矿井通风技术.ppt

矿井通风技术,电话,2,学习简历1978.10-1982.7东北大学采矿系学士1982.9-1985.4焦作矿业学院采矿系硕士1992.9-1993.10英国Nottingham大学留学1998.10-2002.3日本九州大学博士工作简历1985.4-1987.8焦作矿业学院助教1987.8-1992.12焦作矿业学院讲师1992.12-2002.11焦作工学院副教授2002.11-至今河南理工大学教授现任安全科学与工程学院常务副院长,个人基本情况,主要内容,1.矿井通风的任务2.煤矿安全规程对风流的“质”和“量”的要求3．矿井通风阻力和通风动力4.矿井通风系统5．掘进通风6.我国通风系统存在问题及改进途径,1.矿井通风的任务,首先满足井下工作人员呼吸所必须的新鲜风量有效的稀释和排除矿井生产过程中产生的瓦斯和各种有毒有害气体达到允许的浓度给井下工作人员创造一个良好的工作环境所以要保证井下风流的质量（成分、温度和速度）和数量符合国家安全卫生标准，防止各种伤害和爆炸事故，保障井下人员身体健康和生命安全。,人呼吸所需要的氧气量,氧气浓度和人的感觉间的关系,,不同国家关于氧气浓度的规定,,瓦斯、二氧化碳和氢气的允许浓度按本规程的有关规定执行。矿井中所有气体的浓度均按体积的百分比计算。,气体的浓度的表示方法,甲烷所占的体积的百分比,,,甲烷所占的质量的百分比,矿井气候条件,矿井气候条件是指井下空气温度、湿度和风速三者的综合作用。人不论在体息或在工作时，身体不断的产生热量和散失热量，以保持热平衡，使体温保持在36.5-37℃，如果失去了这种平稳，人体就感到不舒服。这种热平衡直接受周围气候条件的影响。因此，气候条件的好坏，对人体的健康和劳动生产率的提高有着密切的关系。,10,温度和湿度的测定,对矿井通风的要求每个矿井、采区和采煤工作面都必须具有完善的通风系统合理的通风方式可靠的通风设施高效的主要扇风机以及相应的通风设施,2.煤矿安全规程对风流的“质”和“量”的要求,矿井通风管理就是要让风流“有序流动、按需分配”。具体就是要保证风流的“质”和“量”。风流的质包括风流中氧气的浓度瓦斯和各种有毒有害气体的浓度风流的速度和风流的温度煤矿安全规程中对这些都有具体的规定。,第三章通风、瓦斯、煤尘和安全监测。该章共四节、60条（第106-165条），占规程条文总数的11。5,第一节中对井下空气成分、井巷中的风流速度、生产矿井采掘工作面的空气温度、矿井风量和通风系统、局部通风、通风机的使用和安装及检修，以及对通风机构的设置、人员配备提出了具体的要求。,煤矿安全规程中对风流质量的规定,14,第二节中，对矿井瓦斯等级划分，矿井总回风，采区、采掘工作面回风流和工作面风流及局部积聚的瓦斯浓度作了规定，并提出了遇有超限时应采取的安全措施；对瓦斯抽放设施、管理制度和工程质量标准，以及瓦检员、通风员和各级领导干部应负的责任提出了要求。在第三、四节中，对井下产生煤尘的地点必须采取的综合防尘措施和矿井防尘洒水管路系统和矿井安全监测工作的领导、管理，以及安全监测仪的使用、维护管理和安装、维修质量标准也作了规定。,关于风流中氧气、瓦斯和各种有毒有害气体浓度的规定,第100条井下空气成分必须符合下列要求采掘工作面的进风流中，氧气浓度不低于20，二氧化碳浓度不超过0.5。有害气体的浓度不超过表1规定。,关于空气温度的规定,第102条进风井口以下的空气温度（干球温度，下同）必须在2℃以上。生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26℃，机电设备硐室的空气温度不得超过30℃；当空气温度超过时，必须缩短超温地点工作人员的工作时间，并给予高温保健待遇。采掘工作面的空气温度超过30℃、机电设备硐室的空气温度超过34℃时，必须停止作业。新建、改扩建矿井设计时，必须进行矿井风温预测计算，超温地点必须有制冷降温设计，配齐降温设施。,第101条井巷中的风流速度应符合表2要求。,关于风流速度的规定,设有梯子间的井筒或修理中的井筒，风速不得超过8m/s；梯子间四周经封闭后，井筒中的最高允许风速可按表2规定执行。无瓦斯涌出的架线电机车巷道中的最低风速可低于表2的规定值，但不得低于0.5m/s。综合机械化采煤工作面，在采取煤层注水和采煤机喷雾降尘等措施后，其最大风速可高于表2的规定值，但不得超过5m/s。,为什么要规定各种井巷中的最低和最高风速,防止瓦斯的局部积聚和边界层瓦斯积存对采区巷道和采掘工作面的最低风速的规定，主要是考虑了使巷道中的风流完全呈紊流状态流动，这样流入井巷中的新鲜风流就能较有效地稀释矿层和生产过程中逸出的有害气体，并随风流流向回风流。,风流的流动状态,风流的流动状态,常以雷诺数Re来判断,,流体进入紊流状态,,--风流速度，m/s；d–巷道的水利直径，m。对于非圆形巷道；,,,--空气的动力粘性系数，m2/s；,s为井巷断面，m2；U为井巷周长，m。,当空气温度为150C时，,因井下巷道断面积一般都大于2m2，若按规定的最低风速0.15m/s计算，假定巷道为梯形断面，则,由上式计算结果表明，按规程表2中规定的风速最低限，都能使井巷中风流流动呈现紊流状态。,14.4x10-6m2/s。,对于有瓦斯涌出的架线电机车大巷，本条文也规定了最低风速为1.0m/s的要求。这主要是考虑了由于风速低在大巷的顶部容易积聚瓦斯，形成瓦斯层（又称瓦斯云），当架线电机车通过时常会发生瓦斯燃烧与爆炸事故。,最高允许风速的规定,井巷中的最高允许风速的规定，主要是从人体的劳动安全和健康及作业环境的要求来考虑的。大巷中风速超过一定的数值，行走不便，听觉也受一定的影响，在一些机车巷道中行走安全性差。采掘工作面和采区的最高允许风速的规定，主要是从采掘工作面和采区风巷的通风能力和防尘防止粉尘飞扬等因素考虑的。风速过高对降尘不利。一般认为最优排尘风速为1.5-2.0m/s。,综合机械化采煤工作面，由于产量高、瓦斯涌出量大所以要求增大工作面的供风量，提出了提高综采工作面的风速要求。规定在采取煤层注水湿润煤体和采煤机喷雾降尘措施后，可以适当加大风速，但是不得超过5.0m/s。一般综采工作面的供风量可达到1800-2400m3/min（工作面平均断面按6.0-8.0m2计算）。,矿井需要的风量,第103条矿井需要的风量应按下列要求分别计算，并选取其中的最大值（一）按井下同时工作的最多人数计算，每人每分钟供给风量不得少于4m3。（二）按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需要风量的总和进行计算。各地点的实际需要风量，必须使该地点的风流中的瓦斯、二氧化碳、氢气和其他有害气体的浓度，风速以及温度，每人供风量符合本规程的有关规定。按实际需要计算风量时，应避免备用风量过大或过小。煤矿企业应根据具体条件制定风量计算方法，至少每5年修订1次。,每人每分钟供给风量不得少于4m3,采掘工作面强度大的工人，每人的耗氧量可按3L/min计算，吸入新鲜空气的氧气浓度为20.9，假设吸入的氧气全部变成二氧化碳（呼吸系数1），则维持呼吸需要空气,如果要保持工作地点的氧气浓度为20，当废气量为14.35L/min时，对该地区每人每分钟所需供给的风量为,因为人的呼吸只占该地区全部物质的总耗氧量的一小部分，设人耗氧量占该地区全部物质的总耗氧量的8.3，则为了满足该地区全部物质耗氧量的要求，还必须计算满足此要求的以人数为计算单位的风量D（即为需要供给的每人风量）,,以上近似计算表明以人数为计算单位的风量，是和人耗氧量占该地区全部物质的总耗氧量的百分数有关。但不是所有工作地点都是8.3。机械化程度高，产量越大，人越少，这个百分数就越少，D值就越大，反之，D值就越小。,31,确定各个用风地点的风量原则,1.满足每人每分钟4m3的要求2.按沼气和二氧化碳涌出量计算，回风流的沼气浓度不得超过13.按工作面气温与风速的关系计算，保证有良好的气候条件4.按炸药量计算5.按局部扇风机吸风量计算6.按规定的最低和最高风速进行验算用以上方法对采区内每个独立通风的回采工作面、备用工作面、掘进工作面选择最大值作为该用风地点所需要的风量,32,煤矿安全规程中关于通风的其他规定,第105条矿井必须建立测风制度，每10天进行1次全面测风。对采掘工作面和其他用风地点，应根据实际需要随时测风，每次测风结果应记录并写在测风地点的记录牌上。应根据测风结果采取措施，进行风量调节。第106条矿井必须有足够数量的通风安全检测仪表。仪表必须由国家授权的安全仪表计量检验单位进行检验。,33,第110条箕斗提升井或装有带式输送机的井筒兼作风井使用时，应遵守下列规定箕斗提升井兼作回风井时，井上下装、卸载装置和井塔（架）必须有完善的封闭措施，其漏风率不得超过15％，并应有可靠的防尘措施。装有带式输送机的井筒兼作回风井时，井筒中的风速不得超过6m/s，且必须装设甲烷断电仪。箕斗提升井或装有带式输送机的井筒兼作进风井时，箕斗提升井筒中的风速不得超过6m/s、装有带式输送机的井筒中的风速不得超过4m/s，并应有可靠的防尘措施，井筒中必须装设自动报警灭火装置和敷设消防管路。,34,第111条进风井口必须布置在粉尘、有害和高温气体不能侵入的地方。已布置在粉尘、有害和高温气体能侵入的地点的，应制定安全措施。第114条采、掘工作面应实行独立通风同一采区内，同一煤层上下相连的2个同一风路中的采煤工作面、采煤工作面与其相连接的掘进工作面、相邻的2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，但串联通风的次数不得超过1次。,35,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地质构造而重新掘进的巷道，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得超过1次；构成独立通风系统后，必须立即改为独立通风。,36,对于本条规定的串联通风，必须在进入被串联工作面的风流中装设甲烷断电仪，且瓦斯和二氧化碳浓度都不得超过0.5，其他有害气体浓度都应符合本规程第一百条的规定。,第116条采掘工作面的进风和回风不得经过采空区或冒顶区。无煤柱开采沿空送巷和沿空留巷时，应采取防止从巷道的两帮和顶部向采空区漏风的措施。水采工作面由采空区回风时，工作面必须有足够的新鲜风流，工作面及其回风巷的风流中的瓦斯和二氧化碳浓度必须符合本规程第一百三十六条、第一百三十八条和第一百三十九条的规定。,第131条井下充电室必须有独立的通风系统，回风风流应引入回风巷。井下充电室，在同一时间内，5t及其以下的电机车充电电池的数量不超过3组、5t以上的电机车充电电池的数量不超过1组时，可不采用独立的风流通风，但必须在新鲜风流中。井下充电室风流中以及局部积聚处的氢气浓度，不得超过0.5。,39,3．矿井通风阻力和通风动力,矿井通风阻力风流流动时，必须具有一定的能量（通风压力），用以克服井巷及空气分子间的摩擦对风流所产生的阻力和风流本身剧烈的冲击产生的能量损失。一般通风阻力分为摩擦阻力和局部阻力两类。通风阻力h摩擦阻力hf局部阻力hL,摩擦阻力,摩擦阻力是井巷周壁与风流互相摩擦以及空气分子间的扰动和摩擦产生的阻力，由此阻力引起的风压损失既称为摩擦阻力损失。通常摩擦阻力要占总阻力的80-90，它是矿井通风设计，选择扇风机主要参数，也是生产中分析和改善通风系统工作的主要对象。,,41,摩擦阻力的计算,式中--井巷的摩擦阻力系数，与巷道形状、支护形式等因素有关；L巷道长度；U巷道断面的周长；Q通过该段巷道的风量；Rf摩擦风阻。,42,井巷通风阻力是引起风压损失的主要根源。降低井巷通风阻力，特别是降低摩擦阻力，就能用较少的风压消耗而通过较多的风量。往往原来是阻力大、通风困难的矿井降低阻力后即变为阻力小、通风容易的矿井。所以降低井巷通风阻力对改善矿井的通风状况，进行安全生产，节约通风动力费用有着重要的意义。,43,降低摩擦阻力的方法,从上述关系可以看出，降低摩擦阻力的方法就是降低摩擦风阻Rf。降低摩擦风阻的主要措施有,,降低摩擦阻力系数扩大巷道断面积S减少周界长度U减少巷道长度L,局部阻力,风流流经井巷的某些局部地点----突然扩大或缩小、转弯、交叉以及堆积物或矿车等，由于速度或方向发生突然的变化，导致风流本身产生剧烈的冲击，形成极为紊乱的涡流，从而损失能量。造成这种冲击与涡流的阻力称为局部阻力，由此产生的风压损失就叫做局部阻力损失。,,式中RL局部风阻,降低局部通风阻力的措施,可以通过降低局部风阻来降低局部通风阻力。在容易发生局部阻力的地点，把连接的边缘作成斜线形或圆弧形，在巷道转弯的内侧或内外两侧成斜线形或圆弧形，将位于风流正面的某些必要构件或设备作成流线形等。尽量避免在主要巷道内任意停放矿车、堆积木材、器材等。由于局部阻力和通过该处风量的平方成正比，所以应努力作到降低高风量处的局部阻力。特别注意降低总回风道和风峒的局部阻力。为此要及时清扫风峒内的堆积物，把井下风流进入风峒的转弯处作成圆滑的壁面，设置导风板等。,总阻力,通风阻力h摩擦阻力hf局部阻力hL,,对于特定井巷，当空气密度和摩擦阻力系数不变时，其风阻R为定值。,矿井等积孔,用矿井总风阻来表示矿井通风难易程度，不够形象，且单位又复杂。因此，常用矿井等积孔作为衡量矿井通风难易程度的指标。假定在无限空间有一薄壁，在薄壁上开一面积为A的孔口，如图所示。当孔口通过的风量等于矿井风量，而且孔口两侧的风压差等于矿井通风阻力时，则孔口面积A称为该矿井的等积孔。,等积孔可以表示矿井通风的难易程度，且单位简单，又比较形象。同理，矿井中任一段井巷的风阻也可换算为等积孔，但实际意义不大。根据矿井总风阻或等积孔，通常把矿井按通风难易程度分为三级。,矿井通风难易程度,井巷阻力特性,用纵坐标表示通风阻力或压力，横坐标表示通过风量，当风阻为及时，则每一风量Q值，便有一阻力h，值与之对应，根据坐标点Q，h即可画出一条抛物线，如图所示。这条曲线就叫该井巷的阻力特性曲线。风阻R越大，曲线越陡。,R10.1NS3/m8,R20.2NS3/m8,Qm3/s,hpa,矿井通风动力,为了克服矿井风流在井巷中流动过程中产生的通风阻力，就必须给矿井风流提供能量，所提供的能量叫做矿井通风动力。这种能量的产生如果是由扇风机造成的，则称为机械风压；若是矿井自然条件产生的，则称为自然风压。机械风压和自然风压均是矿井通风动力，用以克服矿井的通风阻力，促使空气流动。,自然通风,定义利用自然因素产生的通风动力，致使空气在井下巷道流动的通风方法叫做自然通风产生自然风压是由于矿井通风系统闭合回路中各点风流的密度存在差异而形成的。大小矿井的自然风压hn一般都比较小，一般不大于200-300pa，是矿井通风的次要动力,53,,影响对扇风机工作时产生的机械风压有一定的影响，有时需要了解它的数量变化。可根据当地四季气温的变化规律，在某一年每个季节内选择hn最大和最小时进行测定，掌握自然风压的变化规律。规程规定由于自然风压很小。且不稳定，所以煤矿安全规程规定每一矿井都必须采用机械通风。,自然风压对主扇风压影响,炎热夏季的矿区，矿井自然风压可能反对主扇风压，使矿井风量减少，这时要采取提高主扇风压的措施。此外自然风压可能会改变某些井巷内的风流方向，要注意预防。例如某矿通风系统如图所示，曾经发生夏季平峒1-2内风流停止，围岩裂隙涌出瓦斯积聚，因在喂煤机附近不慎因电火花引起瓦斯爆炸。,机械通风,定义利用扇风机运转产生的通风动力，致使空气在井下巷道流动的通风方法叫做机械通风机械通风与自然风压采用机械通风的矿井，自然风压也是始终存在的，并在各个时期内影响着矿井的通风工作，在通风管理工作中应给予充分重视，特别是高沼气矿井尤应注意。,矿用扇风机按其服务范围和作用不同，可分为主要扇风机（简称主扇）、辅助扇风机（简称辅扇）和主局部风机（简称局扇）。主扇好象是矿井的“肺脏”，对矿井安全生产、职工的健康关系很大。矿井主扇不停的运转着，它所消耗的电量约占全矿井用电量的20-30，个别矿井甚至高达50，故合理地选择扇风机，在经济上也有很大的意义。,58,扇风机个体特性曲线和扇风机工况点,,59,矿用扇风机分类（按其构造分）轴流式扇风机当矿井总风阻变化时，风量变化较小适用于风阻变化大要求风量变动小的矿井离心式扇风机当矿井总风阻变化时，风量变化较大风量调节比较方便,60,扇风机个体特性曲线和工况点,扇风机个体特性曲线对于任何一台扇风机，其风压Hf、功率Nf、效率与扇风机风量Qf之间存在有一定的关系，反映该扇风机风压、功率、效率和扇风机风量之间关系的一组曲线叫做该扇风机的个体特性曲线。,扇风机的个体特性曲线与矿井风阻特性曲线在同一坐标图上的交点叫做扇风机的工况点或工作点。,对主扇的要求,第121条矿井必须采用机械通风。主要通风机的安装和使用应符合下列要求主要通风机必须安装在地面；装有通风机的井口必须封闭严密，其外部漏风率在无提升设备时不得超过5，有提升设备时不得超过15。必须保证主要通风机连续运转。必须安装2套同等能力的主要通风机装置，其中1套作备用，备用通风机必须能在10min内开动。在建井期间可安装1套通风机和1部备用电动机。生产矿井现有的2套不同能力的主要通风机，在满足生产要求时，可继续使用。,对主扇的要求,装有主要通风机的出风井口应安装防爆门，防爆门每6个月检查维修1次。,,防爆门防爆门是指装有通风机的井筒为防止瓦斯爆炸时毁坏风饥的安全设施。其作用有二一是当井下发生瓦斯爆炸时，防爆门能被气浪冲开，爆炸波直接冲入大气，从而起到保护通风机的作用。二是当通风机停止运转时，打开防爆门，可使矿井保持自然通风。三是可以起防止风流短路的作用,对主扇的要求,严禁采用局部通风机或风机群作为主要通风机使用。至少每月检查1次主要通风机。改变通风机转数或叶片角度时，必须经矿技术负责人批准。新安装的主要通风机投入使用前，必须进行1次通风机性能测定和试运转工作，以后每5年至少进行1次性能测定。,65,矿井通风动力和矿井通风阻力的关系,矿井通风动力给矿井风流提供能量，用这部分的能量来克服矿井通风阻力。在任何一个闭合回路中，矿井通风动力等于矿井通风阻力。,HfHNHHf闭合回路中扇风机的风压；HN闭合回路中的自然风压；H闭合回路中各巷道通风阻力之和,66,二号风机回路1-2-3-4-6-7-1，该回路的自然风压为Hn2Hf2Hn2h12h23h34h46h67回路1-2-3-5-6-7-1，该回路的自然风压为Hn3Hf2Hn3h12h23h35h56h67,一号风机回路1-2-8-9-1，该回路的自然风压为Hn1，则Hf1Hn1h12h28h89,67,上述方程式可以看出当某一台扇风机的工况点发生改变时，会引起矿井总风量的变化，从而导致另外一台扇风机工况点的变化。,第119条新井投产前必须进行1次矿井通风阻力测定，以后每3年至少进行1次。矿井转入新水平生产或改变一翼通风系统后，必须重新进行矿井通风阻力测定。,4.矿井通风系统,通风系统内容矿井通风系统包括通风方式进风井和出风井的布置方式，可分为中央式、对角式和混合式三类。通风方法矿井主扇的工作方法，可分为抽出式、压入式和压抽混合式等三种。通风网路采区或矿井通风系统中风路的连接形式。通常用不按比例的单线条示意图来表示，叫做通风网路图。它是分析、研究采区或矿井通风系统合理性、解算网路、改善通风管理等的基础资料。,69,中央式通风系统,70,对角通风式系统,71,,矿井主扇的工作方法,72,对矿井（采区）通风系统的要求,在确定采区通风系统时，必须遵守安全、经济、技术合理等原则，故应满足下列基本要求采掘工作面、峒室应采用分区通风，要按照瓦斯、气候条件等的实际需要配风，并符合卫生要求。（第113条、第114条）保证风流流动的稳定性。在采区通风系统中，应消除对角风路或使其数量尽可能减少。（第115条）,73,角联风路风流的稳定性,74,通风网路简单，以便在发生事故时易于控制风流和撤退人员。为此，在采区通风系统中尽量减少通风构筑物（如风门、风桥等）的数量。第118条采区漏风量应当尽量减少。进入工作面的新鲜风流在其流动路线上被加热与被污染的程度最小（第109条、第112条、第116条、第131条）要有利于采空区瓦斯的合理排放及防止采空区遗留煤自燃。（第116条）,75,控制风流的设施,因为生产的需要，井下的各种巷道总是纵横交错，彼此贯通，它们对风量的需求不尽一致。为了保证风流按拟定的路线流动，使各个用风地点得到所需要的风量，就必须在某些巷道内建筑相应的设施，对风流进行控制。我们称这些设施为控制风流的设施，也称通风构筑物，它是矿井通风设施的重要组成部分。控制风流的设施可分为2大类一为引导风流的设施，一为隔断风流的设施。,风量按需调节,目的井下各用风地点的风量必须保证质量，按需供应，不能任其自流，否则安全生产就没有保证。为此，就需要采取控制或调节风量的措施。风量的按需调节也是通风管理工作的重要一环。调节种类局部风量调节和矿井风量调节,77,局部风量调节采区内、采区之间和各水平之间的风量调节矿井风量调节对全矿井的总风量进行调节局部风量调节的方法增加风阻调节法降低风阻调节法增加风压调节法,78,根据图示的数据可以计算出各个分支的通风阻力进风风路分支1-2的通风阻力,,回风风路分支3-4的通风阻力,I号采区2-I-3的通风阻力II号采区2-II-3的通风阻力,79,扇风机工况点扇风机风量QfQ12Q34QIQII100m3扇风机风压,80,I号采区实际需要风量QI’45m3/sII号采区实际需要风量QII’55m3/s,所以必须对通过两个采区的风量进行调节。当两个采区通过实际所需要风量时的风压或通风阻力为,I号采区,II号采区,,,81,可见，当通过两个采区的风量为实际所需要的风量时，两个采区通风阻力不相等，I号采区的通风阻力比II号采区的通风阻力高306.25pa。所以必须进行调节。,,,82,增阻调节法,增加II号采区的风阻值，使其通风阻力与I号采区的通风阻力相等。需要增加阻力306.25pa。须增加风阻值,,,增阻调节时扇风机的风压应该为,,增阻调节法的实质就是以阻力较大的风路的阻力值为依据，在阻力较小的风路中增加一项局部阻力，使并联区段各条风路的阻力达到平衡。,降阻调节法,降低I号采区的风阻值，使其通风阻力与II号采区的通风阻力相等。需要降低阻力306.25pa。须降低风阻值,,,降阻时扇风机的风压应该为,,降阻调节法的实质与增阻调节法相反，就是以阻力较小的风路的阻力值为依据，在阻力较大的风路中设法降低风阻，使网孔中各条风路的阻力达到平衡。,84,增加风压调节法,就是在阻力大的风路中安设辅扇辅扇的风量应为45m3/s辅扇的风压应为,,,安设辅扇后扇风机的风压应该为,85,第一百二十五条矿井通风系统中，如果某一分区风路的风阻过大，主要通风机不能供给其足够风量时，可在井下安设辅助通风机，但必须供给辅助通风机房新鲜风流；在辅助通风机停止运转期间，必须打开绕道风门。严禁在煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井中安设辅助通风机。,矿井总风量调节,当矿井（或一翼）总风量不足或过剩时，需调节总分量，也就是调整主扇风机的工况点。措施有改变主扇的工作特性1.改变主扇的叶轮转速2.轴流式风机叶片安装角度离心式风机前导器叶片角度改变矿井总风阻1.风峒闸门调节法2.降低矿井总风阻,,,,87,矿井通风能力核定,第104条必须按实际供风量核定矿井产量。目前有些生产矿井或改建矿井，生产系统和地质情况已改变或产量增加，但是矿井的通风系统和通风能力没有做相应的调整，在实际生产中往往就存在矿井通风能力不足的问题，生产过程中往往会发生瓦斯超限、风量分配不足，通风不畅等隐患问题，给矿井生产造成被动和不安全因素。为此规程规定必须按矿井通风能力（实际供风量）来核定矿井产量，即“以风定产”，保证矿井在生产时有足够的风量供给，以保证矿井安全生产的要求。我国在1980年和1991年进行了两次全国范围的煤矿生产能力核定，1997年又进行了第三次全国煤矿生产能力核定工作。,88,目前使用的通风能力核算方法,1低瓦斯矿井,P根据矿井通风能力核定的年产量（万吨/年）Q矿井总进风量m3/minq1平均日产一吨煤需要的风量，m3/t。由矿务局（集团公司）根据矿井上年产量和矿井实际需要风量按煤矿安全规程规定计算确定K矿井通风系数，由瓦斯涌出不均衡系数、备用工作面系数、矿井内部漏风系数组成。大型矿井1.15-1.5，中型矿井1.2-1.45,89,2高瓦斯矿井,P根据矿井通风能力核定的年产量（万吨/年）Q矿井总进风量m3/minq2平均吨煤瓦斯涌出量，m3/t。K矿井通风系数，1.5-1.9,由瓦斯涌出不均衡系数、备用工作面系数、矿井内部漏风系数组成。大型矿井取小值，小型矿井大值,90,矿井总进风量Q的确定,矿井当前运行状况下的通风能力Q矿井总进风量风网结构调整后的通风能力根据调整后的风网参数,进行网路解算求矿井总进风量Q矿井总进风量矿井当前的最大通风能力风网结构调整、通风机在叶片角度、电机转速尽可能调至最大条件进行网路解算求矿井总进风量Q矿井总进风量,5．掘进通风,定义掘进巷道的通风称为掘进通风或局部通风。掘进通风方法矿井总风压通风局扇通风水利或压气引射器通风局扇通风是掘进巷道的主要通风方法。,矿井总风压通风,93,局扇通风通风方法,局扇通风压入式通风、抽出式通风混合式通风三种方式,压入式局部通风示意图,94,抽出式局部通风示意图,95,压入式通风与抽出式通风比较,,,,,,,,,,,,,,,,,,,有效吸程Le,Ls有效射程,压入式通风,抽出式通风,安全性（污风通过风机）有效射程与有效吸程掘进巷道涌出瓦斯,井巷空气清新程度风筒运送方便程度及成本,当以排除瓦斯为主的煤巷、半煤岩巷掘进时应采用压入式通风；而当以排除粉尘为主的井筒掘进时，宜采用抽出式通风。,96,混合式局部通风示意图,混合式通风的主要缺点是降低了压入式与抽出式两列风筒重叠段巷道的风量，当掘进巷道断面大时，风速就更小，则此段巷道顶板附近易形成瓦斯层状积聚。因此，两台风机之间的风量要合理匹配，以免发生循环风，并使风筒重叠段的风速大于最低风速。多用于大断面长距离岩巷掘进。,97,循环通风,当局部通风机的吸入风量大于全风压供给设施通风机巷道的风量时，则部分由局部用风地点排出的污浊风流，会再次经局部通风机送往用风地点，故称为循环风。,98,可控循环通风,可控循环风掺有适当外界新风的循环通风，也称为开路循环通风。闭路循环风不掺有外界新风的循环通风。,99,循环通风示意图,闭路循环通风－2号风机工作1号风机停止运转适用于需要除尘和排出炮烟的掘进巷道，在冶金矿山应用较多。,闭路循环通风无法排出工作面产生的气体，在煤矿规程严禁使用循环通风。1、2号风机同时工作－开路循环通风，有控制的循环风流中污染物的浓度取决于该地区污染物的产生率和流过该地区的新鲜风量的大小。,100,前进式采煤工作面超前平巷掘进头的通风－可控循环通风,101,掘进通风局部扇风机风量的有关规定,确定局部扇风机风量所遵循的原则满足人员呼吸、冲淡有毒有害气体、炮烟、温度的要求全风压供给该处的风量必须大于局部通风机的吸入风量，局部通风机安装地点到回风口间的巷道中的最低风速必须符合本规程第101条的有关规定。,102,6.我国通风系统存在问题及改进途径,主要通风机的运行效率低,存在问题,103,驱动风机的电机额定功率过大,电机效率低,据30个矿务局100个回风井的统计表1,电机负荷率低于50的占39。沈阳煤炭科学研究所1987年对东北、华北34个矿务局的311台主要通风机的电机负荷率的分布调查结果见表2,电机负荷率低于60的竟达65以上。,104,通风阻力大,阻力分布不合理,全国国有重点煤矿中有40的矿井的通风阻力属于中等和高阻力矿井,其中占矿井总数14.9的高阻力矿井93对的主要通风机的电耗占全国国有重点煤矿总电耗的一半,少数几个矿的通风电耗占原煤电耗的一半以上。对设计院设计的新井进行的统计分析表明,通风系统中,进风段阻力占总阻力25、用风段阻力占总阻力45、回风段阻力占总阻力30为宜。实测表明,大多数矿井回风段的通风阻力占总阻力的60～85,只有少数矿井采区的通风阻力为总阻力的40～50。,105,风量不足有的矿井由于全矿或采掘面供风量不足、或风量串联使用次数过多,往往造成某些地点瓦斯积聚、矿尘浓度超标,直接威协着安全生产。原煤炭工业部1996年底调查表明,国有重点煤矿中尚有48处风量不足的矿井,至于地方煤矿和乡镇煤矿,风量不足或串联次数过多的矿井就更为普遍。,106,风量调节方法欠妥有的矿井在投产初期,由于主要通风机能力过剩,就采用下放闸门的方法减少矿井进风量。这种调风方法简便易行,对离心式风机也能节省一部分电能,但比采用调小风机能力如降低风机转速或用小能力电机的方法还是多消耗了不少电能,降低了通风系统的经济效益。,107,漏风多有的矿井外部漏风或内部漏风较大,有效风量率低。如对鸡西矿务局62台主要通风机的测定表明地面漏风率大于5的矿井占50,有的矿井漏风率达15～25。山西省5个矿务局64台运转的主要通风机的总漏风量达18219ｍ3/min,其中一台漏风最多的主要通风机的地面漏风率为16。淮南某矿小7号通风系统地面漏风量为960ｍ3/min,占风机排风量的25.6、占系统回风量的33.9,108,改进途径,主要通风机的合理选型更换电机通风系统调整与改造主要通风机附属装置的改造改造扩散器改造风硐-个别风硐的阻力损失达30以上。改造反风设施及防爆盖,