矿井通风技术 培训课件 ppt

矿井通风技术

牛国庆

博士 教授 副院长

河南省安全生产专家组成员

河南省应急救援专家组成员

焦 作 市 安 全 生 产 专 家

实体机构：两系、两所、一中心

学院现有教职工81人，其中：

中国工程院院士1人

教授18人、副教授12人

国家安全生产专家7人

博士研究生导师9人

硕士研究生导师50余人

博士学位30人、在读博士19人

两个本科专业

安全工程(国家级特色专业)

消防工程

安全工程煤炭对口单招

安全工程紧缺人才

博士后流动站1个：矿业工程(省一级重点学科)

博士授权点2个： 一级 矿业工程

二级 安全技术及工程

硕士学位授予权3个

安全技术及工程(省重点学科)

供热供燃气通风及空调工程(省重点学科)

防灾减灾工程及防护工程(省重点学科)

工程硕士授权领域2个

矿业工程 安全工程领域

省部级重点实验室6个

瓦斯地质与瓦斯治理国家重点实验室培育基地

煤矿瓦斯地质与瓦斯灾害防治国家安全生产重点实验室

煤矿灾害防治省部共建教育部重点实验室

煤矿瓦斯及火灾防治河南省重点实验室

河南省安全工程重点学科开放实验室

瓦斯地质与瓦斯治理省高校国家重点实验室培育基地

省部级工程中心2个

煤矿灾害预防与抢险救灾教育部工程研究中心

国家安全监察总局煤矿安全工程技术研究中心

院士工作站

河南省“煤矿灾害预防与抢险救灾”院士工作站

矿业工程为省一级重点学科

具有煤与瓦斯突出矿井鉴定、矿井通风阻力测定、煤矿主通风机性能测定、煤的自燃倾向性鉴定四项国家甲级资质

中国煤炭学会瓦斯地质专业委员会

河南省煤炭学会矿井通风专业委员会

河南省煤炭学会防突专业委员会

主要研究领域

主要围绕煤矿安全生产中存在的重大安全问题进行研究。形成了5个特色鲜明的研究方向:

2011年安全工程领域工程硕士招生

1.招生对象

(1)在职工程技术或工程管理人员;或在学校从事工程技术与工程管理教学的教师。

(2)获得学士学位后具有3年以上工程实践经验;或具有大学本科毕业学历，且具有4年以上工程实践经验。工作年限的计算截止到2011年7月31日。

2. 报名方法

2. 报名方法-现场报名

3.考试工作

入学考试科目为入学资格考试GCT、专业考试和综合面试。

GCT为全国统一组织的考试，试题由四部分构成：语言表达能力测试、数学基础能力测试、逻辑推理能力测试、外语。GCT考试总计3小时，每部分为45分钟，满分为400分，每部分为100分。GCT考试全部为选择题，联考时间为10月30日 。

专业考试、综合面试由我院组织进行。专业课考试科目为《安全工程学》

4. 培养方式

招生名额不限，录取分数线由我校自定。在职攻读工程硕士学位的研究生，采取“进校不离岗”的培养方式。我校采取分段式教学，相对集中安排课程学习(报名集中的地方可到现场授课)。工程硕士从入学到获得硕士学位的期限为3-5年。

学费：每生每年7000元，合计21000元。

主要内容

1. 矿井通风的任务

2. 《煤矿安全规程》 对风流的“质”和“量”的要求

3. 矿井通风阻力和通风动力

4. 矿井通风系统

5. 掘进通风

1. 矿井通风的任务

首先满足井下工作人员呼吸所必须的新鲜风量

有效地稀释和排除矿井生产过程中产生的瓦斯和各种有毒有害气体达到允许的浓度

给井下工作人员创造一个良好的工作环境

地面空气主要由氧气(O2)、二氧化碳(CO2)和氮气(N2)三种主要气体组成，其中氧气为20.96%、二氧化碳为0.04%、氮气为79.00%。地面空气进入井下以后。由于井下有机物的腐烂、煤炭氧化、爆破作业以及煤岩层不断释放瓦斯和各种气体等因素的影响，井下空气在化学成分和物理状态上发生了一系列变化，与地面空气比较，在质量和数量上均有较大差异。

为了保证煤矿工人的身体健康，提供适宜的生产环境与条件，提高工作效率，所以，安全规程对井下工作地点空气的质量(成分、温度、湿度和速度)和数量做出了具体规定。

不同国家关于氧气浓度的规定

矿井有毒有害气体种类

CO2窒息性气体，常积聚于巷道的底部、井筒和下山的掘进迎头,采掘工作面二氧化碳浓度应每班至少检查2次。

二氧化碳中毒症状与浓度的关系

矿井空气中二氧化碳的主要来源是：煤和有机物的氧化;人员呼吸;碳酸性岩石分解;炸药爆破;煤炭自燃;瓦斯、煤尘爆炸等。此外，有的煤层和岩层中也能长期连续地放出二氧化碳，有的甚至能与煤岩粉一起突然大量喷出，给矿井带来极大的危害。

例如吉林省营城煤矿五井，曾在1975年6月发生过一起二氧化碳和岩石突出的事故，突出岩石1005t，二氧化碳11000m3。法国也发生过二氧化碳突出事故。

CO 对血液、神经有害的毒物

H2S 臭鸡蛋味 剧毒 引起鼻炎气管炎肺水肿

N2 窒息

NO2 刺激性 对人的眼、鼻、呼吸道及肺部具有

强烈的腐蚀破坏作用，能引起肺水肿

SO2 硫磺味 酸味 刺激作用呼吸器官，导致呼吸麻痹和支气管炎、肺水肿

NH3 剧毒 有爆炸性

CH4 有爆炸性

H2 有爆炸性

CO浓度与中毒程度的关系

二氧化氮中毒症状与浓度的关系

矿井气候条件

矿井气候条件是指井下空气温度、湿度和风速三者的综合作用。人不论在休息或在工作时，身体不断的产生热量和散失热量，以保持热平衡，使体温保持在36.5-37℃，如果失去了这种平稳，人体就感到不舒服。这种热平衡直接受周围气候条件的影响。因此，气候条件的好坏，对人体的健康和劳动生产率的提高有着密切的关系。

2.《煤矿安全规程》 对风流的“质”和“量”的要求

矿井通风管理就是要让风流“有序流动、按需分配”。具体就是要保证风流的“质”和“量”。

风流的质包括

风流中氧气的浓度

瓦斯和各种有毒有害气体的浓度

风流的速度、风流的温度和湿度

煤矿安全规程中对这些都有具体的规定。

在第二章《通风和瓦斯、粉尘防治》第一节中，对井下空气成分、井巷中的风流速度、生产矿井采掘工作面的空气温度、矿井风量和通风系统、局部通风、通风机的使用和安装及检修，以及对通风机构的设置、人员配备提出了具体的要求。

在第二节中，对矿井瓦斯等级划分，矿井总回风，采区、采掘工作面回风流和工作面风流及局部积聚的瓦斯浓度作了规定，并提出了遇有超限时应采取的安全措施;对瓦斯抽放设施、管理制度和工程质量标准，以及瓦检员、通风员和各级领导干部应负的责任提出了要求。

在第三节中，对井下产生煤尘的地点必须采取的综合防尘措施和矿井防尘洒水管路系统作了规定。

关于风流中氧气、瓦斯和各种有毒有害气体浓度的规定

第100条 井下空气成分必须符合下列要求：

采掘工作面的进风流中，氧气浓度不低于20%，二氧化碳浓度不超过0.5%。有害气体的浓度不超过表1规定。

矿井总回风巷或一翼回风巷中瓦斯或CO2浓度不应超过0.75%，超过时必须查明原因，进行处理。

第136条 采区回风巷、采掘工作面回风巷风流中瓦斯浓度超过1.0%或二氧化碳浓度超过1.5%时，必须停止工作，撤出人员，采取措施，进行处理。

关于空气温度的规定

第102条

进风井口以下的空气温度(干球温度，下同)必须在2℃以上。

生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26℃，机电设备硐室的空气温度不得超过30℃;当空气温度超过时，必须缩短超温地点工作人员的工作时间，并给予高温保健待遇。

采掘工作面的空气温度超过30℃、机电设备硐室的空气温度超过34℃时，必须停止作业。

新建、改扩建矿井设计时，必须进行矿井风温预测计算，超温地点必须有制冷降温设计，配齐降温设施。

冬季，北方地面空气温度较低，寒冷空气进入井筒后遇到井筒淋水和潮湿空气，容易在井壁、罐道梁等处结冰，堵塞井筒的部分断面并对提升设备和人员的安全构成严重威胁，曾发生罐道梁上的冰凌突然坠落并穿透罐顶的恶性事故。因此，寒冷地区的进风井口都应安设空气预热设施，以保证进风井口以下的空气温度在2℃以上。

第101条 井巷中的风流速度应符合表2要求。

设有梯子间的井筒或修理中的井筒，风速不得超过8m/s;梯子间四周经封闭后，井筒中的最高允许风速可按表2规定执行。

无瓦斯涌出的架线电机车巷道中的最低风速可低于表2的规定值，但不得低于0.5m/s。

综合机械化采煤工作面，在采取煤层注水和采煤机喷雾降尘等措施后，其最大风速可高于表2的规定值，但不得超过5m/s。

专用排瓦斯巷的风速不得低于0.5m/s，抽放瓦斯巷道的风速不应低于0.5m/s。

为什么要规定各种井巷中的最低和最高风速?

防止瓦斯的局部积聚和边界层瓦斯积存

对采区巷道和采掘工作面的最低风速的规定，主要是考虑了使巷道中的风流完全呈紊流状态流动，这样流入井巷中的新鲜风流就能较有效地稀释矿层和生产过程中逸出的有害气体， 并随风流流向回风流 。

风流的流动状态

巷道中风流的速度分布

风流的流动状态

常以雷诺数 Re来判断

最高允许风速的规定

井巷中的最高允许风速的规定，主要是从人体的劳动安全和健康及作业环境的要求来考虑的。

大巷中风速超过一定的数值(>8m/s)，行走不便， 听觉也受一定的影响， 工作更加不便。另外，井下湿度较大，风速过高易导致工人患风湿病。

采掘工作面和采区的最高允许风速的规定，主要是从采掘工作面和采区风巷的通风能力和防止粉尘飞扬等因素考虑的。风速过高对降尘不利。一般认为最优排尘风速为1.5-2.0m/s。

矿井需要的风量

第103条 矿井需要的风量应按下列要求分别计算，并选取其中的最大值：

(一)按井下同时工作的最多人数计算，每人每分钟供给风量不得少于4m3。

(二)按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需要风量的总和进行计算。各地点的实际需要风量，必须使该地点的风流中的瓦斯、二氧化碳、氢气和其他有害气体的浓度，风速以及温度，每人供风量符合本规程的有关规定。

按实际需要计算风量时，应避免备用风量过大或过小。煤矿企业应根据具体条件制定风量计算方法，至少每5年修订1次。

确定各个用风地点的风量原则

1.满足每人每分钟4m3的要求

2.按沼气和二氧化碳涌出量计算，回风流的沼气浓度不得超过1%

3.按工作面气温与风速的关系计算，保证有良好的气候条件

4.按炸药量计算

5.按局部通风机吸风量计算

6.按规定的最低和最高风速进行验算

用以上方法对采区内每个独立通风的回采工作面、备用工作面、掘进工作面选择最大值作为该用风地点所需要的风量

工作面气温与风速的关系计算

按使用炸药量计算

以上近似计算表明：以人数为计算单位的风量， 是和人耗氧量占该地区全部物质的总耗氧量的百分数有关。 但不是所有工作地点都是8.3%。机械化程度高， 产量越大， 人越少， 这个百分数就越少，D值就越大， 反之，D值就越小。

煤矿安全规程中关于通风的其他规定

第105条

矿井必须建立测风制度，每10天进行1次全面测风。对采掘工作面和其他用风地点，应根据实际需要随时测风，每次测风结果应记录并写在测风地点的记录牌上。

应根据测风结果采取措施，进行风量调节。

第106条

矿井必须有足够数量的通风安全检测仪表。仪表必须由国家授权的安全仪表计量检验单位进行检验。

第109条 进、回风井之间和主要进、回风巷之间的每个联络巷中，必须砌筑永久性的风墙;需要使用的联络巷，必须安设2道连锁的正向风门和2道反向风门。

这是因为，由于2道正向风门具有联锁功能，在人员或车辆通过联络道时，2道风门不能同时打开。而只能打开1道，另1道处于关闭状态，这样就避免了联络道的风流短路。正常生产情况下，2道反向风门敞开;当矿井反风时，2道反向风门自动关闭，由于2道正向风门联锁也不会被吹开，从而确保了反风时不会出现风流短路和使井巷中的风流能够反向流动。

第110条 箕斗提升井或装有带式输送机的井筒兼作风井使用时，应遵守下列规定：

箕斗提升井兼作回风井时，井上下装、卸载装置和井塔(架)必须有完善的封闭措施，其漏风率不得超过15%，并应有可靠的防尘措施。装有带式输送机的井筒兼作回风井时，井筒中的风速不得超过6m/s，且必须装设甲烷断电仪。

箕斗提升井或装有带式输送机的井筒兼作进风井时，箕斗提升井筒中的风速不得超过6m/s、装有带式输送机的井筒中的风速不得超过4m/s，并应有可靠的防尘措施，井筒中必须装设自动报警灭火装置和敷设消防管路。

第111条 进风井口必须布置在粉尘、有害和高温气体不能侵入的地方。已布置在粉尘、有害和高温气体能侵入的地点的，应制定安全措施。

第113条 生产水平和采区必须实行分区通风。 准备采区，必须在采区构成通风系统后，方可开掘其他巷道。采煤工作面必须在采区构成完整的通风、排水系统后，方可回采。

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。

采区进、回风巷必须贯穿整个采区，严禁一段为进风巷、一段为回风巷。

所谓分区通风，是指采掘面、采区和生产水平以及其他用风地点，都有自己的进、回风巷道，其回风都各自排入采区回风巷或总回风巷而不进入其他用风地点的通风布置方式。也称独立通风或并联通风。分区通风的优点是：

(1)风路短，阻力小，漏风少，经济合理

(2)各用风地点都能保持新鲜风流，作业环境好

(3)当一个采区、工作面或硐室发生灾变时不至于影响或波及其他地点，较为安全可靠。

第114条 采、掘工作面应实行独立通风

同一采区内，同一煤层上下相连的2个同一风路中的采煤工作面、采煤工作面与其相连接的掘进工作面、相邻的2个掘进工作面，布置独立通风有困难时，在制定措施后，可采用串联通风，但串联通风的次数不得超过1次。

采区内为构成新区段通风系统的掘进巷道或采煤工作面遇地质构造而重新掘进的巷道，布置独立通风确有困难时，其回风可以串入采煤工作面，但必须制定安全措施，且串联通风的次数不得超过1次;构成独立通风系统后，必须立即改为独立通风。

一般情况下不允许采用“掘串采”的串联方式，主要是考虑到掘进工作面的局部通风管理比较复杂，容易出现局部通风机关停、风筒损坏漏风或末端距工作面太远等而导致瓦斯隐患;加上掘进工作面频繁打眼、放炮、运煤等容易产生引爆火源等，通风安全条件较差，是事故的多发地点。采煤工作面又是作业人员比较集中的地方，一旦掘进工作面发生瓦斯燃爆事故，就会直接波及到被串联的采煤工作面及附近区域，导致事故灾难的范围扩大。

对于本条规定的串联通风，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123条 严禁主要通风机房兼作他用。主要通风机房内必须安装水柱计、电流表、电压表、轴承温度计等仪表，还必须有直通矿调度室的电话，并有反风操作系统图、司机岗位责任制和操作规程。主要通风机的运转应由专职司机负责，司机应每1小时将通风机运转情况记入运转记录簿内;发现异常，立即报告。

3. 矿井通风阻力和通风动力

矿井通风阻力

风流流动时， 必须具有一定的能量(通风压力)， 用以克服井巷及空气分子间的摩擦对风流所产生的阻力和风流本身剧烈的冲击产生的能量损失。一般通风阻力分为摩擦阻力和局部阻力两类。

摩擦阻力

摩擦阻力是井巷周壁与风流互相摩擦以及空气分子间的扰动和摩擦产生的阻力，由此阻力引起的风压损失即称为摩擦阻力损失。通常摩擦阻力要占总阻力的80-90%，它是矿井通风设计， 选择通风机主要参数，也是生产中分析和改善通风系统工作的主要对象。

摩擦阻力的计算

井巷通风阻力是引起风压损失的主要根源。降低井巷通风阻力，特别是降低摩擦阻力，就能用较少的风压消耗而通过较多的风量。往往原来是阻力大、通风困难的矿井降低阻力后即变为阻力小、通风容易的矿井。 所以降低井巷通风阻力对改善矿井的通风状况， 进行安全生产， 节约通风动力费用有着重要的意义。

降低摩擦阻力的方法

从上述关系可以看出，降低摩擦阻力的方法就是降低摩擦风阻Rf。降低摩擦风阻的主要措施有：

局部阻力

风流流经井巷的某些局部地点----突然扩大或缩小、转弯、交叉以及堆积物或矿车等， 由于速度或方向发生突然的变化， 导致风流本身产生剧烈的冲击， 形成极为紊乱的涡流， 从而损失能量。 造成这种冲击与涡流的阻力称为局部阻力， 由此产生的风压损失就叫做局部阻力损失。

降低局部通风阻力的措施

可以通过降低局部风阻来降低局部通风阻力。

在容易发生局部阻力的地点，把连接的边缘作成斜线形或圆弧形，在巷道转弯的内侧或内外两侧成斜线形或圆弧形，将位于风流正面的某些必要构件或设备作成流线形等。

尽量避免在主要巷道内任意停放矿车、堆积木材、器材等。

由于局部阻力和通过该处风量的平方成正比，所以应努力作到降低高风量处的局部阻力。特别注意降低总回风道和风峒的局部阻力。为此要及时清扫风峒内的堆积物，把井下风流进入风峒的转弯处作成圆滑的壁面，设置导风板等。

总阻力

通风阻力 h =摩擦阻力 hf +局部阻力 hL

矿井等积孔

用矿井总风阻来表示矿井通风难易程度，不够形象，且单位又复杂。因此，常用矿井等积孔作为衡量矿井通风难易程度的指标。

假定在无限空间有一薄壁，在薄壁上开一面积为A的孔口，如图所示。当孔口通过的风量等于矿井风量，而且孔口两侧的风压差等于矿井通风阻力时，则孔口面积A称为该矿井的等积孔。

等积孔可以表示矿井通风的难易程度，且单位简单，又比较形象。同理，矿井中任一段井巷的风阻也可换算为等积孔，但实际意义不大。根据矿井总风阻或等积孔，通常把矿井按通风难易程度分为三级。

井巷阻力特性

用纵坐标表示通风阻力(或压力)，横坐标表示通过风量，当风阻一定时，则每一风量Q值，便有一阻力h，值与之对应，根据坐标点(Q，h)即可画出一条抛物线，如图所示。这条曲线就叫该井巷的阻力特性曲线。风阻R越大，曲线越陡。

矿井通风阻力要求

矿井通风动力

为了克服矿井风流在井巷中流动过程中产生的通风阻力， 就必须给矿井风流提供能量， 所提供的能量叫做矿井通风动力。这种能量的产生如果是由通风机造成的，则称为机械风压;若是矿井自然条件产生的， 则称为自然风压。机械风压和自然风压均是矿井通风动力， 用以克服矿井的通风阻力， 促使空气流动。

自然通风

影响：对通风机工作时产生的机械风压有一定的影响，有时需要了解它的数量变化。可根据当地四季气温的变化规律， 在某一年每个季节内选择hn最大和最小时进行测定， 掌握自然风压的变化规律。

规程规定：由于自然风压很小。且不稳定，所以《煤矿安全规程》规定：每一矿井都必须采用机械通风。

自然风压对主要通风机风压影响

机 械 通 风

矿用通风机：按其服务范围和作用不同， 可分为主要通风机(简称主扇)、辅助通风机(简称辅扇)和局部通风机(简称局扇)。

主要通风机好象是矿井的“肺脏”， 对矿井安全生产、职工的健康关系很大。矿井主要通风机不停的运转着， 它所消耗的电量约占全矿井用电量的20-30%，个别矿井甚至高达50%， 故合理地选择通风机， 在经济上也有很大的意义。

通风机个体特性曲线 和通风机工况点

矿用通风机分类：(按其构造分)

轴流式通风机：

当矿井总风阻变化时， 风量变化较小

适用于风阻变化大要求风量变动小的矿井

离心式通风机：

当矿井总风阻变化时，

风量变化较大

风量调节比较方便

通风机个体特性曲线和工况点

通风机个体特性曲线：对于任何一台通风机， 其风压Hf、功率Nf、效率与通风机风量Qf之间存在有一定的关系，反映该通风机风压、功率、效率和通风机风量之间关系的一组曲线叫做该通风机的个体特性曲线。

对主要通风机的要求

第121条 矿井必须采用机械通风。

主要通风机的安装和使用应符合下列要求：

主要通风机必须安装在地面;装有通风机的井口必须封闭严密，其外部漏风率在无提升设备时不得超过5%，有提升设备时不得超过15%。

必须保证主要通风机连续运转，双回路供电。

必须安装2套同等能力的主要通风机装置，其中1套作备用，备用通风机必须能在10min内开动。在建井期间可安装1套通风机和1部备用电动机。生产矿井现有的2套不同能力的主要通风机，在满足生产要求时，可继续使用。

风机能力应留有10%的余量。

矿井漏风按其地点可分为外部漏风和内部漏风，前者指地表和井下之间的漏风，主要有主扇附近、箕斗井口等处漏风，它等于扇风机风量减去矿井总回风量;后者指井下各处漏风。

外部漏风率是外部漏风量和扇风机风量之比。

对主要通风机的要求

装有主要通风机的出风井口应安装防爆门，防爆门每6个月检查维修1次。

防爆门 防爆门是指装有通风机的井筒为防止瓦斯爆炸时毁坏风机的安全设施。其作用有三：一是当井下发生瓦斯爆炸时，防爆门能被气浪冲开，爆炸波直接冲入大气，从而起到保护通风机的作用。二是当通风机停止运转时，打开防爆门，可使矿井保持自然通风。三为井下遇险人员的撤退和抢险救灾提供有利条件。

对主要通风机的要求

严禁采用局部通风机或风机群作为主要通风机使用。

至少每月检查1次主要通风机。改变通风机转数或叶片角度时，必须经矿技术负责人批准。

新安装的主要通风机投入使用前，必须进行1次通风机性能测定和试运转工作，以后每5年至少进行1次性能测定。

主要通风机噪音不得超过90dB(A)，通风机房内噪音不应超过85dB(A)。通风装置对附近的住宅区、办公室的噪声不得超过55 dB(A)。

主要通风机停止运转期间，由1台主要通风机担负全矿通风的矿井，必须打开井口防爆门和有关风门，利用自然风压通风。

矿井通风动力和矿井通风阻力的关系

矿井通风动力给矿井风流提供能量，用这部分的能量来克服矿井通风阻力。在任何一个闭合回路中，矿井通风动力等于矿井通风阻力。

上述方程式可以看出：当某一台通风机的工况点发生改变时，会引起矿井总风量的变化，从而导致另外一台通风机工况点的变化。

井下爆破材料库必须有独立的通风系统，回风风流必须直接引入矿井的总回风巷或主要回风巷中。

必须保证爆炸材料库每小时能有其总容积4倍的风量。

4. 矿井通风系统

所谓“完整的独立通风系统”是指矿井必须设有符合规定的主要通风机装置并有自己独立的进风井筒和自己独立的回风井筒。新鲜风流由进风井筒流入井底，再分别流向分区的采掘面、硐室等用风地点;然后，流入分区回风巷道;最后汇集到矿井总回风道，经回风井筒排出地面。从而形成一个完善的、独立的通风网络结构。

通风方式：进风井和出风井的布置方式，可分为中央式、对角式和混合式三类。

通风方法：矿井主要通风机的工作方法， 可分为抽出式、压入式和压抽混合式等三种。

通风网路： 采区或矿井通风系统中风路的连接形式。通常用不按比例的单线条示意图来表示， 叫做通风网路图。它是分析、研究采区或矿井通风系统合理性、解算网路、改善通风管理等的基础资料。

中央式通风系统

对角通风式系统

对矿井(采区)通风系统的要求

在确定采区通风系统时，必须遵守系统简单、安全可靠、经济合理等原则，故应满足下列基本要求：

采掘工作面、峒室应采用分区通风， 要按照瓦斯、气候条件等的实际需要配风， 并符合卫生要求。(第113条、第114条)

保证风流流动的稳定性。在采区通风系统中， 应消除对角风路或使其数量尽可能减少。 (第115条)

通风网路简单， 以便在发生事故时易于控制风流和撤退人员。为此， 在采区通风系统中尽量减少通风构筑物(如风门、风桥等)的数量。第118条

采区漏风量应当尽量减少。进入工作面的新鲜风流在其流动路线上被加热与被污染的程度最小(第109条、第112条、第116条、第131条)

要有利于采空区瓦斯的合理排放及防止采空区遗留煤自燃。(第116条)

回采工作面通风系统

长壁工作面按其进、回风巷道的数量及位置，其通风系统可分以下几类：1)一进一回系统;2)两进一回或一进两回系统;3)两进两回或三进一回系统。按工作面推进方向有前进式与后退式之分。

u型后退式通风系统在我国使用比较普遍。其优点是结构简单，巷道施工维修量小，工作面漏风小，风流稳定，易于管理等：缺点是上隅角瓦斯易超限，工作面进、回风巷要提前掘进，维护工作量大。

采用Z型后退式通风系统的工作面的采空区瓦斯不会涌入工作面.而是涌向回风巷，工作面采空区回风侧能用钻孔抽放瓦斯，但进风侧不能抽放瓦斯。采用Z型前进式通风系统的工作面的进风侧沿采空区可以抽放瓦斯，采空区的瓦斯易涌向工作面，特别是上隅角，回风侧不能抽放瓦斯。Z型通风系统的采空区漏风，介于采用U型后退式和U型前进式通风系统之间;该通风系统需沿空支护巷道和控制经过采空区的调风，其难度较大。

W形通风方式指采煤工作面上、下端的平巷进风(或回风)，中间平巷回风(或进风)的布置方式。W形通风采准巷道的开掘和维护量大;风阻小，漏风量少，易于防火;中间及上下平巷可布置钻孔，利于煤层注水和抽放瓦斯。适用于高瓦斯、易自燃的煤层。

控制风流的设施

引导风流的设施：通风机风峒、反风装置

风桥、导风板、调节风窗

隔断风流的设施：井口密闭、挡风墙、风帘和风门

第118条 控制风流的风门、风桥、风墙、风窗等设施必须可靠。

不应在倾斜运输巷中设置风门;如果必须设置风门应安设自动风门或设专人管理，并有防止矿车或风门碰撞人员以及矿车碰坏风门的安全措施。

开采突出煤层时，工作面回风侧不应设置风窗。

案例：1998年12月24日，沈阳矿务局某矿-700m水平南石门揭开煤层时，发生了煤与瓦斯突出事故，突出瓦斯量81万m3。由于该掘进工作面的回风系统设有2道风窗，突出后的高压气流受到风窗的一定控制，突出的瓦斯逆流将-700m的2道防灾反向风门冲坏造成守候在风门外的28人因缺氧窒息死亡。

风量按需调节

局部风量调节

采区内、采区之间和各水平之间的风量调节

矿井风量调节

对全矿井的总风量进行调节

局部风量调节的方法

增加风阻调节法

降低风阻调节法

增加风压调节法

第125条 矿井通风系统中，如果某一分区风路的风阻过大，主要通风机不能供给其足够风量时，可在井下安设辅助通风机，但必须供给辅助通风机房新鲜风流;在辅助通风机停止运转期间，必须打开绕道风门，保证矿井全风压通风。

严禁在煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井中安设辅助通风机。

矿井总风量调节

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。措施有

改变主要通风机的工作特性

1.改变主要通风机的叶轮转速

2.轴流式风机叶片安装角度

离心式风机前导器叶片角度

改变矿井总风阻

1.风峒闸门调节法

2.降低矿井总风阻

矿井反风

第120条 生产矿井主要通风机必须装有反风设施，能在10分钟内改变巷道中的风流方向;当风流方向改变后，主要通风机的供风量不应小于正常供风量的40%。

每季度至少检查1次反风设施，每年应进行1次反风演习;矿井通风系统有较大变化时，应进行1次反风演习。

检查项目：主要通风机和启动电气设备、进风井口房、反风道、所有地面闸门和风门、电控设备、绞车和钢丝绳、防爆门、反风设备的防冻设施及进、回风井之间和主要进、回风道之间的正、反向风门等。

对多台主要通风机通风的矿井，应分别作多台主要通风机同时反风和单台主要通风机各自反风的演习，以分别观测其反风效果。

反风演习持续时间应不少于从矿井最远地点撤到地面所需时间，且不得少于2h 。

反风演习前，必须制定反风演习计划，报企业技术负责人审批。

反风演习持续时间内，在反风后出风井口附近20m范围内及反风后出风井口相连通的井口房等建筑物内，都必须切断电源，禁止一切火源存在，并禁止交通。

反风演习过程中，必须及时对有关观测项目进行观测记录。

反风的方式与方法

1、矿井反风方式

(1)全矿性反风。总进、总回及采区主要进回风巷风流全面反向。

(2)区域性反风。调节一个或几个主要通风机的反风设施，实现矿井部分地区内的风流反向。

(3)局部反风。当采区内发生火灾，主要通风机保持正常运转，通过调整采区内预设风门的开关状态，实现采区内部分巷道风流的反向。

2、矿井反风方法

(1)反风道反风。

(2)风机反转。

(3)无反风道反风。通过备用风机的机体作为反风道。

1)设专用反风道反风

2)利用备用风机作反风道反风

矿井通风能力核定

第104条 必须按实际供风量核定矿井产量(以风定产)。

每年进行一次矿井通风能力核定工作，并根据核定的矿井通风能力科学合理的组织生产,严禁超通风能力生产。

在我国煤矿发生重大瓦斯爆炸事故的案例中，与通风能力不足造成瓦斯超限、积聚有着直接的关系。如，贵州盘江矿务局某煤矿，计算风量和实际风量都不能满足采面风量要求而导致1990年3月8日和1995年12月31日的瓦斯爆炸事故，分别死亡17人和65人。

平顶山十矿的矿井风量较需要风量少3640m3/min,采区缺少风量1213.5m3/min，致使各采面风量不足，加上风门随意打开不关，风流短路，导致了1996年5月21日死亡84人的特大事故。

据1990--1999年统计，全国重大瓦斯爆炸事故中由于风量不足导致瓦斯积聚发生爆炸事故次数占总数4l.67%,死亡人数占总数的43.52%。

5. 掘进通风

定义：掘进巷道的通风称为掘进通风或局部通风。

掘进通风方法

矿井总风压通风

局部通风机通风

水力或压气引射器通风

局部通风机通风是掘进巷道的主要通风方法。

矿井总风压通风

局部通风机通风方法

局部通风机通风：压入式通风、抽出式通风

混合式通风三种方式

压入式通风与抽出式通风比较

煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷的掘进通风方式应采用压入式，不得采用抽出式(压气、水力引射器不受此限);如果采用混合式，必须制定安全措施。

瓦斯喷出区域和煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出煤层的掘进通风方式必须采用压入式。

必须采用抗静电、阻燃风筒

瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井中，掘进工作面必须配备安装备用局部通风机，局部通风机应采用三专(专用变压器、专用开关、专用电缆)供电。

严禁使用3台以上(含3台)的局部通风机同时向1个掘进工作面供风。不得使用1台局部通风机同时向2个作业的掘进工作面供风。

使用局部通风机供风的地点必须实行风电闭锁，保证停风后切断停风区内全部非本质安全型电气设备的电源。使用2台局部通风机供风的，2台局部通风机都必须同时实现风电闭锁。

循环通风

掘进通风局部通风机风量的有关规定

确定局部通风机风量所遵循的原则

满足人员呼吸、冲淡有毒有害气体、炮烟、温度的要求

全风压供给该处的风量必须大于局部通风机的吸入

第129条 使用局部通风机通风的掘进工作面，不得停风;因检修、停电等原因停风时，必须将人员全部撤至全风压进风流处，并切断电源。

恢复通风前，必须检查瓦斯。只有在局部通风机及其开关附近10m以内风流中的瓦斯浓度都不超过0.5%时，方可由指定人员开启局部通风机。

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