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  1、讲授人：赵忠文风箱风箱管管 道道踏板踏板 矿井通风目的：为井下各工作地点提供足够的新鲜空气，使其中有毒有害化学气体、粉尘不超过规定值，并有适宜的天气特征情况。 矿井通风系统：主要通风机、通风网络巷道和通风构筑物组成。 矿井通风系统矿井的心脏与动脉，是保障矿井安全的最主要技术方法之一。 本章重点阐述矿内空气的主要成分、井下常见的有害化学气体、矿井的天气特征情况。通风机通风机巷道巷道网络网络通风通风设施设施一、地面空气的组成气体成份（分子式） 体积百分比（%） 质量百分比(%)氮气（N2） 78.13 75.53氧气（O2） 20.90 23.13二氧化碳（CO2） 0.03 0.05氩气，其它稀有气 0.94

  2、1.28 地面空气进入矿井以后，其成分和性质要发生一系列变化，如氧浓度降低，二氧化碳浓度增加；混入各种有毒、有害化学气体和矿尘；空气的状态参数（温度、湿度、压力等）发生改变等。 一般来说，将井巷中经过用风地点以前、受污染程度较轻的进风巷道内的空气称为新鲜空气新鲜空气（新风）（新风）；经过用风地点以后、受污染程度较重的回风巷道内的空气，称为污浊空气（乏风）污浊空气（乏风）。1.氧气 造成矿井空气中氧气浓度降低的根本原因：1）人员呼吸2）煤岩和其他有机物的缓慢氧化3）煤炭自燃4）瓦斯、煤尘爆炸煤矿安全规程规定，矿内采掘工作面的进风流中氧含量不能低于20%。 二氧化碳是无色，略带酸臭味的气体，比重为比重

  3、为1.52，很难与空气 均匀混合，故常积存在巷道的底部，在静止的空气中有明显的分界。二氧化碳不助然也不能供人呼吸，易溶于水，生成碳酸，使水溶液成弱酸性，对眼、鼻、喉粘膜有刺激作用。在新鲜空气中含有微量的二氧化碳对人体是无害的，但如果空气中完全不含有二氧化碳，则人体的正常呼吸功能就不能维持。 氮气是一种惰性气体，是新鲜空气中的主要成分，它本身无毒、不助燃，也不供呼吸。但空气中若氮气浓度升高，则势必造成氧浓度相对降低，从而也可能会引起人员的窒息性伤害。正因为氮气为惰性气体，因此又可将其用于井下防灭火和防止瓦斯爆炸。 矿井空气中氮气大多数来自是：井下爆破和生物的腐烂，有些煤岩层中也有氮气涌出。一、矿井空

  4、气中常见有害化学气体的基本性质1.一氧化碳 1）性质 是一种无色、无味、无臭的气体，相对密度为0.97，微溶于水。 2）对人体危害 与人体血液中血红素的亲和力比氧气大250-300倍。2.硫化氢 1）性质 无色、微甜、有浓烈的臭鸡蛋。 2）对人体的危害 硫化氢剧毒，有强烈的刺激作用。3.二氧化氮 1）性质 褐红色的气体，有强烈的刺激气味，相对密度为1.59。 2）对人体危害 对眼睛、呼吸道黏膜和肺部组织有强烈刺激及腐蚀作用。4.二氧化硫 1）性质 无色、有强烈硫磺气味和酸味。 2）对人体危害 对眼睛及呼吸系统黏膜有强烈的刺激作用，可引起喉炎和肺水肿。二、矿井主要有害化学气体的检测 检测矿井有害气体浓度

  5、的方式有两种： 1.取样化验分析法 2.现场快速检测法（一）检定管结构及检测原理 1.检定管结构 由外壳、堵塞物、保护胶、隔离层及指示胶组成。 2.检定管的工作原理 比长式和比色式（二）吸气装置及检测的新方法 1.J-1型采样器 2.DQJD-1型多种气体检定器 三、防止有害化学气体危害的措施 1.加强通风 2.加强有害化学气体的检查 3.喷雾洒水或使用水泡泥 4.禁入险区 5.及时抢救，减少伤亡 6.抽放瓦斯一、影响天气特征情况的因素 （一）矿井气体的温度的变化规律 在进风路线上矿内空气的温度与地面气温相比，有冬暖冬暖夏凉夏凉的现象。回采工作面的气温在整个风流路线上，一般是最高的区段。在回风路线、度大，水分蒸发吸热，气流向上流动而膨胀降温，使气温略有下降，但基本上常年变化不大。 （二）矿井空气的湿度的变化规律 进风线路有可能出现冬干夏湿冬干夏湿的现象。进风井巷有淋水的情况除外。在采掘工作面和回风线路上，气温长年不变，湿度也长年不变，一般都接近100，随着矿井排出的污风，每昼夜可从矿井内带走数吨甚至上百吨的地下水。（三）井巷风速及测定 测风时，测风员的姿势可采用迎面法或侧身法。 二、矿井天气特征情况的改善 1.空气预热 2.降温措施 1）通风降温 2）杜绝热源及减弱其散热强度 3）用冷水或冰块降低工作面温度 4）制冷降温 空气的主要物理性质 风流能量与压力 通风能量方程一、空气的密度 单位体

  7、积空气所具有的质量称为空气的密度。 当空气的温度和压力改变时，其体积会发生明显的变化。所以空气密度是随温度、压力而变化的，从而得出空气的密度是空间点坐标和时间的函数。如在大气压P0为101325Pa，气温为0（273.15K）时，干空气密度0为1.293 kgm3。二、空气的压力 空气的压强在矿井通风中习惯称为压力。三、空气的粘性 1.定义 当流体层间发生相对运动时，在流体内部两个流体层的接触面上，便产生粘性阻力（内部摩擦力）以阻止相对运动，流体具有的这一性质，称为流体的粘性。 2.特性： 1）气体的粘性随温度的升高而增大 2）液体的粘性随温度的升高而减小一、风流能量与压力风流任一断面上能量（机械能

  8、）由三部分所组成:热能位能动能在通风测量中以压力的形式出现，这三部分能量分别表示为静压，位压和动压。1.静压能与静压 1）静压能与静压的概念 如图所示，有一两端开口的水平管道，断面为A，在其中放入一其体积为v质量为m的单元流体，即使不考虑磨擦阻力，由于管道中存在压力P，流体的运动受阻，因此必须施加一个力F克服阻力。当力F使流体移动一段距离后，就做了功。 2）静压的特点 3）压力的测算基准 （1）绝对压力：以真空为测算零点而测得的压力。 （2）相对压力：以当地当时同标高的大气压力为测算基准测得的压力大气压力相对压力绝对压力2.位能与位压 1）位能与位压的概念 2）位压的计算 3）位压的特点3.动能

  9、与动压 1）动能与动压概念 2）动压计算 3）动压的特点二、井巷风流点压力及其相互关系 1.风流点压力 风流点压力是指测点的单位体积空气所具有的压力。 2.风流点压力的测定 常用仪器是压差计和皮托管。 3.风流点压力的相互关系三、通风压力与压差 1.通风压力与压差的概念 风流在流动过程中，因阻力作用而引起通风压力的降落，称为压降、压差或压力损失。 井巷内空气借以流动的压力称为通风压力。 2.静压差与全压差测量四、 压力测量仪器的使用122hPgZuPgZu)()22()2(121gZgZVVPPhVgZPVgZPhff（

  10、）（截面1能量U1截面2能量U2+损失h1-2一、空气流动的连续性方程 根据质量守恒定律：对于稳定流，流入某空间的流体质量必然等于流出其空间的流体质量。二、巷道中风流的能量方程 1.从能量观点讲，井巷风流中第断面单位体积空气的总能量与第断面单位体积空气的总能量之差即能量损失。 2.从压力观点讲，井巷风流中第断面的总压力与第断面的总压力之差即为两断面间的通风阻力。三、能量方程在矿井通风中的应用 1.计算井巷通风阻力并判断风流方向 2.通风阻力与某断面相对压力之间的关系 风流流动时，一定要有一定的能量(通风压力)，用以克服井巷及空气分子之间的摩擦对风流所产生的阻力。通风压力克服通风阻力，两者因次相

  11、同，数值相等，方向相反。知道通风阻力的大小就能确定所需通风压力的大小。在矿井通风中，存在着摩擦阻力和局部阻力摩擦阻力和局部阻力，必须分析研究它们的特性、测定方法和降低措施等，从而作为选择通风设备，进行通风管理与设计的依据。这在通风设计中尤其重要。 一、风流的流动状态 风流流态指风流的流动状态。 1.层流 是指流体各层的质点互不混合，质点流动的轨迹为直线或有规则的平滑曲线，并与管道轴线.紊流 紊流：是指流体的质点强烈互相混合，质点的流动轨迹极不规则，除了沿流动总方向发生位移外，还有垂直于流动总方向的位移，且在流体内部存在着时而产生、时而消失的漩涡。 二、风流流动状态的判断 流

  12、体的速度越大，黏性越小，管道尺寸越大，则流体易成为紊流；反之，越易成为层流。 规程规定，井巷中风流的最低允许风速为0.15m/s。 一、摩擦阻力 空气在井巷中流动时，由于空气和井巷周壁之间的摩擦以及流体层间空气分子发生的摩擦而造成的能量损失称为摩擦阻力。 二、局部阻力 在风流流动过程中，由于边壁条件的变化，使均匀流动在局部地区的风流收到阻碍物的影响和破坏，从而引起风流的流速大小和方向发生明显的变化，造成风流的能量损失，称为局部阻力。 1.降低井巷摩擦阻力的措施 1）降低Rfr与成正比，而主要决定于巷道粗糙度，因此降低，就应尽量使巷道光滑。当采用棚子支护巷道时，要很好地刹帮背顶，在无支护的巷道，要注意

  13、尽可能把顶底板及两帮修整好；对于井下的主要巷道，在采用料石或混凝土砌璇，特别是采用锚杆支护技术时，更能有效地使系数减小。 2）扩大巷道断面S因Rfr与S3成反比，所以扩大巷道断面有时成为降低摩擦阻力的主要措施。由于摩擦阻力又与风量的平方成正比，因此在采用这种措施时，应抓主要矛盾，即首先应考虑风量大、断面小的总回风道的扩大，其次再考虑其它巷道的扩大。 3）减少周界长URfr与U成正比，在断面积相等的条件下，选用周长较小的拱形断面比周长较大的梯形断面好。 4）减少巷道长LRfr与L成正比，进行开拓设计时，就应在满足开采需要的条件下，尽可能缩短风路的长度。例如，当采用中央并列式通风系统，如阻力过大时

  14、，即可将其改为两翼式通风系统以缩短回风路线。 降低摩擦阻力，还应同时结合井巷的其它用途与经济等因素做综合考虑。如断面过大，不但不经济，而且也不好维护，反而不如选用双巷。 2.降低井巷局部阻力的措施 1）尽可能的避免井巷断面的突然扩大或突然缩小。 2）尽可能避免井巷直角拐弯。 3）主要巷道内不得随意停放车辆、堆积木料。 4）要加强矿井总回风道的维护和管理，对冒顶、片帮和积水处要立即处理。 例1 某梯形木支架煤巷，长200米，断面积为4m2，沿断面的周长为8.3m，巷道摩擦阻力系数通过查表得到的标准值为0.018Ns2/m4，若通过巷通的风量为960m3/min，试求其摩擦阻力? 解： 答：该巷道的

  15、摩擦阻力为119.5Pa。 应当注意，巷道的值随的改变而改变，在高原地区，空气稀薄，当地的值需进行校正。校正式如下：PaQSLUhfr5 .119)60960(43 . 8200018. 02323 一、矿井通风阻力定律 完全紊流状态下的通风阻力定律。 二、井巷阻力特性与阻力特性曲线 根据井巷阻力特性曲线，风阻值越大，曲线越陡。 三、矿井总风阻 1.从入风井到主要通风机入口，吧顺序连接的割断井巷的通风阻力累加起来，就得到矿井通风总阻力。 2.R是反映矿井通风难易程度的一个指标。 由于矿井中巷道的长度，周界及摩擦阻力系数在巷道形成后一般变化较小，可看作常数。再令： Rfr为巷道的摩擦风阻。 这时

  16、： 这就是完全紊流情况下的摩擦阻力定律。当巷道风阻一定时，摩擦阻力与风量的平方成正比。 823,msNSLURfrPaQRhfrfr,2 四、矿井等积孔 1.等积孔的定义与表达式 假定在无限空间有一薄壁，在薄壁上开一面积为A（）的孔口，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（又叫当量孔）。 等积孔也是衡量矿井通风难易程度的指标。 2.矿井通风难易程度分级一、通风阻力测定的目的和基本内容 1.测定目的 1）掌握矿井通风阻力的分布情况。 2）为通风设计和通风技术管理提供资料。 3）为发生意外事故时选择风流方法提供必要的参数。 2.测定基本内

  17、容 1）测算风阻。 2）测算摩擦阻力系数，供通风设计参考时使用。 3）测量矿井通风阻力，了解分布情况。二、测量前的准备工作 1.明确测量目的，制定具体的测量方案 2.选择测定路线）选择测量路线.测量仪器和工具的准备 5.人员配备与分工 6.准备好记录表格 7.数据处理公式)22()()VVZZgPPh222f（ 测定原理： 测定方法： 压差计法 气压计法（一）倾斜压差计测定法 1.测阻原理 2.测量操作步骤 3.需要注意的几点 4.计算整理资料（二）气压计（矿井通风参数检测仪）测定法 1.测阻原理 2.测量仪器、仪表的准备 3.

  18、测定步骤 4.数据处理 5.需要注意的几点 矿井通风动力：空气在井巷流动过程中会遇到矿井通风阻力，克服矿井通风阻力的能量或压力称为矿井通风动力。 机械风压：由通风机产生的风压称为机械风压。 机械通风：由机械风压克服矿井阻力进行通风的叫机械通风。 自然风压：由自然条件产生的风压称为自然风压。 自然通风：由自然风压克服矿井阻力进行通风的叫自然通风。 一、自然风压的产生 1.自然风压的产生原因 由于风流流过井巷时与岩石发生了热量交换，使得进、回风井内的气温出现差异，回风井里面的空气密度比进风井里的空气密度较小，因而两个井筒底部的空气压力不相等，其压差就是自然风压。 自然通风是在自然风压作用下，风流不断流过

  19、矿井的现象。2.自然风压的计算 如图所示矿井通风系统 p为井口的大气压，Pa；Z为井深，m；为空气密度，kg/m3，则自然风压为：)(4321210gZpph 二、自然风压的特性 1.自然风压的大小和方向随季节气候平均状态随时间的变化而变化，风量不稳定，风向也改变。 2.机械通风矿井，自然风压应然存在，其大小受进风量的影响而略有变化，即随进风量的增加而增大。 3.自然风压的大小随矿井开采深度 的加深而增大。 浅井自然风压示意图 深井自然风压示意图三、自然风压的测定 生产矿井自然风压的测定方法有： 1.直接测定法 2.间接测定法四、自然风压的影响及利用 1.自然风压对矿井机械通风的影响 2.自然风压的利用 1）

  20、构建合理的矿井通风系统。 2）人工调节进、出风侧的气温差。 3）注意自然风压在特殊时期对矿井通风的作用。 对于任一矿井，还可用另一种方法测算矿井的自然风压。如在矿井中任一地点制做临时密闭，堵截风流，主要通风机停止运转后，用压差计测出密闭两侧的压差，即为该矿的hn。要求是密闭不漏风，否则测值不准。一、矿用通风机分类 1.按照通风机服务范围分类： 1）矿井主要通风机 2）辅助通风机 3）局部通风机 2.按照通风机构造分类： 1）离心式通风机 2）轴流式通风机二、通风机的构造 1.离心式通风机由叶轮、螺型机壳、扩散器、轴、前导器及吸风口等组成 2.轴流式通风机由通风机进风口、叶轮、导叶、扩散器和传动

  21、部分所组成。 2.轴流式通风机由通风机进风口、叶轮、导叶、扩散器和传动部分所组成。1-动轮；2-蜗壳体；3-扩散器；4-主轴；5-止推轴承；6-径向轴承；7-前导器；8-机架；9-联轴节；10-制动器；11-机座；12-吸风口；13-通风机房；14-电动机；15-风硐三、通风机的附属装置 通风机的附属装置包含： 1.风硐 风硐是指连接矿井主要通风机和回风井的一段巷道。 2.防爆门 防爆门是在装有通风机的井筒上，为防止井下瓦斯爆炸时毁坏通风机而安装的安全保护装置。（如图） 规程规定：装有主要通风机的出风井口，应安装防爆门。防爆门不小于出风井口的断面积，并正对出风口的风流方向。当井下发生瓦斯爆炸时，爆炸

  22、气浪将防爆门掀起，从而起到保护主扇的作用。 利用反风道反风，可靠且能满足反风的时间和风量要求。 轴流式风机反风情况如图所示，图A为正常通风时反风门1和2的位置，风机由井下吸风，然后排至大气；若将反风门1、2置于图B中的状态，风流从大气吸入风机内，再经反风道压入井下，井下风流反向。 离心式通风机的反风情况如图所示，正常通风时，反风门1和2为实线进入通风机，再从反风门1进入反风道3，经风井压入井下。 4.扩散器 为降低通风机出口的动压以提高通风机的静压，在通风机出口处外接一定长度、断面逐渐扩大的风道，称为扩散器。 5.消音装置 我国规定

  23、通风机的噪音不允许超出90dB。 速度较大的风流在通风机内和非常快速地旋转的动轮叶片迅猛冲击，产生空气动力噪音，同时机件振动产生机械噪音。当通风机的圆周速度大于20m/s时，空气动力噪音占主要地位。 正对通风机出口方向的噪音最大，侧向慢慢地减少。 四、通风机运转的规定一、通风机的基本信息参数 反映通风机工作特性的基本信息参数有： 1.通风机的风量 2.通风机的风压 3.通风机的功率 1）通风机的输入功率 2）通风机的输出功率 4.通风机的效率 通风机的效率越高，说明通风机的内部阻力越小，通风机的性能越好。 1.通风机的 个体特性曲线 离心式通风机离心式通风机的风压曲线比较平缓，风压随风量变化不大；而功率曲线、，在稳定工作区内功率随风量的增加而增加，为避免启动负荷大而烧毁电动机，离心式通风机启动时，应将闸门关闭，待启动正常后再逐渐打开闸门。 轴流式通通风机的风压曲线较陡，有一个类似“马鞍”的驼峰区，风压随风量变化较大；而功率曲线，在稳定工作区内(图中GF区)，功率随着风量的增加而减少，为减少启动负荷，故轴流式通风机启动时，不能关闭闸门。 通风机的个体风压曲线与管道或矿井的风阻特性曲线的交点为通风机的工况点。如图所示，a、a1和a2为管道或矿井的风阻由R变为R1和R2时所对应的工况点。 工况点所对应的风量就是此时矿井的实际风量；对应的风压就是用以克服管道或矿井通风阻力的通风压力；对应的功率和效率值就是

  25、通风机此时的功率和效率 为使通风机运转稳定，保证通风机的工况点处于一个合理的工作范围以内，对任何通风机都有如下规定：1.实际风压不能超过最大风压的0.9倍；2.通风机动轮的转数不能超过它的额定转数；3.主通风机的静压效率不应低于0.6。 轴流式通风机的合理工作范围： 上限：“驼峰”右侧，实际工作风压在最大风压值的0.9倍以下。 下限：通风机的运转效率，不能低于0.6。 左限：叶片安装角的最小值，对一级叶轮为10，二级叶轮为15。 右限：叶片安装角的最大值，对一级叶轮为40，二级叶轮为45。三、同类型通风机及同一台通风机的比例定律 1.同类型通风机的比例定律 2.同一台通风机改变转速时的比例定律

  26、一、矿井反风的要求 规程规定：生产矿井主要通风机必须装有反风设施，并能在10min内改变巷道中的风流方向；当风流方向发生改变后，主要通风机的供给风量不应小于正常供风量的40%。二、矿井反风方法 矿井反风方法主要有： 1.利用反风道反风 2.利用主要通风机反转反风 利用反风道反风，可靠且能满足反风的时间和风量要求。 轴流式风机反风情况如图所示，图A为正常通风时反风门1和2的位置，风机由井下吸风，然后排至大气；若将反风门1、2置于图B中的状态，风流从大气吸入风机内，再经反风道压入井下，井下风流反向。A B 离心式通风机的反风情况如图所示，正常通风时，反风门1和2为实线进入通风机，再从反风门1进入反风道3，经风井压入井下。三、矿井反风方式 矿井反风方式主要有： 1.全矿井反风 实现全矿井总进风井巷、总回风井巷及采区主要进风巷、主要回风巷风流全面反向的反风方式称为全矿井反风。 2.区域性反风 在多进风井、多回风井的矿井一翼（或某一独立通风系统）进风大巷发生火灾时，调节一个或几个主要通风机的反风设施，而实现矿井部分地区的风流反向的反风方式称为区域性反风。 3.局部反风 当采区内发生火灾时，主要通风机保持正常运行，通过调整采区内预设风门开关状态，实现采区内部分巷道风流的反向，把火烟直接引向回风道的反风方式称为局部反风。 原因： 实际运行的

  28、通风机都装有扩散器，加之安装质量和运转时的磨损等原因，通风机的实际运转性能往往与厂方提供的性能曲线不相符合。 内容：测定大气条件、通风机的出入口断面静压、通风机风峒内某断面的平均风速、通风机轴功率、转数。一、通风机性能测试的布置及参数测定 因地制宜选取布置方案： 利用防爆门短路进风开展试验 利用备用风机的风道做试验（不停产） 要求：准确、方便地测得通过通风机的风量和通风机产生的风压。为此，必须使测压和测风地点的风流处于稳定状态，测定方法必须完善合理。 如图所示轴流式通风机作抽出式通风的矿井，利用防爆门进风进行的通风机试验。 做试验时，须打开防爆门作为主要进风口，在风峒和风井交接处安设栏杆b

  29、，距b约2米处布置调节风量的装置c，距c约2D(D为风峒的宽度)处安置整流栅d(用1米长的木板隔成0.1米0.1米的方格)，并在弯道内安设导向板e。 1.通风机启动时必须控制功率，离心式通风机应在关闭闸门后启动，轴流式通风机可在闸门全开状态下启动； 2.试验时间尽可能缩短，防止通风机工况改变导致的瓦斯排放和火区管理困难；同时为避免发生意外事故，应加强井上下的检查与管理，做好安全措施； 3.随时检查电动机的负载和各部件的温升情况，发现异常，立即报告； 4.全体人员一定思想集中，听从统一指挥，以保证测定工作协调一致； 5.各项测定数据必须记录清楚，应配备速算人员，随时核实各测定结果，并草绘出通风机

  30、的特性曲线。 矿井通风系统是矿井通风方法、通风方式和通风网络的总称。 矿井通风方法是指矿井主要通风机对矿井供风的方式，分为抽出式、压入式和混合式。 矿井通风方式是指矿井进风井筒与回风井筒的布置方式，分为中央式、对角式和混合式。 矿井通风网络是指风流流经路线的连接形式，分为串联、并联、角联和复杂连接形式。 一、压入式通风 压入式通风为将矿井主要通风机安设在进风井一侧的地面上，新鲜风经进风井一侧的主要通风机进入井下各个用风地点，污风再通过回风井排出地面的通风方法。 （见图） 二、抽出式通风 抽出式通风是将矿井主要通风机安设在回风井一侧的地面上，新鲜风经进风井进入井下各个用风地点，污风再通过回风井的

  31、主要通风机排出地面的通风方法。 （见图）三、混合式通风 混合式通风是指在矿井进风侧和回风侧都安设矿井主要通风机，地面新鲜空气由压入式通风机压入井下，污浊空气由抽出式通风机排出井外。 抽出式风筒吸风口应超压入式局部通风机10米以上，同时其风筒吸风口距工作面的距离应大于炮烟抛掷长度，一般为30米左右。一、中央式 中央式是进风井与出风井大致位于井田的的中央。 1.中央并列式 2.中央分列式二、对角式 对角式是进风井在井田的中央，出风井分别位于井田上部边界走向的两翼， 1.两翼对角式 2.分区对角式三、混合式 一、串联通风及特性 由两条或两条以上的分支彼此首尾相 联，中间没有分叉的线、二、并联通风及特性 二条或二条以上的分支自风流能量相同的节点分开到能量相同的节点汇合，形成一个或几个网孔的总回路叫做并联风网。如右图所示。 三、角联通风及特性 在简单并联风网的始节点和末节点之间有一条或几条风路贯通的风网叫做角联风网。贯通的分支习惯叫做对角分支。单角联风网只有一条对角分支，多角联风网则有两条或两条以上的对角分支。复杂风网 一、采区通风系统的内容及基本要求 采区通风系统是采区生产系统的重要组成部分，它包括采区进风、回风和工作面进、回风道的布置方式，采区通风路线的连接形式，以及采区内的通风设备和设施等基本内容。 此图是联合开采两个近距离煤层的采区通风系统，进风上山（轨道上山）和回风

  33、上山（输送机上山）都布置在下煤层中和采区的通风网络图。 布置两条上山：一条是运煤上山，另一条是轨道上山。当采区生产能力大、产量集中、瓦斯涌出量大时，可增设专用的回风上山。布置两条上山时，可用轨道上山进风、输送机上山回风；也可用输送机上山进风、轨道上山回风。 1）煤炭自燃威胁较大。 2)上隅角瓦斯浓度高。 （U型）减少了巷道的开掘和维护费用。风阻小，风量大，漏风量小，利于防火。便于回收安装维修采煤设备。当中间平巷进风且设运输机时，既保证了运输设备处于新鲜风流中，又保证了进、回风巷的总断面比较接近，故在近水平煤层的综采工作面中应用较广。 与U型通风方式相比，可使上部工作面气温降低。但采空区的空气流

  34、动相应发生了变化，迫使采空区的瓦斯较集中地从上部回采工作面的上隅角涌出，使该处时常处于瓦斯超限状态，故仅适用于低瓦斯矿井。 通风方式是U型通风方式的改进，为前进式Z型，其进风巷随回采工作曲推进而形成，回风平平巷则为沿空留下的或预留的巷道，其优点为： 与前进式U型相比，巷道的采掘工程量较少； 进、回风巷只需在一侧采空的条件下维护； 采区内进、回风巷的总长度近似不变，有利于稳定风阻、改善通风。 Y型通风方式指在回采工作面的上、下端各设一条进风道，另在采空区一侧设回风道，其优点为：采空区的瓦斯，通过巷旁支护流入回风平巷，较好地解决了回采工作面上隅角的瓦斯超限之患；工作面上、下端均处于进风流中，改善了

  35、作业环境；实行沿空留巷，可提高采区回收率。aX型，bH型，cf双Z型cf双Z型，g偏W型，h偏Y型一、通风设施的种类 1.引导风流的设施 2.隔断风流的设施 在进风与回风平面相遇的地点设置风桥，构成立体交叉风路，使进风与回风分开，互不相混。（风桥） 在需要堵截风流和交通的巷道内，须设置密闭。按服务年限长短，密闭分为永久性和临时性两种。 在人员和车辆可以通行、风流不能通过的巷道中，至少要建立两道风门，其间距要大于运输工具长度，以便一道风门开启时，另一道风门是关闭的。风门分为普通风门和自动风门。 二、通风设施的实施工程质量要求与管理 1.风桥施工质量发展要求与管理 2.挡风墙实施工程质量要求与管理 3.风门施

  36、工质量发展要求与管理三、矿井漏风及其预防 1.漏风的产生及危害 2.矿井漏风参数的表示方法 3.防止矿井漏风的措施 局部风量调节法 矿井风量调节法一、增阻调节法1.风窗调节法2.风窗面积的计算3.增阻调节法的特点4.增阻调节法应注意的问题二、减阻调节法 降阻调节法与增阻调节法相反，它是以并联网路中阻力较小风路的阻力值为基础，使阻力较大的风路降低风阻，以达到并联网路各风路的阻力平衡。巷道中的风阻包括摩擦风阻和局部风阻。当局部风阻较大时，应首先降低局部风阻；当局部风阻较小摩擦风阻较大时，则应降低摩擦风阻。降低摩擦风阻的主要方法是扩大巷道断面或改变支架类型（即改变摩擦阻力系数）。三、辅助通风机调节法 如

  37、图所示，一采区和二采区所需要的风量分别为27.07和34.7m3/s，风阻分别为0.69和1.27Ns2/m8。要使一、二采区得到所需的风量，两采区将分别产生505.6Pa、 1529.2Pa的阻力。总进风段1-2的风阻为0.23Ns2/m8，通过61.77m3/s的总风量时，将产生877.6Pa的阻力，总回风段3-4的风阻为0.02Ns2/m8，则产生76.3Pa的阻力。主要通风机附近的漏风量为6.83m3/s，通过主要通风机的风量为68.6m3/s。一、改变主要通风机工作特性调节法1. 改变轴流式通风机动轮叶片的安装角度 轴流式通风机的特性曲线随着动轮叶片安装角的变化而变化。 如某抽出式通

  38、风的矿井主要通风机是轴流式，当其动轮叶片安装角为27.5时，静风压特性曲线是I曲线。为了满足前期生产需要，该主要通风机的工作点为a点。现因生产情况的变化，井巷通风的总阻力变为：hfr1862Pa；反对机械风压的自然风压为： hn98Pa； 通过主要通风机的风量仍需68m3/s。 根据两数值找出风机的新工作点b，将风机的动轮叶片安装角调整到30，其静压特性曲线由I调到I，自b点得到这台风机的输入功率约220kW，用此数值来衡量现用电动机的能力是否够用，再由b点得出其风机的静压效率是0.64，b点落在这台风机特性曲线的合理工作范围内。 为了满足现阶段生产要求，该风机应根据以下两个数值进行调节：风机

  39、的风量 Qf68m3/s，风机的静风压：hfs=hfrhn1960Pa2. 改变通风机的转数 转数愈大，通风机的风量和风压愈大。 某压入式通风的矿井，其离心式通风机的全风压特性曲线为，转数为n (r/min)。它和工作风阻曲线交于M点，产生Qf (m3/s)的风量和hft (Pa)的全风压。如果生产要求通风机应产生的风压为hft(Pa)，通过的风量为Qf(m3/s)。用比例定律可以求出新转数n，即：,/ minffn QnrQ 画出新转数n的全风压特性曲线的交点M即为新工作点。同时根据新转数的效率曲线和功率曲线，看新工作点是否落在合理工作范围内，并验算电动机的能力。该方法主要用

  40、于离心式通风机。它的具体做法是：如果通风机和电动机之间是间接传动的，可改变皮带轮直径的大小来增加转数，如果通风机和电动机之间是直接传动的，则改变电动机的转数或更换电动机。二、改变主要通风机工作风阻调节法 某矿抽出式风机是轴流风机，叶片安装角为37.5，静风压特性曲线为曲线，工作点是a点，工作风阻Rf1107.4(44.5)20.56 Ns2/m8，工作风阻曲线为l曲线。该风机叶片最大安装角为40，其静压曲线为曲线。 如果生产要求主要通风机通过50m3/s的风量，则由风压曲线Pa的静风压，不能满足原有风压1107.4Pa。如果用降低主要通风机工作风阻的调节方法，就必须设法将其

  41、工作风阻降低到Rf1048.65020.42Ns2/m8。用这个数值画出风阻曲线，使它通过工作点b，这时主要通风机的静压效率接近0.6，输入功率约96kW。 如果不降低主要通风机的工作风阻，则工作点是c点，此时主要通风机只能通过47m3/s的风量，不能满足要求。所以，当该矿所要求的通风能力超过主要通风机最大潜力又无法采用其它调节法时，就得根据Rf的数值用扩大井巷的断面，或开凿并联双巷，或增加进风井口等方法把主要通风机的工作风阻降低。 如果主要通风机的风量大于实际所需要的风量时，可以增加主要通风机的工作风阻，使总风量下降。如后图所示，由于离心式通风机的功率是随着风量的减少而减少，主要通风机的工

  42、作风阻由R增到R时，其风量由Q降到Q，主要通风机的输入功率则由N降到N。所以，对于离心式通风机可以利用设在风峒中的闸门进行调节。当所需风量变小时，可以放下闸门以增加风阻来减少风量。对于轴流式通风机，当所需风量变小时，可以把动轮叶片安装角调小，它比增加工作风阻的方法，在电力消耗上要经济得多。 矿井新建、扩建或生产时，都要掘进巷道，在掘进过程中，为了稀释和排出自煤(岩)体涌出的有害气体、爆破产生的炮烟和矿尘，以及创造良好的气候条件，必须对独头掘进工作面进行通风。CH4炮烟粉尘怎么工作嘛？一、局部通风机通风 1.压入式通风 局部通风机和启动装置安装在离掘巷道口10m外的进风侧，局部通风机把新鲜风流经

  43、风筒压送到掘进工作面，污风沿巷道排出。 2.抽出式通风 这种通风方式是把局部通风机安装在离巷道口10m以外的回风侧。新鲜风流沿巷道流入，污风通过铁风筒由局部通风机排出。 3.混合式通风 混合式通风的布置如图所示。其中压入式风筒出风口与工作面的距离仍应小于有效射程长度，抽出式风筒吸风口与工作面的距离和压入式局部通风机所在位置有关。 1.利用纵向风障导风 风墙的构筑可用砖、石风墙，木板墙及帆布，塑料等柔性风幛。后两种漏风大，只适用于短距离的导风。砖、石风墙漏风小 ， 导 风 距 离 可 超 过 500m；墙需有一砖至一砖半厚，并用砂浆勾缝。在图中1为纵向风墙，2为带有调节风窗的调节风门，以便行人和

  44、调节导入掘进工作面的风量。 采用风筒导风需设置挡风墙2，墙上开有风窗的调节风门3。火区封闭火区的独头巷道 在掘进主巷的同时，距主巷1020m另掘一条平行的配风巷，主、配巷之间按一定距离开掘联络眼，前一个联络眼掘通后，后一个联络眼便密封。主巷进风，配巷回风。两条平行的独头巷道可用风幛或风筒导风。 三、引射器通风 引射器的通风原理是利用压力水或压缩空气经喷嘴高速射出产生射流。周围的空气被卷吸到射流中，为了减少射流与卷吸空气间冲击损失，空气和射流在混合管内掺混，整流后共同向前运动，使风筒内有风流不断流过。一、局部通风机 1.局部通风机的种类和性能 2.局部通风机联合工作二、风筒 1.风筒的类型 2.

  45、风筒的阻力 3.风筒的漏风三、掘进工作面风量计算 1.排出炮烟所需风量 2.排出瓦斯所需风量 3.排出矿尘所需风量 4.按风速验算风量一、加强风筒管理的措施 1.减少风筒漏风 1）改进接头方法 2）减少接头数 3）减少针眼漏风 4）防止风筒破口漏风 2.降低风筒的风阻二、保证局部通风机安全可靠运转的措施三、局部通风机消音的措施1.摩擦阻力：空气在井巷中流动时，由于空气和井巷周壁之间以及空气分子之间发生摩擦而造成的能量损失称为摩擦阻力。2.相对压力：是以当地同标高的大气压力为基准测算的压力称为相对压力。3.通风网络图：是指反映全矿井通风系统当前状况，亦即反映风流路线和各用风场所之间的相互关系的图

  46、纸。 5.与风流方向平行的平面也有动压的作用。（ ） 6.在通风设计中，一般只对摩擦阻力进行具体计算，对局部阻力不详细计算，而只按经验估计个百分数。（ ） 7.掘进实施工程质量的好坏对矿井通风费用没有影响 。（ ） 8.在同一井巷风流断面上各点的风流速度是不相等的，通常所说的风速是指平均风速而言。（ ） 10. 测定不同的气体必须使用不同的检定管。（ ）11. 什么是自然风压？自然风压有哪些主要特性？1）自然风压：自然因素产生的风压称为自然风压。2）特性：A.自然风压的大小和方向随季节气候变化而变化，风量不稳定，风向也改变。B.机械通风矿井，自然风压仍然存在，其大小受进风量的影响而略有变化，即随进

  47、风量的增加而增大。C.自然风压的大小随矿井开采深度的加深而增大。12.矿井通风的基本任务是什么？ 1）连续不断地向井下输送新鲜空气。2）冲淡并排除有毒有害化学气体及浮尘。3）为井下工人创造良好的天气特征情况。13. 在国内外瓦斯爆炸事故中，巷道掘进施工中发生的事故所占比重较大，为什么？ 14.什么叫循环风？它有何危害？ 1）循环风：是指局部通风机的回风，部分或全部再进入同一部局部通风机的进风风流中的现象。2）危害：A.使掘进工作面的风流更加污浊，温度上升，损害工作人员的身体健康。b.由于风流不断地进行循环，使瓦斯、煤尘的浓度不断地增加，形成瓦斯、煤尘爆炸事故的隐患。15. 某矿井地表年平均温度为10摄氏度，恒温带深度为30m,地温率为30米/摄氏度，求深度为450m处的岩石温度？ 解：t=t恒+（Z-Z恒）/g恒 =10+（450m-30m）/30m/ =24解：r=h/Q2=2200/10000=0.22kg/m2 A=1.19Q/h=1.19*100/2200=2.537m

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