第202篇 通风安全学 考试要点 第7章 通风系统与通风设计

第202篇通风安全学考试要点第7章通风系统与通风设计
1.矿井通风系统：向矿井各作业地点供给新鲜空气、排出污浊空气的进回风井的布置方式。

是主要通风机工作方法，通风网络和风流控制设施的总称。

2.按进回风井在井田内的位置不同，通风系统可分为中央式、对角式，区域式及混合式。

3.中央式。

进回风井均位于井田走向中央。

根据进回风井相对位置，又分为中央并列式和中央边界式。

中央边界式也叫中央分列式。

中央并列式：
优点，进回风井均布置在中央工业广场内，地面建筑和供电集中，建井期限较短，便于贯通，初期投资少，出煤快，护井煤柱小，矿井反风容易，便于管理。

缺点，风流在井下的流动路线为折返式，风流线路长，阻力大，井底车场附近漏风大。

工业广场受主要通风机噪声的影响和回风风流的污染。

适用条件，适用于煤层倾角大，埋藏深，井田走向长度小于4km，瓦斯与自然发火都不严重的矿井。

冶金矿山，当矿脉走向不太长，受地形地质条件限制，在两翼不宜开掘风
井时使用。

中央边界式，分列式：进风井大致位于井田走向的中央，回风井大致位于井田浅部边界沿走向中央、倾斜方向上两井相隔一段距离，回风井的井底高于进风井。

优点，通风阻力小，内部漏风小，工业广场不受主要通风机噪声的影响及回风风流的污染。

缺点，风流在井下流动线路为折返式，风流线路长，阻力大。

适用条件，适用煤层倾角小，埋藏较浅，井田走向长度不大，瓦斯与自然发火严重的矿井。

4.两翼对角式：进风井大致位于井田走向的中央，两个回风井位于井田边界的两翼，沿倾斜方向的浅部，称为两翼对角式。

优点，风流在井下的流动线路是直向式，风流线路短，阻力小，内部漏风少。

安全出口多，抗灾能力强。

便于风量调节，矿井风压比较稳定。

工业广场不受回风污染和通风噪声的危害。

缺点，井筒安全煤柱压煤较多，初期投资大，投产较晚。

适用条件，煤层走向大于4km，井型较大，瓦斯与自然发火严重的矿井。

或低瓦斯矿井，煤层走向长，产量大的矿井。

5.如果只有一个回风井，且进回风井分别位于井田的两翼，为单翼对角式。

6.分区对角式：进风井位于井田走向的中央，在各采区开掘一个回风井，无总回风巷。

优点，每个采区有独立通风路线，互不影响，便于风量调节，安全出口多，抗灾能力强，建井工期短，初期投资少，出煤快。

缺点，占用设备多，管理分散，矿井反风困难。

适用条件：煤层埋藏浅，或因地表高低起伏较大，无法开掘总回风巷。

7.区域式：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。

优点，既可改善通风条件，又能利用风井准备采区，缩短建井工期，风流线路短，阻力小，漏风少，网络简单，风流容易控制，便于主要通风机的选择。

缺点，通风设备多，管理分散。

适用条件，井田面积大，储量丰富或瓦斯含量大的大型矿井。

8.混合式，由上述诸多方式混合而成。

优点，回风井数量多，通风能力大，布置灵活，适应性强。

缺点，通风设备多。

适用条件，井田范围大，地质地面地形复杂。

或产量大，
瓦斯涌出量大的矿井。

9.主要通风机的工作方式有3种，抽出式，压入式和压抽混合式。

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，整个矿井通风系统处在低于当地大气压力的负压状态。

优点，当主要通风机因故障停止运转时，井下风流压力提高，比较安全。

10.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，整个通风系统处在高于当地大气压的正压状态。

优点，在冒落裂隙通达地面时，压入式通风矿井采区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，井下风流压力降低。

采用压入式通风时，须在矿井总回风路线上设置若干通风构筑物，使通风管理困难，且漏风较大。

11.压抽混合式，在入风井口设一风机做压入式工作，回风井口设一风机做抽出式工作，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。

其正压负压均不大，采空区通达地表的漏风少。

缺点通风设备多，管理复杂。

12.规律经验：1.压入式通风矿井，主要通风机停止运转后，井下瓦斯不会大量增加。

2.从煤壁和采空区涌出的瓦斯，
都与矿井通风的相对压力变化无明显关系。

3.抽与压，两种通风方法，在停风后的同一地点，瓦斯绝对涌出量几乎相等。

13.采区通风系统基本要求：1.每一个采区，都必须布置回风巷，实行分区通风。

2.煤层群或分层开采的每个上下山采区，采用联合布置时，都必须至少设置一条专门的回风巷。

采区进回巷，必须贯穿整个采区的长度或高度。

严禁将一条上下山或盘区的风巷分为两段，其中一段为进风巷、另一段为回风巷。

采煤工作面和掘进工作面都应采用独立通风。

3.煤层倾角大于12度采煤工作面采用下行通风时，报矿总工程师批准，并须遵守下列规定：1.采煤工作面的风速，不得低于1m/s,2.机电设备设在回风巷时，其风流中瓦斯浓度不得超过1%,并应装有瓦斯自动检测报警断电装置。

3.进回风巷中，必须设置消防供水管路。

有煤与瓦斯突出的采煤工作面严禁采用下行通风。

4.采煤工作面和掘进工作面的进风和回风，都不得经过采空区或冒落区。

水采工作面由采空区和冒落区回风时，必须使水采工作面有足够的新鲜风流，保证水采工作面及其回风巷的风流中的瓦斯和二氧化碳浓度都必须符合规程规定。

14.保证两道风门有一定的长度，以解决通风与运输的矛盾。

15.轨道上山回风，区段回风巷与回风石门连通，凡与进
风巷连接地点，设置通风构筑物。

16.轨道上山优点：新鲜风流不受煤炭释放的瓦斯、煤尘污染及放热影响。

轨道上山的绞车房易于通风，变电所设在两上山之间，其回风口设调节风窗，利用两上山间风压差通风。

17.输送机上山进风，由于风流方向与运煤方向相反，容易引起煤尘飞扬，煤炭在运输过程中释放的瓦斯，可使进风流的瓦斯和煤尘浓度增大，影响工作面安全卫生条件。

输送设备所散发的热量，使进风流温度升高。

此外，须在轨道上山的下部车场内安设风门，此处运输矿车来往频繁，需要加强管理，防止风流短路。

17.上行通风：当采煤工作面进风巷道低于回风巷时，采煤工作面风流沿倾斜向上流动。

称上行通风。

否则下行通风。

风流方向与煤炭运输方向一致时，称为同向通风。

18上行通风、下行通风优缺点：1.采煤工作面涌出的瓦斯比空气轻，其自然流动方向和上行风的方向一致，在正常风速是0.5-0.8m/s之下，瓦斯分层流动和局部积存的可能性较小，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现象。

2.采用上行风时，有先把采区进风流导至采区下部进风巷，然后进入工作面，流经路线较长，风流会由于压缩和地温加热而升温。

又因巷
道中机电设备散发的热量也加入风流中，故上行风比下行风工作面的气温要高。

3.采用上行风，采区进风汉和回风流之间产生的自然风压和机械风压的作用方向相同。

而下行风，其作用方向相反，故下行风比上行风所需要的机械风压要大，而且主要通风机一旦因故停转，工作面的下行风流就有停风或反向的可能。

4.工作面一旦起火，所产生的火风压和下行风工作面机械风压作用方向相反。

会使工作面风量减小，瓦斯浓度增加，故下行风在起火地点瓦斯爆炸的可能性比上行风要大。

19.U型后退式通风系统：在我国使用比较普遍，工作面只有一条进风巷道和一条回风巷道。

优点，结构简单，巷道施工维护量小，工作面漏风小，风流稳定，易于管理。

缺点，上隅角瓦斯易超限。

工作面进回风巷要提前掘进，维护工作量大。

20.前进式通风系统维护工作量小，不存在采掘工作面串联通风问题，在巷旁支护好，漏风小时，有一定优越性。

21.Z型后退式通风系统，工作面采空区瓦斯涌入回风巷，工作面采空区回风侧能用钻孔抽放瓦斯，但是进风侧不能抽放瓦斯。

因为进风侧随着回采工作面移动。

Z型前进式通风系统工作面进风侧沿采空区抽放瓦斯，采空区瓦斯涌向工作面，特别是上隅角，回风侧不能抽放瓦
斯，因为回风侧是采煤工作面随着移动。

Z型通风系统的采空区漏风，介于采用U型后退式和U型前进式通风系统之间。

该通风系统需沿空支护巷道和控制经过采空区漏风，其难度较大。

22.Y型、w型,双z型通风系统，均为两进一回或一进两回的采煤工作面通风系统。

y型通风会使回风道风量加大，但上隅角及回风道的瓦斯不易超限，并可在上部进风道内抽放瓦斯。

后退式w型通风系统，用于高瓦斯长工作面和双工作面。

该系统的进回风平巷都布置在煤体中。

上段工作面风速较高，对防尘不利，上隅角瓦斯可能会超限。

w型前进式通风系统的巷道维护在采空区内、巷道维护困难，漏风大，采空区涌出的瓦斯量也大。

23.H型通风系统。

两进两回的通风系统。

特点是工作面风量大，采空区瓦斯不涌向工作面，气象条件好，增加了工作面的安全出口，工作面机电设备都在新鲜风流巷道中。

通风阻力小，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。

但沿空护巷困难。

由于有附加巷道，可能影响通风的稳定性。

管理复杂。

24.通风构筑物：在风路中适当位置安装隔断、引导、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，统称为通风构筑物。

25.通风构筑物分为两大类，一是通过风流的通风构筑物，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，隔断风流的通风构筑物。

如井口密闭，挡风墙，风帘和风门等。

26.风门：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。

27.碰撞式自动风门：由木板、推门杠杆、门耳、缓冲弹簧、推门弓和绞链组成。

风门是靠矿车碰撞门板上的门弓和推门杠杆而自动打开，借风门自重而关闭。

其优点是结构简单，经济实用。

缺点是碰撞构件容易损坏。

需经常维修。

可用于行车不频繁的巷道中。

28.气动或水动风门。

动力来源是压缩空气和高压水。

是由电气触点控制电磁阀，电磁阀控制气缸或水缸的阀门，使气缸或水缸中的活塞做往复运动，再通过联动机构控制风门武装。

优点，简单可靠，缺点，只能用于有压缩空气和高压水源的地方。

北方矿山严寒易冻不能使用。

29.电动风门。

以电动机做动力。

电机经过减速带联动机构，使风门武装。

电机的启动和停止，可用车辆触及开关或
光电控制器自动控制。

优点，适应性较大，缺点，减速和传动机构复杂。

30.永久风门的质量标准。

1.每组风门不少于两道。

通车风门间距不小于一列车长度，行人风门间距不小于5m，人排风巷道之间需要设风门处，同时设反向风门，其数量不少于两道。

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系统的风门要装有闭锁装置。

风门不能同时敞开。

反风门也是不能同时敞开。

3.门框要包边沿口有垫衬，四周接触严密。

门扇平整不漏风，门扇与门框不歪扭。

门轴与门框要向关门方向倾斜80-85度。

4.风门墙垛要用不燃性材料建筑，厚度不小于0.5m，严密不漏风。

墙垛要周边掏槽。

见硬顶、硬帮与煤岩接实。

墙垛平整，无裂缝，重缝和开缝。

5.风门水沟要设反水池或挡风帘，通车风门要设底坎。

电管路孔要堵严。

风门前后各5m内巷道支护良好，无杂物，积水、淤泥。

31.当通风系统中进风道与回风道水平交叉时，为使进风与回风互相隔开，需要构筑风桥。

分为三种：1.绕道式风桥。

开凿在岩石里，坚固耐用，漏风少，能通过大于20立方米/s 的风量。

2.混凝土风桥。

结构紧凑，比较紧固。

3.铁筒风桥：通过的风量不大于10立方米每秒，可使用铁筒风桥。

32.风桥的质量标准：1.用不燃的材料建筑，2.桥面平整不漏
风。

3.网桥前后各5m，范围内巷道支护良好，无杂物，积水淤泥。

4.风桥通风断面不小于原巷道断面的4/5，成流线型，坡度小于30度。

5.风桥两端接口严密，四周实帮、实底，要填实。

6.风桥上下不准设风门。

32.密闭。

这是隔断风流的构筑物。

临时密闭：常用木板，木段等修筑，并用黄泥，石灰抹面。

2.永久密闭。

常用料石、砖、水泥等不燃性材料修筑。

33.永久密闭质量标准：1.用不燃性材料建筑，严密不漏风，墙体厚度不小于0.5m。

2.密闭前，无瓦斯积聚，5m内外支架完好，无片帮，冒顶、无杂物、积水和淤泥。

3.密闭周边要掏槽，见硬底，硬帮与煤岩接实，并抹有不少于0.1m，的裙边。

4.密闭内有水的要设反水池与反水管。

有自然发火煤层的采空区密闭要设观测孔、灌浆孔，孔口要堵严密。

5.密闭前要设栅栏，警标、说明牌板和检查箱。

6.墙面平整，无裂缝，重缝，空缝。

34.导风板：1.引风导风板，压入式通风的矿井，为防止井底车场漏风，在入风石门与巷道交叉处，安设引导风流的导风板，利用风流动压的方向性。

改变风流分配状况，提高矿井有效风量率。

2.降阻导风板。

通过风量较大的巷道直角转弯处，为降低通风阻力，可用铁板制成机翼形或普通弧形导风板，减少风流冲击的能量损失。

3.汇流导风板。

当两股风流
对头相遇汇合在一起时，可安设导风板。

减少风流相遇时的冲击能量损失。

35.有效风量：矿井中流至各用风地点，起到通风作用的风量称为有效风量。

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入回风道或排出地表的风量称为漏风。

漏风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。

36.矿井漏风按其地点分为：1.外部漏风，也是井口漏风，泛指地表附近如箕斗井井口，地面主要通风机附近的井口，防爆盖，反风门、调节闸门等处的漏风。

2.内部漏风，也是井下漏风。

指井下各种通风构筑物的漏风、采空区以及碎裂煤柱的漏风。

37.漏风原因：当漏风通路存在，并在其两端有压差时，就可产生漏风。

38.矿井有效风量，指风流通过井下各工作地点，包括独立通风采煤工作面，掘进工作面，硐室和其他用风地点的实际风量总和。

39.矿井有效风量率，指矿井有效风量，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85%。

40.矿井外部漏风率：矿井外部漏风量与各台主要通风机风量
总和之比。

矿井外部漏风率，在无提升设备时，不得超过5%，有提升设备时，不得超过15%。

41减少外面漏风方法：1.提高地面主要通风机风硐、反风道的质量及附近风门的气密性，减少漏风。

42减少内部漏风方法：1.采用中央并列式通风系统时，进回风井间应保持一定距离，并尽量减少进回风井间的联络巷，必须行人或通车的联络巷则必须保持足够的长度。

以便在其中安设2道以上高质量风门及两道反向风门。

2.矿井或一翼的进回风巷岩柱或煤柱要保持足够的尺寸，不致被压裂而漏风。

进回风巷间必须保留少量联络巷道时，必须设置两道以上的高质量风门及两道反向风门。

3.提高通风构筑物质量，加强通风构筑物的严密性是防止矿井漏风的基本措施。

4.采空区注浆、洒浆、洒水等，可提高其压实程度，减少漏风。

5.在利用箕斗井回风时，箕斗井井底煤仓必须留贮足够的煤量，防止漏风。

为此，应设置有效的煤位量测控装置，井塔及进上下的装卸须有完善的密封措施。

6.采空区和不用的网眼必须及时封闭。

风门、风桥、密闭必须规范化，系列化，保证构筑质量。

裂隙严防漏风涌水。

43.矿井通风设计内容：1.矿井矿井通风系统。

2.矿井风量计算和风量分配。

3.矿井通风阻力计算。

4.选择通风设备。

5.概算矿井通风费用。

44.矿井通风设计的要求。

1.将足够的新鲜风流有效地送到井下工作场所。

保证生产和创造良好的劳动条件。

2.通风系统简单，风流稳定，易于管理，具有抗灾能力。

3.发生事故时，风流易于控制，人员便于撤出。

4.有符合规定的井下环境及安全监测系统或检测措施。

5.通风系统的基建投资省，营运费用低，综合经济效益好。

45.通风系统的要求。

1.每一矿井必须有完整的独立通风系统。

2.进风井口应按全年风向频率，必须布置在不受粉尘、煤尘、灰尘、有害气体和高温气体侵入地方。

3.箕斗提升井或装有胶带输送机的井筒不应兼做进风井，如果兼做回风井使用，必须采取措施，满足安全要求。

4.多风机通风系统，在满足风量按需分配前提下，各主要通风机的工作风压应接近。

当通风机之间的风压相差较大时，应减小共用风路的风压，使其不超过任何一个通风机风压的30%。

5.每一个生产水平和每一采区，都必须布置回风巷，实行分区通风。

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矿井的总回风巷或主要回风巷中。

7.井下充电室必须用单独的新鲜风流通风，回风风流应引入回风巷。

46.矿井风量计算原则：按井下同时最多工作人数计算，每人每分钟供给风量不少于4立方米。

2.按采煤、掘进、硐室及其他实际需要风量的总和进行计算。

47.矿井通风总阻力不尖超过2940Pa.2.矿井井巷的局部阻力，新建矿井，包括扩建矿井独立通风的扩建区，宜按矿井巷摩擦阻力的10%计算，扩建矿井宜按井巷摩擦阻力的15%计算。

48.矿井通风总阻力是指风流由进风井口起，到回风井口止，沿一条通路或风流路线，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hm表示。

49.矿井通风系统总阻力最小时称通风容易时期。

通风系统总阻力最大时，称为通风困难时期。

对于通风容易和通风困难时期，应分别画出通风系统图。

50矿井通风设备要求：1.矿井必须装设两套同等能力的主要通风设备，其中一套做备用。

2.选择通风设备，应满足第一开采水平各个时期工况变化，并使通风设备长期高效率运行。

3.通风机能力应留有一定的余量。

轴流式通风机在最大设计负压和风量时，轮叶运转角度应比允许范围小5度，离心式通风机的选型设计转速不宜大于允许最高转速90%，4.进出风井井口高差在150m以上，进出风井井口标高相同，但井深400m，以上时，宜计算矿井自然风压。

51.矿井工作风量=k*矿井需风量。

k是漏风损失系数，风井不做提升时取1.1，箕斗井兼做回风时取1.15，回风并兼做升降人员时取1.2.
52.循环通风系统，循环率：联络巷循环风量qc与工作面风
量q之比。