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1、煤矿井下为什么要进行通风？不进行通风不行吗？经过实 践证明，不进行通风是不行的。因为井下要生产就要有人，人没 有氧气就不能生存。其次人们在井下生产过程中不断产生有毒有 害气体，如：一氧化碳、二氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、硫化 氢、沼气等，如果不排除这些气体人们也无法生产。井下由于受 地温等因素的影响需要对井下恶劣气候条件进行调节。（1）、供给井下足够的新鲜空气，满足人员对氧气的需要。（2）、冲淡井下有毒有害气体和粉尘，保证安全生产。（3）、调节井下气候，创造良好的工作环境。井下必须进行通风，不通风就不能保证安全和维持生产。故 矿井通风是矿井生产环节中最基本的一环，它在矿井建设和生产 期间始终占
2、有非常重要的地位。矿井通风-类型矿井通风系统由影响矿井安全生产的主要因素所决定。根据 相关因素把矿井通风系统划分为不同类型。根据瓦斯、煤层自燃 和高温等影响矿井生产安全的主要因素对矿井通风系统的要求， 为了便于管理、设计和检查，把矿井通风系统分为一般型、降温 型、防火型、排放瓦斯型、防火及降温型、排放瓦斯及降温型、 排放瓦斯及防火型、排放瓦斯与防火及降温型几种，依次为1-8 八个等级。向井下连续输送新鲜空气，稀释并排出有毒、有害气体和粉 尘，调节矿内小气候，创造良好的工作环境，保证矿工安全与健 康，提高劳动生产率。中国矿山安全条例与安全规程规定：向井 下供给新鲜风量一般每人不得少于4m3/mi
3、n,在采掘工作面进 风风流中，按体积计算,02不得低于20 %, CO2不得超过0.5%； 此外对井下各处的空气成分、风速和气温，也都有相应规定（见 矿井热害，矿内空气，矿尘，瓦斯）。矿井通风-工作方式主要扇风机工作方式，进、回风井的布置形式和通风网路的 总称。它对全矿的通风安全状况具有全局性的影响，在拟定开拓 系统时要一并考虑。中国已应用电子计算机优选通风系统。矿井 通风方法有机械通风和自然通风。中国于17世纪就有利用自然 通风和处理瓦斯的记载（见天工开物）。产生矿井自然通风的 原因是矿井最低水平进、回风两侧静止空气柱单位面积上的压力 不同，其压差即矿井自然风压,它主要由气温差引起。通常自然
4、 风压值较小，且不稳定。机械通风是目前中国矿井的主要通风方 法。日采1吨煤的煤矿供风量达1m3/min以上；年产万吨矿 石的金属矿供风量达12m3/s以上。矿井通风-矿井扇风机分类按工作范围分三种：用于全矿井或矿井某翼（区）的，叫主 要扇风机，简称主扇；用于矿井某些分支风路中调节风量，帮助 主扇工作的，叫辅助扇风机，简称辅扇；用于矿井局部地区（主 要是独头掘进井巷）通风的，叫局部扇风机，简称局扇。主扇分离心式和轴流式两类：离心式扇风机，由动轮，螺 形机壳，吸风管和扩散器等组成，动轮又由固定在轮轴上的轮毂 和其上的叶片组成（图1）。叶片分前倾式、径向式和后倾式三 种，矿用离心式主扇多用后倾式。当
5、动轮旋转时，空气由吸风管 进入动轮的中心部分，折转90后,沿叶道甩入螺形机壳，再经 扩散器流出。轴流式扇风机，由装有叶片的动轮、圆筒形机壳、 集风器、整流器、流线体和扩散器等组成。为提高风压，有的可 安置两段动轮。当动轮旋转时，翼形叶片带动空气沿轴向流动， 经扩散器排出。轴流式扇风机叶片，以一定的安装角安设在动轮 上，调整安装角可改变风机性能。离心式扇风机结构简单，噪声 小，稳定工作范围大，但风量调节不便，必须用反风道反风。轴 流式扇风机结构较紧凑，性能调节方便,调节范围较大，可反转反 风；但噪声大，稳定工作范围小。局扇也有轴流式和离心式两类。前者体积小，使用安装方便， 便于串联，应用广泛，但
6、噪声大。对旋式轴流局扇是由叶片扭曲 方向相反的两个动轮构成，分别由两个电动机带动，旋转方向相 反，无整流叶片。这种局扇效率较高，噪声较低。挖掘大断面长 巷和开凿立井时，常用离心式局扇通风。主扇工作方式 有抽出式、压入式和压抽混合式三种。抽出式通风。主扇安装在回风井口，自矿井向外抽风，使整个通风 系统处于比当地同标高大气压低的负压状态，各作业地点的污风 向回风道集中排出；缺点是当地面塌陷区分布较广，并和采空区 相沟通时，会把塌陷区积存的有害气体抽到井下，同时造成风流 短路，减少矿井有效风量。压入式通风。主扇安装在进风井口， 向矿井内压风，使整个通风系统处于比当地同标高大气压高的正 压状态，一部分
7、回风能从塌陷区把有害气体排到地面；缺点是须 在进风段设置风门，影响运输，漏风较大，管理较难。混合式 通风。进、回风井口都装有主扇，向矿内压风并向外抽风。中国 规定煤矿主扇必须安装在地面；金属矿的主扇可以安装在地面， 也可安装在井下。局部通风 借主扇、局扇或引射器的风压，用风筒、风墙、 风障等引导风流设备，将新鲜风流导入作业地点，稀释和排出污 风。主要用于井巷掘进。用主扇风压进行局部通风的方法，称全 风压通风，安全可靠，管理较方便，但要有足够的风压。局扇通 风是常用的掘进通风方法，有压入式、抽出式和混合式三种。引 射器通风是在风筒内每隔适当距离装设若干喷嘴，引入压气或高 压水，从喷嘴射出，推动风
8、流。瓦斯矿井中，局扇一旦停转，巷道将聚集瓦斯。当再启动电 气设备时，可能由于设备的防爆性能不好，产生火花，引起瓦斯 爆炸。应将局扇开关和其他电气设备总开关闭锁，做到停风即停 电；送风排瓦斯后，才给其他设备送电。辅扇通风 在风量不足的分支风路中，安设辅扇，以提高风压。保 证风量。辅扇调节法机动灵活，简单易行，金属矿中使用较多； 但管理复杂。在瓦斯矿井中，必须慎重使用。辅扇通风方式有带 风墙和不带风墙两种，后者适用于阻力较小的分支风路进、回风井的布置形式 主要有中央式、对角式和混合式。中央式又分并列式和边界式两种（图3）。前者进、回风井大致 并列于井田走向的中央。后者进风井位于井田走向的中央，而回
9、 风井则位于井田浅部边界走向的中央。对角式的进风井位于井田 的中央（或两翼），回风井在两翼（或中央）；或进、回风井分别 位于井田两翼（图4）。混合式是中央式和对角式的组合形式。 中央式一般基建费用少,投产快，地面建筑集中，便于管理，井筒 延深方便，但风路长，漏风大，风阻大,电耗大。对角式风路短， 风阻相对较小，电耗小，漏风少。矿井通风-通风网路矿井中常用串联、并联和角联三种基本联接形式，构成复杂 的通风网路。串联，数条风路首尾相联，无分支风路；并联， 数条风路，有共同的分、合节点，中间无交叉风路；角联，并 联风路中间有若干联络风路（对角风路）。并联网路的优点是总 风阻小，各分支风路独立，风量易
10、调节，通风效果好。角联网路 的对角风路风流不稳定，不易控制。在实际工作中，应尽量采用 并联网路。通风网路中各风路的风量，依风量、风压平衡定律和 阻力定律而自然分配。这些风流运动基本定律是解算通风网路和 调节风量的理论依据。矿井通风-矿井风量计算根据矿井类型和规模不同，总风量从每分钟几百至几万立 方米不等，各国计算风量都有各自的依据。中国矿井确定总风量 的根据是：人的额定风量,CH4或CO2的涌出量（煤矿）,炸药使 用量，排尘风速,内燃机马力数（金属矿），并要保证作业地点有害 气体、风速和气温符合安全规程的规定。在含铀、钍的矿井，还 应保证井下空气中氡及其子体的浓度符合规定。井巷通风阻力主要有摩
11、擦阻力和局部阻力。摩擦阻力是井巷 周壁和风流互相摩擦以及气流微团间的干扰和摩擦而产生的阻 力。局部阻力是风流流经井巷某些局部地点，因断面扩大或缩小、 转弯、分岔和堆积物堵塞等，改变风速、流向而产生的阻力。井 巷的通风阻力h,无论是摩擦阻力、局部阻力或二者兼有,一般均 可用通式h = RQ2表示,R是井巷风阻（kgf.s2/m3）,Q是风量 （m3/s）。一个矿井的总风阻有时还用通风等积孔来表示，即用 一个和风阻值相当的假想孔的面积A（0.38/埒m2）,来衡量矿井 通风的难易程度。矿井反风当进风井或井底车场及其附近发生火灾或瓦斯、 煤尘爆炸时，大量有害气体随风流带到各作业地点，危及人员安 全。
12、如能使风流反向，即可避免这种危险，故主扇均应装有反风 设施。方式有：利用反风道和改变反风门位置反风；轴流式 扇风机还可用电动机换相的方法，使扇风机反转反风；中国有 的矿井用两台轴流式扇风机并列，一台备用，一台作抽出式运转； 当改变反风门的位置后，即从大气吸入空气，再经另一台扇风机 的机体送入井下。矿井通风-通风安全检测仪表气体的检测 可在井下取气样，在化验室用气体分析仪测定， 也可在现场用检定管直接测定。管内装有不同的化学指示剂，以 检测各种有害气体。当气体通过检定管后，根据指示剂变色的深 浅或长度，确定气体的浓度。检测CH4可用光学、热催化式或热 导式检定器。光学甲烷检定器根据光干涉原理制成
13、，当充入含 CH4的空气时，光程差随其浓度变化,干涉条纹移动，位移量大小 即表示CH4浓度。火焰安全灯是最早的CH4检测工具。根据火 焰长度变化，判定CH4浓度，测定范围在45%以下。在玻璃 灯罩上部有两层金属纱网，当CH4在灯内燃烧或爆炸时，火焰不 会窜出灯外；当空气缺氧时，灯即熄灭，可兼作测氧工具。 矿尘浓度和分散度的测定 矿尘浓度，中国用重量浓度 (mg/m3)表示，用滤膜计重法测定。在抽气机作用下，使一定体 积的含尘空气通过滤膜,矿尘被阻留于滤膜上，根据滤膜的增重 和通过的空气量计算矿尘浓度。各国还研制了多种快速测尘仪， 如光电式、静电式、光散射式、压电晶体式和6射线式等，有的 已被采
14、用。矿尘分散度，即粒度组成，分为重量分散度与数量 分散度两种。重量分散度多用沉降法测定；数量分散度可用显微 镜观测，也可用光电粒子计数器或粒谱仪测定。金属矿山中普遍 使用显微镜观测。将采样后的滤膜，放于瓷皿中，加少量醋酸丁 酯溶剂，使滤膜溶解，尘粒均匀悬浮于溶液中，然后取一滴在载 物玻璃片上制成样品，在显微镜下按不同粒径计算尘粒的数量。 此外，中国最近已研制成长时间连续采样的采样器，可测定一个 工班环境和个体接触粉尘的平均浓度。测定矿尘中游离二氧化硅 的含量，可用焦磷酸化学分析法等。矿井通风-风速测量主要用风表测量。常用的有叶式风表(图5)和杯式风表 前者测低速(0.15.0m/s)或中速(0
15、.510m/s),后者测高速 (1.020m/s)。当风流吹动风叶或风杯时，带动传动机构使指 针转动。在一定时间内，风表指针前后指示数之差，经校正计算， 即得风速。还可利用热效应元件在风流中的热损耗来测量风速 分热线式、热球式和热敏电阻式三种，分别用金属丝、热电偶和 热敏电阻作热效应元件，可测微风速。矿井通风-压力测量风机房或硐室内用水银气压计测大气压。非固定地点的大气 压用空盒气压计或精密气压计测量。测风流的相对压力或压差可 用皮托管和压差计。根据测量范围和所需精度分别选用U型压 差计、单管倾斜压差计或补偿式微压计，后者用于精密测量(图 6)，它有两个盛水容器，由胶管连通，其一可沿测微螺杆上
16、下 移动，另一有光反射观测装置，最小分度值为0.01mm H2O。空气温度和相对湿度测量 可用普通温度计测气温，用手摇湿度 计或通风湿度计测相对湿度。矿井通风-矿井通风构筑物引导、遮断风流和控制风量的设施，是矿井通风系统中的重 要设备。有：风桥 进风道和回风道交叉处的构筑物，隔开新风流和回风流。主要风桥用砖、石、混凝土等构筑，或专门开凿绕道。风门在既要隔断风流，又要行人或通车的地点，需设置风门。在行人通车比较频繁的主要运输道上，应设置自动连锁风门， 利用各种动力,自动开启或关闭。中国的自动风门有撞杆式、电 动式、压气式、水压式等。在需要调节风量的风道中，应安设调 节风窗，可改变风窗面积，调节风量。风墙 在不允许风流通过，也不需行人通车的巷道，应设置 风墙（密闭墙），遮断风流。永久性挡风墙须用砖石、混凝土等 构筑。风障在独头巷道中引导风流的设施，是用砖、木板或帆布、 塑料布等做成
