矿井通风与安全中国矿业大学课件第七章通风系统设计电子教案

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（3）邻近生产矿井与通风设计有关的经验 数据或统计资料及风量计算方法。
（4）各种技术经济参数、性能的资料以及 有关法规与政策规定。
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矿井通风设计的主要步骤和内容：
（1）拟定矿井通风系统，绘制通风系统图； （2）矿井总风量的计算与分配； （3）计算矿井通风系统总阻力及自然风压； （4）选择矿井通风设备； （5）矿井通风费用概算。
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7.1 拟定矿井通风系统
风流由入风井口进入矿井后，经过井下各用风场所，然后进入回 风井，由回风井排出矿井，风流所经过的整个路线称为矿井通风 系统（Mine ventilation system）
矿井通风系统包括：通风方式，进、出风井的布置方式； 通风方法，矿井主通风机的工作方法；通风网路。
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(3) 通风构筑物和风流调节设施及辅助通风机要少。 (4) 充分利用一切可用的通风井巷．使专用通风井 巷工程量最小。
(5) 通风动力消耗少，通风费用低。
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拟定通风系统的基本要求是：
(1) 每个矿井和阶段水平之间都必须有两个安全出口。 （2）矿井的每一生产水平和采区，都要布置单独的 进回风道，实行分区通风，避免串联通风，以预防 灾害事故的发生。
对于立井提升的压入式通风的矿 井，在副井钢丝绳通过处1和箕斗井 底煤仓2有时都有较大的漏风。
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3) 在地面小窑塌陷区分布较广，并和采区相沟通的条 件下，用抽出式通风，会把小窑积存的有害气体抽到井下， 同时使通过主要通风机的一部分风流短路，总进风量和工 作面有效风量都会减少。用压入式通风，则能用一部分回 风流把小窑塌陷区的有害气体带到地面。另外，如果能够 严防总进风路线上的漏风，则压入式主要通风机的规格尺 寸和通风电力费用都较抽出式为小。
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用斜井开拓时，可以大致在走向的中央开掘一对并列 斜井。
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中央并列压入式 在图9—1中，把压入式主要通 风机设置在进风井的井口附近，将新风自地表压入井 下，进风井的井口房须密闭，其它与抽出式相同。
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(6) 矿井有效风量率应在60％以上。 (7) 采场、二次破碎巷道和电耙道，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。
(8) 井下破碎硐室和炸药库，必须设有独立的回风道。 (9) 每一矿井都要采用机械通风，不得完全依靠自然 通风，采用机械通风的矿井，主要通风机都必须安 装在地面。主要通风机一般应设反风装置，要求10 min内实现反风，反风量大于40％。
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两翼对角压入式 进风井和出风井的位置与图9—4相 同，只是在进风井口(副井口)附近安设压入式主要通 风机，进风副井口须密闭，主井底和总进风须隔开。
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2) 分区对角式。其中又分为：
分区对角抽出式 进风井大致位于井田走向的中央， 在每个采区各掘一个小回风井，并分别安设抽出式分 区主要通风机，可不必做总回风道。在图9—5中也可 以用斜井代替立井，或者进风用垂直于走向(或平行于 走向)的平峒，出风用斜井；或者进风和出风都用平峒。
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绘制矿井通风系统图:
矿井通风系统图，是矿井通风技术管理工作的重要 图纸，当矿井已经确定或已经形成通风系统以后， 就要及时的绘制矿井通风系统图。绘制通风系统图 的目的，就是为了便于进行矿井通风管理，如对瓦 斯、煤尘、消防火等技术管理问题及预防和处理灾 害事故等。 按不同的用途，矿井通风系统图分为：通风系统平 面图，通风系统平面示意图，通风系统立体示意图， 通风网路图等。
4) 在由压入式通风过渡到深水平抽出式通风时，有一定
困难，因为过渡时期是新旧水平同时产生，战线较长，如
果某环节因故出现问题，就不能按照既定的采掘程序和起
止期限进行生产，使过渡时期通风系统和风量都发生较大Hale Waihona Puke Baidu
的变化。想把压入式主要通风机直接变为抽出式主要通风
机，比较困难，有时还须额外增掘一些井巷工程，使过渡
(3) 进风井巷与采掘工作面的进风流的粉尘浓度不得 大与0.5 mg/m3。 (4) 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。
(5) 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。
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期限拉得过长。用抽出式通风，就没有这些缺点。
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一般地说，在地面小窑塌陷区漏风严重、开采第一水 平和低沼气矿井等条件下，采用压入式通风是比较合适的， 否则，就不宜采用压入式通风。所以，抽出式通风仍是当 前主要通风机基本的工作方法。
3. 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。混合式是前几种方 式的发展，多在老矿井的改建、扩建时使用。
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2. 选择矿井主要通风机的工作方法
煤矿主要通风机的工作方法基本上分为抽出式与压 入式两种：
1) 抽出式主要通风机使井下风流处于负压状态。一 旦主要通风机因故停止运转，井下风流的压力提高， 有可能使采空区瓦斯涌出量减少，比较安全；压入式 主要通风机使井下风流处于正压状态，当主要通风机 停转时，风流压力降低，有可能使采空区瓦斯涌出量 增加。
矿井通风设计是整个矿井设计内容的重要组成部分， 是保证安全生产的重要一环。必须密切配合其它生产 环节，周密考虑，精心设计。
新建矿井在进行开拓、开采设计的同时，还要对
通风进行设计。生产矿井随着开拓、开采的发展变化，
也要进行通风设计。这两类通风设计的内容和方法基
本相似。矿井通风设计的依据是：矿井的安全条件(包
2) 采用压入式通风时，须在矿井总进风路线上设置若 干构筑物，使通风管理工作比较困难，漏风较大。用 抽出式通风，就没有这种缺点。
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用平峒开拓时，往往需要
在材料、人行道上设置自动风 门1，人员、车辆来往频繁，风 门漏风较大，有时风门被撞坏， 还会造成风流短路。在出煤路 线的翻笼下面煤仓2中须经常存 留一定煤量，以防漏风。但往 往因煤炭被放空或放出较多， 使大量风流自煤仓经过皮带斜 井3漏到地面。
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(10～20a)，则服务范围为整个矿 井；如果矿井范围较大，服务年限较长(30～50a)，则只 考虑头15～25a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20围20/10之/20 外的后期通风系统，设计中只作粗略的考虑4。0
1. 选择矿井通风系统的基本原则 拟定矿井通风系统应严格遵循安全可靠、投产较快、 出煤较多，通风基建费用和经营费用之总和最低以及 便于管理的原则。 (1) 矿井通风网路结构合理；集中进、回风线路要短， 通风总阻力要小，多阶段同时作业时，主要人行运输 巷道和工作点上的污风不串联。 (2) 内外部漏风少。
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中央并列分列混合式
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中央分列与单翼对角混合式
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中央分列与对角混合式
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二、矿井通风系统的选择
选择矿井通风系统的因素较多，只要抓住起决定
作用的主要因素，同时注意其它因素，进行全面分析， 就有可能选定比较合理的通风系统。
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7 通风系统设计
• 7.1 拟定矿井通风系统 • 7.2 矿井总风量的计算和分配 • 7.3 计算矿井通风总阻力. • 7.4 选择矿井通风设备 • 7.5 概算矿井通风费用 • 7.6 生产矿井的通风系统改造 • 7.7 通风系统安全性评价
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7 矿井通风设计
1) 中央并列式的使用条件：煤层倾角大、埋藏深，但走 向长度不大(≤4km)，瓦斯、自然发火都不严重，在此条 件下，采用中央并列式是比较合理的。这种通风方式(和 其它方式相比)，尽管存在着风路较长，阻力较大，采空 区的漏风较大的缺点，但对于瓦斯、自然发火不严重的矿 井来说，这并不很重要。同时，由于产生的阻力较大，通 风电力费较大，进风与出风两井筒之间的漏风较大，箕斗 井回风时外部漏风较大等，这些缺点对走向不大的矿井来 说也不是一个很大的问题。相反，由于煤层倾角大，总回 风石门长度小，开掘费小，两个井筒(立井或斜井)集中， 便于开掘，开掘费也较少，便于贯通，建井期限较短，采 用中央并列式通风方式，具有初期投资较少、出煤较快的 优点。同时它的护井煤柱较小，且便于延深井简，为深部 通风的准备工作提供有利条件。
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分区对角压入式 各出风井口不安设扇风机，只在进风井 口(副井口)附近安设压入式主要通风机，进风副井口要密 闭，主井井底和总进风须隔开。
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3. 混合式
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，其中有中央分列与两翼对角混合式和中央并列与中 央分列混合式等。例如，图9—7所示为中央分列与两翼对 角混合式通风系统。为了缩短基建时间，在初期采用中央 分列式通风系统，随着生产的发展，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。总之，要在 初期通风系统的基础上，根据煤层赋存条件和生产发展情 况等进行分析确定。
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2)中央分列式(又名中央边界式)。其中又分为：
中央分列抽出式 进风井大致位于井田走向的中 央，出风井大致位于井田浅部边界沿走向的中央，在 沿倾斜方向上，出风井和进风井相隔—段距离，出风 井的井底高于进风井的井底，主要通风机设在出风井 口附近；在井田走向的中央开凿主井和副井。
一、矿井通风系统的类型
1．中央式
1)中央并列式。其中又分为：
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中央并列抽出式 在地形条件许可时，进风井和
出风井大致并列在井田走向的中央，二井底都开 掘到第一水平，主要通风机设在出风井的井口附 近，将污风抽到地表，出风井的井底必须和总进 风流隔开，出风井的井口一般用防爆门紧闭；还 要在岩石中做条回风石门m—n，煤层倾角越大、 总回风石门越短，反之越长。
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中央分列压入式 如图9—3所示，主要通风机安设在 进风井口(副井口)附近，其井口房须密闭，主井底 和总进风须隔开，其它都与图9—2相同。
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2．对角式
1)两翼对角式。其中又分为：
两翼对角抽出式 进风井筒大致位于井田走向的中央， 两个出风井筒分别位于两翼边界采区中央的浅部，主要通 风机设在出风井口附近。为了开采深水平，有时把两翼风 井设在两翼沿倾斜的中央和沿走向的边界附近。用斜井和 平峒开拓时，可把图9—4中的立井改为斜井和平峒。
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2) 中央分列式的适用条件：一般地说，这种通风方式 适用于煤层倾角较小，埋藏较浅，走向长度不大 (≤4km) ，而且瓦斯，自然发火比较严重的新建矿井。 与中央并列式相比，这种通风方式的安全性要好，建 井期限略长，有时初期投资稍大(多打一个出风井，少 掘一条总回风石门)，但相差不悬殊。如果中央有两个 井筒，以后在延深井筒、做深部通风的准备工作时， 也就不会困难，这种方式由于多打一个直通地面的回 风井，所以矿井的通风阻力较小，内部漏风小，这对 于瓦斯，自然发火的管理工作是比较有利的，增加了 一个安全出口，工业广场没有主要通风机的噪音影响， 从回风系统铺设防尘洒水管路系统都比较方便。
括矿井沼气等级、各煤层的沼气含量、煤尘爆炸性、
煤的自燃性等)，矿井设计的生产能力，矿井的开拓方
式和采煤方法，采煤的年进度计划，矿井和各水平的
服务年限；各种技术经济参数、性能的资料和有关法
规与政策规定。
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（3）邻近生产矿井与通风设计有关的经验 数据或统计资料及风量计算方法。
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