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1、通风系统设计第第7 7章章 矿井通风设计与能力核定矿井通风设计与能力核定通风系统设计本本 章章 学学 习习 目目 标标l熟悉矿井通风系统类型；熟悉矿井通风系统类型；l了解矿井通风构筑物及其作用；了解矿井通风构筑物及其作用；l掌握矿井通风设计思路、方法，并能进行矿井掌握矿井通风设计思路、方法，并能进行矿井通风设计；通风设计；l掌握矿井通风能力核定内容、步骤。掌握矿井通风能力核定内容、步骤。通风系统设计本本 章章 学学 习习 思思 路路矿井通风系统类型通风构筑物通风系统设计通风能力核定l确定矿井通风系统确定矿井通风系统l矿井风量计算与分配矿井风量计算与分配l矿井通风阻力计算矿井通风阻力计算l选择通
2、风设备选择通风设备l概算通风费用概算通风费用通风系统设计本章主要内容和学习重点本章主要内容和学习重点l矿井通风系统类型、采区通风方式、工作面通风系统；l通风构筑物l用风地点风量计算与分配l矿井通风阻力计算方法l主要通风设备选型l矿井通风能力核定学习重点通风系统设计本本 章章 参参 考考 书书 目目11中华人民共和国建设部，煤炭工业矿井设计规范，中华人民共和国建设部，煤炭工业矿井设计规范，GB50215-GB50215-2005200522吴中立，矿井通风与安全吴中立，矿井通风与安全MM，徐州：中国矿业大学出版社，徐州：中国矿业大学出版社，1989198933黄元平，矿井通风黄元平，矿井通风MM
3、，徐州：中国矿业大学出版社，徐州：中国矿业大学出版社，1986198644赵以惠，矿井通风与空气调节赵以惠，矿井通风与空气调节MM，徐州：中国矿业大学出，徐州：中国矿业大学出版社，版社，1990199055王英敏，矿井通风与安全王英敏，矿井通风与安全MM，北京：冶金工业出版社，北京：冶金工业出版社，19791979通风系统设计第一节 矿井通风系统1矿井通风系统类型及其适用条件矿井通风系统类型及其适用条件矿井通风系统：向矿井各作业地点供给新鲜空气、排出污浊空气的进回风井的布置方式，主要通风机的工作方法，通风网路和风流控制设置的总称。 l中央式中央式中央并列式中央并列式 中央分列式中央分列式 通风
4、系统设计第一节 矿井通风系统1矿井通风系统类型及其适用条件矿井通风系统类型及其适用条件l对角式对角式分区对角式分区对角式 两翼对角式两翼对角式 通风系统设计第一节 矿井通风系统1矿井通风系统类型矿井通风系统类型l区域式区域式l混合式混合式上述通风方式的混合组成。通风系统设计第一节 矿井通风系统2主要通风机的工作方式主要通风机的工作方式l抽出式抽出式l压入式压入式l抽压混合式抽压混合式通风系统设计第一节 矿井通风系统3矿井通风系统的选择矿井通风系统的选择l矿井设计生产能力矿井设计生产能力l煤层赋存情况煤层赋存情况l表土层厚度表土层厚度l井田面积井田面积l低温低温l矿井瓦斯涌出量矿井瓦斯涌出量l煤
5、层自燃倾向性煤层自燃倾向性通风系统设计第二节 采区通风系统1采区通风系统的基本要求采区通风系统的基本要求l每一采区都必须布置回风巷，实行分区通风每一采区都必须布置回风巷，实行分区通风 高瓦斯、突出、自燃煤层采区，专用回风道；高瓦斯、突出、自燃煤层采区，专用回风道； 煤层群、联合布置采区，专用回风道；煤层群、联合布置采区，专用回风道； 单一巷道严禁分两段，分别为进、回风巷。单一巷道严禁分两段，分别为进、回风巷。l采煤工作面、掘进工作面独立通风采煤工作面、掘进工作面独立通风l煤层倾角大于煤层倾角大于1212下行通风时，报矿总工程师批准下行通风时，报矿总工程师批准l采煤面、掘进面进回风巷不得经过采空
6、区或冒落区采煤面、掘进面进回风巷不得经过采空区或冒落区通风系统设计第二节 采区通风系统2采区进风上山与回风上山的选择采区进风上山与回风上山的选择l轨道上山进风，运输上山回风轨道上山进风，运输上山回风通风系统设计第二节 采区通风系统2采区进风上山与回风上山的选择采区进风上山与回风上山的选择l运输上山进风，轨道上山回风运输上山进风，轨道上山回风通风系统设计第二节 采区通风系统3采煤工作面上行通风与下行通风采煤工作面上行通风与下行通风上行通风上行通风下行通风下行通风通风系统设计第二节 采区通风系统4工作面通风系统工作面通风系统U型后退式型后退式 U型前型前进进式式Z型后退式型后退式 Z型前型前进进式
7、式通风系统设计第二节 采区通风系统4工作面通风系统工作面通风系统双双Z型后退式型后退式 双双Z型前进式型前进式 Y型通风方式型通风方式 W型通风方式型通风方式通风系统设计第二节 采区通风系统4工作面通风系统工作面通风系统U+L型通风方式型通风方式H型通风方式（三进一回）型通风方式（三进一回） H型通风方式（二进二回）型通风方式（二进二回）通风系统设计第三节 通风构筑物及漏风1通风构筑物通风构筑物一、风门一、风门 风流方向风流方向门框门扇观察窗口把手普通风门普通风门无压风门无压风门通风系统设计第三节 通风构筑物及漏风1通风构筑物通风构筑物风门闭锁装置通风系统设计第三节 通风构筑物及漏风1通风构筑
8、物通风构筑物二、风桥二、风桥 风桥类型：绕道式风桥、混凝土风桥、铁筒风桥风桥类型：绕道式风桥、混凝土风桥、铁筒风桥通风系统设计第三节 通风构筑物及漏风1通风构筑物通风构筑物三、密闭三、密闭 密闭分类：永久密闭、临时密闭密闭分类：永久密闭、临时密闭通风系统设计第三节 通风构筑物及漏风2漏风漏风一、漏风及其危害一、漏风及其危害 l漏风：未经用风地点而直接流（渗）入回风道或排漏风：未经用风地点而直接流（渗）入回风道或排出地表的风量。出地表的风量。l原因：漏风通道原因：漏风通道+ +压差压差l危害：使用风地点风量减少危害：使用风地点风量减少 增加无益的电能消耗增加无益的电能消耗 可导致煤炭自燃可导致煤
9、炭自燃通风系统设计第三节 通风构筑物及漏风2漏风漏风二、漏风分类二、漏风分类 l外部漏风（井口漏风）：泛指地表（风井）附近的外部漏风（井口漏风）：泛指地表（风井）附近的漏风。漏风。l内部漏风（井下漏风）：井下各通风构筑物、采空内部漏风（井下漏风）：井下各通风构筑物、采空区、煤柱的漏风。区、煤柱的漏风。通风系统设计第三节 通风构筑物及漏风2漏风漏风三、矿井漏风率及有效风量率三、矿井漏风率及有效风量率 l矿井有效风量率矿井有效风量率l有效风量：通过用风地点的风量。有效风量：通过用风地点的风量。l矿井外部漏风率矿井外部漏风率矿井有效风量风机实测风量矿井外部漏风量通风系统设计第三节 通风构筑物及漏风2
10、漏风漏风四、减少漏风途径四、减少漏风途径 l进、回风井保持一定距离；进、回风井保持一定距离；l及时密闭采空区。及时密闭采空区。l进、回风巷保持一定间距；进、回风巷保持一定间距；l留有足够的煤柱；留有足够的煤柱；l提高通风构筑物质量；提高通风构筑物质量；l采空区洒浆，增加压实程度；采空区洒浆，增加压实程度；通风系统设计第四节 矿井通风设计1矿井通风设计内容及要求矿井通风设计内容及要求一、矿井通风设计内容一、矿井通风设计内容 l确定矿井通风系统；确定矿井通风系统；l矿井风量计算和分配；矿井风量计算和分配；l矿井通风阻力计算；矿井通风阻力计算；l选择通风设备；选择通风设备；l概算矿井通风费用；概算矿
11、井通风费用；通风系统设计第四节 矿井通风设计1矿井通风设计内容及要求矿井通风设计内容及要求二、矿井通风设计要求二、矿井通风设计要求 l将足够新鲜空气送至井下工作场所；将足够新鲜空气送至井下工作场所；l通风系统简单，风流稳定，抗灾能力强；通风系统简单，风流稳定，抗灾能力强；l发生事故时，风流易于控制；发生事故时，风流易于控制；l符合规定的井下环境；符合规定的井下环境；l基建投资省、运行费用低；基建投资省、运行费用低；通风系统设计第四节 矿井通风设计2矿井风量计算矿井风量计算一、采煤工作面风量计算一、采煤工作面风量计算 l按瓦斯涌出量计算按瓦斯涌出量计算第i个采煤工作面瓦斯绝对涌出量瓦斯涌出不均匀
12、系数通风系统设计第四节 矿井通风设计2矿井风量计算矿井风量计算一、采煤工作面风量计算一、采煤工作面风量计算 l按进风流温度计算按进风流温度计算工作面通风断面工作面风速采煤工作面采煤工作面进进风风流气温流气温/采煤工作面采煤工作面风风速速/m/s1515181820202323260.30.50.50.80.81.01.01.51.51.8工作面长度系数采煤工作面采煤工作面长长度度/m工作面工作面长长度度风风量系数量系数/kwi 1800.80.91.01.11.21.301.40通风系统设计第四节 矿井通风设计2矿井风量计算矿井风量计算一、采煤工作面风量计算一、采煤工作面风量计算 l按使用炸药
13、量计算按使用炸药量计算一次爆破最大炸药量l按工作人数计算按工作人数计算工作面同时工作人数通风系统设计第四节 矿井通风设计2矿井风量计算矿井风量计算一、采煤工作面风量计算一、采煤工作面风量计算 l按风速进行验算按风速进行验算按最高风速确定最大风量按最低风速确定最小风量通风系统设计第四节 矿井通风设计2矿井风量计算矿井风量计算二、掘进工作面风量计算二、掘进工作面风量计算 l按瓦斯涌出量计算按瓦斯涌出量计算第i个掘进工作面瓦斯绝对涌出量瓦斯涌出不均匀系数通风系统设计第四节 矿井通风设计2矿井风量计算矿井风量计算二、掘进工作面风量计算二、掘进工作面风量计算 l按使用炸药量计算按使用炸药量计算一次爆破最
14、大炸药量l按工作人数计算按工作人数计算工作面同时工作人数通风系统设计第四节 矿井通风设计2矿井风量计算矿井风量计算二、掘进工作面风量计算二、掘进工作面风量计算 l按局部风机吸风量计算按局部风机吸风量计算局部风机额定风量和备用系数通风系统设计第四节 矿井通风设计2矿井风量计算矿井风量计算二、掘进工作面风量计算二、掘进工作面风量计算 l按风速进行验算按风速进行验算按最高风速确定最大风量按最低风速确定最小风量煤巷、半煤巷岩巷通风系统设计第四节 矿井通风设计2矿井风量计算矿井风量计算三、机电硐室风量计算三、机电硐室风量计算 l按经验确定按经验确定电机功率发热系数进、回风温差l按机电设备发热量计算按机电
15、设备发热量计算通风系统设计第四节 矿井通风设计2矿井风量计算矿井风量计算四、爆破材料库风量计算四、爆破材料库风量计算 中型爆破材料库不小于中型爆破材料库不小于60m60m3 3/min/min；库房容积大型爆破材料库不小于大型爆破材料库不小于100100m3/min。通风系统设计第四节 矿井通风设计2矿井风量计算矿井风量计算五、其他用风巷道风量计算五、其他用风巷道风量计算 l按瓦斯涌出量计算按瓦斯涌出量计算不均匀系数用风巷道瓦斯绝对涌出量l按最低风速验算按最低风速验算通风系统设计第四节 矿井通风设计2矿井风量计算矿井风量计算六、矿井总风量计算六、矿井总风量计算 采煤面及备用面风量硐室风量掘进面
16、风量其他巷道风量通风系数通风系统设计第四节 矿井通风设计2矿井风量计算矿井风量计算七、矿井总风量分配七、矿井总风量分配 l分配原则分配原则采煤工作面风量分配按产量正比分配；采煤工作面风量分配按产量正比分配；备用面按采煤面一半分配；备用面按采煤面一半分配；独立通风的掘进面和硐室，按计算结果或经验分配。独立通风的掘进面和硐室，按计算结果或经验分配。l分配方法分配方法计算日产吨煤配风量计算日产吨煤配风量计算采煤工作面配风量；计算采煤工作面配风量；验算风速。验算风速。通风系统设计第四节 矿井通风设计3矿井通风总阻力计算矿井通风总阻力计算一、矿井通风总阻力计算原则一、矿井通风总阻力计算原则l矿井通风总阻
17、力不宜超过矿井通风总阻力不宜超过2940Pa2940Pa；l新建矿井井巷局部阻力按摩擦阻力新建矿井井巷局部阻力按摩擦阻力10%10%计算；计算；l改建矿井井巷局部阻力按摩擦阻力改建矿井井巷局部阻力按摩擦阻力15%15%计算。计算。l矿井通风总阻力：指风流由进风井口起，到回风井矿井通风总阻力：指风流由进风井口起，到回风井口止，沿一条通路（风流路线）各个分支的摩擦口止，沿一条通路（风流路线）各个分支的摩擦阻力和局部阻力的总和。阻力和局部阻力的总和。通风系统设计第四节 矿井通风设计3矿井通风总阻力计算矿井通风总阻力计算二、矿井通风总阻力计算方法二、矿井通风总阻力计算方法通风系统设计第四节 矿井通风设
18、计4矿井通风设备的选择矿井通风设备的选择一、矿井通风设备的要求一、矿井通风设备的要求l矿井必须装设两套同能力的主通风设备，其中一套矿井必须装设两套同能力的主通风设备，其中一套备用；备用；l选择通风设备应满足第一开采水平各个时期工况变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运行；化，并使通风设备长期高效运行；l通风机能力应留有一定余量。通风机能力应留有一定余量。通风系统设计第四节 矿井通风设计4矿井通风设备的选择矿井通风设备的选择二、主要通风机的选择二、主要通风机的选择Step1 Step1 计算通风机工作风量计算通风机工作风量矿井需风量漏风系数通风系统设计第四节 矿
19、井通风设计4矿井通风设备的选择矿井通风设备的选择二、主要通风机的选择二、主要通风机的选择Step2 Step2 计算通风机风压计算通风机风压离心式风机离心式风机轴流式式风机轴流式式风机通风系统设计第四节 矿井通风设计4矿井通风设备的选择矿井通风设备的选择二、主要通风机的选择二、主要通风机的选择Step3 Step3 初选风机初选风机容易时期容易时期困难时期困难时期通风系统设计第四节 矿井通风设计4矿井通风设备的选择矿井通风设备的选择二、主要通风机的选择二、主要通风机的选择Step4 Step4 求风机工况点求风机工况点实际工况点实际工况点通风系统设计第四节 矿井通风设计4矿井通风设备的选择矿井
20、通风设备的选择二、主要通风机的选择二、主要通风机的选择Step5 Step5 确定风机型号和转速确定风机型号和转速 根据各台通风机的工况参数（风量、风压、效根据各台通风机的工况参数（风量、风压、效率、功率）对初选的通风机进行技术、经济比较，率、功率）对初选的通风机进行技术、经济比较，确定技术先进、效率高和运作费用低的通风机型确定技术先进、效率高和运作费用低的通风机型号和转速。号和转速。通风系统设计第四节 矿井通风设计4矿井通风设备的选择矿井通风设备的选择二、主要通风机的选择二、主要通风机的选择Step6 Step6 选择电动机选择电动机通风系统设计第四节 矿井通风设计5概算通风费用概算通风费用
21、电费电费设备折旧费设备折旧费吨煤通风总费用吨煤通风总费用材料消耗费材料消耗费人员工资人员工资通风系统设计第五节 矿井通风能力核定1资料准备资料准备l矿井采掘布置平面图；矿井采掘布置平面图；l通风系统平面图和网络图；通风系统平面图和网络图；l实测主要通风机特性曲线或特性数据表；实测主要通风机特性曲线或特性数据表；l矿井通风系统阻力测定报告矿井通风系统阻力测定报告, ,自然风压变化规律；自然风压变化规律；l开采煤层的采掘工作面瓦斯涌出预测资料及采煤工开采煤层的采掘工作面瓦斯涌出预测资料及采煤工作面瓦斯来源分析；作面瓦斯来源分析；l矿井年度通风安全生产主要风险评估报告。矿井年度通风安全生产主要风险评
22、估报告。通风系统设计第五节 矿井通风能力核定2核定步骤核定步骤l准备所需图纸；准备所需图纸；l建立矿井采掘接替表；建立矿井采掘接替表；l计算采掘面、系统和矿井需风量；计算采掘面、系统和矿井需风量；l建立用风地点配风表；建立用风地点配风表；l建立通风系统网络数据表；建立通风系统网络数据表；l建立风机特性数据表。建立风机特性数据表。l网络解算网络解算通风系统设计第五节 矿井通风能力核定3编写报告编写报告l主要通风机能力核定；主要通风机能力核定；l主要进、回风井风速小于规定值，并留有余量；主要进、回风井风速小于规定值，并留有余量；l主要进、回风大巷风速小于规定值，留余量；主要进、回风大巷风速小于规定值，留余量；l采掘工作面瓦斯浓度满足采掘工作面瓦斯浓度满足煤矿安全规程煤矿安全规程，并留，并留有余量；有余量；通风系统设计本本 章章 总总 结结l矿井通风系统类型、采区通风方式、工作面通风系统；l通风构筑物l用风地点风量计算与分配l矿井通风阻力计算方法l主要通风设备选型l矿井通风能力核定通风系统设计本本 章章 作作 业业l71采区通风系统包括哪些部分？l72试比较运输机上山和轨道上山进风的优缺点和适用条件？l74试述长壁工作面通风系统有哪些类型？并阐述其各自的特点和适用性。l75矿井通风系统主要有哪几种类型？说明其特点扩适用条件。 通风系统设计本章学习内容结束 谢 谢！通风系统设计
