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1、矿井“一通三防”基础知识矿井“一通三防”是指矿井通风、防瓦斯、防煤尘、防灭火等技术工作 的总称。一、 矿井通风系统1、矿井通风系统：风流由入风井口进入井下，经过各用风场所，然后由 回风井排出矿井，所经过的整个路线称为通风系统。它包括三方面的内容：通风 方式、通风方法、通风网络。2、通风方式：依据进、回风井之间的相互位置关系矿井通风方式分为中 央式、对角式、混合式三种基本形式。、 中央式：按井筒在井田倾斜方向位置的不同又分为两种：并列式：进风井与回风井均并列布置于井田的走向中央，如下图。 边界式：进风井大致位于井田走向中央，回风井大致位于井田浅部边界沿走 向的中央。如下图：图中央边界式通风系统示
2、意图、 对角式：进风井大致位于井田中央，回风井大致位于井田浅部走 向上方的通风系统。按回风井在走向位置不同又可分为：两翼对 角式、分区对角式。两翼对角式：进风井大致位于井田走向中央，回风井位于沿浅部走向 的两翼附近。如下图：图3-两翼对甫式通风系统示意图分区对角式：进风井大致位于井田走向中央，每个采区各有一个 回风井。如下图：图4-分区对常式通风系统示意图、混合式通风系统：进回井有三个以上井筒，由中央式与对角式混合组成。如 下图：图5-混合式通风系统示意图选择矿井通风方式的基本原则是：根据煤层赋存条件、煤层埋藏深度、井 田面积、走向长度、地形条件及矿井瓦斯等级、煤层的自燃性等因素，在保证技 术
3、上可行、经济上合理和安全上可靠的基础上，经过比较而定。我矿采用的是混合式通风方式，有4个进风井：主斜井、副斜井、副立井 和南二进风井；三个回风井：南一回风井、南二回风井和北二回风井。根据开采 强度的大小，投产初期，只投入使用了两组主要通风机：南、北一主要通风机。 北一主要通风机基础塌陷后停用了北一主要通风机，并封闭了回风井筒，起用了北二主要通风机。随着南三采区的投入生产，矿井产量不断增加，矿井需风量也 不断增加，于1998年3月启用了南二主要通风机。根据我矿生产衔接需要，准 备再建一个回风井：南翼后期风井。3、通风方法：矿井通风方法以风流获得动力来源不同，可分为自然通风与 机械通风两种。、自然
4、通风：利用自然因素产生的通风动力，使空气在井下巷道流动的通 风方法称自然通风。自然风压的大小和风流方向，主要受地面空气温度变化的影 响。h=ZY 4-1ZY 2-3=zpg Zpg. 4-1_2-3任何矿井的自然风压致使矿井的自然风压发生季节性变化，春冬季节p4-1p 2-3，风流方向1-2-3； 夏季可能p p ，风流方向3-2-1。、机械通风3：利用通风机运转产生的动力，使空气在井下巷道中流动的通 风方法称为机械通风。根据通风机的工作方式不同可分为抽出式通风和压入式通就是在井下最低标高的巷 道以上，进风与回风两列 垂直空气柱的重力压强之 差。由于矿井外的空气柱 的平均密度p -1随着地面
5、四季气温的变化而变化， 而矿井内的空气柱的平均 密度p常年基本不变，风。采用抽出式通风的矿井，一旦主要通风机停止运转，由于空气压力升高可 抑制采空区等地点的瓦斯向巷道涌出，对保证矿井安全有重要意义。在瓦斯矿井 一般采用抽出式通风。 14、通风网络：一般把矿井或采区通风系统中风流分岔、汇合线路的结构形式和控制风流的通风构筑物统称为通风网络。通常 / 用不按比例不反映空间关系的单线条示意图来表示，叫做通风网 络图。通风网络中风路的连接形式有三种：+串联风路：两条或两条以上的巷道首尾相连，中间没有分支风路。如 下图：串联风路的特征是：a. 串联风路的总风量等于各条风路的分风量；b. 串联风路的总风压
6、等于各条风路风压之和；c. 串联风路的总风阻等于各条风路风阻之和。并联风路：两条或两条以上的风路在同一点分开，又在另一点汇合，分、 合点之间无分支风路。a. 并联网路的总风量等于各条风路的分风量之和；b. 并联网路的总风压等于各风路的分风压；c.并联网路的总风阻和各风路风阻之间有如下关系：=JL+JL+_+JL角联网络：并联的两条风路之间，还有一条或数条风路与之连通的联结 形式。角联网络的特征是：对角巷道中风流的方向是不稳定IJ的，风流可能由d到c,也可能由c到d,取决于各临近巷道风阻值的比例，如右图。d/ 5、通风设施：为了保证风流沿需要的路线流动，就必、1须在某些巷道中设置相应的通风设施（
7、通风构筑物），以便对风流进行控制。 7C、防爆门。防爆门是防止井下发生瓦斯、煤尘爆炸时毁坏主要通风机的安全设施。要求正对回风井口的风流方（a向，密封不漏风。、风硐。风硐是矿井主要通风机和风井之间的联络巷道。、扩散器。在主要通风机出风口外接的一段断面逐渐扩大的构筑物。、反风装置。为了处理进风明火火灾，生产矿井主要通风机必须装有反风设施，并必须能在10min内改变巷道中的风流方向。当风流方向改变后，主要通风机的供给风量，不应小于正常风量的40%。、风门。在不允许风流通过，但需行人或行车的巷道内，必须设置风门。、挡风墙（密闭）。设在不允许风流通过，也不允许行人行车的巷道内。、风桥。在进风与回风平面相
8、遇地点，须设置风桥，构成立体交叉风路， 使进风与回风分开，互不相混。、调节风窗。就是在风门或风墙上方，开一个面积可调的窗口，利用调 整窗口面积的大小来调节风量。要求通风设施前后5米范围巷道支护良好，无杂物、积水、淤泥，严密不 漏风，电缆、管路孔要堵好，电缆、管路铺设时不能从调节窗、风门中穿过。6、影响矿井通风系统的稳定性的因素矿井通风系统的稳定性主要取决于主要通风机的台数、种类、相对位置、 性能以及自然风压的大小、通风网络的结构形式等。主要通风机工作不稳定引起的风流不稳定 如果主要通风机工况点处于驼峰区内，就会出现风机的不稳定运行， 表现为风机风量、风压、耗电量大幅度瞬时变化，风机机体产生振动
9、，风机发出 雷鸣般的噪声，风机房有明显的抖动等，这种现象称为风机的喘振，风机产生喘 振现象时，可通过降低风机工作风阻或降低自然风压值来解决。现南一主要通风机工况点已在合理工况点的边缘，接近了喘震区，一旦矿井 通风系统中某部位突然变化，如风阻突然变大，压力变化等，都会引起主要通风 机工作不稳定。 多台风机相互干扰引起的不稳定运行。联合运行的风机之间是彼此 有影响的，有时会出现不稳定运行。在对角式通风系统中，无论是公共风路 的风阻发生变化，还是某台风机的工作风阻发生变化。都会对两台风机的工 况点产生影响，从而引起矿井通风的不稳定。如果出现上述不稳定运行现象 时，可通过采取降阻或调大能力小的风机叶片
10、安装角或增大转速予以解决。现我矿南一与南二主要通风机之间就存在这种问题：K 回田，|风回示意图在南翼通风系统中，南一、南二主要通风机除分别负担南四、南下组 煤采区、南二采区通风外，还共同担负南三、南五采区通风。它们之间存在 着公共风路一一南三、南五采区外。在这种情况下，南一、南二主要通风机 之间必然存在相互作用力（现在只是一个定性的认识，还没有做到定性分析）， 公共风路阻力越大，相互作用就越大。这种作用力越大，对通风系统的危害 就越大。并且当相互之间的能力相差较大时（不匹配），能力小的一方有可能 变成进风。一台主要通风机工作状态的改变，另一台主要通风机也会有很大 变化。南一回风井南二回风井备注
11、风 量 m3 /min负压mmH O 2风 量 m3 /min负压 mmH O 2调整前72352145644148南一主扇 25-27.5789022350611503月14日南二主扇电机 400kwf 630kw792425065511953月25日 由于通风网络引起的风流不稳定有以下2种情况： 风流短路造成风流剧烈波动。由于通风管理欠缺，同一处的风门道数 不足、两道风门的间距不够、人员过风门后不及时关闭或风门被撞坏等都会造成 风流短路，导致用风地点风量聚减，甚至无风。 对角分支风流不稳定。矿井通风网络内普遍存在着大量对角分支，其内风 流是不稳定的，但不同的对角分支，其稳定程度也是不同的。
12、每个矿井对角联网 络应区别对待，应有计划地设置或利用有益角联；利用无害角联时，要加强管理; 对有害角联应尽量避免，生产中要严加控制和及时处理。一九九七年，在12104工作面回收撤架期间，我们就利用角联网络的特性， 拆除了南一 2#煤库上口(12104工作面进风)与南一回风巷之间的风门，方便了 设备、支架的运输，保证了 12104工作面的顺利拆除。具体见西山科技1998 年第一期。12104工作面示意图7、采区通风系统采区通风系统是指矿井风流经主要风道进入采区，流经有关巷道，清洗采掘 进工作面、硐室和其它用风巷道后，沿采区回风巷排至矿井主要回风道的整个网 络。采区通风系统主要取决于采区巷道布置和
13、采煤方法，同时要满足通风的特殊 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，并满足 以下基本要求：(1).采区必须有独立的风道，实行分区通风。严禁将一条上山、下山分为两 段，一段进风另一段回风。.采掘工作面、硐室都应采用独立通风。采用串联通风时，必须遵守煤矿安全规程的有关规定。（3）.按瓦斯、二氧化碳、气候条件和工业卫生的要求，合理配风。（4）.通风网络要简单，尽量减少通风构筑物的数量，以便在发生事故时易于 控制和撤离人员。.要有较强的抗灾和防灾能力，要设置避灾路线、避难硐室等设施。采区至少布置两条上（下）山，一条进风，另一条回风。高瓦斯矿井要增设 一条专用回风巷，专用回风
14、巷内不得有机电设备、不得铺设电缆、轨道和管路， 如果有时，必须在进入专用回风巷前切断。采区巷道一旦确定，采区通风系统也就基本确定了。因此在采区设计时、生产衔接以及施工队伍的安排，应充分考虑通风的要求。% 3 ru IrnK-曲阳fnk-捉阻281 12工作面上图是28112工作面的示意图（除虚线部分），通风系统如图所示，轨道巷 进风，皮带巷回风。在这个系统中，针对通风来讲，有以下缺点：一是左轨下山作为回风巷又兼 做该工作面的材料、设备的运输，不符合有关规定；二是在该面轨道运输势必要 经过轨道巷口的两道风门，造成风门关闭不严漏风大，甚至会发生同时打开两道 风门的现象。三是在工作面回采后期，系列车
15、必将占据轨道巷风门的位置，造成 通风系统不完善，不可靠。如果增设图中的虚线横贯，虽然造成皮带下山胶带输送机在A点抬高以便轨 道运输（现场此位置坡度满足抬高要求，并且抬高量满足平时矿车运输即可，安 装和拆除工作面时可以断开皮带下山的胶带输送机），但矿车运输由右轨下山进 入28112轨道巷，沿途无通风设施，线路通畅，避免了前述问题。8、我矿应用的采煤工作面的通风系统我矿投产14年来，已回采了 12106、12108等61个工作面，根据需要，应 用过的回采工作面通风系统类型大致有三种：（1）. “U”型通风系统（示意图）全不流动，易积聚瓦斯。在瓦斯涌出量较小的工作面如我矿的北翼采区工作面可 用这种通风系统。（2）. “W”型通风系统这种通风系统相当于将两个“U”型通风系统工作面放在一起，在同等 条件下，比“U”型通风系统工作面进风量大。a种方式两顺槽全部是进风，生 产环境好。我们在12315、12313工作面使用的是a种方式。
