矿井通风讲义.docx

一、矿井通风•矿井通风的目的 一是供给井下工作场所足够新鲜空气二是冲淡并排出井下作业场所有 害气体和矿尘至地面三是保证井下有适宜的气候条件，创造良好的生产环 境•井下空气与地面的区别1、井下空气： 充满井下巷道中的所有气体和杂质的混合气体称为井下空气2、地面空气： 主要氧、氮、二氧化碳三种气体组成，按比例（体积百分比）计算分别占：0 20.95%; N 79.0%; CO 0.04%此外还有数量不等的水蒸汽，微222生物和矿尘等3、二者的区别：① 下空气中氧气含量减少② 井下空气中混有各种有毒有害气体和爆炸性气体③ 井下空气中混入有煤尘和岩尘④ 井下空气的温度、湿度和压力与地面空气相比也发生变化•我们煤矿常讲的新鲜风流与乏风流如何界定？ 新鲜风流——空气质量与地面空气差别不大或近似时的风流如进风井 底车场、进风大巷、上下山、进风石门、采煤工作面进风巷等处的风流 乏风流——途经生产地点，如采掘工作面各种峒室回出的风流•空气中氧含量对人体的影响（见表）O含量2人体反应21%最适宜人的呼吸浓度17%静坐无影响，工作时喘气、呼吸困难、心跳快15%失去劳动能力10 〜12%失去知觉，时间稍长有生命危险。

6〜9%人在短时间内死亡•规程中对井下空气中氧气、二氧化碳浓度及有害气体的规定如下表所示：名称单位充许浓度氧气%大于等于20% 进风流中二氧化碳%小于等于0.5% 进风流中一氧化碳%< 0.0024%氧化氮（NO）2%< 0.00025%二氧化硫%< 0.0005%硫化氢%< 0.00066%氨%< 0.004%氢气%井下充电峒室风流中及局部积聚处的氢气浓度必须小于等于＜0.5%•井下空气中的主要有害气体井下主要的有害气体有:CO、HS、SO、NO、CO、CH、H等2 2 2 2 4 2常见有害气体有：沼气（CH ）、二氧化碳（CO ）、氮气（N ）,其它有害气体是井下发生灾4 2 2变时伴生的有害气•矿井通风动力矿井通风动力可由机械通风造成，也可以由自然因素产生，前者为机械通风、后者为自然通风1、矿井通风动力的分类：｛自然通风一一由于自然因素作用产生风压形成风流流动的通风＜正压通风 压入式机械通风V•负压通风 抽出式2、自然通风、机械通风各有何优点、缺点：自然通风——经济实惠但风量、风向易受温度变化而变化，通风系统 不稳定，安全性差机械通风——通风系统稳定，安全性好但不经济3、正压通风、负压通风的适用范围：负压通风——由于在主要进风巷道，无需要安装风门，便于运输、行人， 易于通风管理。

同时在瓦斯矿井如立扇停止运转、井下空气中压力增高，短 时间内可以仰制采空区及煤壁中 CH 涌了，安全性能较好故用于各种矿井4正压通风——适用于开采煤田瓦斯不严重、地面由采动影响塌陷区分布 较广的矿井，采用正压通风可使井下有害气体通过塌陷区裂隙排至地面，形 成短路风流，并可以减轻通风机负荷，节约用电但是不适用于高瓦斯矿井， 原因与负压相反不再详述•通风方式：1、通风方式的分类：根据进、回风井的布臵形式不同可分为广中央并列式中央式通风V对角式通风「两翼对角式-分区对角式'中央分列式进风井混合式：进回风井有三个以上井筒，按上述方式混合而成中区式通风——是进回风井位臵大致位于井田走向中央根据回风井沿煤层倾斜方向位臵不同又分为中央并列与分列两种如下图所示：中央并列式通风方式分列式通风方式对角式通风——是进风井大致大致位于井田中部，而风进位于进田两翼式采区浅部边界处如图：两翼对角式通风分区对角式通风：2、各种通风方式的优缺点及适用范围：优点缺点适用范围中央式初期投资少，生产比较 集中，建井工期短，只 有一台主扇，易管理通风路长，进回风间漏风大，工业广声噪音大井田范围小，煤层自燃发火不严重分区式通风路线短，系统稳定，安全系数大初期投资大，建井工期长，主扇间易相互影响井田范围大，煤层 自燃严重的井田，有 煤与CH突出的煤层4混合式老井改造•矿井通风系统㈠概念：矿井通风系统先是通风方法、通风方式和通风网路的总称。

通风方法——是指通风机的工作方法分有抽出式、压入式和压抽联合 式通风通风方式——是指进风与回风井筒的布臵方式有中央并列、中央边界 式；两并对角，分区对角式；混合式等方式通风网路——是指风流流经井巷的联接形式有串联，并联，角网联接 方式㈡对采区通风系统的要求： 采区通风系统是矿井通风系统的基本组合部分采区是矿井生产人员集 中作业的场所，所以确定采区通风系统时，必须满足以下要求：1、采、掘工作面，硐室应采取独立通风，并按照瓦斯、CO气体条件等实际需要配风2、通风网路力求简单，便于风流控制3、系统稳定性好，消除或减少角联通风4、为采掘地点创造良好的气体条件5、有利用采空区瓦斯的合理排放和防止煤炭自燃6、采空区漏风少㈢常见的通风设施：矿井常见的通风设施有风门、密闭、风桥、测风站等四种1、风门按用途分有「永久风门 临时风门 亠调节风门ID2、密闭：D是在不允许通车、行人，不允许通风的巷道构筑的截断风流的通风设施有永久密闭、临时密闭3、风桥是避免进风巷与回风巷在同一标高相通的使进、回风立体相交分开通过 的一种通风设施4、测风站：是指固定的测风地点要求断面规整，前后10m范围内无分岔巷道，又 能测量矿井或采区、工作面风量的地点。

㈣通风系统图：1、通风系统图的分类： 有通风系统平面图、通风系统示意图、通风系统立体示意图2、通风系统图标注内容： 应标注的内容是：风流方向，风量，通风设施，防火、防尘设施，火区 位臵范围㈤通风网路图1、通风网路图：用不按比例、不反映空间关系的单线条来表示矿井通风网路状况的图 纸2、通风网路图的用途： 把各通风巷道（包括漏风风路）之间的关系和风流流动情况更加清晰地 表示出来，便于分析、研究通风系统的合理性，进行网路解算，加强和改善 通风管理3、绘制通风网路的原则：① 在矿井或采区通风系统图上，沿风流流动方向（路线）将风流分岔点、 汇合点依次编号② 按照风流分、合点绘出主要风流路线，并标上分、合点的编号③ 然后在各主要风流路线上连接各相应的分风点和合风点④ 最后绘出主要漏风风路⑤ 在各线段上标明风流方向，巷道风阻，通风风量及风阻等数据⑥ 在绘制矿井通风网路图时，几个相距很近的分合点，在压力相近或精 度许可时，可以简化为一点㈥通风网路的形式1、常见的通风网路有并联通风网路、串联通风网路和角联通风网路三 种① 并联通风 就是两条或两条以上的风路在同一点分开，又在同一点汇合，分合点之图a间无分支风路存在。

如图 a 所示② 串联通风： 两条或两条以上风路首尾相接，中间没有分支风路的通风形式1 2 2 4 5,③角联通风：是在简单并联风路分合点之间共穿一条或几长对角风路的通风形式2、各种风路的优缺点： 并联——抗灾能力好、阻力小、系统稳定串联——通力大，抗灾能力差，事故易扩大角联——系统不稳定，抗灾能力差，事故易扩大 •什么是并、串、角联通风网路，各有何优缺点？1 、概念：〃并联通风——并联通风网路就是两条或两条以上风路在同一点分开 又在同另一点汇合，分合之间无分支风路存在如右图： 2 2串联通风——两条或两条以上（风路）巷道首尾相连，中间没有分支4风路的，叫做串联通风（风路）1 2 4如右图：〃角联网路——是在简单并联分、合点之间共穿一条或几条对角风路的通风网路addb优缺点：并联网路：抗灾能力好 阻力小 系统稳定串联网路：通风阻力大 抗灾能力差 事故易扩大角联网路：系统不稳定 抗灾能力差 事故易扩大a1•通风网路中风流动的规律 在各种通风网路中，风流动的客观规律，既有普通性又有特殊性既要 遵循普遍规律，又必须用特殊规律进行具体解算㈠普遍规律：定义：就是任何通风网路，无论风量自然分配或按需分配，都要遵循的规律，它是由风流在井巷流动的特性所决定的。

1、风量平衡定律：流进汇点的风量等于流出汇总的风量或者说流进与流出汇点的风量平5 4衡即：Q =Q 或 Q -Q =0 进 出 进 出Q+Q=Q+Q+Q14235Q+Q - Q - Q - Q=01 2 2 3 5也就是说：刀Q=0 ms/si5 3 2-46一般规定流进汇点的风量为正，流出汇点的风量为负Q=Q ＋Q1 2-8 2-42、风压平衡定律定义：在闭合风路中，不同方向的风流（指顺时针风流和逆时针风流），受着相等风压支配，或者说不同方向的风流，它们的风压必须平衡即：刀h=0, pai上式说明，在任何闭合风路中，不同方向的风流，它们的风压（阻力）的代数和等于零一般取顺时方向的风流的风压为正；逆时方向的风流的风压为负3在风路 1-2-3-1 中，它们的风压关系是：h =h ＋h pa1-2 1-3 3-2对于闭合风路 3-2-4-3，它们的风压关系是：h ＋h －h =0 pa3-2 2-4 34对于闭合风路 1-2-4-3-1 它们风压关系是：h ＋h =h ＋h pa1-2 2-4 1-3 3-4或 h ＋h －h －h =0 pa1-2 2-4 1-3 3-43、通风阻力定律： 前面第十四款已解，通风网路中的风流，绝大多数属于完成紊流的流动 状态，各条风路的风压，风阻和风量的关系是：h=RQ 2 ； pai i i式是 R=alu/s2 ； N〃S2/m8Q—风路中的风量 m3/s㈡串联风路与并联网路中风流动的特殊规律串联风路和并联网路是通风网路中的基本形式。

它们的共同点是都遵循 上述所讲的普遍规律，但又各其特点和特殊规律1、串联风路 〃总风量和分风量的关系：Q =Q =Q = =Q m3/s总 1 2 n 〃总风压和分风压关系：h =h + h + + h ; pa总 1 2 n〃总风阻与分风阻的关系：R =R +R + +R ; N - S2/m8总 1 2 n2、并联网路• 风量之间关系：根据风量平衡定律：有几条风路组成并联网路时，则Q =Q + Q + + Q m3/s总 1 2 n• 总风压和分压之间关系：根据风压平衡定律，得h =h =h = =h ; pa总 1 2 n• 总风阻与分风阻的关系：3、并联网路中风量自然分配的计算：Q2 =h /R 总总Q2 =h/R111Q2 =h/Rnnn则：如果并联网路只有二条风路时，则㈢对角风路中风流方向的变化规律，如图对角风路3-6的风流方向有以54下三种情况：1、对角几路3-6中无风流通过：Q =0 h =0 3-6 3-6根据风压平衡定律得： h =h ， h =h2-3 2-6 3-4 6-4。