55675矿井通风与除尘电子课件5局部

1第五章局部通风25局部通风矿井新建、扩建或生产时，都要掘进巷道，在掘进过程中，为了稀释和排出自煤(岩)体涌出的有害气体、爆破产生的炮烟和矿尘，以及创造良好的气候条件，必须对独头掘进工作面进行通风。CH4炮烟粉尘怎么工作嘛？？？3主要内容:5.1局部通风方法5.2局部通风设备5.3局部通风系统的设计5.4建井时期的通风4要求:掌握局部通风方法了解局部通风设备熟悉局部通风系统的设计了解建井时期的通风55.1局部通风方法总风压通风扩散通风掘进通风引射器通风局部通风机通风利用主通风机风压或自然风压利用扩散作用利用引射原理利用小型通风风机在局部地区通风65.1.1全风压通风

这种通风方法利用矿井总风压，借助风墙或风筒等设施，将新鲜风流导入独头工作面，以排出其中的污浊空气。它最大的优点是通风可靠、管理方便，但要求有一定的总风压，以克服引风风道的阻力。风墙调节风窗风筒调节风窗利用纵向风障导风

利用风筒导风

75.1.1全风压通风利用纵向风障导风

利用风筒导风

8钻孔导风1-上山；2-钻孔平行巷道导风5.1.1全风压通风910-20m5.1.1全风压通风平行巷道导风上山钻孔钻孔导风1-上山；2-钻孔105.1.2扩散通风扩散通风方法不需要任何辅助设施，主要是靠新鲜风流的紊流扩散作用清洗工作面，它只适用于短距离（10~15m）的独头工作面≤15m115.1.3引射器通风

引射器通风方法的原理是利用高压水或压缩空气为动力，经过喷嘴（喷头）高速喷出，在喷出射流周围造成负压而吸入空气，并经混合管混合整流继续推动被吸入的空气，造成风筒内风流流动。

243511-动力管；2-喷嘴；3-混合管；4-扩散管；5-风筒125.1.3引射器通风引射器引射器13引射器通风具有设备简单、安全、水引射器有利于除尘和降温(水温低时)的优点。但产生的风压低，送风量小（20～200m3/min)，效率低，费用高，只有在用水砂充填采煤法的矿井中，才可顺便使用水风扇引射器。为满足掘进通风的风压与风量要求，可用多喷咀进行串联通风。5.1.3引射器通风优点与缺点145.1.4局部通风机通风矿山常用的通风方法：压入式抽出式混合式。15（1）压入式通风局部通风机把新风通过风筒压送到工作面，污浊空气沿巷道排出。如图示。风筒出风口距工作面的距离小于10m，吸风口要在贯穿风流的上风侧，距独头巷道口的距离大于10m。

特点：工作面的通风时间短，全巷道的通风时间长。适用于较短巷道的掘进通风。≥10m16（1）压入式通风17（1）压入式通风18（1）压入式通风19工作面爆破后，烟尘充满迎头形成炮烟抛掷区。风流由风筒射出后，按紊动射流的特性使炮烟被卷吸到射出的风流中，二者掺混共同向前移动。风流从风筒出口到转向点的距离叫有效射程，风筒出口与工作面的距离不能超过有效射程，否则会在工作面附近出现烟流停滞区。压入式风筒出口到工作面的距离

约为：（1）压入式通风20局部通风机将工作面的污风经风筒抽至回风道，新风由巷道流进工作面。如图示。风筒吸风口距工作面距离小于５m，排风口距独头巷道口的距离大于10m。

特点：适用于较长巷道的掘进通风，但工作面通风效果不好。（2）抽出式通风≥10m21（2）抽出式通风22（2）抽出式通风23这种通风方式在风筒吸口附近形成一股流入风筒的风流，离风筒越远风速越小，只能在一定距离以内有吸入炮烟的作用，这段距离称为有效吸程Le。在有效吸程以外的炮烟处于停滞状态。因此，抽出式风筒口离工作面的距离应小于有效吸程：

（2）抽出式通风24压入式通风与抽出式通风优缺点比较①抽出式通风时，污浊风流必须通过局部通风机，极不安全。而压入式通风时，局部通风机安设在新鲜风流中，通过局通风机的为新鲜风流，故安全性高，在瓦斯矿井一般不使用抽出式通风。②抽出式通风有效吸程小，排出工作面炮烟的能力较差；压入式通风风筒出口射流的有效射程大，排出工作面炮烟和瓦斯的能力强。③抽出式通风由于炮烟从风筒中排出，不污染巷道中的空气，故劳动卫生条件好。压入式通风时炮烟沿巷道流动，劳动卫生条件较差，而且排出炮烟的时间较长。④抽出式通风只能使用刚性风筒或带刚性圈的柔性风筒，压入式通风可以使用柔性风筒。25（3）混合式通风混合式通风是同时采用压入式和抽出式联合工作。其中压入式向工作面供新风，抽出式从工作面排出污风。按局部通风机和风筒的布设位置不同分为长抽短压、长压短抽和长压长抽3种通风方式。长抽短压通风方式

长压短抽通风方式

26混合式通风兼有抽出式与压入式通风的优点，通风效果好。主要缺点是增加了一套通风设备，电能消耗大，管理也比较复杂；降低了压入式与抽出式两列风筒重叠段巷道内的风量。混合式通风适用于大断面、长距离岩巷掘进巷道中。煤巷综掘工作面多采用与除尘风机配套的长压短抽混合式。

《煤矿规程》规定，煤巷、半煤岩巷的掘进如采用混合式通风时，必须制订安全措施。但在瓦斯喷出区域或煤（岩）与瓦斯突出煤层、岩层中，掘进通风方式不得采用混合式。（3）混合式通风275.2局部通风设备局部通风设备由局部通风动力设备、风筒及附属装置组成。5.2.1局部通风机

井下局部地点通风所用的通风机称为局部通风机，掘进工作要求通风机体积小、风压高、效率高、噪声低、性能可调、坚固防爆。28（1）局部通风机的种类及性能5.2.1局部通风机JBT系列局部通风机BKJ-11型局部通风机性能曲线图

29BKJ-11型局部通风机性能参数表型号风量/(m3·min-1)全风压/Pa功率/kW转速/(r·min-1)动轮直径/mBKJ66-11No3.680~150600~12002.529500.36BKJ66-11No4.0120~210800~15005.029500.40BKJ66-11No4.5170~3001000~19008.029500.45BKJ66-11No5.0240~4201200~23001529500.50BKJ66-11No5.6330~5701500~29002229500.56BKJ66-11No6.3470~8002000~37004229500.635.2.1局部通风机30对旋式局部通风机5.2.1局部通风机我国生产的对旋式局部通风机有FDB系列、FDⅡ系列、2BKJ系列对旋式局部通风机，其特点是风机结构形式为矿用隔爆型、对旋、消声、轴流式。其主要由集流器、机壳、电动机、叶轮、消声器等部件组成，具有结构紧凑、噪声小、风压高、流量大、效率高、使用安全可靠、维修方便等特点。1-集流器；2-电机；3-机壳；4-Ⅰ级叶轮；5-Ⅱ级叶轮；6-扩散器；7-消音层31（2）局部通风机的联合工作5.2.1局部通风机当通风距离长、风筒阻力大，1台局部通风机风压不能保证掘进需风量时，可采用2台或多台局部通风机串联工作。串联方式有集中串联和2种局部通风机的串联间隔串联间隔串联,风机间距过远集中串联间隔串联32局部通风机并联（2）局部通风机的联合工作5.2.1局部通风机当风筒风阻不大，用1台局部通风机供风不足时（说明局部通风机本身供风量不足，而非风压过小，是局部通风机直径偏小所致）这时可采用2台或多台局部通风机集中并联工作，即2台或多台风机共用同一列风筒。当一列风筒的风阻过大，集中并联供风仍然不足，也可以每台风机各自用独立的风筒向工作面供风。局部通风机联合工作时，无论串联或并联，均应选用同型号风机，以防出现异常工况。335.2.2风筒的种类及参数风筒是最常见的导风装置。对风筒的基本要求是漏风小、风阻小、质量轻、拆装方便。风筒的类型

柔性风筒硬质风筒由厚2~3mm的铁板卷制而成有帆布风筒、胶布风筒和人造革风筒等

34（1）风筒的类型5.2.2风筒的种类及参数图5-17可伸缩风筒结构1-圈头；2-螺旋弹簧；3-吊钩；4-塑料压条；5-风筒布；6-快速弹簧接头35风筒直径/mm节长/m风筒壁厚/mm垫圈厚/mm风筒质量/(kg·m-1)300101.21.30.071400101.21.60.126500101.21.90.195600101.22.30.283800101.23.20.5031000101.24.00.785表5-3铁风筒规格参数表5.2.2风筒的种类及参数表5-4胶布风筒规格参数表风筒直径/mm风筒节长/m风筒壁厚/mm垫圈厚/mm风筒质量/(kg·m-1)4002，2.52823.45002.5，32828.36002.5，32834.87002.5，32.5846.180032.5854.590032.5860.8100032.5860.836风筒风阻包括风筒的摩擦风阻Rfr和局部风阻Rer包括接头风阻Rjo、弯头风阻Rbe和风筒的出口风阻Rou(压入式)或是入口风阻Rin(抽出式)。（2）风筒的阻力5.2.2风筒的种类及参数风筒的总风阻根据风筒的百米风阻值37风筒直径的选择主要取决于送风量、送风距离以及巷道断面的大小等因素。生产中，一般是根据经验选取标准直径。同直径的风筒的摩擦阻力系数α值可视为常数，金属风筒的α值可按表5-5选取，玻璃钢风筒的α值可按表5-6选取。柔性风筒和带钢骨架的柔性风筒的摩擦阻力系数与其壁面承受的风压有关。当缺少实测资料时，胶布风筒的摩擦阻力系数值与百米风阻R100可参见表5-7中数据。（2）风筒的阻力38风筒直径／mm200300400500600800α╳104/N·s2·m－44944.139.234.329.424.5风筒型号JZK－800－42JZK－800－50JZK－700－36α╳104/N·s2·m－419.6～21.619.6～21.619.6～21.6表5-5金属风筒摩擦阻力系数表5-6JZK系列玻璃钢风筒摩擦阻力系数表5-7

胶布风筒的摩擦阻力系数与百米风阻值风简直径／mm3004005006007008009001000α╳104/N·s2·m－45349454138323029R100

/N·s2·m－8412314943414.76.53.32.0（2）风筒的阻力39（3）风筒的漏风正常情况下，金属和玻璃钢风筒的漏风主要发生在接头处；胶布风筒的漏风不仅在接头，而且全长的壁面和缝合针眼都有漏风，所以风筒漏风属于连续的漏风。漏风使局部通风机风量与风筒出口风量不等。因此，应采用始末端风量的几何平均值作为风筒的风量Q，即①漏风量备用系数若把风筒漏风看成是连续的．且漏风状态是紊流，则相当于直径为1m的风筒的透风系数40②漏风率（3）风筒的漏风百米漏风率柔性风筒③有效风量率④漏风系数415.2.3风筒的安装（1）风筒漏风尽量少

①改进接头方法②减少接头数，适当增加风筒节长③减少针眼漏风④防止风筒破口漏风双反边接头多反边接头42（2）降低风筒的通风阻力5.2.3风筒的安装①风筒悬吊要平、直、稳、紧，逢环必吊，缺环必补，防止急拐弯。②风机安装、悬吊也要与风筒保持平直。③风机与风简直径不同时，要用异径缓变接头连接。④在每隔一定距离风筒上安装放水嘴，随时放出风筒中凝结的积水。435.3局部通风系统的设计确定合理的的局部通风方法及其布置方式选择风筒类型和直径计算风筒出入口风量风筒通风阻力选择局部通风机44(1)矿井和采区通风系统设计应为局部通风创造条件；(2)局部通风系统要安全可靠、经济合理和技术先进；(3)尽量采用技术先进的低噪、高效型局部通风机；(4)压入式通风宜用柔性风筒，抽出式通风宜用带刚性骨架的可伸缩风筒或完全刚性的风筒。风筒材质应选择阻燃、抗静电型材料；(5)当一台风机不能满足通风要求时可考虑选用两台或多台风机联合运行。5.3.1设计原则455.3.2设计步骤(1)确定局部通风系统，绘制掘进巷道局部通风系统布置图。(2)按通风方法和最大通风距离，选择风筒类型与直径；(3)计算通风机风量和风筒出口风量；(4)按掘进巷道通风长度变化，分阶段计算局部通风系统总阻力(5)按计算所得局部通风机设计风量和风压，选择局部通风机；(6)按矿井灾害特点，选择配套安全技术装备。465.3.3风量计算①按瓦斯（二氧化碳）涌出量计算（1）煤矿掘进工作面通风量计算q——掘进工作面回风流中平均绝对瓦斯涌出量，m3／min；k——掘进工作面因瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，应根据实际观测的结果确定（掘进面最大绝对瓦斯涌出量与平均绝对瓦斯涌出量之比）。通常，机掘工作面取k=1.5～2；炮掘工作面取k=1.8～2.0。②按炸药使用量计算。③按工作人员数量计算25——每千克炸药爆炸不低于25m3的配风量；A——掘进工作面一次爆破所用的最大炸药用量，kg4——每人每分钟应供给的最低风量，m3／min；n——掘进工作面同时工作的最多人数。47④按局部通风机的实际吸风量计算（1）煤矿掘进工作面通风量计算岩巷掘进煤巷掘进Qf

——掘进工作面局部通风机的实际吸风量，m3／minI——掘进工作面同时运转的局部通风机台数，台；S——

掘进巷道的断面积，m2

⑤按风速进行验算：按规程要求，岩巷0.15m/s，煤巷和半煤巷取0.25m/s。48（2）金属矿山掘进工作面通风量计算1）按排出炮烟计算风量①压入式通风的风量可按下式计算Qp

——

压入式通风工作面所需风量，m3/s；t——

通风时间，s,一般取1800s；A——一次爆破的炸药消耗量。kg；Lr

——

巷道长度，m；S——

巷道断面积，m2。②抽出式通风的风量计算可按下式计算Qe——抽出式通风所需风量，m3／s；l0——炮烟抛掷带长度，m。决于爆破方式及炸药消耗量电雷管起爆时火雷管起爆时③混合式通风的风量计算Qmp——

压入式工作的局扇风量，m3/s；Qme——

抽出式工作的局扇风量，m3/s；lw——

抽出式的吸风口到工作面的距离，m。492）按排出矿尘计算风量（2）金属矿山掘进工作面通风量计算①按排尘风速计算风量u

——

排尘风速，掘进巷道一般不小于0.25m/s；S——巷道断面积，m2。②按排尘风量确定风量G——

设备的产尘强度，mg/s；C——

允许的粉尘浓度，mg/m3；C0

——

进风的粉尘浓度，mg/m3

505.3.4风筒的选择（1）风筒直径能保证最大通风长度时，局部通风机供风量能满足掘进工作面通风的要求。（2）在巷道断面允许的条件下，尽可能选择直径较大的风筒，以降低风阻，减少漏风，节约通风电耗。一般立井凿井时，选用600～1000m的铁风筒或玻璃钢风筒；通风长度在200m以内，宜选用直径为400mm的风筒；通风长度200～500m，宜选用直径500mm的风筒；通风长度500～1000m，宜选用直径800～1000m的风筒。（3）尽量选用阻燃、抗静电性能好的风筒。515.3.5局部通风机的选型（1）选型原则①尽量选用高效率、低噪声的局部通风机。②尽量采用系列化产品，以便于管理、维护、维修与联合运行。525.3.5局部通风机的选型（2）确定局部通风机的工作参数①需风量②风压（3）选择局部通风机根据需要的和值在各在各类局部通风机特性曲线上，确定局部通风机的合理工作范围，选择长期运行效率较高的局部通风机。

53局部通风机和风筒配套经验数据通风距离/m掘进工作面有效风量/m3·min－1选用风筒/mm选用局部通风机备注BKJ型JBT型功率/KW台数<200300<30060～7060～70120385385460～485BKJ60—№42BKJ60—№4BKJ56—№5JBT—4lJBT—42JBT—51245.5111300～50060～70120120460～485460～485600BKJ56—№52BKJ56—№5BKJ56—№5JBT—5lJBT—52JBT—515.5115.5111500～100060～7060～70120460～4856006002BKJ56—№5BKJ56—№52BKJ56—№5JBT—51JBT—52JBT—51115.511111>10001500200060～7025050060080010002BKJ56—№52BKJ56—№62BKJ56—№6JBT—62112828112节长50m5.3.5局部通风机的选型（3）选择局部通风机545.4建井时期的通风5.4.1井筒掘进通风5.4.2大巷及上山掘进时的通风5.4.3天井掘进时的通风5.4.4井底车场施工时的通风555.4.1井筒掘进通风图5-20立井开凿时的通风方式图5-21两套风机的地面布置1、2-大、小风机；3-大小接头；4-闸门；5-风筒；6-钢丝绳；7-绞车；8-井筒。565.4.1井筒掘进通风图5-22扇风机设在联络巷内1-风筒；2-风机；3-两井筒掘进面图5-23风