第五章矿井与采区通风系统详解
第五章矿井与采区通风系统
• 一、抽出式通风 • 如图5-1所示，抽出式通风是将矿井主要通风机安设在回风 井一侧的地面上，作抽出式通风。动画演示 • 目前，我国大部分矿井采用抽出式通风，抽出式通风在矿 井主要通风机的作用下，矿内空气的压力低于同标高大气 压力，处于负压状态。抽出式通风的主要优点是矿井主要 进风巷道无需安设风门，便于运输、行人，矿井通风管理 工作容易；另外在瓦斯矿井采用抽出式通风，由于矿井风 流处于负压状态，一般认为，当主要通风机因故停风时， 井下风流压力提高，在短时间内可抑制采空区内瓦斯等有 害气体的涌出，相对压入式通风比较安全。
• 煤层倾角小、埋藏较浅，但井田走向不大（小于4km）， 而瓦斯和煤层自然发火比较严重的新建矿井，适宜采用中 央分列式通风。 • 煤层埋藏较浅，井田走向较大（大于4km），井型比较大， 而瓦斯和煤层自然发火比较严重的新建矿井，或者瓦斯等 级较低，但矿井煤层走向较长，井型较大的新建矿井，适 宜采用两翼对角式通风。 • 煤层埋藏距地表较浅，瓦斯和煤层自然发火都不严重，但 地表山峦起伏，无法开掘总回风道，或者地面小窑塌陷区 严重，煤层露头多的新建矿井；适宜采用分区对角式通风。 瓦斯等级较高，或有煤与瓦斯突出危险，煤层自然发火危 险性和煤尘爆炸性均较强，也适宜采用分区对角式通风。 • 混合式通风不适用于新建矿井，是老矿井通风系统改造的 通风方式。
第三节 矿井通风网络的基本形式及特性
• 矿井风流按照生产要求流经路线的结构形 式，叫做矿井通风网络，简称通风网。矿 井通风网络中井巷风流的基本连接形式有 串联、并联和角联三种形式。仅有串联和 并联组成的通风网称为简单通风网或串并 联通风网；有角联通风网络时，则称为角 联通风网或复杂通风网。为了搞好通风工 作，必须掌握通风网络的基本连接形式的 特性。
• （1）当并联风路为只有两条分支的简单并 联风路时，并联风路的风阻关系为：
矿山井下通风与气体抽采
管理流程不规范
部分矿山企业缺乏规范的管理流程 ，可能导致通风与气体抽采工作混 乱。
应急预案不完善
部分矿山企业应急预案不完善，可 能无法及时应对通风与气体抽采过 程中的突发状况。
解决方案与对策
01
02
03
04
加强技术研发
投入更多资源进行技术研发， 提升通风与气体抽采设备的性 能和稳定性。
提升人员安全意识
通风与气体抽采的协同优化
协同优化目标
实现矿山井下安全生产，降低井下有害气体浓度，提高通风和气体抽采效率。
协同优化方法
根据矿山实际情况，对通风系统和气体抽采系统进行合理配置和优化，确保两者 相互配合、协调工作。
通风与气体抽采协同作用的发展趋势
智能化监测与控制
利用现代信息技术和传感器技术，实时监测井下气体浓度 、风速等参数，实现智能化调控，提高协同作用的效率和 安全性。
功能
提供井下作业所需的新鲜空气，稀释和排出有害气体和粉尘，降 低井下温度和湿度，改善井下工作环境。
通风系统的组成与分类
组成
主要包括进风口、通风机、风道 、排风口等部分。
分类
根据通风机的数量和布置方式， 可分为中央式、对角式、混合式 等类型。
通风系统的重要性
安全保障
良好的通风系统能够降低瓦斯、粉尘等危险因素， 保障井下作业人员的生命安全。
80%
混合通风
结合自然通风和机械通风的优点 ，根据矿山实际情况选择最优通 风方式的通风方式。
通风技术应用
矿井通风系统设计
根据矿山的实际情况，设计合 理的通风系统，包括通风机、 风道、风口等设施的布局和配 置。
风流控制
通过调节风门、风窗等设施， 控制风流方向和速度，以满足 井下作业的需求。
第197篇 通风安全考试要点 课后习题答案 第5章 矿井通风网络中风量分配与调节2022
第197篇通风安全学课后习题答案第五章矿井通风网络中风量分配与调节5.1什么是通风网络。
其主要构成元素是什么。
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，称为通风网络。
构成元素：1.分支，表示一段通风井巷的有向线段，线段的方向代表井巷中的风流方向。
2.节点。
两条或两条以上分支的交点，每个节点有惟一编号。
3.路。
由若干条方向相同的分支首尾相连而成的线路。
4.回路。
由两条或两条以上分支首尾相连形成的闭合线路称为回路。
若回路中除始末节点重合外，无其他重复节点，则称为基本回路，简称回路。
5.树。
任意两点间至少存在一条通路但不含回路的一类特殊图。
包含通风网络的全部节点的树称为其生成树，简称树。
在网络图中去掉生成树后余下的子图称为余树。
6.割集。
网络分支的一个子集。
将割集中的边从网络图中移去后，将使网络图成为两个分离的部分。
若某割集s中恰好含有生成树t中的一个树枝，则称s为关于生成树t的基本割集。
5.2如何绘制通风网络图。
对于给定矿井其形状是否固定不变。
1.节点编号.。
在通风系统上给井巷交汇点标上特定的节点号。
某些距离较近，阻力很小的几个节点，可简化为一个节点。
2.绘制草图。
在图纸上画出节点符号，并用单线条连接有风流连通的节点。
3.图形整理。
按照正确、美观的原则对网络图进行修改。
网络图总的形状基本为“椭圆形”。
5.3简述风路、回路、生成树、余树、割集等基本概念的含义。
风路：由若干条方向相同的分支首尾相连而成的线路。
回路：两条或两条以上分支首尾相连形成的闭合线路为回路。
树：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。
包含通风网络的全部节点的树称为生成树。
在网络图中去掉生成树后余下的子图称为余树。
割集是网络分支的一个子集，将割集中的边从网络图中移去后，将使网络图成为两个分离的部分。
5.4基本关联矩阵、独立回路矩阵、独立割集矩阵有何关系?基本关联矩阵表示网络分支ej与节点vi关系的矩阵。
矿井通风方式方法详解
矿井通风方式
我们从事生产活动的煤矿,按照矿井进风井与回风井的位置关系,一般把矿井通风方式分为四种基本类型:中央式通风、对角式通风、区域式与混合式通风。
一、通风方式
1、中央式通风 : 中央式通风方式又可分为中央并列式与中央分列式(又称中央边界式)两种。
中央并列式通风方式就是进风井与回风井都布置在矿区井田的中央,两风井相隔很近(一般相距30～50米)。
(如图4—1) 中央分列式通风方式就是进风井布置在矿区井田中央,而回风井则布置在矿区井田上部边界沿走向的中央,回风井相隔一定距离。
(如图4—2)
2、对角式通风: 对角式通风方式又可分为两翼对角式与分区对角式两种。
两翼对角式就是进风井布置在矿区井田的中央,两个风井分别布置在矿区井田两翼上部(图4—3);分区对角式就是各个采区的上部都开回风井,不开主要回风巷,这种方式叫分区对角式(图4—4)。
3、区域式:在井田的每个生产区域各布置进、回风井,分别构成独立的通风系统(图4—5)
4、混合式通风: 混合式通风方式就是中央式与对角式组合成的一种混合式通风方式,例如中央并列式与两翼对角式组合(图4—6);中央分列式与两翼对角式组合(图4—7)等。
二、主要优缺点的比较:
中央式通风方式与对角式通风方式相比较,中央式通风方式的回风井筒少,工业广场比较集中;当进风井口及井底车场附近发生火灾需要反风时,反风容易;但通风路线长,并且随着向边界采区开采通风阻力会不断增加,加上两风井靠得近,进、回风井之间的风压差大,所以漏风较大,易引发煤炭自燃。
矿井通风课程设计煤矿的通风系统
矿井通风课程设计--煤矿的通风系统前言本设计是针对于邓家庄煤矿的通风系统进行的设计，内容涉及较多，设计时间较短，对于我来说，设计的过程是一个学习的过程，更是一个把所有知识与实践相结合的一个过程。
再此设计过程中，通过查阅资料和在老师的帮助下对全矿有了较为全面的认识和了解，其中以前的矿井开拓设计也为本次设计打下了一个良好的基础。
同时涉及的参考文献较多，由于参考资料层次不齐，难免存在一些错误，还望大家见谅。
根据设计大纲所要求内容，将设计分为五章，内容主要有三部分，第一部分主要是对于邓家庄煤矿的地质条件和水文、煤层情况进行分析，从而合理的对煤田进行划分，内容涉及第一章。
二到四章为设计的第二部分，也是本次设计的核心内容，主要是对矿井的开拓和通风系统进行合理设计，选择合理的通风方式和方法，并计算出容易时期和困难时期的风阻，最后选择出适合的风机和对通风费用进行概算。
第五章介绍了矿用设备的选择。
由于时间紧迫，加之所学知识有限，本设计中难免有错误和不妥之处，欢迎大家批评指正。
2013年12月23号·2·目录前言 (2)目录 (3)第一章井田地质条件 (4)1.1井田概况 (4)1.2水文和地质条件 (6)1.3煤层及煤质 (8)第二章井田开拓 (14)2.1井田再划分 (14)2.2井田开拓方式 (19)2.3主要巷道设计 (25)2.4井底车场设计 (29)第三章采煤方法 (33)3.1采煤方法选择 (33)3.2采区巷道布置及回采工艺 (35)3.3采区车场选择 (37)3.4采区生产能力确定 (39)第四章通风系统设计 (41)4.1矿井通风系统设计 (41)4.2采区通风系统设计 (42)4.3风量计算与分配 (48)4.4计算矿井通风系统总阻力 (54)第五章矿井通风设备选择 (63)5.1主要通风机的选择 (64)5.2电动机的选择 (70)5.3矿井通风费用计算 (71)致谢 (73)·3·参考文献 (75)第一章井田地质条件本章主要介绍井田的地理概况以及井田煤系地层、开采赋存条件、地质构造及水文地质条件、煤层瓦斯涌出规律等地质概况。
《矿井通风系统》课件
提供井下氧气，稀释并排出瓦斯 、一氧化碳等有毒有害气体，降 低粉尘浓度，保持井下适宜的气 温、湿度等。
矿井通风系统的重要性
保障井下作业人员的生命安全
01
良好的通风系统可以降低瓦斯爆炸、煤尘爆炸等事故的风险，
保障作业人员的生命安全。
提高生产效率
02
良好的通风条件可以降低设备磨损和故障率，提高生产效率。
实践
通过对实际矿井通风系统的监测和分析，找出存在的问题和瓶颈，采取针对性的改进措施。
效果
改进后的矿井通风系统在通风效果、能耗和安全性等方面均得到显著提升，为矿山的可持续发展提供有力保障。
05
矿井通风系统的安全与管 理
矿井通风系统安全管理的意义与任务
意义
矿井通风系统是保障矿井安全生产的重要设施之一，其安全运行对于预防矿井事故、保障人员生命安 全具有重要意义。
任务
确保矿井通风系统正常运行，及时发现和处理通风系统中的隐患，提高通风系统的可靠性和稳定性， 为矿井安全生产提供有力保障。
矿井通风系统安全管理的措施与要求
措施
建立完善的通风管理制度，加强通风设备的维护保养，定期进行通风系统检测和评估， 确保通风设施的完好和正常运行。
要求
严格执行通风安全规程，加强通风安全管理人员的培训和教育，提高通风安全管理水平 和技术水平。
明确矿井通风系统的功能需求。
2. 收集资料
收集地质、气象、矿井布局等相 关资料。
3. 通风计算
进行风量、风压等参数的计算。 Nhomakorabea方法
采用数值模拟、经验公式等方法 进行通风计算和设计。
5. 评估与优化
对设计进行评估，根据实际情况 进行优化。
4. 设计通风网络
第五章 通风网络与风量分配(第1-2节)
7 8 9 5 10 5 3 3 4 7 6 6 4 2 2 1 1
图5-9 复杂角联网路
1、角联分支5中无风流 ：
4
R1 R3 R2 R4
4 2 5 2 1 1 4 3 3
4 R1 R3 K 2 2、角联分支5中风向由②→③ R2 R4 2 5 3 1 1 3
4 3 3 2 4 5 5 K 6
6
2 1 1
题图 5-5
6 7 5 5 4 4 2 2 1 1 (b) 8 3 3 6
6 7 5 5 4 4 2 2 1 1 (c)
图5-2 树和余树
５．独立回路 由通风网路图的一棵树及其余树中的一条余树枝形成 的回路，称为独立回路。 如图5-2（a）中的树与余树枝5、2、3可组成的三个独 立回路分别是：5-6-4、2-4-6-7-8-1和3-6-7-8-1。由 n－m＋1条余树枝可形成n－m＋1个独立回路。
1、并联网路的总风量等于并联各分支风量之和，即
Q并 Q1 Q2 Qn Qi
i 1 n
2、并联网路的总风压等于任一并联分支的风压，即
h并 h1 h2 hn
3、并联网路的总风阻平方根的倒数等于并联各分支风 阻平方根的倒数之和。
1 R并 1 R1 1 R2 1 Rn
四、角联通风及其特性 在并联的两条分支之间，还有一条或几条分支相 通的连接形式称为角联网路（通风），如图5-8所示。连 接于并联两条分支之间的分支称为角联分支，如图5-8中 的分支5为角联分支。仅有一条角联分支的网路称为简单 角联网路；含有两条或两条以上角联分支的网路称为复 杂角联网路，如图5-9所示。 角联网路的特性是：角联分支的风流方向是不稳定 的。
矿井通风与安全课后题答案第五章局部通风
5-1全风压通风有哪些布置方式？试简述其优缺点及适用条件。
（纸上）5-2 简述引射器通风的原理、优缺点及适用条件引射器的通风原理是利用压力水或压缩空气经喷嘴高速射出产生射流。
周围的空气被卷吸到射流中，为了减少射流与卷吸空气间冲击损失，空气和射流在混合管内掺混，整流后共同向前运动，使风筒内有风流不断流过优点：无电气设备，无噪声，还有降温降尘的作用。
在煤与瓦斯突出严重的矿井的煤层掘进时，用它代替局部通风机，设备简单，安全性高。
其缺点是风压低，风量小，效率低，并存在巷道积水问题。
适用于：需风量不大的短距离巷道掘进通风；在含尘大，气温高的采掘机械附近，采取水力引射器与其他通风方法联合使用形成混合式通风，前提条件是具备高压水源或气源。
5-3 简述压入式通风的排烟过程及其技术要求压入式通风的排烟过程：工作面爆破或掘进落煤后，烟尘充满迎头形成一个炮烟抛掷区和粉尘分布集中带，风流由风筒射出后，由于射流的紊流扩散和卷吸作用使迎头炮烟与新风发生强烈掺混，沿着巷道向外推移。
为了能有效得排出炮烟，风筒出口与工作面的距离不应超过有效射程，否则会出现污风停滞区。
局部通风机安装在离掘进巷道口10米以外的进风侧。
5-4 试述压入式、抽出式通风的优缺点及其适用条件。
(1) 抽出式通风时，污浊风流必须通过局部通风机，极不安全。
而压入式通风时，局部通风机安设在新鲜风流中，通过局通风机的为新鲜风流，故安全性高，(2)抽出式通风有效吸程小，排出工作面炮烟的能力较差：压入式通风风筒出口射流的有效射程大，排出工作面炮烟和瓦斯的能力强。
(3)抽出式通风由于炮烟从风筒中排出，不污染巷道中的空气，故劳动卫生条件好。
压入式通风时炮烟沿巷道流动，劳动卫生条件较差，而且排出炮烟的时间较长。
(4)抽出式通风只能使用刚性风筒或带刚性圈的柔性风筒，成本高，质量大，运输不便。
压入式通风可以使用柔性风筒，成本低，质量轻，运输方便。
基于以上分析，当一拍出瓦斯为主的煤巷、半煤岩巷掘进时应采用压入式通风，而当以排除粉尘为主的井巷掘进时，宜采用抽出式通风。
005第五章 井田开拓中的几个主要问题 采煤概论课件
一、对井下开采合理的井筒位置
2．井筒沿煤层倾向的位置
立井井筒沿井田倾斜方向布置方案 1—井筒；2—石门；3—富含水层；4—井筒及工业场地煤柱
一、对井下开采合理的井筒位置
2．井筒沿煤层倾向的位置
四、井筒（硐）形式分析及选择
3、斜井与立井相比的缺点： 在自然条件相同时，斜井要比立井长得多；围岩不稳固时，斜井井筒维 护费用高；采用绞车提升时、提升速度较低、能力较小、钢丝绳磨损严重、 动力消耗大、提升费用较高，当井田斜长较大时，采用多段绞车提升、转载 环节多、系统复杂，更要多占用设备和人力； 由于斜井较长，沿井筒敷设管路、电缆所需的管线长度较大、有条件时 可采用钻孔下管路排水供电，但要为此留保安煤柱，增加煤柱损失； 另外，斜井的通风风路较长，对瓦斯涌出量大的大型矿井，斜井井筒断 面小，通风阻力过大。可能满足不了通风的要求，不得不另开专用进风或回 风的立井并兼做辅助提升；当表土为富贪水的冲积层或流砂层时，斜井井筒 掘进技术复杂，有时难以通过。
第二节 开采水平的确定及上下山开采
根据井田斜长(垂高)的大小、开采煤层的多少和煤层倾角 的陡缓，井田内可设一个或几个开采水平。 开采水平的划分与井田内阶段的划分密切相联系，而井田 内划分阶段多少主要取决于井田斜长和阶段尺寸大小。 阶段倾 斜方向尺寸大小以阶段垂高或斜长表示。
开采水平的尺寸以水平垂高(或称水平高度)表示。水平垂高 是指该水平开采范围的垂高。若一个开采水平只开采一个上山 阶段，阶段的垂高就是水平的垂高，通常所说的水平高度，如 不附加说明，即指阶段高度。若一个水平开采上下山各一个阶 段，水平垂高就应是这两个阶段的总垂高。
矿井通风系统
矿井通风系统㈠概念矿井通风系统是矿井主要通风机的工作方法、通风方式和通风网络的总称.㈡矿井主要通风机的工作方法1.抽出式通风（也称负压通风）:是将主要通风机安设在出风井井口附近，并用风硐使它和出风井筒连接,同时将出风井口封闭.当主要通风机运转时，造成风硐中空气压力低于大气压力,迫使空气从进风井口进入井下,再由出风井排出，井下空气压力低于大气压力。
如图3-1—1(a) 所示。
图 3-1-1 矿井主要通风机的工作方法图2。
压入式通风:将主要通风机安设在进风井井口附近，并用风硐和进风井筒连接,如图 3-1（b)所示.当主要通风机运转时,将地面空气压入井下，迫使空气从出风井排出。
进风井口一般采用密闭式井口房，使井下空气和地面空气隔开。
井下任意一点的压力都高于大气压力。
3。
抽出和压入混合式通风：它是以上两种方法的综合。
主要应用于通风距离大、通风阻力大的矿井。
在管理上比较复杂，应用很少。
五、矿井漏风及其危害㈠矿井漏风的含义矿井漏风是指在矿井通风中,进入井巷的风流未达到用风地点 , 而通过通风构筑物的缝隙、采空区、煤柱裂隙及地表塌陷裂缝等直接渗透到回风巷或地面的现象.㈡矿井漏风的危害1.漏风使工作地点风量减少,可能造成瓦斯积聚、空气温度升高、气候条件恶化，这不仅影响工人的劳动效率,而且影响工人的身体健康和矿井安全。
2。
漏风使矿井通风系统复杂化,降低了通风系统的稳定性、可靠性,影响井下风流控制和调节效果。
3。
大量漏风会造成矿井通风费用增大,甚至使主要通风机能力不足。
4。
采空区等处的漏风易造成煤炭自然发火，而地表塌陷区风量的漏入,会将采空区有害气体带入井下，直接威胁采掘工作面的安全生产。
六、采区通风㈠采区通风系统的构成采区通风系统是矿井通风系统的组成部分,它是指矿井风流从主要进风巷进入采区，流经采掘工作面、硐室和其他用风地点后,排至矿井主要回风巷的整个线路.1。
轨道上山进风、输送机上山回风的采区通风系统:新风由水平运输大巷及采区下部车场→轨道上山→采区中部车场→区段运输平巷→回采煤工作面→（输送机上山）→采区回风石门排出矿总回风巷(井)。
第五章矿井火灾时期的通风
第五章 矿井火灾时期的通风灾变时期通风调度决策正确与否对救灾工作的成败极为重要。
高温火灾气体的空气动力效应有两方面作用：一方面是燃烧生成的热能转化为机械能，形成附加的自然风压（即火风压）作用于通风网路；另一方面，在火源点生成大量火灾气体以及风流受热后体积膨胀所产生膨胀压力，对上风侧风流产生阻力作用，即膨胀节流效应，对风流产生动力作用。
第一节 火风压一、火风压的产生矿井发生火灾时，高温火灾气流流经的井巷内空气成分和温度发生了变化，从而导致空气密度减小，产生附加的自然风压即火风压。
在如图5—1所示的模型化的通风系统中，由于火源下风侧3—4风路的风温和空气成分发生变化，从而导致其密度减小，该回路产生火风压，根据自然风压的计算公式可导出火风压的计算公式： H=Z g （ρma —ρmg ） （5—1） 式中 H ——火灾时的火风压，Pa ；Z ——火灾气体流经的井巷始末两点的标高差，m ；ρma 、ρmg ——火灾前后井巷内的空气平均密度，kg ／m 3；g ——重力加速度，m ／s 2。
由式（5—1）可以看出：火风压的大小与高温火灾气流流经井巷的高度和发火前后的空气密度有关。
发火后空气的密度主要受火源的温度和范围、通过火源的风量等因素的影响。
二、火风压的特性根据现场观察和理论研究，火风压具有以下特性：（1）火风压出现在火灾气体流经的倾斜或垂直的井巷中。
Z 越大，火风压值也越大。
在水平巷道内，标高差很小时，火风压极小。
（2）火风压的方向总是向上。
因此，上行风路中产生的火风压方向与主要通风机风压方向相同；下行风路中产生的火风压方向与主要通风机风压方向相反。
（3）火势愈大，温度愈高，火风压也愈大。
火风压的大小和方向取决于：烟气流过巷道的高度、通过火源的风量、巷道倾角、火源温度和火源产生的位置。
鉴于上述分析结果，当井下发生火灾时，应迅速了解火源的位置，根据燃烧物的分布、燃烧规模、火源温度、流经巷道的特征（是上行还是下行）、风量大小，估算火风压值及其对通风系统的影响，以便采取有效措施，保证矿井通风网路中风流稳定。
第五章矿井通风网络中风量分配与调节
n
4
当各分支的M 空气s密 度M 相等1时,M 2M n M i
5
i1 2
2. 风压
n
Q sQ 1Q 2Q n Q i
1 23 4
注意：当各分支的位能差不相等，或分支中存在风机等通风i1 动力时，并联分支的阻力并不相等。
hsh1h2 hn
1 6
3
3. 并联风网总风阻与各分支风阻的关系
∵ 又∵
hs RsQS2
(二)影响风流稳定性的因素 1. 风网结构对风流稳定性的影响
仅由串、并联组成的风网，其稳定性强；角联风网，其对角分支的风流易出现不稳定。 2. 风阻变化对风流稳定性的影响
在角联风网中，边缘分支的风阻变化可能引起角联分支风流改变。 在实际生产矿井，大多数采掘工作面都是在角联分支中。应采取安装调节风门的措施，保证风流
A 1.19
i
2 Ri
R 1.192
i
Ai2
A s2 1.1 R s9 1 .1R i91.19
1
1.129
1
A i2
A i2
（二）串联风路等效阻力特性曲线的绘制 “风量相等，阻力叠加”
３
R2
２
２
R1
１
1
H R1+R2
R2 R1
Q
二、并联风网 相同始节点和末节点 （一）并联风路特性： 1. 风量
5) 自然风压引起的风流变化，与辅助通风机相似。
第四节 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。 一、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：增阻法、减阻法及辅助通风机调节法。 (一) 增阻调节法－－耗能 安设调节风窗等增阻(局阻)，降低串联巷道风量，或增大关联巷道风量。 主要措施：(1)调节风窗；(2)临时风帘；(3)空气幕调节装置等
5采煤概论6-矿井通风
地面空气进入矿井以后就称为矿井空气。矿井空气由于受到井下 各种自然因素和生产过程的影响与地面空气在成分和质量上有不同的 特点。
1、一般地说，地面空气的成分是固定的，它主要由氧、氮、二 氧化碳三种气体组成，按体积的百分比数计为：氧—20.96%；氮— 79%；二氧化碳—0.04% 2、地面空气进入矿井后，由于受到污染，成分和性质发生了变 化：氧浓度降低，二氧化碳浓度增加；混入各种有毒、有害气体和矿 尘；空气的状态参数如温度、湿度、压力等均发生改变。 《煤矿安全规程》规定：采掘工作面的进风流中，氧气浓度不得低 于20%；采掘工作面的进风流中，二氧化碳浓度不得超过0.5%，总回风 流中二氧化碳浓度不得超过0.75%。当采掘工作面风流中二氧化碳浓度 超过1.5%，或采区、采掘工作面回风道风流中二氧化碳浓度超过1.5% 时，必须停工处理。 《规程》还规定：井下空气中一氧化碳的浓度不得 超过0．0024％ ；井下空气中二氧化硫浓度不得超过0．0005％。
离心式通风机
产生的风压高， 运转特性曲线平稳， 坚固耐用， 噪声小， 但体积大。
轴流式通风机
便于风量和风压 的调节，机体小， 但结构复杂，噪 声大，维护困难。
第二节
一、空气压力
矿井通风压力与通风阻力
表示一条水平巷道，在巷道内风 流（空气）能从A点向B点流动，是 因为A点的压力大于B点的压力，由 此可以引出两个概念，一是A点或B 点的压力，称为点压力；二是A点与 B点之间存在着压力差。 点压力：可以用绝对压力或相对压力来表示。以绝对真空为基准 进行计量的压力称为绝对压力，它衡正；以当地当时的大气压力为基 准进行计量的称为相对压力，大为正，小为负。 压力差：在矿井通风中，进风井与出风井之间存在着压力差，这 主要是由通风机形成的。习惯上称为矿井通风压力，主要是用来克服 巷道空气流动的阻力并使风流产生按照规定的风速流动的动力，其数 值可以通过计算或仪器测定得到。
矿井通风与安全
矿井通风与安全矿井通风与安全第一章矿井空气成分 .................................................. 第二章矿井通风阻力 .................................................. 第三章矿井通风动力 .................................................. 第四章矿井通风网络 .................................................. 第五章采区通风.......................................................... 第六章掘进通风.......................................................... 第七章矿井通风系统设计 .......................................... 第八章矿井通风相关计算 ..........................................第一章矿井空气成分1煤矿中空气的主要成分有O2、CH4、CO2、CO、H2S、SO2、N2、NO2、H2、NH3、水蒸气和浮尘12种。
2、物理变化：固体混入；气体混入；气象变化3、化学变化：井下物质的缓慢氧化、爆破工作、火区氧化和人员呼吸等4、气体基本性质：NH3（剧臭），SO2（强烈硫磺臭），H2S（臭鸡蛋味浓度为0.0001%，便可嗅出来），CO2（微酸臭）；有色气体只有一种，即NO2（浅红褐色）。
有害气体名称最高容许浓度%一氧化碳（CO）二氧化氮（NO2）二氧化硫（SO2）硫化氢（H2S）氨（NH3）0.0024 0.00025 0.0005 0.00066 0.0045、矿井空气主要物理参数：空气密度（VM/=ρ）和空气比容又名容积度即容积V和质量M之比（ρ/1/==MVv）；空气的温度；空气的粘性；空气的湿度；空气的焓（焓是一个合状态参数，它是气体的内动能和压力功之和）。
矿井通风与安全 课 采区通风系统PPT学习教案
二氧化碳)的浓度不得超过1％的要求计算 。
2.按工作面进风流.按工作人员数量计算
5.按风速进行验算
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用以上五种方法对采区内每个独立通风的回采工作面进行计算， 选择最大值作为每个回采工作面所需风量，把这些风量和采区内 独立通风的备用工作面所需风量(是条件相同的回采工作面所需风 量之半)累加起来，就是采区内回采工作面和备用工作面所需的总 风量。
运输道上，则应构筑自动风门。在人员和车辆可
以通行、风流不能通过的巷道中，至少要建立两
座风门，间距要大于运输工具的长度，以便二座
风门开启时，另一座风门是关闭的。风门分为普
通风门和自动风门两类，根据使用条件选用。
1.普通风门
以行人为主、车辆通过不频繁的地点，这种风门 的结构特点是门扇与门框呈斜面接触，接触处有 可缩性衬垫，比较严密、结实，一般使用1.5—2 年。
扬，使进风流的煤尘浓度增大，煤炭在运输过程中所
涌出的瓦斯，可使进风流的瓦斯浓度增高，影响工作
面和安全卫生条件，运输机设备所散发的热量，使进
风流温度升高。
2.采用轨道上山3进风、运输机上山4回风的通风
系统，虽能避免上述的缺点，但运输机设备处于回风
流中，轨道上山的上部和中部甩车场都要安装风门，
风门数目较多。
质量，严格管理制度，保证安全运转。
3.要保证通风阻力小，通过能力大，风流畅通，风量按
需分配。
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第五章 采区通风系统
4.要设置防尘管路，避灾路线，避难峒室和灾
变时的风流控制设施，立抽放瓦斯，防火灌浆和
降温设施。
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5.煤层倾角大于12∘的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：
矿井通风系统
⑷ 严禁打开一顺槽及石门内临时风门（或风障）；
⑸ 配备合适的风量，经常检查调控。
⑹ 保护好风筒，搞好局通质量。
6、采煤工作面专用回风巷
专用回风巷——在采区巷道中，专门用
于回风，不得用于运料、安设电气设备
的巷道。在煤与瓦斯突出区，专用回风
巷内还不得行人。
四、通风技术发展的目标
1、遏制重、特大通风事故发生是当前通
通风系统——风流从进风巷经工作面到回
风巷最后出地面所经过的整个路程，包括 整个通风设施、设备、巷道等。
2、通风系统类型： U型、Y型、U+L型、W型、双Z型、H型。
1214下工作面通风系统图（U型）
进风巷
采 空 区
1214下
回风巷
图例：
进风
回风
石门
工作面
特点：一进一回，进风和回风在工作面同一侧
4、保证矿井通风系统稳定
⑴
⑵
选择合适抽风机，风机运行参数合理；
加强对抽风设备维护、保养，正常运转；
⑶
⑷
通风设施牢固、可靠，构筑位置合理；
通风断面合理，经常检查维护。
5、保证采区通风系统稳定
⑴ 风门闭锁，防止同时打开工作面回风侧永久风门； ⑵ 防止工作面堵塞，保持畅通并有足够断面； ⑶ 防止打开分流斜坡的天风门，下煤眼不得敝放；
⑵
⑶
5、通风设施的设置要求
风门： 5m内巷道支护完好，无积水杂物，两组、 每组不少于两道，间距大于5m，有反向门，能自 动关闭，门框包边沿口，墙体用不燃性材料，周 边接帮顶，厚度不小于1m。
密闭： 用不燃性材料，严密不漏风，厚度不小于 0.5m，5m内支架完好，周边掏横槽，见实帮实底， 不少于0.1m裙边，留设反水池与反水管。 风桥： 用不燃性材料，桥面平整不漏风，前后5m 内支护完好，无杂物、积水和淤泥，成流线型， 坡度小于30°，四周实帮实底。
矿井通风与安全-掘进通风系统
教学模块Ⅵ掘进通风系统6.1 掘进通风无论在新建、扩建或生产矿井中，都需开掘大量的井巷工程，以便准备新的采区和采煤工作面。
在开掘井巷时，为了稀释和排除自煤(岩)体涌出的有害气体，爆破产生的炮烟和矿尘以及保持良好的气候条件，必须对独头掘进工作面进行不间断的通风。
这种利用局扇进行通风的方法称为掘进通风(又称局部通风)6.1.1 掘进通风方法掘进通风方法分为2大类：利用矿井总风压通风和使用局部通风设备通风。
6.1.1.1 利用矿井总风压（或全风压）通风利用矿井总风压的一部分能量，借助于各种导风设施，将新鲜风流引入掘进工作面。
根据导风设施不同，分为以下3类：1.用纵向风墙（或风障导风）。
这种方法是用纵向风墙或风障将巷道一分为二，构成进、回风风路，其通风阻力由矿井主要通风机克服，挡风墙上设置调节风窗控制掘进工作面的风量。
在短巷掘进时，可用木板或帆布；长巷掘进时，可用砖、石、混凝土等材料构筑风障。
由于构筑和拆除风障的工程量大，只适用于短距离掘进工作面。
2.利用风筒导风。
利用总风压克服导风风筒和独头巷道的通风阻力，为掘进工作面供给所需风量, 污浊空气从独头掘进巷道中排出。
由于风筒的通风阻力较大，所能利用的总风压有限，此种方法一般适用辅助工程量小，风筒安装、拆卸比较方便于风量不大、通风距离不长的掘进工作面，3.利用平行巷道通风。
当两条平行巷道同时掘进时，可每隔一定距离开一联络巷，前一联络巷掘通后，后一联络巷即封闭。
由两条巷道与联络巷构成一个进、回风系统，由总风压供风。
独头巷道部分可利用风障或导风筒导风。
此方法常用于煤巷掘进，尤其是厚煤层的采区巷道掘进中，当运输、通风等需要开掘双巷时或解决长巷掘进独头通风的困难。
利用总风压通风的优点是安全可靠，管理方便，但须有足够的风压以克服通风阻力；其缺点是漏风大、有效风量率低，只适用于短距离掘进巷道或两条长距离巷道同时掘进。
6.1.1.2 使用局部通风设备通风掘进用的局部通风设备有两类：引射器和局部通风机。
第五章--风网和风量的自然分配
第五章矿井通风网络与风量分配矿井各工作地点需要有足够的风量，以满足人们安全与生理的需要。
但风量的分配形式有自然分配和按需分配两种。
当自然分配不能满足需要时，往往通过各种风量调节设施加以调节。
因此，我们必须了解风网的形式与性质，以便于应用。
§5—1矿井通风网络一、有关概念1、风网：指风流在流动过程中的分岔、汇合的结构形式，分简单风网和复杂风网。
2、简单风网：仅有串、并联风路组成的风网叫简单风网。
3、复杂风网：有对角风路的风网叫复杂风网，也叫角联风网。
4、节点：三条以上风路的汇合点。
二、风网中风流流动的基本规律1、风量平衡定律在风路中，流进某一节点（或回路）的风量，等于流出该节点（或回路）的风量，称风量平衡定律。
即ΣQ i＝0图示，Q1＋Q2＋Q3＝Q4＋Q5或：Q1＋Q2＋Q3－Q4－Q5＝02、风压平衡定律对于任何闭合风路，在无自然风压或风机工作时，各支路的风压（或阻力）代数和为零。
一般地，顺时针取正，逆时针取负。
或描述为：任何闭合风路，顺时针压降Σh i＝0当有自然风压或风机存在时，Σh通±Σh自－Σh i＝0上例中，h1—2＋h2—3＋h3—4＝h1—4或h1—2＋h2—3＋h3—4－h1—4＝03、阻力定律对于任何风路，其阻力等于风阻与通过风量平方之积。
h i＝R i Q i2§5—2简单风网的性质一、串联风路两条以上的风路循序地首尾相接，中间无分岔与汇合的风路，叫串联风路。
由串联风路进行的通风叫串联通风，俗称“一条龙通风”。
1、风量串联风路总风量等于各支路的风量，即2、阻力串联风路总阻力等于各支路的阻力之和，即h 总＝h 1＋h 2＋…＋h n Pa3、风阻将h i ＝R i Q i 2代入上式，由于Q 总＝Q 1＝Q 2＝…＝Q n ，得R 总＝R 1＋R 2＋…＋R n即；串联风路总风阻等于各支路的风阻之和。
4、总等积孔由A ＝R 19.1 得R ＝（A19.1）2代入上式并化简得 21总A ＝211A ＋221A ＋ (21)A 或：A 总＝222211111n A A A +⋯++ m 2即：串联风路总等积孔平方的倒数等于各支路等积孔平方的倒数之和。
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甘肃煤炭工业学校 采矿科通风教研组
2020/10/1
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第五章 矿井与采区通风系统
一、教学内容： 1、矿井通风系统、矿井通风方法、通风方式、通风网络； 2、矿井通风网络的基本形式及特性； 3、采区通风系统的基本要求；采区上下山的布置及工作面的通风方 式； 4、井下通风设施、矿井有效风量率和漏风率的表示方法及防治漏风 的措施； 5、矿井通风系统图、网络图的绘制。 二、重点难点： 1、矿井通风方法、通风方式、通风设施； 2、矿井通风网络的基本形式及特性； 3、矿井有效风量率和漏风率的表示方法及防治漏风的措施； 4、矿井通风系统图、网络图的绘制。 三、教学要求： 1、了解矿井通风系统的基本要求和采区上下山的布置及工作面的通 风方式； 2、掌握矿井通风方法、通风方式、通风设施的相关知识；掌握矿井 有效风量率和漏风率的表示方法及防治漏风的措施；掌握矿井通风网络的 基本形式及特性；掌握矿井通风系统图、网络图的绘制方法。
若采用抽出式通风，易将火区中的有毒有害气体抽到井巷中，
威胁安全，在这种情况下，可采用压入式通风。
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图5-2 压入式通风
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三、混合式通风
混合式通风是指在矿 井进风侧和回风侧都安设 矿井主要通风机，地面新 鲜空气由压入式主要通风 机压入井下，污浊空气由 抽出式主通风机排出井外。 这种通风方法虽然产生较 大的风压，但需要通风设 备多，增大了矿井通风管 理的难度，所以一般很少 采用。如图5-3所示。
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矿井通风系统是矿井通风方法、通风方式和 通风网络的总称。它是用机械动力将地面新鲜空 气经一定线路输送到井下各个用风地点，然后将 污浊空气排出地面的系统。矿井通风方法是指矿 井主要通风机对矿井供风的方式，分为抽出式、 压入式和混合式。矿井通风方式是指矿井进风井 筒与回风井筒的布置方式，分为中央式、对角式 和混合式。矿井通风网络是指风流流经路线的连 接形式，分为串联、并联、角联和复杂联接形式。
矿井通风系统对整个矿井的通风和生产安全 有着极其重要的作用，是矿井生产中极其重要的 内容。无论对于新建矿井还是生产矿井，都必须 保证矿井通风系统的合理性。
系统:为实现规定功能以达到某一目标而构成 的相互关联的一个集合体或装置
矿井通风系统关系图如下：
矿井通风方法 (主通风机供风方 式)
抽出式 压入式 压-抽混合式
及矿井漏风 第六节 矿井通风系统
图及网络图
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第一节 矿井通风方法
矿井通风方法主要有抽出式、压入式和压抽混合式。 一、抽出式通风 如图5-1所示，抽出式通风是将矿井主要通风机安设在 回风井一侧的地面上，作抽出式通风。动画演示 目前，我国大部分矿井采用抽出式通风，抽出式通风 在矿井主要通风机的作用下，矿内空气的压力低于同标高 大气压力，处于负压状态。抽出式通风的主要优点(1)矿井 主要进风巷道无需安设风门，便于运输、行人，矿井通风 管理工作容易；(2)另外在瓦斯矿井采用抽出式通风，由于 矿井风流处于负压状态，一般认为，当主要通风机因故停 风时，井下风流压力提高，在短时间内可抑制采空区内瓦 斯等有害气体的涌出，相对压入式通风比较安全。 缺点是外部漏风从外 内，把裂隙中有害气体带入 井下。
下风流压力降低，在短时间内采空区内瓦斯等有害气体的涌出 量会增加，造成瓦斯积聚，对安全不利。优点是外部漏风从内
外，有害气体带入地面。
当开采煤田上部第一水平，瓦斯不太严重，而且地面塌
陷区分布较广时，宜采用压入式通风。因为在这种情况下，可
用一部分回风把塌陷区的有害气体压到地面，形成短路风流，
避免了塌陷区有害气体的危害。此外，当矿井火区比较严重，
矿井通风系 统
矿井通风方式
(矿井进回风井筒布 置方式 )
中央式 对角式
中央并列式 中央分列式
两翼对角式 分区对角式
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矿井通风网络
(风流流经线路连接方式， 基本形式 )
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串联 并联 角联
第一节 矿井通风方法 第二节 矿井通风方式 第三节 矿井通风网络
的基本形式及特性 第四节 采区通风系统 第五节 井下通风设施
第二节 矿井通风方式
根据矿井进风井与出风井的布置形式不同，矿井通风方式分为 中央式、对角式和混合式。
一、中央式
中央式是进风井与出风井大致位于井田走向的中央。根据出风 井沿井田倾斜方向位置不同，中央式又分为中央并列式和中央分列 式（又叫中央边界式）。
1.中央并列式
无论沿井田走向或倾斜方向，进风井与出风井均位于井田的中 央，布置在同一工业广场内。是立井中央并列式通风方式。动画演 示
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图5-3 中央并列式
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2.中央分列式
如图5-4所示，进风井在井田的中央，出风井 位于井田上部边界沿走向的中央，出风井的井底 标高一般高于进风井井底标高。动画演示
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图5-4 中央分列式
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二、对角式 进风井在井田的中央，出风井分别位于井田上部边 界沿走向的两翼，根据出风井沿走向位置的不同，又分 为两翼对角式和分区对角式。1.两翼对角式 进风井位于井田中央，而在井田浅部沿走向的两翼 边界附近或边界采区的中央各开掘一个出风井，如图5-5 所示。动画演示
图5-3 混合式通风示意图
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第二节 矿井通风方式
矿井通风方式
中央式
对角式混合式中中 央央 并源自 列列 式式2020/10/1
两分 翼区 对对 角角 式式
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中中 央央 分并 列列 混式 合与
中 两两 中 央 翼翼 央 分 对对 并 列 角角 列 混 与混 式 合 合与
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图5-1 抽出式通风
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二、压入式通风
如图5-2所示，压入式通风为将矿井主要通风机安设在进 风井一侧的地面上，作压入式通风。动画演示
压入式通风在矿井主要通风机的作用下，矿内空气的压 力高于同标高大气压力，处于正压状态。压入式通风的缺点(1) 在矿井进风路线上需要设置控制风流的设施（如风门、风窗 等），从而漏风较大，使通风管理工作比较困难；(2)压入式 通风使井下风流处于正压状态，当主要通风机因故停风时，井