第九章矿井通风及安全

第九章矿井通风及安全第一节矿井通风系统的选择一．通风系统的选择：下列是各种通风系统适用条件及其优缺点：1．中央并列式：适用于煤层倾角较大，走向不长（一般小于4公里左右），投产初期尚末设置边界安全出口，且自然发火不严重的矿井。

1.初期投资少，采区生产集中，并便于管理。

2.节省风井工业场地，占地少，比在井田内投资少，边界风井压煤少。

3.进出风井之间漏风比较大，风路较长，阻力较大。

4.工业场地有噪音影响。

2．中央分列式：适用于煤层倾角较小，走向长度不大的矿井。

1.比中央并列式安全性要好。

2.矿井通风阻力较小，内部漏风少，利于对瓦斯、自然发的管理。

3.工业场地没有噪音的影响。

4.对一个工业场地，压煤较多。

3．对角式；一般适用于煤层走向长（超过4公里），井田面积大，产量较大的矿井。

其优点于中央并列式相反，比中央分列式安全性要好，但初期投资大，建井期较长。

对有瓦斯喷出或有煤层和瓦斯突出的矿井，应采用对角式通风系统。

4．混合式：混合式是前几种的发展。

适用于：1.矿井走向距离很长以及老矿井的改扩建和深部开采。

2.多煤层多井筒的矿井，有利于矿井分区分期投产。

3.大型矿井井田面积大、产量大或采用分区开拓的矿井。

终上所述，因为本矿井是低瓦斯矿井，而且采用两翼开采。

因而，应采用对角式，延深水平的采区的回风上山和一水平相邻采区的轨道上山打通，一水平的运输上山打通，并将一水平的轨道上山和运输上山与地面连通，分别作为回风井和进风井。

二．通风方式的选择：以下是通风方式的适用条件及各自的优缺点。

1．抽出式：是当前通风方式的主要形式，适应性较广泛，尤其对高瓦斯矿井，更是有利于与对瓦斯的管理，也适用于矿井走向长，开采面积大的矿井。

1.井下风流处于负压状态，当主扇因故障停止运转时，井下的风流压力提高，可能使采空区瓦斯涌出量减少，比较安全。

2.漏风量少，通风管理较简单。

3.与压入式相比，比存在过度到下水平时期通风系统和风量变化的困难。

缺点是：当地有小煤窑塌陷区并和采区沟通时，抽出式会把小煤窑积聚的有害气体抽到井下使矿井有效风量减少。

2．压入式：低瓦斯矿的第一水平，矿井地面地形复杂，高差起伏，无法在高山上设置扇风机，总回风巷道无法连通或维护困难的条件下。

优缺点：1. 压入式的优点与抽出式的相反，能用一部分回风把小煤窑塌陷区的有害气体压到地面。

2.进风线路漏风大，管理困难。

3.风阻大，风量调节困难。

4.由第一水平的压入或过渡到深部水平的抽出式，有一定困难。

5.通风机使井下风流处于正压状态，当通风机停止运转时，风流压力降低，有可能使采空区瓦斯涌出量增大。

根据以上的分析比较，再结合本矿井的实际情况，本矿井属于低瓦斯矿井，通风巷道之类的比较长，走向也较长等情况，因而确定采用抽出式通风。

第二节采区及全矿所需风量一、采掘工作面所需风量《规程》对于采掘工作面的通风质量有下列规定：1，在采掘工作面的进风流中，O2浓度不得超过1%，CO2、CH4不得超过0.5%；2．在采掘工作面的回风流中，CH4浓度不得超过1%，CO2不超过1.5%;3．井下空气中有害气体浓度不得超过表中的规定见表9-2-1：4．采掘工作面气温不得超过26℃；5．井下有人工作地点和人行道的空气中粉尘浓度，应符合表9-2-2：4．采掘工作面气温不得超过26℃；5．井下有人工作地点和人行道的空气中粉尘浓度，应符合表9-2-2：6．每一工作地点，每人每分钟供给风量都不得少于4m3。

二、硐室所需风量《规程》规定，井下充电硐室必须有单独的风流通风，其回风可引入采区回风道中；井下火药库必须有单独的进风风流，其回风须直接引入矿井总回风道或主要回风道，并须保证每小时能有火药库总容积4倍的风量。

故上列硐室风量应分别计算。

以QH表示火药库风量，V表示火药库容积m3,则QH=4V/60 m3/min根据实际资料，大型火药库风量约为100~150 m3/min，小型及临时火药库——50~100 m3/min。

充电硐室——100~200 m3/min；其它独立通风的大型硐室——150~200 m3/min。

各采掘工作面、硐室、以及其它地点所需风量的总和即为矿井所需用总风量。

矿井总风量主要取决于矿井日产量，采掘工作面个数，矿井瓦斯等级，独立通风硐室的多少等。

据不完全统计，国营中、中型煤矿总进风量约为1000~5000 m3/min，大型矿井约为5000~10000 m3/min个别特大型高沼气矿井可达20000 m3/min以上。

可见矿井通风量远远大于矿井的煤产量，通常为煤产量的4~20倍。

基建矿井的通风随施工的进展可划分为几个时期：井筒开凿时期；井底车场掘进时期；大巷及采区上山掘进时期；贯通后采区准备时期。

前面三个时期主要考虑井巷及硐室施工时的通风，最后一个时期还要兼顾投产乒回采工作面的通风。

所需风量的确定原则同上。

三、采区通风采区通风是矿井通风的主要组成单元。

采区通风系统的合理与否不仅影响采区内的风量分配，发生事故的风流控制，生产计划的完成，而且影响到全矿井的通风质量和安全指标。

所以采区能风的设计，实施和质量管理极为重要，它直接关联到矿井安全生产和经济效益。

《规程》对于采区通风有下列规定：1．每一生产水平和采区，都须布置单独的回风道，实行分区通风。

2．回采和掘进工作面都应独立通风，有特殊困难必须串联通风时应符合有关规定。

3．煤层倾角大于120的煤层，回采工作面严禁采用下行通风。

四、采区风量矿井进风量中的绝大部分是分配到各个采区的。

采区需风量的计算和调配是涉及安全和经济的大问题。

采区所需总风量Qd是采区内各用风地点所需风量之和。

Qd=1.2(150+100+200+200)=780 m3/min1．回采工作面需风量（1）、按沼气或二氧化碳通出量计算QW=Kg•Qg/(Cg-CIN),m3/min式中Kg——该工作面沼气或二氧化碳通出不均衡系数，无因次；机采取1.3~1.45;Qg——工作面沼气或二氧化碳的绝对涌出量，m3/min；Cg——工作面回风流气体最高允许浓度，Cg=1.5/100; CIN——工作面入风流沼气或二氧化碳浓度不得大于0.5%；QW=1.4*16.47/(1.5%-0.5%)=2305 m3/min所以：Q=780+2305=3085 m3/min五、掘进通风掘进通风是为开掘井巷而进行的，掘进通风之目的是冲淡并排除井巷掘进时产生的有害气体与矿尘，并提供良好的气候条件。

掘进通风的特点在于井巷独头部分不能形成贯穿风流，必须采用导风困难，使新鲜风流与污浊风流隔开；且多数需要专门的动力设备，因而通风管理比较困难。

煤巷掘进时通风不良易发生瓦斯、煤尘爆炸事故、岩巷掘进时通风不良则易导致尘肺和炮烟熏人。

因此，风筒和局扇的选择与使用便成了我们要做的事情。

掘进通风一般采用压入式，压入式通风是工作面面头空间炮烟在几分钟内就可被清洗干净，而从迎头排出的炮烟经巷道缓慢排出。

掘进工作面所需风量:掘进工作面实际所需风量：∑Q掘=（nQ1+nQ2）K (m3/min) n ——需独立通风的煤、岩巷道；Q1——每个煤巷掘进工作面所需要的风量，m3/min；一般取150～200 m3/min，取180 m3/mi n.Q2——每个岩石掘进工作面所需要的风量，m3/min；一般取200~300m3/min,在这里取200 m3/min.K——掘进工作面备用系数，可取1.20；∑Q掘=（2×180+2×200）×1.20=912(M3/Min)3.主要硐室实际所需风量：《规程》规定井下火药库,充电室,采区绞车房要单独通风. (1)火药库所需风量:(保证每小时能有火药库总容积的4倍的风量)其中:Q1——为火药库实际需要风量,大型火药库供风量为100～150(M3/Min)；中、小型火药库供风量为60～100(M3/Min)。

该矿井年设计生产能力为15万吨. 取65M3/min.2)充电室所需风量:Q2----充电硐室实际所需风量，取100~200M3/Min,取150 m3/min；Q2=30KN=30×２×1.6=90 m3/min；式中:K——充电室所采用的蓄电池机车计算系数，1.6.N——同时充电的蓄电池组数.2组.(3)井下绞车房所需风量Q3－采区绞车房或变点所硐室实际所需风量按绞车的直径大小供给风量.D≤1.2 米. 取60～120,m3/minD=1.2米，取120 m3/min.矿井硐室总风量为Q4=120+90+65=275 m3/min.矿井总风量Q=275+912+3085=4272 m3/min四.按《规程》规定进行风速验算：《规程》规定的风速限定值如下表9-2-3：（一）回采工作面的风速验算已知：Q采= 780m3/minv=Q/S=780/(5.02×60)=2.59m/s < 4m/s 符合要求,巷道可以使用.(二)对煤巷有v=180/(60×5.02)=0.59m/s因为0.25 所以此巷道可行。

（三）对岩巷的风速验算有v=200/(60×5.02)=0.67m/s <4m/s 其巷道可以使用。

（四）各个巷道的断面及风速表如下：(三).其它硐室井巷风量的验算:按最低风速进行验算:Q≥0.15×60×10=90 (M3/Min)。

在从下表可以看出，上面所选择的风量及风速是完全符合《规程》规定的见表9-2-4：各种巷道和采煤工作面适宜风速（米／秒）表9-2-4：第三节扇风机选型一．机的选型一．通风容易时期与困难时期技术特征的确定：在扇风机整个服务年限内，矿井通风总第三节扇风机选型 mW v$eR一．机的选型j,j |'7J%一．通风容易时期与困难时期技术特征的确定：CV @ P+ 在扇风机整个服务年限内，矿井通风总阻力随着开采深度的增加和走向范围的扩大及产量提高而增加，这时必须考虑最大可能总阻力和最小可能总阻力，前者对应于扇风机服务年限期间内最困难时期，后者对应最容易时期。

G`FYEmD 1．计算原则：Ot) }:oG在进行矿井通风总阻力计算时，不要计算每一条巷道的通风阻力，只选择其中一条阻力最大的风路进行计算。

但必须是选择矿井达到设计产量以后，通风容易时期和通风困难时期的阻力最大风路。

一般，可在两个时期的通风系统土上根据采掘作业布置情况分别找出风流线路最长、风量较大的一条线路作为阻力最大的风路再选定的风路上分别计算最容易时期和最困难时期。

`q3-6` W-n1) 通过主扇的风量Q1必大于风井的矿井总风量Q2，为计算风峒的阻力，必须先计算出Q1；~ $ u9对于抽出式x4* b-h iu? Q1=（1.05～1.10）Q2 ；(M3/Min) Jc-#D4e1#式中：1.05～1.15为外部漏风系数，出风井无提升运输任务时取1.05，有提升运输任务时取1.10。