現(xiàn)代通風(fēng)理論與技術(shù)

現(xiàn)代通風(fēng)理論與技術(shù)1主要內(nèi)容第一章煤礦井下風(fēng)流質(zhì)量與數(shù)量要求

第二章礦井通風(fēng)系統(tǒng)第三章礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)理論與算法第四章礦井通風(fēng)技術(shù)管理第五章礦井災(zāi)變時(shí)期的風(fēng)流控制第六章礦井通風(fēng)系統(tǒng)評(píng)價(jià)第七章礦井通風(fēng)系統(tǒng)的改造和優(yōu)化第八章下行通風(fēng)技術(shù)第九章脈動(dòng)通風(fēng)第十章可控循環(huán)通風(fēng)技術(shù)與研究第十一章礦井通風(fēng)安全信息技術(shù)研究2第一章煤礦井下風(fēng)流質(zhì)量與數(shù)量要求

1.1風(fēng)是煤礦井工開采的命脈風(fēng)———供給井下人員呼吸，保障井下作業(yè)人員的身體健康和生命安全；風(fēng)———稀釋和排除井下各種有害氣體和礦塵，創(chuàng)造良好的工作環(huán)境；風(fēng)———防止瓦斯、煤塵爆炸；風(fēng)———以風(fēng)治火，防治自燃火災(zāi)；風(fēng)———災(zāi)變時(shí)控制風(fēng)流，防止事故擴(kuò)大，搶救遇險(xiǎn)遇難人員。由此可見，風(fēng)是煤礦井工開采的命脈。

3[例1]1982年平頂山某礦“9.7”重大高氮缺氧窒息事故[例2]1996年平頂山某礦“5.21”特大瓦斯爆炸事故[例3]1997年義馬某礦“1.25”特大瓦斯爆炸事故[例4]1999年平頂山韓莊某礦“8.25”特大瓦斯爆炸事故4建國以來100人以上煤礦特大事故1.1950年2月27日，義馬礦務(wù)局義洛礦老李溝井瓦斯爆炸，死亡187人。2.1954年12月6日，內(nèi)蒙古包頭礦務(wù)局大發(fā)礦瓦斯爆炸，死亡104人。3.1960年5月9日，山西省大同礦務(wù)局老白洞礦煤塵爆炸，死亡684人。4.1960年5月14日，四川省江津地區(qū)同華煤礦煤與瓦斯突出，死亡125人。5.1960年11月28日，河南省平頂山局龍山廟礦(五礦)瓦斯煤塵爆炸，死亡187人。6.1960年12月15日，四川省中梁山煤礦瓦斯爆炸，死亡124人。7.1961年3月16日，遼寧省撫順局勝利礦火災(zāi)，死亡110人。8.1968年10月24日，山東省新汶局華豐礦煤塵爆炸，死亡108人。9.1969年4月4日，山東省新汶局潘西礦煤塵爆炸，死亡115人。10.1975年5月11日，陜西省銅川局焦坪煤礦瓦斯煤塵爆炸，死亡101人。

5建國以來100人以上煤礦特大事故11.1977年2月24日，江西省豐城礦務(wù)局坪湖煤礦瓦斯爆炸，死亡114人。12.1981年12月24日，河南省平頂山局五礦瓦斯煤塵爆炸，死亡133人。13.1991年4月21日，山西省洪洞縣三交河礦瓦斯煤塵爆炸，死亡147人。14.1996年11月27日，山西省大同市東村煤礦瓦斯煤塵爆炸，死亡114人。15.2000年9月27日，貴州省水城局木沖溝煤礦瓦斯爆炸，死亡162人。16.2002年6月20日，黑龍江省雞西局城子河煤礦瓦斯爆炸，死亡124人。17.2004年10月20日，河南鄭煤集團(tuán)大平礦突出并瓦斯爆炸，死亡148人。18.2004年11月28日，陜西省銅川局陳家山礦瓦斯煤塵爆炸，死亡166人。19.2005年2月14日，遼寧省阜礦集團(tuán)孫家灣礦瓦斯爆炸，死亡214人。20.2005年8月7日，廣東省梅州市大興煤礦透水，死亡123人。6建國以來100人以上煤礦特大事故2005年11月27日，黑龍江省龍煤集團(tuán)七臺(tái)河分公司東風(fēng)煤礦煤塵爆炸，死亡171人。2005年12月7日，河北省唐山市開平區(qū)劉官屯煤礦瓦斯爆炸，死亡108人。2007年12月5日，山西省臨汾市洪洞縣瑞之源煤業(yè)公司煤礦瓦斯爆炸，死亡105人。71.2井下風(fēng)流質(zhì)量與數(shù)量要求

1.2.1井下空氣質(zhì)量要求

為了保持井下作業(yè)場(chǎng)所有一個(gè)良好的作業(yè)環(huán)境，就要保證井下空氣有較好的質(zhì)量。目前，井下空氣質(zhì)量主要是從井下空氣中有毒有害氣體及粉塵濃度、空氣干球溫度等方面來控制的。風(fēng)流的質(zhì)量包括風(fēng)流中氧氣的濃度瓦斯和各種有毒有害氣體的濃度粉塵濃度和風(fēng)流的溫度

《煤礦安全規(guī)程》中對(duì)這些都有具體的規(guī)定。8《規(guī)程》第一百條

井下空氣成分必須符合下列要求：

(一)采掘工作面的進(jìn)風(fēng)流中，氧氣濃度不低于20％，二氧化碳濃度不超過0.5％。

(二)有害氣體的濃度不超過表1規(guī)定。瓦斯、二氧化碳和氫氣的允許濃度按本規(guī)程的有關(guān)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(jì)算。

910不同國家關(guān)于井下氧氣濃度的規(guī)定國家或組織國際勞工局俄羅斯德國美國日本地點(diǎn)進(jìn)風(fēng)流工作地點(diǎn)行人巷道氧氣濃度（%）192019氧氣濃度和人的感覺之間的關(guān)系氧氣濃度（%）17%15%10-12%人的感覺工作時(shí)喘息和呼吸困難失去勞動(dòng)能力喪失理智時(shí)間長(zhǎng)會(huì)死亡11關(guān)于空氣溫度的規(guī)定

《規(guī)程》第一百零二條

進(jìn)風(fēng)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(jī)電設(shè)備硐室的空氣溫度不得超過30℃；當(dāng)空氣溫度超過時(shí)，必須縮短超溫地點(diǎn)工作人員的工作時(shí)間，并給予高溫保健待遇。采掘工作面的空氣溫度超過30℃、機(jī)電設(shè)備硐室的空氣溫度超過34℃時(shí)，必須停止作業(yè)。

新建、改擴(kuò)建礦井設(shè)計(jì)時(shí)，必須進(jìn)行礦井風(fēng)溫預(yù)測(cè)計(jì)算，超溫地點(diǎn)必須有制冷降溫設(shè)計(jì)，配齊降溫設(shè)施。本條是對(duì)礦井氣候條件（T、V、φ）中空氣溫度的規(guī)定，制定礦井氣候條件的安全標(biāo)準(zhǔn)，涉及到國家政策，勞動(dòng)衛(wèi)生、勞動(dòng)生理及心理學(xué)以及國家技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件。目前，世界主要產(chǎn)煤國家關(guān)于礦井氣候條件的標(biāo)準(zhǔn)差別較大。（俄羅斯，干球溫度t≤26℃;英國：濕球溫度tw≤27.8℃,同感溫度te≤29.4℃；美國：同感溫度te≤32℃）我國評(píng)價(jià)礦井氣候條件采用的指標(biāo)是干球溫度，其安全標(biāo)準(zhǔn)與俄羅斯、波蘭的規(guī)定基本相同。121.2.2井下風(fēng)流數(shù)量（風(fēng)量）要求

井下各個(gè)作業(yè)地點(diǎn)、井巷和整個(gè)礦井的風(fēng)量，多少合適呢？13第一百零一條井巷中的風(fēng)流速度應(yīng)符合表2要求。14設(shè)有梯子間的井筒或修理中的井筒，風(fēng)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(fēng)速可按表2規(guī)定執(zhí)行。無瓦斯涌出的架線電機(jī)車巷道中的最低風(fēng)速可低于表2的規(guī)定值，但不得低于0.5m/s。綜合機(jī)械化采煤工作面，在采取煤層注水和采煤機(jī)噴霧降塵等措施后，其最大風(fēng)速可高于表2的規(guī)定值，但不得超過5m/s。15為什么要規(guī)定各種井巷中的最低風(fēng)速？

防止瓦斯局部積聚和邊界層瓦斯積存對(duì)采區(qū)巷道和采掘工作面的最低風(fēng)速的規(guī)定，主要是考慮了使巷道中的風(fēng)流完全呈紊流狀態(tài)流動(dòng)，這樣流入井巷中的新鮮風(fēng)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(fēng)流流向回風(fēng)流。16風(fēng)流的流動(dòng)狀態(tài)17風(fēng)流的流動(dòng)狀態(tài)常以雷諾數(shù)Re來判斷流體進(jìn)入紊流狀態(tài)

--風(fēng)流速度，m/s；d–巷道的水利直徑，m。

對(duì)于非圓形巷道；

--空氣的動(dòng)力粘性系數(shù)，m2/s；

s為井巷斷面，m2；U為井巷周長(zhǎng)，m。18當(dāng)空氣溫度為150C時(shí)，因井下巷道斷面積一般都大于2m2，若按規(guī)定的最低風(fēng)速0.15m/s計(jì)算，

假定巷道為梯形斷面，

則：由上式計(jì)算結(jié)果表明，

按《規(guī)程》表2中規(guī)定的風(fēng)速最低限，

都能使井巷中風(fēng)流流動(dòng)呈現(xiàn)紊流狀態(tài)。=14.4x10-6m2/s。19最高允許風(fēng)速的規(guī)定井巷中的最高允許風(fēng)速的規(guī)定，主要是從人體的勞動(dòng)安全和健康及作業(yè)環(huán)境的要求來考慮的。大巷中風(fēng)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(jī)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(fēng)速的規(guī)定，主要是從采掘工作面和采區(qū)風(fēng)巷的通風(fēng)能力和防塵防止粉塵飛揚(yáng)等因素考慮的。風(fēng)速過高對(duì)降塵不利。一般認(rèn)為最優(yōu)排塵風(fēng)速為1.5-2.0m/s。20礦井總風(fēng)量的確定

《規(guī)程》第一百零三條

礦井需要的風(fēng)量應(yīng)按下列要求分別計(jì)算，并選取其中的最大值：

(一)按井下同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算，每人每分鐘供給風(fēng)量不得少于4m3。

(二)按采煤、掘進(jìn)、硐室及其他地點(diǎn)實(shí)際需要風(fēng)量的總和進(jìn)行計(jì)算。各地點(diǎn)的實(shí)際需要風(fēng)量，必須使該地點(diǎn)的風(fēng)流中的瓦斯、二氧化碳、氫氣和其他有害氣體的濃度，風(fēng)速以及溫度，每人供風(fēng)量符合本規(guī)程的有關(guān)規(guī)定。按實(shí)際需要計(jì)算風(fēng)量時(shí)，應(yīng)避免備用風(fēng)量過大或過小。煤礦企業(yè)應(yīng)根據(jù)具體條件制定風(fēng)量計(jì)算方法，至少每5年修訂1次。21井下各個(gè)用風(fēng)地點(diǎn)的風(fēng)量確定（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(jì)算，回風(fēng)流的沼氣濃度不得超過1%（3）按工作面氣溫與風(fēng)速的關(guān)系計(jì)算，保證有良好的氣候條件（4）按炸藥量計(jì)算（5）按局部通風(fēng)機(jī)吸風(fēng)量計(jì)算（6）按規(guī)定的最低和最高風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算用以上方法對(duì)采區(qū)內(nèi)每個(gè)獨(dú)立通風(fēng)的回采工作面、備用工作面、掘進(jìn)工作面選擇最大值作為該用風(fēng)地點(diǎn)所需要的風(fēng)量。22每人每分鐘供給風(fēng)量不得少于4m3礦工在井下勞動(dòng)過程中需要呼吸大量氧氣，以保證人體活動(dòng)時(shí)體內(nèi)一系列的生物氧化反應(yīng)，產(chǎn)生能量以補(bǔ)充勞動(dòng)中的能量消耗。根據(jù)測(cè)算,一個(gè)勞動(dòng)者在勞動(dòng)時(shí)消耗的氧量約為1—3L／min，據(jù)統(tǒng)計(jì)，礦井風(fēng)流中的氧氣消耗,人體只占總消耗量的2％一3％，其它97％為井下煤炭和有機(jī)物氧化所消耗。因此國內(nèi)外大多采煤國家規(guī)定了按人員計(jì)算，每人的需風(fēng)量約為4m3／min(原蘇聯(lián)規(guī)定為6m3／min)，我國也規(guī)定每人每分鐘供給風(fēng)量都不得少于4m3。23再根據(jù)同時(shí)在井下工作的最多人員的總數(shù)N，就可以算出按人員計(jì)算的礦井需要總風(fēng)量Q：

Q=4NK（m3/min）

這個(gè)計(jì)算值對(duì)一般礦井排除瓦斯和有害氣體以及環(huán)境要求計(jì)算的總風(fēng)量要偏小些，但對(duì)生產(chǎn)規(guī)模小、勞動(dòng)生產(chǎn)率低的地方礦井，人員的呼吸需要的風(fēng)量也可能占主要地位。24第二種按采煤，掘進(jìn)、硐室以及其它用風(fēng)地點(diǎn)實(shí)際風(fēng)量總和的計(jì)算方法，即根據(jù)礦井的實(shí)際采掘布置，按各個(gè)采煤工作面（Qc），掘進(jìn)工作面（Qj）、硐室（Qd）和其它（Qq）用風(fēng)地點(diǎn)，都使該地點(diǎn)風(fēng)流中的瓦斯、二氧化碳、氫氣和其它有害氣體的涌出量，稀釋到規(guī)定允許的濃度；風(fēng)速和溫度都符合《規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定，逐個(gè)計(jì)算各個(gè)用風(fēng)點(diǎn)的需要風(fēng)量，由采煤工作面計(jì)算到采區(qū)，再計(jì)算到全礦，這樣“由里向外”按實(shí)際需要計(jì)算出全礦井的總需要風(fēng)量。再與井下同時(shí)工作的最多人數(shù)需要的礦井總風(fēng)量相比，取其中的最大值定為該礦井的需要風(fēng)量。這樣計(jì)算的礦井需要風(fēng)量既滿足了人員呼吸的需要，又滿足了生產(chǎn)安全的需要。

Q=（∑Qc+∑Qj+∑Qd+∑Qq）K（m3/min）25第二章礦井通風(fēng)系統(tǒng)礦井通風(fēng)系統(tǒng)是向井下各作業(yè)地點(diǎn)供給新鮮空氣，排出污濁空氣的進(jìn)、回風(fēng)井的布置方式，主要通風(fēng)機(jī)的工作方法。通風(fēng)網(wǎng)路和風(fēng)流控制設(shè)施的總稱。要設(shè)計(jì)好通風(fēng)系統(tǒng)，管理好通風(fēng)系統(tǒng)，改造好通風(fēng)系統(tǒng)。262.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)及要求每個(gè)礦井、采區(qū)和采煤工作面都必須具有完善的通風(fēng)系統(tǒng)合理的通風(fēng)方式可靠的通風(fēng)設(shè)施足夠的風(fēng)量高效的主要通風(fēng)機(jī)以及相應(yīng)的通風(fēng)設(shè)施272.1.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)基本術(shù)語通風(fēng)方式：進(jìn)風(fēng)井和出風(fēng)井的布置方式，可分為中央式、對(duì)角式、分區(qū)式、混合式四類。通風(fēng)方法：礦井主要通風(fēng)機(jī)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(fēng)網(wǎng)路：采區(qū)或礦井通風(fēng)系統(tǒng)中風(fēng)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(fēng)網(wǎng)路圖。它是分析、研究采區(qū)或礦井通風(fēng)系統(tǒng)合理性、解算網(wǎng)路、改善通風(fēng)管理等的基礎(chǔ)資料。通風(fēng)構(gòu)筑物：風(fēng)門、風(fēng)窗、風(fēng)橋、風(fēng)墻等。2.1.2礦井通風(fēng)系統(tǒng)的類型28中央式通風(fēng)系統(tǒng)29對(duì)角通風(fēng)式系統(tǒng)30分區(qū)式：在井田的每一個(gè)生產(chǎn)區(qū)域開鑿進(jìn)、回風(fēng)井，分別形成獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)?；旌鲜剑河缮鲜鲋T種方式混合組成。例如中央分列式與兩翼對(duì)角混合式，中央并列與兩翼對(duì)角混合式等等。312.1.3對(duì)礦井（采區(qū)）通風(fēng)系統(tǒng)的要求在確定采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，必須遵守安全、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)合理等原則，故應(yīng)滿足下列基本要求：采掘工作面、峒室應(yīng)采用分區(qū)通風(fēng)，要按照瓦斯、氣候條件等的實(shí)際需要配風(fēng)，并符合衛(wèi)生要求。（第一百一十三條、第一百一十四條）保證風(fēng)流流動(dòng)的穩(wěn)定性。在采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)中，應(yīng)消除對(duì)角風(fēng)路或使其數(shù)量盡可能減少。32角聯(lián)風(fēng)路風(fēng)流的穩(wěn)定性33通風(fēng)網(wǎng)路簡(jiǎn)單，以便在發(fā)生事故時(shí)易于控制風(fēng)流和撤退人員。為此，在采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)中盡量減少通風(fēng)構(gòu)筑物（如風(fēng)門、風(fēng)橋等）的數(shù)量。采區(qū)漏風(fēng)量應(yīng)當(dāng)盡量減少。進(jìn)入工作面的新鮮風(fēng)流在其流動(dòng)路線上被加熱與被污染的程度最小。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。342.2礦井通風(fēng)阻力和通風(fēng)動(dòng)力2.2.1礦井通風(fēng)阻力

風(fēng)流流動(dòng)時(shí)，必須具有一定的能量（通風(fēng)壓力），用以克服井巷及空氣分子間的摩擦對(duì)風(fēng)流所產(chǎn)生的阻力。一般通風(fēng)阻力分為摩擦阻力和局部阻力兩類。通風(fēng)阻力

h=摩擦阻力hf+局部阻力hL35摩擦阻力

摩擦阻力是井巷周壁與風(fēng)流互相摩擦以及空氣分子間的擾動(dòng)和摩擦產(chǎn)生的阻力，由此阻力引起的風(fēng)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(fēng)設(shè)計(jì)，選擇通風(fēng)機(jī)主要參數(shù)，也是生產(chǎn)中分析和改善通風(fēng)系統(tǒng)工作的主要對(duì)象。36摩擦阻力的計(jì)算式中a---井巷的摩擦阻力系數(shù)，與巷道形狀、支護(hù)形式等因素有關(guān)；

L—巷道長(zhǎng)度；

S—巷道斷面積；

U—巷道斷面的周長(zhǎng)；

Q—通過該段巷道的風(fēng)量；

Rf—摩擦風(fēng)阻。37降低摩擦阻力的方法從下述關(guān)系可以看出，降低摩擦阻力的方法就是降低摩擦風(fēng)阻Rf。降低摩擦風(fēng)阻的主要措施有：

降低摩擦阻力系數(shù)擴(kuò)大巷道斷面積S

減少周界長(zhǎng)度U

減少巷道長(zhǎng)度L

避免風(fēng)量過于集中38局部阻力

風(fēng)流流經(jīng)井巷的某些局部地點(diǎn)----突然擴(kuò)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(dǎo)致風(fēng)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(fēng)壓損失就叫做局部阻力損失。39局部阻力產(chǎn)生的原因4041局部阻力計(jì)算公式式中

RL—局部風(fēng)阻42降低局部通風(fēng)阻力的措施可以通過降低局部風(fēng)阻來降低局部通風(fēng)阻力：（1）在容易發(fā)生局部阻力的地點(diǎn)，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)作成斜線形或圓弧形，將位于風(fēng)流正面的某些必要構(gòu)件或設(shè)備作成流線形等。（2）盡量避免在主要巷道內(nèi)任意停放礦車、堆積木材、器材等。（3）由于局部阻力和通過該處風(fēng)量的平方成正比，所以應(yīng)努力作到降低高風(fēng)量處的局部阻力。特別注意降低總回風(fēng)道和風(fēng)峒的局部阻力。為此要及時(shí)清掃風(fēng)峒內(nèi)的堆積物，把井下風(fēng)流進(jìn)入風(fēng)峒的轉(zhuǎn)彎處作成圓滑的壁面，設(shè)置導(dǎo)風(fēng)板等。432.2.2礦井通風(fēng)動(dòng)力

為了克服礦井風(fēng)流在井巷中流動(dòng)過程中產(chǎn)生的通風(fēng)阻力，就必須給礦井風(fēng)流提供能量，所提供的能量叫做礦井通風(fēng)動(dòng)力。這種能量的產(chǎn)生如果是由通風(fēng)機(jī)造成的，則稱為機(jī)械風(fēng)壓；若是礦井自然條件產(chǎn)生的，則稱為自然風(fēng)壓。機(jī)械風(fēng)壓和自然風(fēng)壓均是礦井通風(fēng)動(dòng)力，用以克服（自然風(fēng)壓有時(shí)起反作用）礦井的通風(fēng)阻力，促使空氣流動(dòng)。442.2.2.1自然通風(fēng)

定義：利用自然因素產(chǎn)生的通風(fēng)動(dòng)力，致使空氣在井下巷道流動(dòng)的通風(fēng)方法叫做自然通風(fēng)產(chǎn)生：自然風(fēng)壓是由于礦井通風(fēng)系統(tǒng)閉合回路中各點(diǎn)風(fēng)流的密度存在差異而形成的。大?。旱V井的自然風(fēng)壓hn一般都比較小，一般不大于200-500pa，是礦井通風(fēng)的次要?jiǎng)恿?546影響：對(duì)通風(fēng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械風(fēng)壓有一定的影響，有時(shí)需要了解它的數(shù)量變化?？筛鶕?jù)當(dāng)?shù)厮募練鉁氐淖兓?guī)律，在某一年每個(gè)季節(jié)內(nèi)選擇hn最大和最小時(shí)進(jìn)行測(cè)定，掌握自然風(fēng)壓的變化規(guī)律。規(guī)定：由于自然風(fēng)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(jī)械通風(fēng)。472.2.2.2機(jī)械通風(fēng)

定義：利用通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的通風(fēng)壓力，致使空氣在井下巷道流動(dòng)的通風(fēng)方法叫做機(jī)械通風(fēng)采用機(jī)械通風(fēng)的礦井，自然風(fēng)壓也是始終存在的，并在各個(gè)時(shí)期內(nèi)影響著礦井的通風(fēng)工作，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。48礦用通風(fēng)機(jī)：按其服務(wù)范圍和作用不同，可分為主要通風(fēng)機(jī)（俗稱主扇）、輔助通風(fēng)機(jī)（俗稱輔扇）和局部通風(fēng)機(jī)（俗稱局扇）。主要通風(fēng)機(jī)好似礦井的“肺臟”，對(duì)礦井安全生產(chǎn)、職工的健康關(guān)系很大。礦井主要通風(fēng)機(jī)不停的運(yùn)轉(zhuǎn)著，它所消耗的電量約占全礦井用電量的20-30%。故合理地選擇通風(fēng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)電機(jī)，在經(jīng)濟(jì)上也有很大的意義。49礦用通風(fēng)機(jī)分類：（按其構(gòu)造分）軸流式通風(fēng)機(jī)：當(dāng)?shù)V井總風(fēng)阻變化時(shí)，風(fēng)量變化較小適用于風(fēng)阻變化大要求風(fēng)量變動(dòng)小的礦井離心式通風(fēng)機(jī)：當(dāng)?shù)V井總風(fēng)阻變化時(shí)，風(fēng)量變化較大風(fēng)量調(diào)節(jié)比較方便50當(dāng)?shù)V井總風(fēng)阻由R1變?yōu)镽2時(shí)，離心式通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量變化大于軸流式通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量變化Qf(M2’)-Qf(M1’)>Qf(M2)-Qf(M1)51

通風(fēng)機(jī)個(gè)體特性曲線和工況點(diǎn)

通風(fēng)機(jī)個(gè)體特性曲線：對(duì)于任何一臺(tái)通風(fēng)機(jī)，其風(fēng)壓Hf、功率Nf、效率n與通風(fēng)機(jī)風(fēng)量Qf之間存在有一定的關(guān)系，反映該通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓、功率、效率和通風(fēng)機(jī)風(fēng)量之間關(guān)系的一組曲線叫做該通風(fēng)機(jī)的個(gè)體特性曲線。通風(fēng)機(jī)的個(gè)體特性曲線與礦井風(fēng)阻特性曲線在同一坐標(biāo)圖上的交點(diǎn)叫做通風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)或工作點(diǎn)。5253

通風(fēng)機(jī)的聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)

通風(fēng)機(jī)串聯(lián)通風(fēng)機(jī)并聯(lián)（1）集中并聯(lián)（2）對(duì)角并聯(lián)5455對(duì)主要通風(fēng)機(jī)的要求第一百二十一條礦井必須采用機(jī)械通風(fēng)。主要通風(fēng)機(jī)的安裝和使用應(yīng)符合下列要求：主要通風(fēng)機(jī)必須安裝在地面；裝有通風(fēng)機(jī)的井口必須封閉嚴(yán)密，其外部漏風(fēng)率在無提升設(shè)備時(shí)不得超過5%，有提升設(shè)備時(shí)不得超過15%。必須保證主要通風(fēng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。必須安裝2套同等能力的主要通風(fēng)機(jī)裝置，其中1套作備用，備用通風(fēng)機(jī)必須能在10min內(nèi)開動(dòng)。在建井期間可安裝1套通風(fēng)機(jī)和1部備用電動(dòng)機(jī)。生產(chǎn)礦井現(xiàn)有的2套不同能力的主要通風(fēng)機(jī)，在滿足生產(chǎn)要求時(shí)，可繼續(xù)使用。56裝有主要通風(fēng)機(jī)的出風(fēng)井口應(yīng)安裝防爆門，防爆門每6個(gè)月檢查維修1次。57嚴(yán)禁采用局部通風(fēng)機(jī)或風(fēng)機(jī)群作為主要通風(fēng)機(jī)使用。至少每月檢查1次主要通風(fēng)機(jī)。改變通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)或葉片角度時(shí)，必須經(jīng)礦技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)。新安裝的主要通風(fēng)機(jī)投入使用前，必須進(jìn)行1次通風(fēng)機(jī)性能測(cè)定和試運(yùn)轉(zhuǎn)工作，以后每5年至少進(jìn)行1次性能測(cè)定。582.2.3礦井通風(fēng)動(dòng)力和通風(fēng)阻力的關(guān)系礦井通風(fēng)動(dòng)力給礦井風(fēng)流提供能量，用這部分的能量來克服礦井通風(fēng)阻力。在任何一個(gè)閉合回路中，礦井通風(fēng)動(dòng)力等于礦井通風(fēng)阻力。Hf+HN=HHf

—閉合回路中通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓；HN

—閉合回路中的自然風(fēng)壓；

H—閉合回路中各巷道通風(fēng)阻力之和59二號(hào)風(fēng)機(jī)回路1-2-3-4-6-7-1，該回路的自然風(fēng)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(fēng)壓為Hn3：Hf2+Hn3=h12+h23+h35+h56+h67一號(hào)風(fēng)機(jī)回路1-2-8-9-1，該回路的自然風(fēng)壓為Hn1，則：Hf1+Hn1=h12+h28+h89602.3礦井通風(fēng)系統(tǒng)中風(fēng)流流動(dòng)的基本規(guī)律通風(fēng)三定律：風(fēng)量平衡定律：風(fēng)壓平衡定律：通風(fēng)阻力定律：

61

2.4礦井風(fēng)量調(diào)節(jié)目的井下各用風(fēng)地點(diǎn)的風(fēng)量必須滿足要求，按需供應(yīng)，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(fēng)量的措施。風(fēng)量的按需調(diào)節(jié)也是通風(fēng)管理工作的重要一環(huán)。調(diào)節(jié)種類局部風(fēng)量調(diào)節(jié)和礦井總風(fēng)量調(diào)節(jié)62局部風(fēng)量調(diào)節(jié)采區(qū)內(nèi)、采區(qū)之間和各水平之間的風(fēng)量調(diào)節(jié)礦井總風(fēng)量調(diào)節(jié)對(duì)全礦井的總風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)局部風(fēng)量調(diào)節(jié)的方法增阻調(diào)節(jié)法降阻調(diào)節(jié)法增壓調(diào)節(jié)法63礦井總風(fēng)量調(diào)節(jié)當(dāng)?shù)V井（或一翼）總風(fēng)量不足或過剩時(shí)，需調(diào)節(jié)總風(fēng)量，也就是調(diào)整主在通風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)。措施有：改變主要通風(fēng)機(jī)的工作特性

1.改變風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速

2.軸流式風(fēng)機(jī)葉片安裝角度離心式風(fēng)機(jī)前導(dǎo)器葉片角度改變礦井總風(fēng)阻

1.風(fēng)峒閘門調(diào)節(jié)法

2.降低礦井總風(fēng)阻

Rf2Rf3Rf1HfQf64

2.5輔助通風(fēng)機(jī)的安設(shè)第一百二十五條礦井通風(fēng)系統(tǒng)中，如果某一分區(qū)風(fēng)路的風(fēng)阻過大，主要通風(fēng)機(jī)不能供給其足夠風(fēng)量時(shí)，可在井下安設(shè)輔助通風(fēng)機(jī)，但必須供給輔助通風(fēng)機(jī)房新鮮風(fēng)流；在輔助通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)期間，必須打開繞道風(fēng)門。嚴(yán)禁在煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出礦井中安設(shè)輔助通風(fēng)機(jī)。652.6掘進(jìn)（局部）通風(fēng)定義：掘進(jìn)巷道的通風(fēng)稱為掘進(jìn)通風(fēng)或局部通風(fēng)。掘進(jìn)通風(fēng)方法礦井總風(fēng)壓通風(fēng)局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)水利或壓氣引射器通風(fēng)局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)是掘進(jìn)巷道的主要通風(fēng)方法。66局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)的方式通風(fēng)方式：壓入式通風(fēng)、抽出式通風(fēng)混合式通風(fēng)三種方式壓入式局部通風(fēng)示意圖67抽出式局部通風(fēng)示意圖68壓入式通風(fēng)與抽出式通風(fēng)比較

有效吸程

Le

Ls有效射程壓入式通風(fēng)抽出式通風(fēng)安全性（污風(fēng)通過風(fēng)機(jī)）有效射程與有效吸程掘進(jìn)巷道涌出瓦斯井巷空氣清新程度風(fēng)筒運(yùn)送方便程度及成本當(dāng)以排除瓦斯為主的煤巷、半煤巖巷掘進(jìn)時(shí)應(yīng)采用壓入式通風(fēng)；而當(dāng)以排除粉塵為主的井筒掘進(jìn)時(shí)，宜采用抽出式通風(fēng)。69混合式局部通風(fēng)示意圖混合式通風(fēng)的主要缺點(diǎn)是降低了壓入式與抽出式兩列風(fēng)筒重疊段巷道的風(fēng)量，當(dāng)掘進(jìn)巷道斷面大時(shí)，風(fēng)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(tái)風(fēng)機(jī)之間的風(fēng)量要合理匹配，以免發(fā)生循環(huán)風(fēng)，并使風(fēng)筒重疊段的風(fēng)速大于最低風(fēng)速。多用于大斷面長(zhǎng)距離巖巷掘進(jìn)。70掘進(jìn)通風(fēng)局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)量的有關(guān)規(guī)定確定局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)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(fēng)壓供給該處的風(fēng)量必須大于局部通風(fēng)機(jī)的吸入風(fēng)量，局部通風(fēng)機(jī)安裝地點(diǎn)到回風(fēng)口間的巷道中的最低風(fēng)速必須符合本規(guī)程第一百零一條的有關(guān)規(guī)定。防止出現(xiàn)循環(huán)風(fēng)。71第一百二十八條

安裝和使用局部通風(fēng)機(jī)和風(fēng)筒應(yīng)遵守下列規(guī)定：

(一)局部通風(fēng)機(jī)必須由指定人員負(fù)責(zé)管理，保證正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

(二)壓入式局部通風(fēng)機(jī)和啟動(dòng)裝置，必須安裝在進(jìn)風(fēng)巷道中，距掘進(jìn)巷道回風(fēng)口不得小于l0m；全風(fēng)壓供給該處的風(fēng)量必須大于局部通風(fēng)機(jī)的吸人風(fēng)量，局部通風(fēng)機(jī)安裝地點(diǎn)到回風(fēng)口間的巷道中的最低風(fēng)速必須符合本規(guī)程第一百零一條的有關(guān)規(guī)定。

(三)必須采用抗靜電、阻燃風(fēng)筒。風(fēng)筒口到掘進(jìn)工作面的距離以及混合式通風(fēng)的局部通風(fēng)機(jī)和風(fēng)筒的安設(shè)，應(yīng)在作業(yè)規(guī)程中明確規(guī)定。

(四)低瓦斯礦井掘進(jìn)工作面的局部通風(fēng)機(jī)，可采用裝有選擇性漏電保護(hù)裝置的供電線路供電，或與采煤工作面分開供電。

(五)瓦斯噴出區(qū)域、高瓦斯礦井、煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井中，掘進(jìn)工作面的局部通風(fēng)機(jī)應(yīng)采用三專(專用變壓器、專用開關(guān)、專用線路)供電；也可采用裝有選擇性漏電保護(hù)裝置的供電線路供電，但每天應(yīng)有專人檢查1次，保證局部通風(fēng)機(jī)可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。

(六)嚴(yán)禁使用3臺(tái)以上(含3臺(tái))的局部通風(fēng)機(jī)同時(shí)向1個(gè)掘進(jìn)工作面供風(fēng)。不得使用1臺(tái)局部通風(fēng)機(jī)同時(shí)向2個(gè)作業(yè)的掘進(jìn)工作面供風(fēng)。722.7硐室通風(fēng)第一百三十條井下爆炸材料庫必須有獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)，回風(fēng)必須直接引入礦井的總回風(fēng)巷或主要回風(fēng)巷中。新建礦井采用對(duì)角式通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，投產(chǎn)初期可利用巖石上山或用不燃性材料支護(hù)和不燃性背板背嚴(yán)的煤層上山爆炸材料庫的回風(fēng)巷，必須保證爆炸材料庫每小時(shí)能有其總?cè)莘e4倍的風(fēng)量。73

第一百三十一條井下充電室必須有獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)，回風(fēng)風(fēng)流應(yīng)引入回風(fēng)巷。井下充電室在同一時(shí)間內(nèi)，5t及其以下的電機(jī)車充電電池的數(shù)量不得超過3組，5t以上的電機(jī)車充電電池的數(shù)量不得超過1組時(shí)?？刹徊捎锚?dú)立的風(fēng)流通風(fēng)，但必須在新鮮風(fēng)流中。井下