取其最大值。（）按瓦斯涌出量计算：（）按瓦斯涌出量计算： 式中式中 Q Qhihi第第i i个掘进工作面的需风量，个掘进工作面的需风量，m m3 3/min/min Q Qghighi第第i i个掘进工作面的绝对瓦斯涌出量；个掘进工作面的绝对瓦斯涌出量；m m3 3/min/min k kghighi第第i i个掘进工作面的瓦斯涌出不均匀和备用风量系数。个掘进工作面的瓦斯涌出不均匀和备用风量系数。一般可取一般可取1.52.0

42、1.52.0。（2 2）按炸药量计算）按炸药量计算 式中式中 2525使用使用1kg1kg炸药的供风量，炸药的供风量，m m3 3/min;/min; A Ahihi第第i i个掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量，个掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量，kgkgghighihikQQ100hihiAQ 25（3 3）按局部通风机吸风量计算）按局部通风机吸风量计算式中式中 第第i i个掘进工件面同时运转的局部通风机额定风量的和。个掘进工件面同时运转的局部通风机额定风量的和。 k khfihfi为防止局部通风机吸循环风的风量备用系数，一般取为防止局部通风机吸循环风的风量备用系数，一般取1.21.31

43、.21.3；进风巷道中无瓦斯涌出时取；进风巷道中无瓦斯涌出时取1.21.2，有瓦斯涌出时取，有瓦斯涌出时取1.31.3（）按工作人员数量计算）按工作人员数量计算式中式中 n nhihi第第i i个掘进工作面同时工作的最多人数，人。个掘进工作面同时工作的最多人数，人。（）按风速进行验算（）按风速进行验算 按最小风速验算，岩巷掘进面最小风量：按最小风速验算，岩巷掘进面最小风量： 各个煤巷或半煤岩巷掘进面的最小风量各个煤巷或半煤岩巷掘进面的最小风量: : 按最高风速验算，掘进面的最大风量：按最高风速验算，掘进面的最大风量： 式中式中 s shihi第第i i个掘进工作面巷道的净断面积，个掘进工作面巷

44、道的净断面积，m m2 2hfiQhihinQ 4hihiSQ15. 060dihiSQ460hihiSQ25.060hfihfihikQQ、硐室需风量计算、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：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：（）机电硐室（）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：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：式中式中 Q Qriri第个机电硐室的需风量，第个机电硐室的需风量，m m3 3/min/min 机电硐室中运转的电动机（变压器）总功率，机电硐室中运转的电动机（变压器）总

45、功率，KWKW 机电硐室的发热系数，机电硐室的发热系数，空气密度，一般取空气密度，一般取1.25kg/m1.25kg/m3 3c cp p空气的定压比热，一般可取空气的定压比热，一般可取1KJ/kgk1KJ/kgktt机电硐室进、回风流的温度差，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采区变电所及变电硐室，可按经验值确定需风量 m m3 3/min/min tcNQpri603600N8060riQ（2 2）爆破材料库）爆破材料库 式中式中 v v库房空积，库房空积，m m3 3（3 3）充电硐室）充电硐室 按其回风流中氢气浓度小于按其回风流中氢气浓度小于0.5%

46、0.5%计算计算 式中式中 q qrhirhi第个充电硐室在充电时产生的氢气量，第个充电硐室在充电时产生的氢气量，m m3 3/min/min4 4、其它巷道的需风量计算、其它巷道的需风量计算 应根据瓦斯涌出量和最低风速分别计算，采有最大值。应根据瓦斯涌出量和最低风速分别计算，采有最大值。 实际工作中由于其它巷道的瓦斯涌出量难于统计，因此也可按其实际工作中由于其它巷道的瓦斯涌出量难于统计，因此也可按其它风量总和的它风量总和的5%5%计算。计算。rhiriqQ 20060/4 vQri5 5、矿井总风量计算、矿井总风量计算 矿井的总进风量，应按采煤、掘进、硐室及其他地矿井的总进风量，应按采煤、掘

47、进、硐室及其他地点实际需要风量的总和点实际需要风量的总和: : 式中式中Q Qwtwt采煤工作面和备用工作面所需风量之和，采煤工作面和备用工作面所需风量之和，m m3 3/min/min； Q Qhtht掘进工作面所需风量之和，掘进工作面所需风量之和，m m3 3/min/min； Q Qrtrt硐室所需风量之和，硐室所需风量之和，m m3 3/min/min； k km m矿井通风系统（包括矿井内部漏风和配风不矿井通风系统（包括矿井内部漏风和配风不均匀等因素）备用系数，宜取均匀等因素）备用系数，宜取1.151.251.151.25。()mwhtrtotmQQ tQQQk四、矿井通风总阻力计算

48、四、矿井通风总阻力计算( (一一) ) 矿井通风总阻力计算原则矿井通风总阻力计算原则1 1、矿井通风设的总阻力，不应超过、矿井通风设的总阻力，不应超过2940Pa2940Pa。2 2、矿井井巷的局部阻力，新建矿井按井巷摩擦阻力的、矿井井巷的局部阻力，新建矿井按井巷摩擦阻力的10%10%计算，扩建矿计算，扩建矿井宜按井巷摩擦阻力的井宜按井巷摩擦阻力的15%15%计算。计算。（二）矿井通风总阻力计算（二）矿井通风总阻力计算 矿井通风总阻力矿井通风总阻力：风流由进风井口起风流由进风井口起，到回风井口止，沿一条通路到回风井口止，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（风

49、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，用力，用h hm m表示。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。通风机所服务的系统分别计算。 最大总阻力路线的概念。最大总阻力路线的概念。 矿井通风系统总阻力最小时称矿井通风系统总阻力最小时称通风容易时期通风容易时期。通风系统总阻力最大时。通风系统总阻力最大时亦称为亦称为通风困难时期通风困难时期。 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

50、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。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：计算方法： 沿着风流沿着风流总阻力最大路线总阻力最大路线，依次计算各段摩擦阻力，依次计算各段摩擦阻力 h hf f，然后分，然后分别累计得出容易和困难时期的总摩擦阻力别累计得出容易和困难时期的总摩擦阻力 h hf1 f1 和和 h hf2f2。 通风容易时期总阻力通风容易时期总阻力 ： 通风困难时期总阻力：通风困难时期总阻力： h hf f 按下式计算：按下式计算： 式中式中11111)15. 11 . 1 ()15. 01 . 0 (fffefmhhhhhhnififhh1

51、22iiiiifiQsulh22222)15. 11 . 1 ()15. 01 . 0 (fffefmhhhhhh五、矿井通风设备的选择五、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。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（一）矿井通风设备的要求： 1 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。、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 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、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。设备长期高效率运行。 3 3、风机能力应留有一定的余量

52、。、风机能力应留有一定的余量。 4 4、进、出风井井口的高差在、进、出风井井口的高差在150m150m以上，或进、出风井井口标高相同，以上，或进、出风井井口标高相同，但井深但井深400m400m以上时，宜计算矿井的自然风压。以上时，宜计算矿井的自然风压。（二）主要通风机的选择二）主要通风机的选择 1 1、计算通风机风量、计算通风机风量Q Qf f式中式中 Q Qf f主要通风机的工作风量，主要通风机的工作风量，m m3 3/s/s; ; Q Qm m矿井需风量，矿井需风量，m m3 3/s/s； k k漏风损失系数，风井不提升用时取漏风损失系数，风井不提升用时取1.11.1；箕斗井兼作；箕斗井

53、兼作 回风用时回风用时取取1.151.15；回风并兼做升降人员时取；回风并兼做升降人员时取1.21.2。mfkQQ2 2、计算通风机风压、计算通风机风压 离心式通风机（提供的大多是全压曲线）：离心式通风机（提供的大多是全压曲线）： 容易时期容易时期 困难时期困难时期 轴流式通风机（提供的大多是静压曲线）：轴流式通风机（提供的大多是静压曲线）： 容易时期容易时期 困难时期困难时期 h hm m通风系统的总阻力；通风系统的总阻力； h hd d通风机附属装置（风硐和扩散器）的阻力；通风机附属装置（风硐和扩散器）的阻力； h hvdvd 扩散器出口动能损失；扩散器出口动能损失； N N自然风压，当自

54、然风压与通风机风压作用相同时取自然风压，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；自然风压与通风机负压作用反向时取“- -”。NvddmtdHhhhHminNdmsdHhhHmaxNdmsdHhhHminNvddmtdHhhhHmax3 3、初选通风机、初选通风机 根据计算的矿井通风容易时期通风机的根据计算的矿井通风容易时期通风机的Q Qf f、H Hsdminsdmin( (或或H Htdmintdmin) )和矿井和矿井通风困难通风机的通风困难通风机的Q Qf f、H Hsdmaxsdmax( (或或H Htdmaxtdmax) )在通风机特性曲线上，

55、选出在通风机特性曲线上，选出满足矿井通风要求的通风机。满足矿井通风要求的通风机。4 4、求通风机的实际工况点、求通风机的实际工况点 因为根据因为根据Q Qf f、H Hsdminsdmin( (或或H Htdmitdmin n) )和和Q Qf f、H Hsdmaxsdmax( (或或H Htdmaxtdmax) )确定的工况点，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。据通风机的工作阻力，确定其实际工况点。步骤步骤： 1 1）计算通风机的工作风阻）计算通风机的工作风阻 用静压特性曲线时用静压特性曲线时： 用全