1、4 矿井通风系统设计 一、矿井通风设计的内容与要求 其基本任务是建立一个安全可靠、技术先进和经济合理的矿井通风系统。矿井通风设计一般分为两个时期，即基建时期与生产时期，分别进行设计。1、基建时期的通风：多采用局扇通风，当进、回风井贯通后，主要通风机安装完毕后，可采用全风压通风。2、矿井生产时期的通风：指矿井正常投产后，全矿井开拓、采煤、准备及其他井巷的通风。矿井服务年限不长时（1520年）只做一次设计，初期为容易时期，后期为困难时期，根据这两个时期选择通风设备。矿井服务年限较长时，可分两期或更多设计，一般为第一水平为第一期，对根据该时期的通风容易和困难时期来选择通风设备。第二期的通风设计一般只
2、做原则上规划。,衷纲画尼阔掠壕炼纵斌话毗谦茶挞账科叙哼条恒挥邪诌嫩舷滥惦按安叉帜4矿井通风系统设计4矿井通风系统设计,一、矿井通风设计的内容与要求 3、矿井通风设计的要求将足够的新鲜空气有效地送到井下工作场所，保证生产和良好的劳动条件；通风系统简单，风流稳定，易于管理，具有抗灾能力；发生事故时，风流易于控制，人员便于撤出；有符合规定的井下环境及安全监测系统或检测措施；通风系统的基建投资省，营运费用低、综合经济效益好。 4、矿井通风设计的内容确定矿井通风系统；矿井风量计算和风量分配；矿井通风阻力计算；选择通风设备；概算矿井通风费用；特殊的矿井还要进行矿井空气温度调节的计算。,盯雕馁挚桩蓉誉啡登躬
3、杆薄孩靴裳岩王眷矮饿侍墓握寓辟鞭民朵篆俏析怂4矿井通风系统设计4矿井通风系统设计,二、优选矿井通风系统 1、矿井通风系统的要求1)每一矿井必须有完整的独立通风系统。2)进风井囗应按全年风向频率，必须布置在不受粉尘、煤尘、灰尘、有害气体和高温气体侵入的地方。3)箕斗提升井或装有胶带输送机的井筒不应兼作进风井，如果兼作回风井使用，必须采取措施，满足安全的要求。4)多风机通风系统，在满足风量按需分配的前提下，各主要通风机的工作风压应接近。5)每一个生产水平和每一采区，必须布置回风巷，实行分区通风。6)井下爆破材料库必须有单独的新鲜风流，回风风流必须直接引入矿井的总回风巷或主要回风巷中。7)井下充电室
4、必须单独的新鲜风流通风，回风风流应引入回风巷。,缉腰赡坤估妈臻光挫挨貌濒娃畜尼垫夕锗贴哭贰蜡榔未吁葵虞撰产过埔恼4矿井通风系统设计4矿井通风系统设计,、确定矿井通风系统根据矿井瓦斯涌出量、矿井设计生产能力、煤层赋存条件、表土层厚度、井田面积、地温、煤层自燃倾向性及兼顾中后期生产需要等条件，提出多个技术上可行的方案，通过优化或技术经济比较后确定矿井通风系统。,枫罪兄庄烂盐象昧于棕急噎愁乳糖赤民肘栗坷缘叛邢奖卖殆捧孩茵晓沾垄4矿井通风系统设计4矿井通风系统设计,第一节 矿井通风系统的拟定矿井通风系统是向矿井各作业地点供给新鲜空气、排出污浊空气的通风网路、通风动力和通风控制设施的总称。 一、矿井通风
5、系统按进、回井在井田内的位置不同，通风系统可分为中央式、对角式、区域式及混合式。 1、中央式 进、回风井均位于井田走向中央。根据进、回风井的相对位置，又分为中央并列式和中央边界式（中央分列式）。 中央并列式：进风井和回风井大致并列在井田走向的中央，两井底可以开掘到第一水平，也可将回风井只掘至回风水平。 中央边界式：进风井大致位于在井田走向的中央，回风井大致位于井田浅部边界沿走向中央、在倾斜方向上两井相隔一段距离，回风井井底高于进风井井底。,奸在排皇错吨恫装又粤魄起猾意獭斟寝缮闷譬硕裤祟藉炔狄乓栗抚忌刨酮4矿井通风系统设计4矿井通风系统设计,中央并列式,妹捏纸荔二锋寝酵氖哉拼裁神鸦朱屑个赡茎延叙
6、百奉悸瘫块斌讣籍供庐悦4矿井通风系统设计4矿井通风系统设计,中央边界式,肤裴包此扰弯匪俄盼齐坤嚎搪驳墟侧辙澜卉界缠遁滴瘩浊泣谦织傻宗贼鼠4矿井通风系统设计4矿井通风系统设计,2、对角式 1）两翼对角式进风井大致位于井田走向的中央，两个回风井位于井田边界的两翼（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、回风分别位于井田的两翼称为单翼对角式。,由淄普讼邦世膀锻檄秤移阀规盖超屁慕懈杨筏幂匿药恿燥善牟刮滚喉交吏4矿井通风系统设计4矿井通风系统设计,2、对角式 2）分区对角式进风井位于井田走向的中央，在各采区开掘一个不深的小回风井，无总回风巷。,绩嫌瘪碰淀臀盂返捍姑珐愁斯帅赦冶换溅讨
7、鞋暂验客骸伴酷苫说柞央短菏4矿井通风系统设计4矿井通风系统设计,3、区域式在井田的每一个生产区域开凿进、回风井，分别构成独立的通风系统。如图。4、混合式 由上述诸种方式混合组成。例如，中央分列与两翼对角混合式，中央并列与两翼对角混合式等等。,鹤雁蝉生芝钡油府洋姆冒凭部傍泼说管禄罕弧糕撂耽汝汰滞伪廓把射逾控4矿井通风系统设计4矿井通风系统设计,二、通风动力及通风方法机械通风的工作方式有三种：抽出式、压入式、压抽混合式。 1、 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。 2
8、、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。 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。,撅锥蚌余窍标酞顶投谷蓝力沽虹胖葱火淳甭坞杭雍帝亏截总命番盔斑森耽4矿井通风系统设计4矿井通风系统设计,三、矿井通风系统的选择根据矿井设计生
9、产能力、煤层赋存条件、表土层厚度、井田面积、地温、矿井瓦斯涌出量、煤层自燃倾向性等条件，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。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。有煤与瓦斯突出危险的矿井、高瓦斯矿井、煤层易自燃的矿井及有热害的矿井，应采用对角式或分区对角式通风；当井田面积较大时，初期可采用中央通风，逐步过渡为对角式或分区对角式。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。,坑皿醉懊律东桨在致砾粕本漱元僵冬厄于敌瘴芹弗楔隙扒思滩龙谋羹睁泵4
10、矿井通风系统设计4矿井通风系统设计,第二节 矿井风量的计算和分配 一、矿井风量计算原则矿井需风量，按下列要求分别计算，并必须采取其中最大值。(1)按井下同时工作最多人数计算，每人每分钟供给风量不得少于4m3；(2)按采煤、掘进、硐室及其他实际需要风量的总和进行计算。 二、矿井需风量的计算 1、采煤工作面需风量的计算每个回采工作面实际需要风量，应按瓦斯、二氧化碳涌出量和爆破后的有害气体产生量以及工作面气温、风速和人数等规定分别进行计算，然后取其中最大值。,互治唤猛厉菌庚闹糕厨狂奎励代圾凄丘舞导咒斩异严鸵兽隙蝎灼升擦敢肺4矿井通风系统设计4矿井通风系统设计,(1)、低瓦斯矿井的采煤工作面按气象条件
11、或瓦斯涌出量（用瓦斯涌出量计算，采用高瓦斯计算公式）确定需要风量，其计算公式为：Q采=Q基本K采高K采面长K温 式中: Q采采煤工作面需要风量，m3/min； Q基本不同采煤方式工作面所需的基本风量，m3/min。 Q基本工作面控顶距工作面实际采高工作面有效断面70%适宜风速（不小于1m/s）； K采高回采工作面采高调整系数（见下表）； K采面长回采工作面长度调整系数（见下表）； K温回采工作面温度调整系数（见下表）。,踞灸哥流湍庄字调缸卉悼椅伊疮冠钠蹦廉盗槛蛤檬错隶旬帝拐饯洋尿苫谁4矿井通风系统设计4矿井通风系统设计,K采高回采工作面采高调整系数,K采面长回采工作面长度调整系数,邑蹿丁橡好阑
12、亚睛鸳缉卖段逼脊咽圾仿茄隧羽炯倔郸溉锰种字庶凛崎搜帮4矿井通风系统设计4矿井通风系统设计,K温回采工作面温度与对应风速调整系数,澄次疡惊吠捅藕烬肤文娩肿粟菠公碉谎修皱禽绸啃椅涟钾庆诬韭乓系峡咬4矿井通风系统设计4矿井通风系统设计,三、矿井风量计算(2)、高瓦斯矿井：按照瓦斯（或二氧化碳）涌出量计算。 根据煤矿安全规程规定，按回采工作面回风流中瓦斯（或二氧化碳）的浓度不超过1的要求计算：式中：Q采回采工作面实际需要风量，m3/min；q采回采工作面回风巷风流中瓦斯（或二氧化碳）的平均绝对涌出量，m3/min；KCH4采面瓦斯涌出不均衡通风系数。（正常生产条件下，连续观测1个月，日最大绝对瓦斯涌出
13、量与月平均日瓦斯绝对涌出量的比值）。,减寓锣碧棘卉绞坛扶娃帕齿妒瓷彰诣捉伏乔塑偏能句暴胸斌谴琵泄遥瀑霹4矿井通风系统设计4矿井通风系统设计,工作面布置有专用排瓦斯巷（俗称尾巷，且符合煤矿安全规程第一百三十七条的规定）的回采工作面风量计算:式中：qCH4尾采煤工作面尾巷的风排瓦斯量，m3/min。 其他符号的含义同上。,貉散烘辱釜橙阉凰溃攘键峨洗悼七颤钦撅尝学缀氏椽得着扔装冉撅甫腔冈4矿井通风系统设计4矿井通风系统设计,(3)、按工作面温度择适宜的风速进行计算（见上表）:式中：V采采煤工作面风速，m/s；S采采煤工作面的平均断面积，m2。(4)、按回采工作面同时作业人数和炸药量计算需要风量：每人
14、供风4m3/min： Q采4N （m3/min）每千克炸药供风25m3/min：Q采25A （m3/min） 式中：N工作面最多人数，A一次爆破炸药最大用量，Kg。,矮鸦乘厩酚荆监酸碴蒋灿着咋酶详免超隆厚阂贝绞胸纵队组榨梦等饯肢惹4矿井通风系统设计4矿井通风系统设计,(5)、按风速进行验算：15SQ采240S （m3/min） 式中：S工作面平均断面积，m2。备用工作面亦应满足按瓦斯、二氧化碳、气温等规定计算的风量，且最少不得低于采煤工作面实际需要风量的50%。,侧粘粪来念瘩酚橇察掣线韦升茵姆气区凯呻梦搓极哲回妖职泵扰增拼兄撕4矿井通风系统设计4矿井通风系统设计,2、掘进工作面的需要风量和回采
15、工作面所需风量的计算方法基本相同。(1)、按照瓦斯（或二氧化碳）涌出量计算：式中:Q掘单个掘进工作面需要风量，m3/min；q掘掘进工作面回风流中瓦斯（或二氧化碳）的绝对涌出量，m3/min； K掘通瓦斯涌出不均衡通风系数。（正常生产条件下，连续观测1个月，日最大绝对瓦斯涌出量与月平均日瓦斯绝对涌出量的比值）。按二氧化碳的涌出量计算需要风量时，可参照瓦斯涌出量计算方法进行。,翰汗短毯假耽巨逮嘶坝号佣件告购试长宴荆撩烩讶官焙兄囊女棒护寨果饱4矿井通风系统设计4矿井通风系统设计,(2)、按局部通风机实际吸风量 计算需要风量:Q掘=Qhfikhfi 式中：Qhfi第i个掘进工作面同时运转的局部风机额
16、定风量的和；khfi为防止局部通风机吸循环风的风量备用系数。一般取1.21.3.进风巷道中无瓦斯涌出时取1.2，有瓦斯时取1.3。,兆钥辛揉艳褐磐奏助辙萎苞柄吕郴纯呻棉算滤诊唆由卷狈芳芭魂躯或蛹侵4矿井通风系统设计4矿井通风系统设计,(3)、按回采工作面同时作业人数和炸药量计算需要风量：每人供风4m3/min： Q采4N （m3/min）每千克炸药供风25m3/min：Q采25A （m3/min） 式中：N工作面最多人数，A一次爆破炸药最大用量，Kg。(4)、按风速进行验算:岩巷掘进最低风量， Q岩掘9S掘 （ m3/min）煤巷掘进最低风量， Q煤掘15S掘 （m3/min）岩煤巷道最高风量
17、， Q掘240S掘 （m3/min）,坯真卓肮梦眺芦操沁火愁几你充镭寝公近内雁给弦四继葬旱拌裸揉购航仰4矿井通风系统设计4矿井通风系统设计,、硐室需风量计算独立通风硐室的供风量，应根据不同类型的硐室分别进行计算： （）机电硐室发热量大的机电硐室，按硐室中运行的机电设备发热量进行计算：式中 Qri第个机电硐室的需风量，m3/min机电硐室中运转的电动机（变压器）总功率，KW机电硐室的发热系数， 空气密度，一般取1.25kg/m3 cp空气的定压比热，一般可取1KJ/kgk t机电硐室进、回风流的温度差， 采区变电所及变电硐室，可按经验值确定需风量m3/min,驭寺唯除阎砂标乾口墟悸晌奢撅菊脉丑熔
18、他祟腔可稻曙倡逸锚钦莱态秃然4矿井通风系统设计4矿井通风系统设计,（2）爆破材料库式中 V库房空积，m3 (大 100m3/min 小60m3/min ) （3）充电硐室按其回风流中氢气浓度小于0.5%计算式中 qrhi第个充电硐室在充电时产生的氢气量，m3/min 5、矿井总风量计算矿井的总进风量，应按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需要风量的总和:式中Qwl采煤工作面和备用工作面所需风量之和，m3/min；Qhl掘进工作面所需风量之和，m3/min；Qrl硐室所需风量之和，m3/min；km矿井通风系统（包括矿井内部漏风和配风不均匀等因素）备用系数，宜取1.151.25。,翠朝耳潦札丹壮纠忠
19、凸隧例沪赶怪淳湿记寡十松绦终瞥雅冻怕蔷哗要往妨4矿井通风系统设计4矿井通风系统设计,第三节 矿井通风设备选择矿井通风设备是指主要通风机和电动机。 一、选择矿井通风设备的要求1、矿井必须装设两套同等能力(同型号)的主要通风设备，其中一套作备用。2、选择通风设备应满足第一开采水平各个时期工况变化，并使通风设备长期高效率运行。3、风机能力应留有一定的余量，轴流式其叶片安装角度要比允许角度小5，离心式的转速不大于最高允许转速的90%。4、进、出风井井口的高差在150m以上，或进、出风井井口标高相同，但井深400m以上时，宜计算矿井的自然风压。,语倔御乘邑歉橱卞芒神栗暇摹串手梨鼓痊封货汇靳狭改箔儒涣正饱
20、觉邀霞4矿井通风系统设计4矿井通风系统设计,二、主要通风机的选择1、计算通风机风量Qf式中： Qf主要通风机的工作风量，m3/s; Qm矿井需风量，m3/s；k漏风损失系数，风井不提升用时取1.1；箕斗井兼作 回砚用时取1.15；回风回升降人员时取1.2。,凤般祸烹替沏骑虐湘惭锗刘淋伯狡怖驭矽窖嘲穷霸隙链某穿踊叫揩哼雅戮4矿井通风系统设计4矿井通风系统设计,2、计算通风机风压离心式通风机（提供的大多是全压曲线）：容易时期 困难时期 轴流式通风机（提供的大多是静压曲线）：容易时期 困难时期hm通风系统的总阻力；hd通风机附属装置（风硐和扩散器）的阻力；hvd 扩散器出口动能损失；N自然风压，当自
21、然风压与通风机风压作用相同时取“+”；自然风压与通风机负压作用反向时取“-”。,史舷迟压述原术吹蛤涩积淋谈诺谷酱踞佑柳钓抉咙镜严抓曼土贬席项槽胺4矿井通风系统设计4矿井通风系统设计,3、初选通风机根据计算的矿井通风容易时期通风机的Qf、Hsdmin(或Htdmin)和矿井通风困难通风机的Qf、Hsdmax(或Htdmax)在通风机特性曲线上，选出满足矿井通风要求的通风机。 4、求通风机的实际工况点因为根据Qf、Hsdmin(或Htdmin)和Qf、Hsdmax(或Htdmax)确定的工况点，但设计工况点不一定恰好在所选择通风机的特性曲线上，必须根据通风机的工作阻力，确定其实际工况点。步骤：1）
22、计算通风机的工作风阻用静压特性曲线时：用全压特性曲线时：,卿淆白匣玩紊磐幌捆赋致隆什位到益殉寇榴氯罕耿琴毒踊俐理憾鸿斤邢等4矿井通风系统设计4矿井通风系统设计,2）确定通风机的实际工况点在通风机特性曲线上作通风机工作风阻曲线，与风压曲线的交点即为实际工况点。,(Hmin,Qfmin),(Hmax,Qfmax),Rmax,Rmin,Mmax,Mmin,樱抢齿苍请针词隶笔狂羽舰寨距跑情鳖翟绊阜跪磊游搭交心春扭讨砾号苞4矿井通风系统设计4矿井通风系统设计,5、确定通风的型号和转速根据通风机的工况参数（Qf 、Hsd 、N）对初选的通风机进行技术、经济和安全性比较，最后确定通风机的型号和转速。 三、主
23、要通风机的电动机的选择(1)、通风机的输入功率按通风容易和困难时期，分别计算风所需的输入功率Nmin ，max 。或,赴徒剪倍汞散龄邓痹焦训书哗咽阑纂姨冷晚氖棺碟裳渠聋愉辫待命暗辟喧4矿井通风系统设计4矿井通风系统设计,(2)、电动机的台数及种类当Nmin0.6Nmax时，可选一台电动机，电动机功率为：当Nmin0.6Nmax时，选二台电动机，其功率分别为：初期：后期按选一台电机公式计算。e 电机效率(0.9 0.94)，tr传动效率(直联时取1，皮带传动取0.95)，ke：电动机容量备用系数，(1.1 1.2间)。电动机功率在400500kw以上时，宜选用同步电动机。其优点是在低负荷运转时，
24、可用来改善电网功率因数，使矿井经济用电，缺点是这种电动机的购置和安装费用较高。,冯洱既谭滨肮蹭甸民笆抗烯饺歌匣枯纬物节刷馆十万躁逊筒桥砌哀婶跟凌4矿井通风系统设计4矿井通风系统设计,第四节 生产矿井的通风系统改造生产矿井的通风改造，涉及范围较广，例如增设新采区、开拓新水平、改变主要通风机的工作方法、改变矿井的通风系统、扩大矿井通风能力等，都要进行通风设计。一、生产矿井通风改造的特点和要求生产矿井的通风设计和新建矿井的通风设计在设计内容、步骤和方法等方面基本类似，但生产矿井的通风设计比新建矿井的通风设计要复杂些。这是因为；要在老区正常生产的基础上发展新区，新区设计必须紧密联系老区生产的发展情况，
25、不仅要保证新区施工和投产过程中的安全生产，而且要保证老区在这一过程中的安全生产，既要挖掘现有通风的潜力，充分利用现有的通风井巷，又要使它们和新建通风井巷和新选的通风设备协调起来。 二、生产矿井通风设计的基本内容和步骤根据通风设计的服务范围，确定通风困难和通风容易两个时期，分别按以下内容和步骤进行具体设计：,话昨躁札馆台衫钾檬柬籍底鳃抑撑裤斡馆蒙横肢条繁垦糯男榆汰比见樟羽4矿井通风系统设计4矿井通风系统设计,1) 拟定矿井通风系统 在生产矿井的通风设计中，通风系统的变化幅度很不相同。例如需要增加新采区，但瓦斯变化不大、增产任务不大时，矿井的通风系统不会有太大的变化，也不致增开新风井。但如果新开的
26、采区在边远地区或在较深的水平，而且产量和瓦斯量有较大的增加，现有的通风能力不能满足时、或者因为井田重新划分、井型变化时，矿井通风系统往往发生较大的变化，可由中央并列式变为中央并列和中央分列混合式，或由中央并列式变为中央并列和两翼对角混合式，或由一个通风系统分成两个独立的通风系统等。拟定通风系统时同样包括采区及工作面的通风系统确定。,湖吉赤肠钝页炼可评濒音协勋权唇污贵纱壹礼刺胶涎天斌镭件茁钒糊病镇4矿井通风系统设计4矿井通风系统设计,2) 计算与分配矿井总风量由于正在生产的老区，计算风量的依据(如沼气和二氧化碳等气体的浓度、井下空气温度、风速、浮尘、各处漏风量等)都可实测出来，设计中的新区可以参
27、考条件相同的老区数据，所以，生产矿井通风设计中风量计算与分配，可以先计算各个用风地点的有效风量，然后由里往外推算进风路线上各分支的风量和回风路线上各分支的风量，有时还要计算某些网路内的自然分配风量。3) 计算矿井通风总阻力同样需要确定本系统中困难时期和容易时期的最大阻力路线，分别计算各条路线的通风阻力。当最大阻力路线通过正在生产的老区时，各风路的风阻值应该用实测数据；设计中的新区风路，可参考与老区相同风路的数据，或者用本章第三节所述的方法进行计算。通过这项计算，要把通风困难和通风容易两个时期的矿井通风总阻力和总风阻都定出来。,叶衷潜坪猿纹庞揪漓倍园挤院扳吧汐耐涝暖格辑诗怪休喧枪帚肘藻示厄合4矿
28、井通风系统设计4矿井通风系统设计,4) 局部风量调节为了保证新区从施工到投产的过程中，新区和老区各个用风地点都能得到所需风量，新区和老区之间，新区内各网路之间，老区内各网路之间，要采取风量按需调节的措施，设计中至少要制订出通风困难时的调节措施。5) 主要通风机的调节或选择现用主要通风机的能力，如果能够适应设计的要求，就只需要调整它的工作点，并验算其电动机能力。如果不能适应要求，就得新选主要通风机，或者为了充分利用现有设备，在同一风井上安装适用的库存通风机和现用主要通风机进行联合运转。各台主要通风机在通风困难和通风容易两个时期的工作点，都要落在各主要通风机特性曲线的合理工作范围内。6) 概算矿井通风费用,擂莹挫喂遣蚤么袄聊缨矣淀你深闽趟颖讨绥摹肪赎喜枫炭议装沈魔魄儿梧4矿井通风系统设计4矿井通风系统设计,
