礦井通風(fēng)及災(zāi)變時期控風(fēng)技術(shù)

1、礦井通風(fēng)及災(zāi)變時期控風(fēng)技術(shù)第一節(jié) 礦井通風(fēng)概述一、礦井通風(fēng)基本概念（一）礦井通風(fēng)的目的供給礦井新鮮風(fēng)量，沖淡并排出有毒、有害氣體和礦塵，保證井下風(fēng)流質(zhì)量和數(shù)量符合國家安全衛(wèi)生標準，創(chuàng)造安全、健康的工作環(huán)境，防止各種傷害和爆炸事故，保障井下人員身體健康和生命安全，保護國家資源和財產(chǎn)。利用機械或自然通風(fēng)動力，使地面空氣進入井下，并在井巷中作定向和定量地流動，最后排出礦井的全過程稱為礦井通風(fēng)。礦井通風(fēng)的目的就是保證礦井空氣的質(zhì)量符合要求。其主要任務(wù)：一是要供給井下足夠的新鮮空氣，滿足井下工作人員呼吸所必須的新鮮風(fēng)量； 二是有效的稀釋和排除礦井生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的沼氣及其他各種有毒有害氣體，以達到允許的濃

2、度，保證礦井空氣的清潔度，并有效防止瓦斯、煤塵爆炸及礦井火災(zāi)事故；三是給井下工作人員創(chuàng)造一個良好的工作環(huán)境，保證井下風(fēng)流的質(zhì)量（成分、溫度和速度）和數(shù)量符合國家安全衛(wèi)生標準，以保障井下人員身體健康和生命安全；四是全面提高礦井的防災(zāi)抗災(zāi)能力。在保證礦井安全生產(chǎn)技術(shù)中，礦井通風(fēng)有著重要的意義，礦井通風(fēng)工作的好壞，直接關(guān)系到礦井正常生產(chǎn)和職工的生命安全與身體健康。同時，礦井通風(fēng)是礦井安全工作的基礎(chǔ)，是煤礦生產(chǎn)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。（二）礦井大氣表31 干空氣的組成成分表氣體成分按體積計按質(zhì)量計氧氣（O2）20.9023.10氮氣（N2）78.1375.55二氧化碳（CO2）0.030.05氬氣（Ar

3、）0.931.29其他氣體0.010.01氧氣(O2)氧氣為無色、無味、無臭的氣體，比重為1.1。它是一種非常活潑的元素，能與很多元素起氧化反應(yīng)，能幫助物質(zhì)燃燒和供人與動物呼吸，是空氣中不可缺少的氣體。當(dāng)氧與其他元素化合時，一般是發(fā)生放熱反應(yīng)，放熱量決定于參與反應(yīng)物質(zhì)和生成物質(zhì)的量和成分，而與反應(yīng)速度無關(guān)。當(dāng)反應(yīng)速度緩慢時，所放出的熱量往往被周圍物質(zhì)所吸收，而無顯著的熱力變化現(xiàn)象。表32 人體輸氧量與勞動強度的關(guān)系勞動強度呼吸空氣量（L/min）氧氣消耗量（L/min）休息6-150.20.4輕勞動20-250.6-1.0中度勞動30-401.2-2.6重勞動40-601.8-2.4極重勞動4

4、0-802.5-3.1氧氣是維持人體正常生理機能所需要的氣體,人體維持正常生命過程所需的氧氣量，取決于人的體質(zhì)、精神狀態(tài)和勞動強度等。人體在休息時需氧量為0.25升分，工作和行走時為l-3升分。當(dāng)空氣中的氧氣濃度降低時，人體就可能會產(chǎn)生不良的生理反應(yīng)，出現(xiàn)種種不舒適的癥狀，嚴重時可能導(dǎo)致缺氧死亡。人體輸氧量與勞動強度的關(guān)系如表32所示。礦井空氣中氧濃度降低的主要原因有：1）、有機物及無機物（坑木、煤、巖石）氧化；2）、爆破工作；3）、井下火災(zāi)及瓦斯、煤塵爆炸4）、礦井中各種氣體（瓦斯、二氧化碳及其他氣體）的混入，使氧含量相對地降低；5）、人的呼吸。6）、煤炭自燃；7）、煤巖和生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各

5、種有害氣體，也使空氣中的氧濃度相對降低。我國的礦山安全規(guī)程規(guī)定，礦內(nèi)空氣中氧合量不得低于20。不同國家關(guān)于風(fēng)流中氧氣濃度的規(guī)定如表33所示。表33 不同國家關(guān)于風(fēng)流中氧氣濃度的規(guī)定國家或組織國際勞工局俄羅斯、德國美國、日本地點進風(fēng)流工作地點行人巷道氧氣濃度（）1920191、地面大氣的組分：氧0.96、氮9、二氧化碳0.042、井下大氣：煤巖涌出氣體和可燃物氧化生成氣體滲入，使礦井空氣成分、濃度變化，礦井空氣組分及其特性如表5-1所示：3、瓦斯煤巖層涌出氣體總稱，主要成分是甲烷。人們往往稱甲烷為瓦斯，從嚴格定義來看，瓦斯不僅包括甲烷，還包括煤巖涌出氣體，應(yīng)注意兩者的區(qū)別和聯(lián)系。表5-1礦井空氣

6、組分及其特性氣體色、味、嗅相對密度水溶性毒理燃燒爆炸性來源氧無1.11微無無大氣氮無0.97微無無大氣、爆破二氧化碳微酸臭1.52易刺激無氧化、燃燒、涌出甲烷無0.55微無有煤巖涌出一氧化碳無0.97微劇毒有爆破、燃燒、爆炸二氧化氮紅褐色1.57易劇毒無爆破硫化氫*臭雞蛋1.19易劇毒有老空、涌出二氧化硫*硫磺味2.32易劇毒無涌出、含硫礦氧化、燃燒氫氣無0.07微溶無有火區(qū)、充電氨氣*氨水味0.6易劇毒無火災(zāi)、爆炸標有*的這些氣體在煤礦安全規(guī)程最高允許濃度限時，能嗅出，人們能及時發(fā)現(xiàn)這些氣體的存在。但對于甲烷、氫氣、一氧化碳等有害氣體，氮氣、二氧化碳等窒息性氣體和氧氣須通過專門檢測儀器或化驗

7、才能了解他們對環(huán)境和人體的影響。因此，在通風(fēng)不良的巷道必須注意檢測氧氣、二氧化碳的含量、避免發(fā)生窒息事故。（三）礦井通風(fēng)系統(tǒng)1、定義：礦井通風(fēng)系統(tǒng)是向礦井各作業(yè)地點供給新鮮空氣、排除污濁空氣的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)、通風(fēng)動力和通風(fēng)控制設(shè)施（通風(fēng)構(gòu)筑物）的總稱。2、對礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求安全可靠、技術(shù)可行和經(jīng)濟合理。其主要表現(xiàn)為系統(tǒng)簡單、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)合理；能保質(zhì)保量穩(wěn)定可靠地向用風(fēng)地點供風(fēng)；主要通風(fēng)機與網(wǎng)絡(luò)特性相匹配，風(fēng)機能高效、經(jīng)濟地運行；具有較高的防災(zāi)抗災(zāi)能力；有利于礦井實現(xiàn)機械化和自動化；通風(fēng)費用少；符合有關(guān)規(guī)定。風(fēng)速影響人體的對流散熱和蒸發(fā)散熱的效果。對流散熱強度隨風(fēng)速而增大。當(dāng)氣溫低于體溫時，風(fēng)速越大

8、，對流散熱量也越大；當(dāng)氣溫高于體溫時，風(fēng)速越大，對流散熱量也越大，同時蒸發(fā)散熱、散濕的效果也隨風(fēng)速的增大而增強。如有風(fēng)的天氣，晾衣服干得快就是這個道理?？梢?，礦井氣候條件對人體熱平衡的影響是一種綜合的作用，各參數(shù)之間相互聯(lián)系、相互影響。如人處在氣溫高、濕度大、風(fēng)速小的高溫潮濕環(huán)境中，這三者的散熱效果都很差，這時由于人體散熱太慢，體內(nèi)產(chǎn)熱量得不到及時散發(fā)，就會使人出現(xiàn)體溫升高、心率加快、身體不舒服等癥狀，嚴重時可導(dǎo)致中暑、甚至死亡。相反，當(dāng)人處在氣溫低、濕度小、風(fēng)速大的低溫干燥環(huán)境中，這三者的散熱效果都很強，這時由于人體散熱過快，就會使人體的體溫降低，引起感冒或其他疾病。因此，調(diào)節(jié)和改善礦井氣候

9、條件是礦井通風(fēng)的基本任務(wù)之一。下面就礦井氣候三因素進行簡單的分析。礦井空氣溫度礦井空氣的溫度是影響氣候條件的主要因素，溫度過高或過低時，都會使人感到不舒適。最適宜的井下空氣溫度是1520。1.影響礦井空氣溫度的因素影響礦井空氣溫度的因素很多，而且也很復(fù)雜，主要有以下八個因素：1）巖層溫度2）地面空氣溫度3）氧化生熱4）水分蒸發(fā)吸熱5）空氣的壓縮與膨脹6）地下水7）通風(fēng)強度8）其他因素等井巷中的風(fēng)速風(fēng)速是指風(fēng)流單位時間內(nèi)流過的距離。井巷中的風(fēng)速過高或過低都會影響工人的身體健康。風(fēng)速過低時，汗水不易蒸發(fā)，人體多余熱量不易散失掉，人就會感到悶熱不舒服，同時瓦斯也容易積聚，風(fēng)速過高時，容易使人感冒，礦

10、塵飛揚，對安全生產(chǎn)和工人的身體健康都不利。因此，規(guī)程第一百零一條規(guī)定了采掘工作面和各類井巷的最低、最高允許風(fēng)速，見表36。表36 各類井巷的最低、最高允許風(fēng)速井巷名稱允許風(fēng)速/ （ m/s ）最低最高無提升設(shè)備的風(fēng)井和風(fēng)硐15專為升降物料的井筒12風(fēng)橋10升降人員和物料的井筒8主要進、回風(fēng)巷8架線電機車巷道1.08運輸機巷，采區(qū)進、回風(fēng)巷0.256采煤工作面、掘進中的煤巷和半煤巖巷0.254掘進中的巖巷0.154其它通風(fēng)行人巷道0.153、礦井通風(fēng)系統(tǒng)的類型及其適用條件11。1）、中央式：進回風(fēng)井位于井田走向中央，風(fēng)流在井下的流動路線是折返式。（1）中央并列式：A、進、回風(fēng)井布置在井田中央工業(yè)

11、廣場。B、特點：地面建筑和供電集中，便于管理，建井期較短，便于貫通，井筒延伸通風(fēng)方便，但風(fēng)流路徑長，風(fēng)阻較大，井底車場和進回風(fēng)井間壓差大，漏風(fēng)大。C、適用條件：井田走向長度不大（小于4km），瓦斯及自燃不嚴重的礦井。（2）中央分列式：A、其進回風(fēng)井沿井田傾斜方向相隔一段距離?；仫L(fēng)井位于井田淺部邊界沿走向的中央，不在工業(yè)廣場內(nèi)。B、特點：進回風(fēng)井巷間的漏風(fēng)通過中央采區(qū)的采空區(qū)，工業(yè)廣場不受抽出式主要通風(fēng)機噪音的影響。C、適用條件：與中央并列式相同。2）、兩翼對角式：（1）進風(fēng)井位于井田中央，回風(fēng)井設(shè)在沿走向的兩翼。（2）特點：通風(fēng)路線較短，阻力和漏風(fēng)較小，各采區(qū)間風(fēng)阻較均衡，便于按需分風(fēng)。工業(yè)廣

12、場不受回風(fēng)污染和抽出式主要風(fēng)機噪音危害。（3）適用條件：井田走向長，產(chǎn)量高，需風(fēng)量大，易自燃，有突出危險的礦井。3）、分區(qū)式：（1）進風(fēng)井位于井田中央，開采井田淺部，在每采區(qū)掘一個小回風(fēng)井與采區(qū)回風(fēng)巷相通，不必掘總回風(fēng)巷。開采井田深部，往往轉(zhuǎn)變?yōu)閮梢韺鞘?。?）特點：基本與兩翼對角式相同，淺部開采不掘總回風(fēng)巷，加快投產(chǎn)時間，但開采深部煤田時，通風(fēng)方式需變化，對生產(chǎn)有一定干擾。（3）適用條件：同兩翼對角式，且煤層賦存淺，要求投產(chǎn)期短的礦井。4、礦井主要通風(fēng)機工作方式及其特點1）、壓入式：（1）主要通風(fēng)機設(shè)在入風(fēng)井口，在壓入式通風(fēng)機作用下，礦井井巷大氣處在高于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ恼龎籂顟B(tài)，礦井地面漏風(fēng)

13、是從礦內(nèi)漏向地面。（2）特點：A、井下巷道大氣處于正壓狀態(tài)，有助于抑制煤壁和采空區(qū)瓦斯漏出。B、壓入式通風(fēng)使采空區(qū)自燃生成有害氣體通過塌陷區(qū)向外漏出，減小對井下生產(chǎn)和人員安全的影響。C、壓入式風(fēng)機停止運轉(zhuǎn)，井下巷道大氣絕對靜壓下降，可能導(dǎo)致煤壁和采空區(qū)瓦斯涌出增大。D、自燃生成氣體直接經(jīng)營者塌陷區(qū)漏出,可能導(dǎo)致自燃隱患難以及時發(fā)現(xiàn)。E、火源具有指向供風(fēng)方向蔓延特性,促進自燃向采煤工作面方向發(fā)展。F、壓入式通風(fēng)的進風(fēng)區(qū)裝設(shè)的控風(fēng)設(shè)施對生產(chǎn)有干擾,控風(fēng)設(shè)置易損壞,漏風(fēng)較大,通風(fēng)管理較困難。應(yīng)用壓入式通風(fēng)的礦井不僅看到前二條的優(yōu)點，還必須注意后五條缺點，并及時采取補救措施。2、抽出式：（1）主要通風(fēng)

14、機設(shè)在回風(fēng)井口,在抽出式通風(fēng)機作用下,礦井井巷大氣處在低于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ呢搲籂顟B(tài),礦井地面漏風(fēng)是從地面漏向礦內(nèi)。（2）特點：其優(yōu)缺點與壓入式相反。另外,在礦井與小煤窯相通時,會把小窯積存的有害氣體抽入礦井,同時,小窯發(fā)生事故也會對礦井造成威脅。3、壓抽混合式：（1）主要通風(fēng)機分別設(shè)置于進回風(fēng)井口。主要用于壓入、抽出互相轉(zhuǎn)換的過渡期。（2）特點：因正壓、負壓均不大，漏風(fēng)量較小。但通風(fēng)管理復(fù)雜。按進、回風(fēng)井在井田內(nèi)的位置不同通風(fēng)系統(tǒng)分為中央式、對角式、分區(qū)式及混合式數(shù)種。（一）中央式 進、回風(fēng)井均位于井田走向中央，風(fēng)流在井下的流動路線是折返式的，因而風(fēng)路長，阻力大，而且邊遠采區(qū)與中央采區(qū)風(fēng)阻相差懸

15、殊，當(dāng)井田走向很長時這個問題更突出，邊遠采區(qū)可能因此風(fēng)量不足，通過中央采區(qū)采空區(qū)的漏風(fēng)則較大。按進、回風(fēng)井沿傾斜方向相對位置的不同，它又可分為以下兩種：1.中央并列式(圖3-2) 進、回風(fēng)井均布置在中央工業(yè)廣場內(nèi)，地面建筑和供電均集中布置，便于管理建井期限較短(便于貫通)，井筒延深時通風(fēng)也較方便；但井底車場附近漏風(fēng)大，要特別加強管理。圖32 中央并列式通風(fēng)系統(tǒng)圖3-3 該通風(fēng)方式適用于井田走向長度不大（小于4km）、瓦斯與自燃發(fā)火都不嚴重的礦井。另一種形式如圖33所示回風(fēng)井只開鑿到回風(fēng)水平、從而避免了運輸繁忙的生產(chǎn)水平井底車場向回風(fēng)井的漏風(fēng)。圖3-4 中央邊界式通風(fēng)系統(tǒng)2.中央邊界式(圖34)

16、 其進、回風(fēng)井在沿傾斜方向上相隔一段距離?；仫L(fēng)井通常位于井田淺部邊界沿走向的中央，不在工業(yè)廣場內(nèi)。進、回風(fēng)道間的漏風(fēng)主要是通過中央采區(qū)的采空區(qū)。工業(yè)廣場不受抽出式主要通風(fēng)機噪音的影響。適用于井田走向長度不大，瓦斯與自燃發(fā)火比較嚴重的礦井。（二）對角式 進、回風(fēng)井分別位于井田的兩翼稱為單翼對角式；進風(fēng)井位于井田中央、回風(fēng)井設(shè)在兩翼，稱為兩翼對角式(圖35)。風(fēng)流在井下的流動路線是直向式的，因此路線較短，阻力和漏風(fēng)較小，各采區(qū)間風(fēng)阻比較均衡，便于按需要控制風(fēng)量分配，礦井所需總風(fēng)壓也比較穩(wěn)定；工業(yè)廣場不受回風(fēng)的污染和抽出式主要通風(fēng)機噪音的危害。礦井設(shè)計中一般用兩翼對角式，部分煤礦由于地形的限制或者地

17、質(zhì)條件變化、一翼的煤量缺失而形成單翼對角式。兩翼對角式適用于井田走向長、產(chǎn)量高、所需風(fēng)量大、易自燃、有煤與瓦斯突出危險的礦井。與中央式通風(fēng)相比，對角式通風(fēng)系統(tǒng)的安全出口較多，噸煤所需通風(fēng)電耗較小，但管理相對分散，發(fā)生事故時反風(fēng)較困難。圖3-5 兩翼對角式通風(fēng)系統(tǒng)當(dāng)井田范圍和產(chǎn)量特別大時，也可采用間隔對角式。它的進、回風(fēng)井沿走向間隔布置，這樣可避免由一個井筒集中進風(fēng)，通風(fēng)路線較短。（三）分區(qū)式(或稱分區(qū)對角式)開采井田的淺部時，在各采區(qū)分別開采不深的小回風(fēng)井，就可不必開掘沿走向的總回風(fēng)道；進風(fēng)井通常位于井田走向的中央(圖36及圖37)。在開采轉(zhuǎn)入深部后，往往轉(zhuǎn)變成兩翼對角式。 圖3-6 分區(qū)抽出

18、式通風(fēng)系統(tǒng)圖3-7 分區(qū)壓入式通風(fēng)系統(tǒng)原煤炭工業(yè)部在總結(jié)礦井生產(chǎn)、建設(shè)的經(jīng)驗和借鑒國外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，于1984年制定了關(guān)于改革礦井開拓布置的若干技術(shù)規(guī)定(試行)，作為今后大中型(年產(chǎn)90萬t以上)辦井新井建設(shè)，生產(chǎn)礦井技術(shù)改造和開拓延深的依據(jù)。規(guī)定指出，井田走向長或瓦斯含量大的新建或改擴建的240萬t以上的大型礦井，宜采用分區(qū)開拓。分區(qū)通風(fēng)、集中出煤、各分區(qū)應(yīng)有獨立的通風(fēng)系統(tǒng)(進、回風(fēng)井)；沒有煤和瓦斯突出或無高溫危害的礦井，初期般宜采用中央并列式或中央邊界式通風(fēng)；煤層賦存淺的礦井，可采取分區(qū)通風(fēng)。分區(qū)開拓風(fēng)井，既可改善通風(fēng)條件，又能利用風(fēng)井準備采區(qū)，縮短建井工期。選擇井筒位置時主要考慮有

19、利于第一水平開采，兼顧其他水平，以縮短貫通距離，減少石門工程量，加快建井速度和減少第一水平的井下運輸費。（四）混合式由上述諸種方式混合組成。例如中央分列與兩翼對角混合式、中央并列與兩翼對角混合式等。其特點是進、出風(fēng)井的數(shù)量較多，通風(fēng)能力大，布置較靈活，適應(yīng)于井田范圍大，地質(zhì)和地表地形復(fù)雜，產(chǎn)量大、瓦斯涌出量大的礦井?；茨吓思V區(qū)煤層埋藏深、溫度高、瓦斯涌出量大，產(chǎn)量和風(fēng)量大，其通風(fēng)系統(tǒng)采用中央并列(風(fēng)井只開鑿到回風(fēng)水平)與兩翼對角混合式。（五）礦井通風(fēng)方式的比較中央并列式的優(yōu)點：初期開拓工程量小，投資少，投產(chǎn)快；地面建筑集中，便于管理。兩個井筒集中布置，便于開掘，井筒延深工作方便，井筒安全煤柱

20、少，易于實現(xiàn)礦井反風(fēng)。中央并列式的缺點：礦井通風(fēng)路線是折返的，因此風(fēng)路較長，阻力較大，而且風(fēng)壓不穩(wěn)定，通風(fēng)機效率低，電能消耗大；由于進、出風(fēng)井距離太近，特別是井底漏風(fēng)較大，容易造成風(fēng)流短路；安全出口少。中央邊界式的優(yōu)缺點與中央并列式的優(yōu)缺點相反。對角式的優(yōu)缺點亦與中央并列式的優(yōu)缺點相反。（六） 采場通風(fēng)方式和回采巷道布置采場通風(fēng)方式的選擇與回采順序、通風(fēng)能力和巷道布置有關(guān)。特別是高瓦斯礦井、高溫礦井需要風(fēng)量大，通風(fēng)方式是否合理成為影響工作面正常生產(chǎn)的重要因素。在這種情況下，對工作面通風(fēng)應(yīng)滿足如下原則要求：1. 工作面有足夠風(fēng)量并符合規(guī)程要求，特別要防止工作面上隅角積聚瓦斯；2. 沿空留巷時的巷

21、旁應(yīng)采取防漏風(fēng)措施；3. 風(fēng)流應(yīng)盡量單向順流，減少折返逆流，使系統(tǒng)簡單，風(fēng)路短；4. 根據(jù)通風(fēng)要求進回風(fēng)巷應(yīng)有足夠的斷面和數(shù)目。5. 采場通風(fēng)方式有U、Z、Y、H、W型等幾種。見圖3-8所示。1）U型通風(fēng)圖3-8 (a)在區(qū)段內(nèi)后退回采方式中，這種通風(fēng)方式具有風(fēng)流系統(tǒng)簡單、漏風(fēng)小等優(yōu)點，但風(fēng)流線路長、變化大。當(dāng)前進式回采用這種通風(fēng)方式時，漏風(fēng)量較大。這種通風(fēng)方式，如果瓦斯不太大，工作面通風(fēng)能滿足要求，即可采用。目前，這種通風(fēng)方式在我國用得比較普遍。2）Z型通風(fēng)圖3-8 (b)由于進風(fēng)流與回風(fēng)流的方向相同，所以也可稱為順流通風(fēng)方式。當(dāng)采區(qū)邊界有回風(fēng)上山時，采用這種通風(fēng)方式配合沿空留巷可使區(qū)段內(nèi)的

22、風(fēng)流路線短且長度穩(wěn)定，漏風(fēng)量小，通風(fēng)效果比U型方式好。圖38 各種類型通風(fēng)方式示意圖（a）U型通風(fēng)方式 （b）Z型通風(fēng)方式 （c）Y型通風(fēng)方式 （d）H型通風(fēng)方式 （e）W型通風(fēng)方式3）Y型通風(fēng)圖3-8 (c)當(dāng)采煤工作面產(chǎn)量大和瓦斯涌出量大時，采用這種方式可以稀釋回風(fēng)流中的瓦斯。對于綜采工作面，上下平巷均進新鮮風(fēng)流有利于上下平巷安裝機電設(shè)備，可防止工作面上隅角積聚瓦斯及保證足夠的風(fēng)量。這種方式也要求沒有邊界回風(fēng)上山；當(dāng)無邊界上山、區(qū)段回風(fēng)巷設(shè)在上平巷進風(fēng)巷的上部(留設(shè)區(qū)段煤柱護巷)時，則稱為偏Y型通風(fēng)。4）H型通風(fēng)圖3-8 (d)與Y型通風(fēng)的區(qū)別在于工作面兩側(cè)的區(qū)段運輸、回風(fēng)巷均進風(fēng)或回風(fēng)，

23、增加了風(fēng)量，有利于進一步稀釋瓦斯。這種方式通風(fēng)系統(tǒng)較復(fù)雜，區(qū)段運輸巷、回風(fēng)巷均要先掘后留，掘進、維護工程量較大故較少采用。5）W型通風(fēng)圖3-8 (e)當(dāng)采用對拉工作面時，可用上下平巷同時進風(fēng)(或回風(fēng))和中間平巷回風(fēng)(或進風(fēng))的方式。采用W型通風(fēng)方式有利于滿足上下工作面同采，實現(xiàn)集中生產(chǎn)的要求。這種通風(fēng)方式的主要特點是不用設(shè)置第二條風(fēng)道；若上下端平巷進風(fēng)，在該巷中回撤、安裝、維修采煤設(shè)備等有良好環(huán)境；同時，易于稀釋工作面瓦斯、使上隅角瓦斯不易積聚，排炮煙、煤塵速度快。上述各種通風(fēng)方式應(yīng)根據(jù)工作面產(chǎn)量、風(fēng)量要求等具體條件進行選擇。三、礦井通風(fēng)方法礦井通風(fēng)方法根據(jù)風(fēng)流獲得的動力來源不同，可分為自然通

24、風(fēng)和機械通風(fēng)2種。圖3-9 自然通風(fēng)系統(tǒng) 1平硐 ； 2立井（一）自然通風(fēng)利用自然因素產(chǎn)生的風(fēng)壓（即自然風(fēng)壓）作為通風(fēng)動力，致使空氣在井巷中流動的通風(fēng)方法叫做自然通風(fēng)。1.自然風(fēng)壓的產(chǎn)生在如圖39所示的通風(fēng)系統(tǒng)中，平硐與立井井口標高差為Z(m)，A、D在同一水平面上所受的大氣壓力相等?？疾炜諝庵鵄B名和CD，當(dāng)井筒內(nèi)外空氣溫度、濕度等自然參數(shù)不相同時，則空氣重度也不相同，因而使兩空氣柱的重量不等、造成兩空氣柱底部B、C兩點所承受的壓力不一樣，產(chǎn)生壓力差、從而促使空氣流動。這種由自然因素產(chǎn)生的風(fēng)壓我們稱之為自然風(fēng)壓。2.自然風(fēng)壓的特性 1)自然風(fēng)壓的大小和方向隨季節(jié)氣候變化而變化，風(fēng)量不穩(wěn)定，風(fēng)

25、向也改變。對如圖39所示的自然通風(fēng)礦井：冬季，地面空氣溫度很低，空氣重度較大、則空氣柱CD比空氣柱AB重，此時空氣由平硐口C流向立井井底B，流經(jīng)立井井筒AB排至地面。 夏季，與冬季相反，風(fēng)流自立井井口A流向井底B，經(jīng)由平硐排至地面。春秋季，地面空氣溫度與立井井筒內(nèi)空氣柱的平均氣溫相差不大，造成風(fēng)量很少甚至出現(xiàn)井下風(fēng)流停滯現(xiàn)象。在一些山區(qū)里，因晝夜的氣溫相差很大自然風(fēng)流的方向晝夜之內(nèi)都可能發(fā)生變化。2)機械通風(fēng)礦井，自然風(fēng)壓仍然存在，其大小受進風(fēng)量的影響而略有變化，即隨進風(fēng)量的增加而增大。如圖39所示，若在立井井口安有通風(fēng)機抽風(fēng)，出風(fēng)流的溫度一般保持常年不變，而進風(fēng)流的溫度受地表溫度的影響隨季節(jié)

26、變化而變化。在冬季，當(dāng)通風(fēng)機吸入的風(fēng)量越多，進風(fēng)流溫度就越低，則進、出風(fēng)井的溫度差越大，自然風(fēng)壓值也越大，即自然風(fēng)壓隨風(fēng)量的增加而增大。此時自然風(fēng)壓幫助通風(fēng)機通風(fēng)(其值定為正值)。在夏季，就自然風(fēng)壓本身而言，其值同樣是隨風(fēng)量的增加而增大，但這時的自然風(fēng)壓是削弱通風(fēng)機的通風(fēng)能力(其值定為負值)。3)自然風(fēng)壓的大小隨礦井開采深度的加深而增大。自然風(fēng)壓的大小按下式計算： （3-4） 式中：Z礦井開采深度，m； 進風(fēng)井側(cè)空氣的平均密度，kg/m3； 出風(fēng)井側(cè)空氣的平均密度，kg/m3； g重力加速度，m/s2。 上式說明了自然風(fēng)壓的大小與礦井開采深度的關(guān)系。 3.重視自然風(fēng)壓對機械通風(fēng)礦井的影響。采用

27、機械通風(fēng)的礦井，自然風(fēng)壓始終存在，并在各個時期內(nèi)影響著礦井通風(fēng)工作。對自然風(fēng)壓較大的深井，自然風(fēng)壓對礦井通風(fēng)起著重要作用，而且它在全年內(nèi)可能均為正值，但是對于某些深度不太大的礦井，夏季的自然風(fēng)壓可能變?yōu)樨撝?，甚至?xí)霈F(xiàn)風(fēng)流的反向，這在通風(fēng)管理工作中應(yīng)給予充分重視，特別是高瓦斯礦井尤應(yīng)注意，否則，可能造成嚴重的后果。（二）機械通風(fēng)利用通風(fēng)機的運轉(zhuǎn)給空氣一定的能量，造成通風(fēng)壓力以克服礦井通風(fēng)阻力，使地面空氣不斷地進入井下，沿著預(yù)定路線流動，然后將污風(fēng)再排出井外的通風(fēng)方法叫機械通風(fēng)。雖然自然風(fēng)壓始終存在，但由于自然風(fēng)壓的大小和方向受地面空氣溫度等自然因素的影響，無法保證礦井通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠。所以，

28、規(guī)程第一百二十一條規(guī)定：“礦井必須采用機械通風(fēng)?！睓C械通風(fēng)使用的通風(fēng)機，根據(jù)其構(gòu)造不同可分為離心式通風(fēng)機和軸流式通風(fēng)機兩類；按服務(wù)范圍不同可分為主要通風(fēng)機、輔助通風(fēng)機和局部通風(fēng)機。主要通風(fēng)機是指安裝在地面的并向全礦井、一冀或1個分區(qū)供風(fēng)的通風(fēng)機。輔助通風(fēng)機是指當(dāng)某分區(qū)通風(fēng)阻力過大、主要通風(fēng)機不能供給足夠風(fēng)量時，為了增加風(fēng)量而在該分區(qū)使用的通風(fēng)機。局部通風(fēng)機是指向井下局部地點供風(fēng)的通風(fēng)機。根據(jù)礦井主要通風(fēng)機的工作方式及安裝地點又可以將礦井通風(fēng)方法分為抽出式、壓入式和抽壓聯(lián)合式3種。由于規(guī)程要求“礦井必須采用機械通風(fēng)”，因此，礦井通風(fēng)方法也可僅指主要通風(fēng)機的工作方法。1.壓入式 壓入式通風(fēng)是把主通

29、風(fēng)機安裝在進風(fēng)井口附近，利用風(fēng)硐使之與進風(fēng)井筒連通。當(dāng)主通風(fēng)機運轉(zhuǎn)時。經(jīng)過通風(fēng)機的空氣獲得能量，風(fēng)硐內(nèi)空氣壓力增大、使之與井下、出風(fēng)井口形成壓力差，促使空氣沿著預(yù)定路線流動，經(jīng)各用風(fēng)場所后，從出風(fēng)井排出。在壓入式通風(fēng)礦井中，井下任何一點的空氣壓力都大于井外同標高的大氣壓力，因此，壓入式通風(fēng)又稱為正壓通風(fēng)。礦井地面漏風(fēng)是從礦內(nèi)漏向礦外。如圖311所示，我國在第一個五年計劃期間許多礦井的第一水平離地表較淺，小窯分布多，頂板冒落裂隙直通地表，瓦斯小，所以較多采用了壓入式，使一部分污風(fēng)連同小窯積存的有害氣體通過塌陷區(qū)排出地表。隨著開采深度的增加，塌陷區(qū)不再通達地表。在開采第二水平時，逐漸過渡成抽出式。

30、目前西南地區(qū)的一些新建礦井，如渡口礦區(qū)，由于尚在淺部，其三分之二的礦井皆采用壓入式。它的缺點是：1)主要進風(fēng)道需要安設(shè)風(fēng)門，所以：給運輸和行人帶來不便；這些風(fēng)門經(jīng)常被損壞，很難維護；礦井進風(fēng)路線上漏風(fēng)較大，通風(fēng)管理工作比較因難。2）當(dāng)主通風(fēng)機因故停止運轉(zhuǎn)時，井下空氣壓力下降，破壞了巷道小的空氣壓力與煤巖裂隙及采空區(qū)內(nèi)氣壓的相對平衡，有利于瓦斯從煤巖裂隙和采空區(qū)內(nèi)向巷道(工作面)空間涌出，使巷道和工作面空氣中的瓦斯?jié)舛仍黾涌赡茉斐赏咚狗e聚，威脅安全生產(chǎn)。一般認為壓入式通風(fēng)不宜在高瓦斯礦使用。對于這種觀點，國內(nèi)外多年來作了比較深入的探討，通過實際觀測，不少人認為，在停風(fēng)后采空區(qū)的瓦斯涌出量與主要通

31、風(fēng)機工作方式無明顯的聯(lián)系。但是在多主要通風(fēng)機通風(fēng)系統(tǒng)的壓人式通風(fēng)礦井、當(dāng)其中某一主要通風(fēng)機因故停轉(zhuǎn)時，它所服務(wù)的巷道系統(tǒng)內(nèi)空氣壓力下降，其它主要通風(fēng)機服務(wù)的巷道系統(tǒng)風(fēng)壓如基本不變，則將改變某些采空區(qū)中風(fēng)流的能勢分布，促使采空區(qū)氣體向停風(fēng)區(qū)域涌出；可能導(dǎo)致停風(fēng)區(qū)域巷道內(nèi)瓦斯超限，或使巷道中的氧氣濃度下降而低于規(guī)定值，嚴重時可使人員缺氧窒息。圖310 抽出式通風(fēng)圖311 壓入式通風(fēng)壓人式通風(fēng)時，需在入風(fēng)巷道與地面連通的處所設(shè)置密閉或風(fēng)門，以防止漏風(fēng)。但其中有些是交通要道，人員、車輛或提升容器來往頻繁，風(fēng)門易受損壞，漏風(fēng)較大，通常管理困難。在冒落裂隙通達地表時壓入式通風(fēng)礦井采空區(qū)煤炭自燃生成的有害氣

32、體通過塌陷區(qū)向外漏出，這是有利的一方面，但是自燃征兆也因而不易發(fā)現(xiàn)。因為漏風(fēng)源附近很難檢測到煤炭自燃初期生成的氣體，有時要到出現(xiàn)明火時才發(fā)現(xiàn)自燃。但在礦井淺部開采時，由于地表有塌陷出現(xiàn)裂縫與井下溝通時，為避免用抽出式通風(fēng)將塌陷區(qū)的有害氣體吸入井下，可在礦井開采第一水平時采用壓入式通風(fēng)，當(dāng)開采下水平時再改為抽出式通風(fēng)。此外，當(dāng)?shù)V井火區(qū)比較嚴重，采用抽出式通風(fēng)，易將火區(qū)中的有毒氣體抽到巷道中，威脅安全時，可采用壓入式通風(fēng)。2.抽出式 主要通風(fēng)機安設(shè)在回風(fēng)井口。抽出式主要通風(fēng)機的工作使整個礦井通風(fēng)系統(tǒng)處在低于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ呢搲籂顟B(tài)。當(dāng)?shù)V井與地面間存在漏風(fēng)通道時，漏風(fēng)從地面漏向礦內(nèi)。當(dāng)塌陷裂隙通向地表

33、廢舊小窯時，如采用抽出式，會把小窯積存的有害氣體抽到井下，同時使工作面的有效風(fēng)量減小。如圖310所示，抽出式通風(fēng)是把主通風(fēng)機安設(shè)在出風(fēng)井口附近，利用風(fēng)硐使之與出風(fēng)井筒連通，出風(fēng)井口安裝防爆門。當(dāng)主通風(fēng)機運轉(zhuǎn)時風(fēng)硐內(nèi)的空氣稀薄、造成低于大氣壓的氣壓，使空氣在大氣壓力作用下自進風(fēng)井口進入井下，經(jīng)過各用風(fēng)地點后，從出風(fēng)井排出。在抽出式通風(fēng)礦井中，井下任何一點的空氣壓力都小于井外向標高的大氣壓力，因此，抽出式通風(fēng)又稱為負壓通風(fēng)。它的優(yōu)點是：1)抽出式通風(fēng)在主要進風(fēng)道不需要安設(shè)風(fēng)門，有利于運輸和行人，使通風(fēng)管理工作方便、容易。2)在瓦斯礦井中采用抽出式通風(fēng)一般認為當(dāng)主通風(fēng)機一旦因故停止運轉(zhuǎn)時，井下任何一

34、點的空氣壓力均會稍微自然升高，在短時間內(nèi)可抑制采空區(qū)、巷道空頂內(nèi)積聚的瓦斯向巷道或其他工作空間涌出，有利于礦井安全生產(chǎn)。因此，目前我國大部分礦井都采用抽出式通風(fēng)。它的缺點是：在開采煤田的上部第一水平時，因地面往往塌陷嚴重，采用抽出式通風(fēng)，會把大量污濁、有害氣體吸入井下風(fēng)道，使一部分風(fēng)流短路，降低有效風(fēng)量，容易引起煤炭自燃發(fā)火。3. 壓抽混合式 在入風(fēng)井口設(shè)一風(fēng)機作壓入式工作回風(fēng)井口設(shè)一風(fēng)機作抽出式工作，通風(fēng)系統(tǒng)的進風(fēng)部分處于正壓，回風(fēng)部分處于負壓，工作面大致處于中間，其正壓或負壓均不大，采空區(qū)通連地表的漏風(fēng)因而較小，其缺點是使用的風(fēng)機設(shè)備多，管理復(fù)雜，所以一般很少采用。當(dāng)?shù)谝凰接脡喝胧剑陂_

35、采第二水平改為抽出式時，過渡時期新舊水平同時生產(chǎn)，壓入和抽出風(fēng)機將同時工作。當(dāng)過渡的準備工作不充分時，情況就更為復(fù)雜，如淮南李咀孜一礦，在由壓入式改為抽出式的過渡期中，使用的風(fēng)機多達八臺，其中有些風(fēng)機時開時停，前后歷經(jīng)三年才完成過渡。上述三種工作方式，主要通風(fēng)機均安在地面。主要通風(fēng)機安在地面的優(yōu)點是安裝、維修方便，在井下發(fā)生火災(zāi)或爆炸事故時，主要通風(fēng)機不易損壞，而且便于根據(jù)處理災(zāi)變的需要，采取停風(fēng)、反風(fēng)或控制風(fēng)量等措施。其缺點是主要通風(fēng)機附近的井口密閉、反風(fēng)裝置等漏風(fēng)較大應(yīng)當(dāng)注意。主要通風(fēng)機安在井下只在建井時短期采用，用作臨時主要通風(fēng)機，通常功率較小。我國現(xiàn)行規(guī)程第一百二十一條規(guī)定：礦井主要通

36、風(fēng)機必須安在地面。四、礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)礦井風(fēng)流流經(jīng)各個巷道和工作面，構(gòu)成復(fù)雜的通風(fēng)網(wǎng)路系統(tǒng)，簡稱風(fēng)網(wǎng)。通常將風(fēng)道的交匯點稱為節(jié)點，兩節(jié)點間的風(fēng)道稱為分支，兩條或兩條以上的分支形成的閉合回路稱為回路或網(wǎng)孔。通風(fēng)網(wǎng)路通常由眾多的分支及回路所組成。在全礦井的風(fēng)網(wǎng)中，風(fēng)量分配有兩種，一是按需分配，二是自然分配。前一種是根據(jù)井下各個用風(fēng)地點的實際需要進行分配的方法，為了保證這種分配，必須采取一系列的控制措施，井下大部分風(fēng)路中的風(fēng)量(又名固定風(fēng)量)都是用這種方法進行分配的。后一種是取決于風(fēng)網(wǎng)中各風(fēng)路的風(fēng)阻比例關(guān)系，不加控制任風(fēng)量自然地進行分配的方法，這種分配方法多半用于礦井的進風(fēng)和回風(fēng)風(fēng)網(wǎng)中，但必須在保證井下

37、各個用風(fēng)地點實現(xiàn)按需分配風(fēng)量的前提下進行。按各分支聯(lián)接形式的不同，可以分為串聯(lián)、并聯(lián)、簡單角聯(lián)和復(fù)雜聯(lián)接等。風(fēng)流在網(wǎng)路中流動時遵循風(fēng)量平衡定律、風(fēng)壓平衡定律和阻力定律。礦井風(fēng)網(wǎng)的形式較多，在各種風(fēng)網(wǎng)中，風(fēng)流流動的客觀規(guī)律，既有普通性，又有特殊性；既要遵循普遍規(guī)律，又要應(yīng)用特殊規(guī)律。（一）風(fēng)網(wǎng)的形式全礦井的風(fēng)網(wǎng)形式比較復(fù)雜，其中往往包含以下一些基本形式：1.串聯(lián)風(fēng)路 由兩條或兩條以上的分支彼此首尾相聯(lián)，中間沒有分叉的線路叫做串聯(lián)風(fēng)路。如圖3-12所示的串聯(lián)風(fēng)路，是由6條分支串聯(lián)而成的。2.并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)二條或二條以上的分支自空氣能量相同的節(jié)點分開到能量相同的節(jié)點匯合，形成一個或幾個網(wǎng)孔的總回路叫做并聯(lián)

38、風(fēng)網(wǎng)。簡單并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)只有一個網(wǎng)孔；復(fù)雜并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)則有2個或3個以上網(wǎng)孔，例如，圖313所示的復(fù)雜并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)有4個網(wǎng)孔，即M52+14；又如在圖314(A)中，因兩進風(fēng)井口的標高相同，兩井口的大氣壓力相等，故可把這兩井口看成是一個分風(fēng)點，如圖(B)所示，從1到2構(gòu)成簡單并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)。但在因315(A)中，因進風(fēng)平硐口l和進風(fēng)井口2的標高不同，大氣壓力不相等，1和2兩點就不能視為一點，風(fēng)道l3和23構(gòu)成敞開并聯(lián)(圖B)。后面將說明，若把敞開并聯(lián)中產(chǎn)生的自然風(fēng)壓加入計算，便可用虛線把1和2點聯(lián)起來(圖C)，當(dāng)作一個網(wǎng)孔來分析。圖312 串聯(lián)風(fēng)路示意圖 圖313 并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)示意圖圖 3-14圖 3-153.角聯(lián)風(fēng)

39、網(wǎng)在簡單并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)的始節(jié)點和末節(jié)點之間有一條或幾條風(fēng)路貫通的風(fēng)網(wǎng)叫做角聯(lián)風(fēng)網(wǎng)。貫通的分支習(xí)慣叫做對角分支。單角聯(lián)風(fēng)網(wǎng)只有一條對角分支，多角聯(lián)風(fēng)網(wǎng)則有兩條或兩條以上的對角分支。4.復(fù)雜聯(lián)風(fēng)網(wǎng)比上述幾種形式更復(fù)雜的風(fēng)網(wǎng)都叫復(fù)雜聯(lián)風(fēng)網(wǎng)，這類風(fēng)網(wǎng)形式較多，不一一列舉。（二）簡單風(fēng)網(wǎng)中風(fēng)流的特殊規(guī)律簡單風(fēng)網(wǎng)是指串聯(lián)風(fēng)路和并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)，它們除了遵循風(fēng)量平衡定律、風(fēng)壓平衡定律及通風(fēng)阻力定律等普遍規(guī)律外，還各有特點，各有其專用的特殊規(guī)律。1.串聯(lián)風(fēng)路（1）風(fēng)量關(guān)系式根據(jù)風(fēng)流的連續(xù)定律，知 （3-5）上式表明：串聯(lián)風(fēng)路的總風(fēng)量等于各條分支的風(fēng)量。（2）風(fēng)壓關(guān)系式 （3-6） 或?qū)懗?（3-7） 上式表明：串聯(lián)風(fēng)路的總

40、風(fēng)壓等于其中各條分支的風(fēng)壓之和。（3）風(fēng)阻關(guān)系式根據(jù)通風(fēng)阻力定律及串聯(lián)風(fēng)路風(fēng)量關(guān)系式可知，串聯(lián)風(fēng)路的總風(fēng)阻等于其中各條分支的風(fēng)阻之和。即： （3-8）2.并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)（1）風(fēng)量關(guān)系式按風(fēng)量平衡定律，n條分支組成并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)時，其風(fēng)量關(guān)系式為： （3-9） 上式表明：并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)的總風(fēng)量等于各條分支的風(fēng)量之和。（2）風(fēng)壓關(guān)系式按風(fēng)壓平衡定律，得 （3-10）上式表明；并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)的總風(fēng)壓等于各條分支的風(fēng)壓。（三）兩種簡單風(fēng)網(wǎng)之間的比較1.經(jīng)濟性比較有兩條分支分別構(gòu)成并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)和串聯(lián)風(fēng)路，當(dāng)兩分支的風(fēng)阻相等，經(jīng)計算及比較表明：并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)的總風(fēng)阻是串聯(lián)風(fēng)路的總風(fēng)阻的18倍。有兩條分支分別構(gòu)成并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)和串聯(lián)風(fēng)路，當(dāng)總風(fēng)量

41、相等時，并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)的總風(fēng)壓是串聯(lián)風(fēng)路的總風(fēng)壓的18倍。由此充分說明并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)比串聯(lián)風(fēng)路的通風(fēng)經(jīng)濟性要優(yōu)越得多。2.安全性比較并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)中各風(fēng)路都有獨立的新鮮風(fēng)流，而串聯(lián)風(fēng)路的后一工作面則要吃前一工作面的污風(fēng)和炮煙，并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)有利于風(fēng)流的控制或風(fēng)量的調(diào)節(jié)，容易做到按需分配風(fēng)量，串聯(lián)風(fēng)路則無法做到，并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)在某分支萬一發(fā)生事故時，易于隔絕，不致影響其它風(fēng)路，而串聯(lián)風(fēng)路則必然互相影響。經(jīng)過以上比較，可以進一步理解規(guī)程強調(diào)實用分區(qū)通風(fēng)(即并聯(lián)通風(fēng))而嚴格限制串聯(lián)通風(fēng)的重要意義。（四）采區(qū)長壁工作面的通風(fēng)方式和特點 1、一進一回的工作面通風(fēng)系統(tǒng)（U型）1）、U型后退：工作面進、回風(fēng)巷布置在煤體側(cè)，在我國應(yīng)用普遍

42、。（1）優(yōu)點：系統(tǒng)簡單、可靠、漏風(fēng)小。（2）缺點：上隅角瓦斯易超限，巷道掘進提前量大。2）、U型前進：工作面進、回風(fēng)巷布置在采空區(qū)側(cè)。（1）優(yōu)點：巷道掘進獨頭通風(fēng)長度短，巷道掘進提前量小，采空區(qū)瓦斯不進入工作面。（2）缺點：漏風(fēng)大，掘進對回采有干擾，進回風(fēng)巷維護困難。3）、Z型后退：工作面進風(fēng)巷布置在煤體側(cè)，回風(fēng)巷布置在采空區(qū)側(cè)。（1）優(yōu)點：采空區(qū)瓦斯不進入工作面。（2）缺點：漏風(fēng)大，回風(fēng)巷維護困難。4）、Z型前進：工作面進風(fēng)巷布置在采空區(qū)側(cè)，回風(fēng)巷布置在煤體側(cè)。（1）優(yōu)點：巷道掘進提前量較小。（2）缺點：采空區(qū)瓦斯進入工作面，漏風(fēng)大，進 風(fēng)巷維護困難。2、兩進一回或一進兩回的工作面通風(fēng)系統(tǒng)（

43、Y型、W型、雙Z型）用于增加采區(qū)工作面的風(fēng)量，減少上隅角瓦斯積聚。1）、Y型通風(fēng)系統(tǒng)工作面兩端巷道均進風(fēng)，其中一條越過工作面后成為回風(fēng)巷，通往采區(qū)邊界的回風(fēng)巷。2）、W型通風(fēng)系統(tǒng)工作面兩端及中部分別與位于采空區(qū)側(cè)（前進式）或煤體側(cè)（后退式）三條巷道相聯(lián)，其中選擇二條巷道進（回）風(fēng)，一條巷道回（進）風(fēng)。 3）、雙Z型通風(fēng)系統(tǒng)工作面兩端與位于采空區(qū)側(cè)（前進式）或煤體側(cè)（后退式）的二條進風(fēng)巷道相聯(lián)，工作面中部與位于煤體側(cè)（前進式）或采空區(qū)側(cè)（后退式）的一條回風(fēng)巷道相聯(lián)。3、兩進兩回的工作面通風(fēng)系統(tǒng)（H型系統(tǒng)）工作面兩端分別與貫通煤體側(cè)和采區(qū)側(cè)的兩條巷道相聯(lián)，形成兩條進風(fēng)巷、兩條回風(fēng)巷的通風(fēng)系統(tǒng)。其特

44、點是工作面風(fēng)量大，減少采空區(qū)向工作面的瓦斯涌出量。雙Z型和H型通風(fēng)系如圖5-5所示。 （五）采煤工作面接替（準備、搬家）由于正常工作程序打亂、工序多，人員多，是事故高發(fā)期，應(yīng)預(yù)先作好計劃安排、現(xiàn)場合理組織工作。（六）礦井供風(fēng)標準2，31、目的：保證向礦井各用風(fēng)地點輸送足夠數(shù)量的新鮮空氣，用以稀釋有毒有害氣體，排除礦塵和保持良好的工作環(huán)境，確保礦井安全生產(chǎn)。2、供風(fēng)標準：按下列要求分別計算并選取其中最大值1）、井下同時工作的最多人數(shù)乘以。2）、井下采煤、掘進、硐室和其它地點需風(fēng)量的總和。各地點實際需風(fēng)量，必須使該地點風(fēng)流中瓦斯、二氧化碳、氫氣和其它氣體的濃度、風(fēng)速以及溫度、每人供風(fēng)量符合煤礦安全

45、規(guī)程的有關(guān)規(guī)定。煤礦企業(yè)應(yīng)根據(jù)具體條件，制定風(fēng)量計算方法，至少每5年修訂1次。（七）礦井通風(fēng)管理的核心以風(fēng)定產(chǎn)。國家煤礦安全監(jiān)察局提出“先抽后采、監(jiān)測監(jiān)控、以風(fēng)定產(chǎn)”十二字方針。以風(fēng)定產(chǎn)應(yīng)含兩個主要內(nèi)容1：1、礦井及采煤工作面實際風(fēng)量來核定產(chǎn)量變化。在我國一些煤礦存在礦井、采區(qū)或工作面供風(fēng)不夠的問題，其主要原因是：1）、礦井生產(chǎn)條件變化，如瓦斯涌出量預(yù)測值偏低，造成巷道斷面偏小，主要通風(fēng)機能力偏小、通風(fēng)量偏小。另外，由于通風(fēng)管理問題或進回風(fēng)巷失修，斷面減小均可能導(dǎo)致風(fēng)阻增加，供風(fēng)量偏小。2）、礦井產(chǎn)量增加，而通風(fēng)能力受限。由于市場需求增加、煤價上漲、刺激礦井增加產(chǎn)量，但是通風(fēng)能力沒有相應(yīng)增加。

46、2、具備合理的通風(fēng)方式和通風(fēng)系統(tǒng)人們絕不能認識只要供風(fēng)量足夠，就達到了“以風(fēng)定產(chǎn)”要求。“以風(fēng)定產(chǎn)”還有一個重要內(nèi)容是保證合理的通風(fēng)系統(tǒng)和通風(fēng)方式。我國煤礦在這個方面存在的問題甚至比通風(fēng)量不足問題更大。這是值得我們各礦管理、技術(shù)人員和煤礦安全監(jiān)察人員警惕的。3、處理生產(chǎn)與通風(fēng)關(guān)系的兩原則1）、“通風(fēng)為生產(chǎn)服務(wù)”的原則。這一點，大家都十分清楚，也是比較容易作到的。2）、“生產(chǎn)（含開拓、采掘設(shè)計、布置）必須遵循合理可靠通風(fēng)的規(guī)律”的原則。這一點，在許多煤礦存在較大問題，往往只強調(diào)通風(fēng)為生產(chǎn)服務(wù)，而忽視生產(chǎn)必須遵循合理通風(fēng)規(guī)律的原則。因此，通風(fēng)部門為保證供風(fēng)，不得不違背合理通風(fēng)規(guī)律增加巷道，使用大量

47、風(fēng)門、密閉、調(diào)節(jié)風(fēng)門、風(fēng)橋甚至輔助通風(fēng)機等設(shè)施。使通風(fēng)系統(tǒng)復(fù)雜、可靠性降低、安全隱患增加，通風(fēng)管理難度加大、抗災(zāi)能力減弱，一旦發(fā)生事故，救災(zāi)難度增大。因此，不遵循“合理可靠通風(fēng)”的規(guī)律將埋下瓦斯爆炸、火災(zāi)和救災(zāi)等重大隱患。礦井風(fēng)流流動狀態(tài)（1）層流：風(fēng)流呈層流狀態(tài)時，各層質(zhì)點互不混合，質(zhì)點流動為直線或規(guī)則的平滑曲線，且與井巷軸線基本平行。采空區(qū)、封閉的火區(qū)，通風(fēng)不良區(qū)域或微風(fēng)區(qū)等局部區(qū)域內(nèi)風(fēng)流可能處于層流狀態(tài)。風(fēng)流呈層流流態(tài)，容易形成瓦斯層，在緩慢流動過程中瓦斯不易被稀釋。（2）紊流：風(fēng)流呈紊流狀態(tài)時，風(fēng)流質(zhì)點的運動軌跡相互交錯，非常紊亂，其速度、壓力等參數(shù)在時間和空間上發(fā)生不規(guī)則脈動。礦井井

48、巷風(fēng)流一般處于紊流狀態(tài)?；饏^(qū)救災(zāi)時，注入惰氣流態(tài)也是紊流狀態(tài)。紊流態(tài)惰氣進入火區(qū)，不可能很快與層流流態(tài)流動的瓦斯層混合，不斷注入的惰氣將在與瓦斯層部分混合的同時，象活塞一樣，推動火區(qū)大氣及瓦斯層運移，可能改變瓦斯層流向，而逆向進入火源，引起瓦斯爆炸。所以，注惰初期需注意瓦斯爆炸危險，人員需立即撤離。（3）過渡狀態(tài)：風(fēng)流處于層流與紊流之間的不穩(wěn)定狀態(tài)。礦井通風(fēng)動力11（一）自然通風(fēng)利用自然風(fēng)壓對礦井或井巷進行通風(fēng)的方法。由于完全依靠自然風(fēng)壓進行通風(fēng)的礦井安全性、穩(wěn)定性和可靠性很差，煤礦安全規(guī)程規(guī)定，每一礦井都必須采用機械通風(fēng)，不準采用自然通風(fēng)。1、自然風(fēng)壓的產(chǎn)生：自然風(fēng)壓是礦井通風(fēng)系統(tǒng)環(huán)路中，由

49、于空氣柱質(zhì)量不同產(chǎn)生的壓力差稱為自然通風(fēng)壓力。進、回風(fēng)井溫差越大，礦井越深，自然風(fēng)壓越大。冬季進風(fēng)井風(fēng)流溫度低，回風(fēng)井風(fēng)流溫度四季基本不變，所以，自然風(fēng)壓作用方向往往與機械風(fēng)壓方向相同，夏季進風(fēng)井溫度高，自然風(fēng)壓作用方向往往與機械風(fēng)壓方向相反。2、自然風(fēng)壓的利用和控制（1）根據(jù)自然風(fēng)壓隨季節(jié)變化的規(guī)律，適時調(diào)整主要通風(fēng)機，滿足井下所需風(fēng)量，又達到節(jié)能目的。（2）注意自然風(fēng)壓的不利影響，如自然風(fēng)壓作用方向與機械風(fēng)壓相反時的影響，注意個別邊遠區(qū)域因自然風(fēng)壓大于機械風(fēng)壓，出現(xiàn)風(fēng)流反向、停滯和瓦斯積聚的可能，并及時采取應(yīng)對措施。（二）礦井通風(fēng)機的類型1、按其服務(wù)范圍，可分為三種：（1）主要通風(fēng)機：服務(wù)

50、于全礦或礦井的某一翼（或采區(qū)）。（2）輔助通風(fēng)機：服務(wù)于礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的某一分支（某一采區(qū)或采煤工作面）的風(fēng)路，幫助主要通風(fēng)機工作保證該分支所需風(fēng)量。（3）局部通風(fēng)機：服務(wù)于獨頭巷道掘進。2、按其構(gòu)造和工作原理，可分為：（1）離心式通風(fēng)機，我國使用的主要型號為472型、G473型和K473型等。（2）軸流式通風(fēng)機，我國使用的主要型號為70B2型，2K60型、2K58型和GAF型等。（三）主要通風(fēng)機的附屬裝置1、風(fēng)硐連接主要通風(fēng)機和井筒的一段巷道，用于引導(dǎo)風(fēng)流。對于壓入式通風(fēng)礦井，風(fēng)硐是將主要通風(fēng)機排出的風(fēng)流引入進風(fēng)井筒；對于抽出式通風(fēng)礦井，風(fēng)硐將回風(fēng)井筒中的風(fēng)流導(dǎo)入主要通風(fēng)機。風(fēng)硐內(nèi)通過的風(fēng)量與

51、主要通風(fēng)機的工作風(fēng)量幾乎相同。因風(fēng)硐通過風(fēng)量大，是礦井中通風(fēng)阻力較大而風(fēng)速最大的一段巷道。2、擴散器內(nèi)接于主要通風(fēng)機出口，外端與地表相通，具有一定長度，斷面逐漸擴大的構(gòu)筑物。用于降低主要通風(fēng)機的出口動壓，提高主要通風(fēng)機的有效靜壓。擴散器的設(shè)計、構(gòu)筑原則是阻力小，出口風(fēng)速低。3、防爆門（防爆井蓋）安裝于裝有主要通風(fēng)機的回風(fēng)井口，保護主要通風(fēng)機在井下發(fā)生瓦斯煤塵時免受爆炸高壓氣浪破壞的設(shè)施。安裝于回風(fēng)立井井口的為防爆井蓋，安裝于回風(fēng)斜井井口的為防爆門，當(dāng)井下發(fā)生瓦斯煤塵爆炸時，防爆門（防爆井蓋）即被爆炸高壓氣浪掀開，爆炸高壓氣浪直接沖入大氣而不沖擊主要通風(fēng)機，使主要通風(fēng)機受到保護。4、反風(fēng)裝置使本

52、礦井下風(fēng)流反向的一種設(shè)施。用以防止礦井進風(fēng)系統(tǒng)發(fā)生火災(zāi)時產(chǎn)生的有毒、有害氣體進入作業(yè)地點、縮小災(zāi)害范圍和配合井下災(zāi)變時期救災(zāi)反風(fēng)需要，反風(fēng)裝置類型隨主要通風(fēng)機的類型和結(jié)構(gòu)不同而異。（1）專用反風(fēng)道反風(fēng)，反風(fēng)道與風(fēng)硐內(nèi)側(cè)相聯(lián)，由反風(fēng)導(dǎo)向門控制風(fēng)流流向?qū)崿F(xiàn)反風(fēng)。（2）主要通風(fēng)機反轉(zhuǎn)反風(fēng)，當(dāng)主要通風(fēng)機為軸流式通風(fēng)機時，將電動機電源任意相接線調(diào)換，使電動機改變轉(zhuǎn)向，從而改變通風(fēng)機動輪旋轉(zhuǎn)方向，實現(xiàn)井下反風(fēng)。（注意，離心式通風(fēng)機反轉(zhuǎn)，而風(fēng)向不變）（3）利用備用主要通風(fēng)機的風(fēng)道反風(fēng)，當(dāng)兩臺軸式主要通風(fēng)機并排布置時，保持工作的主要通風(fēng)機正常運轉(zhuǎn)，利用另一臺備用風(fēng)機的風(fēng)道作為“反風(fēng)道”而實現(xiàn)的。（4）調(diào)整動葉

53、安裝角進行反風(fēng)，對于設(shè)置動葉整體偏轉(zhuǎn)裝置的軸流式主要通風(fēng)機通過將所有葉片同時偏轉(zhuǎn)一定角度（大約120°）而不必改變動轉(zhuǎn)向?qū)崿F(xiàn)風(fēng)流反風(fēng)的一種設(shè)施。主要通風(fēng)機啟動注意事項（1）離心式風(fēng)機：其軸功率N隨風(fēng)量Q增加而增大，只有在接近風(fēng)流完全短路時，功率才略有下降。因此應(yīng)注意：為保證風(fēng)機機安全啟動，避免因啟動負荷過大而燒壞風(fēng)機，離心式風(fēng)機在啟動時應(yīng)將風(fēng)峒中閘門全閉，待其達到正常工作轉(zhuǎn)速后再將閘門逐浙打開，當(dāng)供風(fēng)量遠大于需風(fēng)量時，常利用閘門加阻減少工作風(fēng)量，以節(jié)省電能。（2）軸流式風(fēng)機：在葉片安裝角不太大時，在其穩(wěn)定工作段內(nèi)，軸功率隨Q增加而減少。所以，軸流式風(fēng)機應(yīng)在風(fēng)阻最小時啟動，以減少啟動負

54、荷。增風(fēng)調(diào)節(jié)：A、減少礦井風(fēng)阻（降低礦井通風(fēng)系統(tǒng)的阻力），技術(shù)措施為：實施并聯(lián)通風(fēng)、縮短風(fēng)路、擴大巷道斷面、減少巷壁摩擦風(fēng)阻（更換支護類型）和減少局部阻力等。B、堵塞地面的外部漏風(fēng)、礦井風(fēng)阻增加、通風(fēng)機供風(fēng)量減少，但有效風(fēng)量增加。減風(fēng)調(diào)節(jié)：礦井風(fēng)量過大，應(yīng)進行減風(fēng)調(diào)節(jié)（增阻調(diào)節(jié)增加礦井主要通風(fēng)機工作風(fēng)阻）。技術(shù)措施為：對于離心式風(fēng)機，減小進風(fēng)口閘門開口面積，增大礦井風(fēng)阻。軸流式風(fēng)機：改變?nèi)~片安裝角，改變風(fēng)流轉(zhuǎn)速；離心式風(fēng)機：改變前導(dǎo)器葉片轉(zhuǎn)角，改變風(fēng)機轉(zhuǎn)速。局部通風(fēng)礦井局部通風(fēng)區(qū)域是瓦斯事故多發(fā)區(qū)，因為局部通風(fēng)機安裝在井下生產(chǎn)區(qū)域，環(huán)境條件復(fù)雜、供電條件多變，開停、跳閘、斷電較頻繁，易造成巷道停風(fēng)、微風(fēng)、風(fēng)量不足，而引起巷道或局部區(qū)域瓦斯積聚。掘進巷道內(nèi)環(huán)境條件復(fù)雜，電氣設(shè)備防爆性能差，就容易出現(xiàn)瓦斯爆炸事故。局部通風(fēng)機安裝必須符合煤礦安全規(guī)程要求，風(fēng)機安裝地點到掘進巷道回風(fēng)口之間巷道最低風(fēng)速應(yīng)符合煤礦安全規(guī)程規(guī)定，避免循環(huán)風(fēng)和有害氣體積聚。（一）局部通風(fēng)的技術(shù)管理和主要安全措施1、保證工作面有足夠的新鮮風(fēng)量（1）不準隨意停風(fēng)和減少風(fēng)量；（2）提高有效風(fēng)量。A、減少通風(fēng)構(gòu)筑物和風(fēng)筒漏風(fēng)；B、降低風(fēng)筒風(fēng)阻，吊掛平直，選用大直徑風(fēng)筒，保障風(fēng)筒完好。2、保證局部通風(fēng)機連續(xù)