《矿井通风系统》PPT课件

2019/10/14矿井通风监测矿井通风监控(MineVentilationsupervision)•1.背景•2.现状•3.应用及发展前景1背景•通风监测是矿井安全检测一个非常重要的组成部分，矿井通风不顺畅很可能导致矿井的危险，包括瓦斯泄露、爆炸等重大安全事故，而经常报道的频繁的矿井安全事故也应证了这一点。目前井工煤矿用通风方法排放的瓦斯约占全矿井瓦斯量的80%——90%，采煤工作面涌出的瓦斯量的70%——80%也是靠通风方法排除。•同时，通风方法可排除装有抑尘装置采煤工作面粉尘量的20%——30%；排除深井采煤工作面热量的60%——70%。供给矿井的新鲜空气的质量约是矿井采煤量的5~18倍，由此可见矿井通风在煤矿生产过程中的地位，是矿井中不可缺少的重要环节。合理的通风是抑制煤炭自然和火灾发展的重要手段，但如果通风系统布置不合理或管理不当，将恰恰是导致瓦斯积聚和自然发火以及造成瓦斯、火灾事故进一步扩大的主要原因。因此提高矿井的通风技术与管理水平是保证矿井正常生产和安全状况的基本任务之一。2现状•传统的风机房通风监控设备是模拟指针式仪表，在风道测量的通风参数通过模拟指针式仪表来显示。特点就是读数常方便，误差大，出错概率高，寿命短。实际上矿井通风监测已经经历了三个阶段：模拟式监测仪表数字式监测仪表智能监测仪表•通过对国内十个大型国有煤矿的研究发现我国大部分矿井通风监测过程还完全处于模拟式仪表阶段，所有的监测设备完全是分立的，温度计、湿度计测温度湿度，风表测风速，气压计测大气压力等，而实际上这些量之间都是存在一定关系的。风机房的监控和井下检测都存在同样的问题。如此不但监测过程复杂而且效率低下，准确度低，存在一定的安全隐患。3发展前景•随着矿井生产的发展和科学技术的进步，矿井的通风技术和装备也将相应的发展。在通风装备方面，将向大型化、高效率和自动化方面发展。一些新型、高效、大功率的通风机将逐渐替代老旧产品；一些新型的、功能齐全的和智能化的通风参数测量仪表将应用于日常的通风检测工作；环境监测与监控系统将大范围广泛地应用于矿井的各个通风环节。这些新技术和新产品的应用，将进一步提高矿井通风的可靠性和运营的经济性。•在通风理论方面，现代的空气动力学、热力学和传质理论将广泛应用于井下风流非稳态流动方面的研究，为研究深矿井的风流特性、灾变时空气动力学和风流的实时控制提供理论依据采空区内渗流理论的研究也将深入开展，为有效地控制采空区漏风，防止自然发火和提高瓦斯抽放效果提供依据；微机的科学化管理和自动化控制技术将进一步得到推广应用。这些通风理论的突破及新技术、新工艺和新装备的应用，必将彻底改善煤矿井下环境，使矿井通风更加安全可靠，更有效地保证矿井安全生产。2019/10/14矿井通风监测矿井通风系统是向井下各作业地点供给新鲜空气、排出污浊空气的矿井通风网路、通风动力和风流控制设施的总称。矿井通风系统按服务范围分为统一通风和分区通风，按进风井与回风井在井田范围内的布局分为中央式、对角式和中央对角混合式；按主扇的工作方式分为压入式、抽出式和压抽混合式。阶段通风网路、采区通风网路和通风构筑物，也是迹风系统的重要构成要素。防止漏风，提高有效风量率是矿井通风系统管理的重要内容。2019/10/14矿井通风监测2019/10/14矿井通风监测统一通风和分区通风一个矿井构成一个整体的通风系统称为统一通风，划分成若干个独立的通风系统，风流互不干扰，称为分区通风。2019/10/14矿井通风监测1按矿体分区2019/10/14矿井通风监测2按阶段分区2019/10/14矿井通风监测3按采区分区2019/10/14矿井通风监测4按通风方法分区2019/10/14矿井通风监测进风井与回风井的布局一、矿井通风系统的类型及其适用条件按进、回井在井田内的位置不同，通风系统可分为中央式、对角式、中央对角混合式。1、中央式进、回风井均位于矿体走向中央。2019/10/14矿井通风监测2019/10/14矿井通风监测2、对角式1）两翼对角式进风井大致位于矿体走向的中央，两个回风井位于矿体边界的两翼（沿倾斜方向的浅部），称为两翼对角式，如果只有一个回风井，且进、回风分别位于矿体的两翼称为单翼对角式。2019/10/14矿井通风监测3、混合式由上述诸种方式混合组成。例如中央并列与两翼对角混合式等等。2019/10/14矿井通风监测4影响进回风井布置的因素（1）矿体埋藏浅且较分散（2）投产初期（3）矿体长或分散（4）主要进、回井位置的地质条件2019/10/14矿井通风监测主扇工作方式与安装地点一、主扇工作方式主要通风机的工作方式有三种：抽出式、压入式、压抽混合式。1、压入式主要通风机安设在入风井口，在压入式主要通风机作用下，整个矿井通风系统处在高于当地大气压的正压状态。在冒落裂隙通达地面时，压入式通风矿井采区的有害气体通过塌陷区向外漏出。当主要通风机因故停止运转时，井下风流的压力降低。2019/10/14矿井通风监测压入式2019/10/14矿井通风监测2、抽出式主要通风机安装在回风井口，在抽出式主要通风机的作用下，整个矿井通风系统处在低于当地大气压力的负压状态。当主要通风机因故停止运转时，井下风流的压力提高，比较安全。2019/10/14矿井通风监测2019/10/14矿井通风监测3、压抽混合式在入风井口设一风机作压入式工作，回风井口设一风机作抽出式工作。通风系统的进风部分处于正压，回风部分处于负压，工作面大致处于中间，其正压或负压均不大，采空区通连地表的漏风因而较小。其缺点是使用的通风机设备多，管理复杂。2019/10/14矿井通风监测4多级机站通风2019/10/14矿井通风监测二、矿井通风系统的选择1.根据矿井设计生产能力，在确保矿井安全、兼顾中、后期生产需要的前提下，通过对多种个可行的矿井通风系统方案进行技术经济比较后确定。2.中央式通风系统具有井巷工程量少、初期投资省的优点。因此，矿井初期宜优先采用。3.当矿区面积较大时，初期可采用中央通风，逐步过渡为对角式或两翼对角式。4.矿井通风方法一般采用抽出式。当地形复杂、露头发育老窑多、采用多风井通风有利时，可采用压入式通风。2019/10/14矿井通风监测三、主扇安装地点主扇可安装在地表，也可安在井下，一般多安装任地表。安装在地表的主要优点；安装、检修、维护管理比较方便，井下发生灾变事故时，扇风机不易受到损害，便了采取停风、反风或控制风员等应急措施。其缺点：井口密闭、反风装置和风硕的漏风较大；当矿井较深，工作面距主屈较远时，沿途漏风大；在地形条件复条的情况下，安装、建筑费用较高。主扇安装在地下的优点：主扇装置漏风少；扇风机靠近作业区，沿途漏风也少：可利用较多井巷进风或回风，降低通风阻力，密闭工程量较少。其缺点；安装、抢修和管理不力便；易因井下灾害而遭到破坏。2019/10/14矿井通风监测阶段通风网路结构阶段通风网路由阶段进风巷、阶段回风巷、矿井总回风巷和集中回风天井等井巷联结而成。一、主要术语(1)阶段进风巷，通常以阶段运输巷兼作阶段进风进。(2)阶段回风巷，通常利用上阶段已结束作业的运输巷作为下阶段的回风巷。2019/10/14矿井通风监测(3)总回风巷。在各开采阶段的最上部，维护或开凿一条专用回风巷，用以汇集下部各阶段作面所排出的污风，并将其送到回风井，此回风巷称为总回风巷。建立总回风巷可省掉各阶段的回风巷，但需建立集中回风天井。（4）集中回风天井，集中回风天井是沿走向布置的贯通各阶段的回风小井，它可将各阶段作业面排出的污风送至上部总回风巷。2019/10/14矿井通风监测1阶梯式2019/10/14矿井通风监测2平行双巷式2019/10/14矿井通风监测2019/10/14矿井通风监测3棋盘式2019/10/14矿井通风监测3、棋盘式通风在作业区域内，每隔一定水平距离，保留一条联通上下各中段并且通达总回风巷巷的回风天井。回风天井用风桥跨过每个运输巷巷。平巷进风，天井回风其典型布置见上图所示。各作业地点的废风都设法引入回风天井里去，从而克服了工作面的废风串联，但是增加了通风工程量。2019/10/14矿井通风监测4上下间隔式2019/10/14矿井通风监测5梳式2019/10/14矿井通风监测采场通风网路及通风方法合理的采场通风网路和通风方法，是保证整个通过系统发挥有效通风作用的最终环节，是整个通风系统的至资组成都分。按各种采矿方法的结构特点，回采作业面的通风可归纳为；(1)无出矿水平的巷巷型或硐室型采场的通风；(2)有出矿水平的采场的通风；(3)无底柱分段崩落采矿法的通风。2019/10/14矿井通风监测一、无出矿水平的巷巷型或硐室型采场的通风2019/10/14矿井通风监测2019/10/14矿井通风监测二、有出矿水平的采场的通风浅孔留矿法2019/10/14矿井通风监测2019/10/14矿井通风监测三、无底柱分段崩落采矿法的通风2019/10/14矿井通风监测2019/10/14矿井通风监测2019/10/14矿井通风监测通风构筑物矿井通风系统网路中适当位置安设的隔断、引导和控制风流的设施和装置，以保证风流按生产需要流动。这些设施和装置，统称为通风构筑物。2019/10/14矿井通风监测一、通风构筑物通风构筑物分为两大类：一类是通过风流的通风构筑物，如主要通风机风硐、反风装置、风桥、导风板和调节风窗；另一类是隔断风流的通风构筑物，如井口密闭、挡风墙、风帘和风门等。2019/10/14矿井通风监测1、风门按设地点：在通风系统中既要隔断风流又要行人或通车的地方应设立风门。在行人或通车不多的地方，可构筑普通风门。而在行人通车比较频繁的主要运输巷上，则应构筑自动风门。＋－风门表示方式＋－调节风门表示方式2019/10/14矿井通风监测2019/10/14矿井通风监测设置风门的要求：（1）每组风门不少于两巷，通车风门间距不小于一列车长度，行人风门间距不小于5m。入排风巷巷之间要需设风门处同时设反向风门，其数量不少于两巷；（2）风门能自动关闭；通车风门实现自动化，矿井总回风和采区回风系统的风门要装有闭锁装置；风门不能同时敞开（包括反风门）；（3）门框要包边沿口，有垫衬，四周接触严密，门扇平整不漏风，门扇与门框不歪扭。门轴与门框要向关门方向倾斜80°至85°；（4）风门水沟要设反水池或挡风帘，通车风门要设底坎，电管路孔要堵严；风门前后各5m内巷巷支护良好，无杂物、积水、淤泥。2019/10/14矿井通风监测2、风桥当通风系统中进风巷与回风巷需水平交叉时，为使进风与回风互相隔开需要构筑风桥。按其结构不同可分为三种。2019/10/14矿井通风监测1）绕巷式风桥开凿在岩石里，最坚固耐用，漏风少。2019/10/14矿井通风监测2）混凝土风桥结构紧凑，比较坚固。2019/10/14矿井通风监测3）铁筒风桥可在次要风路中使用。2019/10/14矿井通风监测3、密闭密闭是隔断风流的构筑物。设置在需隔断风流、也不需要通车行人的巷巷中。密闭的结构随服务年限的不同而分为两类：1）临时密闭，常用木板、木段等修筑，并用黄泥、石灰抹面。2）永久密闭，常用料石、砖、水泥等不燃性材料修筑。表示方式观察孔放水孔注浆孔2019/10/14矿井通风监测4、导风板应用以下几种导风板。1）引风导风板；2）降阻导风板；3）汇流导风板2019/10/14矿井通风监测通风系统的漏风及有效风量1、矿井漏风及其危害性有效风量：矿井中流至各用风地点，起到通风作用的风量。漏风：未经用风地点而经过采空区、地表塌陷区、通风构筑物和煤柱裂隙等通巷直接流（渗）入回风巷或排出地表的风量。漏风的危害：使工作面和用风地点的有效风量减少，气候和卫生条件恶化，增加无益的电能消耗。减少漏风、提高有效风量是通风管理部门的基本任务。2019/10/14矿井通风监测2、漏风的分类及原因1）漏风的分类矿井漏风按其地点可分为：（1）外部漏风（或称井口漏风）泛指地表附近如箕斗井井口，地面主通风机附近的井口、防爆盖、反风门、调节闸门等处的漏风。（2）内部漏风（或称井下漏风）是指井下各种通风构