第十四章 礦井通風(fēng)

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1、第五篇 礦井通風(fēng)與安全 第十四章 礦井通風(fēng) 第一節(jié) 礦井通風(fēng)的任務(wù)與礦井空氣 一、井通風(fēng)的基本任務(wù) 煤礦生產(chǎn)是地下作業(yè)，自然條件比較復(fù)雜，只有少數(shù)井巷與地面相通，因此，礦井通風(fēng)是保證礦井安全的最主要的技術(shù)手段之一，在礦井建設(shè)和生產(chǎn)過程中，必須源源不斷地將地面空氣輸送到井下各個(gè)用風(fēng)地點(diǎn)，其主要任務(wù)是： 1）提供井下足夠的新鮮空氣，以供人員呼吸； 2）把井下的及稀釋和排除井下有毒、有害氣體和礦塵； 3）創(chuàng)造良好的礦井工作環(huán)境，保證井下有適合的氣候條件（及適宜的溫度、濕度與風(fēng)速），以利于工人勞動(dòng)和機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)。 這種利用機(jī)械或自然通風(fēng)為動(dòng)力，使地面新鮮空氣定量的進(jìn)入井下，并在井

2、巷中沿既定的通風(fēng)線路流動(dòng)，最后將污濁空氣排除礦井的全過程稱為礦井通風(fēng)。 二、礦井空氣 1. 礦井空氣中的主要成分 地面空氣進(jìn)入礦井以后即稱為礦井空氣。但地面空氣進(jìn)入井下后受到井下各種自然因素和生產(chǎn)過程的影響，與地面空氣在成分和質(zhì)量上有著程度不同的區(qū)別。 一般地說，地面空氣的成分是固定的，它主要由氧、氮、二氧化碳三種氣體組成，按體積的百分比數(shù)計(jì)為：氧—20.96%；氮—79%；二氧化碳—0.04%。此外，還有少量水蒸氣和灰塵等。 地面空氣進(jìn)入井下后，由于受到污染，氧濃度降低，二氧化碳濃度增加；混入各種有毒有害氣體和礦塵；空氣的溫度、濕度、壓力等狀態(tài)發(fā)生改變。一般將井巷中經(jīng)過用風(fēng)地點(diǎn)以前

3、受污染程度較輕的（如進(jìn)風(fēng)側(cè)的井底車場(chǎng)、進(jìn)風(fēng)石門等）進(jìn)風(fēng)巷道內(nèi)的風(fēng)流，稱為新鮮風(fēng)流；而經(jīng)過采掘工作面等用風(fēng)地點(diǎn)后受污染程度較重的回風(fēng)巷道內(nèi)的風(fēng)流，稱為污濁風(fēng)流。盡管礦井空氣受到不同程度的污染，但在新鮮風(fēng)流中的主要成分仍然是氧、氮和二氧化碳。 為了保證煤礦安全生產(chǎn)和職工健康，對(duì)礦井空氣有一定的要求。 氧（O2） 氧氣是維持人員呼吸不可缺少的氣體。人的正常需養(yǎng)量，在休息是平均每分鐘為0.25L；在進(jìn)行工作或進(jìn)行行走時(shí)平均每分鐘為1~3L?？諝庵醒醯暮繙p少對(duì)人的健康是有害的。氧含量低到17%時(shí)，人在工作時(shí)能引起喘息，呼吸困難和心跳加快。若降低到10~12%時(shí)，人將失去理智，時(shí)間

4、稍長(zhǎng)便有死亡危險(xiǎn)。因此《煤礦安全規(guī)程》（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)程》）規(guī)定：采掘工作面的進(jìn)風(fēng)流中，氧氣濃度不得低于20%。 氮?dú)猓∟2） 氮?dú)馐且环N惰性氣體，是新鮮空氣的主要成分，它本身不助燃、無毒，也不供呼吸。但礦井空氣中氮的含量增加，相對(duì)的減少了氧的含量，從而也可能導(dǎo)致人員的窒息性傷害，所以對(duì)人是有害的。礦井空氣中氮?dú)獾膩碓粗饕蔷掠袡C(jī)物質(zhì)腐朽、爆破、煤巖層中的氮?dú)庥砍?。但氮?dú)庾鳛橐环N惰性氣體常用于井下滅火等。 二氧化碳（CO2） 二氧化碳無色、無味、無臭，不助燃，也不能供人呼吸，它約比空氣重一半，所以，它往往聚集在巷道的下部及下山掘進(jìn)工作面；巷道中風(fēng)速較大時(shí)，能與空

5、氣均勻混合，在巷道空間內(nèi)均勻分布。新鮮空氣中的二氧化碳對(duì)人體無害，但二氧化碳對(duì)人體的呼吸中樞神經(jīng)有刺激作用，若空氣中的二氧化碳濃度過高，將使空氣中的氧氣濃度降低，輕則使人呼吸加快，呼吸量增加，重則可能造成人員中毒或窒息?！兑?guī)程》）規(guī)定：采掘工作面的進(jìn)風(fēng)流中，二氧化碳濃度不得超過0.5%，總回風(fēng)流中二氧化碳濃度不得超過0.75%。當(dāng)采掘工作面風(fēng)流中二氧化碳濃度超過1.5%，或采區(qū)、采掘工作面回風(fēng)道風(fēng)流中二氧化碳濃度超過1.5%時(shí)，必須停工處理。 礦井空氣中二氧化碳的來源主要是煤和有機(jī)物的氧化；人員呼吸碳酸性巖石的分解，爆破，煤炭自然，瓦斯及煤塵爆炸，煤巖層中放出二氧化碳，有的甚至二氧化碳突然大

6、量噴出等。 2. 礦井空氣中的有害氣體 礦井空氣中所含有的對(duì)人體健康及生命安全有威脅的—切氣體，均稱為有害氣體。除瓦斯（CH4）外主要有一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、硫化氫（H2S）、氫氣（H2）、氨（N2）等。這些有毒有害氣體對(duì)煤礦井下作業(yè)人員人身健康和安全有極大危害。上述有毒有害氣體的性質(zhì)、來源、危害及安全濃度等如表14-1所示。 (1)一氧化碳(CO)。一氧化碳是一種無色、無味、無臭的氣體，它對(duì)空氣的相對(duì)密度為0．97，能微溶于水，化學(xué)性質(zhì)不活潑，但濃度在13％一75％時(shí)遇火能引起爆炸。它主要來源于爆破工作、火災(zāi)、煤塵和瓦斯燃燒、爆炸，煤炭自燃等。

7、一氧化碳極毒，人呼吸它以后會(huì)嘔吐、昏迷。當(dāng)空氣中一氧化碳的濃度達(dá)到0. 4％時(shí)，人在短時(shí)間內(nèi)便可中毒致命?！兑?guī)程》規(guī)定，井下空氣中一氧化碳的濃度不得超過0．0024％。 (2)二氧化硫(SO2)。二氧化硫是一種無色、具有強(qiáng)烈硫磺及酸味的氣體，它對(duì)空氣的相對(duì)密度為2.2，易溶于水。它對(duì)人的眼睛和呼吸器官有強(qiáng)烈的刺激作用。在煤礦中它屬于少見的有害氣體，主要來源于含硫礦物氧化和含硫礦物中爆破工作。二氧化硫危害比較突出．可使人眼睛紅腫、流淚、咳嗽、頭痛、喉嚨痛；當(dāng)空氣中二氧化硫濃度達(dá)到0.005％時(shí)、可引起肺水腫，短時(shí)間內(nèi)中毒死亡?！兑?guī)程》規(guī)定，井下空氣中二氧化硫濃度不得超過0．0005％。 表1

8、4-1 礦井主要有害氣體的性質(zhì)、來源及危害 第二節(jié) 礦井通風(fēng)壓力和通風(fēng)阻力 一、空氣壓力 圖15—1表示一條水平巷道，在巷道內(nèi)風(fēng)流（空氣）能從A點(diǎn)向B點(diǎn)流動(dòng)，是因?yàn)锳點(diǎn)的壓力大于B點(diǎn)的壓力，由此可以引出兩個(gè)概念，一是A點(diǎn)或B點(diǎn)的壓力，稱為點(diǎn)壓力；二是A點(diǎn)與B點(diǎn)之間存在著壓力差。 圖14—1 巷道內(nèi)的風(fēng)流流動(dòng) 1. 點(diǎn)壓力 空氣的點(diǎn)壓力可以用絕對(duì)壓力和相對(duì)壓力來表示。 1) 絕對(duì)壓力：某點(diǎn)的絕對(duì)壓力是以真空為基準(zhǔn)，以“0”壓為起算點(diǎn)所計(jì)量的壓力，所以，絕對(duì)壓力總是正值，其單位通常用帕（Pa）表示。通常說的大氣壓

9、力就是指絕對(duì)壓力。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力值為101.325Pa。 2) 相對(duì)壓力：某點(diǎn)的相對(duì)壓力是以當(dāng)?shù)氐拇髿鈮毫榛鶞?zhǔn)所計(jì)算的壓力。若大于當(dāng)?shù)氐拇髿鈮毫Φ臑檎龎海∮诋?dāng)?shù)氐拇髿鈮毫Φ臑樨?fù)壓。故相對(duì)壓力有正值和負(fù)值之分。相對(duì)壓力的單位通常是帕（Pa）表示。 2. 兩點(diǎn)壓力差 由于A、B兩點(diǎn)壓力大小不相等，因而在A、B兩點(diǎn)之間就存在壓力差，由于這種壓力差是由礦井通風(fēng)機(jī)或自然因素造成的，故壓力差又叫通風(fēng)壓力。它是用來克服巷道通風(fēng)阻力并使風(fēng)流按照規(guī)定的風(fēng)速流動(dòng)的動(dòng)力，其數(shù)值可以通過計(jì)算或儀器測(cè)定得到。 二、井巷通風(fēng)阻力 當(dāng)空氣沿井巷運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于風(fēng)流的粘滯性、慣性以及井巷周邊對(duì)風(fēng)流的阻滯、擾動(dòng)作用

10、而形成的通風(fēng)阻力，它是造成風(fēng)流能量損失的原因。 上面已經(jīng)提到，通風(fēng)機(jī)或自然因素所形成的通風(fēng)壓力是用來克服礦井通風(fēng)阻力的，所以通風(fēng)壓力和通風(fēng)阻力是作用力與反作用力的關(guān)系，即數(shù)值相等，作用方向相反，故通風(fēng)阻力值就是礦井通風(fēng)需要的風(fēng)壓值。 礦井通風(fēng)阻力分為摩擦阻力和局部阻力兩類。 1. 摩擦阻力 空氣沿井巷流動(dòng)時(shí)，由于流層之間的摩擦和流體與井巷周邊壁面之間的相互摩擦而產(chǎn)生的阻力稱為摩擦阻力（也稱沿程阻力），它與巷道斷面的大小、形狀、支架型式、巷道壁的粗糙程度有關(guān)。在礦井通風(fēng)中，常用風(fēng)流的壓能損失h摩來表示摩擦阻力，其值的大小按下式計(jì)算， h摩=αLUQ2/S2 （14—1）

11、 式中 h摩——井巷摩擦阻力，Pa； α——井巷摩擦阻力系數(shù)，N·S2/m4（?！っ?/米2）； L——井巷長(zhǎng)度，m； U——井巷周邊長(zhǎng)度，m； Q——井巷中流過的風(fēng)量，m3/s。 通常令（14—1）式中 αLU/S3=R摩 式中 R摩——摩擦風(fēng)阻，N·S2/m8。 則（14—1）式可寫成： h摩= R摩Q2 （14—2） 2. 局部阻力 空氣流經(jīng)井巷的某些局部地點(diǎn)（如井巷突然擴(kuò)大、突然縮小，急轉(zhuǎn)彎以及分岔或匯合等），造成風(fēng)流速度和方向的突然變化，導(dǎo)致均勻風(fēng)流產(chǎn)生紊亂的渦流與撞擊，因而在局部地點(diǎn)產(chǎn)生的附

12、加阻力稱為局部阻力。其值可按下式計(jì)算： h局=R局Q2 （14—3） 式中 h局——井巷局部阻力：Pa ； R局——產(chǎn)生局部阻力地點(diǎn)的局部風(fēng)阻，Ns2/m8。 綜合以上所述，井巷的通風(fēng)總阻力h阻= h摩+ h局 =（R摩+R局）Q2 = R總Q2 （14-4） 、式中 h阻——井巷通風(fēng)總阻力，Pa ；

13、 R總——井巷通風(fēng)總風(fēng)阻，N·S2/m4 ； Q——井巷中流過的風(fēng)量，m3/S 。 三、降低通風(fēng)阻力的措施 井巷通風(fēng)阻力越大，需要的通風(fēng)壓力也就越大，從而使礦井通風(fēng)機(jī)的電能消耗加大。為了保證礦井安全生產(chǎn)和提高經(jīng)濟(jì)，在礦井生產(chǎn)過程中要盡量降低通風(fēng)阻力。根據(jù)式（14-4）可知，降低通風(fēng)阻力應(yīng)從降低摩擦阻力和局部阻力兩個(gè)方面著手，具體措施主要有： 1）減小井巷摩擦阻力系數(shù)。對(duì)于服務(wù)年限長(zhǎng)的主要井巷，應(yīng)盡量采用巷道周壁表面光滑的支護(hù)方式，對(duì)于棚式支護(hù)，應(yīng)盡量架設(shè)整齊，必要時(shí)背好幫頂?shù)?，? 2）保證有足夠大的井巷斷面。特別是主要進(jìn)、回風(fēng)流巷道斷面擴(kuò)大對(duì)降低風(fēng)阻效果明顯。 3）盡量縮短通風(fēng)路線

14、長(zhǎng)度。因?yàn)橄锏赖哪Σ磷枇εc巷道長(zhǎng)度呈正比，因此應(yīng)盡量縮短風(fēng)路的長(zhǎng)度。例如在通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)或改造時(shí)，若采用中央并列式通風(fēng)系統(tǒng)阻力過大，可以改為對(duì)角式通風(fēng)或分區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)，因?yàn)楹笳叩耐L(fēng)線路短。 4）避免巷道內(nèi)風(fēng)量過于集中。巷道摩擦阻力與風(fēng)量的平方成正比，若巷道內(nèi)風(fēng)量過于集中，摩擦阻力會(huì)大大增加。因此，應(yīng)盡可能使礦井的總進(jìn)風(fēng)早分開，使礦井的總回風(fēng)晚匯合。 5）降低局部阻力。應(yīng)盡量避免巷道急拐彎，避免巷道斷面突然擴(kuò)大、突然縮小，盡量避免在主要巷道內(nèi)任意停放車輛、堆積木材、器材等，巷內(nèi)堆積物要及時(shí)清除或擺放整齊，盡量少堵塞井巷斷面，加強(qiáng)礦井總回風(fēng)道的維護(hù)和管理，對(duì)冒頂、片幫和積水要及時(shí)處理。 第三節(jié)

15、 礦井通風(fēng)動(dòng)力 空氣能在井巷中源源不斷的流動(dòng)，是由于進(jìn)風(fēng)側(cè)與回風(fēng)側(cè)之間存在的壓力差。這種壓力差，若是由通風(fēng)機(jī)造成的則為機(jī)械風(fēng)壓，這種通風(fēng)方式稱為機(jī)械通風(fēng)。若這種壓力差是由自然力產(chǎn)生的則為自然風(fēng)壓，而這種通風(fēng)方式稱為自然通風(fēng)。機(jī)械風(fēng)壓和自然風(fēng)壓是礦井通風(fēng)的動(dòng)力，用以克服各種通風(fēng)阻力，促使空氣流動(dòng)。 一、自然通風(fēng) 使空氣獲得能量，產(chǎn)生自然風(fēng)壓，使其沿井巷流動(dòng)，這種自然力主要是由地面溫度的變化，使礦井風(fēng)側(cè)和回風(fēng)側(cè)空氣溫度發(fā)生差異而引起的。 如圖14-2所示，冬季礦井外部溫度低于井內(nèi)溫度，礦井內(nèi)的空氣柱3-2比井外同樣高度的空氣柱1-1‘要輕，由于空氣柱重量不同，井口1點(diǎn)的空氣壓力大于2點(diǎn)的空

16、氣壓力，空氣必然要從井口1進(jìn)入礦井內(nèi)并向2點(diǎn)流動(dòng)，最后從井口3排出，從而形成自然風(fēng)流。到了夏季，礦井內(nèi)溫度低于礦井外溫度，這時(shí)空氣柱3-2的重量比礦井外空氣柱1-1的重量要重，2點(diǎn)空氣壓力比井口1點(diǎn)空氣壓力大，空氣必然就從井口3進(jìn)入礦井內(nèi)，從井口1排除。因此，夏季礦井自然風(fēng)流向與冬季自然風(fēng)流向相反。在春秋季節(jié)，礦井內(nèi)外的氣溫大致一樣，這時(shí)，礦井內(nèi)的自然風(fēng)流很弱，且不穩(wěn)定，甚至無風(fēng)。 圖14-2 自然通風(fēng) 自然風(fēng)壓一般較小。但在山區(qū)回風(fēng)井和入風(fēng)井井口標(biāo)高差異較大，或在地形較平坦地區(qū)，在回風(fēng)井口加適當(dāng)加高風(fēng)筒或風(fēng)塔高度，以增加兩井口的高差，仍能形成一定的自然風(fēng)壓?！兑?guī)程》

17、規(guī)定，礦井必須采用機(jī)械通風(fēng)，自然通風(fēng)只能在特定條件下使用。 二、機(jī)械通風(fēng) 機(jī)械通風(fēng)是礦井通風(fēng)的主要?jiǎng)恿?。機(jī)械通風(fēng)所用的機(jī)械稱為通風(fēng)機(jī)，按其服務(wù)范圍可以分為三種： 1）主要通風(fēng)機(jī)（簡(jiǎn)稱主扇），主要用于全礦井或礦井的一翼（部分）； 2）輔助通風(fēng)機(jī)（簡(jiǎn)稱輔扇），主要服務(wù)于礦井網(wǎng)絡(luò)的某一分支（如采區(qū)或工作面），以幫助主要通風(fēng)機(jī)供風(fēng)以保證該分支的風(fēng)量； 3）局部通風(fēng)機(jī)（簡(jiǎn)稱局扇），主要用于獨(dú)頭掘進(jìn)的井巷等局部地區(qū)通風(fēng)。 礦用通風(fēng)機(jī)按其構(gòu)造又可分為離心式通風(fēng)機(jī)和軸流式通風(fēng)機(jī)兩類。 1）離心式通風(fēng)機(jī) 離心式通風(fēng)機(jī)主要有螺旋形外殼、進(jìn)風(fēng)道和擴(kuò)散器等部件組成，如圖14-3所示。 圖14-3

18、 當(dāng)通風(fēng)機(jī)的動(dòng)輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，動(dòng)輪葉片之間的空氣隨著旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心作用，從動(dòng)輪甩到螺形外客，并從擴(kuò)散器排出。當(dāng)動(dòng)輪葉片間一部分空氣被甩出去時(shí)，輪心部分便形成低壓區(qū)，這時(shí)，外界的空氣在大氣壓的作用下，由通風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入動(dòng)輪。由于動(dòng)輪不停地運(yùn)轉(zhuǎn)，就可把井下的空氣不斷地抽出。 2）軸流式通風(fēng)機(jī) 軸流式通風(fēng)機(jī)主要由進(jìn)風(fēng)口、葉輪、整流器、風(fēng)筒、擴(kuò)散器、和傳動(dòng)部件等部分組成，如圖14-4所示。 圖14-4 軸流示通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，空氣沿著通風(fēng)機(jī)軸的方向進(jìn)入進(jìn)風(fēng)口，由于葉輪的旋轉(zhuǎn)把空氣向前推動(dòng)，并造成壓力，然后經(jīng)擴(kuò)散器排出。 離心式通風(fēng)機(jī)和軸流式通風(fēng)機(jī)相比，離心式通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓高，

19、運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，堅(jiān)固耐用，噪音小，但體積較大。而軸流式通風(fēng)機(jī)便于進(jìn)行風(fēng)量和風(fēng)壓的調(diào)節(jié)，機(jī)體較小，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，噪音大，維護(hù)困難。過去認(rèn)為離心式通風(fēng)機(jī)效率比軸流式風(fēng)通風(fēng)機(jī)低，曾有以軸流式通風(fēng)機(jī)代替離心式通風(fēng)機(jī)的趨勢(shì)，近年來，我國(guó)已經(jīng)制造出機(jī)翼形葉片的高效率離心式通風(fēng)機(jī)，故目前離心式通風(fēng)機(jī)的使用范圍已有所擴(kuò)大。 第四節(jié) 礦井通風(fēng)系統(tǒng) 礦井通風(fēng)系統(tǒng)是礦井主要通風(fēng)機(jī)的工作方式、通風(fēng)方式和通風(fēng)網(wǎng)路的總稱。它是礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分。 一、礦井主要通風(fēng)機(jī)的工作方式 礦井主要通風(fēng)機(jī)的工作方式主要有抽出式通風(fēng)和壓入式通風(fēng)兩種。 1）抽出式 抽出式通風(fēng)是把通風(fēng)機(jī)安設(shè)在回風(fēng)井口附

20、近，并用風(fēng)硐把通風(fēng)機(jī)和回風(fēng)井筒相連，同時(shí)把回風(fēng)井口封閉，如圖14-5a所示，當(dāng)風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在主要通風(fēng)機(jī)的作用下，整個(gè)礦井通風(fēng)系統(tǒng)處在低于大氣壓力的負(fù)壓狀態(tài)，迫使空氣從進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入井下，再由回風(fēng)井排出。 在抽出式通風(fēng)的礦井中，井下任何一點(diǎn)的空氣壓力，都小于井口的大氣壓力，因此，把這種通風(fēng)機(jī)的工作方式叫負(fù)壓通風(fēng)。 2）壓入式通風(fēng) 壓入式通風(fēng)是把通風(fēng)機(jī)安設(shè)在進(jìn)風(fēng)口附近，并用風(fēng)硐把它和進(jìn)風(fēng)筒相連，如圖14-b所示，當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在主要通風(fēng)機(jī)的作用下，整個(gè)礦井通風(fēng)系統(tǒng)處在高于大氣壓力的正壓狀態(tài)，迫使空氣從進(jìn)風(fēng)井進(jìn)入，回風(fēng)井排除。進(jìn)風(fēng)口密閉一般采用密閉式井口房，把井口與地面大氣隔開。 在壓入式

21、通風(fēng)的礦井中，井下任何一點(diǎn)的空氣壓力都大于井口的大氣壓力，因此，把這種通風(fēng)機(jī)的工作方式叫正壓通風(fēng)。 抽出式通風(fēng)的礦井中，井下風(fēng)流處于負(fù)壓狀態(tài)，一旦主扇因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)，井下空氣的壓力將會(huì)提高，空氣壓力提高可抑制采空區(qū)和巷道頂部冒落處聚集的有害氣體向巷道涌出，這對(duì)保證礦井安全有重要意義。壓入式通風(fēng)和抽出式通風(fēng)相反，如果主扇一旦停轉(zhuǎn)，井下空氣的壓力會(huì)降低，這時(shí)采空區(qū)有害氣體將大量涌出，使安全受到威脅。因此，礦井一般都采用抽出式通風(fēng)。只有在瓦斯少，地面小窯塌陷區(qū)分布較廣的礦井，為了避免采用抽出式通風(fēng)把上部小窯積存的有害氣體抽入井內(nèi)，影響安全，才在開采第一水平時(shí)采用壓入式通風(fēng)。 3．抽出和壓入混合式通

22、風(fēng) 抽出和壓入混合式通風(fēng)方法是上述兩種方法的綜合，如圖15—5c所示。其主要應(yīng)用于礦井通風(fēng)距離遠(yuǎn)、通風(fēng)阻力大的礦井。該通風(fēng)方式在管理上比較復(fù)雜 ，所以應(yīng)用較少。 圖14-5 二、礦井通風(fēng)方式 按照礦井進(jìn)風(fēng)井和回風(fēng)井相互位置關(guān)系，可把礦井通風(fēng)方式分為三種基本類型： 1）中央式 中央式又可分為中央并列式和中央分列式兩種。 圖14-6 中央并列式是進(jìn)風(fēng)井和回風(fēng)井大致并列布置在井田的中央，而且相距很近。如圖14-6所示。一般是利用主、副井兼作進(jìn)、回風(fēng)井。 中央分列式(也稱中央邊界式)。如圖15—7所示，進(jìn)風(fēng)井大致位于井田的中央，出風(fēng)井大致位于井

23、田沿煤層傾斜上部邊界的中央，風(fēng)流由井田中央的進(jìn)風(fēng)井進(jìn)入礦井，最后由上部中央邊界的出風(fēng)井排出井外。 圖14-7 2）對(duì)角式 對(duì)角式又可分為兩翼對(duì)角式和分區(qū)對(duì)角式兩種。 兩翼對(duì)角式是進(jìn)風(fēng)井大致位于井田走向的中央，兩個(gè)回風(fēng)井位于井田沿走向邊界的兩翼（沿傾斜方向的淺部），如圖14-8所示 分區(qū)對(duì)角式是進(jìn)風(fēng)井大致位于井田走向的中央，開采第一水平時(shí)在每個(gè)采區(qū)的上部邊界開掘一個(gè)回風(fēng)井，無需總回風(fēng)巷道。 圖14-8 3）混合式 混合式是中央式和對(duì)角式或中央并列式和中央分列式所組成的一種綜合形式，它是老礦井進(jìn)行深部開采時(shí)常采

24、用的通風(fēng)方式。 中央式和對(duì)角式布置中央式與對(duì)角式的比較 優(yōu)點(diǎn)： （1）礦井總回風(fēng)巷可以隨采區(qū)接替逐步開掘，因而建井工期短，總回風(fēng)巷的維護(hù)費(fèi)用低； （2）回風(fēng)井筒數(shù)目少，同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)少，容易管理； （3）當(dāng)進(jìn)風(fēng)井口及井底車場(chǎng)附近發(fā)生火災(zāi)需要反風(fēng)時(shí)，容易實(shí)現(xiàn)。 缺點(diǎn)： （1）隨著向邊界采區(qū)開采，總回風(fēng)巷不斷延長(zhǎng)，通風(fēng)線路隨之加長(zhǎng)，因而通風(fēng)阻力不斷增加； （2）礦井生產(chǎn)期間，由于井下巷道阻力不斷增加，阻力變動(dòng)范圍大，難以保證通風(fēng)機(jī)在高效率狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)； （3）礦井總進(jìn)風(fēng)和總回風(fēng)風(fēng)流反向平行流動(dòng)，容易發(fā)生漏風(fēng)； （4）在礦井生產(chǎn)的中后期，多采區(qū)同時(shí)生產(chǎn)時(shí)礦井通風(fēng)系統(tǒng)關(guān)

25、聯(lián)性太強(qiáng)，系統(tǒng)獨(dú)立性差，系統(tǒng)防災(zāi)抗災(zāi)能力差。 通常在礦井瓦斯和煤層自燃發(fā)火不嚴(yán)重，煤層埋藏深，傾角大，但井田走向不長(zhǎng)的礦井，可考慮采用中央并列式布置方式。而井田走向較長(zhǎng)（超過4km），井型較大，煤層上部距地表較淺，瓦斯和自燃發(fā)火嚴(yán)重的礦井，一般采用對(duì)角式布置方式。 三、礦井反風(fēng) 礦井進(jìn)風(fēng)口、井筒、井底車場(chǎng)附近一量發(fā)生火災(zāi)，為縮小災(zāi)情、出，有時(shí)需要反風(fēng)，即改變風(fēng)流方向?！兑?guī)程》規(guī)定，礦井：礦井主要通風(fēng)機(jī)必須有反風(fēng)裝置，必須能在10min內(nèi)改變巷道中的風(fēng)流方向；風(fēng)流方向改變后，供風(fēng)量應(yīng)小于正常風(fēng)量的40％。 1．離心式通風(fēng)機(jī)的反風(fēng) 離心式通風(fēng)機(jī)只能利用反風(fēng)門與旁側(cè)反風(fēng)道的方法反風(fēng)

26、，如圖14-9所示．通風(fēng)機(jī)正常工作時(shí)。反風(fēng)門1和2處于實(shí)線位置；反風(fēng)時(shí)將反風(fēng)門1提起、把反風(fēng)門2放下。地表空氣自后門2進(jìn)入通風(fēng)機(jī)，再?gòu)幕铋Tl進(jìn)入旁測(cè)反風(fēng)道3，進(jìn)入風(fēng)井流入井下，達(dá)到反風(fēng)目的。 圖14-9 圖14-10 2．軸流式通風(fēng)機(jī)的反風(fēng) 利用反風(fēng)門與旁側(cè)反風(fēng)道反風(fēng)．如圖14-10所示。它是利用將反風(fēng)風(fēng)門1提起來．同時(shí)把反風(fēng)風(fēng)門2放下去(圖中虛線所示的位置)，而使風(fēng)流自地面經(jīng)過百葉窗4．由下放的反風(fēng)門2處進(jìn)入通風(fēng)機(jī)．再由提起的反風(fēng)門1處進(jìn)入反風(fēng)繞道3，進(jìn)入風(fēng)井到井下。 對(duì)于軸流式通風(fēng)機(jī)也可以采用使通風(fēng)機(jī)

27、反轉(zhuǎn)的方法來進(jìn)行反風(fēng)。 第五節(jié) 礦井總風(fēng)量的計(jì)算 在煤礦生產(chǎn)中為了保證井下工作場(chǎng)所有足夠的新鮮空氣，把井下有毒有害氣體稀釋至安全濃度，并為之創(chuàng)造良好氣候條件，必須向井下連續(xù)不斷地輸送新鮮空氣。 一、礦井配風(fēng)原則、方法和依據(jù) 1）配風(fēng)原則和方法 —般生產(chǎn)礦井的實(shí)際做法是按照《規(guī)程》的規(guī)定，根據(jù)實(shí)際需要，“由里向外”配風(fēng)，即首先確定井下各用風(fēng)地點(diǎn)(如采掘工作面、硐室、火藥庫(kù)等)所需的風(fēng)量，然后逆風(fēng)流方向加上各風(fēng)路中允許的漏風(fēng)量，求得各風(fēng)路上的風(fēng)量和礦井的總進(jìn)風(fēng)量；根據(jù)求得的礦井總進(jìn)風(fēng)量再加上空氣體積膨脹的風(fēng)量(這項(xiàng)風(fēng)量約為總進(jìn)風(fēng)量的5％)即得礦井總回風(fēng)量。 2）配風(fēng)的依據(jù) 礦井

28、各處所配給的風(fēng)量，必須符合《煤礦安全規(guī)種》相關(guān)條文的規(guī)定。 (1)氧氣含量的規(guī)定； (2)瓦斯、—氧化碳等有害氣體安全濃度的規(guī)定； (3)風(fēng)流速度的規(guī)定； (4)空氣溫度的規(guī)定， (5)空氣中懸浮粉塵安全濃度的規(guī)定。 二、生產(chǎn)礦井總進(jìn)風(fēng)量的計(jì)算 生產(chǎn)礦井總進(jìn)風(fēng)量是指井下各工作地點(diǎn)的需風(fēng)量和各條風(fēng)路中損失風(fēng)量的總和。根據(jù)《規(guī)程》規(guī)定，礦井需要的風(fēng)量(Q)應(yīng)按下列要求分別計(jì)算，并選取其中的最大值。 1）按井下同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算礦井總需風(fēng)量： Q礦進(jìn)=4×N×K礦通 　m3/min 式中：N——井下同時(shí)工作的最多人數(shù) K礦通——礦井通風(fēng)系數(shù)；一般取1.20～1.

29、25 2）按采煤、掘進(jìn)、硐室及其它地點(diǎn)實(shí)際需要風(fēng)量的總和計(jì)算： Q礦進(jìn)=（∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其它）×K礦通　　m3/min 式中：∑Q采——采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量的總和，m3/min； ∑Q掘——掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量的總和，m3/min； ∑Q硐——硐室實(shí)際需要風(fēng)量的總和，m3/min； ∑Q其它——礦井除了采煤、掘進(jìn)和硐室地點(diǎn)外的其它井巷需要進(jìn)行通風(fēng)的風(fēng)量總和，m3/min。 （1）采煤工作面風(fēng)量可按以下方法計(jì)算 ①按瓦斯涌出量計(jì)算： Q采=100×q瓦采×K采通，m3/min 式中：Q采——采煤工作面實(shí)際需要的風(fēng)量，m3/min；

30、q瓦采——采煤工作面的瓦斯絕對(duì)涌出量， m3/min； K采通——采煤工作面瓦斯涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)，取1.0～1.2。 ②按工作面氣溫計(jì)算： Q采=60×V采×S采×K，m3/min 式中：V采——采煤工作面風(fēng)速， m/s； S采——采煤工作面的平均斷面積， m2 K——工作面長(zhǎng)度系數(shù)，取1.0 ③按工作面人數(shù)計(jì)算實(shí)際需風(fēng)量： Q采=4×N，m3/min 式中：N——工作面同時(shí)工作的最多人數(shù) ④按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算：采煤工作面風(fēng)速范圍0.25～4m/s。 15×S采≤Q采≤240×S采 式中：S采——采煤工作面的平均斷面積，m2 根

31、據(jù)以上計(jì)算，取其最大者即為工作面所需風(fēng)量。 （2）掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量 ①按瓦斯(二氧化碳)涌出量計(jì)算： Q掘=100×q瓦斯掘×K掘通，m3/min 式中：Q掘—掘進(jìn)工作面實(shí)際需要的風(fēng)量，m3/min； q瓦斯掘—掘進(jìn)工作面的瓦斯（二氧化碳）絕對(duì)涌出量， m3/min； K掘通—掘進(jìn)工作面瓦斯涌出不均衡的風(fēng)量系數(shù)，一般取K=1.2～2.1。 ②按人數(shù)計(jì)算掘進(jìn)工作面實(shí)際需要的風(fēng)量： Q 掘=4×N，m3/min 式中：N—掘進(jìn)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù) ③按炸藥量計(jì)算掘進(jìn)工作面實(shí)際需要的風(fēng)量： Q掘=25×A，m3/min 式中：25－每公斤炸藥爆炸后所需

32、要供給的風(fēng)量，m3/(kg.min) A——掘進(jìn)工作面一次爆破的最大炸藥用量，kg ④按局部通風(fēng)機(jī)的實(shí)際吸風(fēng)量計(jì)算 Q掘= Q扇×I×c 式中Q扇－局部通風(fēng)機(jī)的實(shí)際吸風(fēng)量　m3/min I－同時(shí)工作的局部通風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù) C－防止局部通風(fēng)機(jī)吸循環(huán)風(fēng)的系數(shù)，1.1~1.2 ⑤按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算： 15×S煤掘≤Q煤掘≤240×S煤掘 式中：S煤掘——煤巷掘進(jìn)工作面的斷面積， m2 根據(jù)以上計(jì)算，取其最大者即為工作面所需風(fēng)量。 (3)硐室需風(fēng)量： 硐室實(shí)際所需風(fēng)量應(yīng)按礦井各個(gè)獨(dú)立通風(fēng)硐室實(shí)際需要風(fēng)量的總和計(jì)算．即： ①機(jī)電設(shè)備發(fā)熱量大的機(jī)電硐室(如水泵房、空氣壓

33、縮機(jī)房等)實(shí)際需要的風(fēng)量可按機(jī)電設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)熱量計(jì)算，即； ②火藥庫(kù)實(shí)際需要的風(fēng)量按每小時(shí)1次換氣量計(jì)算，即： 式中　V－包括聯(lián)絡(luò)通道在內(nèi)的火藥庫(kù)的空間總體積，m3 火藥庫(kù)實(shí)際需要的風(fēng)量也可按經(jīng)驗(yàn)值確定 大型火藥庫(kù)取 100～150 m3/min 中小型火藥件取 60～100 m3/min ③其他硐室實(shí)際需要的風(fēng)量，可按經(jīng)驗(yàn)值確定，如； 采區(qū)絞車房或變電硐室可取60～100 m3/min； 充電硐室應(yīng)按總回風(fēng)流中氫氣濃皮小于0.5％計(jì)算，但不得小于100 m3/min；或按經(jīng)驗(yàn)值確定為100～200 m3/min。 ④其他用風(fēng)地點(diǎn)實(shí)際所需風(fēng)量的計(jì)算

34、。 其他用風(fēng)地點(diǎn)實(shí)際所需風(fēng)量，應(yīng)按礦井各其他獨(dú)立用風(fēng)地點(diǎn)所需風(fēng)量的總和計(jì)算。 三、新設(shè)計(jì)礦井風(fēng)量的計(jì)算 設(shè)計(jì)礦井的風(fēng)量，可參照鄰近生產(chǎn)礦井的通風(fēng)資料，按生產(chǎn)礦井的風(fēng)量計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算。對(duì)新礦區(qū)、無鄰近生產(chǎn)礦井參照時(shí)，可參照省內(nèi)氣候、礦山地質(zhì)、開采技術(shù)條件相類似的生產(chǎn)礦井的風(fēng)量計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算。 第六節(jié)　采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng) 一、采區(qū)通風(fēng) 采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的核心單元，是采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分，它包括采區(qū)進(jìn)風(fēng)、回風(fēng)和采煤工作面進(jìn)回風(fēng)巷道等組成的風(fēng)路連接形式及采區(qū)的風(fēng)流控制設(shè)施。 采區(qū)是生產(chǎn)人員較多和有害氣體、粉塵生成集中的場(chǎng)所、采區(qū)通風(fēng)狀況的優(yōu)劣，對(duì)保障工作人員的健康和安全

35、起著決定性的作用。因此，要求流入采區(qū)的風(fēng)量必須滿足人員呼吸、稀釋各種有害氣體和粉塵的需要。風(fēng)流必須穩(wěn)定，各類巷道和采、掘工作面的風(fēng)量要符合《規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定。 為滿足上述要求，必須擬定合理的采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)。所謂采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)是指風(fēng)流進(jìn)入采區(qū)，沿采區(qū)巷道清洗工作面后排出采區(qū)的整個(gè)風(fēng)流流動(dòng)路線。 在準(zhǔn)備采區(qū)時(shí)，必須在采區(qū)內(nèi)構(gòu)成通風(fēng)系統(tǒng)以后方可開掘其它巷道。采煤工作面必須在構(gòu)成全風(fēng)壓通風(fēng)以后，方可回采。采區(qū)進(jìn)、回風(fēng)巷必須貫穿整個(gè)采區(qū)長(zhǎng)度或高度，嚴(yán)禁將一條上山、下山或盤區(qū)的風(fēng)巷分為兩段，其中一段為進(jìn)風(fēng)巷，另一段為回風(fēng)巷。 采區(qū)內(nèi)一般布置三條上山，一條為運(yùn)輸上山，一條為軌道上山，一條專用回風(fēng)上山。瓦斯

36、涌出量小的小煤礦可布置兩條上山。 1）運(yùn)輸上山進(jìn)風(fēng)、軌道上山回風(fēng)的通風(fēng)系統(tǒng) 圖14-11a所示為運(yùn)輸上山進(jìn)風(fēng)、軌道上山回風(fēng)的采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)。由于煤流方向與風(fēng)流方向相反，運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的煤塵易污染采區(qū)的進(jìn)風(fēng)風(fēng)流，使工作面的安全和環(huán)境惡化。對(duì)于煤塵燃燒爆炸危險(xiǎn)性小的采區(qū)，可以選擇使用。 2．軌道上山進(jìn)風(fēng)、運(yùn)輸上山回風(fēng)的采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng) 圖14-11b所示為軌道上山進(jìn)風(fēng)、運(yùn)輸上山回風(fēng)的采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)雖然可以減少煤塵對(duì)采區(qū)進(jìn)風(fēng)風(fēng)流的污染，但由于軌道上山進(jìn)風(fēng)，在軌道上山的上部、中部車場(chǎng)都要安設(shè)風(fēng)門，風(fēng)門數(shù)量比前者多，運(yùn)料、行人時(shí)容易造成風(fēng)流短路，所以采區(qū)漏風(fēng)量較大、通風(fēng)管理復(fù)雜。該系

37、統(tǒng)適用于煤塵燃燒、爆炸危險(xiǎn)性大的采區(qū)。 圖14-11 在選擇采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，對(duì)煤塵燃燒、爆炸危險(xiǎn)性大的采區(qū)，應(yīng)采用軌道上山進(jìn)風(fēng)、運(yùn)輸上山回風(fēng)的采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)；煤塵爆炸、燃燒危險(xiǎn)性小的采區(qū)，為了簡(jiǎn)化通風(fēng)系統(tǒng)，便于管理，減少漏風(fēng)量，可以采用運(yùn)輸上山進(jìn)風(fēng)、軌道上山回風(fēng)的采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)，但應(yīng)采取防塵措施。 二、采煤工作面通風(fēng) 由采煤工作面及其進(jìn)、回風(fēng)巷道所構(gòu)成的通風(fēng)路線叫采煤工作面通風(fēng)系統(tǒng)。按照采煤工作面進(jìn)、回風(fēng)巷的數(shù)目和風(fēng)流的流動(dòng)路線的不同，采煤工作面的通風(fēng)系統(tǒng)可有多種形式，如“U”型、“Y”型、“W”型和“H”型等通風(fēng)系統(tǒng)?，F(xiàn)場(chǎng)比較常用的

38、通風(fēng)系統(tǒng)有： 1）“U”型通風(fēng)系統(tǒng)（圖14-12）：這種通風(fēng)系統(tǒng)最為簡(jiǎn)單，采用最廣泛。但它的缺點(diǎn)是，采煤工作面的采空區(qū)一側(cè)的上隅角容易積聚瓦斯。 2）“Y”型通風(fēng)系統(tǒng)（圖14-13）：這種通風(fēng)系統(tǒng)對(duì)解決回風(fēng)流瓦斯?jié)舛冗^高或上隅角積存瓦斯具有良好效果。但要求工作面的上順槽沿采空區(qū)一翼全長(zhǎng)預(yù)先掘出，且在回采期內(nèi)要始終維護(hù)。 圖14-13 圖14-12 3、“W”型通風(fēng)系統(tǒng)（圖14-15）：這種通風(fēng)系統(tǒng)適用于瓦斯涌出量大、工作面較長(zhǎng)的綜采工作面，因?yàn)樗墓╋L(fēng)量較“U”、“Y”型增加一倍。當(dāng)開采煤層的瓦斯涌出量特別大時(shí)，還可在中間平巷中布置鉆孔抽放瓦斯，

39、但這種通風(fēng)系統(tǒng)中有半個(gè)工作面是下行通風(fēng)．對(duì)有煤與瓦斯突出的采煤工作面嚴(yán)禁采用。 圖14-14 除了上述幾種采煤工作面通風(fēng)系統(tǒng)外．還有“Z”型通風(fēng)系統(tǒng)和“H”型通風(fēng)系統(tǒng)等。以上多種通風(fēng)系統(tǒng)實(shí)際上是“U”型通風(fēng)系統(tǒng)的變形，總的目的是為了加大工作面長(zhǎng)度，增加工作面風(fēng)量和預(yù)防瓦斯積聚。 圖14-15 第七節(jié) 掘進(jìn)通風(fēng)方法 在開掘井巷時(shí)，為了稀釋和排除煤巖體涌出的有害氣體，爆破產(chǎn)生的炮眼和礦塵以及保持良好的氣候條件，必須進(jìn)行不間斷的通風(fēng)。這種井巷只有一個(gè)出口的獨(dú)頭巷道，不能形成貫穿風(fēng)流，必須

40、采用機(jī)械和導(dǎo)風(fēng)設(shè)施，使新鮮風(fēng)流與污濁風(fēng)流隔開，這種對(duì)井下獨(dú)頭巷道通風(fēng)的方法稱為掘進(jìn)通風(fēng)（又稱局部通風(fēng)）。 掘進(jìn)通風(fēng)方法有總風(fēng)壓通風(fēng)、引射器通風(fēng)和局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)三種。局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)是我國(guó)礦井廣泛采用的一種掘進(jìn)通風(fēng)方法。它是利用局部通風(fēng)機(jī)和風(fēng)筒把新鮮風(fēng)流送到掘進(jìn)工作面的方法。 局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)的通風(fēng)方式主要有壓入式、抽出式和混合式通風(fēng)三種，如圖14-16。 圖14-16 1）壓入式通風(fēng)（圖14-16a）是用局扇把新鮮風(fēng)流通過風(fēng)筒壓送到掘進(jìn)工作面，回風(fēng)由巷道直接排出。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是：從風(fēng)筒吹出的風(fēng)流清晰工作面的能力強(qiáng)；通過局扇壓入的風(fēng)流

41、為新鮮風(fēng)流，安全可靠，風(fēng)筒可使用輕便的柔性風(fēng)筒，即使風(fēng)筒少量漏風(fēng)，也可起到?jīng)_淡巷道內(nèi)炮煙的作用。但其缺點(diǎn)是排除沿巷道流動(dòng)的炮煙需要較長(zhǎng)的時(shí)間，巷道越長(zhǎng)，排出炮煙的時(shí)間越長(zhǎng)。 2）抽出式通風(fēng)（圖14-16b）和壓入式通風(fēng)恰恰相反，依靠安裝在離掘進(jìn)巷道10m以外回風(fēng)側(cè)的局扇抽出時(shí)產(chǎn)生的負(fù)壓，回風(fēng)經(jīng)風(fēng)筒由局扇排出，迫使新鮮風(fēng)流沿巷道流入掘進(jìn)工作面。 受風(fēng)機(jī)工作時(shí)風(fēng)筒吸口吸入空氣的作用范圍的限制，抽出式通風(fēng)只有在風(fēng)筒吸風(fēng)口距工作面很近時(shí)才有效，否則，由于風(fēng)流短路，工作面得不到良好的通風(fēng)。抽出式通風(fēng)回風(fēng)要通過局扇，故安全性低，且不能使用柔性風(fēng)筒。 3）混合式通風(fēng)（圖14-16b）是上述兩種通風(fēng)方法

42、的聯(lián)合使用。所以它具有壓入式和抽出式通風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)，但它需要兩套通風(fēng)設(shè)備，同時(shí)回風(fēng)也要經(jīng)過局扇。 通過以上分析可以看出，壓入式通風(fēng)是最安全的通風(fēng)方法。因此，當(dāng)以排除瓦斯為主的煤巷或半煤巖巷道掘進(jìn)時(shí)，采用壓入式通風(fēng)，目前壓入式通風(fēng)是礦井中最常用的掘進(jìn)通風(fēng)方式。而當(dāng)以排除粉塵、炮煙為主的井筒掘進(jìn)時(shí)，宜采用抽出式通風(fēng)?；旌鲜酵L(fēng)主要用于大斷面、無瓦斯涌出的長(zhǎng)距離掘進(jìn)巷道中。 第八節(jié) 礦井通風(fēng)構(gòu)筑物 井下巷道縱橫交錯(cuò)，彼此貫通。為了保證風(fēng)流按擬定的路線流動(dòng)，必須在某些巷道內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的構(gòu)筑物對(duì)風(fēng)流路線進(jìn)行控制，這類構(gòu)筑物稱為通風(fēng)構(gòu)筑物。 通風(fēng)構(gòu)筑物因其用途不同，種類繁多。本節(jié)僅介紹一些主要的通風(fēng)

43、構(gòu)筑物。 一、風(fēng)門 在人員和車輛需要通行，而不能讓風(fēng)流通過的巷道中，需要設(shè)置通風(fēng)構(gòu)筑物，這種既要切斷風(fēng)流又能保證行人通車的通風(fēng)構(gòu)筑物稱為風(fēng)門。 風(fēng)門按制作材料可分為木制、鐵制、木板包鐵皮等幾種；按開啟方式又可分為人力開啟風(fēng)門和自動(dòng)開啟風(fēng)門兩種，自動(dòng)開啟風(fēng)門又有光電自動(dòng)風(fēng)門、電動(dòng)自動(dòng)風(fēng)門和壓氣自動(dòng)風(fēng)門等幾類。 風(fēng)門開啟的方向應(yīng)逆風(fēng)流，保證風(fēng)門受風(fēng)壓作用后與門框接觸更嚴(yán)密。為了減少風(fēng)門開啟時(shí)漏風(fēng)，每處風(fēng)門至少要有兩道，間距要大于運(yùn)輸工具的長(zhǎng)度，即當(dāng)運(yùn)行礦車時(shí)不得少于一列車長(zhǎng)度，行人時(shí)不少于5m，并禁止兩道風(fēng)門同時(shí)開啟，以避免風(fēng)流短路。在風(fēng)壓較大的礦井中，為防止漏風(fēng)，可布置三道或四道風(fēng)門。

44、 二、風(fēng)墻 風(fēng)墻（又稱密閉）是用來切斷風(fēng)流或封閉采空區(qū)，防止瓦斯向巷道擴(kuò)散的一種構(gòu)筑物。風(fēng)墻按服務(wù)年限不同可分為臨時(shí)性風(fēng)墻和永久性風(fēng)墻兩類。臨時(shí)性風(fēng)墻由于服務(wù)年限短，可用木板、可塑性等材料修筑；永久性風(fēng)墻要用不燃性材料（如磚、料石或水泥等）修筑，圖14-17所示為磚結(jié)構(gòu)風(fēng)墻。為了便于檢查密閉區(qū)內(nèi)的氣體成分及密閉區(qū)內(nèi)發(fā)火時(shí)便于灌漿滅火，風(fēng)墻上應(yīng)設(shè)觀測(cè)孔和注漿孔，密閉區(qū)內(nèi)如有流水時(shí)應(yīng)設(shè)置放水管，放水管要制成U型。 14-17 三、風(fēng)橋 在進(jìn)風(fēng)巷道與回風(fēng)流平面交叉處，為防止風(fēng)流短路，使進(jìn)回風(fēng)分離，需要設(shè)置通風(fēng)構(gòu)筑物，這種用于隔開兩條互相交叉的進(jìn)、回風(fēng)流

45、的構(gòu)筑物稱為風(fēng)橋。 根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的不同，風(fēng)橋可以分為：鐵筒式風(fēng)橋（圖14-18a）、混凝土風(fēng)橋（圖14-18b）和繞道式風(fēng)橋（圖14-18c）。一般在服務(wù)年限短，通過風(fēng)量為10m3/s以下時(shí)可采用鐵筒式風(fēng)橋；在服務(wù)年限較長(zhǎng)，通過風(fēng)量在10~20m3/s時(shí)可用混凝土風(fēng)橋；在服務(wù)年限長(zhǎng)，通過風(fēng)量在20m3/s以上的巷道中可采用繞道式風(fēng)橋。 圖 14- 18 四、井口封閉裝置 在安設(shè)扇風(fēng)機(jī)的井筒內(nèi)，空氣壓力與大氣壓力之間存在較大壓力差，為防止井內(nèi)風(fēng)流和地面大氣短路，其井口必須有封閉裝置，以使井口和地面大氣隔開。對(duì)于通風(fēng)、提升共用的井筒，應(yīng)

46、將整個(gè)井樓密閉起來。 出風(fēng)斜井井口一般都要安設(shè)風(fēng)門，以便把地面與井下空氣隔離，同時(shí)對(duì)扇風(fēng)機(jī)起到防爆安全作用。 對(duì)于不做提升用的通風(fēng)井筒，為了防止瓦斯、煤塵爆炸時(shí)損壞扇風(fēng)機(jī)，一般用鐵板制成的防爆井蓋封閉井口，如圖14-19所示。當(dāng)井下一旦發(fā)生爆炸事故時(shí)，爆炸波沖開井蓋，將爆炸壓力釋放后，井蓋靠自重作用能重新回到原來的位置，恢復(fù)正常通風(fēng)。 圖 14-19 井口防爆門 五、風(fēng)量調(diào)節(jié) 圖 14-20 圖 15-20 (2)降低風(fēng)阻調(diào)節(jié)法 與增加風(fēng)阻調(diào)節(jié)法相反，在需要增加風(fēng)量但阻力較大的

47、風(fēng)路上設(shè)法降低風(fēng)阻。一般采用擴(kuò)大巷道斷而、改變支架形式、另開并聯(lián)巷道等方法。這種調(diào)節(jié)方法能減少礦井總風(fēng)阻、增加礦井總風(fēng)量，調(diào)節(jié)風(fēng)量效果好，但工程量大、費(fèi)用高、工期長(zhǎng)。為此，這種方法適于服務(wù)年限長(zhǎng)，巷道年久失修風(fēng)阻較大而又不能使用通風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)的采區(qū)。 (3)輔助通風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)法 在阻力較大的風(fēng)路上安設(shè)一臺(tái)輔助通風(fēng)機(jī)，利用輔助通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)壓克服一部分阻力，從而達(dá)到風(fēng)量調(diào)節(jié)的目的。這種調(diào)節(jié)方法不必提高主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓就可增加風(fēng)量．調(diào)節(jié)簡(jiǎn)便易行，但安全性差?！兑?guī)程》規(guī)定；“必須供給輔助通風(fēng)機(jī)房新鮮風(fēng)流；在輔助通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)期間，必須打開繞道風(fēng)門。”“嚴(yán)禁在煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井中安

48、設(shè)輔動(dòng)通風(fēng)機(jī)?！? 上述三種風(fēng)量調(diào)節(jié)法各有優(yōu)缺點(diǎn)，在運(yùn)用中要根據(jù)具體情況使用一種方法，不能滿足需要時(shí)，可以考慮上述方法的綜合運(yùn)用。 2)礦井總風(fēng)量調(diào)節(jié) (1)改變離心式通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速?；蚋淖冚S流式通風(fēng)機(jī)工作輪葉片的安裝角，使主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓及風(fēng)量發(fā)生變化，從而調(diào)節(jié)礦井的風(fēng)量。 (2)改變通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)阻(利用閘門)也可以改變通風(fēng)機(jī)的工作狀況，從而達(dá)到調(diào)節(jié)風(fēng)量的目的，一般離心式通風(fēng)機(jī)多采用這種方法。 思 考 題 1．礦井通風(fēng)的任務(wù)是什么？ 2．礦井空氣中的主要成分與地面空氣的主要成分有什么不同？ 3. 礦內(nèi)空氣為什么會(huì)在井巷中流動(dòng)？降低礦井通風(fēng)阻力的措施主要有哪些？ 4. 自然通風(fēng)的原理是什么？按其服務(wù)范圍機(jī)械通風(fēng)可分為哪三種？ 5．什么叫礦井通風(fēng)系統(tǒng)？ 6．礦井主要通風(fēng)機(jī)的工作方式有哪幾種？ 7．礦井通風(fēng)方式有哪幾種？各有什么有缺點(diǎn)？ 8．礦井配風(fēng)的原則、方法和依據(jù)是什么？ 9. 生產(chǎn)礦井總進(jìn)風(fēng)量如何計(jì)算？ 10.什么是采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)，主要有哪幾種方式？ 11.采煤工作面的通風(fēng)系統(tǒng)有哪幾種形式？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)及適應(yīng)條件？ 12.掘進(jìn)工作面局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)的通風(fēng)方式主要有哪幾種？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？ 13.礦井通風(fēng)構(gòu)筑物主要有哪些？各起什么作用？