矿井通风技术课件

主要内容主要内容1.矿井通风的任务矿井通风的任务2.煤矿安全规程煤矿安全规程对风流的对风流的“质质”和和“量量”的要求的要求3 矿井通风阻力和通风动力矿井通风阻力和通风动力4.矿井通风系统矿井通风系统5 掘进通风掘进通风1 11.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首先满足井下工作人员呼吸所必须的新鲜风量有效的稀释和排除矿井生产过程中产生的瓦斯和有效的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给井下工作人员创造一个良好的工作环境 所以要保证井下风流的所以要保证井下风流的质量质量质量质量（成分、温度（成分、温度和速度）和和速度）和数量数量数量数量符合国家安全卫生标准，防止各符合国家安全卫生标准，防止各种伤害和爆炸事故，种伤害和爆炸事故，保障井下人员身体健康和保障井下人员身体健康和生命安全。生命安全。2 23 34 45 56 6对矿井通风的要求对矿井通风的要求每个矿井、采区和采煤工作面都每个矿井、采区和采煤工作面都必须具有完善的通风系统必须具有完善的通风系统合理的通风方式合理的通风方式可靠的通风设施可靠的通风设施高效的主要通风机以及相应的通高效的主要通风机以及相应的通风设施风设施7 72.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矿井通风管理就是要让风流“有序流动、按需有序流动、按需分配分配”。具体就是要保证风流的。具体就是要保证风流的“质质”和和“量量”。风流的质包括风流的质包括 风流中氧气的浓度风流中氧气的浓度 瓦斯和各种有毒有害气体的浓度瓦斯和各种有毒有害气体的浓度 风流的速度和风流的温度风流的速度和风流的温度 煤矿安全规程中对这些都有具体的规定。煤矿安全规程中对这些都有具体的规定。8 8 第二章第二章第二章第二章 通风、瓦斯、粉尘防治。该章共三节、通风、瓦斯、粉尘防治。该章共三节、通风、瓦斯、粉尘防治。该章共三节、通风、瓦斯、粉尘防治。该章共三节、5757条（第条（第条（第条（第100-156100-156条）。条）。条）。条）。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。煤矿安全规程中对风流质量的规定9 9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和矿井安全监测工作的领导、管理，以及安全监测仪的使用、维护管理和安装、维修质量标准也作了规定。1010关于风流中氧气、瓦斯和各种有毒有关于风流中氧气、瓦斯和各种有毒有害气体浓度的规定害气体浓度的规定第一百条 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%；总回风流中二氧化碳浓度不得超过0.75%（可不停工，但必须查明原因）；当采掘工作面风流中二氧化碳浓度达到1.5%或采区、采掘工作面回风道中二氧化碳浓度超过1.5%时，必须停工处理。1111第第135135条矿井总回风巷或一翼回风巷中瓦斯或条矿井总回风巷或一翼回风巷中瓦斯或COCO2 2浓度超过浓度超过0.75%0.75%时，必须立即查明原因，进行处时，必须立即查明原因，进行处理。理。第第136136条采区回风巷、采掘工作面回风巷风流中条采区回风巷、采掘工作面回风巷风流中瓦斯浓度超过瓦斯浓度超过1.0%1.0%时或时或COCO2 2浓度超过浓度超过1.5%1.5%时，必时，必须停止作业，撤出人员，采取措施，进行处理。须停止作业，撤出人员，采取措施，进行处理。第第136136条装有安全监控系统的机械化采煤工作面、条装有安全监控系统的机械化采煤工作面、水采和煤层厚度小于水采和煤层厚度小于0.8m0.8m的保护层采煤面，瓦斯抽的保护层采煤面，瓦斯抽放率在放率在25%25%以上且增加风量已达到最高允许风速后，以上且增加风量已达到最高允许风速后，其回风巷瓦斯浓度仍不能降到其回风巷瓦斯浓度仍不能降到1.0%1.0%以下时，其最高以下时，其最高允许浓度可至允许浓度可至1.5%1.5%，但就符合以下要求：工作面的，但就符合以下要求：工作面的风流控制必须可靠；必须保持通风巷的设计断面；风流控制必须可靠；必须保持通风巷的设计断面；必须有专职瓦斯检查员。必须有专职瓦斯检查员。1212第第137137条采煤工作面瓦斯涌出量大于或等于条采煤工作面瓦斯涌出量大于或等于20m20m3 3/min/min、进回风巷道净断面、进回风巷道净断面8m8m2 2以上，瓦斯抽放以上，瓦斯抽放率在率在25%25%以上且增加风量已达到最高允许风速后，以上且增加风量已达到最高允许风速后，其瓦斯浓度仍不能降至规定范围内，可按管理权限其瓦斯浓度仍不能降至规定范围内，可按管理权限报县级以上煤炭管理部门审批后，采用专用排瓦斯报县级以上煤炭管理部门审批后，采用专用排瓦斯巷，但瓦斯浓度不得超过巷，但瓦斯浓度不得超过2.5%2.5%，并遵守以下规定：，并遵守以下规定：工作面风流控制设施必须可靠；专用排瓦斯巷内不工作面风流控制设施必须可靠；专用排瓦斯巷内不得进行生产作业，巷道维修时瓦斯浓度必须低于得进行生产作业，巷道维修时瓦斯浓度必须低于1.5%1.5%；其风速不得低于；其风速不得低于0.5m/s0.5m/s；采用不燃性材料支；采用不燃性材料支护；必须贯穿整个工作面推进长度且不得留盲巷；护；必须贯穿整个工作面推进长度且不得留盲巷；必须安设甲烷传感器，当甲烷浓度超过必须安设甲烷传感器，当甲烷浓度超过2.5%2.5%时，能时，能报警并切断电源，工作面必须停工，进行处理；要报警并切断电源，工作面必须停工，进行处理；要求煤层为不易自燃煤层求煤层为不易自燃煤层有害气体的浓度不超过表1规定。1313瓦斯、二氧化碳和氢气的瓦斯、二氧化碳和氢气的允许浓度允许浓度按本规程的有关规按本规程的有关规定执行。定执行。矿井中所有气体的浓度均矿井中所有气体的浓度均按体积的百分比按体积的百分比计算。计算。1414表表2不同国家关于氧气浓度的规定不同国家关于氧气浓度的规定国家或组织国际劳工局俄罗斯德国美国日本地点进风流工作地点行人巷道氧气浓度（%）192019表表3氧气浓度和人的感觉间的关系氧气浓度和人的感觉间的关系氧气浓度（%）17%15%10-12%人的感觉工作时喘息和呼吸困难失去劳动能力丧失理智时间长会死亡1515关于空气温度的规定关于空气温度的规定第一百零二条第一百零二条进风井口以下的空气温度（干球温度，下同）必须进风井口以下的空气温度（干球温度，下同）必须在在2 2以上。以上。生产矿井采掘工作面空气温度不得超过生产矿井采掘工作面空气温度不得超过2626，机电，机电设备硐室的空气温度不得超过设备硐室的空气温度不得超过3030；当空气温度超；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。给予高温保健待遇。采掘工作面的空气温度超过采掘工作面的空气温度超过3030、机电设备硐室的、机电设备硐室的空气温度超过空气温度超过3434时，必须停止作业。时，必须停止作业。新建、改扩建矿井设计时，必须进行新建、改扩建矿井设计时，必须进行矿井风温预测矿井风温预测计算，超温地点必须有制冷降温设计，配齐降温设计算，超温地点必须有制冷降温设计，配齐降温设施。施。1616第一百零一条第一百零一条第一百零一条第一百零一条 井巷中的风流速度应符合表井巷中的风流速度应符合表井巷中的风流速度应符合表井巷中的风流速度应符合表2 2要求。要求。要求。要求。关于风流速度的规定关于风流速度的规定1717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。1818为什么要规定各种井巷中的最低风速？为什么要规定各种井巷中的最低风速？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。1919风流的流动状态风流的流动状态 2020风流的流动状态风流的流动状态 常以雷诺数 Re来判断流体进入紊流状态 -风流速度，m/s；d 巷道的水利直径，m。对于非圆形巷道；-空气的动力粘性系数，m2/s；s为井巷断面，m2；U 为井巷周长，m。2121当空气温度为150C 时，因井下巷道断面积一般都大于2m2，若按规定的最低风速0.15m/s计算，假定巷道为梯形断面，则：由上式计算结果表明，按规程表2中规定的风速最低限，都能使井巷中风流流动呈现紊流状态。=14.4x10-6 m2/s。2222对于有瓦斯涌出的架对于有瓦斯涌出的架线电机车大巷，线电机车大巷，本条本条文也规定了最低风速文也规定了最低风速为为1.0m/s1.0m/s的要求。这的要求。这主要是考虑了由于风主要是考虑了由于风速低在大巷的顶部容速低在大巷的顶部容易积聚瓦斯，易积聚瓦斯，形成瓦形成瓦斯层（又称瓦斯云），斯层（又称瓦斯云），当架线电机车通过时当架线电机车通过时常会发生瓦斯燃烧与常会发生瓦斯燃烧与爆炸事故。爆炸事故。2323最高允许风速的规定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，行走不便，听觉也受一定的影响，在一些机车巷道中行走安全性差。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尘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。2424综合机械化采煤工作面，由于产量高、瓦斯涌出量大所以要求增大工作面的供风量，提出了提高综采工作面的风速要求。规定在采取煤层注水湿润煤体和采煤机喷雾降尘措施后，可以适当加大风速，但是不得超过5.0m/s。一般综采工作面的供风量可达到 1800-2400m3/min（工作面平均断面按6.0-8.0m2计算）。2525 矿井总需要的风量矿井总需要的风量 第一百零三条第一百零三条 矿井需要的风量应按下列要求分别计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：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（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供给风量不得少于4m4m3 3。（二）按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需要风量（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地点的风流中的瓦斯瓦斯瓦斯瓦斯、二氧化碳二氧化碳二氧化碳二氧化碳、氢气氢气氢气氢气和和其他有害气其他有害气其他有害气其他有害气体体体体的浓度，的浓度，风速以及温度风速以及温度风速以及温度风速以及温度，每人供风量每人供风量每人供风量每人供风量符合本规程的符合本规程的有关规定。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。按实际需要计算风量时，应避免备用风量过大或过小。煤矿煤矿企业应根据具体条件制定企业应根据具体条件制定企业应根据具体条件制定企业应根据具体条件制定风量计算方法，至少每风量计算方法，至少每5 5年修订年修订1 1次。次。2626确定各个用风地点的风量原则确定各个用风地点的风量原则 1.1.满足每人每分钟满足每人每分钟4m4m3 3的要求的要求2.2.按沼气和二氧化碳涌出量计算，回风流的沼气浓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度不得超过1%1%3.3.按工作面气温与风速的关系计算，保证有良好的按工作面气温与风速的关系计算，保证有良好的气候条件气候条件4.4.按炸药量计算按炸药量计算 5.5.按局部通风机吸风量计算按局部通风机吸风量计算6.6.按规定的最低和最高风速进行验算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该用风地点所需要的风量 2727每人每人每分钟每分钟供给风量不得少于供给风量不得少于4m3采掘工作面强度大的工人，每人的耗氧量可按3L/min计算，吸入新鲜空气的氧气浓度为20.9%，假设吸入的氧气全部变成二氧化碳（呼吸系数=1），则维持呼吸需要空气：表4人呼吸所需要的氧气量状状态态静静 止止 工工 作作 劳动劳动强强度大度大需氧量需氧量(l/min)(l/min)0.250.251-31-3332828如果要保持工作地点的氧气浓度为20%，当废气量为14.35L/min时，对该地区每人每分钟所需供给的风量为：20.9%20.0%3L/人2929因为人的呼吸只占该地区全部物质的总耗氧量的一小部分，设人耗氧量占该地区全部物质的总耗氧量的8.3%，则为了满足该地区全部物质耗氧量的要求，还必须计算满足此要求的以人数为计算单位的风量D（即为需要供给的每人风量）3030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。3131煤矿安全规程中关于通风的其他规定煤矿安全规程中关于通风的其他规定第一百零五条矿井必须建立测风制度测风制度，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。第一百零六条 矿井必须有足够数量的通风安全检测仪表检测仪表。仪表必须由国家授权的安全仪表计量检验单位进行检验。3232 第一百一十条第一百一十条 箕斗提升井箕斗提升井箕斗提升井箕斗提升井或或装有带式输送机装有带式输送机装有带式输送机装有带式输送机的井筒的井筒兼作风井使用时，应遵守下列规定：兼作风井使用时，应遵守下列规定：箕斗提升井兼作箕斗提升井兼作回风井回风井回风井回风井时，井上下装、卸载装置和时，井上下装、卸载装置和井塔（架）必须有完善的封闭措施，其井塔（架）必须有完善的封闭措施，其漏风漏风漏风漏风率不得率不得超过超过1515，并应有可靠的，并应有可靠的防尘防尘防尘防尘措施。装有带式输送措施。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机的井筒兼作回风井时，井筒中的风速不得超过6m/s6m/s，且必须装设，且必须装设甲烷断电仪甲烷断电仪甲烷断电仪甲烷断电仪。箕斗提升井或装有带式输送机的井筒兼作箕斗提升井或装有带式输送机的井筒兼作进风井进风井进风井进风井时，时，箕斗提升井筒中的箕斗提升井筒中的风速风速风速风速不得超过不得超过6m/s6m/s、装有带式输、装有带式输送机的井筒中的送机的井筒中的风速风速风速风速不得超过不得超过4m/s4m/s，并应有可靠的，并应有可靠的防尘措施，井筒中必须装设自动防尘措施，井筒中必须装设自动报警灭火报警灭火报警灭火报警灭火装置和敷装置和敷设设消防管路消防管路消防管路消防管路。3333第一百一十一条 进风井口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。第一百一十四条 采、掘工作面应实行独立通风独立通风 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，但串联通风串联通风的次数不得超过1次。3434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。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。3535第一百一十六条第一百一十六条 采掘工作面的采掘工作面的进风和回风不得经过进风和回风不得经过进风和回风不得经过进风和回风不得经过采空区或冒顶区。采空区或冒顶区。采空区或冒顶区。采空区或冒顶区。无煤柱开采沿空送巷和沿空留巷时，应采取防止从无煤柱开采沿空送巷和沿空留巷时，应采取防止从巷道的两帮和顶部向采空区漏风的措施。巷道的两帮和顶部向采空区漏风的措施。水采工作面由采空区回风时，工作面必须有足够的水采工作面由采空区回风时，工作面必须有足够的新鲜风流，工作面及其回风巷的风流中的瓦斯和二新鲜风流，工作面及其回风巷的风流中的瓦斯和二氧化碳浓度必须符合本规程第一百三十六条、第一氧化碳浓度必须符合本规程第一百三十六条、第一百三十八条和第一百三十九条的规定。百三十八条和第一百三十九条的规定。第一百三十一条第一百三十一条 井下井下充电室充电室充电室充电室必须有独立的通风系统，必须有独立的通风系统，回风风流应引入回风巷。回风风流应引入回风巷。井下充电室，在同一时间内，井下充电室，在同一时间内，5t5t及其以下的电机车及其以下的电机车充电电池的数量不超过充电电池的数量不超过3 3组、组、5t5t以上的电机车充电电以上的电机车充电电池的数量不超过池的数量不超过1 1组时，可不采用独立的风流通风，组时，可不采用独立的风流通风，但必须在新鲜风流中。但必须在新鲜风流中。井下充电室风流中以及局部积聚处的井下充电室风流中以及局部积聚处的氢气浓度氢气浓度氢气浓度氢气浓度，不，不得超过得超过0.5%0.5%。36363 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。一般通风阻力分为摩擦阻力和局部阻力两类。通风阻力 h=摩擦阻力 hf +局部阻力 hL3737摩擦阻力摩擦阻力 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，由此阻力引起的子间的扰动和摩擦产生的阻力，由此阻力引起的风压损失既称为摩擦阻力损失。通常摩擦阻力要风压损失既称为摩擦阻力损失。通常摩擦阻力要占总阻力的占总阻力的80-90%80-90%，它是矿井通风设计，它是矿井通风设计，选择选择通风机主要参数，也是生产中分析和改善通风系通风机主要参数，也是生产中分析和改善通风系统工作的主要对象。统工作的主要对象。3838摩擦阻力的计算摩擦阻力的计算式中-井巷的摩擦阻力系数，与巷道形状、支护形式等因素有关；L巷道长度；U巷道断面的周长；Q通过该段巷道的风量；Rf摩擦风阻。3939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。4040某矿总回风巷L2000m，S8m2，通过风量Q50m3/s，工字钢支护梯形断面，0.0188Ns2/m4，主要通风机的总效率60%，求：为克服这段阻力，一年要耗多少度电？若巷道用砼砌碹支护三心断面，求电年电耗（0.00417Ns2/m4）。4141解：4242 4343降低摩擦阻力的方法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降低摩擦风阻R Rf f。降低摩擦风阻的主要措施有：。降低摩擦风阻的主要措施有：降低摩擦阻力系数 扩大巷道断面积S 减少周界长度U 减少巷道长度L4444局部阻力局部阻力 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。4545式中 RL局部风阻 4646降低局部通风阻力的措施降低局部通风阻力的措施可以通过可以通过降低局部风阻降低局部风阻来降低局部通风阻力。来降低局部通风阻力。在容易发生局部阻力的地点，把连接的边缘作成在容易发生局部阻力的地点，把连接的边缘作成斜线斜线形或圆弧形形或圆弧形，在巷道转弯的内侧或内外两侧成斜线形，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或圆弧形，将位于风流正面的某些必要构件或设备作成成流线形流线形等。等。尽量避免在主要巷道内任意停放矿车、堆积木材、器尽量避免在主要巷道内任意停放矿车、堆积木材、器材等。材等。由于局部阻力和通过该处风量的平方成正比，所以应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努力作到降低高风量处高风量处的局部阻力。特别注意降低的局部阻力。特别注意降低总总回风道和风峒回风道和风峒的局部阻力。为此要及时清扫风峒内的的局部阻力。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。面，设置导风板等。4747矿井通风动力矿井通风动力 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。4848自然通风 定义：利用自然因素产生的通风动力，致使空气在井下巷道流动的通风方法叫做自然通风 产生：自然风压是由于矿井通风系统闭合回路中各点风流的密度存在差异而形成的。大小：矿井的自然风压hn一般都比较小，一般不大于 200-300pa，是矿井通风的次要动力 49495050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。5151自然风压对主扇风压影响自然风压对主扇风压影响 炎热夏季的矿区，矿井自然风压可能反对主扇风压，使矿井风量减少，这时要采取提高主扇风压的措施。此外自然风压可能会改变某些井巷内的风流方向，要注意预防。例如某矿通风系统如图 所示，曾经发生夏季平峒1-2内风流停止，围岩裂隙涌出瓦斯积聚，因在喂煤机附近不慎因电火花引起瓦斯爆炸。5252机 械 通 风 定义：利用通风机运转产生的通风动力，致使空气在井下巷道流动的通风方法叫做机械通风 机械通风与自然风压 采用机械通风的矿井，自然风压也是始终存在的，并在各个时期内影响着矿井的通风工作，在通风管理工作中应给予充分重视，特别是高沼气矿井尤应注意。5353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）和主局部风机（简称局扇）。主扇好象是矿井的“肺脏”，对矿井安全生产、职工的健康关系很大。矿井主扇不停的运转着，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及驱动电机，在经济上也有很大的意义。5454如：某矿驱动如：某矿驱动4-73-01324-73-0132主要通风机的电机的主要通风机的电机的额定功率为额定功率为2500kw2500kw，负荷率仅为，负荷率仅为0.2910.291，造成通风，造成通风机设备总效率只有机设备总效率只有17%17%，若更换电机，使负荷率提，若更换电机，使负荷率提高至高至0.90.9，其总效率提高至，其总效率提高至60%60%，只需要配用电机，只需要配用电机功率为功率为720kw720kw的电机就可以，电费以的电机就可以，电费以0.40.4元元/度来计度来计算，每年可节约电费算，每年可节约电费623.7623.7万元。万元。如淮北矿务局某矿西风井安装的如淮北矿务局某矿西风井安装的K4-73-01-28K4-73-01-28风风机，配有功率为机，配有功率为1250kw1250kw的电机，矿井初期需风量的电机，矿井初期需风量为为6700m6700m3 3/min/min，仅为达产时的一半，采用下放闸，仅为达产时的一半，采用下放闸门的方法调风，使矿井通风阻力由门的方法调风，使矿井通风阻力由1000Pa1000Pa增至增至4600Pa4600Pa，测每小时耗电，测每小时耗电760kwh760kwh；后换装一台低转；后换装一台低转速速550kw550kw的电机驱动，并将闸门全部提起，使风量的电机驱动，并将闸门全部提起，使风量保持保持6700m6700m3 3/min/min，实测小时耗电，实测小时耗电160kwh160kwh，全年可，全年可节电节电525.6525.6万万kwhkwh，电费以，电费以0.40.4元元/度来计算，每年可度来计算，每年可节约电费节约电费210210万元。万元。5555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 5656当 矿井总风阻由 R1变为R2时，离心式通风机的风量变化大于轴流式通风机的风量变化Qf(M2)-Qf(M1)Qf(M2)-Qf(M1)5757 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。通风机的个体特性曲线与矿井风阻特性曲线在同一坐标图上的交点叫做通风机的工况点或工作点。58585959对主要通风机的要求对主要通风机的要求第一百二十一条 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。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。6060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。6161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。6262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。Hf+HN=HHf 闭合回路中通风机的风压；HN 闭合回路中的自然风压；H 闭合回路中各巷道通风阻力之和 6363二号风机回路1-2-3-4-6-7-1，该回路的自然风压为Hn2：Hf2+Hn2=h12+h23+h34+h46+h67回路1-2-3-5-6-7-1，该回路的自然风压为Hn3：Hf2+Hn3=h12+h23+h35+h56+h67一号风机 回路1-2-8-9-1，该回路的自然风压为Hn1，则：Hf1+Hn1=h12+h28+h896464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。第一百一十九条 新井投产前必须进行1次矿井通风阻力测定，以后每3年至少进行1次。矿井转入新水平生产或改变一翼通风系统后，必须重新进行矿井通风阻力测定。65654.矿井通风系统通风系统内容通风系统内容 矿井通风系统包括：矿井通风系统包括：通风方式通风方式：进风井和出风井的布置方式，可分为：进风井和出风井的布置方式，可分为中央式、对角式和区域式、混合式四类。中央式、对角式和区域式、混合式四类。通风方法通风方法：矿井主要通风机的工作方法，：矿井主要通风机的工作方法，可分为可分为抽出式、压入式和压抽混合式等三种。抽出式、压入式和压抽混合式等三种。通风网路通风网路：采区或矿井通风系统中风路的连接形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，式。通常用不按比例的单线条示意图来表示，叫叫做通风网路图。它是分析、研究采区或矿井通风做通风网路图。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系统合理性、解算网路、改善通风管理等的基础资料。资料。6666中中央央式式通通风风系系统统6767对对角角通通风风式式系系统统6868区域式：在井田的第一个生产区域开凿进、回风井，分别换成独立的通风系统。混合式：由上述诸种方式混合组成。例如中央分列式与两翼对角混合式，中央并列与两翼对角混合式等等。6969对矿井（采区）通风系统的要求对矿井（采区）通风系统的要求在确定采区通风系统时，必须遵守安全、经济、技术合理等原则，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。（第一百一十三条、第一百一十四条）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。（第一百一十五条）7070角联风路风流的稳定性角联风路风流的稳定性7171通风通风网路简单网路简单，以便在发生事故时易于控制风以便在发生事故时易于控制风流和撤退人员。为此，流和撤退人员。为此，在采区通风系统中尽量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。减少通风构筑物（如风门、风桥等）的数量。第一百一十八条第一百一十八条采区采区漏风量漏风量应当尽量减少。进入工作面的新鲜应当尽量减少。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风流在其流动路线上被加热与被污染的程度最小（第一百零九条、第一百一十二条、第一百小（第一百零九条、第一百一十二条、第一百一十六条、第一百三十一条）一十六条、第一百三十一条）要有利于要有利于采空区瓦斯采空区瓦斯的合理排放及防止采空区的合理排放及防止采空区遗留煤遗留煤自燃自燃。（第一百一十六条）。（第一百一十六条）7272风量按需调节风量按需调节目的 井下各用风地点的风量必须保证质量，按需供应，不能任其自流，否则安全生产就没有保证。为此，就需要采取控制或调节风量的措施。风量的按需调节也是通风管理工作的重要一环。调节种类 局部风量调节和矿井风量调节 7373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 7474根据图示的数据可以计算出各个分支的通风阻力：进风风路分支1-2的通风阻力 回风风路分支3-4的通风阻力 I号采区2-I-3的通风阻力II号采区2-II-3的通风阻力7575通风机工况点通风机工况点 通风机风量通风机风量 QQf f=Q=Q1212=Q=Q3434=QQI I+Q+QII II=100100mm3 3 通风机风压通风机风压7676I号采区实际需要风量号采区实际需要风量QI=45m3/s II号采区实际需要风量号采区实际需要风量QII=55m3/s 所以必须对通过两个采所以必须对通过两个采区的风量进行调节。当区的风量进行调节。当两个采区通过实际所需两个采区通过实际所需要风量时的风压或通风要风量时的风压或通风阻力为：阻力为：I号采区 II号采区7777可见，可见，当通过两个采当通过两个采区的风量为实际所需区的风量为实际所需要的风量时，两个采要的风量时，两个采区通风阻力不相等，区通风阻力不相等，I I 号采区的通风阻力比号采区的通风阻力比II II 号采区的通风阻力高号采区的通风阻力高306.25306.25papa。所以必须。所以必须进行调节。进行调节。7878增阻调节法增阻调节法增加II 号采区的风阻值，使其通风阻力与I 号采区的通风阻力相等。需要增加阻力306.25pa。须增加风阻值增阻调节时通风机的风压应该：7979增阻调节法的实质增阻调节法的实质以上说明，以上说明，增阻调节法增阻调节法的实质就是以阻力较大的实质就是以阻力较大的风路的阻力值为依据，的风路的阻力值为依据，在阻力较小的风路中增在阻力较小的风路中增加一项局部阻力，加一项局部阻力，使并使并联区段各条风路的阻力联区段各条风路的阻力达到平衡。达到平衡。8080降阻调节法降阻调节法降低降低 I I 号采区的风阻值，号采区的风阻值，使其通风阻力与使其通风阻力与 II II 号采号采区的通风阻力相等。需区的通风阻力相等。需要降低阻力要降低阻力306.25306.25papa。须降低风阻值须降低风阻值 降阻时通风机的风压应该为：8181降阻调节法的实质降阻调节法的实质降阻调节法的实质与增降阻调节法的实质与增阻调节法相反，就是以阻调节法相反，就是以阻力较小的风路的阻力阻力较小的风路的阻力值为依据，在阻力较大值为依据，在阻力较大的风路中设法降低风阻，的风路中设法降低风阻，使网孔中各条风路的阻使网孔中各条风路的阻力达到平衡。力达到平衡。8282增加风压调节法增加风压调节法 就是在阻力大的风路中就是在阻力大的风路中安设辅扇安设辅扇辅扇的风量应为辅扇的风量应为 =45=45mm3 3/s/s 辅扇的风压应为辅扇的风压应为 安设辅扇后通风机的风压应该为：8383 第一百二十五条第一百二十五条 矿井通风系统中，如果某一分区矿井通风系统中，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。须打开绕道风门。严禁在煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井中严禁在煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井中安设辅助通风机。安设辅助通风机。8484矿井总风量调节矿井总风量调节 当矿井（或一翼）总风量不足当矿井（或一翼）总风量不足或过剩时，需调节总分量，也就或过剩时，需调节总分量，也就是调整主在通风机的工况点。措是调整主在通风机的工况点。措施有：施有：改变主要通风机的工作特性改变主要通风机的工作特性 1.1.改变主扇的叶轮转速改变主扇的叶轮转速 2.2.轴流式风机叶片安装角度轴流式风机叶片安装角度 离心式风机前导器叶片角度离心式风机前导器叶片角度改变矿井总风阻改变矿井总风阻 1.1.风峒闸门调节法风峒闸门调节法 2.2.降低矿井总风阻降低矿井总风阻 Rf2Rf3Rf1HfQf8585矿井等积孔矿井等积孔矿井等积空是用来衡量矿井通风的难易程度的一个指标，它比较直观，容易接受。它是由通风学者缪尔格（Murgue）在1873年提出的，其基本计算情况如下：P1V1AP2V28686假定在无限空间有一薄壁，在薄壁上开一面积为A（m2）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。在孔口左侧距孔口A足够远处（风速v10）取截面-在孔口右侧风流收缩断面最小处取截面-，该处风速v2达到最大值。设在流动过程中无能量损失，故可列出两截面的能量方程为：8787风流收缩处断面面积A2与孔口面积A之比称为收缩系数，由水力学可知，一般=0.65，故A2=0.65A。则v2=Q/A2=Q/0.65A，代入上式并整理得：取=1.2kg/m3，则 8888矿井等积孔分级标准方面存在的问题 欧州共同体提出：矿井产量T150万t/a的矿井，必须满足A5m2；矿井产量T在60150万t/a的矿井，必须满足A在45m2；矿井产量T60万t/a的矿井，必须满足A在34m2。美国规定：低瓦斯矿井：A=2540英尺2(2.323.72m2)；高瓦斯矿井：A=4090英尺2(3.728.36m2)。我国按等积孔大小确定矿井通风难易程度的标准为：A1m2，通风困难；A2m2，通风容易，其标准偏低。8989 一一般般来来说说，如如果果矿矿井井等等积积孔孔较较大大，风风量量足足够够，漏漏风风不不大大，而而且且矿矿井井调调风风比比较较容容易易，应应属属通通风风容容易易矿井。矿井。虽虽然然矿矿井井等等积积孔孔较较大大，如如果果矿矿井井调调风风困困难难，应属通风困难矿井。应属通风困难矿井。虽虽然然矿矿井井等等积积孔孔较较小小，若若主主要要通通风风机机能能力力大大、矿井供风量足，且调风容易，也属通风容易矿井。矿井供风量足，且调风容易，也属通风容易矿井。对对调调风风难难易易状状况况相相同同的的矿矿井井，一一般般来来讲讲，矿矿井等积孔大的矿井比等积孔小的矿井通风容易。井等积孔大的矿井比等积孔小的矿井通风容易。对对等等积积孔孔接接近近的的不不同同矿矿井井，一一般般来来讲讲，调调风风容易的矿井比调风困难的矿井通风容易。容易的矿井比调风困难的矿井通风容易。90905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 局扇通风 水利或压气引射器通风 局扇通风是掘进巷道的主要通风方法。9191局扇通风通风方法局扇通风通风方法 局扇通风：压入式通风、抽出式通风局扇通风：压入式通风、抽出式通风 混合式通风三种方式混合式通风三种方式 压入式局部通风示意图9292抽出式局部通风示意图9393压入式通风与抽出式通风比较压入式通风与抽出式通风比较 有效吸程 Le Ls 有效射程 压入式通风抽出式通风安全性（污风通过风机）有效射程与有效吸程掘进巷道涌出瓦斯井巷空气清新程度风筒运送方便程度及成本当以排除瓦斯为主的煤巷、半煤岩巷掘进时应采用压入式通风；而当以排除粉尘为主的井筒掘进时，宜采用抽出式通风。9494混合式局部通风示意图混合式通风的主要缺点是降低了压入式与抽出式两列风筒重叠断巷道的风量，当掘进巷道断面大时，风速就更小，则此断巷道顶板附近易形成瓦斯层状积聚。因此，两台风机之间的风量要合理匹配，以免发生循环风，并使风筒重叠段的风速大于最低风速。多用于大断面长距离岩巷掘进。9595循环通风循环通风当局部通风机的吸入风量大于全风压供给设施通风机巷道的风量时，则部分由局部用风地点排出的污浊风流，会再次经局部通风机送往用风地点，故称为循环风。9696可控循环通风可控循环通风可控循环风：掺有适当外界新风的循环通风，也称为开路循环通风。闭路循环风：不掺有外界新风的循环通风。9797循环通风示意图除尘器1号风机2号风机闭路循环通风 2号风机工作 1号风机停止运转适用于需要除尘和排出炮烟的掘进巷道，在冶金矿山应用较多。闭路循环通风无法排出工作面产生的气体，在煤矿规程严禁使用循环通风。1、2号风机同时工作开路循环通风，有控制的循环风流中污染物的浓度取决于该地区污染物的产生率和流过该地区的新鲜风量的大小。9898前进式采煤工作面超前平巷掘进头的通风可控循环通风除尘器 工作面采空去除尘器 工作面采空去9999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确定局部通风机风量所遵循的原则的原则 满足人员呼吸、冲淡有满足人员呼吸、冲淡有毒有害气体、炮烟、温度的毒有害气体、炮烟、温度的要求要求全风压供给该处的风量必全风压供给该处的风量必须大于局部通风机的吸入风须大于局部通风机的吸入风量，局部通风机安装地点到量，局部通风机安装地点到回风口间的巷道中的最低风回风口间的巷道中的最低风速必须符合本规程第一百零速必须符合本规程第一百零一条的有关规定。一条的有关规定。100100谢谢大家！101101