第七章通风系统设计

7.1拟定矿井通风系统7.2矿井总风量的计算和分配7.3计算矿井通风总阻力.7.4选择矿井通风设备7.5概算矿井通风费用7.6生产矿井的通风系统改造7.7通风系统安全性评价7通风系统设计1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。这两类通风设计的内容和方法基本相似。矿井通风设计的依据是：矿井的安全条件(包括矿井沼气等级、各煤层的沼气含量、煤尘爆炸性、煤的自燃性等)，矿井设计的生产能力，矿井的开拓方式和采煤方法，采煤的年进度计划，矿井和各水平的服务年限；各种技术经济参数、性能的资料和有关法规与政策规定。

7矿井通风设计27.1拟定矿井通风系统

矿井通风系统包括：通风方式，进、出风井的布置方式；通风方法，矿井主通风机的工作方法；通风网路。一、矿井通风系统的类型1．中央式1)中央并列式。其中又分为：中央并列抽出式在地形条件许可时，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，主扇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闭；还要在岩石中做条回风石门m—n，煤层倾角越大、总回风石门越短，反之越长。3用斜井开拓时，可以大致在走向的中央开掘一对并列斜井。4中央并列压入式在图9—1中，把压入式主扇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，其它与抽出式相同。56789

2)中央分列式(又名中央边界式)。其中又分为：中央分列抽出式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，在沿倾斜方向上，出风井和进风井相隔—段距离，出风井的井底高于进风井的井底，主扇设在出风井口附近；在井田走向的中央开凿主井和副井。10中央分列压入式如图9—3所示，主扇安设在进风井口(副井口)附近，其井口房须密闭，主井底和总进风须隔开，其它都与图9—2相同。1112132．对角式1)两翼对角式。其中又分为：两翼对角抽出式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，主扇设在出风井口附近。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。用斜井和平峒开拓时，可把图9—4中的立井改为斜井和平峒。

14两翼对角压入式进风井和出风井的位置与图9—4相同，只是在进风井口(副井口)附近安设压入式主扇，进风副井口须密闭，主井底和总进风须隔开。

15162)分区对角式。其中又分为：分区对角抽出式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主扇，可不必做总回风道。在图9—5中也可以用斜井代替立井，或者进风用垂直于走向(或平行于走向)的平峒，出风用斜井；或者进风和出风都用平峒。

1718分区对角压入式各出风井口不安设扇风机，只在进风井口(副井口)附近安设压入式主扇，进风副井口要密闭，主井井底和总进风须隔开。

19203.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9—7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。总之，要在初期通风系统的基础上，根据煤层赋存条件和生产发展情况等进行分析确定。

21中央并列分列混合式22中央分列与单翼对角混合式23中央分列与对角混合式2425二、矿井通风系统的选择

选择矿井通风系统的因素较多，只要抓住起决定作用的主要因素，同时注意其它因素，进行全面分析，就有可能选定比较合理的通风系统。1.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、安全可靠、技术经济指标合理等总原则。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30m，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。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(台阶和梯子间等)。262)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。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；矿井的总回风道不得作为主要人行道；地面主扇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地层稳定，施工地质条件比较简单，占地少，压煤少，要在当地历年来洪水位的最高标高以上(大中型和小型矿井要分别超过当地百年和50年内的最高洪水位)。3)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，其漏风率不超过15％，并有可靠降尘设施，箕斗井可以兼作出风井；若井筒中风速不超过6m/s，有可靠降尘措施，保证粉尘浓度符合工业卫生标准，箕斗井可以兼作进风井。胶带斜井不得兼作出风井。如果胶带斜井中的风速不超过4m/s，有可靠的降尘措施，粉尘浓度符合卫生标准，才可以兼作进风井。274)所有矿井都要采用机械通风，主扇和分区主扇必须安装在地面。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扇联合运转。5)不宜把两个可以独立通风的矿井合并为一个通风系统。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。6)采用多台分区主扇通风时，为了保持联合运转的稳定性，总进风道的断面不宜过小，尽可能减少公共风路的风阻。各分区主扇的回风流、中央主扇和每一翼主扇的回风流都必须严格隔开。287)要充分注意降低通风费用，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。292.选择矿井主扇的工作方法煤矿主扇的工作方法基本上分为抽出式与压入式两种：1)抽出式主扇使井下风流处于负压状态。一旦主扇因故停止运转，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；压入式主扇使井下风流处于正压状态，当主扇停转时，风流压力降低，有可能使采空区瓦斯涌出量增加。2)采用压入式通风时，须在矿井总进风路线上设置若干构筑物，使通风管理工作比较困难，漏风较大。用抽出式通风，就没有这种缺点。30用平峒开拓时，往往需要在材料、人行道上设置自动风门1，人员、车辆来往频繁，风门漏风较大，有时风门被撞坏，还会造成风流短路。在出煤路线的翻笼下面煤仓2中须经常存留一定煤量，以防漏风。但往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井3漏到地面。对于立井提升的压入式通风的矿井，在副井钢丝绳通过处1和箕斗井底煤仓2有时都有较大的漏风。313)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，同时使通过主扇的一部分风流短路，总进风量和工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，则压入式主扇的规格尺寸和通风电力费用都较抽出式为小。4)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，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和风量都发生较大的变化。想把压入式主扇直接变为抽出式主扇，比较困难，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。32一般地说，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，否则，就不宜采用压入式通风。所以，抽出式通风仍是当前主扇基本的工作方法。3.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。

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(10～20a)，则服务范围为整个矿井；如果矿井范围较大，服务年限较长(30～50a)，则只考虑头15～25a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。对于服务范围之外的后期通风系统，设计中只作粗略的考虑。331)中央并列式的使用条件：煤层倾角大、埋藏深，但走向长度不大(≤4km)，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。这种通风方式(和其它方式相比)，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较大等，这些缺点对走向不大的矿井来说也不是一个很大的问题。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(立井或斜井)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。342)中央分列式的适用条件：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(≤4km)，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，建井期限略长，有时初期投资稍大(多打一个出风井，少掘一条总回风石门)，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，增加了一个安全出口，工业广场没有主扇的噪音影响，从回风系统铺设防尘洒水管路系统都比较方便。

353)两翼对角式的适用条件：一般认为，这种布置方式(指对角风井位于浅部边界附近者)适用于煤层走向较大(超过4km)、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。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。如果能够进行相向掘进，就能适当减轻建井期限长，投产较晚的缺点。有些瓦斯等级不高，但煤层走向较长、产量较大的新矿井，也可采用这种通风方式。

364)分区对角式适用条件：煤层距地表浅，或因地表高低起伏大，无法开掘浅部的总回风道(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(立井、斜井或平峒)分区通风的布置方式。每个采区各有独立的通风路线，互不影响，是这种通风方式的主要优点。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，即除了作技术分析外，还要进行经济比较，然后选定。

矿井通风系统确定后，还要①确定服务范围内的通风容易和通风困难两个时期的位置；②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；③确定采煤工作面采用U型、Z型、Y型还是W型通风系统，这些都要经过技术经济比较才能确定；④根据采掘比确定掘进头的数目和位置；⑤绘制两个时期的通风系统图、立体图和网络图。37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。38三、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。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。上行通风运煤方向新风污风下行通风运煤方向新风污风39四、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40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。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。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41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。422、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。433、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。

2）永久密闭，常用料石、砖、水泥等不燃性材料修筑。4、导风板应用以下几种导风板。

1）引风导风板；

2）降阻导风板；

3）汇流导风板观察孔表示方式放水孔注浆孔447.2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风路上的漏风量的总和。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的风量是根据“由里往外”的原则确定的。即根据实际情况先计算井下各个工作地点(如采掘工作面、火药库、充电峒室、……等)所需的有效风量，得出矿井的总回风量(或总进风量)；加上抽出式主扇井口和附属装置的允许漏风量(即矿井外部漏风量)，得出抽出式主扇的总风量。对于压入式通风的矿井，则在所确定的矿井总进风量中加上矿井外部漏风量，得出压入式主扇的总风量。45矿井的总回风量或总进风量计算：

Qwz＝(∑Qai+∑Qbi+∑Qci+∑Qdi)×Kwz，m3/min式中∑Qai——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；∑Qci——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和；

Kwz——矿井风量备用系数，包括矿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1.15～1.25。对于中央并列式，1.25；中央分列式和混合式，1.2；对角式，1.15。462．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用系数Kwz，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U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。

47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风前那一条风路，作为该风路的风量。直至确定进风井筒的总进风量。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，则要加上矿井外部漏风量，才能得出通过压入式主扇的总风量。48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路，作为该风路的风量。直至确定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。如果是抽出式通风，则加上抽出式主扇井口和附属装置的允许漏风量(即矿井外部漏风量)，得出通过抽出式主扇的总风量。49二、新建矿井和延深矿井所需风量对于新建矿井和延深矿井所需风量，是属于预先估计风量的性质，因设计时对于上述配风依据较难判准，而矿井类型繁多，条件各异，如何恰当地预定这种性质的风量，是目前还没有很好解决的重要问题。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“由外往里”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。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矿井通风设计工作上试用。50对于低沼气矿井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。

Q＝TqK，m3/min式中T——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：q＝1；K一风量备用系数，即K＝K1K4K5K6，这些系数的乘积介于l.5～1.9之间，可以根据新建矿井的条件，查表9—4得出具体的数值。51对于高沼气矿井按总回风流中的沼气浓度不超过0.75%的要求来计算矿井总风量：

Q＝0.0926qgTK，m3/min(1/(24×60×0.75%)式中qg——矿井沼气平均相对涌出量，m3/t；T——矿井平均日产量，t/d；K——风量备用系数，即K＝K2K3K4K5，这些系数的乘积介于1.7～2.1之间，具体数值从表9—4中查得。52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风量Q，取大值作为矿井的总风量：

Q＝4NK，m3/min式中N——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，m3/min；K——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。采用中央并列式的通风系统时，K＝1.45；采用中央分列式或对角式通风系统时，K＝1.35。53新建矿井的风量分配是在算得的矿井总风量Q中，减去独立回风的掘进风量Qb和峒室风量Qc，再按以下原则对剩余的风量Qre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；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：

Qre＝Q－(Qb－Qc)，m3/min式中Qb——所有独立回风的各个掘进工作面风量之和，m3/min；Qc——所有独立回风的各个峒室风量之和，m3/min。54剩余风量Qre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q，即：

式中Ta——各个回采工作面的日产量之和，即

Ta=∑ta，t/dta——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

Ta'＝∑ta'，t/dta'——各个备用工作面计划日产量，t/d。55分配给各个回采工作面的风量为：

Qa＝qta，m3/min分配给各个备用工作面的风量为：

Qa'＝qta'

/2，m3/min2．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。因此在上顺槽和下顺槽的风量与采煤工作面的风量相同。56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，则要加上矿井外部漏风量，才能得出通过压入式主扇的总风量。57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路，作为该风路的风量。直至确定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。如果是抽出式通风，则加上抽出式主扇井口和附属装置的允许漏风量(即矿井外部漏风量)，得出通过抽出式主扇的总风量。58四、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地点与它们的进风和回风路线上的各个风量(必要时要算出局部地区各分支的自然分配风量)。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(见表9-1)。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，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，使之风速降到规定值以下。最后，确定矿井总风量。597.3计算井巷通风阻力在选择矿井主扇之前，必须计算井巷通风总阻力。一、计算的原则1)在矿井通风系统服务的范围内，分别在容易时期和困难时期确定一条最大阻力路线。沿着这两条路线，分别计算各段井巷的通风阻力，然后累加起来，便得出这两个时期的井巷通风总阻力hrmin和hrmax。这样能够保证所选用的主扇满足通风困难(hrmax)时期的要求，并且在以后的通风管理中均可采用增阻法进行风量调节。这些工作均可在这两个时期的通风网路图上进行。但是遇有的分支中有不同的巷道断面，则该分支要分段计算。对于小矿，则只计算服务年限内的最大阻力路线的总阻力hrmax，不必分两个时期。602)因有外部漏风(指在防爆门和主扇周围的漏风)，通过主扇的风量Qf1(Qf2)必大于通过总出风井的矿井总风量Q。为了计算风峒的阻力，须先算出Qf1(Qf2)。对于抽出式主扇，用下式计算：

Qf1(Qf2)

＝(1.05～1.10)Q，m3/s对于压入式主扇，用下式计算：

Qf1(Qf2)

＝(1.10～1.15)Q，m3/s式中1.10、1.15——压入式通风矿井的外部漏风系数。压入式进风井巷无提升运输任务时，取1.10，有提升运输任务时，取1.15。式中1.05、1.10——抽出式通风矿井的外部漏风系数，抽出式出风井无提升运输任务时，取1.05，有提升运输任务时，取1.10。613)为了经济合理(减少矿井外部漏风和主扇运转费用)，不致因主扇的风压过大造成瓦斯和自然发火难于管理，以及避免主扇选型太大，使购置、运输，安装，维修等费用加大，须控制hrmax不能太大(一般不超过3000Pa，特大型的矿井除外)；必要时需对某些局部巷道采取降低风阻的措施。4)要先分析整个通风网路，对于自然分配风量和按需分配风量的区段，要分别按这两种分配风量的方法计算风量，然后计算出各区段的通风阻力。62二、计算方法沿着上述两个时期通风阻力最大的风路，分别用下式算出各区段井巷的摩擦阻力：

式中L、U、S——分别是各井巷的长度(m)，周边长(m)，净断面积(m2)；Q——分配给各井巷的风量，m3/s；α——根据各井巷的支架形式和断面在第三章α值表中查得的摩擦阻力系数。对于高原矿井，空气密度小于1.2kg/m3，其α值为：63将以上计算出来的各数值与有关数值填入表9－5中。从表中可以看出总回风或总进风量与计算数据相同。64沿着上述两条风路，将各区段的摩擦阻力累加起来，并考虑适当的局部阻力系数(一般不细算局部阻力)，即可算出通风容易和通风困难两个时期的井巷通风总阻力分别为：

hrmin＝1.2∑hfrmin，Pahrmax＝1.15∑hfrmax，Pa式中1.15——困难时期的局部阻力系数；1.2——容易时期的局部阻力系数。65计算了整个矿井的通风阻力后，需要对整个矿井的通风难易程度进行评价。评价的指标是两个时期矿井总风阻和总等积孔：如果A＜1m2,表示矿井通风困难；如果A在1和2m2之间，表示通风难易为中等程度，如果A＞2m2，表示通风容易。667.4选择矿井通风设备矿井通风设备包括主扇和它的电动机。一、选择主扇通常用扇风机的个体特性曲线来选择，先确定通风容易和通风困难两个时期主扇运转时的工况点(风压最低点和风压最高点)，在选择时要使得这两个工况点同时处于合理范围。用以下方法分别算出两个时期主扇的风压。为了使所选的主扇在通风容易时期(风压最低点)的工作效率不致太低，需要考虑矿井自然风压帮助主扇风压的作用。对于抽出式主扇，在通风容易时期的静风压应为：

hfsmin＝hrmin－hna，Pa式中hrmin——容易时期最大阻力路线的阻力，Pa；hna——容易时期帮助主扇通风的矿井自然风压，Pa；67为了使所选用的主扇在通风困难时的风压够用，还需要考虑矿井自然风压反对主扇风压的作用，即对于抽出式主扇，在通风困难时期的静风压应为：

hfsmax＝hrmax＋hao，Pa式中

hrmax——困难时期最大阻力路线的阻力，Pa；hno——通风困难时期反对主扇风压的矿井自然风压，Pa。根据当地气象资料或邻矿资料来估计(注意正负)。同理，对于压入式的主扇，在通风容易和通风困难两个时期的全风压分别为：

hftmin＝hrmin－hna，Pahftmax＝hrmax＋hno，Pa68前面已分别算出通风容易和通风困难两个时期通过主扇的风量Qf1和(Qf2)

(m3/s)。

根据确定的hfmax、Qf1和hfmin、Qf2两组数据(也叫设计工况点)，在扇风机的个体特性曲线上选择合适的主扇。判别是否合适，要看上面两组数据所构成的两个时期的工况点，是否都落在扇风机个体特性曲线上的合理工作范围内。一是看风压高的点是否超过最高风压的０.９倍，二是看风压低的点处效率是否在0.6以上。(注意坐标)

根据hfmax、Qf1和hfmin、Qf2两组数据计算出两个时期的风阻Rmin和Rmax:

在选定的风机个体特性曲线图上画出风阻曲线Rmin和Rmax，将这两条曲线从设计工况点向上延伸，与最近的个体特性曲线相交，得到的两个点就是实际工况点。

69实际工况点确定以后，列表整理出两个时期的主扇的型号、动轮直径、动轮叶片安装角度(专指轴流式主扇而言)、转数、风压、风量(实际工况点)、效率和输入功率等数值。二、选择电动机根据通风容易和通风困难两个时期主扇的输入功率(Nfimin和Nfimax)计算出电动机的输出功率Neo(kW)：

如果选用异步电动机，且当Nfimin≥0.6Nfimax时，则在两个时期都用一种较大功率的电动机，这种电动机的输出功率Neo和输入功率Nei，分别用下式计算：

Neo＝Nfimax/ηt，kw

式中ηt——传动效率，直接传动时，ηt＝1。间接传动时取0.95。70电动机的输入功率，即为电路输入的电流功率：

Nei＝(1.10～1.15)Neo/ηe，kw式中1.10、1.15——电动机的容量系数。离心式主扇，取1.15；轴流式主扇，取1.10)。

ηe——电动机的效率。当Nfimin<0.6Nfimax时，则通风容易时期用功率较小的电动机，在适当的时候再换用功率较大的电动机。通风容易时期电动机的输出功率习惯用比例中项式计算(即平均值计算)，即：71对于功率在400～500kw以上的主扇，宜选用同步电动机。选择这种电动机的输出功率与输入功率：

Neo＝Nfimax/ηt，kw；Nei＝(1.10～1.15)Neo/ηe，kw

用同步电动机的优点是，低负载运转时，可以利用它来改善矿井变电所母线上的功率因数，使矿井经济用电，缺点是这种电动机的购置和安装费较大。根据以上所得出的Neo(或Neomin)或Nei(或Neimin)、ηe以及主扇所要求的转数n，在有关电动机技术特征手册上选用合适的电动机．72三、对矿井主要通风设备的要求在矿井设计中必须据根矿井的瓦斯等级，提出主要通风设备应符合的要求：1)矿井主扇(包括分区主扇)必须装置两部同等能力的扇风机(包括电动机)，其中一套运转，另一套做备用，备用的一套要求在10min内能够开动。2)矿井的主扇房应有两回直接由变(配)电所馈出的供电路线，线路上不应分接任何负荷。3)主扇要有灵活可靠、合乎要求的反风装置和防爆门，要有规格质量符合要求的风峒和扩散器。分区主扇也应符合这个要求。4)主局和电动机的机座必须坚固耐用，要设置在不受采动影响的稳定地层上。737.5概算矿井通风费用一般是计算每吨煤的通风费用，即所谓吨煤通风成本。一、每吨煤的通风电费先用下式计算主扇运转的耗电量：

Imf＝(N1＋N2)×365×24/(2(ηeηvηξηt))，kwh/a式中N1、N2——一年内最大和最小的主扇输入功率，kw；ηe——主扇电动机的效率，可在电动机的技术特征表上查得，一般取0.9～0.95；ηv——变压器的效率，一般取0.8；ηξ—电线的输电效率，一般取0.95；ηt——传动功率，直接传动时，取1.0，间接传动时取0.95。74同时，统计一年内局扇、辅扇的耗电量Ief(kwh/a)。各类扇风机在一年内的总耗电量为：

Is＝Imf＋Ief，kwh/a

用下式计算每吨煤的耗电量：

I＝Is/T，kwh/t式中T——一年内的矿井产煤量，t／a

用下式计算每吨煤的通风电费：

E＝I×D，元/t式中D——每度电的费用，元/(kwh)75二、吨煤通风成本除每吨煤的通风电力费用外，还要统