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矿井通风MineVentilation采矿工程系第七章矿井通风系统一、教学内容：1、矿井通风方法、通风方式、通风设施；2、采区通风系统的基本要求；采区上下山的布置及工作面的通风方式；3、矿井有效风量率和漏风率的表示方法及防治漏风的措施；4、矿井通风系统图、网络图的绘制。二、重点难点：1、矿井通风方法、通风方式、通风设施；2、矿井有效风量率和漏风率的表示方法及防治漏风的措施；3、矿井通风系统图、网络图的绘制。三、教学要求：1、了解矿井通风系统的基本要求和采区上下山的布置及工作面的通风方式；2、掌握矿井通风方法、通风方式、通风设施的相关知识；掌握矿井有效风量率和漏风率的表示方法及防治漏风的措施；掌握矿井通风系统图、网络图的绘制方法。第一节矿井通风系统矿井通风系统是矿井通风方法、通风方式、通风网路与通风设施的总称。《规程》规定：矿井必须有完整独立的通风系统，必须按实际风量核定矿井产量。一、矿井通风方法矿井通风方法是指主要通风机对矿井供风的工作方法。按主要通风机的安装位置不同，分为抽出式、压入式及混合式三种。（一）抽出式通风抽出式通风的特点是：1、负压状态，漏风从地面漏入井内。2、主要进风巷无需安设风门，便于运输、行人和通风管理。3、在瓦斯矿井采用抽出式通风，若主要通风机因故停止运转，井下风流压力提高，在短时间内可以防止瓦斯从采空区涌出，比较安全。因此，目前我国大部分矿井，一般多采用抽出式通风。（二）压入式通风压入式通风的特点是：1、矿内空气处于正压状态，当矿井与地面间存在漏风通道时，漏风从井内漏向地面。2、压入式通风矿井中，由于要在矿井的主要进风巷中安装风门，使运输、行人不便，漏风较大，通风管理工作较困难。3、同时当矿井主通风机因故停止运转时，井下风流压力降低，有可能使采空区瓦斯涌出量增加，造成瓦斯积聚，对安全不利。因此，在瓦斯矿井中一般很少采用压入式通风。（三）混合式通风混合式通风是在进风井和回风井一侧都安设矿井主要通风机，新风经压入式主要通风机送入井下，污风经抽出式主要通风机排出井外的一种矿井通风方法。混合式通风的特点是：能产生较大的通风压力，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状态，其正压或负压均不大，矿井的内部漏风小。但因使用的风机设备多，动力消耗大，通风管理复杂，一般很少采用。上述三种通风方法，矿井主要通风机均安装在地面。二、矿井通风方式矿井通风方式是指矿井进风井与回风井的布置方式。按进、回风井的位置不同，分为中央式、对角式、区域式和混合式四种。主井(e)区域式采区进风井二水平一水平进风井主井进风井主井二水平一水平回风井进风井回风井主井采区采区进风井二水平采区一水平回风井主井采区采区采区采区回风井回风井回风井进风井一水平二水平主井(a)(b)(c)(d)(1)(2)图7-2矿井通风方式分区对角式两翼对角式中央分列式中央并列式一水平二水平采区进风井回风井主井(e)区域式采区进风井二水平一水平进风井主井进风井主井二水平一水平回风井进风井回风井主井采区采区进风井二水平采区一水平回风井主井采区采区采区采区回风井回风井回风井进风井一水平二水平主井(a)(b)(c)(d)(1)(2)图7-2矿井通风方式分区对角式两翼对角式中央分列式中央并列式一水平二水平采区进风井回风井主井(e)区域式采区进风井二水平一水平进风井主井进风井主井二水平一水平回风井进风井回风井主井采区采区进风井二水平采区一水平回风井主井采区采区采区采区回风井回风井回风井进风井一水平二水平主井(a)(b)(c)(d)(1)(2)图7-2矿井通风方式分区对角式两翼对角式中央分列式中央并列式一水平二水平采区进风井回风井主井(e)区域式采区进风井二水平一水平进风井主井进风井主井二水平一水平回风井进风井回风井主井采区采区进风井二水平采区一水平回风井主井采区采区采区采区回风井回风井回风井进风井一水平二水平主井(a)(b)(c)(d)(1)(2)图7-2矿井通风方式分区对角式两翼对角式中央分列式中央并列式一水平二水平采区进风井回风井主井(e)区域式采区进风井二水平一水平进风井主井进风井主井二水平一水平回风井进风井回风井主井采区采区进风井二水平采区一水平回风井主井采区采区采区采区回风井回风井回风井进风井一水平二水平主井(a)(b)(c)(d)(1)(2)图7-2矿井通风方式分区对角式两翼对角式中央分列式中央并列式一水平二水平采区进风井回风井（五）各种通风方式的优缺点及适用条件1．中央并列式优点：初期开拓工程量小，投资少，投产快；地面建筑集中，便于管理；两个井筒集中，便于开掘和井筒延深；井筒安全煤柱少，易于实现矿井反风。缺点：矿井通风路线是折返式，风路较长，阻力较大，特别是当井田走向很长时，边远采区与中央采区风阻相差悬殊，边远采区可能因此风量不足；由于进、回风井距离近，井底漏风较大，容易造成风流短路；安全出口少，只有2个；工业广场受主要通风机噪声影响和回风风流的污染。适用条件：井田走向长度小于4km，煤层倾角大，埋藏深，瓦斯与自然发火都不严重的矿井。（五）各种通风方式的优缺点及适用条件2．中央边界式优点：安全性好；通风阻力比中央并列式小，矿井内部漏风小，有利于瓦斯和自然发火的管理；工业广场不受主要通风机噪声的影响和回风流的污染。缺点：增加一个风井场地，占地和压煤较多；风流在井下的流动路线为折返式，风流路线长，通风阻力大。适用条件：井田走向长度小于4km，煤层倾角较小，埋藏浅，瓦斯与自然发火都比较严重的矿井。（五）各种通风方式的优缺点及适用条件3．两翼对角式优点：风流在井下的流动路线为直向式，风流路线短，通风阻力小；矿井内部漏风小；各采区间的风阻比较均衡，便于按需分风；矿井总风压稳定，主要通风机的负载较稳定；安全出口多，抗灾能力强；工业广场不受回风污染和主要通风机噪声的危害。缺点：初期投资大，建井期长；管理分散；井筒安全煤柱压煤较多。适用条件：井田走向长度大于4km，需要风量大，煤易自燃，有煤与瓦斯突出的矿井。（五）各种通风方式的优缺点及适用条件4．分区对角式优点：各采区之间互不影响，便于风量调节；建井工期短；初期投资少，出煤快；安全出口多，抗灾能力强；进回风路线短，通风阻力小。缺点：风井多，占地压煤多；主要通风机分散，管理复杂；风井与主要通风机服务范围小，接替频繁；矿井反风困难。适用条件：煤层埋藏浅或因煤层风化带和地表高低起伏较大，无法开凿浅部的总回风巷，在开采第一水平时，只能采用分区式。另外，井田走向长，多煤层开采的矿井或井田走向长、产量大、需要风量大、煤易自燃，有煤与瓦斯突出的矿井也可采用这种通风方式。（五）各种通风方式的优缺点及适用条件5．区域式优点：既可以改善矿井的通风条件，又能利用风井准备采区，缩短建井工期；风流路线短，通风阻力小；漏风少，网路简单，风流易于控制，便于主要通风机的选择。缺点：通风设备多，管理分散，管理难度大。适用条件：井田面积大、储量丰富或瓦斯含量大的大型矿井。（五）各种通风方式的优缺点及适用条件6．混合式优点：有利于矿井的分区分期建设，投资省，出煤快，效率高；回风井数目多，通风能力大；布置灵活，适应性强。缺点：多台风机联合工作，通风网路复杂，管理难度大。适用条件：井田走向长度长，老矿井的改扩建和深部开采；多煤层多井筒的矿井；井田面积大、产量大、需要风量大或采用分区开拓的大型矿井。三、矿井通风网路详见本书第五章。四、矿井通风设施详见本章第三节。第二节采区通风系统一、采区通风系统的基本要求采区通风系统主要决定于采区巷道布置和采煤方法，同时要满足通风的特殊要求，如瓦斯大或地温高。在确定采区通风系统时，应遵守安全、经济、技术先进合理的原则，满足下列基本要求：（一）采区必须实行分区通风。1、准备采区，必须在采区构成通风系统以后，方可开掘其它巷道。2、采煤工作面必须在采区构成完整的通风、排水系统后，方可回采。3、高瓦斯矿井、有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险的矿井的每个采区和开采容易自燃煤层的采区，必须设置至少1条专用回风巷；4、低瓦斯矿井开采煤层群和分层开采采用联合布置的采区，必须设置1条专用回风巷。5、采区的进、回风巷必须贯穿整个采区，严禁一段为进风巷、一段为回风巷。（二）采、掘工作面应实行独立通风。（三）在采区通风系统中，要保证风流流动的稳定性，采掘工作面尽量避免处于角联风路中。（四）在采区通风系统中，应力求通风系统简单，以便在发生事故时易于控制风流和撤退人员。（五）对于必须设置的通风设施(风门、风桥、挡风墙等)和通风设备(局部通风机、辅助通风机等)，要选择好适当位置，严把规格质量，严格管理制度，保证通风设备安全运转。尽量将主要风门开关、局部通风机开停等状态参数和风流变化参数纳入到矿井安全监控系统中，以便及时发现和处理问题。（六）在采区通风系统中，要保证通风阻力小，通风能力大，风流畅通，风量按需分配。因此，应特别注意加强巷道的维护，及时处理局部冒顶和堵塞，支护良好，保证有足够的断面。（七）在采区通风系统中，尽量减少采区漏风量，并有利于采空区瓦斯的合理排放及防止采空区浮煤自燃，使新鲜风流在其流动路线上被加热与污染的程度最小。（八）设置消防洒水管路、避难硐室和灾变时控制风流的设施。明确避灾路线和安全标志。必要时，建立瓦斯抽放系统、防灭火灌浆系统。（九）采区绞车房和变电所，应实行分区通风。二、采区进、回风上（下）山的布置单一煤层开采时的布置1、轨道上山进风、运输上山回风图7-3轨道上山进风采区通风系统图采煤工作面8621风门密闭污风方向新风方向采煤工作面75394图例调节风窗10二、采区进、回风上（下）山的布置单一煤层开采时的布置2、运输上山进风、轨道上山回风图7-4运输上山进风采区通风系统图8采煤工作面采煤工作面21569734新风方向污风方向风门调节风窗密闭图例10二、采区进、回风上（下）山的布置单一煤层开采时的布置3、三条上（下）山61-运输大巷；2-回风大巷；3-运输上山；4-轨道上山；5-专用回风上山；6-中部车场；7-局部通风机；8-区段进风巷；9-区段回风巷；10-上部车场123459810图7-5单一煤层采区通风系统图新风方向污风方向调节风窗图例采煤工作面密闭采煤工作面风门77二、采区进、回风上（下）山的布置多煤层开采时的布置14539图7-6多煤层采区通风系统图1-运输大巷；2-回风大巷；3-轨道上山；4-运输上山；5-回风上山；6-中部车场；7-局部通风机；8-区段进风巷；9-区段回风巷；10-上部车场；11-煤仓；12-下部车场；13-绞车房；14-变电所新风方向污风方向调节风窗图例采煤工作面276898101112风门71314采煤工作面三、采、掘工作面的串联通风及要求《规程》对采掘工作面的串联通风及要求作了如下规定：（一）采、掘工作面应实行独立通风。（二）同一采区内，同一煤层上下相连的2个同一风路的采煤工作面、采煤工作面与其相连的掘进工作面、相邻两个掘进工作面，布置独立通风有困难时，在制定措施后，可采用串联通风，但串联的次数不能超过1次。（三）采区内为构成新区段通风系统的掘进巷道或采煤工作面遇到地质构造而重新掘进巷道，布置独立通风确有困难时，其回风可以串入采煤工作面，但必须制定安全措施，且串联通风的次数不超过1次，构成独立通风系统后，必须立即改为独立通风。（四）采用串联通风时，必须在进入被串联工作面的风流中装设甲烷断电仪，且瓦斯和二氧化碳的浓度不得超过0.5%，其他有害气体浓度都应符合《规程》第100条的规定。（五）开采有瓦斯喷出和煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险的煤层时，严禁任何2个工作面之间串联通风。四、长壁式采煤工作面通风系统的类型和特点U型Z型双Z型H型Y型W型U型后退式Z型后退式双Z型后退式H型后退式U型前进式Z型前进式双Z型前进式H型前进式(a)(b)(d)(c)(e)(f)图7-7采煤工作面通风系统图U型Z型双Z型H型Y型W型U型后退式Z型后退式双Z型后退式H型后退式U型前进式Z型前进式双Z型前进式H型前进式(a)(b)(d)(c)(e)(f)图7-7采煤工作面通风系统图U型Z型双Z型