礦井通風技術

礦井通風技術第一頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日主要內(nèi)容1.礦井通風的任務2.《煤礦安全規(guī)程》

對風流的“質(zhì)”和“量”的要求3．礦井通風阻力和通風動力4.礦井通風系統(tǒng)5．掘進通風煤礦主要通風機使用狀況與趨勢第二頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日1.礦井通風的任務首先滿足井下工作人員呼吸所必須的新鮮風量有效的稀釋和排除礦井生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的瓦斯和各種有毒有害氣體達到允許的濃度給井下工作人員創(chuàng)造一個良好的工作環(huán)境所以要保證井下風流的質(zhì)量（成分、溫度、濕度和速度）和數(shù)量符合國家安全衛(wèi)生標準，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。第三頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日人呼吸所需要的氧氣量狀態(tài)靜止工作勞動強度大需氧量(l/min)0.251--3>3氧氣濃度和人的感覺間的關系氧氣濃度（%）17%15%10-12%人的感覺工作時喘息和呼吸困難失去勞動能力喪失理智時間長會死亡第四頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日不同國家關于氧氣濃度的規(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流工作地點行人巷道氧氣濃度（%）192019第五頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日瓦斯、二氧化碳和氫氣的允許濃度按本規(guī)程的有關規(guī)定執(zhí)行。礦井中所有氣體的濃度均按體積的百分比計算。第六頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日CH4V1m1干空氣V2m2氣體的濃度的表示方法

甲烷所占的體積的百分比甲烷所占的質(zhì)量的百分比第七頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日礦井氣候條件礦井氣候條件是指井下空氣溫度、濕度和風速三者的綜合作用。人不論在體息或在工作時，身體不斷的產(chǎn)生熱量和散失熱量，以保持熱平衡，使體溫保持在36.5-37℃，如果失去了這種平穩(wěn)，人體就感到不舒服。這種熱平衡直接受周圍氣候條件的影響。因此，氣候條件的好壞，對人體的健康和勞動生產(chǎn)率的提高有著密切的關系。第八頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日溫度和濕度的測定第九頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日第十頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日2.《煤礦安全規(guī)程》

對風流的“質(zhì)”和“量”的要求礦井通風管理就是要讓風流“有序流動、按需分配”。具體就是要保證風流的“質(zhì)”和“量”。

風流的質(zhì)包括風流中氧氣的濃度瓦斯和各種有毒有害氣體的濃度風流的速度、風流的溫度和濕度煤礦安全規(guī)程中對這些都有具體的規(guī)定。第十一頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日第三章通風、瓦斯、煤塵和安全監(jiān)測。該章共四節(jié)、60條（第106-165條），占《規(guī)程》條文總數(shù)的11.5%第一節(jié)中對井下空氣成分、井巷中的風流速度、生產(chǎn)礦井采掘工作面的空氣溫度、礦井風量和通風系統(tǒng)、局部通風、通風機的使用和安裝及檢修，以及對通風機構的設置、人員配備提出了具體的要求。煤礦安全規(guī)程中對風流質(zhì)量的規(guī)定第十二頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日第二節(jié)中，對礦井瓦斯等級劃分，礦井總回風，采區(qū)、采掘工作面回風流和工作面風流及局部積聚的瓦斯?jié)舛茸髁艘?guī)定，并提出了遇有超限時應采取的安全措施；對瓦斯抽放設施、管理制度和工程質(zhì)量標準，以及瓦檢員、通風員和各級領導干部應負的責任提出了要求。在第三、四節(jié)中，對井下產(chǎn)生煤塵的地點必須采取的綜合防塵措施和礦井防塵灑水管路系統(tǒng)和礦井安全監(jiān)測工作的領導、管理，以及安全監(jiān)測儀的使用、維護管理和安裝、維修質(zhì)量標準也作了規(guī)定。第十三頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日關于風流中氧氣、瓦斯和各種有毒有害氣體濃度的規(guī)定第100條井下空氣成分必須符合下列要求：采掘工作面的進風流中，氧氣濃度不低于20%，二氧化碳濃度不超過0.5%。有害氣體的濃度不超過表1規(guī)定。第十四頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日關于空氣溫度的規(guī)定第102條進風井口以下的空氣溫度（干球溫度，下同）必須在2℃以上。生產(chǎn)礦井采掘工作面空氣溫度不得超過26℃，機電設備硐室的空氣溫度不得超過30℃；當空氣溫度超過時，必須縮短超溫地點工作人員的工作時間，并給予高溫保健待遇。采掘工作面的空氣溫度超過30℃、機電設備硐室的空氣溫度超過34℃時，必須停止作業(yè)。新建、改擴建礦井設計時，必須進行礦井風溫預測計算，超溫地點必須有制冷降溫設計，配齊降溫設施。第十五頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日第101條井巷中的風流速度應符合表2要求。關于風流速度的規(guī)定第十六頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日設有梯子間的井筒或修理中的井筒，風速不得超過8m/s；梯子間四周經(jīng)封閉后，井筒中的最高允許風速可按表2規(guī)定執(zhí)行。無瓦斯涌出的架線電機車巷道中的最低風速可低于表2的規(guī)定值，但不得低于0.5m/s。綜合機械化采煤工作面，在采取煤層注水和采煤機噴霧降塵等措施后，其最大風速可高于表2的規(guī)定值，但不得超過5m/s。第十七頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日為什么要規(guī)定各種井巷中的最低和最高風速？

防止瓦斯的局部積聚和邊界層瓦斯積存對采區(qū)巷道和采掘工作面的最低風速的規(guī)定，主要是考慮了使巷道中的風流完全呈紊流狀態(tài)流動，這樣流入井巷中的新鮮風流就能較有效地稀釋礦層和生產(chǎn)過程中逸出的有害氣體，并隨風流流向回風流。第十八頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日風流的流動狀態(tài)第十九頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日風流的流動狀態(tài)常以雷諾數(shù)Re來判斷流體進入紊流狀態(tài)

--風流速度，m/s；d–巷道的水利直徑，m。對于非圓形巷道；

--空氣的動力粘性系數(shù)，m2/s；s為井巷斷面，m2；U為井巷周長，m。第二十頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日當空氣溫度為150C時，因井下巷道斷面積一般都大于2m2，若按規(guī)定的最低風速0.15m/s計算，假定巷道為梯形斷面，則：由上式計算結(jié)果表明，按《規(guī)程》表2中規(guī)定的風速最低限，都能使井巷中風流流動呈現(xiàn)紊流狀態(tài)。=14.4x10-6m2/s。第二十一頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日對于有瓦斯涌出的架線電機車大巷，本條文也規(guī)定了最低風速為1.0m/s的要求。這主要是考慮了由于風速低在大巷的頂部容易積聚瓦斯，形成瓦斯層（又稱瓦斯云），當架線電機車通過時常會發(fā)生瓦斯燃燒與爆炸事故。第二十二頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日最高允許風速的規(guī)定井巷中的最高允許風速的規(guī)定，主要是從人體的勞動安全和健康及作業(yè)環(huán)境的要求來考慮的。大巷中風速超過一定的數(shù)值，行走不便，聽覺也受一定的影響，在一些機車巷道中行走安全性差。采掘工作面和采區(qū)的最高允許風速的規(guī)定，主要是從采掘工作面和采區(qū)風巷的通風能力和防塵防止粉塵飛揚等因素考慮的。風速過高對降塵不利。一般認為最優(yōu)排塵風速為1.5-2.0m/s。第二十三頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日綜合機械化采煤工作面，由于產(chǎn)量高、瓦斯涌出量大所以要求增大工作面的供風量，提出了提高綜采工作面的風速要求。規(guī)定在采取煤層注水濕潤煤體和采煤機噴霧降塵措施后，可以適當加大風速，但是不得超過5.0m/s。一般綜采工作面的供風量可達到1800-2400m3/min（工作面平均斷面按計算）。第二十四頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日礦井需要的風量第103條礦井需要的風量應按下列要求分別計算，并選取其中的最大值：（一）按井下同時工作的最多人數(shù)計算，每人每分鐘供給風量不得少于4m3。（二）按采煤、掘進、硐室及其他地點實際需要風量的總和進行計算。各地點的實際需要風量，必須使該地點的風流中的瓦斯、二氧化碳、氫氣和其他有害氣體的濃度，風速以及溫度，每人供風量符合本規(guī)程的有關規(guī)定。按實際需要計算風量時，應避免備用風量過大或過小。煤礦企業(yè)應根據(jù)具體條件制定風量計算方法，至少每5年修訂1次。第二十五頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日？每人每分鐘供給風量不得少于4m3采掘工作面強度大的工人，每人的耗氧量可按3L/min計算，吸入新鮮空氣的氧氣濃度為20.9%，假設吸入的氧氣全部變成二氧化碳（呼吸系數(shù)=1），則維持呼吸需要空氣第二十六頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日如果要保持工作地點的氧氣濃度為20%，當廢氣量為14.35L/min時，對該地區(qū)每人每分鐘所需供給的風量為：20.9%20.0%3L/人第二十七頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日因為人的呼吸只占該地區(qū)全部物質(zhì)的總耗氧量的一小部分，設人耗氧量占該地區(qū)全部物質(zhì)的總耗氧量的8.3%，則為了滿足該地區(qū)全部物質(zhì)耗氧量的要求，還必須計算滿足此要求的以人數(shù)為計算單位的風量D（即為需要供給的每人風量）第二十八頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日以上近似計算表明：以人數(shù)為計算單位的風量，是和人耗氧量占該地區(qū)全部物質(zhì)的總耗氧量的百分數(shù)有關。但不是所有工作地點都是8.3%。機械化程度高，產(chǎn)量越大，人越少，這個百分數(shù)就越少，D值就越大，反之，D值就越小。第二十九頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日30確定各個用風地點的風量原則1.滿足每人每分鐘4m3的要求2.按沼氣和二氧化碳涌出量計算，回風流的沼氣濃度不得超過1%3.按工作面氣溫與風速的關系計算，保證有良好的氣候條件4.按炸藥量計算5.按局部通風機吸風量計算6.按規(guī)定的最低和最高風速進行驗算用以上方法對采區(qū)內(nèi)每個獨立通風的回采工作面、備用工作面、掘進工作面選擇最大值作為該用風地點所需要的風量第三十頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日按使用炸藥量計算25——每使用1kg炸藥的供風量，m3/min；

——工作面一次爆破使用的最大炸藥量，kg第三十一頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日工作面氣溫與風速的關系計算工作面進風流氣溫℃工作面風速m/s<1515~1818~2020~2323~260.3~0.50.5~0.80.8~1.01.0~1.51.5~1.8第三十二頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日煤礦安全規(guī)程中關于通風的其他規(guī)定第105條礦井必須建立測風制度，每10天進行1次全面測風。對采掘工作面和其他用風地點，應根據(jù)實際需要隨時測風，每次測風結(jié)果應記錄并寫在測風地點的記錄牌上。應根據(jù)測風結(jié)果采取措施，進行風量調(diào)節(jié)。第106條礦井必須有足夠數(shù)量的通風安全檢測儀表。儀表必須由國家授權的安全儀表計量檢驗單位進行檢驗。第三十三頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日

第110條

箕斗提升井或裝有帶式輸送機的井筒兼作風井使用時，應遵守下列規(guī)定：箕斗提升井兼作回風井時，井上下裝、卸載裝置和井塔（架）必須有完善的封閉措施，其漏風率不得超過15％，并應有可靠的防塵措施。裝有帶式輸送機的井筒兼作回風井時，井筒中的風速不得超過6m/s，且必須裝設甲烷斷電儀。箕斗提升井或裝有帶式輸送機的井筒兼作進風井時，箕斗提升井筒中的風速不得超過6m/s、裝有帶式輸送機的井筒中的風速不得超過4m/s，并應有可靠的防塵措施，井筒中必須裝設自動報警滅火裝置和敷設消防管路。第三十四頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日第111條

進風井口必須布置在粉塵、有害和高溫氣體不能侵入的地方。已布置在粉塵、有害和高溫氣體能侵入的地點的，應制定安全措施。第114條采、掘工作面應實行獨立通風同一采區(qū)內(nèi)，同一煤層上下相連的2個同一風路中的采煤工作面、采煤工作面與其相連接的掘進工作面、相鄰的2個掘進工作面，布置獨立通風有困難時，在制定措施后，可采用串聯(lián)通風，但串聯(lián)通風的次數(shù)不得超過1次。第三十五頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日采區(qū)內(nèi)為構成新區(qū)段通風系統(tǒng)的掘進巷道或采煤工作面遇地質(zhì)構造而重新掘進的巷道，布置獨立通風確有困難時，其回風可以串入采煤工作面，但必須制定安全措施，且串聯(lián)通風的次數(shù)不得超過1次；構成獨立通風系統(tǒng)后，必須立即改為獨立通風。第三十六頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日對于本條規(guī)定的串聯(lián)通風，必須在進入被串聯(lián)工作面的風流中裝設甲烷斷電儀，且瓦斯和二氧化碳濃度都不得超過0.5%，其他有害氣體濃度都應符合本規(guī)程第一百條的規(guī)定。

第三十七頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日第116條采掘工作面的進風和回風不得經(jīng)過采空區(qū)或冒頂區(qū)。無煤柱開采沿空送巷和沿空留巷時，應采取防止從巷道的兩幫和頂部向采空區(qū)漏風的措施。水采工作面由采空區(qū)回風時，工作面必須有足夠的新鮮風流，工作面及其回風巷的風流中的瓦斯和二氧化碳濃度必須符合本規(guī)程第一百三十六條、第一百三十八條和第一百三十九條的規(guī)定。第三十八頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日第131條井下充電室必須有獨立的通風系統(tǒng)，回風風流應引入回風巷。井下充電室，在同一時間內(nèi)，5t及其以下的電機車充電電池的數(shù)量不超過3組、5t以上的電機車充電電池的數(shù)量不超過1組時，可不采用獨立的風流通風，但必須在新鮮風流中。井下充電室風流中以及局部積聚處的氫氣濃度，不得超過0.5%。第三十九頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日403．礦井通風阻力和通風動力礦井通風阻力

風流流動時，必須具有一定的能量（通風壓力），用以克服井巷及空氣分子間的摩擦對風流所產(chǎn)生的阻力和風流本身劇烈的沖擊產(chǎn)生的能量損失。一般通風阻力分為摩擦阻力和局部阻力兩類。

通風阻力

h=摩擦阻力hf+局部阻力hL第四十頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日摩擦阻力摩擦阻力是井巷周壁與風流互相摩擦以及空氣分子間的擾動和摩擦產(chǎn)生的阻力，由此阻力引起的風壓損失既稱為摩擦阻力損失。通常摩擦阻力要占總阻力的80-90%，它是礦井通風設計，選擇通風機主要參數(shù)，也是生產(chǎn)中分析和改善通風系統(tǒng)工作的主要對象。第四十一頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日摩擦阻力的計算式中--井巷的摩擦阻力系數(shù)，與巷道形狀、支護形式等因素有關；

L—巷道長度；

U—巷道斷面的周長；

Q—通過該段巷道的風量；

Rf—摩擦風阻。第四十二頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日井巷通風阻力是引起風壓損失的主要根源。降低井巷通風阻力，特別是降低摩擦阻力，就能用較少的風壓消耗而通過較多的風量。往往原來是阻力大、通風困難的礦井降低阻力后即變?yōu)樽枇π?、通風容易的礦井。所以降低井巷通風阻力對改善礦井的通風狀況，進行安全生產(chǎn)，節(jié)約通風動力費用有著重要的意義。第四十三頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日降低摩擦阻力的方法從上述關系可以看出，降低摩擦阻力的方法就是降低摩擦風阻Rf。降低摩擦風阻的主要措施有：

降低摩擦阻力系數(shù)擴大巷道斷面積S

減少周界長度U

減少巷道長度L第四十四頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日局部阻力風流流經(jīng)井巷的某些局部地點----突然擴大或縮小、轉(zhuǎn)彎、交叉以及堆積物或礦車等，由于速度或方向發(fā)生突然的變化，導致風流本身產(chǎn)生劇烈的沖擊，形成極為紊亂的渦流，從而損失能量。造成這種沖擊與渦流的阻力稱為局部阻力，由此產(chǎn)生的風壓損失就叫做局部阻力損失。第四十五頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日式中

RL—局部風阻第四十六頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日降低局部通風阻力的措施可以通過降低局部風阻來降低局部通風阻力。在容易發(fā)生局部阻力的地點，把連接的邊緣作成斜線形或圓弧形，在巷道轉(zhuǎn)彎的內(nèi)側(cè)或內(nèi)外兩側(cè)成斜線形或圓弧形，將位于風流正面的某些必要構件或設備作成流線形等。盡量避免在主要巷道內(nèi)任意停放礦車、堆積木材、器材等。由于局部阻力和通過該處風量的平方成正比，所以應努力作到降低高風量處的局部阻力。特別注意降低總回風道和風峒的局部阻力。為此要及時清掃風峒內(nèi)的堆積物，把井下風流進入風峒的轉(zhuǎn)彎處作成圓滑的壁面，設置導風板等。第四十七頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日總阻力通風阻力h=摩擦阻力hf+局部阻力hL對于特定井巷，當空氣密度和摩擦阻力系數(shù)不變時，其風阻R為定值。第四十八頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日礦井等積孔用礦井總風阻來表示礦井通風難易程度，不夠形象，且單位又復雜。因此，常用礦井等積孔作為衡量礦井通風難易程度的指標。假定在無限空間有一薄壁，在薄壁上開一面積為A的孔口，如圖所示。當孔口通過的風量等于礦井風量，而且孔口兩側(cè)的風壓差等于礦井通風阻力時，則孔口面積A稱為該礦井的等積孔。第四十九頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日等積孔可以表示礦井通風的難易程度，且單位簡單，又比較形象。同理，礦井中任一段井巷的風阻也可換算為等積孔，但實際意義不大。根據(jù)礦井總風阻或等積孔，通常把礦井按通風難易程度分為三級。礦井通風難易程度第五十頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日井巷阻力特性用縱坐標表示通風阻力(或壓力)，橫坐標表示通過風量，當風阻為及時，則每一風量Q值，便有一阻力h，值與之對應，根據(jù)坐標點(Q，h)即可畫出一條拋物線，如圖所示。這條曲線就叫該井巷的阻力特性曲線。風阻R越大，曲線越陡。Qh1h200052.551010201522.5452040802562.51253090180R1=0.1NS3/m8,R2=0.2NS3/m8

Q(m3/s)h(pa)第五十一頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日礦井通風動力為了克服礦井風流在井巷中流動過程中產(chǎn)生的通風阻力，就必須給礦井風流提供能量，所提供的能量叫做礦井通風動力。這種能量的產(chǎn)生如果是由通風機造成的，則稱為機械風壓；若是礦井自然條件產(chǎn)生的，則稱為自然風壓。機械風壓和自然風壓均是礦井通風動力，用以克服礦井的通風阻力，促使空氣流動。第五十二頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日自然通風定義：利用自然因素產(chǎn)生的通風動力，致使空氣在井下巷道流動的通風方法叫做自然通風產(chǎn)生：自然風壓是由于礦井通風系統(tǒng)閉合回路中各點風流的密度存在差異而形成的。大?。旱V井的自然風壓hn一般都比較小，一般不大于200-300pa，是礦井通風的次要動力

第五十三頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日第五十四頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日影響：對通風機工作時產(chǎn)生的機械風壓有一定的影響，有時需要了解它的數(shù)量變化?？筛鶕?jù)當?shù)厮募練鉁氐淖兓?guī)律，在某一年每個季節(jié)內(nèi)選擇hn最大和最小時進行測定，掌握自然風壓的變化規(guī)律。規(guī)程規(guī)定：由于自然風壓很小。且不穩(wěn)定，所以《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：每一礦井都必須采用機械通風。第五十五頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日自然風壓對主要通風機風壓影響炎熱夏季的礦區(qū)，礦井自然風壓可能反對主要通風機風壓，使礦井風量減少，這時要采取提高主要通風機風壓的措施。此外自然風壓可能會改變某些井巷內(nèi)的風流方向，要注意預防。例如某礦通風系統(tǒng)如圖所示，曾經(jīng)發(fā)生夏季平峒1-2內(nèi)風流停止，圍巖裂隙涌出瓦斯積聚，因在喂煤機附近不慎因電火花引起瓦斯爆炸。

第五十六頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日機械通風定義：利用通風機運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的通風動力，致使空氣在井下巷道流動的通風方法叫做機械通風機械通風與自然風壓采用機械通風的礦井，自然風壓也是始終存在的，并在各個時期內(nèi)影響著礦井的通風工作，在通風管理工作中應給予充分重視，特別是高沼氣礦井尤應注意。第五十七頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日礦用通風機：按其服務范圍和作用不同，可分為主要通風機（簡稱主要通風機）、輔助通風機（簡稱輔扇）和局部通風機（簡稱局部通風機）。主要通風機好象是礦井的“肺臟”，對礦井安全生產(chǎn)、職工的健康關系很大。礦井主要通風機不停的運轉(zhuǎn)著，它所消耗的電量約占全礦井用電量的20-30%，個別礦井甚至高達50%，故合理地選擇通風機，在經(jīng)濟上也有很大的意義。第五十八頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日通風機個體特性曲線

和通風機工況點風量通風機風壓力礦井通風阻力10350102034840303209040280160502002506050360第五十九頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日礦用通風機分類：（按其構造分）軸流式通風機：當?shù)V井總風阻變化時，風量變化較小適用于風阻變化大要求風量變動小的礦井離心式通風機：當?shù)V井總風阻變化時，風量變化較大風量調(diào)節(jié)比較方便第六十頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日通風機個體特性曲線和工況點通風機個體特性曲線：對于任何一臺通風機，其風壓Hf、功率Nf、效率與通風機風量Qf之間存在有一定的關系，反映該通風機風壓、功率、效率和通風機風量之間關系的一組曲線叫做該通風機的個體特性曲線。

通風機的個體特性曲線與礦井風阻特性曲線在同一坐標圖上的交點叫做通風機的工況點或工作點。第六十一頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日對主要通風機的要求第121條礦井必須采用機械通風。主要通風機的安裝和使用應符合下列要求：主要通風機必須安裝在地面；裝有通風機的井口必須封閉嚴密，其外部漏風率在無提升設備時不得超過5%，有提升設備時不得超過15%。必須保證主要通風機連續(xù)運轉(zhuǎn)。

必須安裝2套同等能力的主要通風機裝置，其中1套作備用，備用通風機必須能在10min內(nèi)開動。在建井期間可安裝1套通風機和1部備用電動機。生產(chǎn)礦井現(xiàn)有的2套不同能力的主要通風機，在滿足生產(chǎn)要求時，可繼續(xù)使用。第六十二頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日對主要通風機的要求裝有主要通風機的出風井口應安裝防爆門，防爆門每6個月檢查維修1次。第六十三頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日防爆門

防爆門是指裝有通風機的井筒為防止瓦斯爆炸時毀壞風饑的安全設施。其作用有二：一是當井下發(fā)生瓦斯爆炸時，防爆門能被氣浪沖開，爆炸波直接沖入大氣，從而起到保護通風機的作用。二是當通風機停止運轉(zhuǎn)時，打開防爆門，可使礦井保持自然通風。三是可以起防止風流短路的作用第六十四頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日對主要通風機的要求嚴禁采用局部通風機或風機群作為主要通風機使用。至少每月檢查1次主要通風機。改變通風機轉(zhuǎn)數(shù)或葉片角度時，必須經(jīng)礦技術負責人批準。新安裝的主要通風機投入使用前，必須進行1次通風機性能測定和試運轉(zhuǎn)工作，以后每5年至少進行1次性能測定。第六十五頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日礦井通風動力和礦井通風阻力的關系礦井通風動力給礦井風流提供能量，用這部分的能量來克服礦井通風阻力。在任何一個閉合回路中，礦井通風動力等于礦井通風阻力。Hf+HN=HHf

—閉合回路中通風機的風壓；HN

—閉合回路中的自然風壓；

H—閉合回路中各巷道通風阻力之和第六十六頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日二號風機回路1-2-3-4-6-7-1，該回路的自然風壓為Hn2：Hf2+Hn2=h12+h23+h34+h46+h67回路1-2-3-5-6-7-1，該回路的自然風壓為Hn3：Hf2+Hn3=h12+h23+h35+h56+h67一號風機回路1-2-8-9-1，該回路的自然風壓為Hn1，則：Hf1+Hn1=h12+h28+h89第六十七頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日上述方程式可以看出：當某一臺通風機的工況點發(fā)生改變時，會引起礦井總風量的變化，從而導致另外一臺通風機工況點的變化。第119條新井投產(chǎn)前必須進行1次礦井通風阻力測定，以后每3年至少進行1次。礦井轉(zhuǎn)入新水平生產(chǎn)或改變一翼通風系統(tǒng)后，必須重新進行礦井通風阻力測定。第六十八頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日4.礦井通風系統(tǒng)礦井通風系統(tǒng)內(nèi)容通風方式：進風井和出風井的布置方式，可分為中央式、對角式和混合式三類。通風方法：礦井主要通風機的工作方法，可分為抽出式、壓入式和壓抽混合式等三種。通風網(wǎng)路：采區(qū)或礦井通風系統(tǒng)中風路的連接形式。通常用不按比例的單線條示意圖來表示，叫做通風網(wǎng)路圖。它是分析、研究采區(qū)或礦井通風系統(tǒng)合理性、解算網(wǎng)路、改善通風管理等的基礎資料。第六十九頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日中央式通風系統(tǒng)mn中央并列式通風系統(tǒng)中央分列式通風系統(tǒng)第七十頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日對角通風式系統(tǒng)第七十一頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日礦井主要通風機的工作方法第七十二頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日對礦井（采區(qū)）通風系統(tǒng)的要求在確定采區(qū)通風系統(tǒng)時，必須遵守安全、經(jīng)濟、技術合理等原則，故應滿足下列基本要求：采掘工作面、峒室應采用分區(qū)通風，要按照瓦斯、氣候條件等的實際需要配風，并符合衛(wèi)生要求。（第113條、第114條）保證風流流動的穩(wěn)定性。在采區(qū)通風系統(tǒng)中，應消除對角風路或使其數(shù)量盡可能減少。（第115條）第七十三頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日角聯(lián)風路風流的穩(wěn)定性第七十四頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日通風網(wǎng)路簡單，以便在發(fā)生事故時易于控制風流和撤退人員。為此，在采區(qū)通風系統(tǒng)中盡量減少通風構筑物（如風門、風橋等）的數(shù)量。第118條采區(qū)漏風量應當盡量減少。進入工作面的新鮮風流在其流動路線上被加熱與被污染的程度最?。ǖ?09條、第112條、第116條、第131條）要有利于采空區(qū)瓦斯的合理排放及防止采空區(qū)遺留煤自燃。（第116條）第七十五頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日控制風流的設施

因為生產(chǎn)的需要，井下的各種巷道總是縱橫交錯，彼此貫通，它們對風量的需求不盡一致。為了保證風流按擬定的路線流動，使各個用風地點得到所需要的風量，就必須在某些巷道內(nèi)建筑相應的設施，對風流進行控制。我們稱這些設施為控制風流的設施，也稱通風構筑物，它是礦井通風設施的重要組成部分?？刂骑L流的設施可分為2大類：一為引導風流的設施，一為隔斷風流的設施。

第七十六頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日風量按需調(diào)節(jié)目的井下各用風地點的風量必須保證質(zhì)量，按需供應，不能任其自流，否則安全生產(chǎn)就沒有保證。為此，就需要采取控制或調(diào)節(jié)風量的措施。風量的按需調(diào)節(jié)也是通風管理工作的重要一環(huán)。調(diào)節(jié)種類局部風量調(diào)節(jié)和礦井風量調(diào)節(jié)

第七十七頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日局部風量調(diào)節(jié)采區(qū)內(nèi)、采區(qū)之間和各水平之間的風量調(diào)節(jié)礦井風量調(diào)節(jié)對全礦井的總風量進行調(diào)節(jié)局部風量調(diào)節(jié)的方法增加風阻調(diào)節(jié)法降低風阻調(diào)節(jié)法增加風壓調(diào)節(jié)法第七十八頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日根據(jù)圖示的數(shù)據(jù)可以計算出各個分支的通風阻力：進風風路分支1-2的通風阻力回風風路分支3-4的通風阻力I號采區(qū)2-I-3的通風阻力II號采區(qū)2-II-3的通風阻力第七十九頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日通風機工況點通風機風量Qf=Q12=Q34=QI+QII=100m3通風機風壓第八十頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日I號采區(qū)實際需要風量QI’=45m3/s

II號采區(qū)實際需要風量QII’=55m3/s

所以必須對通過兩個采區(qū)的風量進行調(diào)節(jié)。當兩個采區(qū)通過實際所需要風量時的風壓或通風阻力為：I號采區(qū)II號采區(qū)第八十一頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日可見，當通過兩個采區(qū)的風量為實際所需要的風量時，兩個采區(qū)通風阻力不相等，I號采區(qū)的通風阻力比II號采區(qū)的通風阻力高306.25pa。所以必須進行調(diào)節(jié)。第八十二頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日增阻調(diào)節(jié)法增加II號采區(qū)的風阻值，使其通風阻力與I號采區(qū)的通風阻力相等。需要增加阻力306.25pa。須增加風阻值增阻調(diào)節(jié)時通風機的風壓應該為：增阻調(diào)節(jié)法的實質(zhì)就是以阻力較大的風路的阻力值為依據(jù)，在阻力較小的風路中增加一項局部阻力，使并聯(lián)區(qū)段各條風路的阻力達到平衡。第八十三頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日降阻調(diào)節(jié)法降低I號采區(qū)的風阻值，使其通風阻力與II號采區(qū)的通風阻力相等。需要降低阻力306.25pa。須降低風阻值降阻時通風機的風壓應該為：降阻調(diào)節(jié)法的實質(zhì)與增阻調(diào)節(jié)法相反，就是以阻力較小的風路的阻力值為依據(jù)，在阻力較大的風路中設法降低風阻，使網(wǎng)孔中各條風路的阻力達到平衡。第八十四頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日增加風壓調(diào)節(jié)法就是在阻力大的風路中安設輔扇輔扇的風量應為=45m3/s

輔扇的風壓應為安設輔扇后通風機的風壓應該為：第八十五頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日第一百二十五條礦井通風系統(tǒng)中，如果某一分區(qū)風路的風阻過大，主要通風機不能供給其足夠風量時，可在井下安設輔助通風機，但必須供給輔助通風機房新鮮風流；在輔助通風機停止運轉(zhuǎn)期間，必須打開繞道風門。嚴禁在煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出礦井中安設輔助通風機。第八十六頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日礦井總風量調(diào)節(jié)當?shù)V井（或一翼）總風量不足或過剩時，需調(diào)節(jié)總分量，也就是調(diào)整主通風機的工況點。措施有改變主要通風機的工作特性1.改變主要通風機的葉輪轉(zhuǎn)速2.軸流式風機葉片安裝角度離心式風機前導器葉片角度改變礦井總風阻1.風峒閘門調(diào)節(jié)法2.降低礦井總風阻

Rf2Rf3Rf1HfQf第八十七頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日礦井通風能力核定第104條必須按實際供風量核定礦井產(chǎn)量。目前有些生產(chǎn)礦井或改建礦井，生產(chǎn)系統(tǒng)和地質(zhì)情況已改變或產(chǎn)量增加，但是礦井的通風系統(tǒng)和通風能力沒有做相應的調(diào)整，在實際生產(chǎn)中往往就存在礦井通風能力不足的問題，生產(chǎn)過程中往往會發(fā)生瓦斯超限、風量分配不足，通風不暢等隱患問題，給礦井生產(chǎn)造成被動和不安全因素。為此《規(guī)程》規(guī)定必須按礦井通風能力（實際供風量）來核定礦井產(chǎn)量，即“以風定產(chǎn)”，保證礦井在生產(chǎn)時有足夠的風量供給，以保證礦井安全生產(chǎn)的要求。我國在1980年和1991年進行了兩次全國范圍的煤礦生產(chǎn)能力核定，1997年又進行了第三次全國煤礦生產(chǎn)能力核定工作。第八十八頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日目前使用的通風能力核算方法(1)低瓦斯礦井P：根據(jù)礦井通風能力核定的年產(chǎn)量（萬噸/年）Q：礦井總進風量(m3/min)q1：平均日產(chǎn)一噸煤需要的風量，(m3/t)。由礦務局（集團公司）根據(jù)礦井上年產(chǎn)量和礦井實際需要風量按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定計算確定K：礦井通風系數(shù)，由瓦斯涌出不均衡系數(shù)、備用工作面系數(shù)、礦井內(nèi)部漏風系數(shù)組成。大型礦井，中型礦井第八十九頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日(2)高瓦斯礦井P：根據(jù)礦井通風能力核定的年產(chǎn)量（萬噸/年）Q：礦井總進風量(m3/min)q2：平均噸煤瓦斯涌出量，(m3/t)。

K：礦井通風系數(shù)，1.5-1.9,由瓦斯涌出不均衡系數(shù)、備用工作面系數(shù)、礦井內(nèi)部漏風系數(shù)組成。大型礦井取小值，小型礦井大值第九十頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日礦井總進風量Q的確定礦井當前運行狀況下的通風能力Q=礦井總進風量風網(wǎng)結(jié)構調(diào)整后的通風能力根據(jù)調(diào)整后的風網(wǎng)參數(shù),進行網(wǎng)路解算求礦井總進風量Q=礦井總進風量礦井當前的最大通風能力風網(wǎng)結(jié)構調(diào)整、通風機在葉片角度、電機轉(zhuǎn)速盡可能調(diào)至最大條件進行網(wǎng)路解算求礦井總進風量Q=礦井總進風量第九十一頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日5．掘進通風定義：掘進巷道的通風稱為掘進通風或局部通風。掘進通風方法礦井總風壓通風

局部通風機通風水利或壓氣引射器通風局部通風機通風是掘進巷道的主要通風方法。第九十二頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日礦井總風壓通風第九十三頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日局部通風機通風通風方法局部通風機通風：壓入式通風、抽出式通風混合式通風三種方式壓入式局部通風示意圖第九十四頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日抽出式局部通風示意圖第九十五頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日壓入式通風與抽出式通風比較

有效吸程

Le

Ls有效射程壓入式通風抽出式通風安全性（污風通過風機）有效射程與有效吸程掘進巷道涌出瓦斯井巷空氣清新程度風筒運送方便程度及成本當以排除瓦斯為主的煤巷、半煤巖巷掘進時應采用壓入式通風；而當以排除粉塵為主的井筒掘進時，宜采用抽出式通風。第九十六頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日混合式局部通風示意圖混合式通風的主要缺點是降低了壓入式與抽出式兩列風筒重疊段巷道的風量，當掘進巷道斷面大時，風速就更小，則此段巷道頂板附近易形成瓦斯層狀積聚。因此，兩臺風機之間的風量要合理匹配，以免發(fā)生循環(huán)風，并使風筒重疊段的風速大于最低風速。多用于大斷面長距離巖巷掘進。第九十七頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日循環(huán)通風當局部通風機的吸入風量大于全風壓供給設施通風機巷道的風量時，則部分由局部用風地點排出的污濁風流，會再次經(jīng)局部通風機送往用風地點，故稱為循環(huán)風。第九十八頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日可控循環(huán)通風開路循環(huán)風：摻有適當外界新風的循環(huán)通風稱為開路循環(huán)通風。閉路循環(huán)風：不摻有外界新風的循環(huán)通風。第九十九頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日循環(huán)通風示意圖除塵器1號風機2號風機閉路循環(huán)通風－

2號風機工作

1號風機停止運轉(zhuǎn)適用于需要除塵和排出炮煙的掘進巷道，在冶金礦山應用較多。

閉路循環(huán)通風無法排出工作面產(chǎn)生的氣體，在煤礦規(guī)程嚴禁使用循環(huán)通風。開路循環(huán)通風－1、2號風機同時工作，有控制的循環(huán)風流中污染物的濃度取決于該地區(qū)污染物的產(chǎn)生率和流過該地區(qū)的新鮮風量的大小。第一百頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日前進式采煤工作面超前平巷掘進頭的通風－可控循環(huán)通風除塵器

工作面采空去除塵器

工作面采空去第一百零一頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日掘進通風局部通風機

風量的有關規(guī)定確定局部通風機風量所遵循的原則滿足人員呼吸、沖淡有毒有害氣體、炮煙、溫度的要求全風壓供給該處的風量必須大于局部通風機的吸入風量，局部通風機安裝地點到回風口間的巷道中的最低風速必須符合本規(guī)程第101條的有關規(guī)定。第一百零二頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日作為煤礦大型設備和主要耗電設備的礦井主要通風機，其耗電量約占煤礦總耗電量的20%左右，因此，煤礦主要通風機的使用和運行狀況，對煤礦安全生產(chǎn)和經(jīng)濟效益將產(chǎn)生明顯的影響。通過對河南省焦作、義馬、鶴壁和鄭州礦區(qū)1992年、1997年、2004年三個時期煤礦主要通風機資料及運行狀況的比較分析，談一下煤礦主要通風機的使用狀況與趨勢，以供參考。6.煤礦主要通風機使用狀況與趨勢第一百零三頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日6.1主要通風機類型、型號及工作方式1992年、1997年、2004年三個時期河南省焦作、義馬、鶴壁和鄭州礦區(qū)煤礦主要通風機類型、型號統(tǒng)計如表1所示（在下表中，型號為2K56、2K58、2K60的風機臺數(shù)統(tǒng)計在“2K”列中，型號為DK、BK、BD的風機臺數(shù)統(tǒng)計在“BDK”列中；其中2004年僅為焦作、鶴壁兩礦區(qū)數(shù)據(jù)）。所有風機的工作方式均為抽出式。

第一百零四頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日表1 煤礦主要通風機類型、型號統(tǒng)計分類時期類型軸流式離心式總計型號2By、70B22KBDKGAF其它合計4-72G4-73其它合計1992年臺數(shù)331400249141112675占百分比(%)44.018.7——2.765.318.714.71.334.7100.01997年臺數(shù)3633463821420034116占百分比(%)31.028.43.45.22.670.712.117.20.029.3100.02004年臺數(shù)620126044260852占百分比(%)11.538.523.111.50.084.63.811.50.015.4100.0第一百零五頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日新型號風機1997、2004年與1992年相比，增加了BDK及GAF兩種新型號風機。BDK、BD系列主要通風機為防爆對旋軸流式風機，是對傳統(tǒng)風機的關鍵部件進行深層次技術改造后研制的新型產(chǎn)品，其最高靜壓效率可達85.2%，噪聲可降至85dB（A）以下。GAF主要通風機是上海鼓風機廠引進德國TLT公司先進技術生產(chǎn)的適合礦山使用的高效風機，其風機葉片角度調(diào)節(jié)方便，調(diào)節(jié)范圍大，具有高負壓、大風量、運行效率高等特點。第一百零六頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日軸流式風機與離心式風機的比較從風機類型來看，1992年、1997年、2004年三個時期軸流式風機所占比例依次為：65.3%、70.7%、84.6%，其比例不斷提高。軸流式風機與離心式風機相比，安裝簡便，反風時可以反轉(zhuǎn)反風，節(jié)約了反風道，風機房占地面積小，加之近年來高效低噪軸流式風機的出現(xiàn)，所以使軸流式風機所占比例上升，也是今后礦用主要通風機發(fā)展的趨勢。第一百零七頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日落后風機三個時期2By和70B2落后風機所占比例依次是：44.0%、31.0%、11.5%。到2004年，這兩種淘汰型號的風機從數(shù)量和比例上減少很多，但仍占風機總數(shù)的11.5%，其運行效率很低，影響主要通風機的經(jīng)濟運行。第一百零八頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日6.2主要通風機運行狀況從通風機運行效率、風壓、風量這三個方面對比分析三個時期煤礦主要通風機運行狀況。第一百零九頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日6.2.1主要通風機運行效率1992年、1997年、2004年三個時期主要通風機運行效率統(tǒng)計如下表所示時期效率(%)<4040-6060-80>801992年臺數(shù)2125272占百分比(%)28.033.336.02.71997年臺數(shù)1934269占百分比(%)21.638.629.510.22004年臺數(shù)412288占百分比(%)7.723.153.815.4第一百一十頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日運行效率提高運行效率在60%以上的風機所占比例1992年、1997年、2004年分別是38.7%、39.7%、69.2%，低于40%的分別是28.0%、21.6%、7.7%。由此可見，1992年以來，大、中型煤礦主要通風機效率明顯提高，這與在用主要通風機的改造、新一代風機的使用、管理水平的提高直接相關。第一百一十一頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日三個時期同型號風機運行效率統(tǒng)計分類類型軸流式離心式型號2By、70B22KBDKGAF平均4-72G4-73平均效率(%)1992年45.255.1——49.060.244.954.11997年55.863.960.060.757.652.444.547.82004年38.871.971.764.262.658.088.080.5第一百一十二頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日同型號風機效率在不同時期比較BD、BDK、GAF等新一代風機的運行效率明顯高于2By和70B2風機的運行效率。但也有一些新型風機運行效率較低，原因是風機選型不合理，風網(wǎng)和風機的匹配性不好。與新型風機相比，陳舊風機的運行效率低。2By和70B2風機的運行效率一般在30～50%。若一臺配用額定功率為630kW的風機，其效率提高10%，則每年大致可節(jié)約耗電量44萬kWh，可節(jié)約電費22萬元。第一百一十三頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日6.2.2主要通風機工作風壓1992年、1997年、2004年主要通風機工作風壓統(tǒng)計如下表所示時期Hf(Pa)<500500-10001000-15001500-20002000-3000>300092年臺數(shù)292817163占百分比(%)2.712.037.322.721.34.097年臺數(shù)415824338占百分比(%)4.316.38.726.135.98.704年臺數(shù)02222620占百分比(%)—3.83.83.850.038.5第一百一十四頁，共一百二十四頁，2022年，8月28日工作風壓變化分析三個時期工作風壓在2000Pa以上的主要通風機占總數(shù)比例分別是25.3%、44.6%、88.5%，其中2004年工作風壓在3000Pa以上的風機占38.5%。鶴壁十礦小付井風機風壓為3924Pa，鶴壁九礦新風井負壓為