矿井通风系统与通风设计ppt课件

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1、1/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录第七章第七章 矿井通风系统与矿井通风系统与 通风设计通风设计2/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录第一节第一节 矿井通风系统矿井通风系统第二节第二节 采区通风系统采区通风系统第三节第三节 通风构筑物及漏风通风构筑物及漏风第四节第四节 矿井通风设计矿井通风设计3/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录1.上次课内容回想上次课内容回想 1)、上次课所讲的主要内容、上次课所讲的主要内容 1、部分通风方法、部分通风方法-压入式、抽出式、混

2、合式、可控循环风，全风通风，压入式、抽出式、混合式、可控循环风，全风通风， 2、掘进任务面需风量计算、掘进任务面需风量计算-压入式、抽出式、混合式、按瓦斯、粉尘、炸压入式、抽出式、混合式、按瓦斯、粉尘、炸药等药等 3、部分通风配备、部分通风配备-风筒风筒- 种类、阻力、漏风、安装；种类、阻力、漏风、安装； 4、部分通风机、部分通风机-性能、结合运转性能、结合运转 5、部分通风系统设计、部分通风系统设计-原那么、步骤原那么、步骤 6、掘进平安技术配备系列化、掘进平安技术配备系列化 2)、能处理的实践问题、能处理的实践问题 1)采用何种部分通风方法；采用何种部分通风方法； 2)部分通风选型设计；部

3、分通风选型设计； 3)矿井部分风量调理、矿井总风量调理矿井部分风量调理、矿井总风量调理4/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录2 2、本章的重点：、本章的重点： 1 1、矿井通风系统、矿井通风系统-类型、顺应条件、主要通风机任务方式类型、顺应条件、主要通风机任务方式 、安装、安装地点、通风系统的选择地点、通风系统的选择 2 2、采区通风、采区通风-根本要求、进回风上山选择、采煤任务面通风系统根本要求、进回风上山选择、采煤任务面通风系统 3 3、通风构筑物及漏风、通风构筑物及漏风-风门、风桥、密闭、导风板；矿井漏风、风门、风桥、密闭、导风板；矿井漏风、漏

4、风率、有效风量率、减少漏风措施漏风率、有效风量率、减少漏风措施 4 4、矿井通风设计、矿井通风设计-内容与要求、优选通风系统、矿井风量计算、内容与要求、优选通风系统、矿井风量计算、阻力计算、通风设备选择阻力计算、通风设备选择3 3、本章的难点：、本章的难点： 矿井通风设计矿井通风设计 4 4、本章的思索题、本章的思索题 1 1部分任务地点需风量应如何计算？部分任务地点需风量应如何计算？ 2 2消费任务地点风量应如何计算？消费任务地点风量应如何计算？ 3 3在消费地点，适宜风速多少适宜，其根据是什么？在消费地点，适宜风速多少适宜，其根据是什么？ 5/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院

5、通风系统及设计通风系统及设计目录第一节第一节 矿井通风系统矿井通风系统 矿井通风系统是向矿井各作业地点供应新颖空气、排出矿井通风系统是向矿井各作业地点供应新颖空气、排出污浊空气的通风网路、通风动力和通风控制设备的总称。污浊空气的通风网路、通风动力和通风控制设备的总称。一、矿井通风系统的类型及其适用条件一、矿井通风系统的类型及其适用条件 按进、回井在井田内的位置不同，通风系统可分为中央式、按进、回井在井田内的位置不同，通风系统可分为中央式、对角式、区域式及混合式。对角式、区域式及混合式。1 1、中央式、中央式 进、回风井均位于井田走向中央。根据进、回风井的相对进、回风井均位于井田走向中央。根据进

6、、回风井的相对位置，又分为中央并列式和中央边境式中央分列式。位置，又分为中央并列式和中央边境式中央分列式。6/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录中央并列式中央并列式中央分列式中央分列式7/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录2 2、对角式、对角式 1 1两翼对角式两翼对角式 进进风风井井大大致致位位于于井井田田走走向向的的中中央央，两两个个回回风风井井位位于于井井田田边边境境的的两两翼翼沿沿倾倾斜斜方方向向的的浅浅部部，称称为为两两翼翼对对角角式式，假假设设只只需需一一个个回回风风井井，且且进进、回回风风分分

7、别别位位于于井井田田的的两两翼翼称为单翼对角式。称为单翼对角式。2 2分区对角式分区对角式 进进风风井井位位于于井井田田走走向向的的中中央央，在在各各采采区区开开掘掘一一个个不不深深的小回风井，无总回风巷。的小回风井，无总回风巷。8/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录两翼对角式两翼对角式分区对角式分区对角式9/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录3 3、区域式、区域式 在在井井田田的的每每一一个个消消费费区区域域开开凿凿进进、回回风风井井，分分别别构构成成独立的通风系统。如图。独立的通风系统。如图。4 4、混

8、合式、混合式 由由上上述述诸诸种种方方式式混混合合组组成成。例例如如，中中央央分分列列与与两两翼翼对对角混合式，中央并列与两翼对角混合式等等。角混合式，中央并列与两翼对角混合式等等。10/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录二、主要通风机的任务方式与安装地点二、主要通风机的任务方式与安装地点 主主要要通通风风机机的的任任务务方方式式有有三三种种：抽抽出出式式、压压入入式式、压压抽抽混合式。混合式。 1 1、 抽出式抽出式 主主要要通通风风机机安安装装在在回回风风井井口口，在在抽抽出出式式主主要要通通风风机机的的作作用用下下，整整个个矿矿井井通通风风系系

9、统统处处在在低低于于当当地地大大气气压压力力的的负负压压形形状状。当当主主要要通通风风机机因因故故停停顿顿运运转转时时，井井下下风风流流的的压压力力提提高高，比较平安。比较平安。11/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录2 2、压入式、压入式 主主要要通通风风机机安安设设在在入入风风井井口口，在在压压入入式式主主要要通通风风机机作作用用下下，整整个个矿矿井井通通风风系系统统处处在在高高于于当当地地大大气气压压的的正正压压形形状状。在在冒冒落落裂裂隙隙通通达达地地面面时时，压压入入式式通通风风矿矿井井采采区区的的有有害害气气体体经经过过塌塌陷陷区区向向外

10、外漏漏出出。当当主主要要通通风风机机因因故故停顿运转时，井下风流的压力降低。停顿运转时，井下风流的压力降低。12/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录3 3、压抽混合式、压抽混合式 在在入入风风井井口口设设一一风风机机作作压压入入式式任任务务，回回风风井井口口设设一一风风机机作作抽抽出出式式任任务务。通通风风系系统统的的进进风风部部分分处处于于正正压压，回回风风部部分分处处于于负负压压，任任务务面面大大致致处处于于中中间间，其其正正压压或或负负压压均均不不大大，采采空空区区通通连连地地表表的的漏漏风风因因此此较较小小。其其缺缺陷陷是运用的通风机设备多，

11、管理复杂。是运用的通风机设备多，管理复杂。13/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录三、矿井通风系统的选择三、矿井通风系统的选择 根根据据矿矿井井设设计计消消费费才才干干、煤煤层层赋赋存存条条件件、表表土土层层厚厚度度、井井田田面面积积、地地温温、矿矿井井瓦瓦斯斯涌涌出出量量、煤煤层层自自燃燃倾倾向向性性等等条条件件，在在确确保保矿矿井井平平安安、兼兼顾顾中中、后后期期消消费费需需求求的的前前提提下下，经经过过对对多多种种个个可可行行的的矿矿井井通通风风系系统统方方案案进进展展技技术术经经济比较后确定。济比较后确定。 中中央央式式通通风风系系统统具具有

12、有井井巷巷工工程程量量少少、初初期期投投资资省省的的优优点。因此，矿井初期宜优先采用。点。因此，矿井初期宜优先采用。 有有煤煤与与瓦瓦斯斯突突出出危危险险的的矿矿井井、高高瓦瓦斯斯矿矿井井、煤煤层层易易自自燃燃的的矿矿井井及及有有热热害害的的矿矿井井，应应采采用用对对角角式式或或分分区区对对角角式式通风；通风； 当当井井田田面面积积较较大大时时，初初期期可可采采用用中中央央通通风风，逐逐渐渐过过渡渡为对角式或分区对角式。为对角式或分区对角式。 矿矿井井通通风风方方法法普普通通采采用用抽抽出出式式。当当地地形形复复杂杂、露露头头发发育老窑多、采用多风井通风有利时，可采用压入式通风。育老窑多、采用

13、多风井通风有利时，可采用压入式通风。14/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录第二第二节 采区通采区通风系系统 采区通采区通风系系统是是矿井通井通风系系统的主要的主要组成成单元元, , 包括：采包括：采区区进风、回、回风和任和任务面面进、回、回风巷道巷道组成的成的风路路衔接方式及接方式及采区内的采区内的风流控制流控制设备。一、采区通一、采区通风系系统的根本要求的根本要求1 1、每一个采区，、每一个采区， 都必需布置回都必需布置回风道，道，实行分区通行分区通风。2 2、采煤和掘、采煤和掘进任任务面面应独立通独立通风系系统。有特殊困。有特殊困难必需串必需串

14、联通通风时应符合有关符合有关规定。定。3 3、煤、煤层倾角大于角大于1212的采煤任的采煤任务面采用下行通面采用下行通风时，报矿总工程工程师同意，同意，4 4、采煤和掘、采煤和掘进任任务面的面的进风和回和回风，都不得，都不得经过采空区或冒采空区或冒落区。落区。二、采区二、采区进风上山与回上山与回风上山的上山的选择 上下山至少要有两条；上下山至少要有两条；对消消费才干大的采区可有才干大的采区可有3 3条或条或4 4条上山。条上山。 1 1、轨道上山道上山进风，运，运输机上山回机上山回风 2 2、运、运输机上山机上山进风、轨道上山回道上山回风比比较：轨道上山道上山进风，新，新颖风流不受煤炭流不受煤

15、炭释放的瓦斯、煤放的瓦斯、煤尘污染及放染及放热影响，保送机上山影响，保送机上山进风，运，运输过程中所程中所释放的瓦放的瓦斯，可使斯，可使进风流的瓦斯和煤流的瓦斯和煤尘浓度增大，影响任度增大，影响任务面的平安面的平安卫生条件。生条件。串串联通通风，必需在，必需在进入被串入被串联任任务面的面的风流中装流中装设甲甲烷断断电仪，且瓦，且瓦斯和二氧化碳斯和二氧化碳浓度都不得超越度都不得超越0.5%0.5%，其他有害气体，其他有害气体浓度都度都应符合本符合本规程第一百条的程第一百条的规定。定。 15/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录三、采煤任务面上行风与下行风

16、三、采煤任务面上行风与下行风 上上行行风风与与下下行行风风是是指指进进风风流流方方向向与与采采煤煤任任务务面面的的关关系系而而言言。当当采采煤煤任任务务面面进进风风巷巷道道程程度度低低于于回回风风巷巷时时，采采煤煤任任务务面面的的风风流流沿沿倾倾斜斜向向上流动，称上行通风，否那么是下行通风。上流动，称上行通风，否那么是下行通风。优缺陷：优缺陷： 、下下行行风风的的方方向向与与瓦瓦斯斯自自然然流流向向相相反反，二二者者易易于于混混合合且且不不易易出出现瓦斯分层流动和部分积存的景象。现瓦斯分层流动和部分积存的景象。 、上行风比下行风任务面的气温要高。、上行风比下行风任务面的气温要高。 、下行风比上

17、行风所需求的机械风压要大；、下行风比上行风所需求的机械风压要大； 、下行风在起火地点瓦斯爆炸的能够性比上行风要大。、下行风在起火地点瓦斯爆炸的能够性比上行风要大。上行通风上行通风运煤方向运煤方向 新风新风 污风污风 下行通风下行通风运煤方向运煤方向 新风新风 污风污风 16/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录17/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录四、任务面通风系统四、任务面通风系统1 1、U U型与型与Z Z型通风系统型通风系统 2 2、Y Y型、型、W W型及双型及双Z Z型通风系统型通风系统 3 3、

18、H H型通风系统型通风系统18/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录第三节第三节 通风构筑物及漏风通风构筑物及漏风 矿井通风系统网路中适当位置安设的隔断、引导和控制矿井通风系统网路中适当位置安设的隔断、引导和控制风流的设备和安装，以保证风流按消费需求流动。这些设备风流的设备和安装，以保证风流按消费需求流动。这些设备和安装，统称为通风构筑物。和安装，统称为通风构筑物。一、通风构筑物一、通风构筑物 分为两大类：一类是经过风流的通风构筑物，如主要通分为两大类：一类是经过风流的通风构筑物，如主要通风机风硐、反风安装、风桥、导风板和调理风窗；另一类是风机风硐、反

19、风安装、风桥、导风板和调理风窗；另一类是隔断风流的通风构筑物，如井口密闭、挡风墙、风帘和风门隔断风流的通风构筑物，如井口密闭、挡风墙、风帘和风门等等 。 1 1、风门、风门 按设地点：在通风系统中既要隔断风流又要按设地点：在通风系统中既要隔断风流又要行人或通车的地方应设立风门。在行人或通车不多的地方，行人或通车的地方应设立风门。在行人或通车不多的地方，可构筑普通风门。而在行人通车比较频繁的主要运输道上，可构筑普通风门。而在行人通车比较频繁的主要运输道上，那么应构筑自动风门。那么应构筑自动风门。风门表示方式风门表示方式调理风门表示方式调理风门表示方式19/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安

20、全学院通风系统及设计通风系统及设计目录设置置风门的要求：的要求： 1 1每每组风门不少于两道，通不少于两道，通车风门间距不小于一列距不小于一列车长度，行人度，行人风门间距不小于距不小于5m5m。入排。入排风巷道之巷道之间要需要需设风门处同同时设反向反向风门，其数，其数量不少于两道；量不少于两道； 2 2风门能自能自动封封锁；通；通车风门实现自自动化，化，矿井井总回回风和采区回和采区回风系系统的的风门要装有要装有闭锁安装；安装；风门不能同不能同时敞开包括反敞开包括反风门； 3 3门框要包框要包边沿口，有沿口，有垫衬，周，周围接触接触严密，密，门扇平整不漏扇平整不漏风，门扇与扇与门框不歪扭。框不歪

21、扭。门轴与与门框要向关框要向关门方向方向倾斜斜8080至至8585； 4 4风门墙垛要用不燃要用不燃资料建筑，厚度不小于料建筑，厚度不小于0.5m0.5m，严密不漏密不漏风； 墙垛周周边要掏槽，要掏槽，见硬硬顶、硬帮与煤岩接、硬帮与煤岩接实。墙垛平整，无裂痕、重平整，无裂痕、重缝和空和空缝； 5 5风门水沟要水沟要设反水池或反水池或挡风帘，通帘，通车风门要要设底坎，底坎，电管路孔要管路孔要堵堵严；风门前后各前后各5m5m内巷道支内巷道支护良好，无良好，无杂物、物、积水、淤泥。水、淤泥。20/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录2 2、风桥、风桥 当当通

22、通风风系系统统中中进进风风道道与与回回风风道道需需程程度度交交叉叉时时，为为使使进进风风与与回回风风相相互互隔隔开开需需求求构构筑筑风风桥桥。按按其其构构造造不不同同可可分分为为三三种。种。1 1绕道式风桥绕道式风桥 开凿在岩石里，最巩固耐用，漏风少。开凿在岩石里，最巩固耐用，漏风少。2 2混凝土风桥混凝土风桥 构造紧凑，比较巩固。构造紧凑，比较巩固。3 3铁筒风桥铁筒风桥 可在次要风路中运用。可在次要风路中运用。21/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录3 3、密闭、密闭 密密闭闭是是隔隔断断风风流流的的构构筑筑物物。设设置置在在需需隔隔断断风风流流

23、、也也不不需需求求通通车车行行人人的巷道中。密闭的构造随效力年限的不同而分为两类：的巷道中。密闭的构造随效力年限的不同而分为两类： 1 1暂时密闭，常用木板、木段等修筑，并用黄泥、石灰抹面。暂时密闭，常用木板、木段等修筑，并用黄泥、石灰抹面。 2 2永久密闭，常用料石、砖、水泥等不燃性资料修筑。永久密闭，常用料石、砖、水泥等不燃性资料修筑。4 4、导风板、导风板运用以下几种导风板。运用以下几种导风板。 1 1引风导风板引风导风板 ； 2 2降阻导风板；降阻导风板； 3 3汇流导风板汇流导风板 放水孔注浆孔察看孔表示方式22/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及

24、设计目录二、漏风及有效风量二、漏风及有效风量1 1、矿井漏风及其危害性、矿井漏风及其危害性 有有效效风风量量：矿矿井井中中流流至至各各用用风风地地点点，起起到到通通风风作作用用的的风量。风量。 漏漏风风：未未经经用用风风地地点点而而经经过过采采空空区区、地地表表塌塌陷陷区区、通通风风构构筑筑物物和和煤煤柱柱裂裂隙隙等等通通道道直直接接流流渗渗入入回回风风道道或或排排出地表的风量。出地表的风量。 漏漏风风的的危危害害：使使任任务务面面和和用用风风地地点点的的有有效效风风量量减减少少，气气候候和和卫卫生生条条件件恶恶化化，添添加加无无益益的的电电能能耗耗费费，并并可可导导致致煤炭自燃等事故。煤炭自

25、燃等事故。 减少漏风、提高有效风量是通风管理部门的根本义务。减少漏风、提高有效风量是通风管理部门的根本义务。23/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录2 2、漏风的分类及缘由、漏风的分类及缘由1 1漏风的分类漏风的分类 矿矿井井漏漏风风按按其其地地点点可可分分为为：1 1外外部部漏漏风风或或称称井井口口漏漏风风泛泛指指地地表表附附近近如如箕箕斗斗井井井井口口，地地面面主主通通风风机机附附近近的的井井口口、防防爆爆盖盖、反反风风门门、调调理理闸闸门门等等处处的的漏漏风风。2 2内内部部漏漏风风或或称称井井下下漏漏风风是是指指井井下下各各种通风构筑物的漏风

26、、采空区以及碎裂的煤柱的漏风。种通风构筑物的漏风、采空区以及碎裂的煤柱的漏风。2 2漏风的缘由漏风的缘由 当当有有漏漏风风通通路路存存在在，并并在在其其两两端端有有压压差差时时，就就可可产产生生漏漏风风。漏漏风风风流经过孔隙的流态，视孔隙情况和漏风大小而异。风流经过孔隙的流态，视孔隙情况和漏风大小而异。24/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录3 3、矿井漏风率及有效风量率、矿井漏风率及有效风量率1 1矿井有效风量矿井有效风量Qe Qe 是指风流经过井下各任务地点实践风量总和。是指风流经过井下各任务地点实践风量总和。2 2矿矿井井有有效效风风量量率率：

27、 矿矿井井有有效效风风量量率率是是矿矿井井有有效效风风量量QeQe与与各各台台主主要要通风机风量总和之比。矿井有效风量率应不低于通风机风量总和之比。矿井有效风量率应不低于85%85%。3 3矿井外部漏风量矿井外部漏风量 指指直直接接由由主主要要通通风风机机安安装装及及其其风风井井附附近近地地表表漏漏失失的的风风量量总总和和。可可用各台主要通风机风量的总和减去矿井总回或进风量。用各台主要通风机风量的总和减去矿井总回或进风量。4 4矿井外部漏风率矿井外部漏风率 指矿井外部漏风量指矿井外部漏风量QLQL与各台主要通风机风量总和之比。与各台主要通风机风量总和之比。 矿矿井井主主要要通通风风机机安安装装

28、外外部部漏漏风风率率无无提提升升设设备备时时不不得得超超越越5 5，有有提提升设备时不得超越升设备时不得超越1515。25/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录4 4、减少漏、减少漏风、提高有效、提高有效风量量 (1)(1)外外部部漏漏风：漏漏风风量量与与漏漏风通通道道两两端端的的压差差成成正正比比，和和漏漏风风阻阻的的大大小小成成反反比比。应添添加加地地面面主主要要通通风机机的的风硐、反反风道及附近的道及附近的风门的气密性，以减少漏的气密性，以减少漏风。 (2) (2)内部漏内部漏风： 、采采用用中中央央并并列列式式通通风系系统中中时进、回回风井井坚

29、持持一一定定间隔防止井筒漏隔防止井筒漏风； 、进回回风巷巷间的的岩岩柱柱和和煤煤柱柱要要坚持持足足够的的尺尺寸寸，防防止止被被压裂裂而而漏漏风，进、回回间应尽尽量量减减少少联络巷巷，必必需需设置置两两道道以以上的高上的高质量的量的风门及两道反向及两道反向风门； 、提提高高构构筑筑物物的的质量量，防防止止漏漏风，加加强通通风构构筑筑物物的的严密性是防止密性是防止矿井漏井漏风的根本措施；的根本措施； 、采采空空区区要要注注浆、洒洒浆、洒洒水水等等，可可提提高高压实程程度度，减减少漏少漏风； 、利利用用箕箕斗斗中中回回风时，井井底底煤煤仓要要有有一一定定煤煤量量，防防止止漏漏风； 、采空区和不用的、

30、采空区和不用的风眼及眼及时封封锁。 26/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录第四节第四节 矿井通风设计矿井通风设计一、矿井通风设计的内容与要求一、矿井通风设计的内容与要求 其根本义务是建立一个平安可靠、技术先进和经济合理其根本义务是建立一个平安可靠、技术先进和经济合理的矿井通风系统。的矿井通风系统。 矿井通风设计普通分为两个时期，即基建时期与消费时矿井通风设计普通分为两个时期，即基建时期与消费时期，分别进展设计。期，分别进展设计。 1 1、基建时期的通风：多采用局扇通风，当进、回风井贯、基建时期的通风：多采用局扇通风，当进、回风井贯穿后，主要通风机安

31、装终了后，可采用全风压通风。穿后，主要通风机安装终了后，可采用全风压通风。 2 2、矿井消费时期的通风：指矿井正常投产后，全矿井开、矿井消费时期的通风：指矿井正常投产后，全矿井开辟、采煤、预备及其他井巷的通风。矿井效力年限不长时辟、采煤、预备及其他井巷的通风。矿井效力年限不长时15152020年只做一次设计，初期为容易时期，后期为困难时年只做一次设计，初期为容易时期，后期为困难时期，根据这两个时期选择通风设备。期，根据这两个时期选择通风设备。 矿井效力年限较长时，可分两期或更多设计，普通为第矿井效力年限较长时，可分两期或更多设计，普通为第一程度为第一期，对根据该时期的通风容易和困难时期来选一程

32、度为第一期，对根据该时期的通风容易和困难时期来选择通风设备。第二期的通风设计普通只做原那么上规划。择通风设备。第二期的通风设计普通只做原那么上规划。27/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录3 3、矿井通风设计的要求、矿井通风设计的要求 将将足足够够的的新新颖颖空空气气有有效效地地送送到到井井下下任任务务场场所所，保保证证消消费费和和良良好好的的劳动条件；劳动条件； 通风系统简单，风流稳定，易于管理，具有抗灾才干；通风系统简单，风流稳定，易于管理，具有抗灾才干； 发惹事故时，风流易于控制，人员便于撤出；发惹事故时，风流易于控制，人员便于撤出； 有符合规

33、定的井下环境及平安监测系统或检测措施；有符合规定的井下环境及平安监测系统或检测措施； 通风系统的基建投资省，营运费用低、综合经济效益好。通风系统的基建投资省，营运费用低、综合经济效益好。4 4、矿井通风设计的内容、矿井通风设计的内容 确定矿井通风系统；确定矿井通风系统； 矿井风量计算和风量分配；矿井风量计算和风量分配； 矿井通风阻力计算；矿井通风阻力计算； 选择通风设备；选择通风设备； 概算矿井通风费用；概算矿井通风费用； 特殊的矿井还要进展矿井空气温度调理的计算。特殊的矿井还要进展矿井空气温度调理的计算。28/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录二、

34、优选矿井通风系统二、优选矿井通风系统 1 1、矿井通风系统的要求、矿井通风系统的要求 1) 1)每一矿井必需有完好的独立通风系统。每一矿井必需有完好的独立通风系统。 2)2)进进风风井井囗囗应应按按全全年年风风向向频频率率，必必需需布布置置在在不不受受粉粉尘尘、煤尘、灰尘、有害气体和高温气体侵入的地方。煤尘、灰尘、有害气体和高温气体侵入的地方。 3)3)箕箕斗斗提提升升井井或或装装有有胶胶带带保保送送机机的的井井筒筒不不应应兼兼作作进进风风井井，假设兼作回风井运用，必需采取措施，满足平安的要求。假设兼作回风井运用，必需采取措施，满足平安的要求。 4)4)多多风风机机通通风风系系统统，在在满满足

35、足风风量量按按需需分分配配的的前前提提下下，各各主要通风机的任务风压应接近。主要通风机的任务风压应接近。 5)5)每每一一个个消消费费程程度度和和每每一一采采区区，必必需需布布置置回回风风巷巷，实实行行分区通风。分区通风。 6)6)井井下下爆爆破破资资料料库库必必需需有有单单独独的的新新颖颖风风流流，回回风风风风流流必必需直接引入矿井的总回风巷或主要回风巷中。需直接引入矿井的总回风巷或主要回风巷中。 7)7)井井下下充充电电室室必必需需单单独独的的新新颖颖风风流流通通风风，回回风风风风流流应应引引入回风巷。入回风巷。29/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设

36、计目录、确定矿井通风系统、确定矿井通风系统 根根据据矿矿井井瓦瓦斯斯涌涌出出量量、矿矿井井设设计计消消费费才才干干、煤煤层层赋赋存存条条件件、表表土土层层厚厚度度、井井田田面面积积、地地温温、煤煤层层自自燃燃倾倾向向性性及及兼兼顾顾中中后后期期消消费费需需求求等等条条件件，提提出出多多个个技技术术上上可可行行的的方案，经过优化或技术经济比较后确定矿井通风系统。方案，经过优化或技术经济比较后确定矿井通风系统。30/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录三、矿井风量计算三、矿井风量计算一、矿井风量计算原那么一、矿井风量计算原那么 矿井需风量，按以下要求分别计

37、算，并必需采取其中矿井需风量，按以下要求分别计算，并必需采取其中最大值。最大值。 (1) (1)按井下同时任务最多人数计算，每人每分钟供应风按井下同时任务最多人数计算，每人每分钟供应风量不得少于量不得少于4m34m3； (2) (2)按采煤、掘进、硐室及其他实践需求风量的总和进按采煤、掘进、硐室及其他实践需求风量的总和进展计算。展计算。( (二矿井需风量的计算二矿井需风量的计算1 1、采煤任务面需风量的计算、采煤任务面需风量的计算 每个回采任务面实践需求风量，应按瓦斯、二氧化每个回采任务面实践需求风量，应按瓦斯、二氧化碳涌出量和爆破后的有害气体产生量以及任务面气温、碳涌出量和爆破后的有害气体产

38、生量以及任务面气温、风速和人数等规定分别进展计算，然后取其中最大值。风速和人数等规定分别进展计算，然后取其中最大值。 31/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录 (1) (1)、低瓦斯、低瓦斯矿井的采煤任井的采煤任务面按气候条件或瓦斯涌出量用瓦面按气候条件或瓦斯涌出量用瓦斯涌出量斯涌出量计算，采用高瓦斯算，采用高瓦斯计算公式确定需求算公式确定需求风量，其量，其计算公式算公式为： Q Q采采=Q=Q根本根本KK采高采高KK采面采面长KK温温 式中式中: : Q Q采采采煤任采煤任务面需求面需求风量，量，m3/minm3/min；Q Q根本根本不同采煤方式

39、任不同采煤方式任务面所需的根本面所需的根本风量，量，m3/minm3/min。Q Q根本根本任任务面控面控顶距距任任务面面实践采高践采高任任务面有效断面面有效断面70%70%适宜适宜风速不小于速不小于1m/s1m/s；K K采高采高回采任回采任务面采高面采高调整系数整系数见下表；下表；K K采面采面长回采任回采任务面面长度度调整系数整系数见下表；下表；K K温温回采任回采任务面温度面温度调整系数整系数见下表。下表。 32/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录K采高采高回采任回采任务面采高面采高调整系数整系数采采 高高200长度调整系数长度调整系数(K长

40、长)1.01.01.31.31.533/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录K温温回采任回采任务面温度与面温度与对应风速速调整系数整系数回采工作面空气温度（回采工作面空气温度（）采煤工作面风速（采煤工作面风速（m/sm/s）配风调整系数配风调整系数K温温 18 18 0.30.30.80.80.900.90181820200.80.81.01.01.001.00 20 2023231.01.01.51.51.001.001.101.10232326261.51.51.81.81.101.101.251.25262628281.81.82.52.51.2

41、51.251.41.4282830302.52.53.03.01.41.41.61.634/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录 (2) (2)、高瓦斯、高瓦斯矿井：按照瓦斯或二氧化碳涌出量井：按照瓦斯或二氧化碳涌出量计算。算。根据根据 规定，按回采任定，按回采任务面回面回风流中瓦斯或二氧化流中瓦斯或二氧化碳的碳的浓度不超越度不超越1 1的要求的要求计算：算： 式中：式中： Q Q采采回采任回采任务面面实践需求践需求风量，量，m3/minm3/min； q q采采回采任回采任务面回面回风巷巷风流中瓦斯或二氧化碳的平均流中瓦斯或二氧化碳的平均绝对涌出量，

42、涌出量，m3/minm3/min； KCH4 KCH4采面瓦斯涌出不平衡通采面瓦斯涌出不平衡通风系数。正常消系数。正常消费条件下，延条件下，延续观测1 1个月，日最大个月，日最大绝对瓦斯涌出量与月平均日瓦斯瓦斯涌出量与月平均日瓦斯绝对涌出量的涌出量的比比值。 35/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录 任任务面布置有公用排瓦斯巷俗称尾巷，且符合面布置有公用排瓦斯巷俗称尾巷，且符合 第一百三十七条的第一百三十七条的规定的回采任定的回采任务面面风量量计算算: : 式中：式中： qCH4 qCH4尾尾采煤任采煤任务面尾巷的面尾巷的风排瓦斯量，排瓦斯量，m3/

43、minm3/min。其他符号的含其他符号的含义同上。同上。 36/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录 (3) (3)、按任、按任务面温度面温度择适宜的适宜的风速速进展展计算算见上表上表: : 式中：式中： V V采采采煤任采煤任务面面风速，速，m/sm/s； S S采采采煤任采煤任务面的平均断面面的平均断面积，m2m2。 (4) (4)、按回采任、按回采任务面同面同时作作业人数和炸人数和炸药量量计算需求算需求风量：量： 每人供每人供风4m3/min4m3/min： Q Q采采4N 4N m3/minm3/min 每千克炸每千克炸药供供风25m3/mi

44、n25m3/min： Q Q采采25A 25A m3/minm3/min式中：式中： N N任任务面最多人数，面最多人数， A A一次爆破炸一次爆破炸药最大用量，最大用量，KgKg。37/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录 (5) (5)、按、按风速速进展展验算：算： 15SQ 15SQ采采240S 4N 4N m3/minm3/min 每千克炸每千克炸药供供风25m3/min25m3/min： Q Q采采25A 25A m3/minm3/min式中：式中： N N任任务面最多人数，面最多人数， A A一次爆破炸一次爆破炸药最大用量，最大用量，KgK

45、g。 (4) (4)、按、按风速速进展展验算算: :岩巷掘岩巷掘进最低最低风量，量， Q Q岩掘岩掘9S9S掘掘 m3/min m3/min煤巷掘煤巷掘进最低最低风量，量， Q Q煤掘煤掘15S15S掘掘 m3/minm3/min岩煤巷道最高岩煤巷道最高风量，量， Q Q掘掘240S240S掘掘 m3/minm3/min41/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录、硐室需室需风量量计算算 独独立立通通风硐室室的的供供风量量，应根根据据不不同同类型型的的硐室室分分别进展展计算：算：机机电硐室室 发热量量大大的的机机电硐室室，按按硐室室中中运运转的的机机电设

46、备发热量量进展展计算：算：式中式中 Qri Qri第个机第个机电硐室的需室的需风量，量，m3/minm3/min 机机电硐室室中中运运转的的电动机机变压器器总功功率率，KWKW 机机电硐室的室的发热系数，系数，空气密度，普通取空气密度，普通取1.25kg/m31.25kg/m3cpcp空气的定空气的定压比比热，普通可取，普通可取1KJ/kgk1KJ/kgktt机机电硐室室进、回、回风流的温度差，流的温度差，采区采区变电所及所及变电硐室，可按室，可按阅历值确定需确定需风量量 m3/min m3/min 42/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录2 2爆破

47、爆破资料料库 式中式中 v v库房空房空积，m3m33 3充充电硐室室 按其回按其回风流中流中氢气气浓度小于度小于0.5%0.5%计算算 式中式中 qrhi qrhi第个充第个充电硐室在充室在充电时产生的生的氢气量，气量，m3/minm3/min5 5、矿井井总风量量计算算 矿井井的的总进风量量，应按按采采煤煤、掘掘进、硐室室及及其其他他地地点点实践践需需求求风量的量的总和和: : 式中式中QwlQwl采煤任采煤任务面和面和备用任用任务面所需面所需风量之和，量之和，m3/minm3/min； Qhl Qhl掘掘进任任务面所需面所需风量之和，量之和，m3/minm3/min； Qrl Qrl硐室

48、所需室所需风量之和，量之和，m3/minm3/min； kmkm矿井井通通风系系统包包括括矿井井内内部部漏漏风和和配配风不不均均匀匀等等要要素素备用系数，宜取用系数，宜取1.151.251.151.25。43/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录四、矿井通风总阻力计算四、矿井通风总阻力计算( (一一) ) 矿井通风总阻力计算原那么矿井通风总阻力计算原那么1 1、矿井通风设的总阻力，不应超越、矿井通风设的总阻力，不应超越3000Pa3000Pa。2 2、矿矿井井井井巷巷的的部部分分阻阻力力，新新建建矿矿井井按按井井巷巷摩摩擦擦阻阻力力的的10%10%计计

49、算算，扩扩建建矿井宜按井巷摩擦阻力的矿井宜按井巷摩擦阻力的15%15%计算。计算。二矿井通风总阻力计算二矿井通风总阻力计算 矿矿井井通通风风总总阻阻力力：风风流流由由进进风风井井口口起起，到到回回风风井井口口止止，沿沿一一条条通通路路风风流流道道路路各各个个分分支支的的摩摩擦擦阻阻力力和和部部分分阻阻力力的的总总和和，简简称称矿矿井井总总阻力，用阻力，用hmhm表示。表示。 对对于于矿矿井井有有两两台台或或多多台台风风主主要要通通风风机机任任务务，矿矿井井通通风风阻阻力力按按每每台台主要通风机所效力的系统分别计算。主要通风机所效力的系统分别计算。 矿矿井井通通风风系系统统总总阻阻力力最最小小时

50、时称称通通风风容容易易时时期期。通通风风系系统统总总阻阻力力最最大时亦称为通风困难时期。大时亦称为通风困难时期。 对对于于通通风风困困难难和和容容易易时时期期，要要分分别别画画出出通通风风系系统统图图。按按照照采采掘掘任任务面及硐室的需求分配风量，再由各段风路的阻力计算矿井总阻力。务面及硐室的需求分配风量，再由各段风路的阻力计算矿井总阻力。44/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录计算方法：计算方法： 沿着风流总阻力最大道路，依次计算各段摩擦阻力沿着风流总阻力最大道路，依次计算各段摩擦阻力hfhf，然后分别，然后分别累计得出容易和困难时期的总摩擦阻力累

51、计得出容易和困难时期的总摩擦阻力 hf1 hf1 和和 hf2 hf2。 hf hf 按下式计算：按下式计算： 通风容易时期总阻力通风容易时期总阻力 ： 通风困难时期总阻力：通风困难时期总阻力：45/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录五、五、矿井通井通风设备的的选择 矿井通井通风设备是指主要通是指主要通风机和机和电动机。机。一一矿井通井通风设备的要求：的要求： 1 1、矿井井必必需需装装设两两套套同同等等才才干干( (同同型型号号) )的的主主要要通通风设备，其中一套作，其中一套作备用。用。 2 2、选择通通风设备应满足足第第一一开开采采程程度度各各

52、个个时期期工工况况变化，并使通化，并使通风设备长期高效率运期高效率运转。 3 3、风机机才才干干应留留有有一一定定的的余余量量，轴流流式式其其叶叶片片安安装装角角度度要要比比允允许角角度度小小55，离离心心式式的的转速速不不大大于于最最高高允允许转速的速的90%90%。 4 4、进、出出风井井井井口口的的高高差差在在150m150m以以上上，或或进、出出风井井井井口口标高高一一样，但但井井深深400m400m以以上上时，宜宜计算算矿井井的的自自然然风压。46/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录二主要通二主要通风机的机的选择 1 1、计算通算通风机机风

53、量量QfQf式中：式中： Qf Qf主要通主要通风机的任机的任务风量，量，m3/s; m3/s; Qm Qm矿井需井需风量，量，m3/sm3/s； kk漏漏风损失失系系数数，风井井不不提提升升用用时取取1.11.1；箕箕斗斗井井兼作回兼作回风用用时取取1.151.15；回；回风上升降人上升降人员时取取1.21.2。47/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录2 2、计算通算通风机机风压 离心式通离心式通风机提供的大多是全机提供的大多是全压曲曲线： 容易容易时期期 困困难时期期 轴流式通流式通风机提供的大多是静机提供的大多是静压曲曲线： 容易容易时期期 困

54、困难时期期 hm hm通通风系系统的的总阻力；阻力； hd hd通通风机附属安装机附属安装风硐和分散器的阻力；和分散器的阻力； hvd hvd 分散器出口分散器出口动能能损失；失； N N自然自然风压，当自然，当自然风压与通与通风机机风压作用一作用一样时取取“+“+；自然自然风压与通与通风机机负压作用反向作用反向时取取“-“-。48/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录3 3、初选通风机、初选通风机 根据计算的矿井通风容易时期通风机的根据计算的矿井通风容易时期通风机的QfQf、HsdminHsdmin( (或或Htdmin)Htdmin)和矿井通风困难

55、通风机的和矿井通风困难通风机的QfQf、Hsdmax(Hsdmax(或或Htdmax)Htdmax)在通风机特性曲线上，选出满足矿井通风要求的在通风机特性曲线上，选出满足矿井通风要求的通风机。通风机。4 4、求通风机的实践工况点、求通风机的实践工况点 由于根据由于根据QfQf、Hsdmin(Hsdmin(或或Htdmin)Htdmin)和和QfQf、Hsdmax(Hsdmax(或或Htdmax)Htdmax)确定的工况点，但设计工况点不一定恰好在所选确定的工况点，但设计工况点不一定恰好在所选择通风机的特性曲线上，必需根据通风机的任务阻力，择通风机的特性曲线上，必需根据通风机的任务阻力，确定其实

56、践工况点。步骤：确定其实践工况点。步骤： 1 1计算通风机的任务风阻计算通风机的任务风阻 用静压特性曲线时：用静压特性曲线时： 用全压特性曲线时：用全压特性曲线时：49/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录2 2确定通风机的实践工况点确定通风机的实践工况点 在通风机特性曲线上作通风机任务风阻曲线，与风压曲线的交点在通风机特性曲线上作通风机任务风阻曲线，与风压曲线的交点即为实践工况点。即为实践工况点。Q(m3/s)H (Pa)(Hmin,Qfmin)(Hmax,Qfmax)RmaxRminMmaxMmin50/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学

57、院通风系统及设计通风系统及设计目录5 5、确定通、确定通风的型号和的型号和转速速 根据通根据通风机的工况参数机的工况参数Qf Qf 、Hsd Hsd 、N N对初初选的通的通风机机进展技展技术、经济和平安性比和平安性比较，最后确定通，最后确定通风机的型号和机的型号和转速。速。6 6、电动机机选择 (1) (1)、通、通风机的机的输入功率按通入功率按通风容易和困容易和困难时期，分期，分别计算算风所需的所需的输入功率入功率Nmin Nmin ，max max 。 或或51/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录 (2) (2)、电动机的台数及种机的台数及种类

58、 当当Nmin0.6NmaxNmin0.6Nmax时，可，可选一台一台电动机，机，电动机功率机功率为： 当当NminNmin0.6Nmax0.6Nmax时，选二台二台电动机，其功率分机，其功率分别为： 初期：初期： 后期按后期按选一台一台电机公式机公式计算。算。 e e ：电机效率机效率(0.9 (0.9 0.94)0.94)，trtr：传动效率效率( (直直联时取取1 1，皮，皮带传动取取0.95)0.95)，keke：电动机容量机容量备用系数，用系数，(1.1 (1.1 1.21.2间) )。 电动机功率在机功率在400400500kw500kw以上以上时，宜，宜选用同步用同步电动机。其机

59、。其优点是点是在低在低负荷运荷运转时，可用来改善，可用来改善电网功率因数，使网功率因数，使矿井井经济用用电，缺，缺陷是陷是这种种电动机的机的购置和安装置和安装费用用较高。高。52/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录六、概算矿井通风费用六、概算矿井通风费用 吨煤通风本钱是通风设计和管理的重要经济目的。吨煤通风本钱是通风设计和管理的重要经济目的。 吨煤通风本钱主要包括以下费用：吨煤通风本钱主要包括以下费用： 1 1、电费、电费W1W1 2 2、设备折旧费、设备折旧费 3 3、资料消耗费用、资料消耗费用 4 4、通风任务人员工资费用、通风任务人员工资费用

60、5 5、专为通风效力的井巷工程折旧费和维护费折算至吨、专为通风效力的井巷工程折旧费和维护费折算至吨煤的费用。煤的费用。 6 6、采每吨煤的通风仪表的购置费和维修费用。、采每吨煤的通风仪表的购置费和维修费用。 53/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录六、概算六、概算矿井通井通风费用用 吨煤通吨煤通风本本钱是通是通风设计和管理的重要和管理的重要经济目的。目的。 吨煤通吨煤通风本本钱主要包括以下主要包括以下费用：用：1 1、电费W1W1 吨煤的通吨煤的通风电费为主要通主要通风机年耗机年耗电费及井下及井下辅助通助通风机、部分通机、部分通风机机电费之和除以年之

61、和除以年产量，可用如下公式量，可用如下公式计算：算：矿井井仅选一台一台电机机时：矿井井选两台两台电机机时： E E主要通主要通风机年耗机年耗电量，量， D D电价，元价，元/KWh/KWh； T T矿井年井年产量，吨；量，吨； v v变压器效率，器效率，可取可取0.950.95； EA EA部分通部分通风机和机和辅助通助通风机的年耗机的年耗电量；量；ww电缆输电效率效率54/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录本章小结本章小结1 1、本章的主要内容、本章的主要内容瓦斯概念、煤层瓦斯赋存与含量、矿井瓦斯涌出、瓦斯喷出与突出、瓦斯爆炸瓦斯概念、煤层瓦斯赋存

62、与含量、矿井瓦斯涌出、瓦斯喷出与突出、瓦斯爆炸与预防、瓦斯抽放与预防、瓦斯抽放本章的难点：本章的难点： 瓦斯含量的概念和影响要素、瓦斯涌出量的概念和影响要素煤与瓦斯突出瓦瓦斯含量的概念和影响要素、瓦斯涌出量的概念和影响要素煤与瓦斯突出瓦斯爆炸及其预防斯爆炸及其预防教学难点：教学难点： 突出机理影响瓦斯爆炸浓度的参数瓦斯含量及瓦斯涌出量的影响要素突出机理影响瓦斯爆炸浓度的参数瓦斯含量及瓦斯涌出量的影响要素 。 2 2、重点、重点 通风构筑物，漏风，漏风率，有效风量率的计算，矿井通风设计、主要通风构筑物，漏风，漏风率，有效风量率的计算，矿井通风设计、主要通风机选型。通风机选型。 3 3、难点、难点

63、 矿井通风系统设计矿井通风系统设计55/60河南理工大学河南理工大学 安全学院安全学院通风系统及设计通风系统及设计目录4 4、处理的实践问题、处理的实践问题 1) 1)进展矿井通风系统比较；进展矿井通风系统比较； 2) 2)采区进、回风上、下山的选择；采区进、回风上、下山的选择； 3) 3)任务面上、下行风的选择；任务面上、下行风的选择； 4) 4)任务面通风系统的选择；任务面通风系统的选择； 5) 5)矿井有效风量率的计算及有控制；矿井有效风量率的计算及有控制； 6) 6)矿井通风系统设计。矿井通风系统设计。5 5、下章课所讲内容、下章课所讲内容 矿井空气调理概论矿井空气调理概论6 6、作业、作业 1 1、2 2、3 3、4 4、5 5