采矿课件第七章矿井风流的管理

第七章矿井风流的管理本章主要内容及重点和难点1、矿井风量的调节2、矿井风流的管理3、矿井通风图的绘制一个矿井通风系统的网路包括三大部分，即进风部分、出风部分及供各个工作地点的用风部分，一般情况，矿井的进风部分及出风部分的网路结构相对来说比较固定，而用风部分则经常要求调整。所以根据生产发展的需要，不断地建立合理的通风系统，使新鲜风流按质按量送到工作地点，这就是矿井通风管理工作的目的。第一节矿井风量调节

随着生产的发展和变化，工作面的推进和更替，巷道风阻、网络结构及所需的风量均在不断变化，要求及时进行风量调节。

从调节设施来看，有通风机、射流器、风窗、风幕和增加并联井巷或扩大通风断面等。按其调节的范围，可分为局部风量调节与矿井总风量调节。从通风能量的角度看，可分为增能调节、耗能调节和节能调节。一、局部风量调节局部风量调节是指在采区内部各工作面间，采区之间或生产水平之间的风量调节。调节方法：增阻法、减阻法及辅助通风机调节法。(一)增阻调节法（风窗调节）

增阻调节法是在通过在巷道中安设调节风窗等设施，增大巷道中的局部阻力，从而降低与该巷道处于同一通路中的风量，或增大与其关联的通路上的风量。增阻调节是一种耗能调节法

主要措施：(1)调节风窗；(2)临时风帘；(3)空气幕调节装置等。使用最多的是调节风窗。第七章矿井风流的管理风窗调节法原理分析如图１，２分支风阻分别为R1和R2，风量分别为Q1,Q2。则两分支的阻力为：h1=R1Q12h2=R2Q22，且h1=h2若分支２风量不足。可在１分支中设置调节窗。设调节风窗产生的局部风阻为△R。∵(R1+△R)Q1’2=R2Q2’2∴但增阻后，并联系统总风阻增大。使Q’＜Q，由于Q’未知，实际计算过程中，假设Q’＝Q。已知,△R后，可计算调节风窗面积。使用条件：增阻分支风量有富余。特点：增阻调节法具有简单、方便、易行、见效快等优点；但增阻调节法会增加矿井总风阻，减少总风量。１R1Q1R2Q2Q2R1+△RQ1’R2Q’2Q’2１调节风窗开口面积计算：当Sc/S＜＝0.5时，当Sc/S＞＝0.5时，Sc—调节风窗的断面积，m2；S—巷道的断面积，m2；Q—通达风量，m3/s；hc—调节风窗阻力，Pa；Rc—调节风窗的风阻，N·s2/m8；Rc＝hc/Q2。

(二)减阻调节法减阻调节法是在通过巷道中采取降阻措施，降低巷道的通风阻力，从而增大与该巷道处于同一通路中的风量，或减小与其关联通路上的风量。主要措施：(1)扩大巷道断面；(2)降低摩擦阻力系数；(3)清除巷道中的局部阻力物；(4)采用并联风路；(5)缩短风流路线的总长度等。特点：可以降低矿井总风阻，并增加矿井总风量；但降阻措施的工程量和投资一般都较大，施工工期较长，所以一般在对矿井通风系统进行较大的改造时采用。(三)增能调节法增能调节法主要是采用辅助通风机等增加通风能量的方法，增加局部地点的风量。主要措施：(1)辅助通风机调节法。(2)利用自然风压调节法。特点：增能调节法的施工相对比较方便，不须降低矿井总风阻，增加矿井总风量，同时可以减少矿井主通风机能耗。但采用辅助通风机调节时设备投资较大，辅助通风机的能耗较大，且辅助通风机的安全管理工作比较复杂，安全性较差。二、矿井总风量的调节当矿井（或一翼）总风量不足或过剩时，需调节总风量，也就是调整主通风机的工况点。采取的措施是：改变主通风机的工作特性，或改变矿井风网的总风阻。(一)改变主通风机工作特性改变主通风机的叶轮转速、轴流式风机叶片安装角度和离心式风机前导器叶片角度等，可以改变通风机的风压特性，从而达到调节风机所在系统总风量的目的。RM1M2M3QH(二)改变矿井总风阻值1.风硐闸门调节法如果在风机风硐内安设调节闸门，通过改变闸门的开口大小可以改变风机的总工作风阻，从而可调节风机的工作风量。2.降低矿井总风阻当矿井总风量不足时，如果能降低矿井总风阻，则不仅可增大矿井总风量，而且可以降低矿井总阻力。M1R1R2M2R3M3QH第二节通风构筑物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。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。一、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。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。＋－风门表示方式＋－调节风门表示方式设置风门的要求：（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。二、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。三、、风风墙墙（（密密闭闭））密闭闭是是隔隔断断风风流流的的构构筑筑物物。设设置置在在需需隔隔断断风风流流、、也也不不需需要要通通车车行行人人的的巷巷道道中中。。密密闭闭的的结结构构随随服服务务年年限限的的不不同同而而分分为为两类类：1））临时时密密闭闭，常常用用木木板板、、木木段段等等修修筑筑，，并并用用黄黄泥泥、、石石灰灰抹抹面面。。2））永久久密密闭闭，常常用用料料石石、、砖砖、、水水泥泥等等不不燃燃性性材材料料修修筑筑。。四、、导导风风板板应用用以以下下几几种种导导风风板板。。1））引引风风导导风风板板；；2））降降阻阻导导风风板板；；3））汇汇流流导导风风板板观察孔表示方式放水孔注浆孔五、、扇扇风风机机反反风风装装置置机械械通通风风的的矿矿井井，，在在主主要要扇扇风风机机房房应应设设置置反反风风装装置置、、以以便便在在发发生生意意外外事事故故或或某某种种原原因因进进行行及及时时反反风风。。反风风装装置置由由反反风风道道及及闸闸门门等等设设施施构构成成。。抽抽出出式式通通风风时时，，反反风风装装置置如如下下图图所所示示。。正正常常情情况况如如左左图图a，，废废风风由由风风井井进进入入主主扇扇，，排排往往地地表表；；反反风风时时，，按按右右图图b所所示示位位置置将将闸闸门门1关关闭闭，，闸闸门门2将将通通往往地地表表的的出出口口关关闭闭，，此此时时扇扇风风机机由由地地表表进进风风，，从从反反风风道道压压入入井井下下。。轴轴流流式式扇扇风风机机可可反反转转电电机机造造成成风风流流反反向向。。六、、空空气气幕幕利用用特特制制的的供供风风器器(包包括括扇扇风风机机)，，由由巷巷道道的的一一侧侧或或两两侧侧，，以以很很高高的的风风速速和和一一定定的的方方向向喷喷出出空空气气，，形形成成门门板板式式的的气气流流来来遮遮断断或或减减弱弱巷巷道道中中通通过过的的风风流流，，称称为为空空气气幕幕，，如图图下下图图所所示示。。它可可克克服服使使用用调调节节风风窗窗或或辅辅扇扇时时存存在在的的某某些些不不可可避避免免的的缺缺点点，，特特别别是是在在运运输输巷巷道道中中采采用用空空气气幕幕时时，，既既不不妨妨碍碍运运输输，，工工作作又又可可靠靠。。第三三节节矿矿井井风风流流的的管管理理矿井井通通风风工工作作的的效效果果，，主主要要应应从从送送到到工工作作面面的的空空气气数数量量及及质质量量、、粉粉尘尘合合格格率率、、有有效效风风量量率率以以及及其其他他卫卫生生标标准准、、经经济济成成本本等等方方面面来来衡衡量量。。所所以以矿矿井井应应建建立立合合理理通通风风系系统统。。但但是是由由于于采采掘掘工工作作面面不不断断变变动动，，通通风风系系统统常常常常遭遭到到破破坏坏往往往往表表现现在在工工作作面面出出现现串串联联风风流流、、漏漏风风、、反反转转风风流流、、循循环环风风流流等等方方面面。。所所以以克克服服串串、、漏漏、、反反、、循循是是通通风风管管理理工工作作必必须须注注意意的的问问题题。。一、克克服工工作面面串联联风流流1、棋棋盘式式通风风在作业业区域域内，，每隔隔一定定水平平距离离，保保留一一条联通上上下各各中段段并且且通达达总回回风巷巷道的的回风风天井。回回风天天井用用风桥桥跨过过每个个运输输巷道道。平平巷进风，，天井井回风风其典典型布布置见见右图图所示示。各各作业地点点的废废风都都设法法引入入回风风天井井里去去，从从而克服了了工作作面的的废风风串联联，但但是增增加了了通风风工程量。。2、上上下间间隔式式通风风为了解解决多多中段段同时时开采采的通通风问问题，，用风风门、、风墙墙、风风窗等等通风风构筑筑物使使相邻邻的两两个中中段分分别进进、回回风，，其典典型布布置如如下图图所示示。它它不需需要开开凿其其它的的通风风巷道道，但但在采采区爆爆破频频繁时时，不不利于于下行行风流流采场场炮烟烟的排排出。。3、平平行双双巷通通风中条山山漉子子沟矿矿为缓缓倾斜斜多中中段有有底部部结构构的崩崩落采采矿法法，其其电耙耙巷道道垂直直于矿矿体走走向，，以利利用平平行双双巷分分别进进、回回风，，有效效地克克服了了工作作面的的串联联风流流。其其布置置如下下左图图所示示。4、梳梳式通通风盘古山山矿为为平行行密集集脉状状矿床床，每每一中中段坑坑道纵纵横交交错，，新风风与废废风难难于分分开。。在每每一中中段建建立一一条专专用沿沿脉回回风道道，并并将穿穿脉巷巷道断断面扩扩大，，用风风幛隔隔成两两格，，一格格运输输及通通风，，另一一条回回风；；或用用假顶顶将穿穿脉分分成上上下两两格，，分别别作进进、回回风通通路。。回风风格与与沿脉脉回风风道相相接，，从而而克服服了工工作面面之间间的串串联风风流。。由于于回风风道呈呈梳式式结构构，故故称梳梳式通通风，，其布布置如如上右右图所所示。。上述实实例，，是根根据各各自矿矿井的的具体体情况况，采采取相相应措措施，，有效效地克克服了了采场场间的的串联联风流流。这这些例例子中中包含含着一一个共共同的的规律律，即即为了了克服服工作作面的的串联联风流流，必必须根根据矿矿井的的具体体情况况，采采取措措施，，使每每个工工作面面的进进风直直接与与新鲜鲜风流流相联联，出出风直直接与与废风风相联联。二、克克服漏漏风最有害害的漏漏风是是:新风及及废风风之间间的漏漏风、、工作作面之之间的的漏风风、抽抽出式式通风风矿井井地表表向出出风部部分的的漏风风、压压入式式通风风矿井井进风风部分分向地地表的的漏风风。前前两种种属于于内部部漏风风，后后两种种属于于外部部漏风风。矿矿井漏漏风必必须具具备两两个条条件，，即漏漏风的的通路路和漏漏风地地点两两侧的的压差差。不不论去去掉其其中哪哪一个个条件件都可可以杜杜绝漏漏风。。所以以应从从这两两方面面采取取措施施来减减少和和防止止漏风风。1、阻阻塞漏漏风通通道，，提高高各种种通风风构筑筑物的的严密密性。。2、根根据围围岩情情况的的不同同，采采用不不同的的供风风方式式。3、坚坚持合合理的的开采采顺序序。4、减减小矿矿井压压差，，采用用分区区通风风。5、合合理选选择主主扇位位置。。6、可可利用用空气气幕或或导风风板阻阻止井井口漏漏风。。三、克克服反反转风风流某些风风流反反转，，可减减少工工作面面风量量或造造成废废风串串联，，破坏坏合理理的通通风系系统，，这是是通风风管理理工作作中经经常遇遇到的的问题题。反反转风风流一一般出出现在在对角角巷道道里，，原因因是其其他巷巷道风风阻变变化，，改变变了对对角巷巷道两两端的的空气气压力力。所所以为为了保保证对对角巷巷道的的风流流方向向，可可以改改变有有关巷巷道的的风阻阻，或或在对对角巷巷道中中安装装辅扇扇。当当通风风网路路较复复杂时时，应应从进进出风风的布布置形形式来来保证证风流流的稳稳定性性。四、克克服循循环风风流循环风风流的的出现现，不不仅导导致废废风串串联，，而且且废风风不能能排出出矿外外。循循环风风流的的出现现往往往是使使用辅辅扇不不当、、能力力过大大而迫迫使与与它平平行的的风流流反转转造成成循环环。辅辅扇造造成的的反转转风流流必然然循环环；由由于风风阻改改变而而形成成的对对角巷巷道的的反转转风流流不会会循环环。循循环风风流中中必有有反转转风流流;反反转风风流不不一定定循环环。循循环风风流一一定是是在风风流的的闭合合回路路中出出现了了新的的通风风动力力，由由于这这一动动力作作用，，原有有的风风量分分配破破坏了了，造造成新新的压压差代代数和和为零零而出出现的的。因因此除除串联联外的的通风风网路路，都都为循循环风风流创创造了了条件件，再再加上上某种种通风风动力力的作作用就就出现现了循循环风风流。。在矿矿井里里采用用辅扇扇时一一定要要注意意循环环风流流的出出现。。这可可以用用调节节辅扇扇风量量或改改变辅辅扇位位置来来克服服循环环风流流。第四节矿矿井井通风图图的绘制制矿井通风风图包括括：1、通风风平面图图注注明风流流方向及及各种通通风构筑筑物的坑坑道平面面图。2、通风风系统图图根根据通风风平面图图按轴侧侧投影方方法绘制制的立体体图，并并注明风风流方向向及通风风构筑物物，称为为通风系系统图。。3、通风风示意图图根根据通风风平面图图或通风风系统图图的风流流路线，，作出风风流联结结