矿井通风技术精品课件

1、矿井通风技术第1页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五主要内容1. 矿井通风的任务2. 煤矿安全规程对风流的“质”和“量”的要求3 矿井通风阻力和通风动力4. 矿井通风系统5 掘进通风煤矿主要通风机使用状况与趋势第2页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五1. 矿井通风的任务首先满足井下工作人员呼吸所必须的新鲜风量有效的稀释和排除矿井生产过程中产生的瓦斯和各种有毒有害气体达到允许的浓度给井下工作人员创造一个良好的工作环境 所以要保证井下风流的质量（成分、温度、湿度和速度）和数量符合国家安全卫生标准，防止各种伤害和爆炸事故， 保障井下人员身体健康和生命安全。

2、第3页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五人呼吸所需要的氧气量状态静 止 工 作 劳动强度大需氧量(l/min)0.251-33氧气浓度和人的感觉间的关系氧气浓度（%）17%15%10-12%人的感觉工作时喘息和呼吸困难失去劳动能力丧失理智时间长会死亡第4页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五不同国家关于氧气浓度的规定国家或组织国际劳工局俄罗斯德国美国日本地点进风流工作地点行人巷道氧气浓度（%）192019第5页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五瓦斯、二氧化碳和氢气的允许浓度按本规程的有关规定执行。矿井中所有气体的浓度均按体积的百分

3、比计算。第6页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五 CH4 V1 m 1干空气V2 m 2气体的浓度的表示方法 甲烷所占的体积的百分比甲烷所占的质量的百分比第7页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五矿井气候条件 矿井气候条件是指井下空气温度、湿度和风速三者的综合作用。人不论在体息或在工作时，身体不断的产生热量和散失热量，以保持热平衡，使体温保持在36.5-37，如果失去了这种平稳，人体就感到不舒服。这种热平衡直接受周围气候条件的影响。因此，气候条件的好坏，对人体的健康和劳动生产率的提高有着密切的关系。第8页，共124页，2022年，5月20日，9点34分

4、，星期五温度和湿度的测定 第9页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五第10页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五2.煤矿安全规程对风流的“质”和“量”的要求 矿井通风管理就是要让风流“有序流动、按需分配”。具体就是要保证风流的“质”和“量”。 风流的质包括 风流中氧气的浓度 瓦斯和各种有毒有害气体的浓度 风流的速度、风流的温度和湿度 煤矿安全规程中对这些都有具体的规定。第11页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五 第三章 通风、瓦斯、煤尘和安全监测。该章共四节、60条（第106-165条），占规程条文总数的11.5% 第一节中对井下空

5、气成分、井巷中的风流速度、生产矿井采掘工作面的空气温度、矿井风量和通风系统、局部通风、通风机的使用和安装及检修，以及对通风机构的设置、人员配备提出了具体的要求。煤矿安全规程中对风流质量的规定第12页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五第二节中，对矿井瓦斯等级划分，矿井总回风，采区、采掘工作面回风流和工作面风流及局部积聚的瓦斯浓度作了规定，并提出了遇有超限时应采取的安全措施；对瓦斯抽放设施、管理制度和工程质量标准，以及瓦检员、通风员和各级领导干部应负的责任提出了要求。在第三、四节中，对井下产生煤尘的地点必须采取的综合防尘措施和矿井防尘洒水管路系统和矿井安全监测工作的领导、管理

6、，以及安全监测仪的使用、维护管理和安装、维修质量标准也作了规定。第13页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五关于风流中氧气、瓦斯和各种有毒有害气体浓度的规定第100条 井下空气成分必须符合下列要求： 采掘工作面的进风流中，氧气浓度不低于20%，二氧化碳浓度不超过0.5%。有害气体的浓度不超过表1规定。第14页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五关于空气温度的规定第102条进风井口以下的空气温度（干球温度，下同）必须在2以上。生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26，机电设备硐室的空气温度不得超过30；当空气温度超过时，必须缩短超温地点工作人员的工作时间，并

7、给予高温保健待遇。 采掘工作面的空气温度超过30、机电设备硐室的空气温度超过34时，必须停止作业。新建、改扩建矿井设计时，必须进行矿井风温预测计算，超温地点必须有制冷降温设计，配齐降温设施。第15页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五第101条 井巷中的风流速度应符合表2要求。关于风流速度的规定第16页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五设有梯子间的井筒或修理中的井筒，风速不得超过8m/s；梯子间四周经封闭后，井筒中的最高允许风速可按表2规定执行。无瓦斯涌出的架线电机车巷道中的最低风速可低于表2的规定值，但不得低于0.5m/s。综合机械化采煤工作面，在采

8、取煤层注水和采煤机喷雾降尘等措施后，其最大风速可高于表2的规定值，但不得超过5m/s。第17页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五为什么要规定各种井巷中的最低和最高风速？ 防止瓦斯的局部积聚和边界层瓦斯积存 对采区巷道和采掘工作面的最低风速的规定，主要是考虑了使巷道中的风流完全呈紊流状态流动，这样流入井巷中的新鲜风流就能较有效地稀释矿层和生产过程中逸出的有害气体， 并随风流流向回风流 。第18页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五风流的流动状态 第19页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五风流的流动状态 常以雷诺数 Re来判断流体进入

9、紊流状态 -风流速度，m/s；d 巷道的水利直径，m。 对于非圆形巷道； -空气的动力粘性系数，m2/s ； s为井巷断面，m2；U 为井巷周长，m。第20页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五当空气温度为150C 时，因井下巷道断面积一般都大于2m2，若按规定的最低风速0.15m/s计算， 假定巷道为梯形断面， 则：由上式计算结果表明， 按规程表2中规定的风速最低限， 都能使井巷中风流流动呈现紊流状态。=14.4x10-6 m2/s。第21页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五对于有瓦斯涌出的架线电机车大巷， 本条文也规定了最低风速为1.0m/s的要求

10、。这主要是考虑了由于风速低在大巷的顶部容易积聚瓦斯， 形成瓦斯层（又称瓦斯云）， 当架线电机车通过时常会发生瓦斯燃烧与爆炸事故。第22页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五最高允许风速的规定 井巷中的最高允许风速的规定，主要是从人体的劳动安全和健康及作业环境的要求来考虑的。大巷中风速超过一定的数值，行走不便， 听觉也受一定的影响， 在一些机车巷道中行走安全性差。采掘工作面和采区的最高允许风速的规定，主要是从采掘工作面和采区风巷的通风能力和防尘防止粉尘飞扬等因素考虑的。风速过高对降尘不利。一般认为最优排尘风速为1.5-2.0m/s。第23页，共124页，2022年，5月20日

11、，9点34分，星期五综合机械化采煤工作面，由于产量高、瓦斯涌出量大所以要求增大工作面的供风量， 提出了提高综采工作面的风速要求。规定在采取煤层注水湿润煤体和采煤机喷雾降尘措施后， 可以适当加大风速， 但是不得超过5.0m/s。一般综采工作面的供风量可达到 1800-2400m3/min（工作面平均断面按计算）。第24页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五 矿井需要的风量 第103条 矿井需要的风量应按下列要求分别计算，并选取其中的最大值：（一）按井下同时工作的最多人数计算，每人每分钟供给风量不得少于4m3。（二）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。各地点

12、的实际需要风量，必须使该地点的风流中的瓦斯、二氧化碳、氢气和其他有害气体的浓度，风速以及温度，每人供风量符合本规程的有关规定。按实际需要计算风量时，应避免备用风量过大或过小。煤矿企业应根据具体条件制定风量计算方法，至少每5年修订1次。第25页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五？每人每分钟供给风量不得少于4m3采掘工作面强度大的工人， 每人的耗氧量可按3L/min计算，吸入新鲜空气的氧气浓度为20.9%，假设吸入的氧气全部变成二氧化碳（呼吸系数=1），则维持呼吸需要空气 第26页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五如果要保持工作地点的氧气浓度为20%，当

13、废气量为14.35L/min时， 对该地区每人每分钟所需供给的风量为：20.9%20.0%3L/人第27页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五因为人的呼吸只占该地区全部物质的总耗氧量的一小部分， 设人耗氧量占该地区全部物质的总耗氧量的8.3%，则为了满足该地区全部物质耗氧量的要求， 还必须计算满足此要求的以人数为计算单位的风量D（即为需要供给的每人风量）第28页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五以上近似计算表明：以人数为计算单位的风量， 是和人耗氧量占该地区全部物质的总耗氧量的百分数有关。 但不是所有工作地点都是8.3%。机械化程度高， 产量越大， 人

14、越少， 这个百分数就越少，D值就越大， 反之，D值就越小。第29页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五30确定各个用风地点的风量原则 1.满足每人每分钟4m3的要求2.按沼气和二氧化碳涌出量计算，回风流的沼气浓度不得超过1% 3.按工作面气温与风速的关系计算，保证有良好的气候条件4.按炸药量计算 5.按局部通风机吸风量计算6.按规定的最低和最高风速进行验算 用以上方法对采区内每个独立通风的回采工作面、备用工作面、掘进工作面选择最大值作为该用风地点所需要的风量 第30页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五按使用炸药量计算25每使用1kg炸药的供风量，m3/

15、min； 工作面一次爆破使用的最大炸药量，kg第31页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五工作面气温与风速的关系计算工作面进风流气温 工作面风速 m/s1515181820202323260.30.50.50.80.81.01.01.51.51.8第32页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五煤矿安全规程中关于通风的其他规定第105条矿井必须建立测风制度，每10天进行1次全面测风。对采掘工作面和其他用风地点，应根据实际需要随时测风，每次测风结果应记录并写在测风地点的记录牌上。应根据测风结果采取措施，进行风量调节。第106条 矿井必须有足够数量的通风安全检测

16、仪表。仪表必须由国家授权的安全仪表计量检验单位进行检验。第33页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五 第110条 箕斗提升井或装有带式输送机的井筒兼作风井使用时，应遵守下列规定：箕斗提升井兼作回风井时，井上下装、卸载装置和井塔（架）必须有完善的封闭措施，其漏风率不得超过15，并应有可靠的防尘措施。装有带式输送机的井筒兼作回风井时，井筒中的风速不得超过6m/s，且必须装设甲烷断电仪。箕斗提升井或装有带式输送机的井筒兼作进风井时，箕斗提升井筒中的风速不得超过6m/s、装有带式输送机的井筒中的风速不得超过4m/s，并应有可靠的防尘措施，井筒中必须装设自动报警灭火装置和敷设消防管路

17、。第34页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五第111条 进风井口必须布置在粉尘、有害和高温气体不能侵入的地方。已布置在粉尘、有害和高温气体能侵入的地点的，应制定安全措施。第114条 采、掘工作面应实行独立通风 同一采区内，同一煤层上下相连的2个同一风路中的采煤工作面、采煤工作面与其相连接的掘进工作面、相邻的2个掘进工作面，布置独立通风有困难时，在制定措施后，可采用串联通风，但串联通风的次数不得超过1次。第35页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五采区内为构成新区段通风系统的掘进巷道或采煤工作面遇地质构造而重新掘进的巷道，布置独立通风确有困难时，其回风可

18、以串入采煤工作面，但必须制定安全措施，且串联通风的次数不得超过1次；构成独立通风系统后，必须立即改为独立通风。第36页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五对于本条规定的串联通风，必须在进入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本规程第一百条的规定。第37页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五第116条 采掘工作面的进风和回风不得经过采空区或冒顶区。 无煤柱开采沿空送巷和沿空留巷时，应采取防止从巷道的两帮和顶部向采空区漏风的措施。 水采工作面由采空区回风时，工作面必须有足够的新鲜风流，工作面及其

19、回风巷的风流中的瓦斯和二氧化碳浓度必须符合本规程第一百三十六条、第一百三十八条和第一百三十九条的规定。第38页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五第131条 井下充电室必须有独立的通风系统，回风风流应引入回风巷。 井下充电室，在同一时间内，5t及其以下的电机车充电电池的数量不超过3组、5t以上的电机车充电电池的数量不超过1组时，可不采用独立的风流通风，但必须在新鲜风流中。 井下充电室风流中以及局部积聚处的氢气浓度，不得超过0.5%。第39页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五403 矿井通风阻力和通风动力矿井通风阻力 风流流动时， 必须具有一定的能量（通

20、风压力）， 用以克服井巷及空气分子间的摩擦对风流所产生的阻力和风流本身剧烈的冲击产生的能量损失。一般通风阻力分为摩擦阻力和局部阻力两类。 通风阻力 h =摩擦阻力 hf +局部阻力 hL第40页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五摩擦阻力 摩擦阻力是井巷周壁与风流互相摩擦以及空气分子间的扰动和摩擦产生的阻力，由此阻力引起的风压损失既称为摩擦阻力损失。通常摩擦阻力要占总阻力的80-90%，它是矿井通风设计， 选择通风机主要参数，也是生产中分析和改善通风系统工作的主要对象。第41页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五摩擦阻力的计算式中 -井巷的摩擦阻力系数，

21、与巷道形状、支护形式等因素有关； L巷道长度； U巷道断面的周长； Q通过该段巷道的风量； Rf摩擦风阻。第42页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五井巷通风阻力是引起风压损失的主要根源。降低井巷通风阻力，特别是降低摩擦阻力，就能用较少的风压消耗而通过较多的风量。往往原来是阻力大、通风困难的矿井降低阻力后即变为阻力小、通风容易的矿井。 所以降低井巷通风阻力对改善矿井的通风状况， 进行安全生产， 节约通风动力费用有着重要的意义。 第43页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五降低摩擦阻力的方法 从上述关系可以看出，降低摩擦阻力的方法就是降低摩擦风阻Rf。降低

22、摩擦风阻的主要措施有： 降低摩擦阻力系数 扩大巷道断面积S 减少周界长度U 减少巷道长度L第44页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五局部阻力 风流流经井巷的某些局部地点-突然扩大或缩小、转弯、交叉以及堆积物或矿车等， 由于速度或方向发生突然的变化， 导致风流本身产生剧烈的冲击， 形成极为紊乱的涡流， 从而损失能量。 造成这种冲击与涡流的阻力称为局部阻力， 由此产生的风压损失就叫做局部阻力损失。第45页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五式中 RL局部风阻 第46页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五降低局部通风阻力的措施可以通过降低

23、局部风阻来降低局部通风阻力。在容易发生局部阻力的地点，把连接的边缘作成斜线形或圆弧形，在巷道转弯的内侧或内外两侧成斜线形或圆弧形，将位于风流正面的某些必要构件或设备作成流线形等。尽量避免在主要巷道内任意停放矿车、堆积木材、器材等。由于局部阻力和通过该处风量的平方成正比，所以应努力作到降低高风量处的局部阻力。特别注意降低总回风道和风峒的局部阻力。为此要及时清扫风峒内的堆积物，把井下风流进入风峒的转弯处作成圆滑的壁面，设置导风板等。第47页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五总阻力通风阻力 h =摩擦阻力 hf +局部阻力 hL对于特定井巷，当空气密度和摩擦阻力系数不变时，其风

24、阻R为定值。第48页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五矿井等积孔用矿井总风阻来表示矿井通风难易程度，不够形象，且单位又复杂。因此，常用矿井等积孔作为衡量矿井通风难易程度的指标。 假定在无限空间有一薄壁，在薄壁上开一面积为A的孔口，如图所示。当孔口通过的风量等于矿井风量，而且孔口两侧的风压差等于矿井通风阻力时，则孔口面积A称为该矿井的等积孔。第49页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五 等积孔可以表示矿井通风的难易程度，且单位简单，又比较形象。同理，矿井中任一段井巷的风阻也可换算为等积孔，但实际意义不大。根据矿井总风阻或等积孔，通常把矿井按通风难易程度分

25、为三级。矿井通风难易程度第50页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五井巷阻力特性 用纵坐标表示通风阻力(或压力)，横坐标表示通过风量，当风阻为及时，则每一风量Q值，便有一阻力h，值与之对应，根据坐标点(Q，h)即可画出一条抛物线，如图所示。这条曲线就叫该井巷的阻力特性曲线。风阻R越大，曲线越陡。 Q h1 h200052.551010201522.5452040802562.51253090180R1=0.1NS3/m8, R2=0.2NS3/m8 Q(m3/s)h(pa)第51页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五矿井通风动力 为了克服矿井风流在井巷中

26、流动过程中产生的通风阻力， 就必须给矿井风流提供能量， 所提供的能量叫做矿井通风动力。这种能量的产生如果是由通风机造成的，则称为机械风压；若是矿井自然条件产生的， 则称为自然风压。机械风压和自然风压均是矿井通风动力， 用以克服矿井的通风阻力， 促使空气流动。第52页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五自然通风 定义：利用自然因素产生的通风动力，致使空气在井下巷道流动的通风方法叫做自然通风 产生：自然风压是由于矿井通风系统闭合回路中各点风流的密度存在差异而形成的。 大小：矿井的自然风压hn一般都比较小，一般不大于 200-300pa，是矿井通风的次要动力 第53页，共124页

27、，2022年，5月20日，9点34分，星期五第54页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五影响：对通风机工作时产生的机械风压有一定的影响，有时需要了解它的数量变化。可根据当地四季气温的变化规律， 在某一年每个季节内选择hn最大和最小时进行测定， 掌握自然风压的变化规律。 规程规定：由于自然风压很小。且不稳定，所以煤矿安全规程规定：每一矿井都必须采用机械通风。 第55页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五自然风压对主要通风机风压影响 炎热夏季的矿区， 矿井自然风压可能反对主要通风机风压， 使矿井风量减少， 这时要采取提高主要通风机风压的措施。此外自然风压可能

28、会改变某些井巷内的风流方向， 要注意预防。例如某矿通风系统如图 所示，曾经发生夏季平峒1-2内风流停止，围岩裂隙涌出瓦斯积聚，因在喂煤机附近不慎因电火花引起瓦斯爆炸。 第56页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五机 械 通 风 定义：利用通风机运转产生的通风动力，致使空气在井下巷道流动的通风方法叫做机械通风 机械通风与自然风压 采用机械通风的矿井，自然风压也是始终存在的，并在各个时期内影响着矿井的通风工作，在通风管理工作中应给予充分重视，特别是高沼气矿井尤应注意。第57页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五矿用通风机：按其服务范围和作用不同， 可分为主要

29、通风机（简称主要通风机）、辅助通风机（简称辅扇）和局部通风机（简称局部通风机）。主要通风机好象是矿井的“肺脏”， 对矿井安全生产、职工的健康关系很大。矿井主要通风机不停的运转着， 它所消耗的电量约占全矿井用电量的20-30%，个别矿井甚至高达50%， 故合理地选择通风机， 在经济上也有很大的意义。第58页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五通风机个体特性曲线和通风机工况点风量 通风机风压力 矿井通风阻力10350102034840303209040280160502002506050360第59页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五矿用通风机分类：（按其

30、构造分）轴流式通风机： 当矿井总风阻变化时， 风量变化较小 适用于风阻变化大要求风量变动小的矿井 离心式通风机： 当矿井总风阻变化时， 风量变化较大 风量调节比较方便 第60页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五通风机个体特性曲线和工况点 通风机个体特性曲线：对于任何一台通风机， 其风压Hf、功率Nf、效率与通风机风量Qf之间存在有一定的关系，反映该通风机风压、功率、效率和通风机风量之间关系的一组曲线叫做该通风机的个体特性曲线。 通风机的个体特性曲线与矿井风阻特性曲线在同一坐标图上的交点叫做通风机的工况点或工作点。第61页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星

31、期五对主要通风机的要求第121条 矿井必须采用机械通风。主要通风机的安装和使用应符合下列要求： 主要通风机必须安装在地面；装有通风机的井口必须封闭严密，其外部漏风率在无提升设备时不得超过5%，有提升设备时不得超过15%。必须保证主要通风机连续运转。 必须安装2套同等能力的主要通风机装置，其中1套作备用，备用通风机必须能在10min内开动。在建井期间可安装1套通风机和1部备用电动机。生产矿井现有的2套不同能力的主要通风机，在满足生产要求时，可继续使用。第62页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五对主要通风机的要求装有主要通风机的出风井口应安装防爆门，防爆门每6个月检查维修1次

32、。第63页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五防爆门 防爆门是指装有通风机的井筒为防止瓦斯爆炸时毁坏风饥的安全设施。其作用有二：一是当井下发生瓦斯爆炸时，防爆门能被气浪冲开，爆炸波直接冲入大气，从而起到保护通风机的作用。二是当通风机停止运转时，打开防爆门，可使矿井保持自然通风。三是可以起防止风流短路的作用第64页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五对主要通风机的要求严禁采用局部通风机或风机群作为主要通风机使用。至少每月检查1次主要通风机。改变通风机转数或叶片角度时，必须经矿技术负责人批准。新安装的主要通风机投入使用前，必须进行1次通风机性能测定和试运转工

33、作，以后每5年至少进行1次性能测定。第65页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五矿井通风动力和矿井通风阻力的关系矿井通风动力给矿井风流提供能量，用这部分的能量来克服矿井通风阻力。在任何一个闭合回路中，矿井通风动力等于矿井通风阻力。Hf+HN= H Hf 闭合回路中通风机的风压；HN 闭合回路中的自然风压； H 闭合回路中各巷道通风阻力之和 第66页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五二号风机回路1-2-3-4-6-7-1，该回路的自然风压为Hn2：Hf2+Hn2=h12+h23+h34+h46+h67回路1-2-3-5-6-7-1，该回路的自然风压为Hn

34、3：Hf2+Hn3=h12+h23+h35+h56+h67一号风机 回路1-2-8-9-1，该回路的自然风压为Hn1，则：Hf1+Hn1=h12+h28+h89第67页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五上述方程式可以看出：当某一台通风机的工况点发生改变时，会引起矿井总风量的变化，从而导致另外一台通风机工况点的变化。第119条 新井投产前必须进行1次矿井通风阻力测定，以后每3年至少进行1次。矿井转入新水平生产或改变一翼通风系统后，必须重新进行矿井通风阻力测定。第68页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五4. 矿井通风系统矿井通风系统内容通风方式：进风井和

35、出风井的布置方式，可 分为中央式、对角式和混合式三类。通风方法：矿井主要通风机的工作方法， 可分为抽出式、压入式和压抽混合式等三种。通风网路： 采区或矿井通风系统中风路的连接形式。通常用不按比例的单线条示意图来表示， 叫做通风网路图。它是分析、研究采区或矿井通风系统合理性、解算网路、改善通风管理等的基础资料。第69页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五中央式通风系统mn中央并列式通风系统中央分列式通风系统第70页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五对角通风式系统第71页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五矿井主要通风机的工作方法第72

36、页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五对矿井（采区）通风系统的要求在确定采区通风系统时，必须遵守安全、经济、技术合理等原则，故应满足下列基本要求：采掘工作面、峒室应采用分区通风， 要按照瓦斯、气候条件等的实际需要配风， 并符合卫生要求。（第113条、第114条）保证风流流动的稳定性。在采区通风系统中， 应消除对角风路或使其数量尽可能减少。 （第115条）第73页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五角联风路风流的稳定性第74页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五通风网路简单， 以便在发生事故时易于控制风流和撤退人员。为此， 在采区通风系

37、统中尽量减少通风构筑物（如风门、风桥等）的数量。第118条采区漏风量应当尽量减少。进入工作面的新鲜风流在其流动路线上被加热与被污染的程度最小（第109条、第112条、第116条、第131条）要有利于采空区瓦斯的合理排放及防止采空区遗留煤自燃。（第116条）第75页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五控制风流的设施因为生产的需要，井下的各种巷道总是纵横交错，彼此贯通，它们对风量的需求不尽一致。为了保证风流按拟定的路线流动，使各个用风地点得到所需要的风量，就必须在某些巷道内建筑相应的设施，对风流进行控制。我们称这些设施为控制风流的设施，也称通风构筑物，它是矿井通风设施的重要组成

38、部分。控制风流的设施可分为2大类：一为引导风流的设施，一为隔断风流的设施。 第76页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五风量按需调节目的 井下各用风地点的风量必须保证质量，按需供应， 不能任其自流， 否则安全生产就没有保证。 为此， 就需要采取控制或调节风量的措施。风量的按需调节也是通风管理工作的重要一环。调节种类 局部风量调节和矿井风量调节 第77页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五局部风量调节 采区内、采区之间和各水平之间的风量调节矿井风量调节 对全矿井的总风量进行调节局部风量调节的方法 增加风阻调节法 降低风阻调节法 增加风压调节法 第78页，共

39、124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五根据图示的数据可以计算出各个分支的通风阻力：进风风路分支1-2的通风阻力 回风风路分支3-4的通风阻力 I号采区2-I-3的通风阻力II号采区2-II-3的通风阻力第79页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五通风机工况点 通风机风量 Qf = Q12 = Q34 = QI+QII =100m3 通风机风压 第80页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五I号采区实际需要风量QI = 45m3/s II号采区实际需要风量QII= 55m3/s 所以必须对通过两个采区的风量进行调节。当两个采区通过实际所需要风量

40、时的风压或通风阻力为：I号采区 II号采区第81页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五可见， 当通过两个采区的风量为实际所需要的风量时，两个采区通风阻力不相等，I 号采区的通风阻力比II 号采区的通风阻力高306.25pa。所以必须进行调节。第82页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五增阻调节法增加II 号采区的风阻值，使其通风阻力与I 号采区的通风阻力相等。需要增加阻力306.25pa。须增加风阻值增阻调节时通风机的风压应该为： 增阻调节法的实质就是以阻力较大的风路的阻力值为依据，在阻力较小的风路中增加一项局部阻力， 使并联区段各条风路的阻力达到平衡。

41、第83页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五降阻调节法降低 I 号采区的风阻值，使其通风阻力与 II 号采区的通风阻力相等。需要降低阻力306.25pa。须降低风阻值 降阻时通风机的风压应该为：降阻调节法的实质与增阻调节法相反，就是以阻力较小的风路的阻力值为依据，在阻力较大的风路中设法降低风阻，使网孔中各条风路的阻力达到平衡。第84页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五增加风压调节法 就是在阻力大的风路中安设辅扇辅扇的风量应为 = 45m3/s 辅扇的风压应为 安设辅扇后通风机的风压应该为：第85页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五

42、 第一百二十五条 矿井通风系统中，如果某一分区风路的风阻过大，主要通风机不能供给其足够风量时，可在井下安设辅助通风机，但必须供给辅助通风机房新鲜风流；在辅助通风机停止运转期间，必须打开绕道风门。 严禁在煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井中安设辅助通风机。第86页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五矿井总风量调节 当矿井（或一翼）总风量不足或过剩时，需调节总分量，也就是调整主通风机的工况点。措施有改变主要通风机的工作特性 1.改变主要通风机的叶轮转速 2.轴流式风机叶片安装角度 离心式风机前导器叶片角度改变矿井总风阻 1.风峒闸门调节法 2.降低矿井总风阻 Rf2Rf3Rf1

43、HfQf第87页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五矿井通风能力核定第104条 必须按实际供风量核定矿井产量。目前有些生产矿井或改建矿井， 生产系统和地质情况已改变或产量增加， 但是矿井的通风系统和通风能力没有做相应的调整， 在实际生产中往往就存在矿井通风能力不足的问题， 生产过程中往往会发生瓦斯超限、风量分配不足， 通风不畅等隐患问题，给矿井生产造成被动和不安全因素。 为此规程规定必须按矿井通风能力（实际供风量）来核定矿井产量，即“以风定产”， 保证矿井在生产时有足够的风量供给， 以保证矿井安全生产的要求。我国在1980年和 1991年 进行了两次全国范围的煤矿生产能力核

44、定，1997年又进行了第三次全国煤矿生产能力核定工作。第88页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五目前使用的通风能力核算方法(1) 低瓦斯矿井P：根据矿井通风能力核定的年产量 （万吨/年）Q：矿井总进风量 (m3/min)q1：平均日产一吨煤需要的风量，(m3/t)。 由矿务局（集团公司）根据矿井上年产量和矿井实际需要风量按煤矿安全规程规定计算确定K：矿井通风系数，由瓦斯涌出不均衡系数、备用工作面系数、矿井内部漏风系数组成。大型矿井，中型矿井第89页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五(2) 高瓦斯矿井P：根据矿井通风能力核定的年产量 （万吨/年）Q：矿

45、井总进风量 (m3/min)q2：平均吨煤瓦斯涌出量，(m3/t)。 K：矿井通风系数，1.5-1.9, 由瓦斯涌出不均衡系数、备用工作面系数、矿井内部漏风系数组成。大型矿井取小值，小型矿井大值第90页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五矿井总进风量Q的确定矿井当前运行状况下的通风能力 Q =矿井总进风量风网结构调整后的通风能力 根据调整后的风网参数,进行网路解算求矿井总进风量 Q = 矿井总进风量矿井当前的最大通风能力 风网结构调整、通风机在叶片角度、电机转速尽可能调至最大条件进行网路解算求矿井总进风量 Q = 矿井总进风量第91页，共124页，2022年，5月20日，9

46、点34分，星期五5 掘进通风 定义：掘进巷道的通风称为掘进通风或局部通风。 掘进通风方法 矿井总风压通风 局部通风机通风 水利或压气引射器通风 局部通风机通风是掘进巷道的主要通风方法。 第92页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五矿井总风压通风第93页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五局部通风机通风通风方法 局部通风机通风：压入式通风、抽出式通风 混合式通风三种方式 压入式局部通风示意图第94页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五抽出式局部通风示意图第95页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五压入式通风与抽出式通

47、风比较 有效吸程 Le Ls 有效射程 压入式通风抽出式通风安全性（污风通过风机）有效射程与有效吸程掘进巷道涌出瓦斯井巷空气清新程度风筒运送方便程度及成本当以排除瓦斯为主的煤巷、半煤岩巷掘进时应采用压入式通风；而当以排除粉尘为主的井筒掘进时，宜采用抽出式通风。第96页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五混合式局部通风示意图混合式通风的主要缺点是降低了压入式与抽出式两列风筒重叠段巷道的风量，当掘进巷道断面大时，风速就更小，则此段巷道顶板附近易形成瓦斯层状积聚。因此，两台风机之间的风量要合理匹配，以免发生循环风，并使风筒重叠段的风速大于最低风速。多用于大断面长距离岩巷掘进。第9

48、7页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五循环通风当局部通风机的吸入风量大于全风压供给设施通风机巷道的风量时，则部分由局部用风地点排出的污浊风流，会再次经局部通风机送往用风地点，故称为循环风。第98页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五可控循环通风开路循环风：掺有适当外界新风的循环通风称为开路循环通风。闭路循环风：不掺有外界新风的循环通风。第99页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五循环通风示意图除尘器1号风机2号风机闭路循环通风 2号风机工作 1号风机停止运转适用于需要除尘和排出炮烟的掘进巷道，在冶金矿山应用较多。 闭路循环通风无法排

49、出工作面产生的气体，在煤矿规程严禁使用循环通风。开路循环通风 1、2号风机同时工作，有控制的循环风流中污染物的浓度取决于该地区污染物的产生率和流过该地区的新鲜风量的大小。第100页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五前进式采煤工作面超前平巷掘进头的通风可控循环通风除尘器 工作面采空去除尘器 工作面采空去第101页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五掘进通风局部通风机风量的有关规定确定局部通风机风量所遵循的原则 满足人员呼吸、冲淡有毒有害气体、炮烟、温度的要求全风压供给该处的风量必须大于局部通风机的吸入风量，局部通风机安装地点到回风口间的巷道中的最低风速必

50、须符合本规程第101条的有关规定。第102页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五 作为煤矿大型设备和主要耗电设备的矿井主要通风机，其耗电量约占煤矿总耗电量的20%左右，因此，煤矿主要通风机的使用和运行状况，对煤矿安全生产和经济效益将产生明显的影响。 通过对河南省焦作、义马、鹤壁和郑州矿区1992年、1997年、2004年三个时期煤矿主要通风机资料及运行状况的比较分析，谈一下煤矿主要通风机的使用状况与趋势，以供参考。6. 煤矿主要通风机使用状况与趋势第103页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五6.1主要通风机类型、型号及工作方式1992年、1997年、2

51、004年三个时期河南省焦作、义马、鹤壁和郑州矿区煤矿主要通风机类型、型号统计如表1所示（在下表中，型号为2K56、2K58、2K60的风机台数统计在“2K”列中，型号为DK、BK、BD的风机台数统计在“BDK”列中；其中2004年仅为焦作、鹤壁两矿区数据）。所有风机的工作方式均为抽出式。 第104页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五表1煤矿主要通风机类型、型号统计 分类时期类型轴流式离心式总计型号2By、70B22KBDKGAF其它合计4-72G4-73其它合计1992年台数331400249141112675占百分比(%)44.018.72.765.318.714.71

52、.334.7100.01997年台数3633463821420034116占百分比(%)31.028.43.45.22.670.712.117.20.029.3100.02004年台数620126044260852占百分比(%)11.538.523.111.50.084.63.811.50.015.4100.0第105页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五新型号风机1997 、2004年与1992年相比，增加了BDK及GAF两种新型号风机。BDK 、BD系列主要通风机为防爆对旋轴流式风机，是对传统风机的关键部件进行深层次技术改造后研制的新型产品，其最高静压效率可达85.2%

53、，噪声可降至85dB（A）以下。GAF主要通风机是上海鼓风机厂引进德国TLT公司先进技术生产的适合矿山使用的高效风机，其风机叶片角度调节方便，调节范围大，具有高负压、大风量、运行效率高等特点。 第106页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五轴流式风机与离心式风机的比较从风机类型来看，1992年、1997年、2004年三个时期轴流式风机所占比例依次为：65.3%、70.7%、84.6%，其比例不断提高。轴流式风机与离心式风机相比，安装简便，反风时可以反转反风，节约了反风道，风机房占地面积小，加之近年来高效低噪轴流式风机的出现，所以使轴流式风机所占比例上升，也是今后矿用主要通风

54、机发展的趋势。第107页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五落后风机三个时期2By和70B2落后风机所占比例依次是：44.0%、31.0%、11.5%。到2004年，这两种淘汰型号的风机从数量和比例上减少很多，但仍占风机总数的11.5%，其运行效率很低，影响主要通风机的经济运行。第108页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五6.2主要通风机运行状况 从通风机运行效率、风压、风量这三个方面对比分析三个时期煤矿主要通风机运行状况。第109页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五6.2.1主要通风机运行效率1992年、1997年、2004年三

55、个时期主要通风机运行效率统计如下表所示 时期效率(%)801992年台数2125272占百分比(%)28.033.336.02.71997年台数1934269占百分比(%)21.638.629.510.22004年台数412288占百分比(%)7.723.153.815.4第110页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五运行效率提高运行效率在60%以上的风机所占比例1992年、1997年、2004年分别是38.7%、39.7%、69.2%，低于40%的分别是28.0%、21.6%、7.7%。由此可见，1992年以来，大、中型煤矿主要通风机效率明显提高，这与在用主要通风机的改造

56、、新一代风机的使用、管理水平的提高直接相关。第111页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五三个时期同型号风机运行效率统计 分类类型轴流式离心式型号2By、70B22KBDKGAF平均4-72G4-73平均效率(%)1992年45.255.149.060.244.954.11997年55.863.960.060.757.652.444.547.82004年38.871.971.764.262.658.088.080.5第112页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五同型号风机效率在不同时期比较BD、 BDK、 GAF等新一代风机的运行效率明显高于2By和70

57、B2风机的运行效率。但也有一些新型风机运行效率较低，原因是风机选型不合理，风网和风机的匹配性不好。与新型风机相比，陈旧风机的运行效率低。2By和70B2风机的运行效率一般在3050%。若一台配用额定功率为630kW的风机，其效率提高10%，则每年大致可节约耗电量44万kWh，可节约电费22万元。 第113页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五6.2.2 主要通风机工作风压1992年、1997年、2004年主要通风机工作风压统计如下表所示 时期Hf(Pa)300092年台数292817163占百分比(%)2.712.037.322.721.34.097年台数415824338占百分比(%)4.316.38.726.135.98.704年台数02222620占百分比(%)3.83.83.850.038.5第114页，共124页，2022年，5月20日，9点34分，星期五工作风压变化分析