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1、第七章第七章 矿井通风系统与通风设计矿井通风系统与通风设计本章主要内容本章主要内容1 1、矿井通风系统、矿井通风系统-类型、适应条件、主要通风机工作方类型、适应条件、主要通风机工作方式式 、安装地点、通风系统的选择、安装地点、通风系统的选择2 2、采区通风、采区通风-基本要求、进回风上山选择、采煤工作面基本要求、进回风上山选择、采煤工作面通风系统通风系统3 3、通风构筑物及漏风、通风构筑物及漏风-风门、风桥、密闭、导风板；矿风门、风桥、密闭、导风板；矿井漏风、漏风率、有效风量率、减少漏风措施井漏风、漏风率、有效风量率、减少漏风措施4 4、矿井通风设计、矿井通风设计-内容与要求、优选通风系统、矿
2、井风内容与要求、优选通风系统、矿井风量计算、阻力计算、通风设备选择量计算、阻力计算、通风设备选择5 5、可控循环通风、可控循环通风通风系统图通风系统图第七章第七章 矿井通风系统与通风设计矿井通风系统与通风设计第一节第一节 矿井通风系统矿井通风系统 矿井通风系统矿井通风系统是向矿井各作业地点供给新鲜空是向矿井各作业地点供给新鲜空气、排出污浊空气的通风网路、通风动力和气、排出污浊空气的通风网路、通风动力和通风控制设施的总称。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，通风系统可按进、回井在井田内的位置不同，通风系统可分为分
3、为中央式中央式、对角式、区域式及混合式。对角式、区域式及混合式。1、中央式、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，又分为位置，又分为中央并列式中央并列式和和中央边界式中央边界式（中央分列式）。（中央分列式）。中央并列式中央并列式适用于较小型适用于较小型矿井矿井区别在于回风井井底所处水平位置区别在于回风井井底所处水平位置中央并列式中央并列式主副井主副井位于井位于井田走向田走向中央，中央，风井位风井位于井田于井田浅部边浅部边界沿走界沿走向中央向中央2、对角式、对角式1）两翼对角式）两翼对角式 进风井大致位于井田进风井大致位
4、于井田走向的中央，两个回风井走向的中央，两个回风井位于井田边界的两翼（沿位于井田边界的两翼（沿倾斜方向的浅部），称为倾斜方向的浅部），称为两翼对角式，如果只有一两翼对角式，如果只有一个回风井，且进、回风分个回风井，且进、回风分别位于井田的两翼称为单别位于井田的两翼称为单翼对角式。翼对角式。2）分区对角式）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。小回风井，无总回风巷。3 3、区域式、区域式 在井田的每一个生产区域开凿进、回风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。如图。井，分别构成独立
5、的通风系统。如图。 4 4、混合式、混合式 混合式是进风井与出风井由三个以上井筒按上述各种方式混合组成。包括：中央分列与两翼对角混合式、中央并列与中央分列混合式等。 图示为中央分列与两翼对角混合式通风系统。初期采用中央分列式通风系统，当开采到两翼边界时，则用中央分列与两翼对角混合式的通风系统。中央并列式中央并列式中央并列式中央并列式中央边界式中央边界式两翼对角式两翼对角式分区对角式分区对角式分区对角式分区对角式分区对角式分区对角式混合式混合式混合式混合式混合式混合式二、主要通风机的工作方式与安装地点二、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：主要通风机的工作方式有三种：抽出
6、式、压入式、压抽混合式抽出式、压入式、压抽混合式。 1、 抽出式抽出式 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。时，井下风流的压力提高，比较安全。2、压入式、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
7、式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。运转时，井下风流的压力降低。3、压抽混合式、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，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。其缺点是使用其正压或负
8、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。的通风机设备多，管理复杂。三、矿井通风系统的选择三、矿井通风系统的选择 选择矿井通风系统的总原则：投产较快，出煤较多、安全可靠、技术经济指标合理等。拟定通风系统的具体要求有：每个矿井和阶段水平之间都必须有两个两个安全出口；进风井巷与采掘工作面的进风流的粉尘浓度不得大与0.5mg/m3；新设计的箕斗井和混合井禁止作进风井，已作进风井的箕斗井和混合井必须采取净化措施，使进风流的含尘量达到上述要求；主要回风井巷不得作人行道，井口进风不得受矿尘和有毒有害气体污染，井口排风不得造成公害；矿井有效风量率应在60以上；采场、二次破
9、碎巷道和电耙道，应利用贯穿风流通风，电耙司机应位于风流的上风侧，有污风串联时，应禁止人员作业；井下破碎硐室和炸药库，必须设独立的回风道； 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。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。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；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。矿井通风方法
10、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。四、选择矿井的通风方式四、选择矿井的通风方式 新建矿井多数是在中央并列式、中央分列式、两翼对角式和分区对角式等方式中进行选择。混合式多在老矿井的改建、扩建时使用。 选择矿井通风方式一般是针对服务范围来确定的。如果矿井的服务年限不长(1020a)，则服务范围为整个矿井；如果矿井范围较大，服务年限较长(3050a)，则只考虑头1525a的开采范围作为服务范围；这时服务范围往往是第一水平；或者包括第一、第二水平在内。对于服务范围之外的后期通风系统，设计中只作粗略的考虑。第二节第二节 采区通风系统采区通风系统 采区通风
11、系统是矿井通风系统的主要组成单元采区通风系统是矿井通风系统的主要组成单元, 包括包括：采区进风、回风和采区进风、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。一、采区通风系统的基本要求一、采区通风系统的基本要求1、每一个采区，、每一个采区， 都必须布置回风道，实行分区通风。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、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。有关规定。3、煤层倾角大于、煤层倾角大于12的采煤工作面采用下行通风时，报矿
12、总工程师批准，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。、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。二、采区进风上山与回风上山的选择二、采区进风上山与回风上山的选择 上（下）山至少要有两条；对生产能力大的采区可有上（下）山至少要有两条；对生产能力大的采区可有3条或条或4条上山条上山。 1、轨道上山进风，运输机上山回风、轨道上山进风，运输机上山回风 2、运输机上山进风、轨道上山回风、运输机上山进风、轨道上山回风比较：比较：轨道上山进风，新鲜风流不受煤炭释放的瓦斯、煤尘污染及放热影轨道上山进风，新鲜风流不受煤炭释放的瓦斯
13、、煤尘污染及放热影响，输送机上山进风，运输过程中所释放的瓦斯，可使进风流的瓦斯和响，输送机上山进风，运输过程中所释放的瓦斯，可使进风流的瓦斯和煤尘浓度增大，影响工作面的安全卫生条件。煤尘浓度增大，影响工作面的安全卫生条件。三、采煤工作面上行风与下行风三、采煤工作面上行风与下行风 上行风与下行风是指进风流方向与采煤工作面的关系而言。当采上行风与下行风是指进风流方向与采煤工作面的关系而言。当采煤工作面进风巷道水平低于回风巷时，采煤工作面的风流沿倾斜煤工作面进风巷道水平低于回风巷时，采煤工作面的风流沿倾斜向上流动，称向上流动，称上行通风上行通风，否则是，否则是下行通风下行通风。优缺点优缺点： 、下行
14、风的方向与瓦斯自然流向相反，二者易于混合且不易出、下行风的方向与瓦斯自然流向相反，二者易于混合且不易出现瓦斯分层流动和局部积存的现象。现瓦斯分层流动和局部积存的现象。 、上行风比下行风工作面的气温要高。、上行风比下行风工作面的气温要高。 、下行风比上行风所需要的机械风压要大；、下行风比上行风所需要的机械风压要大； 、下行风在起火地点瓦斯爆炸的可能性比上行风要大。、下行风在起火地点瓦斯爆炸的可能性比上行风要大。上行通风上行通风运煤方向运煤方向 新风新风 污风污风 下行通风下行通风运煤方向运煤方向 新风新风 污风污风 四、工作面通风系统四、工作面通风系统1 1、U U型与型与Z Z型通风系统型通风
15、系统 2 2、Y Y型、型、W W型及双型及双Z Z型通风系统型通风系统 3 3、H H型通风系统型通风系统U型后退式：1、结构简单，巷道施工维修量小。2、工作面漏风小，风流稳定，易于管理。3、上隅角瓦斯浓度高。4、煤炭自燃威胁较大。 5、上下平巷需提前掘进，维护工作量大 。 前进式：通风系统的维护工作量小，采空区瓦斯不会漏出工作面，当漏风不大时，有一定的优越性。其缺点是采空区支护较困难W型减少了巷道的开掘和维护费用。风阻小，风量大，漏风量小，利于防火。便于回收安装维修采煤设备。当中间平巷进风且设运输机时，既保证了运输设备处于新鲜风流中，又保证了进、回风巷的总断面比较接近，故在近水平煤层的综采
16、工作面中应用较广。Z型 通风方式是通风方式是U U型通风方式的改进，为前进式型通风方式的改进，为前进式Z Z型，其进风巷型，其进风巷随回采工作曲推进而形成，回风平平巷则为沿空留下的或随回采工作曲推进而形成，回风平平巷则为沿空留下的或预留的巷道，其优点为：预留的巷道，其优点为： 与前进式与前进式U U型相比，巷道的采掘工程量较少；型相比，巷道的采掘工程量较少； 进、回风巷只需在一侧采空的条件下维护；进、回风巷只需在一侧采空的条件下维护； 采区内进、回风巷的总长度近似不变，有利于稳定风采区内进、回风巷的总长度近似不变，有利于稳定风阻、改善通风。阻、改善通风。 Y型 Y型通风方式指在回采工作面的上、
17、下端各设一条进风道型通风方式指在回采工作面的上、下端各设一条进风道，另在采空区一侧设回风道，其优点为：，另在采空区一侧设回风道，其优点为：采空区的瓦斯，通过巷旁支护流入回风平巷，较好地采空区的瓦斯，通过巷旁支护流入回风平巷，较好地解决了回采工作面上隅角的瓦斯超限之患；解决了回采工作面上隅角的瓦斯超限之患；工作面上、下端均处于进风流中，改善了作业环境；工作面上、下端均处于进风流中，改善了作业环境；实行沿空留巷，可提高采区回收率。实行沿空留巷，可提高采区回收率。H 型 1、工作面风量大，采空区瓦斯不涌向工作面，气候条件好。、工作面风量大，采空区瓦斯不涌向工作面，气候条件好。2、增加了工作面的安全出
18、口。、增加了工作面的安全出口。3、工作面机电设备都在新鲜风流巷道中，通风阻力小。、工作面机电设备都在新鲜风流巷道中，通风阻力小。4、在采空区的回风巷道中可抽放瓦斯，易于控制上隅角的瓦斯。、在采空区的回风巷道中可抽放瓦斯，易于控制上隅角的瓦斯。5、沿空护巷困难。、沿空护巷困难。6、由于有附加巷道，可能影响通风的稳定性，管理复杂。、由于有附加巷道，可能影响通风的稳定性，管理复杂。第三节第三节 通风构筑物及漏风通风构筑物及漏风 矿井通风系统网路中适当位置安设的隔断、引导和控制风流的设施矿井通风系统网路中适当位置安设的隔断、引导和控制风流的设施和装置，以保证风流按生产需要流动。这些设施和装置，统称为和
19、装置，以保证风流按生产需要流动。这些设施和装置，统称为通风通风构筑物构筑物。一、通风构筑物一、通风构筑物 分为两大类分为两大类：一类是通过风流的通风构筑物一类是通过风流的通风构筑物，如主要通风机风硐、反，如主要通风机风硐、反风装置、风桥、导风板和调节风窗；另一类是风装置、风桥、导风板和调节风窗；另一类是隔断风流的通风构筑物隔断风流的通风构筑物，如井口密闭、挡风墙、风帘和风门等如井口密闭、挡风墙、风帘和风门等 。1 1、风门、风门 按设地点按设地点：在通风系统中既要隔断风流又要行人或通车的地：在通风系统中既要隔断风流又要行人或通车的地方应设立风门。在行人或通车不多的地方，可构筑普通风门。而在行方
20、应设立风门。在行人或通车不多的地方，可构筑普通风门。而在行人通车比较频繁的主要运输道上，则应构筑自动风门。人通车比较频繁的主要运输道上，则应构筑自动风门。风门表示方式调节风门表示方式设置风门的要求：设置风门的要求： （1 1）每组风门不少于两道，通车风门间距不小于一列车长度，行人）每组风门不少于两道，通车风门间距不小于一列车长度，行人风门间距不小于风门间距不小于5m5m。入排风巷道之间要需设风门处同时设反向风门，。入排风巷道之间要需设风门处同时设反向风门，其数量不少于两道；其数量不少于两道； （2 2）风门能自动关闭；通车风门实现自动化，矿井总回风和采区回）风门能自动关闭；通车风门实现自动化，
21、矿井总回风和采区回风系统的风门要装有闭锁装置；风门不能同时敞开（包括反风门）；风系统的风门要装有闭锁装置；风门不能同时敞开（包括反风门）； （3 3）门框要包边沿口，有垫衬，四周接触严密，门扇平整不漏风，）门框要包边沿口，有垫衬，四周接触严密，门扇平整不漏风，门扇与门框不歪扭。门轴与门框要向关门方向倾斜门扇与门框不歪扭。门轴与门框要向关门方向倾斜8080至至8585； （4 4）风门墙垛要用不燃材料建筑，厚度不小于）风门墙垛要用不燃材料建筑，厚度不小于0.5m0.5m，严密不漏风；，严密不漏风； 墙垛周边要掏槽，见硬顶、硬帮与煤岩接实。墙垛平整，无裂缝、重墙垛周边要掏槽，见硬顶、硬帮与煤岩接实
22、。墙垛平整，无裂缝、重缝和空缝；缝和空缝； （5 5）风门水沟要设反水池或挡风帘，通车风门要设底坎，电管路孔）风门水沟要设反水池或挡风帘，通车风门要设底坎，电管路孔要堵严；风门前后各要堵严；风门前后各5m5m内巷道支护良好，无杂物、积水、淤泥。内巷道支护良好，无杂物、积水、淤泥。2 2、风桥、风桥 当通风系统中进风道与回风道需水平交叉时，为使进风与回风互当通风系统中进风道与回风道需水平交叉时，为使进风与回风互相隔开需要构筑风桥。按其结构不同可分为三种。相隔开需要构筑风桥。按其结构不同可分为三种。1 1）绕道式风桥）绕道式风桥 开凿在岩石里，最坚固耐用，漏风少。开凿在岩石里，最坚固耐用，漏风少。
23、2 2）混凝土风桥）混凝土风桥 结构紧凑，比较坚固。结构紧凑，比较坚固。3 3）铁筒风桥）铁筒风桥 可在次要风路中使用。可在次要风路中使用。3 3、密闭、密闭 密闭是隔断风流的构筑物密闭是隔断风流的构筑物。设置在需隔断风流、也不需要通车行。设置在需隔断风流、也不需要通车行人的巷道中。密闭的结构随服务年限的不同而分为人的巷道中。密闭的结构随服务年限的不同而分为两类两类： 1 1）临时密闭临时密闭，常用木板、木段等修筑，并用黄泥、石灰抹面。，常用木板、木段等修筑，并用黄泥、石灰抹面。 2 2）永久密闭永久密闭，常用料石、砖、水泥等不燃性材料修筑。，常用料石、砖、水泥等不燃性材料修筑。4 4、导风板
24、、导风板应用以下几种导风板。应用以下几种导风板。 1 1）引风导风板）引风导风板 ； 2 2）降阻导风板；）降阻导风板； 3 3）汇流导风板）汇流导风板 观察孔表示方式放水孔注浆孔二、漏风及有效风量二、漏风及有效风量1 1、矿井漏风及其危害性、矿井漏风及其危害性 有效风量有效风量：矿井中流至各用风地点，起到通风作用的风量。：矿井中流至各用风地点，起到通风作用的风量。 漏风漏风：未经用风地点而经过采空区、地表塌陷区、通风构筑物和煤柱：未经用风地点而经过采空区、地表塌陷区、通风构筑物和煤柱裂隙等通道直接流（渗）入回风道或排出地表的风量。裂隙等通道直接流（渗）入回风道或排出地表的风量。 漏风的危害漏
25、风的危害：使工作面和用风地点的有效风量减少，气候和卫生条件：使工作面和用风地点的有效风量减少，气候和卫生条件恶化，增加无益的电能消耗，并可导致煤炭自燃等事故。减少漏风、恶化，增加无益的电能消耗，并可导致煤炭自燃等事故。减少漏风、提高有效风量是通风管理部门的基本任务。提高有效风量是通风管理部门的基本任务。2 2、漏风的分类及原因、漏风的分类及原因1 1）漏风的分类）漏风的分类 矿井漏风按其地点可分为：（矿井漏风按其地点可分为：（1 1）外部漏风外部漏风（或称井口漏风）泛指地（或称井口漏风）泛指地表附近如箕斗井井口，地面主通风机附近的井口、防爆盖、反风门、表附近如箕斗井井口，地面主通风机附近的井口
26、、防爆盖、反风门、调节闸门等处的漏风。（调节闸门等处的漏风。（2 2）内部漏风内部漏风（或称井下漏风）是指井下各（或称井下漏风）是指井下各种通风构筑物的漏风、采空区以及碎裂的煤柱的漏风。种通风构筑物的漏风、采空区以及碎裂的煤柱的漏风。2 2）漏风的原因）漏风的原因 当有漏风通路存在，并在其两端有压差时，就可产生漏风。漏风风当有漏风通路存在，并在其两端有压差时，就可产生漏风。漏风风流通过孔隙的流态，视孔隙情况和漏风大小而异。流通过孔隙的流态，视孔隙情况和漏风大小而异。3 3、矿井漏风率及有效风量率、矿井漏风率及有效风量率1 1）矿井有效风量矿井有效风量Q Qe e 是指风流通过井下各工作地点实际
27、风量总和。是指风流通过井下各工作地点实际风量总和。2 2）矿井有效风量率矿井有效风量率： 矿井有效风量率是矿井有效风量矿井有效风量率是矿井有效风量Q Qe e与各台主要通与各台主要通风机风量总和之比。矿井有效风量率应不低于风机风量总和之比。矿井有效风量率应不低于85%85%。3 3）矿井外部漏风量矿井外部漏风量 指直接由主要通风机装置及其风井附近地表漏失的风量总和。指直接由主要通风机装置及其风井附近地表漏失的风量总和。可用各可用各台主要通风机风量的总和减去矿井总回（或进）风量。台主要通风机风量的总和减去矿井总回（或进）风量。4 4）矿井外部漏风率矿井外部漏风率 指矿井外部漏风量指矿井外部漏风量
28、Q QL L与各台主要通风机风量总和之比。与各台主要通风机风量总和之比。 矿井主要通风机装置外部漏风率无提升设备时不得超过矿井主要通风机装置外部漏风率无提升设备时不得超过5 5，有提升，有提升设备时不得超过设备时不得超过1515。4 4、减少漏风、提高有效风量、减少漏风、提高有效风量 漏风风量与漏风通道两端的压差成正比，和漏风风阻的大小成反比。漏风风量与漏风通道两端的压差成正比，和漏风风阻的大小成反比。应增加地面主要通风机的风硐、反风道及附近的风门的气密性，以减应增加地面主要通风机的风硐、反风道及附近的风门的气密性，以减少漏风。少漏风。第四节第四节 矿井通风设计矿井通风设计一、矿井通风设计的内
29、容与要求一、矿井通风设计的内容与要求 、矿井通风设计的内容、矿井通风设计的内容确定矿井通风系统；确定矿井通风系统；矿井风量计算和风量分配；矿井风量计算和风量分配；矿井通风阻力计算；矿井通风阻力计算；选择通风设备；选择通风设备；概算矿井通风费用。概算矿井通风费用。、矿井通风设计的要求、矿井通风设计的要求 将足够的新鲜空气有效地送到井下工作场所，保证生产和良好的将足够的新鲜空气有效地送到井下工作场所，保证生产和良好的劳动条件；劳动条件； 通风系统简单，风流稳定，易于管理，具有抗灾能力；通风系统简单，风流稳定，易于管理，具有抗灾能力； 发生事故时，风流易于控制，人员便于撤出；发生事故时，风流易于控制
30、，人员便于撤出； 有符合规定的井下环境及安全监测系统或检测措施；有符合规定的井下环境及安全监测系统或检测措施； 通风系统的基建投资省，营运费用低、综合经济效益好。通风系统的基建投资省，营运费用低、综合经济效益好。二、优选矿井通风系统二、优选矿井通风系统 1 1、矿井通风系统的要求、矿井通风系统的要求 1)1)每一矿井必须有完整的独立通风系统。每一矿井必须有完整的独立通风系统。 2)2)进风井囗应按全年风向频率，必须布置在不受粉尘、煤尘、灰尘、进风井囗应按全年风向频率，必须布置在不受粉尘、煤尘、灰尘、有害气体和高温气体侵入的地方。有害气体和高温气体侵入的地方。 3)3)箕斗提升井或装有胶带输送机
31、的井筒不应兼作进风井，如果兼作箕斗提升井或装有胶带输送机的井筒不应兼作进风井，如果兼作回风井使用，必须采取措施，满足安全的要求。回风井使用，必须采取措施，满足安全的要求。 4)4)多风机通风系统，在满足风量按需分配的前提下，各主要通风机多风机通风系统，在满足风量按需分配的前提下，各主要通风机的工作风压应接近。的工作风压应接近。 5)5)每一个生产水平和每一采区，必须布置回风巷，实行分区通风。每一个生产水平和每一采区，必须布置回风巷，实行分区通风。 6)6)井下爆破材料库必须有单独的新鲜风流，回风风流必须直接引入井下爆破材料库必须有单独的新鲜风流，回风风流必须直接引入矿井的总回风巷或主要回风巷中
32、。矿井的总回风巷或主要回风巷中。 7)7)井下充电室必须单独的新鲜风流通风，回风风流应引入回风巷。井下充电室必须单独的新鲜风流通风，回风风流应引入回风巷。、确定矿井通风系统、确定矿井通风系统 根据矿井瓦斯涌出量、矿井设计生产能力、煤层赋存条件、表土根据矿井瓦斯涌出量、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、煤层自燃倾向性及兼顾中后期生产需层厚度、井田面积、地温、煤层自燃倾向性及兼顾中后期生产需要等条件，提出多个技术上可行的方案，通过优化或技术经济比要等条件，提出多个技术上可行的方案，通过优化或技术经济比较后确定矿井通风系统。较后确定矿井通风系统。三、矿井风量计算三、矿井风量
33、计算（一）、矿井风量计算原则（一）、矿井风量计算原则 矿井需风量，按下列要求分别计算，并必须采取其中最大值。矿井需风量，按下列要求分别计算，并必须采取其中最大值。（）按井下同时工作最多人数计算，每人每分钟供给风量不得少于（）按井下同时工作最多人数计算，每人每分钟供给风量不得少于4m3；（）按采煤、掘进、硐室及其他实际需要风量的总和进行计算。（）按采煤、掘进、硐室及其他实际需要风量的总和进行计算。(二）矿井需风量的计算二）矿井需风量的计算1、采煤工作面需风量的计算、采煤工作面需风量的计算 采 煤 工 作 面 的 风 量 应 该 按 下 列 因 素 分 别 计 算 ， 取 其 最 大 值 。采 煤
34、 工 作 面 的 风 量 应 该 按 下 列 因 素 分 别 计 算 ， 取 其 最 大 值 。(1)按瓦斯涌出量计算按瓦斯涌出量计算：式 中 ：式 中 ： Qw i 第第 i 个 采 煤 工 作 面 需 要 风 量 ，个 采 煤 工 作 面 需 要 风 量 ， m3/ m i n Qgwi第第 i个采煤工作面瓦斯绝对涌出量，个采煤工作面瓦斯绝对涌出量，m3/min kgwi第第i个采煤工作面因瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，通常机个采煤工作面因瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，通常机采工作面取采工作面取kgwi=1.21.6 炮采工作面取炮采工作面取kgwi=1.42.0,水采工作面取水采工作面取
35、kgwi=2.03.0kQQgwiwi 100（2 2）按工作面进风流温度计算）按工作面进风流温度计算： 采煤工作面应有良好的气候条件。其进风流温度可根据风流温度预采煤工作面应有良好的气候条件。其进风流温度可根据风流温度预测方法进行计算。其气温与风速应符合表中的要求：测方法进行计算。其气温与风速应符合表中的要求：采煤工作面的需要风量按下式计算：采煤工作面的需要风量按下式计算：式中式中 v vwiwi第第i i个采煤工作面的风速，按其进风流温度从表中取；个采煤工作面的风速，按其进风流温度从表中取；m/s, m/s, S Swiwi第第i i个采煤工作面有效通风断面，取最大和最小控顶时有效个采煤工
36、作面有效通风断面，取最大和最小控顶时有效断面的平均值，断面的平均值，m m2 2 ； k kwiwi第第i i 个工作面的长度系数。个工作面的长度系数。采煤工作面进风流气温采煤工作面风速 m/s1515181820202323260.30.50.50.80.81.01.01.51.51.8wliwiwiwikSVQ 603 3）按使用炸药量计算：）按使用炸药量计算：式中式中 2525每使用每使用1kg1kg炸药的供风量，炸药的供风量，m m3 3/min/min； 第第i i个采煤工作面一次爆破使用的最大炸药量，个采煤工作面一次爆破使用的最大炸药量，kgkg。4 4） 按工作人员数量计算按工作
37、人员数量计算： 式中式中 4 4每人每分钟应供给的最低风量，每人每分钟应供给的最低风量，m m3 3/min /min n nwiwi第第i i 个采煤工作面同时工作的最多人数个采煤工作面同时工作的最多人数, ,个。个。5)5)按风速进行验算按风速进行验算 按最低风速验算各个采煤工作面的最小风量：按最低风速验算各个采煤工作面的最小风量： 按最高风速验算各个采煤工作面的最大风量：按最高风速验算各个采煤工作面的最大风量： wiwiAQ 25wiAwiwinQ 4wiwiSQ25. 060wiwiSQ460、掘进工作面需风量的计算：、掘进工作面需风量的计算： 煤巷、半煤岩和岩巷掘进工作面的风量，应按
38、下列因素分别计算，煤巷、半煤岩和岩巷掘进工作面的风量，应按下列因素分别计算，取其最大值。取其最大值。（）按瓦斯涌出量计算：（）按瓦斯涌出量计算： 式中式中 Q Qhihi第第i i个掘进工作面的需风量，个掘进工作面的需风量，m m3 3/min/min Q Qghighi第第i i个掘进工作面的绝对瓦斯涌出量；个掘进工作面的绝对瓦斯涌出量；m m3 3/min/min k kghighi第第i i个掘进工作面的瓦斯涌出不均匀和备用风量系数。个掘进工作面的瓦斯涌出不均匀和备用风量系数。一般可取一般可取1.51.52.02.0。（2 2）按炸药量计算）按炸药量计算 式中式中 2525使用使用1kg
39、1kg炸药的供风量，炸药的供风量，m m3 3/min;/min; A Ahihi第第i i个掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量，个掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量，kgkgghighihikQQ100hihiAQ 25（3 3）按局部通风机吸风量计算）按局部通风机吸风量计算式中式中 第第i i个掘进工件面同时运转的局部通风机额定风量的和。个掘进工件面同时运转的局部通风机额定风量的和。 k khfihfi为防止局部通风机吸循环风的风量备用系数，一般取为防止局部通风机吸循环风的风量备用系数，一般取1.21.31.21.3；进风巷道中无瓦斯涌出时取；进风巷道中无瓦斯涌出时取1.21.2，有瓦斯涌
40、出时取，有瓦斯涌出时取1.31.3（）按工作人员数量计算）按工作人员数量计算式中式中 n nhihi第第i i个掘进工作面同时工作的最多人数，人。个掘进工作面同时工作的最多人数，人。（）按风速进行验算（）按风速进行验算 按最小风速验算，岩巷掘进面最小风量：按最小风速验算，岩巷掘进面最小风量： 各个煤巷或半煤岩巷掘进面的最小风量；各个煤巷或半煤岩巷掘进面的最小风量； 按最高风速验算，掘进面的最大风量：按最高风速验算，掘进面的最大风量： 式中式中 s shihi第第i i个掘进工作面巷道的净断面积，个掘进工作面巷道的净断面积，m m2 2hfiQhihinQ 4hihiSQ15. 060dihiS
41、Q460hihiSQ25.060hfihfihikQQ、硐室需风量计算、硐室需风量计算 独立通风硐室的供风量，应根据不同类型的硐室分别进行计算：独立通风硐室的供风量，应根据不同类型的硐室分别进行计算：（）机电硐室（）机电硐室 发热量大的机电硐室，按硐室中运行的机电设备发热量进行计算：发热量大的机电硐室，按硐室中运行的机电设备发热量进行计算：式中式中 Q Qriri第个机电硐室的需风量，第个机电硐室的需风量，m m3 3/min/min 机电硐室中运转的电动机（变压器）总功率，机电硐室中运转的电动机（变压器）总功率，KWKW 机电硐室的发热系数，机电硐室的发热系数，空气密度，一般取空气密度，一般
42、取1.25kg/m1.25kg/m3 3c cp p空气的定压比热，一般可取空气的定压比热，一般可取1KJ/kgk1KJ/kgktt机电硐室进、回风流的温度差，机电硐室进、回风流的温度差，采区变电所及变电硐室，可按经验值确定需风量采区变电所及变电硐室，可按经验值确定需风量 m m3 3/min/min tcNQpri603600N8060riQ（2）爆破材料库）爆破材料库 式中式中 v库房空积，库房空积，m3（3）充电硐室）充电硐室 按其回风流中氢气浓度小于按其回风流中氢气浓度小于0.5%计算计算 式中式中 qrhi第个充电硐室在充电时产生的氢气量，第个充电硐室在充电时产生的氢气量，m3/mi
43、n5、矿井总风量计算、矿井总风量计算 矿井的总进风量，应按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需要风量矿井的总进风量，应按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需要风量的总和的总和: 式中式中Qwl采煤工作面和备用工作面所需风量之和，采煤工作面和备用工作面所需风量之和，m3/min； Qhl掘进工作面所需风量之和，掘进工作面所需风量之和，m3/min； Qrl硐室所需风量之和，硐室所需风量之和，m3/min； km矿井通风系统（包括矿井内部漏风和配风不均匀等因素）矿井通风系统（包括矿井内部漏风和配风不均匀等因素）备用系数，宜取备用系数，宜取1.151.25。rhiriqQ 20060/4 vQrimrtht
44、wtmkQQQQ)(四、矿井通风总阻力计算四、矿井通风总阻力计算(一一) 矿井通风总阻力计算原则矿井通风总阻力计算原则1、矿井通风设的总阻力，不应超过、矿井通风设的总阻力，不应超过2940Pa。2、矿井井巷的局部阻力，新建矿井按井巷摩擦阻力的、矿井井巷的局部阻力，新建矿井按井巷摩擦阻力的10%计算，扩建矿计算，扩建矿井宜按井巷摩擦阻力的井宜按井巷摩擦阻力的15%计算。计算。（二）矿井通风总阻力计算（二）矿井通风总阻力计算 矿井通风总阻力矿井通风总阻力：风流由进风井口起风流由进风井口起，到回风井口止，沿一条通路到回风井口止，沿一条通路（风流路线）各个分支的摩擦阻力和局部阻力的总和，简称矿井总阻（
45、风流路线）各个分支的摩擦阻力和局部阻力的总和，简称矿井总阻力，用力，用hm表示。表示。 对于矿井有两台或多台风主要通风机工作，矿井通风阻力按每台主要通对于矿井有两台或多台风主要通风机工作，矿井通风阻力按每台主要通风机所服务的系统分别计算。风机所服务的系统分别计算。 矿井通风系统总阻力最小时称矿井通风系统总阻力最小时称通风容易时期通风容易时期。通风系统总阻力最大时亦。通风系统总阻力最大时亦称为称为通风困难时期通风困难时期。 对于通风困难和容易时期，要分别画出通风系统图。按照采掘工作面及对于通风困难和容易时期，要分别画出通风系统图。按照采掘工作面及硐室的需要分配风量，再由各段风路的阻力计算矿井总阻
46、力。硐室的需要分配风量，再由各段风路的阻力计算矿井总阻力。计算方法：计算方法： 沿着风流总阻力最大路线，依次计算各段摩擦阻力沿着风流总阻力最大路线，依次计算各段摩擦阻力 h hf f，然后分，然后分别累计得出容易和困难时期的总摩擦阻力别累计得出容易和困难时期的总摩擦阻力 h hf1 f1 和和 h hf2f2。 通风容易时期总阻力通风容易时期总阻力 ： 通风困难时期总阻力：通风困难时期总阻力： h hf f 按下式计算：按下式计算： 式中式中11111)15. 11 . 1 ()15. 01 . 0 (fffefmhhhhhhnififhh122iiiiifiQsulh22222)15. 11
47、 . 1 ()15. 01 . 0 (fffefmhhhhhh五、矿井通风设备的选择五、矿井通风设备的选择 矿井通风设备是指主要通风机和电动机。矿井通风设备是指主要通风机和电动机。（一）矿井通风设备的要求（一）矿井通风设备的要求： 1 1、矿井必须装设两套同等能力的主通风设备，其中一套作备用。、矿井必须装设两套同等能力的主通风设备，其中一套作备用。 2 2、选择通风设备应满足第一开采水平各个时期工况变化，并使通风、选择通风设备应满足第一开采水平各个时期工况变化，并使通风设备长期高效率运行。设备长期高效率运行。 3 3、风机能力应留有一定的余量。、风机能力应留有一定的余量。 4 4、进、出风井井
48、口的高差在、进、出风井井口的高差在150m150m以上，或进、出风井井口标高相同，以上，或进、出风井井口标高相同，但井深但井深400m400m以上时，宜计算矿井的自然风压。以上时，宜计算矿井的自然风压。（二）主要通风机的选择二）主要通风机的选择 1 1、计算通风机风量、计算通风机风量Q Qf f 式中式中 Q Qf f主要通风机的工作风量，主要通风机的工作风量，m m3 3/s/s; ; Q Qm m矿井需风量，矿井需风量，m m3 3/s/s； k k漏风损失系数，风井不提升用时取漏风损失系数，风井不提升用时取1.11.1；箕斗井兼作；箕斗井兼作 回砚用回砚用时取时取1.151.15；回风回
49、升降人员时取；回风回升降人员时取1.21.2。mfkQQ2、计算通风机风压、计算通风机风压 离心式通风机（提供的大多是全压曲线）：离心式通风机（提供的大多是全压曲线）： 容易时期容易时期 困难时期困难时期 轴流式通风机（提供的大多是静压曲线）：轴流式通风机（提供的大多是静压曲线）： 容易时期容易时期 困难时期困难时期 hm通风系统的总阻力；通风系统的总阻力； hd通风机附属装置（风硐和扩散器）的阻力；通风机附属装置（风硐和扩散器）的阻力； hvd 扩散器出口动能损失；扩散器出口动能损失； N自然风压，当自然风压与通风机风压作用相同时取自然风压，当自然风压与通风机风压作用相同时取“+”；自然风压
50、与通风机负压作用反向时取自然风压与通风机负压作用反向时取“-”。NvddmtdHhhhHminNdmsdHhhHmaxNdmsdHhhHminNvddmtdHhhhHmax3 3、初选通风机、初选通风机 根据计算的矿井通风容易时期通风机的根据计算的矿井通风容易时期通风机的Q Qf f、H Hsdminsdmin( (或或H Htdmintdmin) )和矿井和矿井通风困难通风机的通风困难通风机的Q Qf f、H Hsdmaxsdmax( (或或H Htdmaxtdmax) )在通风机特性曲线上，选出在通风机特性曲线上，选出满足矿井通风要求的通风机。满足矿井通风要求的通风机。4 4、求通风机的实