第6章矿井通风
6.1 矿山现有通风系统评述
6.1.1 矿山现有通风系统概述
柿竹园多金属矿先采用对角抽出式通风。进风平窿均位于开采范围的南面，总回风巷及回风井位于开采范围的北面,形成对角式通风。
采用分区进风并联抽出式的通风系统，新鲜风流分别从520m的南面两个平窿窿口进入，经盘区运输巷道，再从盘区平巷分别经集矿巷道，采场人行通风天井，分段凿岩巷道分风到各采场和掘进工作面。废风经各采场回风天井上至610m回风巷道，经总回风道由主扇抽出窿外，为了防止露天基建时爆破飞石的影响，将主扇设在坑内,即设在610m西平窿的硐室中。
溜井卸矿硐室的废风用局扇和风筒导入就近的采场的回风天井，分段平巷和装矿进路等用局扇加强通风。
6.1.2 采准、切割、回采中段的通风系统
新鲜风流从本中段的南部进风平巷进入，分到2、4、6盘区平巷，从盘区平巷分到各采场电耙道和分段凿岩平巷。
废风经采场回风天井到中上段的盘区回风平巷，生产初期550m中段回采时，采场回风天井的废风直接上到610m盘区回风平巷，经610m中段回风平巷入总回风道，生产中期和后期，即490m中段和430m中段回采时，采场回风天井的废风上到上中段盘区回风平巷，盘区回风平巷的废风集中入开采范围北面的2#风井，2#风井废风再上到610m中段回风平巷入总回风道。
6.1.3 运输中段的通风系统
550m和490m回采时，新鲜风流由开采范围南面的进风平巷进入，经中段运输平巷和采场装矿硐室，废风集中入开采范围北面的1#风井，1#风井进入610m中段的总回风道。340m 中段回采时，新鲜风流由开采范围北面的380m主平窿进入经380m运输平巷和采场装矿硐室，废风集中经3#风井上升到490m的盘区回风平巷入1#或2#风井。
6.1.4 主平窿、装矿硐室通风系统
新鲜风流由位于矿区北面的窿口进入主平窿，到1#、2#主溜井的装矿硐室，废风经1#、2#主溜井的人行通风井到490m中段集中上到550m中段，用专用回风道将废风导入1#风井中。
6.1.5 通风设备的型号和规格
由于扇风机装置及风道有15%的风量损失和20mm水柱的负压损失,矿山现采用70B2—21型NO.28号轴流式风机二台，同点并联运转.叶片安装角30°,效率69%,配7D118/44—10型同步电动机,功率为630kw,转数为600r/min,电压为6000v.
局扇若干,采用防爆型JBT系列,主要采用JBT—52—2和JBT—62—2型，辅扇（75kw）J40-NO.1。
根据风机工况点计算，开采前期为Y325M-8，N=132kw，电压380v。转速n=738r/min；后期电压为Y335L-8，N=220kw，电压为380v，转速n=739r/min，风机利用反转返风方式。
6.1.6井下主要通风构筑物
通过风流的构筑物：主扇风硐﹑反风装置﹑风桥﹑导风板﹑调节风窗和风障等。
阻短风流的构筑物：挡风墙和风门等。
6.1.7通风管理制度及人员编制
全矿通风确保全天24小时不停，派专人看管，矿井局部通风机根据具体情况调用。人员编制：全矿安排10～20人工作，另有专人检测、维修通风系统。
6.2 矿井通风设计原始资料
6.2.1矿山设计的各系统简述：
1. 矿山开拓系统简述
矿床开拓为平窿-斜坡道-溜井开拓。已有558m、490m、385m三个中段，1条由490m中段通往558m中段的斜坡道，4条由385m中段通往490m中段的主溜井。其中385m中段为主运输中段，490m中段为回采中段，558m中段为回风中段。回采中段内有514m水平、536m水平二个分段，矿房内每间隔11m布置有凿岩腰分段平巷。人员、设备和材料由平窿进入中段，再经斜坡道进入各分段工作面。
2. 矿山的运输提升系统简述
运送到1# 1号盘区和2号盘区的矿石由铲运机铲装,经采场出矿平巷和盘区运输平巷P
2
和3#主溜井，下放到380m主运输中段后，经溜井底部的振动放矿机装入底侧卸式矿车，然后由架线电机车牵引通过380m主运输平巷运送至运输平窿窿口外面的选矿厂。
3号盘区和4号盘区的矿石，由装岩机装入矿车和由电耙道的储矿溜井口放矿装入矿井，再用架电线式电机车拉翻转式矿车运输，一部分矿石经2号主溜井下放到380m主平窿，再经电机车拉侧卸式矿车到200t选厂；另一部分矿石经490m中段东侧运输平巷到野鸡尾盲竖井，由盲竖井提升到605m标高后，从溜矿井下放到506m水平，再经平巷、轻便道运送到500t/d 选厂。
人员、设备、材料可经490m中段窿口及中段平巷和无轨斜坡道至各采场（分段）,另外在380m中段至490m中段设有坑内电梯井，并配有平巷人车，井下人员也可经主平窿进入工作地点。
3. 设计的采矿方法简述
本设计采用连续阶段崩落法，即在原空场不充填条件下，用中深孔或深孔落矿，缓冲覆盖层下放矿回收敞空矿房矿柱，同时处理采空区的方法。
在回采矿柱的同时，回采558m水平以上Ⅲ矿带品位较高的矿段和处理采空区。
矿柱回采：首先在矿柱内按分段开掘分段凿岩巷道，然后在分段凿岩巷道内凿上向扇形炮孔，分段或阶段侧向小微差爆破。
矿柱顶板富矿回采：首先在矿柱上部平巷内开掘凿岩天井和硐室，凿水平扇形孔崩落顶板富矿。崩落矿石按留矿方式有控制地放出，在覆盖层形成之前留20m厚的矿石作缓冲层。顶板随着矿柱回采的进行，逐步自然崩落充填采空区。
4. 回采顺序简述
首采段选择在顶板矿岩较破碎的采空区西北角，可以降低形成初期覆盖层的费用。为了增加空区处理过程中顶板暴露面积，有利于自然崩落顶板，相邻盘区差距同时作业。相邻间盘区的房间柱回采，以斜角线推进。第一盘区房间柱回采超前第二盘区2～3个房间柱，第二盘区房间柱的回采超前第三盘区2～3个房间柱。第一盘区只回采房间柱，第二盘区在回采房间柱的同时，回采相邻第一盘区的与该房间柱相连的部分盘间柱。
5. 回采作业中段
本设计主要490m中段以上的矿柱回采，490m中段为回采中段，558为回风中段，580为强制崩落中段。首先在矿柱内按现有分段开掘分段和腰分段凿岩联络巷，并与分段联络平巷相通，垂直凿岩联络巷开掘凿岩巷，凿岩巷段高11m，采用YQZ—90型凿岩机在分段凿岩平巷和漏斗颈钻凿上向扇形中深孔，孔径φ65～80mm，孔底距2.0～3.0m，排距1.4～1.8m，排面与矿柱自由面平行，第一排孔临近爆破自由面，孔底距适当加密。
6.2.2同时回采作业中段数、掘进工作面和采场数
本设计作业面主要集中在490m中段；
掘进工作面主要有：
1. 斜坡道掘进工作面；
2. 通风巷道掘进工作面；
3. 凿岩巷道工作面；
同时回采采场数为5个,备用采场1个；
6.2.3凿岩机同时工作的数量和类型、炸药消耗量、爆破方式
1. 井下凿岩机同时工作的数量和类型
7655凿岩机同时工作20台，备用10台；
YSP－45型凿岩机同时工作6台套，备用4台套；
YGZ－90钻机同时工作20台套，备用10台套；
YQ—100型潜孔钻机同时工作6台套，备用4台套；
2. 炸药消耗量：
炸药单耗为0.6kg/t；
3. 爆破方式
矿柱回采时，490m～558m各分层凿岩采用YQZ—90型凿岩机在分段凿岩平巷和漏斗颈钻凿上向扇形中深孔，孔径φ65～80mm，孔底距2.0～3.0m，排距1.4～1.8m，排面与矿柱自由面平行，第一排孔临近爆破自由面，孔底距适当加密。558m以上矿体凿岩采用YQ—100潜孔钻机在凿岩硐室中钻凿水平环形中深孔，孔径φ100～110mm，孔底距3.0～4.0m，排距2.5～3.0m，近自由面排的孔底距适当加密。BQF－100型装药器装散状炸药，非电毫秒雷管微差起爆。
顶板矿段回采，首先在房间柱上部凿岩联络巷内，沿房间柱长轴方向等距布置2～3条凿岩天井，在凿岩天井内按3～5m间距开凿凿岩硐室，在凿岩硐室内用YQ－100型潜孔钻机凿水平扇形炮孔。孔径100～110mm，孔底距3.0～4.0m，排距2.5～3.5m。然后装多孔粒状铵油炸药，导爆索+非电微差雷管起爆。与矿柱同次爆破时，分段一次爆破；与矿柱分次爆破时，分层爆破。
6.2.4进风平窿和排风井布置位置和标高
进风平窿设在开采范围的南面，且布置两条进风巷，标高为：490m；
回风平窿设在开采范围的北面，与进风巷形成对角式，标高为：558m；
6.3全矿通风设计
6.3.1选择通风系统
1. 通风方式选择
本设计的通风系统采用分区通风系统,主扇的工作方式为压入式通风。
2. 通风网络描述
新鲜风流由490m 中段的南面东、西两条进风巷道压入，分别经由盘区巷道或斜坡道，进入各掘进工作面，各采场集矿巷道，或通过采场人行进风天井进入到各凿岩巷道，废风通过盘区回风道汇集阶段回风天井上到回风中段；采场废风通过采场回风天井汇集上到回风巷道,然后通过阶段专用回风巷集中排出地表。
380m 平窿的新鲜风流由窿口进入，经380m 运输平巷和装矿的硐室，集中到开采范围南面的专用回风井，再经盘区回风巷入总回风巷排出地表。
独头掘进时用辅扇通风，在大爆破后要用局扇加强通风。大爆破采场放矿过程中的通风量，可比一般采场放矿时的通风量增加20%，大爆破作业多安排在周末或节假日进行，通常采用适当延长通风时间和临时调节风流，加大爆破区通风量的方法，尽量缩小炮烟污染范围。
3. 采场通风
新鲜风流分别由520m 南面的两个窿口进风，经盘区运输坑道分风到各盘区采场和掘进工作面。废风经各采场回风天井上至610m 回风巷道，经总回风道由主扇抽出窿外;凿岩天井和凿岩硐室采用局扇辅助通风。掘进和电耙道通风利用原通风系统，采场采用自然扩散通风。
通风方式采用压入式式通风，风量为4.0m 3
/s ，爆破后通风时间为60-90min 。 4. 主扇的安装地点与工作方式
根据本设计采用的开采方式及采用的压入式通风的特点，主扇安装在与回采顺序方向相反的一侧，即在490m 中段南面的东、西两条进风巷中各安装一台主扇。 6.3.2 通风系统的风量计算
6.3.2.1 回采工作面风量计算 1) 按爆破后排烟计算
本设计的采场进风巷道横断面与回采工作面横断面相差较大，即采场宽度等于或大于8m ，采场长度(64m)大于宽度(20m)的两倍，并利用贯穿风流通风，又采场采用的是中深孔爆破,故属于硐室型回采工作面的大爆破采场，风量计算公式为
iAV t
340Q .=
, m 3
/s （6—1）
式中：t —— 通风时间，取t =3h =10800s ；
A —— 大爆破炸药量，A 为12000kg ；
i —— 炮烟涌出系数，取i =0.250；
V —— 充满炮烟的巷道容积，V =V 1+iAb 0 =7.29×64×4+0.250×12000×
0.9=4566.2m 3。
将数据代入得：
Q =13.8 m 3/s
2) 按排尘计算放矿时期的风量 按下式进行计算：
Sv Q = （6—2）
式中：S ——采场作业地点的过风断面， S =7.29×4=29.16 m 2；
v ——工作面要求的排尘风速，取v =0.25m/s 。
将数据代入得：
Q =7.29m 3/s
比较上叙结果，取大值，则回采作业面的需风量为13.8m 3
/s ，6个采场共需82.8m 3
/s 。 6.3.2.2 备采工作面的风量计算
备采工作面风量按照回采工作面风量的一半选取。6个采场共需风量41.4 m 3/s 。 6.3.2.3 掘进工作面的风量计算
《冶金矿山安全规程》规定的最低排尘风速为0.25 m/s ，所以掘进工作面的断面积乘以0.25m/s,所得的积即是该掘进工作面的需风量,2个开拓掘进面:0.25×14×2=7m 3/s ，4个掘进工作面共需4×0.25×10.8=10.8m 3/s,总需风量17.8m 3/s. 6.3.2.4 硐室需风量计算
井下要求独立通风的硐室，必须进行风量计算，并计入矿井总风量中。本设计井下主要有炸药库、破碎硐室、装卸矿硐室、卷扬机硐室需要供风，按《采矿设计手册》建议值，其需风量各为2m 3/s ，4个硐室共需风量8m 3/s 。 6.3.2.5 全矿总风量计算 1）分项计算风量
根据金属矿井生产特点，全矿所需总风量应为各工作面需要的最大风量与需要独立通风的硐室的风量之和，并给予一定的备用系数。
)('
h r d s s t Q Q Q Q Q k Q ∑+∑+∑+∑+∑= （6—3）
式中：s Q ——回采工作面所需风量，s m 3；
'
s Q ——备用回采工作面所需风量，s m 3；
d Q ——掘进工作面（包括开拓、采切）所需的风量，s m 3； r Q ——要求独立风流通风的硐室所需的风量;
h Q ——其他需风量，电耙道需风量为0.5×2.7×2.7=3.65s m 3
；
k ——矿井备用系数，k=1.4。 因此全矿需风量为:
)
('
h r d s s t Q Q Q Q Q k Q ∑+∑+∑+∑+∑=
=1.4×(82.8+41.4+17.8+8+3.65) =215.1 m 3/s 2）按万吨风量比估算矿井总风量
所谓的万吨风量比是指矿井总供风量与矿井年产量之比。根据比值所计算出来的矿井总风量只是一种估计值：
A
Q q t =
（6—4）
式中： A ——矿井的年产量，万t ，取100万t ；
t Q ——矿井总供风量, s m 3;
q ——年产万吨风量比，1.2～3.5;
计算得：
q =215.1/100=2.15s m 3 计算结果符合要求
所以，全矿的总风量以分项计算为准，为：215.1 m 3/s 。 6.3.3 风量分配
矿井总风量确定之后，按以下原则进行风量分配，以便进行系统的阻力计算。 1. 井下各作业地点按照实际需要的风量进行风量分配。
2. 矿井多井口进风时，各进风风路的风量应按风量自然分配的规律进行解算，求出各
进风风路自然分配的风量。
3. 按各中段的采矿量均衡分配的条件来分配风量。
4. 井下炸药库应独立通风，排风流应直接导入总排风道中，否则必须采取净化措施.
5. 一切需风点和有风流通过的井巷中，其最高风速不得超过《冶金矿山安全规程》的
以下规定：
(1) 专用风井和风硐的最高风速不得超过15m/s 。 (2) 专用物料提升井的最高风速不得超过12 m/s 。 (3) 风桥的最高风速不得超过10m/s ；
(4) 提升人员和物料的井筒、主要进风道、排风道、修理中的井筒的最高风速不得
超过8m/s 。
(5) 运输巷道、采区进风道的最高风速不得超过6m/s 。 (6) 采矿场、采准巷道的最高风速不得超过4m/s 。
根据以上风量分配原则，进行风量分配，其结果见表6-1各中段进风量分配表
表6-1 各中段风量分配表
如图6—1 矿井通风立体图：
污风
新鲜风
图6-1 矿井通风系统立体图（单位：s m 3）
6.3.3 通风阻力和自然风压计算
矿井通风阻力是指由扇风机硐室到回风井口沿任一风路流动途中所产生的摩擦阻力局部阻力之和，是由扇风机全压减去自然风压来克服的。
巷道摩阻系数除采场回风天井取0.021外，其余各种巷道均取0.016。 这里计算的通风阻力和自然风压均为开采最困难时的情况。 1. 通风阻力
矿井通风阻力按下列公式计算：
2
3
Q S
LP
h α=
（6—5）
式中：h ——通风阻力，Pa ；
α——巷道摩擦阻力系数,4
2
m NS
；
L ——巷道长（最长的一条风路）,m ； P ——巷道通风断面的周边长度，m ； S ——巷道通风断面的面积，2
m ； Q ——巷道断面通过的风量，s m
3
；
列表如表6-1：
表6-1 某通风线路巷道通风阻力计算表
2. 自然风压
根据进风井与排风井深度、年最大温度计算自然风压，按下式： 由于井深在100m 内，所以按等容过程计算：
)(21g g g z H o n ρρρ-+= （6-6）
式中：n H ——自然风压，Pa ；
1ρ、2ρ——进风井、排风井空气柱的平均密度，3
m kg ；
1145.3T P =ρ (6—7) 2
245
.3T P =ρ (6—8)
式中：P ——空气压力，kPa ；
T ——空气的绝对温度，k ，t T +=273； z ——井筒深度，取80m ；
当年最高温度1t =39℃,最低温度t 2=－3℃时：
1ρ=3123.10145.3?
=1.123m kg 2ρ=3.45×
270
3.101=1.293m kg
n H =()8.929.18.912.18.929.180?-?+??
=878.08Pa ；
6.3.4 通风制度
矿山通风防尘业务由安全环保部门负责，坑口设有通风防尘工区，矿山的通风防尘专职人员20人左右。矿山除必须执行《矿山安全条例》和《矿山安全规程》外，建立如下各项制度：
1. 计划和设计会审制度。无论长远规划或近期生产计划，都必须包括改善矿井通风防尘条件的内容。计划和设计的会审都应邀请安全防尘部门参加，在取得他们同意的情况下才能交付实施。
2. 通风防尘检查测定制度。经常对通风系统状况、通风防尘设备状况、通风构筑物使用情况、工作面通风防尘条件等进行检查，并定期检查通风防尘措施的执行情况。通风系统改变前后，应进行矿井通风阻力的测量。
3. 通风防尘设备管理制度。通风防尘设备应由通风部门管理，经常维护，保持设备完好。通风设备应按规定时间运转，不得随意停开或拆除。通风防尘设备应根据设备折旧年限及生产发展及时补充和更新。
4. 井下作业人员通风防尘守则。凡矿山作业人员都有爱护通风防尘设备，保持良好作业环境的义务；要自觉遵守安全规程和岗位操作规程的有关规定，配带好个人劳动保护用品。坚决制止和拒绝违章作业。
5. 通风防尘奖惩制度。对执行通风防尘制度特别好，在改善矿井通风防尘条件有突出贡献或做出了显著成绩的单位和个人应给与奖励。对那些一贯不认真执行通风防尘制度，或破坏通风防尘设施、设备以及严重违章者应给与严肃惩处。
根据工作面要求风量和负压的不同，分别选用BKJ-11No.38型和BKJ66-11No.45型两种节能风扇。选用直径434mm 和直径514mm 的风箱。 6.3.5 选择扇风机和电动机 6.3.5.1 扇风机的选择
1. 扇风机的风量
t f Q Q ρ= （6—9）
式中 f Q ——扇风机的风量（m 3/s ）；
ρ——扇风机装置的风量备用系数，一般取ρ=1.1；
t Q ——整体通风时，为矿井要求的总风量（m 3/s ）；当为分区通风时，则为分区所
需的风量（m 3/s ），这里Q t =215.1/2=107.55m 3/s 。
代入数字得
1
.155.107?=f Q
s m /31.1183
= 2. 扇风机的风压
v r n t f
h h H h H
+++= （6—10）
式中：f H ——扇风机全压,Pa ;
t h ——矿井或分区通风、的总阻力,t h =1237.13Pa ; n H ——与扇风机工作面相反的自然风压,n H =878.08Pa ;
r h ——扇风机装置阻力之和，r h =180Pa ；
v h ——风流流入大气的出口动压损失，采用风机静压特性曲线时不计入此项。 代入数字得
180
08.87813.1237++=f
H
=2295.21Pa
根据以上计算，由扇风机的f Q 与f H 在通风机的静压特性曲线进行选择的通风机型号DK40-8-No25，效率0.75。
由扇风机工况点的f Q 和f H 及相应的f η，求出风扇的功率消耗f N
f
f f f
Q H N η
1000=
（6—11）
代入数字得
75
.0100031.11821.2295??=
f
N
Kw 06.362=
6.3.5.2 预选电动机
按下式计算出所需电动机的功率电N ：
e
M f
N
K
N ηη=电 （6—12）
式中：K ——电动机（功率）备用系数，轴流式时k=1.1～1.2,取1.2;
e η——电动机效率，取0.9； M η——传动效率,取M η=1;
i H 、i Q 、风η——对应与通风困难时工况点的风压、风量和风机效率; 计算得：
kw N 47.4341
9.006.3622.1=??
=电
根据以上计算，选择7D118/44—10型同步电动机。 6.3.6 矿井主要通风构筑物、反风设施和反风方法：
1. 通风构筑物的选择及布置
通风构筑物有:普通风门、密闭墙、井口密闭装置、风桥、风障、测风站、导风板及调
节风门等构筑物。
布置地点: 在490中段盘区主进风巷中设置调节风门,在进风巷道设置自动风门;
进风天井上口设置风扇,在采场进风天井设置导风板； 在490m 中段的北面的原通风道用密闭墙隔离；
2. 选择反风设施
选取轴流式风扇机为反风设施。 3. 反风方法
反风有两种方法：一种是调节反风门控制反风；另一种是利用反风机轮反转来达到反风的目的,后者反风后的风量较小。 6.4 全矿通风成本概算 6.4.1 通风机设备费
购置主扇、局扇、电动机、风筒、通风测定仪器等估计资金100万元。 回采每吨矿石的通风设备折旧费1W 为
T
Q W =
1 （6—13）
式中 G ——通风设备每年的折旧费，元。
T ——矿山年产量，t/y 。 代入数据得
1000000
1500001=
W
t /15.0元=
6.4.2 通风动力费用
1. 主扇每年耗电量I 1
1e e t w
N D O
I ηηη=
（6—14）
式中 e N ——电动机输出功率，k W ; D ——每年通风天数，d ; O ——每天通风小时数，h 。
e η、t η、w η——分别为电动机、变压器、电线输出效率，一般取值为0.92、0.8、
0.93；
代入数得
93
.08.092.024*******????=
I
a h kw /37.5206872?=
2. 一年内局扇和辅扇的耗电量I 2
根据矿山的生产实际，局扇和辅扇的耗电量按主扇耗电量的1%选取，则
a h kw I I /72.52068%112?=?=
3. 回采每吨矿石的通风动力费2W
B T
I I W 2
12+=
（6—15）
式中 B －每度电的费用，元/kW ·h ，矿山生产用电取0.6。 代入数字得
1000000
6
.0)72.5206837.5206872(2?+=
W
=3.16元/t
6.4.3 通风工作人员工资总费用
矿井通风工作人员，共20人，每月工资总额为1000元，则回采一吨矿石的工资费用为
3W 为：
T
A W =
3 (6—16)
代入数据得
24.01000000
122010003=??=
W （元/t ）
6.4.4 其他费用
其他费用包括矿井各种通风构筑物的材料、风机和电机润滑油费、防尘设施费用、通风仪表的购置费和维修费以及专为通风服务的井巷工程折旧费和维护费分摊到每回采一吨矿石的费用4W =0.4元/t
6.4.5 矿井每回采一吨矿石的通风总费用W
4321W W W W W +++= (6—17)
代入数据得
W=0.15+3.16+0.24+0.4 =3.95（元/t）
第二章矿井空气流动的基础理论 本章的重点： 1、空气的物理参数----T、P、Φ、μ、ρ； 2、风流的能量与点压力----静压，静压能；动压、动能；位能；全压；抽出式和压入式相对静压、相对全压与动压的关系 3、能量方程 连续性方程；单位质量能量方程、单位体积能量方程 4、能量方程在矿井中的应用----边界条件、压力坡度图 本章的难点： 点压力之间的关系 能量方程及其在矿井中的应用 主要研究内容：矿井空气沿井巷流动过程中宏观力学参数的变化规律以及能量的转换关系。介绍空气的主要物理参数、性质，讨论空气在流动过程中所具有的能量（压力）及其能量的变化。根据热力学第一定律和能量守恒及转换定律，结合矿井风流流动的特点，推导了矿井空气流动过程中的能量方程，介绍了能量方程在矿井通风中的应用。 第一节空气的主要物理参数 一、温度 温度是描述物体冷热状态的物理量。矿井表示气候条件的主要参数之一。热力学绝对温标的单位K，摄式温标：T=273.15+t 二、压力（压强） 1、定义：空气的压力也称为空气的静压，用符号P表示。压强在矿井通风中习 惯称为压力。它是空气分子热运动对器壁碰撞的宏观表现。P=2/3n(1/2mv2) 2、压头：如果将密度为 的某液体注入到一个断面为A的垂直的管中，当液体的高度为h 时，液体的体积为：V = hA m3 3、矿井常用压强单位：Pa Mpa mmHg mmH20 mmbar bar atm 等。 换算关系：1 atm = 760 mmHg = 1013.25 mmbar = 101325 Pa (见P396) １mmbar = 100 Pa = 10.2 mmH20, １mmHg = 13.6mmH20 = 133.32 Pa
第六章通风与安全 第一节瓦斯资源分析和瓦斯涌出量计算 一、瓦斯资源分析的内容应包括： 1、本矿井瓦斯赋存状况（包括各煤层瓦斯含量、瓦斯压力、瓦斯吸附常数、没的孔隙率，煤层透气系数、百米钻孔自然瓦斯涌出量及其衰减系数等参数）； 2、本矿井瓦斯含量梯度预计（包括简要分析各煤层瓦斯含 量、瓦斯压力变化规律及随标高或埋藏深度的变化梯度）； 3、矿井瓦斯等级。 二、瓦斯资源储量的内容必须计算矿井的瓦斯储量、可抽瓦斯量。应附矿井瓦斯储量表，并符合表6-1-1的规定。 表6-1-1 矿井瓦斯储量表 三、瓦斯涌出量计算必须计算采掘工作面、采区、矿井的瓦
斯涌出量；预测第一水平瓦斯涌出量最大值，确定矿井瓦斯等级。应附瓦斯涌出量预测结果表，并符合表6-1-2的规定 表6-1-2 瓦斯涌出量预测结果表 四、瓦斯抽采的内容应分析必要性和可行性。 五、瓦斯抽采方法的内容必须论述下列内容： 1、采掘工作面瓦斯来源分析； 2、瓦斯抽采方法选择（包括根据煤层赋存状况、采区巷 道布置、煤层顶底板和开采技术条件、瓦斯涌出来源及构成、
选择适合本矿具体条件的抽采瓦斯方法） 3、钻孔，钻场及抽采巷布置； 4、抽采参数的确定（包括确定孔口抽采负压、预抽时间等）; 5、抽采率，抽采量预计。 应附抽采方法示意图。 六、瓦斯抽采系统的内容必须包括： 1、瓦斯抽采系统的选择； 2、抽采泵站的位置及布置； 3、抽采管道布置。应附抽采管路布置示意图。 七、瓦斯抽采设备选型的内容应包括： 1、设计依据； 1、抽采管路计算； 1））设计依据； 应附抽采管道一览表，并符合表6-1-3的规定。 表6-1-3 抽采管道一览表
第七章通风系统与通风设计 第一节矿井通风系统、第二节采区通风系统 1.上次所讲课的内容回顾（5～10min） 1.1上次课所讲的主要内容 局部通风设备及附属装置、掘进通风机设计及掘进安全技术装置系列化。 1.2能解决的实际问题 （1）掘进通风设备选型 （2）解决长距离掘进通风的问题 （3）解决大风量掘进通风问题 2.本节内容的引入（5min） 2.1与上次内容的关联 2.2讨论的主要内容 矿井通风系统及采区通风系统 2.3思考题 （1） （2） （3） 3.课堂讲述于内容讨论（60～70min） 第一节矿井通风系统 矿井通风系统是向矿井各作业地点传给新鲜空气，排出污浊空气的进、回风井的布置方式通风动力，通风网络和风流控制设施的总称。 一、矿井通风系统的类型及其适用条件 按进风井在井田内的位置不同分类 A、中央式：a、中央并列式b、中央分列式（中央边界式） B、对角式：a、两翼对角式b、分区对角式 C、区域式 D、混合式 二、各类型矿井通风系统的优缺点及适用条件 见表P134 表7－1－1 三、主要通风机的工作方式与安装地点 工作方式：a、抽出式b、压入式c、压抽混合式 四、矿井通风系统的选择 矿井通风系统应根据矿井设计生产能力、煤层赋存条件、表土层厚度、井田面积、地温、矿井瓦斯涌出量。煤层自燃倾向性等条件，在确保矿井安全。兼顾中、后期生产需要的前提下，通过对多个可行的矿井通风系统方案进行技术经济比较后确定。 中央式通风系统具有井巷工程工量少，初期投资少，宜在初期适用。 煤与瓦斯突出矿井，高瓦斯矿井，易自燃矿井有热害的矿井宜采用对角式通风系统。 当井田面积较大时，初期可采用中央式通风，逐渐过渡到对角式。 矿井通风方法一般采用抽出式。 在地面有漏风的且有自燃发火危险性的矿井宜采用压入式通风。
第七章矿井通风与安全技术 7.1概述 凤凰山铜矿III矿体是一个板状的大理岩矿床，SiO2含量低；矿脉含硫量少，达不到自然危害性，井下最多工人190人，因此，工作面的通风应保证排尘及排除炮烟的需要，以最大可能减少矿尘危害。 根据安全规程，对凤凰山铜III矿体的矿井下通风安全做如下要求：(１)有人工作或可能有人到达的井巷，其空气成份（按体积计算）应为O2≥20％，CO2≤0.5%。空气的温度不得高于25℃，总回风流中的CO2不得超过1%。 (2)井下空气需经常保持新鲜，空气中有害气体含量不得超过规定：CO2：0.2，SiO2：0.02，H2S：0.01（按重量计算mg/升） (3)所有矿井均应实行全面机械通风，在浅部矿井，也可采用自然通风，主扇要求连续运转。 7.2矿井通风条件 凤凰山铜矿Ⅲ号矿带30线至35线间，其年产矿量13万吨，服务年限14年；采用竖井开拓，有轨运输；阶段的开采顺序采用下行式，阶段中矿块的开采顺序采用双翼开采；主要的采矿方法为分段凿岩阶段矿房法，垂直方向中深孔凿岩，每个矿房配置1台YQ-80新型钻机，井下回采的矿块数为3个，每天井下工作人数共190多人。 7.3通风方式与通风系统 7.3.1通风系统确定的依据 (1)风路短、阻力小、通风网络简单、风流容易控制，在主要人行运输坑道和工作点上污风不串联； (2)风量分配满足生产需要，漏风少； (3)通风构筑物少，便于维护管理； (4)专用通风井巷工程量少，施工方便； (5)通风动力消耗少，通风费用低。 7.3.2风井位置的确定 风井布置方式有中央对角式,中央并列式以及侧翼对角式。 根据该矿山的的实际情况、确定其它井筒的原则及所选用的通风系统，这里选用二种方案。 方案一：中央对角式布置
矿井通风与安全课后习 题部分答案 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】
第一章p20页 1-1、地面空气由氧气、氮气、二氧化碳、氩、氖、水蒸气等组成的混合气体。 矿井空气和地面空气的区别是（1）氧浓度降低，二氧化碳浓度增加。 （2）混入瓦斯、一氧化碳、二氧化硫、硫化氢、氨气、氢气、二氧化氮等有毒有害气体和矿尘。（3）空气的状态参数（温度、压力和湿度等）发生变化。 1-9、由公式φ=ρν/ρs 冬季5°时，ρs =m 3 ；进风流中绝对湿度为ρν=×=m 3 ；20°时，回风流中ρs = g/m 3 ；绝对湿度为ρν=×＝m 3 。 则一天带走的水分为（）×2500×24×60=38160kg 。 1-10、二氧化碳的浓度C=(850+=%<%，故能正常工作。 第二章p35页 2-7、 p i =p oi +h i == pa H ti =h i +h oi =-900+160=-740 pa P ti =p i +h vi =+160= pa 2-8、如果相对静压为负，相对全压为正，则动压为540pa ， 2 V 2 ρ=540，推出：速度=30m/s ，与矿井实际情况不符合； 如果相对静压为正，相对全压为正，则动压为60pa ，则推出此处全压和静压都为正，则V=10m/s 。 如果相对静压为负，相对全压为负，这种情况不可能。 知该点的压力大于同标高大气压力故为压入式通风。 第三章p52页 3-9 首先计算雷诺数，然后才知道选择合适的公式 225e -6 Q 100 44vd r 3.143R ==9.831010000014.410πυ υ?? ?= = ?>?，所以为完全紊流状态，选择完全紊流摩擦阻力平方公式。 3-10 突扩局部阻力 h 1=ζ1ρm Q 2 /2s 12 = 风流从2断面流入1断面相当于突缩断面 查表 ζ= h 1=ζ1ρm Q 2 /2s 12 = 3-11 33 2 fr fr 322 h LU 59.6 6.4h Q 0.036LUQ 10010.820 S S αα?= ?===?? 当有矿车后局部阻力为 h h 84.6559.625.05er fr h =-=-= （在标准下空气密度为m 3 ） 3-12 h=196+（××××62 ）= pa 由h =RQ 2 得R=·S 2 /m 8 3-13 22h Q (0.010.050.020.02)3090R Pa ==+++?= A 90 h = == 3-14 由矿井等积孔定义知 对于多台通风机同时工作的的矿井等积孔计算，应根据全矿井通风总功率等于各台主要通风机工作系统功率之和的原理计算出总阻力， 而总风量等于各台主要通风机所在风路上风量之和，代入，m 2 。得：
第一章内容 矿井通风系统由哪些部分组成。何谓矿井通风，矿井通风的基本任务是什么? 煤矿五大自然灾害“一通三防”矿井气候条件 安全生产方针、瓦斯治理工作的十二字方针 第二章 矿井空气参数有哪些矿内空气温度、湿度的变化规律动压、静压的特点 皮托管的“十”、—管脚井巷风流中空气压力的基本压力 第三章 反映矿井通风难易程度指标巷道通风阻力系数与哪些因素有关简述降低摩擦阻力的方法 矿井等积孔以及如何划分矿井通风难易程度矿井通风阻力分类 第四章 对自然风压造成影响的因素矿井通风机的附属装置有哪些反应通风机性能的主要参数有哪些 计算通风机在两个时期工作风压由哪几部分组成在什么情况下才反风？用什么方法实现通风机的反风？通风机的分类BDK—65—8—№24型、FBCZ—6—№16型、FBCDZ—No10/18.5×2型通风机型号中各参数的含义 通风机工况点合理工作范围通风机串、并联联合运转的目的通风机的联合运转的方式 第五章 通风网络术语有哪些矿井通风的三大定律绘制通风网络图的原则 通风网络中，井巷风流的基本连接形式局部风量调节方法有哪几类？具体怎么实现。矿井风量调节划分 第六章 风筒漏风量与下列有关的因素减小风筒风阻的措施有哪些局部通风中压入式通风方法的特点有哪些？ “三专、两闭锁”局部通风方法 第七章 矿井通风方式有哪些主要通风机的工作方法比较主要通风机抽出式与压入式的工作方法。 采区通风系统的基本要求为什么采区通风选择轨道上山进风、运输上山回风？采煤工作面通风方式 通风构筑物有哪些及其构筑要求风桥、密闭、导风板分类采掘工作面需风量计算方法 矿井风量分配的原则矿井通风设备要求
第九章 瓦斯生成的两个时期瓦斯的赋存状态煤层瓦斯垂向划分 矿井瓦斯涌出形式相对、绝对瓦斯涌出量的计算采掘工作面瓦斯涌出来源 简述影响矿井瓦斯涌出量的因素矿井瓦斯等级划分 煤(岩)与瓦斯突出分类煤(岩)与瓦斯突出的作用力矿井出现哪些情况，应当立即进行突出煤层鉴定？区域性防止煤与瓦斯突出的措施瓦斯抽放的目的有哪些？ 瓦斯爆炸的条件瓦斯积聚煤矿井下哪些地点最易积聚瓦斯? 采掘工作面的瓦斯浓度检查次数“一炮三检”、“三人连锁放炮制度”瓦斯检查要做到“三对口” 隔爆棚的设置方式 计算方面的内容 通风巷道中一点的静压、动压和全压计算 风流流动的能量方程 巷道摩擦阻力计算 通风网络并联、串联的风量、风压、风阻和等积孔的计算 瓦斯涌出梯度
填空： 1、矿井空气中常见有害气体有一氧化碳、硫化氢、二氧化硫、二氧化氮和_____等。 2、影响矿井空气温度的因素有：地温、机电设备散热、氧化生热、水分蒸发、空气压缩与膨胀、地下水、通风强度、其他因素。 3、《规程》规定：采掘工作面的进风流中，氧气的浓度不得低于20％，二氧化碳浓度不得超过1.5％。 4、矿井通风阻力包括摩擦阻力和__局部阻力_。 5、通风网路中各分支的基本联结形式有串联_、__并联_和角联，不同的联接形式具有不同的通风特性和安全效果。 6、矿井通风阻力包括摩擦阻力和局部阻力。用以克服通风阻力的通风动力包括__机械风压和自然风压。 7、矿用通风机按结构和工作原理不同可分为轴流式和__离心式两种；按服务范围不同可分为____主要通风机、辅助通风机和___局部通风机。 8、根据进出风井筒在井田相对位置不同，矿井通风方式可分为中央式_、_对角式和混合式。 9、矿井通风设施按其作用不同可分为引导风流的设施和隔断风流的设施_。 10、压入式局部通风机和启动装置必须安装在_进风_巷道中，距掘进巷道回风口不得小于10米_米。 11.改善矿井气候主要是从.温度、_风速两个方面入手。 12.采掘工作面进风流中，氧气浓度不得低于_20%_，二氧化碳浓度不得超过__0.5%。 13.矿井空气主要成分的检测方法主要有_.查表法和实测法_。 14.《规程》规定矿井必须建立测风制度，每_ 30天进行一次全面测风。 15.通风阻力包括___摩擦阻力、局部阻力_两类，在巷道断面突然扩大处将产生 __局部阻力阻力。 16.在矿井通风系统中，风流在井巷某断面上所具有的总机械能括静压能、动能、位能三种。 17.矿用通风机按构造和工作原理不同，可分为__离心式、轴流式两种。 18.空气的压力根据所选用的测算基准不同可分为两种，即_______ 和_______ 。 19.矿井气候是指矿井空气的_温度湿度风速_等参数的综合作用状态。 判断： 1、下列不属于一氧化碳性质的是__c_____。 A 燃烧爆炸性 B 毒性 C 助燃性 2、下列气体中不属于矿井空气的主要成分的是__c_____。 A 氧气 B 二氧化碳 C 瓦斯 3、下列气体中不属于矿井空气的主要有害气体的是_B___。 A 瓦斯 B 二氧化碳 C 一氧化碳 4、若下列气体集中在巷道的话，应在巷道底板附近检测的气体是_ _B____。 A 甲烷与二氧化碳B二氧化碳与二氧化硫C二氧化硫与氢气 D甲烷与氢气 5、巷道断面上各点风速是__D ______。 A轴心部位小，周壁大； B 上部大，下部小； C 一样大； D轴心大，周壁小； 6、我国矿井主通风机的主要工作方法是_C______。 A压入式B、混合式C、抽出式 7、掘进工作面局部通风通风机的最常用的工作方法是__A_____。 A压入式B、混合式C、抽出式
第七章 矿井通风系统与通风设计 本章主要内容 1、矿井通风系统----类型、适应条件、主要通风机工作方式 、安装地点、通风系统的选择 2、采区通风----基本要求、进回风上山选择、采煤工作面通风系统 3、通风构筑物及漏风----风门、风桥、密闭、导风板；矿井漏风、漏风率、有效风量率、减少漏风措施 4、矿井通风设计----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 5、可控循环通风 第一节 矿井通风系统 矿井通风系统是向矿井各作业地点供给新鲜空气、排出污浊空气的通风网路、通风动力和通风控制设施的总称。 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、对角式、区域式及混合式。 1、中央式 进、回风井均位于井田走向中央。根据进、回风井的相对位置，又分为中央并列式和中央边界式（中央分列式）。 2、对角式 1）两翼对角式 进风井大致位于井田走向的中央，两个回风井位于井田边界的两翼（沿倾斜方向的浅部），称为两翼对角式，如果 只有一个回风井，且进、回风分别位于井田的两翼称为单翼对角式。 2）分区对角式
进风井位于井田走向的中央，在各采区开掘一个不深的小回风井，无总回风巷。 在井田的每一个生产区域开凿进、回风井， 分别构成独立的通风系统。如图。 4、混合式 由上述诸种方式混合组成。例如，中央分列与两翼对角混合式，中央并列与两翼对角混合式等等。 二、主要通风机的工作方式与安装地点 主要通风机的工作方式有三种：抽出式、压入式、压抽混合式。 1、抽出式 主要通风机安装在回风井口，在抽出式主要通风机的作用下，整个矿井通风系统处在低于当地大气压力的负压状态。当主要通风机因故停止运转时，井下风流的压力提高，比较安全。 2、压入式 主要通风机安设在入风井口，在压入式主要通风机作用下，整个矿井通风系统处在高于当地大气压的正压状态。在冒落裂隙通达地面时，压入式通风矿井采区的有害气体通过塌陷区向外漏出。当主要通风机因故停止运转时，井下风流的压力降低。 3、压抽混合式 在入风井口设一风机作压入式工作，回风井口设一风机作抽出式工作。通风系统的进风部分处于正压，回风部分处于负压，工作面大致处于中间，其正压或负压均不大，采空区通连地表的漏风因而较小。其缺点是使用的通风机设备多，管理复杂。 三、矿井通风系统的选择 根据矿井设计生产能力、煤层赋存条件、表土层厚度、井田面积、地温、矿井瓦斯涌出量、煤层自燃倾向性等条件，在确保矿井安全、兼顾中、后期生产需要的前提下，通过对多种个可行的矿井通风系统方案进行技术经济比较后确定。 中央式通风系统具有井巷工程量少、初期投资省的优点。因此，矿井初期宜优先采 用。
5-1全风压通风有哪些布置方式？试简述其优缺点及适用条件。（纸上） 5-2 简述引射器通风的原理、优缺点及适用条件 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 优点：无电气设备，无噪声，还有降温降尘的作用。在煤与瓦斯突出严重的矿井的煤层掘进时，用它代替局部通风机，设备简单，安全性高。其缺点是风压低，风量小，效率低，并存在巷道积水问题。 适用于：需风量不大的短距离巷道掘进通风；在含尘大，气温高的采掘机械附近，采取水力引射器与其他通风方法联合使用形成混合式通风，前提条件是具备高压水源或气源。 5-3 简述压入式通风的排烟过程及其技术要求 压入式通风的排烟过程：工作面爆破或掘进落煤后，烟尘充满迎头形成一个炮烟抛掷区和粉尘分布集中带，风流由风筒射出后，由于射流的紊流扩散和卷吸作用使迎头炮烟与新风发生强烈掺混，沿着巷道向外推移。为了能有效得排出炮烟，风筒出口与工作面的距离不应超过有效射程，否则会出现污风停滞区。局部通风机安装在离掘进巷道口10米以外的进风侧。 5-4 试述压入式、抽出式通风的优缺点及其适用条件。 (1) 抽出式通风时，污浊风流必须通过局部通风机，极不安全。而压入式通风时，局部通风机安 设在新鲜风流中，通过局通风机的为新鲜风流，故安全性高， (2)抽出式通风有效吸程小，排出工作面炮烟的能力较差：压入式通风风筒出口射流的有效射程 大，排出工作面炮烟和瓦斯的能力强。 (3)抽出式通风由于炮烟从风筒中排出，不污染巷道中的空气，故劳动卫生条件好。压入式通风 时炮烟沿巷道流动，劳动卫生条件较差，而且排出炮烟的时间较长。 (4)抽出式通风只能使用刚性风筒或带刚性圈的柔性风筒，成本高，质量大，运输不便。压入式 通风可以使用柔性风筒，成本低，质量轻，运输方便。 基于以上分析，当一拍出瓦斯为主的煤巷、半煤岩巷掘进时应采用压入式通风，而当以排除粉尘为主的井巷掘进时，宜采用抽出式通风。 9-7 煤矿主要通风机的工作方法基本上分为抽出式与压入式两种，多采用抽出式通风方法，因为：1) 抽出式主要通风机使井下风流处于负压状态。一旦主要通风机因故停止运转，井下风流的压力提高，有可能使采空区瓦斯涌出量减少，比较安全；压入式主要通风机使井下风流处于正压状态，当主要通风机停转时，风流压力降低，有可能使采空区瓦斯涌出量增加 2) 采用压入式通风时，须在矿井总进风路线上设置若干构筑物，使通风管理工作比较困难，漏风较大。用抽出式通风可避免以上缺点。 3) 在地面小窑塌陷区分布较广，并和采区相沟通的条件下，用压入式通风能用一部分回风流把小窑塌陷区的有害气体带到地面。 4)过渡时期是新旧水平同时生产，战线较长，通风系统和风量变化较大。由压入式通风过渡到深水平抽出式通风时，有一定困难，有时还须额外增掘一些井巷工程，使过渡期限拉得过长；而用抽出式通风，就没有这些缺点。 5) 在地面小窑塌陷区漏风严重、开采第一水平和低沼气矿井等条件下，采用压入式通风是比较合适的，否则，就不宜采用压入式通风。 5-5 试述混合式通风的特点与要求？ 混合式通风是压入式与抽出式两种通风方式的联合运用，兼有压入式和抽出式两者优点，其中压入式向工作面提供新风，抽出是从工作面排出污风。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。 压入式局部通风机可随工作面的推进及时向前移动，与工作面距离保持在40～50米左右。抽出
目录 前言3 第一章矿井基本简况5 第一节矿井简况4 一、井田简况4 二、煤层地质简况4 三、瓦斯简况5 四、水文简况5 五、煤尘、煤炭自燃简况5 六、通风简况5 第二章通风系统设计可行性论证8 第一节矿井通风系统优化背景8 一、矿井目前通风及生产能力情况8 二、矿井生产能力发展前景8 第二节通风系统改造的必要性分析、论证9 第三节通风系统改造的主要手段10
第四节通风系统改造总体技术方案的选择10 第三章矿井通风参数计算14 第一节通风系统改造后矿井需要风量的计算14 一、矿井风量计算原则14 二、矿井需风量的计算14 第二节通风系统改造后矿井通风阻力的计算19 一、矿井通风总阻力计算原则19 二、矿井通风总阻力计算19 第三节通风系统改造技术方案比较33 第四章矿井通风设备的选择35 第一节主要通风机选型35 一、设计依据35 二、通风设备选型35 第二节矿井主要通风设备的配置要求38 第五章通风费用概算40 第六章矿井安全技术措施43
第一节粉尘灾害防治43 一、防尘措施43 二、防爆措施43 三、隔爆措施43 第二节瓦斯灾害防治44 第三节防灭火44 一、煤的自燃预防措施44 二、外因火灾防治44 第四节矿井防治水45 第五节井下其它灾害预防45 一、顶板灾害防治45 二、机电运输事故防治45 前言 矿井通风是一个运用多种技术手段输送、调度空气在井下流动，维护矿井正常生产和劳动安全的动态过程。在生产期间其任务是利用通风动力，以最经济的方式，向井下各用风地点供给质优量足的新鲜空气，保证工作人员
的呼吸，稀释并排除瓦斯、粉尘等各种有害物质，降低热害，给井下创造良好的劳动环境；在发生灾变时，能有效、及时地控制风向及风量，并与其它措施结合，防止灾害的扩大，最大限度地减少事故损失。 剖析历次煤矿重大灾害事故发生及扩大的原因，无不与矿井通风系统有着密切的关系。因此，建立一个既能满足日常生产需风，保证风向稳定、风质合格，在灾害时期又能保持通风设备运行可靠、稳定、能快速实现风流控制的通风系统是至关重要的。 本设计基于郑兴义兴（新密）煤矿的现状，本着为矿井的长期发展，提高矿井生产能力进行的矿井通风系统改造。总设计技术方案：维修扩大矿井东回风巷的断面，回收矿井西回风巷，对皮带巷进行扩修增大通风断面减小阻力，并经过矿井通风设施改造。通过风量、风阻等计算，选择出主要通风机以及配套的电机型号。通过各种论证，本设计可靠可行，提高矿井的抗灾能力，提高了矿井的经济效益。
名词解释。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。第一章 1．新鲜空气:在矿井通风中，习惯把进入采掘工作面等用风地点之前，空气状态成分或状态变化不大的风流。 2．污浊空气:经过用风地点后，空气成分或状态变化较大的风流。 3．绝对湿度:单位体积湿空气中所含水蒸气的质量。 4．相对湿度:空气中水蒸气的实际含量与同湿度下饱和水蒸气量比值的百分比。 第二章 5．密度：单位体积的空气所具有的质量。 6．比容：单位质量空气所具有的体积。 7．重度：单位体积的空气所具有的重量。 8．粘性：相邻两流层之间的接触面上产生粘性阻力，以阻止其相对运动。 9．大气压力：地面空气压力习惯上称为大气压力。 10．标准大气压：以真空为基准测算的压力 11．相对压力：以当地当时同标高的大气压为基准测算的压力 12．正压和负压：在压入式通风矿井中，井下空气的绝对压力都高于当地当时间标高的大气压力，相对压力是正值，叫正压；抽出式通风矿井中，井下空气的绝对压力都低于当地当时同标高的大气压力，相对压力值是负值，叫负压。 13．正压通风和负压通风：在压入式通风矿井中，井下空气的绝对压力都高于当地当时同标高的大气压力，相对压力值是正值，是正压通风；在抽入式通风矿井中，井下空气的绝对压力值都低于当地当时间同标高大气压力，相对压力是负值，是负压通风。 14．压差：两点间的压力差 第三章 15．层流与紊流:层流间指流体各层的质点相互不混合，呈束状，为有秩序的流动，各流束的质点没有能量交换。紊流和层流相反，流体质点在流动过程中有强烈混合和相互碰撞，质点间有能量交换。 16．摩擦阻力：井下风流沿井巷或管道流动时，由于空气的粘性受到井巷壁面的限制，造成了空气分子之间相互摩擦以及空气与与井巷或管道壁面间的摩擦，从而产生阻力。 17．局部阻力：在风流运动的过程中，由于井巷边壁条件的变化，风流在局部地区受到局部阻力物的影响和破坏，引起风流流速大小、方向和分布的突然变化，导致风流本身长生很强的冲击，形成极为絮乱得涡流，造成风流能量的损失。 第四章 18．矿井通风系统：是矿井通风方式、通风方式、通风网络与通风设备的总称。 19．自然通风与机械通风：由自然因素作用而形成的通风叫自然通风。 第五章 20．矿井通风网络:矿井空气在井巷中流动中，风流分叉，汇合路线的结构形式。 21．串联通风：两条或两条以上风路彼此首尾相连在一起，中间没有风流分合点得通风。?22．并联通风：两条或两条以上风支在某一节点分开后，又在另一节点汇合，其间无分支的通风 23．角联通风：在并联的两条分支之间，还有一条或几条分支相通的连接形式。 24．通风网络图：用不按比例、不反应空间关系的单线条来表示矿井通风的图纸。 第七章
第二章矿井通风管理规定 第一节矿井通风管理机构设置 为建立健全安全生产长效机制，强化井下通风系统管理能力，提升我矿“一通三防”工作成效，达到以通风促进安全，实现安全高效生产的工作目标，保障企业安全生产形式持续好转，确保矿井“通风可靠、监控有效、管理到位”。根据煤矿安全质量标准化新标准容，结合我矿实际，经研究决定，设立矿井通风管理小组： 第一条组织机构 组长：矿长 副组长：总工程师、生产矿长、安全矿长、机电矿长 成员：通风副总、开拓副总、机电副总、地测副总、防突科、安检科、调度室、生产科、机运科、供应科、劳资科、财务科以及各区队管理人员。 为确保矿井通风安全管理工作执行有力、落实到位，矿专门设立通风安全管理办公室，办公室设在防突科，防突科长兼任办公室主任，防突科配备一名管理人员协助科长专职分管通风工作。
鹤煤十矿通风机构示意图 第二条机构成员工作责任制 （一）矿长 1.对通风工作全面负责，听取总工程师及计划、通风、安全等部门关于通风工作的计划及“一通三防”安全技措资金安排的汇报，保证“一通三防”资金的投入。 2.每月主持“一通三防”例会，听取情况汇报、分析存在问题，采取相应措施，及时解决人、财、物问题，保证“一通三防”
工作的正常进行。 3.每天审阅瓦斯日报和瓦斯监测报表，对瓦斯超限和“一通三防”隐患，要采取措施，立即组织解决。 4.负责建立健全“一通三防”队伍，配足相应人员。 5.负责灾害预防和处理计划的贯彻实施，每年至少组织一次反风演习。 （二）总工程师 1.总工程师在矿长直接领导下，分管“一通三防”工作。 2.负责组织制定通风管理工作规划、计划，经审批后督促落实。 3.每月至少主持一次通风隐患排查和回风巷排查，对查出的问题按照“五定”原则安排整改。 4.负责组织编制通风资金计划，合理安排通风工程项目和资金。 5.每月至少组织一次通风系统审查，每季度至少组织一次反讽设施检查，按规定进行通风阻力测定。 6.调动矿井通风所需人员、资金和物资，组织完成矿井通风管理技术业务工作，确保矿井安全生产计划。 7.组织召开通风工作例会，安排布置通风管理工作。 8.负责通风管理工程技术人员配备。 9.每日审阅通风和瓦斯监测日报，每月审批通风月报等有关报表。
第七章通风与安全 第一节：概况 一、瓦斯 1.矿井瓦斯 山西省煤炭工业厅晋煤瓦发[2013]160号《关于晋中市2012年度矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复》。山西灵石国泰红岩煤业有限公司2012年度煤层瓦斯绝对涌出量为0.18m3/min，二氧化碳绝对涌出量为0.33m3/min，鉴定等级为瓦斯矿井。 2.瓦斯涌出量预测 预测10号煤层以45万吨/年产量生产时，矿井最大绝对瓦斯涌出量为2.48m3/min，最大相对涌出量为2.62m3/t，回采面最大绝对瓦斯涌出量为1.37m3/min，掘进面最大绝对瓦斯涌出量为0.18m3/min； 二、煤尘爆炸性 根据山西省煤炭工业局综合测试中心对该矿10号煤尘爆炸性测定结果,煤层火焰长度大于400mm，岩粉用量等于90%，煤尘有爆炸性。 三、煤的自燃倾向 根据山西省煤炭工业局综合测试中心测试10号煤层煤的吸氧量为0.80cm3/g，自燃倾向性等级为Ⅰ，自燃倾向性属容易自燃。自燃倾向性属自燃； 四、地温、地压 据调查，煤矿在开采工程中，地温一直保持在正常值内，一般为16-17℃之间，地压也未见异常。 第二节矿井通风 一、通风方式及通风系统 1.通风方式 矿井通风方式为中央并列式。 2.通风系统 矿井采用主斜井和副斜井进风，回风平硐回风，风机工作方法为抽出式。 二、风井数目、位置、服务范围 矿井移交生产及达到设计生产能力时，布置有进风井2个，回风井1个,即主斜井和副斜井进风，回风平硐回风，三个井筒服务全井田，服务年限同矿井服务年限。 三、掘进通风及硐室通风 1.掘进工作面通风 掘进工作面采用局部通风机通风，选用局扇为FBD№5.6 /2×15型。通风方式采用压入式。 2.硐室通风
山西煤炭职业技术学院 矿井通风系统毕业设计 （说明书） 专业班级：矿山机电330905 学生姓名：侯彦军 指导教师：刘捷 2012.04.27
目录 第一章矿井通风系统现状 (1) 1.1 二矿通风现状 (1) 1.2 矿井生产布局 (1) 第二章三水平通风系统设计 (2) 2.1 三水平井田面积及储量 (2) 2.2 现有井筒布置 (2) 2.3 通风系统 (3) 2.4 三水平工程进展及主扇挂网时间预计 (4) 第三章三水平主扇选型原则及需要兼顾的问题 (4) 3.1 二水平风井系统存在的问题 (4) 3.2 三水平主扇选型遵循的原则 (5) 3.3 三水平主扇选型需兼顾的问题 (5) 第四章三水平瓦斯涌出量预测 (6) 4.1 三水平瓦斯涌出量预测 (6) 4.2 瓦斯涌出量预测 (6) 第五章三水平各时期需风量计算 (7) 5.1 需风量计算原则和方法 (11) 5.2 三水平风井风机挂网初期需风量计算 (21) 第六章矿井通风网络解算结果分析 (21) 6.1 矿井负压分布情况 (22) 6.2 矿井等孔计算 (22)
第七章矿井通风网络验证 (22) 第八章三水平主要通风机选型 (23) 8.1 主要通风机选型参数 (23) 8.2 通风设备选型方案比较 (23) 8.3 通风机实际运行工况点 (23) 8.4 主扇选型方案比较 (24) 8.5矿井反风方式、反风系统及设施 (29) 结语存在问题 (30) 参考文献 (31)
第一章：矿井通风系统现状 一、二矿通风现状 矿井通风方式为中央边界式，通风方法为抽出式，由主井、管子井、皮带斜井、南斜井、西斜井进风，由己二风井回风。己二风井安装两台BDK618-8-NO.30轴流式主要通风机，配备电机功率均为2×560KW，主要通风机叶片工作角度为-5°，工作风量10145m3/min，负压为2950Pa，为全矿井生产服务。全矿总进风量9638m3/min、总回风量10145m3/min，总有效风量9139m3/min，有效风量率90.1%，工作风压2950Pa，等积孔3.7m2，矿井采掘工作面和各供风场所的配风量基本满足安全生产需要。 二、矿井生产布局 二矿现为二水平三个采区同时生产，己二采区、庚一采区、庚三采区及三水平开拓工程，各采区采掘工作面布置如下： 1、己二采区 采煤工作面：己 16 -22111综采面 掘进工作面：己 16.17 -22100机、风巷 硐室：己二变电所、己二中部变电所、己二绞车房、火药库、暗斜充电硐室、暗斜绞车房等。 2、庚一采区 采煤工作面：庚 20-21080综采面、庚 20 -21090综采面 掘进工作面：庚 20-21020机、风巷、庚 20 -21050机、风巷 硐室：庚一变电所、庚一中部变电所、庚一中部泵房、瓦斯抽放泵站等。 3、庚三采区 采煤工作面：庚 20-23010综采面、庚 20 -F23070备用面 掘进工作面：庚 20 -23090机、风巷、庚三皮带下山、庚三轨道下山硐室：庚三变电所、庚三中部泵房等。
第二章矿井通风经管规定 第一节矿井通风经管机构设置 为建立健全安全生产长效机制，强化井下通风系统经管能力，提升我矿“一通三防”工作成效，达到以通风促进安全，实现安全高效生产的工作目标，保障企业安全生产形式持续好转，确保矿井“通风可靠、监控有效、经管到位”。根据煤矿安全质量规范化新规范内容，结合我矿实际，经研究决定，设立矿井通风经管小组： 第一条组织机构 组长：矿长 副组长：总工程师、生产矿长、安全矿长、机电矿长 成员：通风副总、开拓副总、机电副总、地测副总、防突科、安检科、调度室、生产科、机运科、供应科、劳资科、财务科以及各区队经管人员。 为确保矿井通风安全经管工作执行有力、落实到位，矿专门设立通风安全经管办公室，办公室设在防突科，防突科长兼任办公室主任，防突科配备一名经管人员协助科长专职分管通风工作。
鹤煤十矿通风机构示意图 第二条机构成员工作责任制 （一）矿长 1.对通风工作全面负责，听取总工程师及计划、通风、安全等部门关于通风工作的计划及“一通三防”安全技措资金安排的汇报，保证“一通三防”资金的投入。 2.每月主持“一通三防”例会，听取情况汇报、分析存在问题，采取相应措施，及时解决人、财、物问题，保证“一通三防”
工作的正常进行。 3.每天审阅瓦斯日报和瓦斯监测报表，对瓦斯超限和“一通三防”隐患，要采取措施，立即组织解决。 4.负责建立健全“一通三防”队伍，配足相应人员。 5.负责灾害预防和处理计划的贯彻实施，每年至少组织一次反风演习。 （二）总工程师 1.总工程师在矿长直接领导下，分管“一通三防”工作。 2.负责组织制定通风经管工作规划、计划，经审批后督促落实。 3.每月至少主持一次通风隐患排查和回风巷排查，对查出的问题按照“五定”原则安排整改。 4.负责组织编制通风资金计划，合理安排通风工程工程和资金。 5.每月至少组织一次通风系统审查，每季度至少组织一次反讽设施检查，按规定进行通风阻力测定。 6.调动矿井通风所需人员、资金和物资，组织完成矿井通风经管技术业务工作，确保矿井安全生产计划。 7.组织召开通风工作例会，安排布置通风经管工作。 8.负责通风经管工程技术人员配备。 9.每日审阅通风和瓦斯监测日报，每月审批通风月报等有关报表。
陕西省红石岩煤矿接续采区（六采区）开采设计第七章提升、通风、排水和压缩空气设备 第七章提升、通风、排水和压缩空气设备 第一节提升设备 一、主井提升设备 红石岩煤矿主斜井井筒长度402m，倾角16o，装备一部带式输送机承担矿井原煤的主提升任务。 主斜井带式输送机主要技术参数： 输送量Q＝360t/h、带宽B=800mm、带速V=2.5m/s、倾角a≡16°、长度L=402m。配备Y315L2-4型电动机，功率200kW；减速器ZSY500-31.5，i=31.5，2台；钢绳芯阻燃型输送带型号ST1000。 主斜井井筒内设有检修绞车，检修绞车型号为GXT-2×1-24型单滚筒绞车。 本矿井生产能力为1.20Mt/a，六采区开采时矿井生产能力未发生变化，故主提升设备能够满足要求。 二、副井提升设备 本矿井现有副斜井和副平硐两条井筒，副斜井现承担材料、设备的提升任务运；副平硐承担担负运送液压支架等大型设备任务。 1.副斜井提升设备 副斜井采用轨道—绞车提升系统，井筒内铺设单轨，地面设有车场，轨道型号为18kg/m钢轨，提升方式为单钩串车。井口主要设备有600mm轨距单式单道阻车器等安全设备。 副斜井井筒斜长236m，倾角16°，采用单钩串车提升，担负矿井材料等辅助提升任务。提升绞车为GKT1.6×1.2-20型矿井提升绞车一台，滚筒直径1.6m，滚筒宽度1.2m，钢丝绳最大静张力45kN，减速比20，提升速度2.45m/s。绞车配套JR-125-10型电动机一台，功率80kW，电压380V，转速585r/min。 提升钢丝绳新选18 NAT 6×7＋FC 1470 ZS 158 114 GB/T8918-1996型，钢丝绳直径18mm，近似重量114kg/100m，公称抗拉强度1470MPa，钢丝绳最小破断拉力158kN。
第一章 矿井空气 复习思考与习题 1、 地面空气的主要成分是什么?矿井空气与地面空气有何区别? 2、 《规程》对矿井空气主要成分的浓度标准有哪些具体规定? 3、 造成矿井空气中氧浓度减少的主要原因有哪些? 4、矿井空气中的主要有害气体有哪些？其性质、来源、危害有哪些？《规程》规定的最高允许浓度为多少？ 5、防止有害气体的措施有哪些？ 6、什么叫矿井气候条件?评价矿井气候条件的主要指标有哪些？ 7、影响矿井空气温度的因素和矿井空气温度的变化规律是什么？ 8、设置测风站必须符合哪些要求？ 9、测风仪表按其工作原理、构造以及测风范围各分为几类？ 10、用风表测风为什么要校正其读数？用迎面法与侧身法测风时其校正系数为什么不同？ 11、用风表测风时应注意哪些事项？ 12、改善矿井气候条件应采取哪些措施？ 13、某矿井冬季总进风流的温度为5℃，相对湿度为70%。矿井总回风流的温度为20℃，相对湿度为90%。矿井总进、回风量平均值为2500 m 3/min 。试求风流在全天之内从井下带出多少水分？ （答：f a =4.76g/m 3，f a ′=15.48g/m 3，G △＝38t/d ） 14、某矿井地表年平均温度为t c ＝7.5℃，恒温带的深度为Z c ＝30m ，地温率为g ＝30m/℃。 求矿井深度为450m 处的岩石温度？ （答：t r ＝21.5℃） 15、半圆拱巷道，拱墙高1.55m,巷宽2.8m ，用侧身法测得的表速为3m/s ，该风表的校正曲线表达式为s υ= 2+c υ，计算该巷道通过的风量。 （答：Q ＝33.3m 3/s ） 第二章 矿井通风压力 复习思考与习题 1、何谓绝对压力、相对压力、大气压力、正压和负压？用坐标图来说明它们之间的相互关系。 2、空气从静压大的地点流向静压小的地点，其条件是什么？空气从全压大的地点流向全压小的地点，其条件是什么？ 3、如何理解绝对全压是绝对静压与速压之和？相对全压是相对静压与速压之和？速压有无绝对值与相对值的含义？ 4、“静压和速压可以相互转换”是指一个断面而言，还是指两个断面而言？同一断面上静压大的地点是否速压就小，速压大的地点是否静压就小？ 5、某矿采用抽出式通风如图2—23所示，用仪器测得风硐4断面的风量Q 4=40m/s ，净断面积S 4=4m 2 ，空气密度ρ=1.19kg/m 3，扇风机房U 形压差计的读数h=200mmH 2O ，风硐外与
《矿井通风》习题集 绪论 思考题 1、矿井通风的任务主要有哪些？ 2、我国煤矿安全生产的指导方针是什么？ 第一章矿井空气 思考题 1-1 地面空气的主要成分是什么？矿井空气与地面空气有何不同？ 1-2 什么是矿井空气的新鲜风流？污风风流？ 1-3 氧气有哪些性质？造成矿井空气中氧气减少的原因有哪些？ 1-4 矿井空气中常见的有害气体有哪些？它们的来源和对人体的影响如何？《规程》对这些有害气体的最高允许浓度是如何规定的？ 1-5 用比长式检测管法检测有害气体浓度的原理是什么？可用来检测哪些气体？ 1-6 防止有害气体危害的措施有哪些？ 1-7 什么叫矿井气候条件？气候条件对人体热平衡有何影响？ 1-8 什么叫空气的绝对湿度和相对湿度？矿井空气的湿度一般有何变化规律？ 1-9 为什么在矿井的进风路线中冬暖夏凉、冬干夏湿？
1-10 《规程》对矿井气候条件的安全标准有何规定？ 1-11 矿井的预热和降温主要有哪些方面的措施？ 1-12 风表按原理和测风范围分为几类？机械叶轮式风表的优缺点各是什么？ 1-13 风表测风时为什么要校正其读数？迎面法与侧身法测风的校正系数为何不同？ 1-14 风表校正曲线的含义是什么？为什么风表要定期校正？ 1-15 对测风站有哪些要求？ 1-16 测风的步骤有哪些？应注意哪些问题？ 习题 1-1 井下某采煤工作面的回风巷道中，已知CO2的绝对涌出量为6.5m3/min，回风量为520 m3/min，问该工作面回风流中的CO2浓度是多少？是否符合安全浓度标准？（1.25%；符合标准）1-2 测得井下某一工作面风流的干球温度为22℃，湿球温度为20℃，风速为1.5m/s，求其相对湿度和等效温度分别是多少？（83%；14℃） 1-3 井下某测风地点为半圆拱型断面，净高2.8m，净宽3m，用侧身法测得三次的风表读数分别为286、282、288，测定时间均为1min，该风表的校正曲线表达式为v真=0.23+1.002v表（m/s），试求该处的风速和通过的风量各为多少？（4.74 m/s；35.12 m3/s）
第6章矿井通风 6.1 矿山现有通风系统评述 6.1.1 矿山现有通风系统概述 柿竹园多金属矿先采用对角抽出式通风。进风平窿均位于开采范围的南面，总回风巷及回风井位于开采范围的北面,形成对角式通风。 采用分区进风并联抽出式的通风系统，新鲜风流分别从520m的南面两个平窿窿口进入，经盘区运输巷道，再从盘区平巷分别经集矿巷道，采场人行通风天井，分段凿岩巷道分风到各采场和掘进工作面。废风经各采场回风天井上至610m回风巷道，经总回风道由主扇抽出窿外，为了防止露天基建时爆破飞石的影响，将主扇设在坑内,即设在610m西平窿的硐室中。 溜井卸矿硐室的废风用局扇和风筒导入就近的采场的回风天井，分段平巷和装矿进路等用局扇加强通风。 6.1.2 采准、切割、回采中段的通风系统 新鲜风流从本中段的南部进风平巷进入，分到2、4、6盘区平巷，从盘区平巷分到各采场电耙道和分段凿岩平巷。 废风经采场回风天井到中上段的盘区回风平巷，生产初期550m中段回采时，采场回风天井的废风直接上到610m盘区回风平巷，经610m中段回风平巷入总回风道，生产中期和后期，即490m中段和430m中段回采时，采场回风天井的废风上到上中段盘区回风平巷，盘区回风平巷的废风集中入开采范围北面的2#风井，2#风井废风再上到610m中段回风平巷入总回风道。 6.1.3 运输中段的通风系统 550m和490m回采时，新鲜风流由开采范围南面的进风平巷进入，经中段运输平巷和采场装矿硐室，废风集中入开采范围北面的1#风井，1#风井进入610m中段的总回风道。340m 中段回采时，新鲜风流由开采范围北面的380m主平窿进入经380m运输平巷和采场装矿硐室，废风集中经3#风井上升到490m的盘区回风平巷入1#或2#风井。 6.1.4 主平窿、装矿硐室通风系统 新鲜风流由位于矿区北面的窿口进入主平窿，到1#、2#主溜井的装矿硐室，废风经1#、2#主溜井的人行通风井到490m中段集中上到550m中段，用专用回风道将废风导入1#风井中。 6.1.5 通风设备的型号和规格 由于扇风机装置及风道有15%的风量损失和20mm水柱的负压损失,矿山现采用70B2—21型NO.28号轴流式风机二台，同点并联运转.叶片安装角30°,效率69%,配7D118/44—10型同步电动机,功率为630kw,转数为600r/min,电压为6000v. 局扇若干,采用防爆型JBT系列,主要采用JBT—52—2和JBT—62—2型，辅扇（75kw）J40-NO.1。 根据风机工况点计算，开采前期为Y325M-8，N=132kw，电压380v。转速n=738r/min；后期电压为Y335L-8，N=220kw，电压为380v，转速n=739r/min，风机利用反转返风方式。 6.1.6井下主要通风构筑物 通过风流的构筑物：主扇风硐﹑反风装置﹑风桥﹑导风板﹑调节风窗和风障等。 阻短风流的构筑物：挡风墙和风门等。