通風系統(tǒng)與通風設計.ppt

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1,太原理工大學陽泉學院采礦系,,第七章 通風系統(tǒng)與通風設計,2,本章主要內(nèi)容,礦井通風系統(tǒng) 采區(qū)通風 通風構筑物及漏風 礦井通風設計 可控循環(huán)通風,3,第一節(jié) 礦井通風系統(tǒng),一.礦井通風系統(tǒng)的類型及其適用條件 礦井通風系統(tǒng)是向礦井個作業(yè)地點供給新鮮空氣、排除污濁空氣的進、回風井的布置方式、通風機的工作方法、通風網(wǎng)絡和風流控制設施的總稱。 按進、回井在井田內(nèi)的位置不同，通風系統(tǒng)可分為中央式、對角式、區(qū)域式及混合式。 1、中央式 進、回風井均位于井田走向中央。根據(jù)進、回風井的相對位置，又分為中央并列式和中央邊界式（中央分列式）。,,4,中央并列式,,,5,,,,,,,,,進風井,回風井,,,,,,中央分列式,,,,,,6,第一節(jié) 礦井通風系統(tǒng),2、對角式 1）兩翼對角式 進風井大致位于井田走向的中央，兩個回風井位于井田邊界的兩翼（沿傾斜方向的淺部），稱為兩翼對角式，如果只有一個回風井，且進、回風分別位于井田的兩翼稱為單翼對角式。,,,,,,,,,,,,,,,7,第一節(jié) 礦井通風系統(tǒng),2）分區(qū)對角式 進風井位于井田走向的中央，在各采區(qū)開掘一個不深的小回風井，無總回風巷。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,8,第一節(jié) 礦井通風系統(tǒng),3、區(qū)域式 在井田的每一個生產(chǎn)區(qū)域開鑿進、回風井，分別構成獨立的通風系統(tǒng)。如圖。 4、混合式 由上述諸種方式混合組成。例如，中央分列與兩翼對角混合式，中央并列與兩翼對角混合式等等。,,,,,,,,,,,,,9,第一節(jié) 礦井通風系統(tǒng),二、主要通風機的工作方式與安裝地點 主要通風機的工作方式有三種：抽出式、壓入式、壓抽混合式。 1、 抽出式 主要通風機安裝在回風井口，在抽出式主要通風機的作用下，整個礦井通風系統(tǒng)各處絕對靜壓小于當?shù)禺敃r同標高井外大氣壓力的負壓狀態(tài)。當主要通風機因故停止運轉(zhuǎn)時，井下風流的壓力提高，有利于抑制采空區(qū)瓦斯涌向采掘空間，比較安全。,10,第一節(jié) 礦井通風系統(tǒng),2、壓入式 主要通風機安設在入風井口，在壓入式主要通風機作用下，整個礦井通風系統(tǒng)各處絕對靜壓大于當?shù)禺敃r同標高井外大氣壓力的正壓狀態(tài)。在冒落裂隙通達地面時，壓入式通風礦井采區(qū)的有害氣體將通過塌陷區(qū)向外漏出。當主要通風機因故停止運轉(zhuǎn)時，井下風流的壓力降低，可能使采空區(qū)、冒落孔洞瓦斯流向井巷。,11,第一節(jié) 礦井通風系統(tǒng),3、壓抽混合式 在入風井口設一風機作壓入式工作，回風井口設一風機作抽出式工作。通風系統(tǒng)的進風部分處于正壓，回風部分處于負壓，工作面大致處于中間，其正壓或負壓均不大，采空區(qū)通連地表的漏風因而較小。其缺點是使用的通風機設備多，管理復雜。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,12,第一節(jié) 礦井通風系統(tǒng),三、礦井通風系統(tǒng)的選擇 根據(jù)礦井設計生產(chǎn)能力、煤層賦存條件、表土層厚度、井田面積、地溫、礦井瓦斯涌出量、煤層自燃傾向性等條件，在確保礦井安全、兼顧中、后期生產(chǎn)需要的前提下，通過對多種個可行的礦井通風系統(tǒng)方案進行技術經(jīng)濟比較后確定。,13,第一節(jié) 礦井通風系統(tǒng),中央式通風系統(tǒng)具有井巷工程量少、初期投資省的優(yōu)點。因此，礦井初期宜優(yōu)先采用。 有煤與瓦斯突出危險的礦井、高瓦斯礦井、煤層易自燃的礦井及有熱害的礦井，應采用對角式或分區(qū)對角式通風； 當井田面積較大時，初期可采用中央通風，逐步過渡為對角式或分區(qū)對角式。 礦井通風方法一般采用抽出式。當?shù)匦螐碗s、露頭發(fā)育老窯多、采用多風井通風有利時，可采用壓入式通風。,14,第二節(jié) 采區(qū)通風系統(tǒng),每個礦井一般都有幾個采區(qū)同時生產(chǎn)。每個采區(qū)內(nèi)有采煤工作面、備用工作面、掘進工作面、硐室(采區(qū)變電所和絞車房)及其它用風地點，是礦井通風的主要對象。同時，采區(qū)又是井下人員最集中的地點。因此，搞好采區(qū)通風是保證礦井安全生產(chǎn)的基礎。,,（一） 采區(qū)通風系統(tǒng)的基本要求,15,第二節(jié) 采區(qū)通風系統(tǒng),采區(qū)通風系統(tǒng)是采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分。它包括采區(qū)主要進、回風道和工作面進、回風巷道的布置方式，采區(qū)通風路線的連接形式，工作面通風方式，以及采區(qū)內(nèi)的通風設施等內(nèi)容。 采區(qū)通風系統(tǒng)主要決定于采區(qū)巷道布置和采煤方法，同時要滿足通風的特殊要求。如瓦斯大或地溫高，有時是決定通風系統(tǒng)的主要條件。,,16,第二節(jié) 采區(qū)通風系統(tǒng),在確定采區(qū)通風系統(tǒng)時，應遵守安全、經(jīng)濟、技術先進合理的原則，滿足下列基本要求：,,（一） 采區(qū)通風系統(tǒng)的基本要求,（一）采區(qū)必須實行分區(qū)通風。 準備采區(qū)，必須在采區(qū)構成通風系統(tǒng)以后，方可開掘其它巷道。 采煤工作面必須在采區(qū)構成完整的通風、排水系統(tǒng)后，方可回采。 高瓦斯礦井、有煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出危險的礦井的每個采區(qū)和開采容易自燃煤層的采區(qū)，必須設置至少1 條專用回風巷； 低瓦斯礦井開采煤層群和分層開采采用聯(lián)合布置的采區(qū)，必須設置1條專用回風巷。 采區(qū)的進、回風巷必須貫穿整個采區(qū)，嚴禁一段為進風巷、一段為回風巷。,17,第二節(jié) 采區(qū)通風系統(tǒng),（二）采、掘工作面應實行獨立通風。 （三）在采區(qū)通風系統(tǒng)中，要保證風流流動的穩(wěn)定性，采掘工作面盡量避免處于角聯(lián)風路中。 （四）在采區(qū)通風系統(tǒng)中，應力求通風系統(tǒng)簡單，以便在發(fā)生事故時易于控制風流和撤退人員。 （五）對于必須設置的通風設施(風門、風橋、擋風墻等)和通風設備(局部通風機、輔助通風機等)，要選擇好適當位置，嚴把規(guī)格質(zhì)量，嚴格管理制度，保證通風設備安全運轉(zhuǎn)。盡量將主要風門開關、局部通風機開停等狀態(tài)參數(shù)和風流變化參數(shù)納入到礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)中，以便及時發(fā)現(xiàn)和處理問題。,,（一） 采區(qū)通風系統(tǒng)的基本要求,18,第二節(jié) 采區(qū)通風系統(tǒng),（六）在采區(qū)通風系統(tǒng)中，要保證通風阻力小，通風能力大，風流暢通，風量按需分配。因此，應特別注意加強巷道的維護，及時處理局部冒頂和堵塞，支護良好，保證有足夠的斷面。 （七）在采區(qū)通風系統(tǒng)中，盡量減少采區(qū)漏風量，并有利于采空區(qū)瓦斯的合理排放及防止采空區(qū)浮煤自燃，使新鮮風流在其流動路線上被加熱與污染的程度最小。 （八）設置消防灑水管路、避難硐室和災變時控制風流的設施。明確避災路線和安全標志。必要時，建立瓦斯抽放系統(tǒng)、防滅火灌漿系統(tǒng)。 （九）采區(qū)絞車房和變電所，應實行分區(qū)通風。,,（一） 采區(qū)通風系統(tǒng)的基本要求,19,第二節(jié) 采區(qū)通風系統(tǒng),采區(qū)進、回風上（下）山，是采區(qū)通風系統(tǒng)的主要風路，是由采區(qū)巷道布置所決定的。在確定采區(qū)巷道布置時，要同時考慮采區(qū)的通風問題。上（下）山的數(shù)目，低瓦斯單一煤層開采可采用兩條上（下）山，有時采用三條上（下）山；多煤層開采、高瓦斯礦井、煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出礦井以及開采容易自燃煤層的采區(qū)一般為三條甚至四條上（下）山。,,（二）采區(qū)進、回風上（下）山的布置,20,第二節(jié) 采區(qū)通風系統(tǒng),,（二）采區(qū)進、回風上（下）山的布置,,21,第二節(jié) 采區(qū)通風系統(tǒng),,（二）采區(qū)進、回風上（下）山的布置,,22,第二節(jié) 采區(qū)通風系統(tǒng),,（二）采區(qū)進、回風上（下）山的布置,,23,第二節(jié) 采區(qū)通風系統(tǒng),,（二）采區(qū)進、回風上（下）山的布置,,24,第二節(jié) 采區(qū)通風系統(tǒng),井下采、掘工作面是人員比較集中的作業(yè)區(qū)域，也是瓦斯涌出和煤塵飛揚比較集中的地方，因此要求采掘工作面要有良好的通風條件，實行獨立通風，形成并聯(lián)風路。 然而，采區(qū)通風系統(tǒng)往往會受許多條件的影響，如采區(qū)巷道布置、采煤方法以及地質(zhì)條件等。在某些特殊情況下，如果工作面之間不能形成獨立通風，經(jīng)申報批準，也可以采用串聯(lián)通風。,,（三）采、掘工作面的串聯(lián)通風及要求,25,第二節(jié) 采區(qū)通風系統(tǒng),《規(guī)程》對采掘工作面的串聯(lián)通風及要求作了如下規(guī)定： （一）采、掘工作面應實行獨立通風。 （二）同一采區(qū)內(nèi)，同一煤層上下相連的2個同一風路的采煤工作面、采煤工作面與其相連的掘進工作面、相鄰兩個掘進工作面，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)的次數(shù)不能超過1次。 （三）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到地質(zhì)構造而重新掘進巷道，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)不超過1次，構成獨立通風系統(tǒng)后，必須立即改為獨立通風。 （四）采用串聯(lián)通風時，必須在進入被串聯(lián)工作面的風流中裝設甲烷斷電儀，且瓦斯和二氧化碳的濃度不得超過0.5%，其他有害氣體濃度都應符合《規(guī)程》第100條的規(guī)定。 （五）開采有瓦斯噴出和煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出危險的煤層時，嚴禁任何2 個工作面之間串聯(lián)通風。,,（三）采、掘工作面的串聯(lián)通風及要求,26,第二節(jié) 采區(qū)通風系統(tǒng),采煤工作面的通風系統(tǒng)由采煤工作面的瓦斯、溫度和煤層自然發(fā)火等所確定的，根據(jù)采煤工作面進回風巷道的布置方式和數(shù)量，可將工作面通風系統(tǒng)分為以下幾種類型： 1．U型與Z型通風系統(tǒng) 2．Y型、W型及雙Z型通風系統(tǒng) 3．H型通風系統(tǒng),,（四） 采煤工作面通風系統(tǒng),27,第二節(jié) 采區(qū)通風系統(tǒng),,,28,第二節(jié) 采區(qū)通風系統(tǒng),,29,第二節(jié) 采區(qū)通風系統(tǒng),陽泉二礦 71211 工作面 U 十 L 型通風系統(tǒng) 1 一采區(qū)膠帶輸送機巷; 2 一采區(qū)軌道巷;3一采區(qū)回風巷;4 瓦斯尾巷 ; 5一面回風巷;6 一工作面進風巷 ;7一放瓦斯聯(lián)絡巷,30,第二節(jié) 采區(qū)通風系統(tǒng),工作面偏 Y 形通風系統(tǒng) 1一采區(qū)膠帶輸送機巷;2 一采區(qū)軌道巷 ;3 一采區(qū)回風巷;4一工作面進風巷 ;5 一工作面副進風巷工作面混合回風巷;7一瓦斯尾巷,31,第二節(jié) 采區(qū)通風系統(tǒng),U+ I 型通風系統(tǒng) 1一工作面進風巷;2一工作面回風巷 ;3 一內(nèi)錯瓦斯尾巷,32,第二節(jié) 采區(qū)通風系統(tǒng),,（五）采煤工作面上行通風與下行通風的分析,,33,上行風與下行風是指進風流方向與采煤工作面的關系而言。當采煤工作面進風巷道水平低于回風巷時，采煤工作面的風流沿傾斜向上流動，稱上行通風，否則是下行通風。 優(yōu)缺點： １、下行風的方向與瓦斯自然流向相反，二者易于混合且不易出現(xiàn)瓦斯分層流動和局部積存的現(xiàn)象。 ２、上行風比下行風工作面的氣溫要高。 ３、下行風比上行風所需要的機械風壓要大； ４、下行風在起火地點瓦斯爆炸的可能性比上行風要大。,34,第二節(jié) 采區(qū)通風系統(tǒng),（一）根據(jù)采區(qū)的地質(zhì)條件和開采技術條件，確定采區(qū)的風量和風流控制措施。按照采區(qū)實際情況計算采區(qū)需要風量，合理分配風量到采掘工作面、硐室和用風地點；在生產(chǎn)條件變化的情況下，及時有效地進行局部風量調(diào)節(jié)。控制風流的措施是在通風網(wǎng)路中選定適當?shù)攸c建筑通風設施，改變風流及風路的阻力，使風流按已定的通風系統(tǒng)流動，滿足各用風地點的供風量。 （二）按照《規(guī)程》規(guī)定，進行采區(qū)風量和風速檢查。檢查風量和風速的目的，是確定采區(qū)總進風量是否滿足生產(chǎn)需要，各工作地點風量分配是否合理以及局部地區(qū)的漏風情況，各巷道中的實際風速是否符合規(guī)定等，發(fā)現(xiàn)問題及時上報并處理。生產(chǎn)實踐證明，加強風量檢查，找出漏風嚴重地點，及時采取措施，能有效的改善采區(qū)通風狀況。 （三）有計劃的進行采區(qū)通風阻力檢查與測定，掌握采區(qū)通風網(wǎng)路中阻力分布狀況。對阻力較大的區(qū)域和地點采取相應措施，為改善采區(qū)通風系統(tǒng)，減少阻力，保證采區(qū)正常通風提供可靠依據(jù)。,,六、采區(qū)通風管理中的注意事項,35,第二節(jié) 采區(qū)通風系統(tǒng),（四）按照《規(guī)程》要求，組織通風安全各項檢查工作，包括測定空氣成分、濕度和溫度、有害氣體含量、空氣含塵量等等，以確保采區(qū)有良好的通風條件和適宜的作業(yè)環(huán)境。 （五）加強對火區(qū)的檢查，掌握自然發(fā)火區(qū)域的變化情況，定期對封閉區(qū)內(nèi)的空氣成分和溫度進行檢查分析。防火墻也應加強管理，檢查有無裂縫及漏風情況，發(fā)現(xiàn)問題，工作面及時采取補救措施。 （六）按要求繪制與填繪采區(qū)通風系統(tǒng)圖，及時掌握采區(qū)通風網(wǎng)路的變化情況，填寫各種通風安全報表，并對各報表進行研究和分析。,,六、采區(qū)通風管理中的注意事項,36,第三節(jié) 通風構筑物及漏風,一、通風構筑物 1、礦井通風系統(tǒng)網(wǎng)路中適當位置安設的隔斷、引導和控制風流的設施和裝置，以保證風流按生產(chǎn)需要流動。這些設施和裝置，統(tǒng)稱為通風構筑物。 2、分類：一類是通過風流的通風構筑物，如主要通風機風硐、反風裝置、風橋、導風板和調(diào)節(jié)風窗；另一類是隔斷風流的通風構筑物，如井口密閉、擋風墻、風簾和風門等 。,37,第三節(jié) 通風構筑物及漏風,1、風門 按設地點：在通風系統(tǒng)中既要隔斷風流又要行人或通車的地方應設立風門。在行人或通車不多的地方，可構筑普通風門。而在行人通車比較頻繁的主要運輸?shù)郎?，則應構筑自動風門。,38,第三節(jié) 通風構筑物及漏風,設置風門的要求： 每組風門不少于兩道，通車風門間距不小于一列車長度，行人風門間距不小于5m。入排風巷道之間要需設風門處同時設反向風門，其數(shù)量不少于兩道； 風門能自動關閉；通車風門實現(xiàn)自動化，礦井總回風和采區(qū)回風系統(tǒng)的風門要裝有閉鎖裝置；風門不能同時敞開（包括反風門）； 門框要包邊沿口，有墊襯，四周接觸嚴密，門扇平整不漏風，門扇與門框不歪扭。門軸與門框要向關門方向傾斜80至85；,39,第三節(jié) 通風構筑物及漏風,設置風門的要求： 風門墻垛要用不燃材料建筑，厚度不小于0.5m，嚴密不漏風；墻垛周邊要掏槽，見硬頂、硬幫與煤巖接實。墻垛平整，無裂縫、重縫和空縫； 風門水溝要設反水池或擋風簾，通車風門要設底坎，電管路孔要堵嚴；風門前后各5m內(nèi)巷道支護良好，無雜物、積水、淤泥。,40,第三節(jié) 通風構筑物及漏風,2、風橋 當通風系統(tǒng)中進風道與回風道需水平交叉時，為使進風與回風互相隔開需要構筑風橋。按其結構不同可分為三種。 （1）繞道式風橋 開鑿在巖石里，最堅固耐用，漏風少。,41,第三節(jié) 通風構筑物及漏風,（2）混凝土風橋 結構緊湊，比較堅固。 （3）鐵筒風橋 可在次要風路中使用。,,,,,,,,,風橋表示方式,42,第三節(jié) 通風構筑物及漏風,3、密閉 密閉是隔斷風流的構筑物。設置在需隔斷風流、也不需要通車行人的巷道中。密閉的結構隨服務年限的不同而分為兩類： （1）臨時密閉，常用木板、木段等修筑，并用黃泥、石灰抹面。 （2）永久密閉，常用料石、磚、水泥等不燃性材料修筑。,43,第三節(jié) 通風構筑物及漏風,4、導風板 應用以下幾種導風板。 1）引風導風板 ； 2）降阻導風板； 3）匯流導風板。,44,第三節(jié) 通風構筑物及漏風,二、漏風及有效風量 1、礦井漏風及其危害性 有效風量：礦井中流至各用風地點，起到通風作用的風量。 漏風：未經(jīng)用風地點而經(jīng)過采空區(qū)、地表塌陷區(qū)、通風構筑物和煤柱裂隙等通道直接流（滲）入回風道或排出地表的風量。,45,第三節(jié) 通風構筑物及漏風,漏風的危害： 使工作面和用風地點的有效風量減少，氣候和衛(wèi)生條件惡化，增加無益的電能消耗，并可導致煤炭自燃等事故。減少漏風、提高有效風量是通風管理部門的基本任務。,46,第三節(jié) 通風構筑物及漏風,2、漏風的分類及原因 （1）漏風的分類 礦井漏風按其地點可分為： ①外部漏風（或稱井口漏風）泛指地表附近如箕斗井井口，地面主通風機附近的井口、防爆蓋、反風門、調(diào)節(jié)閘門等處的漏風。 ②內(nèi)部漏風（或稱井下漏風）是指井下各種通風構筑物的漏風、采空區(qū)以及碎裂的煤柱的漏風。,47,第三節(jié) 通風構筑物及漏風,（2）漏風的原因 當有漏風通路存在，并在其兩端有壓差時，就可產(chǎn)生漏風。漏風風流通過孔隙的流態(tài)，視孔隙情況和漏風大小而異。,48,第三節(jié) 通風構筑物及漏風,3、礦井漏風率及有效風量率 （1）礦井有效風量Qe 是指風流通過井下各工作地點實際風量總和。 （2）礦井有效風量率： 礦井有效風量率是礦井有效風量Qe與各臺主要通風機風量總和之比。礦井有效風量率應不低于85%。,49,第三節(jié) 通風構筑物及漏風,（3）礦井外部漏風量 指直接由主要通風機裝置及其風井附近地表漏失的風量總和?？捎酶髋_主要通風機風量的總和減去礦井總回（或進）風量。 （4）礦井外部漏風率 指礦井外部漏風量QL與各臺主要通風機風量總和之比。 礦井主要通風機裝置外部漏風率無提升設備時不得超過5％，有提升設備時不得超過15％。,50,第三節(jié) 通風構筑物及漏風,4、減少漏風、提高有效風量 漏風風量與漏風通道兩端的壓差成正比，和漏風風阻的大小成反比。應增加地面主要通風機的風硐、反風道及附近的風門的氣密性，以減少漏風。,51,第四節(jié) 礦井通風設計,一、礦井通風設計的內(nèi)容與要求 １、礦井通風設計的內(nèi)容 確定礦井通風系統(tǒng)； 礦井風量計算和風量分配； 礦井通風阻力計算； 選擇通風設備； 概算礦井通風費用。,52,第四節(jié) 礦井通風設計,２、礦井通風設計的要求 將足夠的新鮮空氣有效地送到井下工作場所，保證生產(chǎn)和良好的勞動條件； 通風系統(tǒng)簡單，風流穩(wěn)定，易于管理，具有抗災能力； 發(fā)生事故時，風流易于控制，人員便于撤出； 有符合規(guī)定的井下環(huán)境及安全監(jiān)測系統(tǒng)或檢測措施； 通風系統(tǒng)的基建投資省，營運費用低、綜合經(jīng)濟效益好。,53,第四節(jié) 礦井通風設計,二、優(yōu)選礦井通風系統(tǒng) 1、礦井通風系統(tǒng)的要求 每一礦井必須有完整的獨立通風系統(tǒng)。 進風井囗應按全年風向頻率，必須布置在不受粉塵、煤塵、灰塵、有害氣體和高溫氣體侵入的地方。 箕斗提升井或裝有膠帶輸送機的井筒不應兼作進風井，如果兼作回風井使用，必須采取措施，滿足安全的要求。,54,第四節(jié) 礦井通風設計,多風機通風系統(tǒng)，在滿足風量按需分配的前提下，各主要通風機的工作風壓應接近。 每一個生產(chǎn)水平和每一采區(qū)，必須布置回風巷，實行分區(qū)通風。 井下爆破材料庫必須有單獨的新鮮風流，回風風流必須直接引入礦井的總回風巷或主要回風巷中。（獨立通風） 井下充電室必須單獨的新鮮風流通風，回風風流應引入回風巷。（獨立通風）,55,第四節(jié) 礦井通風設計,２、確定礦井通風系統(tǒng) 根據(jù)礦井瓦斯涌出量、礦井設計生產(chǎn)能力、煤層賦存條件、表土層厚度、井田面積、地溫、煤層自燃傾向性及兼顧中后期生產(chǎn)需要等條件，提出多個技術上可行的方案，通過優(yōu)化或技術經(jīng)濟比較后確定礦井通風系統(tǒng)。,56,第四節(jié) 礦井通風設計,三、礦井風量計算 （一）、礦井風量計算原則 礦井需風量，按下列要求分別計算，并必須采取其中最大值。 （１）按井下同時工作最多人數(shù)計算，每人每分鐘供給風量不得少于4m3； （２）按采煤、掘進、硐室及其他實際需要風量的總和進行計算。,57,第四節(jié) 礦井通風設計,(二）礦井需風量的計算 1、采煤工作面需風量的計算 采煤工作面的風量應該按下列因素分別計算，取其最大值。 (1)按瓦斯涌出量計算： 式中：Qwi——第i個采煤工作面需要風量，m3/min； Qgwi——第 i個采煤工作面瓦斯絕對涌出量，m3/min ； kgwi——第i個采煤工作面因瓦斯涌出不均勻的備用風量系數(shù)，通常，機采工作面取k=1.2-1.6，炮采工作面 取k=1.4-2.0，水采工作面取k=2.0-3.0。,58,第四節(jié) 礦井通風設計,（2）按工作面進風流溫度計算： 采煤工作面應有良好的氣候條件。其進風流溫度可根據(jù)風流溫度預測方法進行計算。其氣溫與風速應符合表中的要求：,59,第四節(jié) 礦井通風設計,采煤工作面的需要風量按下式計算： 式中 vwi—第i個采煤工作面的風速，按其進風流溫度從 表中取，m/s； Swi—第i個采煤工作面有效通風斷面，取最大和最小控頂時有效斷面的平均值，m2 ； kwi—第i 個工作面的長度系數(shù)。,60,第四節(jié) 礦井通風設計,(3)按使用炸藥量計算： 式中， 25——每使用1kg炸藥的供風量，m3/min； Awi——第i個采煤工作面一次爆破使用的最大 炸藥量，kg。 (4) 按工作人員數(shù)量計算： 式中 ，4——每人每分鐘應供給的最低風量，m3/min nwi——第i 個采煤工作面同時工作的最多人數(shù),個。,61,第四節(jié) 礦井通風設計,(5)按風速進行驗算 按最低風速驗算各個采煤工作面的最小風量： 按最高風速驗算各個采煤工作面的最大風量：,62,第四節(jié) 礦井通風設計,２、掘進工作面需風量的計算： 煤巷、半煤巖和巖巷掘進工作面的風量，應按下列因素分別計算，取其最大值。 （１）按瓦斯涌出量計算： 式中 Qhi——第i個掘進工作面的需風量，m3/min Qghi——第i個掘進工作面的絕對瓦斯涌出量，m3/min； kghi——第i個掘進工作面的瓦斯涌出不均勻和備用風量系數(shù)。一般可取1.5~2.0。,63,第四節(jié) 礦井通風設計,（2）按炸藥量計算 式中 25——使用1kg炸藥的供風量，m3/min; Ahi——第i個掘進工作面一次爆破所用的最大 炸藥量，kg。,64,第四節(jié) 礦井通風設計,（3）按局部通風機吸風量計算 式中 ——第i個掘進工件面同時運轉(zhuǎn)的局部通風機額定風量的和。 khfi——為防止局部通風機吸循環(huán)風的風量備用系 數(shù)，一般取1.2~1.3；進風巷道中無瓦斯 涌出時取1.2，有瓦斯涌出時取1.3 （４）按工作人員數(shù)量計算 式中 nhi——第i個掘進工作面同時工作的最多人數(shù)，人。,65,第四節(jié) 礦井通風設計,（５）按風速進行驗算 按最小風速驗算，巖巷掘進面最小風量： 各個煤巷或半煤巖巷掘進面的最小風量； 按最高風速驗算，掘進面的最大風量： 式中，shi——第i個掘進工作面巷道的凈斷面積，m2,66,第四節(jié) 礦井通風設計,３、硐室需風量計算 獨立通風硐室的供風量，應根據(jù)不同類型的硐室分別進行計算： （１）機電硐室 發(fā)熱量大的機電硐室，按硐室中運行的機電設備發(fā)熱量進行計算：,67,第四節(jié) 礦井通風設計,式中 Qri——第個機電硐室的需風量，m3/min ——機電硐室中運轉(zhuǎn)的電動機（變壓器）總功率，KW θ——機電硐室的發(fā)熱系數(shù)， ρ——空氣密度，一般取1.25kg/m3 cp——空氣的定壓比熱，一般可取1KJ/kgk Δt——機電硐室進、回風流的溫度差，℃ 采區(qū)變電所及變電硐室，可按經(jīng)驗值確定需風量 m3/min,68,第四節(jié) 礦井通風設計,（2）爆破材料庫 式中 v——庫房空積，m3 （3）充電硐室 按其回風流中氫氣濃度小于0.5%計算 式中 qrhi——第個充電硐室在充電時產(chǎn)生的氫氣量， m3/min。,69,第四節(jié) 礦井通風設計,4、礦井總風量計算 礦井的總進風量，應按采煤、掘進、硐室及其他地點實際需要風量的總和: 式中∑Qwl——采煤工作面和備用工作面所需風量之和， m3/min； ∑Qhl——掘進工作面所需風量之和，m3/min； ∑Qrl——硐室所需風量之和，m3/min； km——礦井通風系統(tǒng)（包括礦井內(nèi)部漏風和配風不均勻等因素）備用系數(shù)，宜取1.15~1.25。,70,第四節(jié) 礦井通風設計,四、礦井通風總阻力計算 1. 礦井通風總阻力計算原則 礦井通風設的總阻力，不應超過2940Pa。 礦井井巷的局部阻力，新建礦井按井巷摩擦阻力的10%計算，擴建礦井宜按井巷摩擦阻力的15%計算。,71,第四節(jié) 礦井通風設計,2.礦井通風總阻力計算 礦井通風總阻力：風流由進風井口起，到回風井口止，沿一條通路（風流路線）各個分支的摩擦阻力和局部阻力的總和，簡稱礦井總阻力，用hm表示。 對于礦井有兩臺或多臺風主要通風機工作，礦井通風阻力按每臺主要通風機所服務的系統(tǒng)分別計算。,72,第四節(jié) 礦井通風設計,礦井通風系統(tǒng)總阻力最小時稱通風容易時期。通風系統(tǒng)總阻力最大時亦稱為通風困難時期。 對于通風困難和容易時期，要分別畫出通風系統(tǒng)圖。按照采掘工作面及硐室的需要分配風量，再由各段風路的阻力計算礦井總阻力。,73,第四節(jié) 礦井通風設計,計算方法： 沿著風流總阻力最大路線，依次計算各段摩擦阻力hf，然后分別累計得出容易和困難時期的總摩擦阻力hf1和hf2。 通風容易時期總阻力 ： 通風困難時期總阻力：,74,第四節(jié) 礦井通風設計,hf 按下式計算： 式中,75,第四節(jié) 礦井通風設計,五、礦井通風設備的選擇 礦井通風設備是指主要通風機和電動機。 1.礦井通風設備的要求： 礦井必須裝設兩套同等能力的主通風設備，其中一套作備用。 選擇通風設備應滿足第一開采水平各個時期工況變化，并使通風設備長期高效率運行。 風機能力應留有一定的余量。 進、出風井井口的高差在150m以上，或進、出風井井口標高相同，但井深400m以上時，宜計算礦井的自然風壓。,76,第四節(jié) 礦井通風設計,1.主要通風機的選擇 （1）計算通風機風量Qf 式中 Qf—主要通風機的工作風量，m3/s; Qm—礦井需風量，m3/s； k—漏風損失系數(shù)，風井不提升用時取1.1；箕斗 井兼作回風用時取1.15；回風并升降人員時 取1.2。,77,第四節(jié) 礦井通風設計,（2）計算通風機風壓 離心式通風機（提供的大多是全壓曲線）： 容易時期 困難時期,78,第四節(jié) 礦井通風設計,軸流式通風機（提供的大多是靜壓曲線）： 容易時期 困難時期 hm－通風系統(tǒng)的總阻力； hd－通風機附屬裝置（風硐和擴散器）的阻力； hvd－擴散器出口動能損失； ＨN－自然風壓，當自然風壓與通風機風壓作用相同時 取“+”；自然風壓與通風機負壓作用反向時取“-”。,79,第四節(jié) 礦井通風設計,（3）初選通風機 根據(jù)計算的礦井通風容易時期通風機的Qf、Hsdmin(或Htdmin)和礦井通風困難通風機的Qf、Hsdmax(或Htdmax)在通風機特性曲線上，選出滿足礦井通風要求的通風機。 （4）求通風機的實際工況點 因為根據(jù)Qf、Hsdmin(或Htdmin)和Qf、Hsdmax(或Htdmax)確定的工況點，但設計工況點不一定恰好在所選擇通風機的特性曲線上，必須根據(jù)通風機的工作阻力，確定其實際工況點。,80,第四節(jié) 礦井通風設計,步驟： 1）計算通風機的工作風阻 用靜壓特性曲線時： 用全壓特性曲線時：,81,第四節(jié) 礦井通風設計,2）確定通風機的實際工況點 在通風機特性曲線上作通風機工作風阻曲線，與風壓曲線的交點即為實際工況點。,,,,,,,,,(Hmin,Qfmin),(Hmax,Qfmax),Rmax,Rmin,,,Mmax,Mmin,,,82,第四節(jié) 礦井通風設計,（5）確定通風的型號和轉(zhuǎn)速 根據(jù)通風機的工況參數(shù)（Qf 、Hsd 、η、N）對初選的通風機進行技術、經(jīng)濟和安全性比較，最后確定通風機的型號和轉(zhuǎn)速。,83,第四節(jié) 礦井通風設計,（6）電動機選擇 １）通風機的輸入功率按通風容易和困難時期，分別計算風所需的輸入功率Nmin ，Ｎmax 。 或,84,第四節(jié) 礦井通風設計,２）電動機的臺數(shù)及種類 當Nmin≥0.6Nmax時，可選一臺電動機，電動機功率為： 當Nmin＜0.6Nmax時，選二臺電動機，其功率分別為： 初期： 后期按選一臺電機公式計算。ηe ：電機效率（0.9-0.94），ηtr：傳動效率。Ke——電動機容量備用系數(shù)=1.1-1.2,85,第四節(jié) 礦井通風設計,六、概算礦井通風費用 噸煤通風成本是通風設計和管理的重要經(jīng)濟指標。 噸煤通風成本主要包括下列費用： 1、電費（W1） 噸煤的通風電費為主要通風機年耗電費及井下輔助通風機、局部通風機電費之和除以年產(chǎn)量，可用如下公式計算：,86,第四節(jié) 礦井通風設計,式中， E——主要通風機年耗電量； D——電價，元/KWh； T——礦井年產(chǎn)量，噸； ηv——變壓器效率，可取0.95； EA——局部通風機和輔助通風機的年耗電量； ηw——電纜輸電效率,87,第四節(jié) 礦井通風設計,設備折舊費 材料消耗費用 通風工作人員工資費用 專為通風服務的井巷工程折舊費和維護費折算至噸煤的費用。 采每噸煤的通風儀表的購置費和維修費用。,88,第五節(jié) 可控循環(huán)通風概述,可控循環(huán)通風是由英國學者S.J.LEACH和A.SLACK研究提出，七十年初在英國開始應用。之后，包括中國在內(nèi)的許多國家也相繼對可控循環(huán)通風進行了研究和應用。 定義：在低瓦斯礦中，當采掘工作面位于礦井的邊遠地區(qū)，原有通風系統(tǒng)不能保證按需供風，而該地區(qū)的回風的風質(zhì)又比較好時，可以在局部通風系統(tǒng)的進、回風之間安置通風設備、設施和監(jiān)控設備，對回風進行合理循環(huán)控制加以再利用，以增加用風地點的實際風量。此種通風方法稱為可控循環(huán)風。,89,第五節(jié) 可控循環(huán)通風概述,循環(huán)率：,90,規(guī)程條文解釋,規(guī)程107條：礦井必須有完整的獨立通風系統(tǒng)。改變?nèi)V井通風系統(tǒng)時，必須編制通風設計及安全措施，由企業(yè)技術負責人審批。 條文解釋：礦井通風系統(tǒng)包括通風動力裝置、通風網(wǎng)絡和通風設施三大部分。完整的獨立通風系統(tǒng)應該包括通風動力裝置(包括主要通風機、輔助通風機和局部通風機)運行可靠，通風網(wǎng)絡及其通風阻力分布合理，通風設施質(zhì)量安全可靠且布置合理,91,一、完整的獨立通風系統(tǒng) 1.通風動力裝置安全要求 1）礦井必須采用機械通風 2）生產(chǎn)礦井主要通風機必須裝有反風設施 3）嚴禁主要通風機房兼作他用 4）因檢修、停電或其他原因停止主要通風機運轉(zhuǎn)時，必須制定停風措施 5）局部通風機必須由指定人負責管理，保證正常運轉(zhuǎn)，不能隨意停風，有計劃停電時，必須編制停電停風計劃，同時制定排放瓦斯和恢復通風的安全措施。,92,2、通風網(wǎng)絡安全要求 1）礦井開拓新水平和準備新采區(qū)的回風，必須引入總回風巷和主要回風巷中 。 2）生產(chǎn)水平和采區(qū)必須實行分區(qū)通風。 3）采掘工作面應實行獨立通風。 4）采掘工作面的進風和回風不應經(jīng)過采空區(qū)和冒頂區(qū) 5）井下炸藥庫、充電硐室一般應設在獨立的通風系統(tǒng)中，回風必須直接引入礦井 總回風巷或主要回風巷。,93,3.通風設施安全要求 控制風流的風門、風橋、風墻、風窗等設施必須安全可靠。不應在傾斜運輸巷中設置 風門，如果必須設置，應安設自動風門或設專人管理，并應有防止礦車或風門撞傷人員及 礦車碰壞風門的安全措施。開采突出煤層時，工作面回風側(cè)不應設置風窗，應設置反向風門。,94,二、改變礦井通風系統(tǒng)必須編制通風設計和安全措施 礦井通風系統(tǒng)是礦井安全生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分。所有礦井通風系統(tǒng)必須符合 “系統(tǒng)簡單、安全可靠、經(jīng)濟合理“的原則。系統(tǒng)簡單才便于管理;安全可靠更為重要。 礦井通風系統(tǒng)是“一通三防“的基礎，而“一通三防“是煤礦安全工作的重中之重，所以礦井通風系統(tǒng)的狀況決定著整個礦井的安全或危險程度，必須以科學的態(tài)度慎之又慎地對待它。,95,由于改變?nèi)V井通風系統(tǒng)時，需要對礦井所有巷道的通風阻力進行全面測定，重新進行風量計算和分配，通風設施、通風網(wǎng)絡等都要重新改設或調(diào)整，有的甚至還需要更換主要通風機，并要對這些工作進行對比、分析，從而選擇最佳通風方案。正因為改變礦井通風系統(tǒng)是一項較復雜、細致和嚴格的工作，為了保證該工作的順利、安全實施，并使改變后的礦井通風系統(tǒng)更進一步合理、穩(wěn)定和可靠，所以必須編制通風設計和安全措施。,96,“通風系統(tǒng)不完善、不可靠“指的是: 1.礦井總風量不足的;2.主井、回風井同時出煤的;3.沒有備用主要通風機或者兩臺主要通風機能力不匹配的;4.違反規(guī)定串聯(lián)通風的;沒有按設計形成通風系統(tǒng)的:5.采掘工作面等主要用風地點風量不足的;6.采區(qū)進 (因)風巷未貫穿整個采區(qū)，或者雖貫穿整個采區(qū)但一段進風、一段回風的;6.風門、風 橋、密閉等通風設施構筑質(zhì)量不符合標準、設置不能滿足通風安全需要的;7.煤巷、半煤巖 巷和有瓦斯涌出的巖巷掘進工作面未裝備甲烷風電閉鎖裝置或者甲烷斷電儀和風電閉鎖裝 置的。,97,本章作業(yè),教材第159頁： 7-1,7-2,7-3,7-4,7-5,98,本章內(nèi)容結束,,謝謝,