現(xiàn)代煤礦通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析

現(xiàn)代煤礦通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析

一、礦井通風(fēng)系統(tǒng)的作用及重要性

二、礦井通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求

三、礦井通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行與維護(hù)

四、電氣自動(dòng)化控制在通風(fēng)系統(tǒng)中的應(yīng)用

五、礦井通風(fēng)自動(dòng)化控制發(fā)展前景一、礦井通風(fēng)系統(tǒng)的作用及重要性

礦井通風(fēng)系統(tǒng)的概念

礦井通風(fēng)系統(tǒng)是指向礦井各作業(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。一通三防：通風(fēng)、防瓦斯、防塵、防滅火

煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的重要性煤礦井工生產(chǎn)是地下作業(yè)，自然條件復(fù)雜，工作環(huán)境惡劣。地面空氣在進(jìn)入井下并流經(jīng)各作業(yè)場(chǎng)所的過程中，將摻入有毒有害氣體和礦塵，成分逐漸發(fā)生變化。同時(shí)，由于地?zé)嶙饔?，人體和機(jī)械的散熱、水分的蒸發(fā)等，都會(huì)顯著提高井下空氣的溫度和濕度，造成不良的氣候條件，解決這些問題就需要礦井通風(fēng)系統(tǒng)。通風(fēng)系統(tǒng)之于煤礦，一如心臟之于身體，其重要性可想而知。煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的作用

（1）依靠機(jī)械通風(fēng)，將定量的新鮮空氣，沿著既定的通風(fēng)線路不斷輸入井下，以滿足回采工作面、掘進(jìn)工作面、機(jī)電硐室、火藥庫以及其他用風(fēng)地點(diǎn)的需要。

（2）沖淡并排出井下的毒性、窒息性和爆炸性的氣體和粉塵，使之符合《煤礦安全規(guī)程》的要求，同時(shí)降低熱源，營造良好的工作環(huán)境。

（3）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(hù)國家資源和財(cái)產(chǎn)。合理的礦井通風(fēng)系統(tǒng)必須具備以下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）通風(fēng)系統(tǒng)簡單實(shí)用；

（2）通風(fēng)設(shè)施安全可靠；

（3）保證穩(wěn)定的風(fēng)流導(dǎo)向；

（4）礦井通風(fēng)阻力最小，且分布合理；

（5）具備抗災(zāi)能力強(qiáng)

構(gòu)建合理通風(fēng)系統(tǒng)的基本原則二、礦井通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求：（一）礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)的分類及各類別的設(shè)計(jì)要求

礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)分為新建礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)和改建（擴(kuò)建）礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)。

對(duì)于新建礦井的通風(fēng)設(shè)計(jì)，既要考慮當(dāng)前的需要，又要考慮長遠(yuǎn)發(fā)展的可能。

對(duì)于改建（擴(kuò)建）礦井的通風(fēng)設(shè)計(jì)，必須對(duì)礦井原有的生產(chǎn)與通風(fēng)情況做出詳細(xì)的調(diào)查，分析通風(fēng)存在的問題，考慮礦井生產(chǎn)的特點(diǎn)和發(fā)展規(guī)劃，充分利用原有井巷與通風(fēng)設(shè)備，在原有的基礎(chǔ)上提出更完善、更切合實(shí)際的通風(fēng)設(shè)計(jì)。

二、礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)要求

1）將足夠的新鮮空效地送到井下工作場(chǎng)所，保證生產(chǎn)和創(chuàng)造良好的勞動(dòng)條件。

2）通風(fēng)系統(tǒng)簡單，風(fēng)流穩(wěn)定，易于管理，具有抗災(zāi)能力。

3）發(fā)生事故時(shí)，風(fēng)流易于控制，人員便于撤出。

4）有符合規(guī)定的井下環(huán)境及安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)或檢測(cè)措施。

5）通風(fēng)系統(tǒng)的基建投資省，營運(yùn)費(fèi)用低、綜合經(jīng)濟(jì)效益好。（一）礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)依據(jù)1、礦區(qū)氣象資料：常年風(fēng)向，歷年最高氣溫月、氣溫最低月的平均溫度，月平均氣壓。2、礦區(qū)恒溫帶溫度，地溫梯度，進(jìn)風(fēng)井口、回風(fēng)井口及井底溫度。3、礦區(qū)降雨量、最高洪水位、涌水量、地下水文資料。4、井田地質(zhì)地形。5、煤層的瓦斯風(fēng)化帶垂深，各煤層瓦斯含量、瓦斯壓力及梯度等。6、煤層自然發(fā)火傾向，發(fā)火周期。7、煤塵的爆炸危險(xiǎn)性及爆炸指數(shù)8、礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限。9、礦井開拓方式及采區(qū)巷道布置。10、主副井及風(fēng)井的井口標(biāo)高。11、礦井各水平的生產(chǎn)能力及服務(wù)年限，采區(qū)及工作面的生產(chǎn)能力。12、礦井巷道斷面圖冊(cè)。13、礦區(qū)電費(fèi)。

（二）礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)的主要步驟及內(nèi)容

1、對(duì)影響通風(fēng)設(shè)計(jì)的自然因素進(jìn)行必要的概述。

2、提出礦井通風(fēng)系統(tǒng)可行方案，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，選擇最佳通風(fēng)系統(tǒng)，并論證其合理性。

3、礦井風(fēng)量計(jì)算和風(fēng)量分配

4、礦井總風(fēng)壓計(jì)算。

5、將礦井初期和后期及達(dá)產(chǎn)時(shí)的礦井總風(fēng)量和總風(fēng)壓提交機(jī)電專業(yè)，選擇礦井通風(fēng)機(jī)。

6、計(jì)算礦井通風(fēng)等積孔，評(píng)價(jià)礦井通風(fēng)難易程度。

7、選擇井下通風(fēng)構(gòu)筑物，包括種類、數(shù)量及使用地點(diǎn)。

8、繪制礦井通風(fēng)系統(tǒng)圖

9、編寫說明書。

（三）選擇礦井通風(fēng)系統(tǒng)的主要原則

1、必須符合《煤礦安全規(guī)程》和《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》：

1）每個(gè)礦井必須有完整的獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)。

2）應(yīng)根據(jù)礦井的災(zāi)害類型及等級(jí)選擇適宜的通風(fēng)系統(tǒng)。

3）箕斗提升井獲裝有膠帶輸送機(jī)的井筒不應(yīng)兼作風(fēng)井，如果兼作風(fēng)井使用，必須遵守有關(guān)規(guī)定。

2、通風(fēng)系統(tǒng)的選擇應(yīng)有利于加快礦井建設(shè)速度，有利于礦井高產(chǎn)高效、安全生產(chǎn)，整個(gè)系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理。3、還應(yīng)綜合考慮以下因素：1）風(fēng)井位置在洪水位標(biāo)高以上，進(jìn)風(fēng)井口必須避免污染空氣進(jìn)入，距有害氣體源的地點(diǎn)不得小于500m。2）井口工程地質(zhì)及井筒施工地質(zhì)條件簡單。3）占地少，壓煤少，交通方便，便于施工。4）通風(fēng)系統(tǒng)簡單，風(fēng)流穩(wěn)定，易于管理。5）發(fā)生事故時(shí)，風(fēng)流易于控制，井下每一水平到上一水平和每個(gè)采區(qū)至少要有兩個(gè)通向地面的安全出口，以便于人員撤出。6）使專用通風(fēng)巷道的數(shù)目最少，風(fēng)路最短，貫通距離短，井巷工程量省。7）盡可能使每個(gè)采區(qū)的產(chǎn)量均衡，阻力接近，避免過多的風(fēng)量調(diào)節(jié)，盡量少設(shè)置通風(fēng)構(gòu)筑物，以免引起大量漏風(fēng)。8）多風(fēng)機(jī)抽出式通風(fēng)時(shí)，為了保持風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，應(yīng)盡量降低總進(jìn)風(fēng)道公共風(fēng)路段的風(fēng)阻（一般要求公共區(qū)段的負(fù)壓不超過任何一個(gè)風(fēng)機(jī)負(fù)壓的30%）。9）新設(shè)計(jì)礦井不宜在同一井口采用多臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)串、并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)。10）井下爆破材料庫必須有單獨(dú)的進(jìn)風(fēng)流，回風(fēng)必須引入礦井主要回風(fēng)道。井下充電硐室必須獨(dú)立通風(fēng)，回風(fēng)可引入采區(qū)回風(fēng)道。11）應(yīng)滿足防治瓦斯、煤層自燃、煤塵爆炸及火災(zāi)對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的特殊要求。12）后期通風(fēng)合理。（四）確定礦井通風(fēng)系統(tǒng)

通風(fēng)系統(tǒng)的組成

通風(fēng)系統(tǒng)由礦井通風(fēng)方式、主要通風(fēng)機(jī)的工作方法、礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)、通風(fēng)設(shè)施組成。礦井通風(fēng)方式是指礦井進(jìn)風(fēng)井和出風(fēng)井的布置方式。根據(jù)進(jìn)、回風(fēng)井在井田內(nèi)的位置不同，可以分為中央式、對(duì)角式、分區(qū)式和混合式。選擇通風(fēng)系統(tǒng)主要考慮以下因素：1）自然因素：煤層賦存狀態(tài)、埋藏深度、沖積層厚度、礦井瓦斯等級(jí)、煤塵爆炸性、每層自然發(fā)火、礦井地形、井田尺寸、生產(chǎn)能力等2）經(jīng)濟(jì)因素：井巷工程量、通風(fēng)運(yùn)營費(fèi)、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)、維修和管理?xiàng)l件（五）通風(fēng)方式1、中央式

中央式是指進(jìn)、回風(fēng)井均位于井田走向中央。根據(jù)進(jìn)、回風(fēng)井的相對(duì)位置，又分為中央并列式和中央邊界式（中央分列式）。①中央并列式

進(jìn)風(fēng)井和回風(fēng)井大致并列在井田走向的中央，兩井底可以開掘到第一水平，也可以將回風(fēng)井只掘至回風(fēng)水平。后者一般適用于較小型礦井。②中央邊界式（中央分列式）

進(jìn)風(fēng)井大致位于井田走向的中央，回風(fēng)井大致位于井田淺部邊界沿走向中央、在傾斜方向上兩井相隔一段距離，回風(fēng)井的井底高于進(jìn)風(fēng)井的井底。

2、對(duì)角式

①兩翼對(duì)角式

進(jìn)風(fēng)井大致位于井田走向的中央，兩個(gè)回風(fēng)井位于井田邊界的兩翼，稱為兩翼對(duì)角式。如果只有一個(gè)回風(fēng)井，且進(jìn)、回風(fēng)井分別位于井田的兩翼，稱為單翼對(duì)角式。

②分區(qū)對(duì)角式

進(jìn)風(fēng)井位于井田走向的中央，在各采區(qū)開掘一個(gè)回風(fēng)井，無總回風(fēng)巷。3、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，分別構(gòu)成獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)。

4、混合式

由上述諸多種方式混合組成。例如，中央分列與兩翼對(duì)角混合式，中央并列與兩翼對(duì)角混合式等等。（六）主要通風(fēng)機(jī)的工作方法

主要通風(fēng)機(jī)的工作方法有三種：抽出式、壓入式、抽壓混合式。

1）抽出式

主要通風(fēng)機(jī)安裝在回風(fēng)井口，在抽出式主要通風(fēng)機(jī)的作用下，整個(gè)礦井通風(fēng)系統(tǒng)處在低于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ呢?fù)壓狀態(tài)。當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，井下風(fēng)流的壓力提高，比較安全2）壓入式

主要通風(fēng)機(jī)安設(shè)在入風(fēng)井口，在壓入式主要通風(fēng)機(jī)的作用下，整個(gè)礦井通風(fēng)系統(tǒng)處在高于當(dāng)?shù)卮髿鈮旱恼龎籂顟B(tài)。在冒落裂隙通達(dá)地面時(shí)，壓入式通風(fēng)礦井采區(qū)的有害氣體通過塌陷區(qū)向外漏出。當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，井下風(fēng)流的壓力降低。采用壓入式通風(fēng)時(shí)，須在礦井總進(jìn)風(fēng)路線上設(shè)置若干通風(fēng)構(gòu)筑物，使通風(fēng)管理困難，且漏風(fēng)較大。3）抽壓混合式

在入風(fēng)井口設(shè)置一風(fēng)機(jī)做壓入式工作，回風(fēng)井口設(shè)置一風(fēng)機(jī)做抽出式工作。通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)部分處在正壓，回風(fēng)部分處在負(fù)壓，工作面大致處于中間，其正壓或負(fù)壓均不大，采空區(qū)通達(dá)地表的漏風(fēng)因而較小。其缺點(diǎn)是使用的通風(fēng)機(jī)設(shè)備多，管理復(fù)雜。（七）礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)

礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)是指通風(fēng)系統(tǒng)中表示風(fēng)道連接形式和風(fēng)流方向的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。

用圖論的方法對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行抽象描述，把通風(fēng)系統(tǒng)變成一個(gè)由線、點(diǎn)及其屬性組成的系統(tǒng)，即為通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。用直觀的幾何圖形來表示通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)就得到通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖。為了用數(shù)學(xué)的方法來分析通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，也可用集合和矩陣形式來表示通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖可以清楚的反映風(fēng)流方向和巷道關(guān)系，并且可以進(jìn)行各種通風(fēng)計(jì)算，因此通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖是礦井通風(fēng)管理的一種重要圖件。

礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用：

礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算軟件可以解決以下礦井通風(fēng)問題（主要是針對(duì)復(fù)雜通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)）：①生產(chǎn)礦井通風(fēng)狀況模擬；②生產(chǎn)礦井通風(fēng)狀況預(yù)測(cè)；③生產(chǎn)礦井通風(fēng)系統(tǒng)改造方案的比較計(jì)算；④礦井設(shè)計(jì)時(shí)的風(fēng)量分配與礦井阻力計(jì)算。（八）通風(fēng)設(shè)施

通風(fēng)設(shè)施也即通風(fēng)構(gòu)筑物，是指為了保證礦井通風(fēng)系統(tǒng)，在礦井巷道中設(shè)置的一些隔斷風(fēng)流、引導(dǎo)風(fēng)流、控制風(fēng)流的建筑物裝置。

通風(fēng)設(shè)施一般分為兩

大類：①通過風(fēng)流的設(shè)施。

如：主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)硐、反

風(fēng)裝置、風(fēng)橋、導(dǎo)風(fēng)板和

調(diào)節(jié)風(fēng)窗。

②隔斷風(fēng)流的設(shè)施。如：密閉、擋風(fēng)墻、風(fēng)門等。

（九）礦井風(fēng)量計(jì)算和風(fēng)量分配

按照《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定進(jìn)行計(jì)算。一是按井下同時(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；二是按照采煤、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、等有害氣體的濃度、風(fēng)速以及溫度、每人供風(fēng)量符合規(guī)程規(guī)定。新驛煤礦風(fēng)量計(jì)算

（十）礦井通風(fēng)阻力計(jì)算

通風(fēng)阻力產(chǎn)生的根本原因是風(fēng)流流動(dòng)過程的粘性和慣性（內(nèi)因），以及井巷壁面對(duì)風(fēng)流的阻滯作用和擾動(dòng)作用（外因）。井巷風(fēng)流在流動(dòng)過程中，克服內(nèi)部相對(duì)運(yùn)動(dòng)造成的機(jī)械能量損失就叫礦井通風(fēng)阻力。通風(fēng)阻力包括摩擦阻力和局部阻力兩大類，其中摩擦阻力是井巷通風(fēng)阻力的主要組成部分（大致80％左右）。

礦井通風(fēng)總阻力的計(jì)算原則1、如果礦井服務(wù)年限不長（10~20年），選擇達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量后通風(fēng)容易和困難兩個(gè)時(shí)期分別計(jì)算其通風(fēng)阻力；若礦井服務(wù)年限較長（30~50年），只計(jì)算頭15~25年左右通風(fēng)容易和困難兩個(gè)時(shí)期的通風(fēng)阻力。為此，必須先繪出這兩個(gè)時(shí)期的通風(fēng)網(wǎng)路圖。2、通風(fēng)容易和通風(fēng)困難兩個(gè)時(shí)期總阻力的計(jì)算，應(yīng)沿著這兩個(gè)時(shí)期的最大通風(fēng)阻力風(fēng)路，分別計(jì)算各段井巷的通風(fēng)阻力，然后累加起來，作為這兩個(gè)時(shí)期的礦井通風(fēng)總阻力。最大通風(fēng)阻力風(fēng)路可根據(jù)風(fēng)量和巷道參數(shù)（斷面積、長度等）直接判斷確定，不能直接確定時(shí)，應(yīng)選幾條可能最大的路線進(jìn)行計(jì)算比較。3、礦井通風(fēng)總阻力不應(yīng)超過2940Pa。4、礦井井巷的局部阻力，新建礦井（包括擴(kuò)建礦井獨(dú)立通風(fēng)的擴(kuò)建區(qū)）宜按井巷摩擦阻力的10%計(jì)算；擴(kuò)建礦井宜按井巷摩擦阻力的15%計(jì)算。通風(fēng)阻力計(jì)算：摩擦阻力和局部阻力h摩：摩擦阻力Pa局部阻力：在風(fēng)流運(yùn)動(dòng)過程中，由于井巷邊壁條件的變化，風(fēng)流在局部地區(qū)受到局部阻力物（如巷道斷面突然變化，風(fēng)流分叉與交匯，斷面堵塞等）的影響和破壞，引起風(fēng)流流速大小、方向和分布的突然變化，導(dǎo)致風(fēng)流本身產(chǎn)生很強(qiáng)的沖擊，形成極為紊亂的渦流，造成風(fēng)流能量損失，這種均勻穩(wěn)定風(fēng)流經(jīng)過某些局部地點(diǎn)所造成的附加的能量損失，就叫做局部阻力。實(shí)驗(yàn)證明，不論井巷局部地點(diǎn)的斷面、形狀和拐彎如何千變?nèi)f化，也不管局部阻力是突變類型還是漸變類型，所產(chǎn)生的局部阻力的大小都和局部地點(diǎn)的前面或后面斷面上的速壓成正比。與摩擦阻力類似，局部阻力h局一般也用速壓的倍數(shù)來表示。

h局＝，Pa式中h局——局部阻力，Pa；——局部阻力系數(shù)，無因次；

——局部地點(diǎn)前后斷面上的平均風(fēng)速，m/s；

——風(fēng)流的密度，Kg/m3；如果將＝Q/S，代入上式后，得到：

h局＝Pa以上兩個(gè)公式就是紊流通用局部阻力計(jì)算公式。需要說明的是，在查表確定局部阻力系數(shù)值時(shí)，一定要和局部阻力物的斷面S、風(fēng)量Q、風(fēng)速相對(duì)應(yīng)。礦井通風(fēng)阻力定律井下風(fēng)流在流經(jīng)一條巷道時(shí)產(chǎn)生的總阻力等于各段摩擦阻力和所有的局部阻力之和。即：

h阻=

h阻＝RQ2，Pa式中R——井巷風(fēng)阻，Kg/m7或礦井等積孔為了更形象、更具體、更直觀地衡量礦井通風(fēng)難易程度，礦井通風(fēng)學(xué)上用一個(gè)假想的、并與礦井風(fēng)阻值相當(dāng)?shù)目椎拿娣e作為評(píng)價(jià)礦井通風(fēng)難易程度，這個(gè)假想孔的面積就叫做礦井等積孔。礦井通風(fēng)難易程度的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)通風(fēng)阻力等級(jí)通風(fēng)難易程度風(fēng)阻R（）等積孔A（m2)大阻力礦困難＞1.42＜1中阻力礦中等1.42～0.351～2小阻力礦容易＜0.35＞2

（十一）選擇通風(fēng)設(shè)備

選擇礦井通風(fēng)設(shè)備的基本要求

1）礦井每個(gè)裝備主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)井，均要在地面裝設(shè)兩套同等能力的通風(fēng)設(shè)備，其中一套工作，一套備用，交替工作。

2）選擇的通風(fēng)設(shè)備應(yīng)能滿足第一開采水平各個(gè)時(shí)期的工況變化，并使通風(fēng)設(shè)備長期高效運(yùn)行。當(dāng)工況變化較大時(shí)，應(yīng)根據(jù)礦井分期時(shí)間及節(jié)能情況，分期選擇電動(dòng)機(jī)。

3）通風(fēng)機(jī)能力應(yīng)留有一定的余量。軸流式、對(duì)旋式通風(fēng)機(jī)在最大設(shè)計(jì)負(fù)壓和風(fēng)量時(shí)，葉輪葉片的運(yùn)轉(zhuǎn)角度應(yīng)比允許范圍小5?；

4）進(jìn)、出風(fēng)井井口的高差在150m以上，或進(jìn)、出風(fēng)井口標(biāo)高相同，但井深400m以上時(shí)，宜計(jì)算礦井的自然風(fēng)壓。

主要通風(fēng)機(jī)的選擇1）計(jì)算通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量Q通考慮到外部漏風(fēng)（即井口防爆門及主要通風(fēng)機(jī)附近的反風(fēng)門等處的漏風(fēng)），主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)量可用下式計(jì)算：

m3/sQ礦-礦井總風(fēng)量，m3/s；k——漏風(fēng)損失系數(shù)。風(fēng)井無提升任務(wù)時(shí)取1.1；箕斗井兼作回風(fēng)井時(shí)取1.15；回風(fēng)井兼做升降人員時(shí)取1.2計(jì)算通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓H全（或H靜）通風(fēng)機(jī)全壓H全和礦井自然風(fēng)壓H自共同作用，克服礦井通風(fēng)系統(tǒng)的總阻力h阻、風(fēng)硐阻力h硐以及擴(kuò)散器出口動(dòng)能損失h擴(kuò)。當(dāng)自然風(fēng)壓與通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓同向時(shí)取“-”；反之取“+”。即：，pa風(fēng)硐阻力一般不超過100~200Pa。

選擇通風(fēng)機(jī)根據(jù)計(jì)算的礦井通風(fēng)容易時(shí)期通風(fēng)機(jī)的Q通、

H靜?。ɑ騂全?。┖屠щy時(shí)期通風(fēng)機(jī)的Q通、H靜大（或H全大），在通風(fēng)機(jī)的個(gè)體特性圖表（參見附錄四、五、六）上選擇合適的主要通風(fēng)機(jī)。判別是否合適，要看上面兩組數(shù)據(jù)所構(gòu)成的兩個(gè)時(shí)期的工作點(diǎn)，是否都在通風(fēng)機(jī)個(gè)體特性曲線的合理工作范圍內(nèi)。選定以后，即可得出兩個(gè)時(shí)期主要通風(fēng)機(jī)的型號(hào)、動(dòng)輪直徑、動(dòng)輪葉片安裝角（指軸流式或?qū)π斤L(fēng)機(jī)）、轉(zhuǎn)速、風(fēng)壓、風(fēng)量、效率和輸入功率等技術(shù)系數(shù)，并列表整理。選擇電動(dòng)機(jī)計(jì)算通風(fēng)機(jī)輸入功率按通風(fēng)容易和困難時(shí)期，分別計(jì)算通風(fēng)機(jī)輸入功率N電小、N電大

（十二）概算礦井通風(fēng)費(fèi)用

礦井通風(fēng)費(fèi)用是通風(fēng)設(shè)計(jì)和管理的重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，一般用噸煤通風(fēng)成本，即礦井每采一噸煤的通風(fēng)總費(fèi)用表示。它包括噸煤通風(fēng)電費(fèi)和通風(fēng)設(shè)備折舊費(fèi)、材料消耗費(fèi)、工作人員工資、專用通風(fēng)巷道折舊與維護(hù)費(fèi)、儀表購置與維修費(fèi)等其它通風(fēng)費(fèi)用。

噸煤通風(fēng)電費(fèi)

噸煤通風(fēng)電費(fèi)為主要通風(fēng)機(jī)年耗電費(fèi)及井下輔助通風(fēng)機(jī)、局部通風(fēng)機(jī)電費(fèi)之和除以年產(chǎn)量?？捎孟率接?jì)算：

，元/t

式中Wo——噸煤通風(fēng)電費(fèi)，元/t

E——主要通風(fēng)機(jī)年耗電量，kW·h/a；

EA——局部通風(fēng)機(jī)和輔助通風(fēng)機(jī)的年耗電量，kW·h/a；

D——電價(jià)，元/kW·h；

（十三）礦井總風(fēng)量分配1、風(fēng)量分配方法及原則礦井總風(fēng)量確定后，應(yīng)將其分配到各用風(fēng)地點(diǎn)，其分配原則主要是：1）分配到各用風(fēng)地地點(diǎn)的的風(fēng)量，應(yīng)不低于所計(jì)算出的風(fēng)量。2）為維護(hù)巷道，防治坑木腐爛，金屬銹蝕，以及行人安全等，所有巷道都應(yīng)分配一定的風(fēng)量。3）風(fēng)量分配后，應(yīng)保證井下各處的瓦斯?jié)舛取⒂泻怏w濃度、風(fēng)速等滿足《規(guī)程》要求。2、分配方法1）當(dāng)?shù)V井總風(fēng)量確定后，首先按照采區(qū)布置圖給各回采面、掘進(jìn)面、硐室分配風(fēng)量。2）從總風(fēng)量中減去采掘硐室風(fēng)量，余下的風(fēng)量按采區(qū)產(chǎn)量、采掘面數(shù)目、硐室數(shù)目等分配到各采區(qū)，再按一定比例將這部分風(fēng)量分配到其他用風(fēng)地點(diǎn)，用于維護(hù)巷道和保證行人安全。

三、礦井通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行與維護(hù)（一）要保證礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠，安全高效的運(yùn)行，需要做好以下幾個(gè)方面的工作：

1、通風(fēng)系統(tǒng)要有穩(wěn)定的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，保證風(fēng)流穩(wěn)定；

2、要有足夠的通風(fēng)能力，保證有效通風(fēng)；

3、要有可靠的通風(fēng)設(shè)施和裝備，保證正常通風(fēng)時(shí)期有效控制風(fēng)流并符合抗災(zāi)救災(zāi)能力的要求；

4、要有合理的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，以保證巷道的阻力分布能夠滿足各用風(fēng)地點(diǎn)的通風(fēng)需求；

5、建立完善的礦井通風(fēng)管理制度和通風(fēng)管理機(jī)構(gòu)，并配足人員；

6、加強(qiáng)職工教育和培訓(xùn)工作，提高職工、工程技術(shù)人員的通風(fēng)管理水平和技術(shù)素質(zhì)，全面推行質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化管理，使礦井通風(fēng)系統(tǒng)更安全有效運(yùn)行。

（二）保證礦井通風(fēng)系統(tǒng)的安全技術(shù)措施：

1、礦井必須有完整獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)。改變?nèi)V井通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，必須編制通風(fēng)設(shè)計(jì)及安全措施，按管理權(quán)限上報(bào)煤炭管理部門審批，并報(bào)煤礦安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)備案。

2、新水平延伸、開拓新采區(qū)或改變一翼、一個(gè)水平、一個(gè)采區(qū)的通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，必須編制通風(fēng)設(shè)計(jì)及安全措施。

3、進(jìn)、回風(fēng)井之間和主要進(jìn)回風(fēng)巷之間的每個(gè)聯(lián)絡(luò)巷中，必須構(gòu)建永久性風(fēng)墻；需要使用的聯(lián)絡(luò)巷，必須安設(shè)2道聯(lián)鎖的正向風(fēng)門和2道反向風(fēng)門。

4、采掘工作面應(yīng)實(shí)現(xiàn)獨(dú)立通風(fēng)。串聯(lián)通風(fēng)必須符合《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定。

5、嚴(yán)格落實(shí)巷道維修制度，每月由總工程師負(fù)責(zé)組織1次巷道失修情況檢查，保證通風(fēng)、行人等巷道有足夠的斷面，巷道失修率符合《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，并將檢查維修情況作好記錄。

6、嚴(yán)格落實(shí)反風(fēng)設(shè)施檢查制度，每季度由礦總工程師負(fù)責(zé)組織1次檢查，對(duì)存在的問題落實(shí)到人，限期整改，并作好記錄。

7、每3年進(jìn)行1次礦井通風(fēng)阻力測(cè)定，每5年進(jìn)行1次地面主要通風(fēng)機(jī)性能測(cè)定。

8、合理分配礦井風(fēng)量，每月都要根據(jù)生產(chǎn)布置情況編制配風(fēng)計(jì)劃，保證采掘工作面、硐室等用風(fēng)地點(diǎn)有足夠的風(fēng)量，風(fēng)速符合《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定。

9、每周進(jìn)行1次全礦井通風(fēng)系統(tǒng)檢查，對(duì)存在的問題嚴(yán)格落實(shí)到人，限期整改，并作好記錄。

10、每月對(duì)井下所有通風(fēng)設(shè)施進(jìn)行1次全面檢查，保證設(shè)施完好，正常使用，檢查情況要作好記錄，存檔備查。

11、每年進(jìn)行1次全礦井反風(fēng)演習(xí)。礦井建設(shè)期間可以不進(jìn)行反風(fēng)演習(xí)，但礦井投產(chǎn)當(dāng)年要進(jìn)行反風(fēng)演習(xí)，通風(fēng)系統(tǒng)變化較大時(shí)，也要進(jìn)行礦井反風(fēng)演習(xí)。

12、地面主要通風(fēng)機(jī)每1小時(shí)檢查1次運(yùn)轉(zhuǎn)情況，并做好記錄，負(fù)壓、軸承溫度、工作電流、工作電壓等參數(shù)的變化情況，當(dāng)變化較大時(shí)，必須立即查明原因，采取措施進(jìn)行處理。

13、主要通風(fēng)機(jī)檢修、調(diào)整葉輪角度時(shí)，必須編制措施，包總工程師批準(zhǔn)。

14、在礦井、采區(qū)設(shè)計(jì)中要有全礦井反風(fēng)或局部反風(fēng)系統(tǒng)，并有防止發(fā)生火災(zāi)時(shí)風(fēng)流逆轉(zhuǎn)的措施。

15、加強(qiáng)巷道貫通管理，一般巷道貫通相距20m前，綜合機(jī)械化掘進(jìn)巷道相距50m前，要編制貫通措施，做好通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整的準(zhǔn)備工作。貫通后要立即停止受貫通影響的所有采區(qū)、工作面的一切工作，進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整，待風(fēng)流穩(wěn)定后，方可恢復(fù)工作。

16、每季度都要繪制礦井通風(fēng)系統(tǒng)圖，每月根據(jù)生產(chǎn)變化情況及時(shí)補(bǔ)充修改。

四、電氣自動(dòng)化控制

在通風(fēng)系統(tǒng)中的應(yīng)用1、PLC在煤礦通風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

該控制系統(tǒng)通過采集外界各個(gè)設(shè)備的檢測(cè)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)2臺(tái)通風(fēng)機(jī)及電機(jī)的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)并根據(jù)需要進(jìn)行自動(dòng)控制，與上位機(jī)通信，合理控制兩臺(tái)電機(jī)的起停，以及2臺(tái)風(fēng)機(jī)閘門的自動(dòng)開啟，同時(shí)實(shí)現(xiàn)故障報(bào)警及停車。PLC控制變頻器在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中的應(yīng)用，使電機(jī)的電壓、電流明顯下降，電機(jī)的輸入功率明顯減少，由于變頻器直接控制電機(jī)，通過調(diào)速來驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)工作運(yùn)轉(zhuǎn)，提高了風(fēng)機(jī)的傳動(dòng)效率，增強(qiáng)了安全系數(shù),另外，變頻器加減速時(shí)間可以任意設(shè)定，避免了風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的大電流沖擊，有利于延長設(shè)備使用壽命。

2、主要通風(fēng)設(shè)施實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，并可以進(jìn)行計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與控制

（1）這種風(fēng)門的動(dòng)力來源是壓縮空氣，即井下壓風(fēng)管。它是由傳感器（有紅外傳感器、手動(dòng)按鈕式傳感器等）接收信號(hào)、并將接收到的信號(hào)經(jīng)過主機(jī)處理發(fā)送給電磁閥，使電磁閥動(dòng)作進(jìn)而控制氣缸的閥門，使氣缸的活塞做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，再通過聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制風(fēng)門開閉。這種自動(dòng)風(fēng)門簡單可靠，應(yīng)用較多。

（2）電動(dòng)式自動(dòng)風(fēng)門

電動(dòng)式自動(dòng)風(fēng)門是以電動(dòng)機(jī)做動(dòng)力。電動(dòng)機(jī)經(jīng)過減速帶動(dòng)聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)使風(fēng)門開閉。電機(jī)的啟動(dòng)和停止可用車輛觸及開關(guān)或光電控制器自動(dòng)控制。缺點(diǎn)是減速和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)較復(fù)雜。

任何一種類型的自動(dòng)風(fēng)門，都可以通過在風(fēng)門上安設(shè)傳感器來監(jiān)測(cè)風(fēng)門的開關(guān)狀態(tài)，并通過監(jiān)控分站進(jìn)行信號(hào)處理，利用電磁閥、汽缸（電機(jī)）等裝備進(jìn)行計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與控制。主要用于井下主要進(jìn)回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷風(fēng)門，當(dāng)井下發(fā)生突發(fā)災(zāi)害事故的時(shí)候，可以在第一時(shí)間進(jìn)行通風(fēng)設(shè)施控制，進(jìn)行風(fēng)流短路，減少事故范圍擴(kuò)大。

3、礦井粉塵在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與監(jiān)控

2007年煤礦與山東科技大學(xué)聯(lián)合成功研發(fā)了一套礦井粉塵在線實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，工業(yè)試驗(yàn)一次性成功，并在井下采煤工作面得到了廣泛的應(yīng)用。

系統(tǒng)主要特點(diǎn)：（1）系統(tǒng)對(duì)所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)的粉塵濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和監(jiān)控；（2）當(dāng)粉塵濃度傳感器測(cè)到的濃度超出預(yù)設(shè)的濃度值時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)降塵設(shè)備工作，直到粉塵濃度降低到安全范圍；（3）上位機(jī)能實(shí)現(xiàn)粉塵傳感器的K值在線修正，粉塵濃度的單點(diǎn)、多點(diǎn)實(shí)時(shí)顯示，報(bào)警話語變更，降塵狀態(tài)顯示，歷史數(shù)據(jù)查詢，報(bào)表輸出等特點(diǎn)。4）系統(tǒng)采用CAN總線作為串行傳輸通信網(wǎng)絡(luò)，采用分布式數(shù)據(jù)采集與實(shí)時(shí)控制體系結(jié)構(gòu)，其硬件系統(tǒng)由控制器、電源箱、噴霧降塵系統(tǒng)、粉塵傳感器、紅外傳感器、水流繼電器、語音箱、網(wǎng)絡(luò)分站、光電轉(zhuǎn)換等子系統(tǒng)組成；（5）上位機(jī)能實(shí)現(xiàn)粉塵傳感