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《通 风 安 全 学》 第七章 通风系统与通风设计 河南工程学院 安全工程系 （1）局部通风方法----压入式、抽出式、混合 式、可控循环风，全风通风 （2）掘进工作面需风量计算----压入式、抽出 式、混合式、按瓦斯、粉尘、炸药等 （3）局部通风装备----风筒种类、阻力、漏风 、安装； （4）局部通风机----性能、联合运行 （5）局部通风系统设计----原则、步骤 （6）掘进安全技术装备系列化 上一章内容回顾 1、本章的重点 (1)矿井通风系统----类型、适应条件、主要通风机工作方式、通 风系统的选择 (2)采区通风----基本要求、进回风上山选择、采煤工作面通风系 统 (3)通风构筑物及漏风----风门、风桥、密闭、导风板；矿井漏风 、漏风率、有效风量率、减少漏风措施 (4)矿井通风设计----内容与要求、优选通风系统、矿井风量计算 、阻力计算、通风设备选择 2、本章的难点 矿井通风设计 第七章 通风系统与通风设计 第一节 矿井通风系统 第二节 采区通风系统 第三节 通风构筑物及漏风 第四节 矿井通风设计 第七章 通风系统与通风设计 第五节 可控循环通风概述 矿井通风系统是向矿井各作业地点供给新鲜空气 、排出污浊空气的进回风井的布置方式、主要通风 机的工作方法、通风网路和通风控制设施的总称。

一、矿井通风系统的类型及其适用条件 按进、回井在井田内的位置不同，通风系统 可分为中央式、对角式、区域式及混合式 第一节 矿井通风系统 中央并列式 中央分列式 第一节 矿井通风系统 1、中央式 进、回风井均位于井田走向中央根据进、回风井的相对位置，又分为 中央并列式和中央边界式（中央分列式） 2、对角式 1）两翼对角式 进风井大致位于井田走向的中央，两个回风井位于井 田边界的两翼（沿倾斜方向的浅部），称为两翼对角式，如 果只有一个回风井，且进、回风分别位于井田的两翼称为单 翼对角式 2）分区对角式 进风井位于井田走向的中央，在各采区开掘一个不深 的小回风井，无总回风巷 第一节 矿井通风系统 两翼对角式 分区对角式 第一节 矿井通风系统 3、区域式 在井田的每一个生产区域开凿进、回风井，分别构成独 立的通风系统 4、混合式 由上述诸种方式混合组成例如，中央分列与两翼对角 混合式，中央并列与两翼对角混合式等等 第一节 矿井通风系统 通风系统 中央式 对角式 区域式 混合式 中央并列式 （风井开掘到回风水平） 中央边界式 两翼对角式 （单翼对角） 分区对角式 第一节 矿井通风系统 二、通风系统的优缺点及适用条件（中央式） 第一节 矿井通风系统 二、通风系统的优缺点及适用条件（对角式 ） 第一节 矿井通风系统 二、通风系统的优缺点及适用条件（区域式和混合 式） 第一节 矿井通风系统 通风系统的知识要点： • 概念 • 通风系统的类型 • 各类型通风系统的特点（优缺点） • 适用条件 第一节 矿井通风系统 三、主要通风机的工作方式与安装地点 主要通风机的工作方式有三种： 抽出式 压入式 压抽混合式 第一节 矿井通风系统 三、主要通风机的工作方式与安装地点 1、抽出式 主要通风机安装在回风井口， 在抽出式主要通风机的作用 下，整个矿井通风系统处在 低于当地大气压力的负压状 态。

当主要通风机因故停止 运转时，井下风流的压力提 高，比较安全 第一节 矿井通风系统 为什么？ 三、主要通风机的工作方式与安装地点 2、压入式 主要通风机安设在入风井口， 在压入式主要通风机作用下， 整个矿井通风系统处在高于 当地大气压的正压状态在 冒落裂隙通达地面时，压入 式通风矿井采区的有害气体 通过塌陷区向外漏出当主 要通风机因故停止运转时， 井下风流的压力降低 第一节 矿井通风系统 优点还是缺点？ 为什么？ 三、主要通风机的工作方式与安装地点 3、压抽混合式 在入风井口设一风机作压入 式工作，回风井口设一风机 作抽出式工作通风系统的 进风部分处于正压，回风部 分处于负压，工作面大致处 于中间，其正压或负压均不 大，采空区通连地表的漏风 因而较小其缺点是使用的 通风机设备多，管理复杂 第一节 矿井通风系统 四、矿井通风系统的选择 根据矿井设计生产能力、煤层赋存条件、表土 层厚度、井田面积、地温、矿井瓦斯涌出量、煤层 自燃倾向性等条件，在确保矿井安全、兼顾中、后 期生产需要的前提下，通过对多种个可行的矿井通 风系统方案进行技术经济比较后确定 第一节 矿井通风系统 四、矿井通风系统的选择 1、中央式通风系统具有井巷工程量少、初期投资省 的优点。

因此，矿井初期宜优先采用 2、有煤与瓦斯突出危险的矿井、高瓦斯矿井、煤层 易自燃的矿井及有热害的矿井，应采用对角式或分区对角 式通风； 3、当井田面积较大时，初期可采用中央通风，逐步 过渡为对角式或分区对角式 4、矿井通风方法一般采用抽出式当地形复杂、露 头发育老窑多、采用多风井通风有利时，可采用压入式通 风 第一节 矿井通风系统 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 第二节 采区通风系统 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 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 第二节 采区通风系统 二、采区进风上山与回风上山的选择 上（下）山至少要有2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，运输上山回风 2、运输上山进风、轨道上山回风 以上两种采区通风方式均在我国广泛采用 第二节 采区通风系统 二、采区进风上山与回风上山的选择 轨道上山进风、运输上山回风的主要优点是： （1）轨道上山的采区下部车场可以直接和阶段运输大巷相 连通，不必在该处设置风门从而，避免了因运料列车通过该 处，导致风门漏风 （2）在运输上山的运煤过程中，煤流将释放瓦斯并产生煤 尘，运煤设备将释放热量然而，轨道上山进风，可使新鲜风 流免受瓦斯、煤尘的污染，有利于保证较优的风质 （3）轨道上山发生火灾事故的机率较低，且可避免运输上 山发生火灾事故时，有害气体侵入采、掘作业地点，而造成的 严重危害 第二节 采区通风系统 二、采区进风上山与回风上山的选择 轨道上山进风方式的主要不足是： （1）区段运输巷不宜直接和运输上山相联通在该联接处 ，既需保证运煤的方便和畅通，又需设置风门、防止新鲜风流 直接由运输上山排入总回风巷形成短路显然，在该处设置的 风门常存在确较大的漏风 （2）轨道上山的上部车场和区段回风巷不能直接相通也需 有风门从而，引起了运料串车通过该处风门时的漏风 （3）当运输上山采用多台运输机串联运输时，其上部运输 机的动力设备系设在不能确保新鲜风流的地点，这是《规程》 所不允许的。

第二节 采区通风系统 轨道上山进风与运输上山进风比较： 当煤层倾角大于21～23°时，运煤上山采用溜槽自溜运煤方式时，运 煤过程中产生的煤尘很大，为保证风质，一般不宜采用运输上山进风方 式 当煤层倾角大于15～17°，运煤上山无法使用皮布运输机而只好风用 多台链板运输机时，为避免在回风巷道中，布置运输机的机电设备，一 般多宜采用运输上山进风方式 当煤层倾角小于15～17°，运煤上山中只需安设一台皮带运输机时， 则视运料（运矸）工作量的大小和来料地点而异 一般由运输水平来料且运输量较大时，宜采用轨道上山进风方式，由 回风水平来料或(运料(矸)工作量较少时，则宜采用运输上山进风方式 第二节 采区通风系统 3、三条上山布置 《煤矿安全规程》第113条规定：高瓦斯矿井、有煤（岩 ）与瓦斯（二氧化碳）突出危险的矿井的每个采区和开采容 易自燃煤层的采区，必须设置至少1条专用回风巷；低瓦斯矿 井开采煤层群和分层开采采用联合布置的采区，必须设置1条 专用回风巷 对于高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井或一般矿井只要采区 走向和倾斜较长，瓦斯涌出量较大，为安全起见，常用“品 ”字形布置三条上山，就克服了上述两种布置法的缺点。

第二节 采区通风系统 三、采煤工作面上行风与下行风 上行风与下行风是指风流方向与煤层倾斜的关系而言，当采煤工作 面进风巷道水平低于回风巷道水平时，采煤工作面的风流沿倾斜方向自下 而上流动，为上行通风；当采煤工作面进风巷道水平高于回风巷道水平时 ，采煤工作面的风流沿倾斜方向自上而下流动，为下行通风 同向、逆向指风流方向与煤炭运输方向之间的关系而言，当风流方向与 煤流方向一致时，为同向通风；反之，为逆向通风 上行通风 运煤方向 新风 污风 下行通风 运煤方向 新风 污风 第二节 采区通风系统 三、采煤工作面上行风与下行风 1）上行通风分析 上行通风的优点： （1）风流排除瓦斯的效果好，洗刷能力强，因为瓦斯比 空气轻（瓦斯密度为0.554kg/m3)，其自然流动方向和上行风 的方向一致，在正常风速（0.5-0.8m/s）的情况下，瓦斯分 层流动和局部积聚的可能性较小 （2）采用上行风，其进风流与回风流产生的自然风压与 机械风压相同，需要的机械风压偏小 （3）运输巷机械设备处在新鲜风流中，安全性好在瓦 斯矿井中，采煤工作面及其回风道一般都采用上行通风 第二节 采区通风系统 三、采煤工作面上行风与下行风 1）上行通风分析 上行通风的缺点： （1）风流方向与运煤方向相反，容易引起煤尘飞扬；煤 炭在运输过程中不断放出的瓦斯，增加了采煤工作面的瓦斯 浓度。

（2）采用上行通风时，对于下山而言，必须要把矿井进 风流引导到矿井最深处，然后再上行到工作面，所以进风路 线长，尤其是在深井条件下受地点影响较大，运输巷内运输 设备散发的热量被风流带入工作面，使工作面的气温增高 （3）工作面采用上行通风时，上隅角容易引起瓦斯积聚 ，给现场瓦斯管理工作带来一定难度 第二节 采区通风系统 三、采煤工作面上行风与下行风 1）下行通风分析 下行通风的优点： （1）空气中煤尘浓度较小这是因为工作面下行风的方向和运煤方向 相同，吹起煤尘的能力比上行风小 （2）瓦斯积聚较难这是因为工作面下行风和瓦斯飘浮的方向是相反 的，只要下行风保持足够的风速（在0.5m／s以上），就能对向上轻浮的 瓦斯产生较强的扰动混合能力，使瓦斯局部积聚更难形成，尤其对采煤工 作面上隅角瓦斯稀释更为显著同时，工作面运输巷内煤炭放出的瓦斯不 会带入工作面 （3）工作面的气温可以降低因为采用下行通风时，风路较短，气温 和岩温热交换作用小，而且运输机巷内的机械发热量不会带入工作面 第二节 采区通风系统 三、采煤工作面上行风与下行风 1）下行通风分析 下行通风的缺点： （1）下行风和瓦斯流动方向相反，风压损失大。

（2）工风面运输机设备在回风流运转，安全性差 （3）采用下行风，自然风压作用方向与机械风压相反，需 要的机械风压大，主要通风机一旦因故停止运转，工作面下行 风流有可能停止或反风 （4）工作面一旦发风火灾，所产风的火风压与机械风压作 用方向相反，会使工作面风量减少，容易积聚瓦斯，所以，下 行通风时在火源地点瓦斯爆炸的可能性比上行通风时要大 第二节 采区通风系统 上述分析表明，上行通风和下行通风各有优缺点 上世纪60年代以来，为了降温、减少瓦斯浓度和 煤尘浓度等目的，国内外都有使用下行风的工作面 ，特别是综采工作面越来越多，并取得了较好的效 果但是，从安全角度出发，大部分工作面还是采 用上行通风 我国《煤矿安全规程》第115条明确规定：有煤 （岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险的采煤工作面 不得采用下行通风。