矿井通风与空气调节理工大学考试重点

千万不要相信理工大学老师画的重点，那就是不考的内容，老师很坑人，什么不是重点考试考什么，我是过来人，老师说谎从来不脸红
巷道调温圈：巷道岩壁附近的岩石原始温度场受通风影响的扰动范围
热湿比：为了说明空气状态变化的方向和特性，常用状态变化前后的焓差和含湿量差的比值来表示，称为热湿比。

风流的运动形式：a有固定边界的，特点是空气受边界的限制而沿风道方向流动；b没有固定边界的，即自由风流，特点：风流的边界不是风道壁，而是与风流同一相态的介质
掘进工作面通风
混合式通风：是压入式和抽出式两种通风方式的联合运用，按局部扇风机和风筒的布设位置，分为长压短抽、长抽短压和长抽长压三种。

兼有抽出式与压入式通风的优点，通风效果好。

主要缺点是增加了一套通风设备，电能消耗大，管理也比较复杂；降低了压入式与抽出式两列风筒重叠段巷道内的风量。

混合式通风适用于大断面、长距离岩巷掘进巷道中
矿井总风压通风：是利用矿井主要扇风机的风压，借助导风设施把主导风流的新鲜空气引入掘进工作面。

其通风量取决于可利用的风压和风道风阻。

按导风设施不同可分为1风筒导风2平行巷道导风3钻孔导风4风幛导风
局部通风设备：由局部通风动力设备、风筒及附属装置组成
风筒要求：漏风小、风阻小、重量轻、拆装简便
风筒接头：刚性风筒一般采用法兰盘连接方式，柔性风筒的接头方式有插接、单反边接头、双反边接头、活三环多反边接头、螺圈接头等
矿井通风系统
矿井通风系统是矿井开拓、开采系统中为了实现通风目的和任务，向井下各作业地点供给新鲜空气，排出井下产生的污浊空气，调节井下气候条件而专门统筹规划、设计构建的由通风网络、通风动力和通风控制设施组成的工程体系总称。

矿井通风系统划分：①按服务范围分为统一通风和分区通风；②按进风与回风井
在井田范围内的布局分为中央式、对角式和中央对角混合式；③按主扇的工作方式分为压入式、抽出式和压轴混合式；④根据风流的输送与调控方式，分为主扇—风扇、主扇—辅扇、多级机站、单元调控以及上述四种类型的不同组合。

通风系统按照系统结构分为进风部分、出风部分和用风部分。

有害风流控制：①克服工作面串联风流；②克服内部漏风；③克服反转风流；④防止循环风流。

漏风的控制与利用措施：①矿井开拓系统、开采顺序、采矿方法等因素对矿井漏风有很大影响；②抽出式通风的矿井，应特别注意地表塌陷区和采空区的漏风；
③提高通风构筑物的质量，加强严密性是防止漏风的基本措施；④降低风阻、平衡风压也是减少漏风的重要措施；⑤主扇可安装在井下进风段（或回风段）内，这样可以将原来有害漏风，转变为有益漏风
有效风量：从地表进入井下的新风，到达作业地点，达到通风目的风量称为有效风量。

有效风量率：各工作面实际得到的有效风量总和与矿井总风量（即主扇风量）之比的百分数，称为通风系统的有效风量率，不得小于60%.
总风量构成：有效风量、内部漏风量和外部漏风量。

多级机站：在一个通风系统中使用一定数量的扇风机，根据需要把扇风机分为若干级机站（每个机站视需要由若干台串联或并联的风机构成），由几级进风机站以接力方式将新鲜空气经进风井巷压送到作业区，再由几级回风机站将作业时形成的污浊空气经回风井巷排出矿井，用机站串联工作输送风流，用机站并联解决区域分风。

这样的风流输送与调控方式，称为多风机串并联多级机站。

建立通风系统的原则：①通风系统的进风和出风部分，要从矿山具体条件和生产要求出发，因地制宜、不拘一格，结合各通风单元实际来建立；②排风系统要有很强的回风控制能力，能够用合理的工程投资、较低的电能消耗，快捷干净地将单元的污风排出地表；③进风系统要能够用最短的路径、最小的电耗、最少的投资、最简单的管理方式，将质量和数量合格的新风直接送入各单元。

一般情况下，在没有氡危害的矿井，必须采用压入式供风，使进风部分和用风部分处于正压状态，防止氡和氡子体向矿内渗流而污染风源；④尽量采用多路进风和多路排风，并使各路风量分配与各路阻力状况相适应。

调控方式选用法则：①网路结构比较简单的通风系统，宜选用主—风扇调控。

只要在最大阻力线路上不再设置风窗，就符合该种调控方法的最小功耗原则；②网路结构稍微复杂的通风系统，宜选用主—辅扇调控。

只要在最小阻力线路以外的其余风路设置辅扇，即可达到调控风量的目的，并符合该种调控方法的最小功耗原则；③网路结构较为复杂、有氡危害的通风系统，建议选用多级机站或单元调控方式；④网路结构比较复杂、开采范围较大的通风系统，建议选用单元调控方式或不同类型的组合调控方式。

矿井通风阻力及其计算
紊流脉动：实际上，风流中个点的流速、压力等物理参数随时间作不规则变化时均速度：瞬时速度随时间虽然不断变化，但在一足够长的时间段内，流速总是围绕着某一平均值上下波动
降低局部阻力和正面阻力的方法：1尽量避免井巷的突然扩大与突然缩小，将断面大小不同的巷道连接处做成逐渐扩大或逐渐缩小的形状2在风速较大的井巷局部区段上，要采取有效措施减小其局部阻力系数3要尽量避免井巷直角拐弯，拐弯处内外两侧要尽量做成圆弧形，且圆弧的曲率半径应尽量放大4将永久性的正面阻力物做成流线形，要注意清楚井巷内的堆积物，在风速较大的主要通风井巷内尤其重要。

通风网络图：用图论的方法对通风系统进行抽象描述，把通风系统变成一个由线、点及其属性组成的系统
回路和网孔：由两条或两条以上方向并不都相同的分支首尾相连形成的闭合线路，其中含有分支者称为回路，无分支者称为网孔
树：是指任意两节点间至少存在一条通路但不含回路的一类特殊图。

由于这类图的几何形状与树相似，故得名。

树中的分支称为树枝。

包含通风网络的全部节点的树称其为生成树，简称树
弦：在任一通风网络的每棵生成树中，每增加一个分支就构成一个独立的回路或网孔，这种分支就叫做弦（又名余数枝）
矿井通风网络图的特点：1通风网络图只反映风流方向及节点与分支间的相互关系，节点位置与分支线的形状可以任意改变2能清楚地反映风流的方向和分合关
系，并且是进行各种通风计算的基础，因此是矿井通风管理的一种重要图件
通风网络图类型：1与通风系统图形状基本一致的通风网络图2曲线形状的通风网络图
绘制通风网络图步骤1节点编号2绘制草图3图形整理
串联网络的缺点：总风阻大，通风困难；串联风路中各分支的风量不易调节，而且前面工作地点产生污染物直接影响后面的工作场所
并联风网：由两条或两条以上具有相同始节点和末节点的分支所组成的通风网络并联风网特性：1总风量等于各分支的风量之和2总风压等于各分支风压3并联风网等积孔等于各分支等积孔之和
角联分支风向判别：取决于其始、末节点间的压能值。

风流由能位高的节点流向能位低的节点；当两点能位相同时，风流停滞；当始节点能位低于末节点时，风流反向
矿井风量调节：从调节设施来看，有通风机、射流器、风窗、风幕和增加并联井巷或扩大通风断面等。

按其调节的范围，可分为局部风量调节与矿井总风量调节。

从通风能量的角度看，可分为增能调节、耗能调节和节能调节
局部风量调节
在采区内部各工作面间，采区之间或生产水平之间的风量调节。

调节方法：增阻调节法、减阻调节法及增能调节法
增阻调节法是在通过在巷道中安设调节风窗等设施，增大巷道中的局部阻力，从而降低与该巷道处于同一通路中的风量，或增大与其关联的通路上的风量。

增阻调节是一种耗能调节法。

主要措施：1)调节风窗；2)临时风帘；3)空气幕调节装置等。

使用最多的是调节风窗
使用条件：增阻分支风量有富余。

特点：增阻调节法具有简单、方便、易行、见效快等优点；但增阻调节法会增加矿井总风阻，减少总风量
减阻调节法是在通过巷道中采取降阻措施，降低巷道的通风阻力，从而增大与该巷道处于同一通路中的风量，或减小与其关联通路上的风量。

主要措施1扩大巷道断面2降低摩擦阻力系数3清除巷道中的局部阻力物4采用并联风路5缩短风流路线的总长度
特点：可以降低矿井总风阻，并增加矿井总风量；但降阻措施的工程量和投资一
般都较大，施工工期较长，所以一般在对矿井通风系统进行较大的改造时采用增能调节法主要是采用辅助通风机等增加通风能量的方法，增加局部地点的风量。

主要措施1辅助通风机调节法2利用自然风压调节法
特点：增能调节法的施工相对比较方便，不须降低矿井总风阻，增加矿井总风量，同时可以减少矿井主通风机能耗。

但采用辅助通风机调节时设备投资较大，辅助通风机的能耗较大，且辅助通风机的安全管理工作比较复杂，安全性较差
矿井总风量的调节：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
一：改变主通风机工作特性：改变主通风机的叶轮转速、轴流式风机叶片安装角度和离心式风机前导器叶片角度等，可以改变通风机的风压特性，从而达到调节风机所在系统总风量的目的。

二：改变矿井总风阻值：1. 风硐闸门调节法：如果在风机风硐内安设调节闸门，通过改变闸门的开口大小可以改变风机的总工作风阻，从而可调节风机的工作风量。

2. 降低矿井总风阻：当矿井总风量不足时，如果能降低矿井总风阻，则不仅可增大矿井总风量，而且可以降低矿井总阻力。

通风系统设计
矿井通风设计基本任务：与开拓、采矿方法相配合，建立一个安全可靠、经济合理的矿井通风系统，计算各时期各工作面所需的风量及矿井总风量，计算矿井总阻力，然后以此为依据，选择通风设备。

矿井通风设计所需的原始资料：矿井自然条件；矿井生产条件
矿井通风设计基本内容和步骤：（1）拟定通风系统构建方案；（2）设计矿井及采区的进风、出风方式及通风井巷；（3）决定矿井通风方式及主要风机安装位置；（4）拟定风流的输送与调控方案；（5）计算工作面和全矿通风量；（6）确定全矿供风量和风量分配；（7）计算全矿通风阻力；（8）选择风机及配套电机；（9）编制通风基建与运营费用预算；（10）制订通风工程的施工计划；（11）绘制通风系统平面图、网络图和立体图，编写设计说明书
通风系统的设计原则：（1）系统宏观构建规划合理，既有利于通风，又与矿井开
采规划、开拓方案相辅相成；（2）通风方式及压力分布合理，有利于有毒有害气体和粉尘排出与控制；（3）矿井供风量合理，既有一定余量，又不过大浪费；（4）通风网路结构合理，能将生产要求的风量送到每一个工作面，并将工作面用过的污风快捷地排除地表；井巷工程量少，通风阻力小，污风不串联；（5）分风调控简便易行，分风均衡性、稳定性、可靠性好，有害漏风少，有效风量率和风速合格率高；（6）设备选型合理，安装使用简便，购置费低，运行效率高；（7）通风构筑物和风流调节设施尽量少；（8）充分利用一切可用于通风的井巷和通道，使专门通风井巷工程量最小；（9）通风动力消耗少，通风费用低；（10）适应生产变化的能力强，现场应用和管理的难度不大，能够管好、用好
通风系统设计或改造所达目标：①改善作业环境，提高技术水平；②节省通风费用，提高经济效益；③减轻管理难度，提高管理效率
通风系统根据系统结构划分：统一通风、分区通风和单元通风
分区通风：一个矿井分别建立若干个通风网络、通风动力及调控设施均绝对独立的、风流互不连通的通风系统的格局称为分区通风
实行分区通风的方法：基于矿体分区；基于中段分区；基于采区分区。

单元通风：所为单元通风方式，针对用风部分网络结构复杂、又经常随生产变化而导致的分风调控难题，而提出的一种“将复杂系统单元式简化”新型调控方式。

即依据用风部分通风网络结构和采掘规划布局，以工作面为服务核心，将用风部分复杂的通风网络，划分建设成若干个相互独立、相对简单、现有手段可以调控、分风稳定性能够适应生产工作面变化的通风单元，在其中用风机等调控措施控制风流按需分配。

各通风单元由各自独立的工作面通风网络、自成体系的通风动力和调控设施有机组合构成，相对通风系统自成一体，故对应称之为通风单元进、回风井的布置原则：①每个通风系统至少要有一个可靠的进风井和一个可靠的回风井；进风井既可专门构建，又可利用直通地表的人性运输井巷替代；③对于需采用压入式供风控制氡污染的矿井，以及开凿工程量不大矿井来说，最好设置专用进风井；④一般情况下，大都均以人行运输道或罐笼提升井兼做进风井，在无净化措施时，箕斗井和混合井不宜做进风井；⑤回风井一般都是专用的，不能作行人及运输之用，故每个矿井都必须设置一个以上的专用回风井
通风系统：中央式、对角式和混合式
总需风量：一个通风单元，乃至整个通风系统的总需风量，是指达到预期生产能力时，一个单元或整个系统内各类工作面与需要独立通风的硐室的需风量之总和。

（①通风单元或通风系统的需风量；②回采工作面所需风量；③难于密闭的备用回采工作面所需风量；④掘进工作面所需风量；⑤炸药库、破碎硐室等要求独立风流通风的硐室所需风量；⑥其他需风点的需风量）
第矿井主扇与机械通风
工况点：当风机以某一转速、在风阻Ｒ的管网上工作时、可测算出一组工作参数（风压Ｈ、风量Ｑ、功率Ｎ、和效率），这就是该风机在管网风阻为Ｒ时的工况点
扇风机装置阻力与其出口动能损失之和小于通风机出口动能损失时，通风机装置的静压才会因加扩散器而有所提高，即扩散器起到回收动能的作用
离心式通风机个体特性曲线特点：1离心式风机风压曲线驼峰不明显，且随叶片后倾角度增大逐渐减小，其风压曲线工作段较轴流式风机平缓2当管网风阻作相同量的变化时，其风量变化比轴流式风机要大3离心式风机的轴功率Ｎ随Ｑ增加而增大，只有在接近风流短路时功率才略有下降
风机开启方式：离心式风机在启动时应将风硐中的闸门全闭，待其达到正常转速后再将闸门逐渐打开。

说明：1离心式风机大多是全压特性曲线2当供风量超过需风量过大时，常常利用闸门加阻来减少工作风量，以节省电能
轴流式通风机个体特性曲线特点：1轴流式风机的风压特性曲线一般都有马鞍形驼峰存在2驼峰点Ｄ以右的特性曲线为单调下降区段，是稳定工作段3点Ｄ以左是不稳定工作段，产生所谓喘振（或飞动）现象4轴流式风机的叶片装置角不太大时，在稳定工作段内，功率随Ｑ增加而减小
风机开启方式：轴流式风机应在风阻最小（闸门全开）时启动，以减少启动负荷。

说明：轴流式风机给出的大多是静压特性曲线
通风机的相似条件：比例系数：两个通风机相似是指气体在风机内流动过程相似，或者说它们之间在任一对应点的同名物理量之比保持常数，这些常数叫相似常数或比例系数。

几何相似是风机相似的必要条件，动力相似则是相似风机的充分条
件
工点调节方法
1改变矿井风阻特性曲线：当风机特性曲线不变时，改变工作风阻，工况点沿风机特性曲线移动
增风调节：为了增加矿井的供风量，可以采取下列措施1减少矿井总风阻2当地面外部漏风较大时，可以采取堵塞地面的外部漏风措施
减风调节：当矿井风量过大时，应进行减风调节。

其方法有1增阻调节2对于轴流式通风机，可以用增大外部漏风的方法，减小矿井风量
2改变扇风机风压特性曲线：这种调节方法的特点是矿井总风阻不变，改变风机特性，工况点沿风阻特性曲线移动
包括：1轴流风机可采用改变叶片安装角度达到增减风量的目的2装有前导器的离心式风机，可以改变前导器叶片转角进行风量调节3改变风机转速
风机串联：一个风机的吸风口直接或通过一段巷道（或管道）联结到另一个风机的出风口上同时运转
特点：1通过管网的总风量等于每台风机的风量，即Q=Q1=Q2。

2总风压等于两台风机的工作风压之和，即 H＝H1+H2
结论：1风机串联工作适用于因风阻大而风量不足的管网2风压特性曲线相同的风机串联工作较好3串联合成特性曲线与工作风阻曲线相匹配，才会有较好的增风效果4串联工作的任务是增加风压，用于克服管网过大阻力，保证按需供风结论：当自然风压为正时，机械风压与自然风压共同作用克服矿井通风阻力，使风量增加；当自然风压为负时，成为矿井通风阻力
通风机并联：两台风机的吸风口直接或通过一段巷道连结在一起工作叫通风机并联。

风机并联分为：集中并联和对角并联之分
结论：1风机并联工作适用于因风机能力小，风阻小而风量不足的管网2风压特性曲线相同的风机并联工作较好3并联合成特性曲线与工作风阻曲线相匹配，才会有较好的增风效果4并联工作的任务是增加风量，用于风机能力小，保证按需供风
结论：每个风机的实际工况点M1和M2，既取决于各自风路的风阻，又取决于公
共风路的风阻
串、并联比较：1并联适用于管网风阻较小，但因风机能力小导致风量不足的情况2风压相同的风机并联运行较好3轴流式风机并联作业时，若风阻过大则可能出现不稳定运行。

所以，使用轴流式风机并联工作时，除要考虑并联效果外，还要进行稳定性分析。