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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 矿矿井井通通风风系系统统是是向向矿矿井井各各作作业业地地点点供供给给新新鲜鲜空空气气、排排出出污污浊浊空空气气的的通通风网路、通风动力和通风控制设施的总称。风网路、通风动力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一、矿井通风系统的类型及其适用条件 按按进进、回回井井在在井井田田内内的的位位置置不不同同，通通风风系系统统可可分分为为中中央央式式、对对角角式
3、式、区域式及混合式。区域式及混合式。1 1、中央式、中央式 进进、回回风风井井均均位位于于井井田田走走向向中中央央。根根据据进进、回回风风井井的的相相对对位位置置，又又分分为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）。2 2、对角式、对角式 1 1）两翼对角式）两翼对角式 进进风风井井大大致致位位于于井井田田走走向向的的中中央央，两两个个回回风风井井位位于于井井田田边边界界的的两两翼翼（沿沿倾倾斜斜方方向向的的浅浅部部），称称为为两两翼翼对对角角式式，如如果果只只有有一一个个回回风风井，且进、回风分别位于井田的两翼称为单翼对角式。井，且进、回风分别位于井田的两
4、翼称为单翼对角式。2 2）分区对角式）分区对角式 进进风风井井位位于于井井田田走走向向的的中中央央，在在各各采采区区开开掘掘一一个个不不深深的的小小回回风风井井，无总回风巷。无总回风巷。3 3、区域式、区域式 在在井井田田的的每每一一个个生生产产区区域域开开凿凿进进、回回风风井井，分分别别构构成成独独立立的的通通风风系统。如图。系统。如图。4 4、混合式、混合式 由由上上述述诸诸种种方方式式混混合合组组成成。例例如如，中中央央分分列列与与两两翼翼对对角角混混合合式式，中央并列与两翼对角混合式等等。中央并列与两翼对角混合式等等。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
5、 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：抽出式、压入式、压抽混合式抽出式、压入式、压抽混合式。1 1、抽出式抽出式 主主要要通通风风机机安安装装在在回回风风井井口口，在在抽抽出出式式主主要要通通风风机机的的作作用用下下，整整个个矿矿井井通通风风系系统统处处在在低低于于当当地地大大气气压压力力的的负负压压状状态态。当当主主要要通通风风机机因因故故停停止止运运转时，井下风流的压力提高，比较安全。转时，井下风流的压力提高，比较安全。2 2、压入式、压入式 主主要要通通风风机机安安设设在在入入风风井井口口，在在压压入入式式主主要要通通风风机机作作用用下下，整整个个矿矿井井通通风风系系
6、统统处处在在高高于于当当地地大大气气压压的的正正压压状状态态。在在冒冒落落裂裂隙隙通通达达地地面面时时，压压入入式式通通风风矿矿井井采采区区的的有有害害气气体体通通过过塌塌陷陷区区向向外外漏漏出出。当当主主要要通通风风机机因因故故停停止运转时，井下风流的压力降低。止运转时，井下风流的压力降低。3 3、压抽混合式、压抽混合式 在在入入风风井井口口设设一一风风机机作作压压入入式式工工作作，回回风风井井口口设设一一风风机机作作抽抽出出式式工工作作。通通风风系系统统的的进进风风部部分分处处于于正正压压，回回风风部部分分处处于于负负压压，工工作作面面大大致致处处于于中中间间，其其正正压压或或负负压压均均
7、不不大大，采采空空区区通通连连地地表表的的漏漏风风因因而而较较小小。其其缺缺点点是是使用的通风机设备多，管理复杂。使用的通风机设备多，管理复杂。三、矿井通风系统的选择三、矿井通风系统的选择 根根据据矿矿井井设设计计生生产产能能力力、煤煤层层赋赋存存条条件件、表表土土层层厚厚度度、井井田田面面积积、地地温温、矿矿井井瓦瓦斯斯涌涌出出量量、煤煤层层自自燃燃倾倾向向性性等等条条件件，在在确确保保矿矿井井安安全全、兼兼顾顾中中、后后期期生生产产需需要要的的前前提提下下，通通过过对对多多种种个个可可行行的的矿矿井井通风系统方案进行技术经济比较后确定。通风系统方案进行技术经济比较后确定。中中央央式式通通风
8、风系系统统具具有有井井巷巷工工程程量量少少、初初期期投投资资省省的的优优点点。因因此此，矿井初期宜优先采用。矿井初期宜优先采用。有有煤煤与与瓦瓦斯斯突突出出危危险险的的矿矿井井、高高瓦瓦斯斯矿矿井井、煤煤层层易易自自燃燃的的矿矿井井及及有热害的矿井，应采用有热害的矿井，应采用对角式或分区对角式对角式或分区对角式通风；通风；当当井井田田面面积积较较大大时时，初初期期可可采采用用中中央央通通风风，逐逐步步过过渡渡为为对对角角式式或或分区对角式分区对角式。矿矿井井通通风风方方法法一一般般采采用用抽抽出出式式。当当地地形形复复杂杂、露露头头发发育育老老窑窑多多、采用多风井通风有利时，可采用压入式通风。
9、采用多风井通风有利时，可采用压入式通风。第二节第二节 采区通风系统采区通风系统 采采区区通通风风系系统统是是矿矿井井通通风风系系统统的的主主要要组组成成单单元元,包包括括：采采区区进进风风、回回风风和工作面进、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。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 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 2、采采煤煤和和掘掘进进工工作作面面应应独独立立通通风风系系统统。有有特特殊殊困困难难必必须须串串联联通通风风时时应应符符合合
10、有关规定。有关规定。3 3、煤层倾角大于、煤层倾角大于1212的采煤工作面采用下行通风时，报矿总工程师批准，的采煤工作面采用下行通风时，报矿总工程师批准，4 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 3条或条或4 4条上山条上山。1 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 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
11、风比比较较：轨轨道道上上山山进进风风，新新鲜鲜风风流流不不受受煤煤炭炭释释放放的的瓦瓦斯斯、煤煤尘尘污污染染及及放放热热影影响响，输输送送机机上上山山进进风风，运运输输过过程程中中所所释释放放的的瓦瓦斯斯，可可使使进进风风流流的的瓦瓦斯斯和和煤尘浓度增大，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 上上行行风风与与下下行行风风是是指指进进风风流流方方向向与与采采煤煤工工作作面面的的关关系系而而言言。当当采采煤煤工工作作面面进进风风巷巷道道水水平平低低于于回回风风巷巷时时，采采煤煤工工作作面面的的风风流流沿沿倾倾斜斜
12、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：、下下行行风风的的方方向向与与瓦瓦斯斯自自然然流流向向相相反反，二二者者易易于于混混合合且且不不易易出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
13、 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第三节第三节 通风构筑物及漏风通风构筑物及漏风 矿矿井井通通风风系系统统网网路路中中适适当当位位置置安安设设的的隔隔断断、引引导导和和控控制制风风流流的的设设施施和和装装置置，以以保保证证风风流流按按生生产产需需要要流流动动。这这些些设设施施和和装装置置，统统称称为为通通风风构构筑物筑物。一、通风构筑物一、通风构筑物 分分为为两两大大类类：一一类类是是通通过过风风流流的的通通风风构构筑筑物物，如如主主要要通
14、通风风机机风风硐硐、反反风风装装置置、风风桥桥、导导风风板板和和调调节节风风窗窗；另另一一类类是是隔隔断断风风流流的的通通风风构构筑筑物物，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、风风门门 按按设设地地点点：在在通通风风系系统统中中既既要要隔隔断断风风流流又又要要行行人人或或通通车车的的地地方方应应设设立立风风门门。在在行行人人或或通通车车不不多多的的地地方方，可可构构筑筑普普通通风风门门。而而在在行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：（
15、1 1）每每组组风风门门不不少少于于两两道道，通通车车风风门门间间距距不不小小于于一一列列车车长长度度，行行人人风风门门间间距距不不小小于于5 5m m。入入排排风风巷巷道道之之间间要要需需设设风风门门处处同同时时设设反反向向风风门门，其其数量不少于两道；数量不少于两道；（2 2）风风门门能能自自动动关关闭闭；通通车车风风门门实实现现自自动动化化，矿矿井井总总回回风风和和采采区区回回风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）；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）门门框框要要包包边边沿沿口口，有有垫垫衬衬，四四周周接接触触严严密密，门门扇扇平平整
16、整不不漏漏风风，门门扇与门框不歪扭。门轴与门框要向关门方向倾斜扇与门框不歪扭。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0.50.5m m，严密不漏风；严密不漏风；墙墙垛垛周周边边要要掏掏槽槽，见见硬硬顶顶、硬硬帮帮与与煤煤岩岩接接实实。墙墙垛垛平平整整，无无裂裂缝缝、重重缝和空缝；缝和空缝；（5 5）风风门门水水沟沟要要设设反反水水池池或或挡挡风风帘帘，通通车车风风门门要要设设底底坎坎，电电管管路路孔孔要要堵严；风门前后各堵严；风门前后各5 5m m内巷道支护良好，无杂物、积水、淤泥。内巷道支护良好，无
17、杂物、积水、淤泥。2 2、风桥、风桥 当当通通风风系系统统中中进进风风道道与与回回风风道道需需水水平平交交叉叉时时，为为使使进进风风与与回回风风互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。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 密密闭闭是是隔隔断断风风流流的的构构筑筑物物。设设置置在在需需隔隔断断风风流流、也也不不需需要要通通车车
18、行行人的巷道中。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、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
19、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。漏漏风风：未未经经用用风风地地点点而而经经过过采采空空区区、地地表表塌塌陷陷区区、通通风风构构筑筑物物和和煤煤柱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。漏漏风风的的危危害害：使使工工作作面面和和用用风风地地点点的的有有效效风风量量减减少少，气气候候和和卫卫生生条条件件恶恶化化，增增加加无无益益的的电电能能消消耗耗，并并可可导导致致煤煤炭炭自自燃燃等等事事故故。减减少少漏漏风风、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
20、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 矿矿井井漏漏风风按按其其地地点点可可分分为为：（1 1）外外部部漏漏风风（或或称称井井口口漏漏风风）泛泛指指地地表表附附近近如如箕箕斗斗井井井井口口，地地面面主主通通风风机机附附近近的的井井口口、防防爆爆盖盖、反反风风门门、调调节节闸闸门门等等处处的的漏漏风风。（2 2）内内部部漏漏风风（或或称称井井下下漏漏风风）是是指指井井下下各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 当当有有漏漏风风通通路路存存在在，并并在在其其两两端端有有
21、压压差差时时，就就可可产产生生漏漏风风。漏漏风风风风流流通过孔隙的流态，视孔隙情况和漏风大小而异。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）矿矿井井有有效效风风量量率率：矿矿井井有有效效风风量量率率是是矿矿井井有有效效风风量量Q Qe e与与各各台台主主要要通通风风机风量总和之比。矿井有效风量率应不低于机风量总和之比。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
22、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。矿矿井井主主要要通通风风机机装装置置外外部部漏漏风风率率无无提提升升设设备备时时不不得得超超过过5 5，有有提提升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 漏漏风风风风量量与与漏漏风风通通道道两两端端的的压
23、压差差成成正正比比，和和漏漏风风风风阻阻的的大大小小成成反反比比。应应增增加加地地面面主主要要通通风风机机的的风风硐硐、反反风风道道及及附附近近的的风风门门的的气气密密性性，以以减减少漏风。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 将将足足够够的的新新鲜鲜空空气气有有效效
24、地地送送到到井井下下工工作作场场所所，保保证证生生产产和和良良好好的的劳动条件；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，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
25、须有完整的独立通风系统。2)2)进进风风井井囗囗应应按按全全年年风风向向频频率率，必必须须布布置置在在不不受受粉粉尘尘、煤煤尘尘、灰灰尘尘、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)箕箕斗斗提提升升井井或或装装有有胶胶带带输输送送机机的的井井筒筒不不应应兼兼作作进进风风井井，如如果果兼兼作作回风井使用，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)多多风风机机通通风风系系统统，在在满满足足风风量量按按需需分分配配的的前前提提下下，各各主主要要通通风风机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
26、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)井井下下爆爆破破材材料料库库必必须须有有单单独独的的新新鲜鲜风风流流，回回风风风风流流必必须须直直接接引引入入矿井的总回风巷或主要回风巷中。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
27、、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4 4m m3 3；（）（）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
28、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 1、采煤工作面需风量的计算、采煤工作面需风量的计算 采采 煤煤 工工 作作 面面 的的 风风 量量 应应 该该 按按 下下 列列 因因 素素 分分 别别 计计 算算，取取 其其 最最 大大 值值。(1)(1)按瓦斯涌出量计算按瓦斯涌出量计算：式式 中中：Q Qw w i i第第 i i 个个 采采 煤煤 工工 作作 面面 需需 要要 风风 量量，m m3 3/m m i i n n Q Qgwigwi第第 i 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，m m3 3/min/min k kgwigwi第第i
29、 i个个采采煤煤工工作作面面因因瓦瓦斯斯涌涌出出不不均均匀匀的的备备用用风风量量系系数数，通通常常机机采采工工作作面面取取k kgwigwi=1.21.6=1.21.6 炮炮采采工工作作面面取取k kgwigwi=1.42.0,=1.42.0,水水采采工工作作面面取取k kgwigwi=2.03.0=2.03.0（2 2）按工作面进风流温度计算）按工作面进风流温度计算：采采煤煤工工作作面面应应有有良良好好的的气气候候条条件件。其其进进风风流流温温度度可可根根据据风风流流温温度度预预测方法进行计算。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
30、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个个采采煤煤工工作作面面有有效效通通风风断断面面，取取最最大大和和最最小小控控顶顶时时有有效效断面的平均值，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。3 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1 1kgkg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
31、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人员数量计算：式中式中 44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：、掘进工作面需风量的计算：、掘进工作面需风量的计算：煤煤巷巷、半半煤煤岩岩和和岩岩巷巷掘掘进进工工作作面面的
32、的风风量量，应应按按下下列列因因素素分分别别计计算算，取取其最大值。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个个掘掘进进工工作作面面的的瓦瓦斯斯涌涌出出不不均均匀匀和和备备用用风风量量系系数数。一般可取一般可取1.52.01.52.0。（2 2）按炸药量计算）按炸药量计算 式中式中 2525使用使用1 1kgkg炸药的供风量，炸药
33、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，kgkg（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为为防防止止局局部部通通风风机机吸吸循循环环风风的的风风量量备备用用系系数数，一一般般取取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
34、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 2、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
35、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，一般取1.251.25kg/mkg/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1 1KJ/kgkKJ/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
36、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 （2 2）爆破材料库）爆破材料库 式中式中 v v库房空积，库房空积，m m3 3（3 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%0.5%计算计算 式中式中 q qrhirhi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，m m3 3/min/min5 5、矿井总风量计算矿井总风量计算 矿矿井井的的总总进进风风量量，应应按按采采煤煤、掘掘进进、硐硐室室及及其其他他地地点点实实际际需需要要风风量的总和量的总和:式中式中Q Qwlw
37、l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，m m3 3/min/min；Q Qhlhl掘进工作面所需风量之和，掘进工作面所需风量之和，m m3 3/min/min；Q Qrlrl硐室所需风量之和，硐室所需风量之和，m m3 3/min/min；k km m矿矿井井通通风风系系统统（包包括括矿矿井井内内部部漏漏风风和和配配风风不不均均匀匀等等因因素素）备用系数，宜取备用系数，宜取1.151.251.151.25。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 1、矿井通风设的总阻力，不应超过、矿井通风设的总阻力，
38、不应超过29402940PaPa。2 2、矿矿井井井井巷巷的的局局部部阻阻力力，新新建建矿矿井井按按井井巷巷摩摩擦擦阻阻力力的的10%10%计计算算，扩扩建建矿矿井宜按井巷摩擦阻力的井宜按井巷摩擦阻力的15%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 矿矿井井通通风风总总阻阻力力：风风流流由由进进风风井井口口起起，到到回回风风井井口口止止，沿沿一一条条通通路路（风风流流路路线线）各各个个分分支支的的摩摩擦擦阻阻力力和和局局部部阻阻力力的的总总和和，简简称称矿矿井井总总阻阻力，用力，用h hm m表示。表示。对对于于矿矿井井有有两两台台或或多多台台风风主主要要通通风风机机
39、工工作作，矿矿井井通通风风阻阻力力按按每每台台主主要要通风机所服务的系统分别计算。通风机所服务的系统分别计算。矿矿井井通通风风系系统统总总阻阻力力最最小小时时称称通通风风容容易易时时期期。通通风风系系统统总总阻阻力力最最大大时时亦称为亦称为通风困难时期通风困难时期。对对于于通通风风困困难难和和容容易易时时期期，要要分分别别画画出出通通风风系系统统图图。按按照照采采掘掘工工作作面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力。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
40、力 h hf f，然后分别然后分别累计得出容易和困难时期的总摩擦阻力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、选选择择通通风风设设备备应应满满足足
41、第第一一开开采采水水平平各各个个时时期期工工况况变变化化，并并使使通通风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、进进、出出风风井井井井口口的的高高差差在在150150m m以以上上，或或进进、出出风风井井井井口口标标高高相相同同，但井深但井深400400m m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，
42、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；回风回升降人员时取；回风回升降人员时取1.21.2。2 2、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 h hm m通风系统的总阻力；通风系统的总阻力；h hd d通风机附属装置（风硐和扩散器）的阻力；通风机附属
43、装置（风硐和扩散器）的阻力；h hvdvd 扩散器出口动能损失；扩散器出口动能损失；N 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“-”-”。3 3、初选通风机、初选通风机 根根据据计计算算的的矿矿井井通通风风容容易易时时期期通通风风机机的的Q Qf f、H Hsdminsdmin(或或H Htdmintdmin)和和矿矿井井通通风风困困难难通通风风机机的的Q Qf f、H Hsdmaxsdmax(或或H Htdmaxtdmax)在在通通风风机机特特性性曲曲线线上上，选
44、选出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、求通风机的实际工况点、求通风机的实际工况点 因为根据因为根据Q Qf f、H Hsdminsdmin(或或H Htdmitdmin n)和和Q Qf f、H Hsdmaxsdmax(或或H Htdmaxtdmax)确定的工况点，确定的工况点，但设计工况点不一定恰好在所选择通风机的特性曲线上，必须根但设计工况点不一定恰好在所选择通风机的特性曲线上，必须根据通风机的工作阻力，确定其实际工况点。据通风机的工作阻力，确定其实际工况点。步骤步骤：1 1）计算通风机的工作风阻）计算通风机的工作风阻 用静压特性曲线时用静压特性曲线时：用全压特
45、性曲线时：用全压特性曲线时：2 2）确定通风机的实际工况点）确定通风机的实际工况点 在通风机特性曲线上作通风机工作风阻曲线，与风压曲线的交点在通风机特性曲线上作通风机工作风阻曲线，与风压曲线的交点即为实际工况点。即为实际工况点。5 5、确定通风的型号和转速、确定通风的型号和转速 根据通风机的工况参数（根据通风机的工况参数（Q Qf f 、H Hsdsd 、N N）对初选的通风机进对初选的通风机进行技术、经济和安全性比较，最后确定通风机的型号和转速。行技术、经济和安全性比较，最后确定通风机的型号和转速。Q(m3/s)H(Pa)(Hmin,Qfmin)(Hmax,Qfmax)RmaxRminMma
46、xMmin 6 6、电动机选择、电动机选择（）通风机的输入功率按通风容易和困难时期，分别计算风所需（）通风机的输入功率按通风容易和困难时期，分别计算风所需的输入功率的输入功率N Nminmin ，max max 。或或（）、电动机的台数及种类（）、电动机的台数及种类 当当N Nminmin0.6N0.6Nmaxmax时，可选一台电动机，电动机功率为：时，可选一台电动机，电动机功率为：当当N Nminmin0.6N0.6Nmaxmax时，选二台电动机，其功率分别为：时，选二台电动机，其功率分别为：初期：初期：后期按选一台电机公式计算。后期按选一台电机公式计算。e e ：电机效率，电机效率，trt
47、r：传动效率。传动效率。六、概算矿井通风费用六、概算矿井通风费用 吨煤通风成本是通风设计和管理的重要经济指标。吨煤通风成本是通风设计和管理的重要经济指标。吨煤通风成本主要包括下列费用：吨煤通风成本主要包括下列费用：1 1、电费（、电费（W W1 1）吨吨煤煤的的通通风风电电费费为为主主要要通通风风机机年年耗耗电电费费及及井井下下辅辅助助通通风风机机、局局部部通通风风机电费之和除以年产量，可用如下公式计算：机电费之和除以年产量，可用如下公式计算：EE主要通风机年耗电量，主要通风机年耗电量，DD电价，元电价，元/KWhKWh；TT矿井年产量，吨；矿井年产量，吨；v v变压器效率，可取变压器效率，可
48、取0.950.95；E EA A局部通风机和辅助通风机的年耗电量；局部通风机和辅助通风机的年耗电量；w w电缆输电效率电缆输电效率2 2、设备折旧费、设备折旧费3 3、材料消耗费用、材料消耗费用4 4、通风工作人员工资费用、通风工作人员工资费用5 5、专为通风服务的井巷工程折旧费和维护费折算至吨煤的费用。、专为通风服务的井巷工程折旧费和维护费折算至吨煤的费用。6 6、采每吨煤的通风仪表的购置费和维修费用。、采每吨煤的通风仪表的购置费和维修费用。第五节第五节 可控循环通风概述可控循环通风概述 可可控控循循环环通通风风是是由由英英国国学学者者S.J.LEACHS.J.LEACH和和A.SLACKA
49、.SLACK研研究究提提出出，七七十十年年初初在在英英国国开开始始应应用用。之之后后，包包括括中中国国在在内内的的许许多多国国家家也也相相继继对对可控循环通风进行了研究和应用。可控循环通风进行了研究和应用。定定义义：在在低低瓦瓦斯斯矿矿中中，当当采采掘掘工工作作面面位位于于矿矿井井的的边边远远地地区区，原原有有通通风风系系统统不不能能保保证证按按需需供供风风，而而该该地地区区的的回回风风的的风风质质又又比比较较好好时时，可可以以在在局局部部通通风风系系统统的的进进、回回风风之之间间安安置置通通风风设设备备、设设施施和和监监控控设设备备，对对回回风风进进行行合合理理循循环环控控制制加加以以再再利利用用，以以增增加加用用风风地地点点的的实际风量。此种实际风量。此种通风方法称为可控循环风通风方法称为可控循环风。循环率：循环率：QcQ循环风机 第七章作业第七章作业7-1,7-2,7-3,7-4,7-57-1,7-2,7-3,7-4,7-5