一、矿井概况
1 地质概况
该矿地处平原、地面标高＋150m，井田走向长度5km，倾斜方向长度3.3km。井田上界以标高－165m为界，下界以标高－1020m为界，两边以断层为界，井田内煤层赋存稳定，井田可采储量约1.08亿吨。根据开采条件，煤炭供求状况及“规程”规定，确定此矿为年产150万吨的大型矿井，服务年限为72年。
井田内有两个开采煤层，为k1、k2，在井田范围内，煤层赋存稳定，煤层15°，各煤层厚度、间距及顶底板岩性参见地层概况简图（详见下图1）。矿井相对瓦斯涌出量为6.6m3/T，煤层有自然发火危险，发火期为16－18个月，煤尘有爆炸性，爆炸指数为36％。
2．矿井开拓方式及开采方法
采用立井多水平上下山开拓，由于本矿井型为150万吨/a,属于大型矿井，而且地处平原，井田走向长度5千米，倾斜方向长度3.3千米。为了方便安排矿井运输和提升系统，满足矿井的生产能力的要求，所以决定开凿一个主井和一个副井，主井为箕斗井提煤用，副井为罐笼井升降人员、材料、矸石，也作为进风井用，并设有梯子间。
第一水平标高－380m，倾斜长为825×2m，服务年限为27年，因走向较短，两翼各布置一个采区。每个采区上山部分和下山部分各分为五个区段回采。每采区各布置一个综采工作面和一个高档普采工作面，工作面长度150m，区段平巷及区段煤柱15m，采区巷道采用集中联合布置。
采区轨道上山均布置在k2煤层的底板稳定细砂石中，区段回风平巷与运输上山，区段运输平巷与轨道上山采用石门连接，为了保证生产正常接替，前期东西两翼各安排两个独立通风的煤层平巷掘进头，后期东西两翼各安排两个独立通风的煤层平巷掘进头和一个岩石下
山掘进头。西两翼各有一个绞车房、变电所、火药库，亦需独立通风。主井为箕斗井提煤用，副井为罐笼井升降人员、材料、矸石，进风用，并设梯子间。
矿井工作制：除综采工作面采用4－6工作制外，其它均采用三八工作制。
井下同时作业的最多人数为700人，综采工作面同时作业最多人数40人，高档普采工作面同时作业最多人数60人。
二矿井通风系统的选择
矿井通风系统包括：通风方式（进、出风井的布置方式）；通风方法（矿井主通风机的工作方法）；通风网路。
1 通风方式的确定
通风方式一般可分为中央式，对角式，混合式三种。现分别分析如下，并从技术和经济两方面比较其优缺点，择优选用。
1.1中央式
1）中央并列式
在地形条件许可时，进风井和出风井大致并列在井田走向的中央，二井底都开掘到第一水平，主要通风机设在出风井的井口附近，将污风抽到地表，出风井的井底必须和总进风流隔开，出风井的井口一般用防爆门紧闭；还要在岩石中做条回风石门m—n，煤层倾角越大、总回风石门越短，反之越长。
图2-1 中央并列式
注：用斜井开拓时，可以大致在走向的中央开掘一对并列斜井。
2）中央并列式的适用条件
煤层倾角大、埋藏深，但走向长度不大(≤4km)，瓦斯、自然发火都不严重，在此条件下，采用中央并列式是比较合理的。这种通风方式(和其它方式相比)，尽管存在着风路较长，阻力较大，采空区的漏风较大的缺点，但对于瓦斯、自然发火不严重的矿井来说，这并不很重要。同时，由于产生的阻力较大，通风电力费较大，进风与出风两井筒之间的漏风较大，箕斗井回风时外部漏风较大等，这些缺点对走向不大的矿井来说也不是一个很大的问题。相反，由于煤层倾角大，总回风石门长度小，开掘费小，两个井筒(立井或斜井)集中，便于开掘，开掘费也较少，便于贯通，建井期限较短，采用中央并列式通风方式，具有初期投资较少、出煤较快的优点。同时它的护井煤柱较小，且便于延深井筒，为深部通风的准备工作提供有利条件。
3）中央分列式(又名中央边界式)
进风井大致位于井田走向的中央，出风井大致位于井田浅部边界沿走向的中央，在沿倾斜方向上，出风井和进风井相隔—段距离，出风井的井底高于进风井的井底，主要通风机设在出风井口附近；在井田走向的中央开凿主井和副井。
图2-2 中央分列式
4）中央分列式的适用条件
一般地说，这种通风方式适用于煤层倾角较小，埋藏较浅，走向长度不大(≤4km) ，而
且瓦斯，自然发火比较严重的新建矿井。与中央并列式相比，这种通风方式的安全性要好，建井期限略长，有时初期投资稍大(多打一个出风井，少掘一条总回风石门)，但相差不悬殊。如果中央有两个井筒，以后在延深井筒、做深部通风的准备工作时，也就不会困难，这种方式由于多打一个直通地面的回风井，所以矿井的通风阻力较小，内部漏风小，这对于瓦斯，自然发火的管理工作是比较有利的，增加了一个安全出口，工业广场设有主要通风机的噪音影响，从回风系统铺设防尘洒水管路系统都比较方便。
1.2 对角式
1) 两翼对角式
进风井筒大致位于井田走向的中央，两个出风井筒分别位于两翼边界采区中央的浅部，主要通风机设在出风井口附近。为了开采深水平，有时把两翼风井设在两翼沿倾斜的中央和沿走向的边界附近。用斜井和平峒开拓时，可把下图中的立井改为斜井和平峒。
图2-3 两翼对角式
2) 两翼对角式适用条件
一般认为，这种布置方式(指对角风井位于浅部边界附近者)适用于煤层走向较大(超过4km)、井型较大、煤层上部距地面较浅、瓦斯和自然发火严重的新建矿井。它的优缺点，完全和中央并列式相反，比中央分列式的安全性更好，但初期投资更大。如果能够进行相向掘进，就能适当减轻建井期限长，投产较晚的缺点。有些瓦斯等级不高，但煤层走向较长、产量较大的新矿井，也可采用这种通风方式。
3)分区对角式
进风井大致位于井田走向的中央，在每个采区各掘一个小回风井，并分别安设抽出式分区主要通风机，可不必做总回风道。在图9—5中也可以用斜井代替立井，或者进风用垂直于走向(或平行于走向)的平峒，出风用斜井；或者进风和出风都用平峒。
图2-4 分区对角式
4)分区对角式适用条件
煤层距地表浅，或因地表高低起伏较大，无法开掘浅部的总回风道(因会穿出地面)，在此条件下，开采第一水平时，只能采用这种小风井(立井、斜井或平峒)分区通风的布置方式。每个采区各有独立的通风路线，互不影响，是这种通风方式的主要优点。
1.3 混合式
进风井与出风井由三个以上井筒按上述各种方式混合组成，其中有中央分列与两翼对角混合式和中央并列与中央分列混合式等。以中央分列与两翼对角混合式通风系统为例简单说明。
1)中央分列与两翼对角混合式
为了缩短基建时间，在初期采用中央分列式通风系统，随着生产的发展，当开采到两翼边界时，则用中央分列与两翼对角混合式的通风系统。总之，要在初期通风系统的基础上，
根据煤层赋存条件和生产发展情况等进行分析确定。
图2-5 中央分列与两翼对角混合式 2) 混合式适用条件
这种通风方式适用于井田范围大，多煤层，多水平开采的矿井。大多用于老矿井的改造和扩建。
◆◆◆ 确定通风方式并做技术比较
根据矿井概况可知该矿井的年产量为150万吨的大型矿井，由于该井田走向长度为5KM ，大于中央并列式走向长度不大于4KM 的设计要求，且该井田的瓦斯相对涌出量为6.6 m 3/T 属于低瓦斯矿井，井田上部标高-165m 属埋藏较浅的矿井，初期考虑中央分列式通风方式和两翼对角式作比较：
1） 技术比较：
中央边界式使用于走向不大的矿井（井田长度小于4000米），两翼对角式适合于走向较大、井型较大的矿井，与中央边界式相比，安全性更好，多一个通往地面的安全出口，发生事故时两翼不相互影响，便于控制通风，阻力较小。
2） 经济比较：
因进风、采掘、运输部分所需费用相差不大，主要考虑回风部分的费用。
风井的断面为12.82
m ，总回风平巷的断面为9.622
m ，故假设开掘1m 总回风平巷需5000元，1m 风井需6500元，两翼对角式风机一台200万元，中央边界式风机一台300万元。
故在不考虑通风电费和井巷的维修费的条件下 采用中央边界式通风系统时回风部分的费用为：
1245×2×0.5+（165+150）×0.65+300=1749.75万元 采用两翼对角式通风系统时回风部分的费用为： （165+150）×0.65×2+200×2=809.5万元 综上分析，应选用两翼对角式的通风方式。
2．通风方法的确定
通风方法，即矿井主通风机的工作方法。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。
两种方法的比较：
1) 抽出式
抽出式通风是主要通风机安装在回风井口，在抽出式通风机的作用下，整个矿井通风系统处于低于当地大气压的副压状态。
抽出式优点：井下风流处于负压状态，当主扇因故停止运转时，井下的风流压力提高可能使采空区瓦斯涌出量减少，比较安全；漏风量小，通风管理较简单；与压入式比，不存在过渡到下水平时期通风系统和风量变化的困难。
抽出式缺点：当地面有小窑塌陷区井和采区沟通时，抽出式会不小窑积存的有害气体抽到井下使有矿井效风量减少。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) 压入式
压入式通风是主要通风机安装在进风井口，作压入式工作，井下风流处于正压状态。在低瓦斯矿的第一水平，矿井地面地形复杂、高差起伏，无法在高山上设置扇风机。总回风巷无法连通或维护困难的条件下选用。
优缺点：1.压入式的优缺点与抽出式相反，能用一部分回风把小窑塌陷区的有害气体压入到地面；2.进风线路漏风大,管理困难；3.风阻大、风量调节困难；4.由第一水平的压入式过渡到深部水平的抽出式有一定的困难；5.通风机使井下风流处于正压状态，当通风机停止运转时，风流压力降低，有可能使采空区瓦斯涌量增加。
因此，正因为抽出式有着独自的优点，井下风流处于负压状态，当主要通风机因故停止运转时，井下的风流压力提高可能使采空区沼气涌出量减少，比较安全；漏风量小，通风管理较简单。由于该矿井采用上下山交替开采，抽出式与压入式相比，不存在过渡到下水平时期通风系统和风量变化的困难。因此本设计选用抽出式通风方法。
三采区通风方式的确定
采区通风系统是矿井的基本组成部分，它包括采区进回风和工作面进回风巷道的布置方式，采区通风路线的连接方式以及采区通风设备的和通风构筑物的设置等基本内容。
一般可以采用两种方式：轨道上山进风，运输上山回风；运输上山进风，轨道上山回风。
这两种通风方式的比较：
轨道上山进风，新鲜风流不受煤炭释放的瓦斯、煤尘污染及放热影响。轨道上山的绞车房易于通风，变电所设在两上山之间，在回风处设调节风窗，利用两上山间风压差通风。
运输上山进风，由于风流方向与运煤方向相反，容易引起煤尘飞扬，煤炭在运输过程中释放的瓦斯，可使风流的瓦斯和煤尘浓度增大，影响工作面的安全卫生条件，输送机设备所散发的热量，使进风流温度升高。此外，需在轨道上山的下部车场内安设风门，运输矿车来往频繁，需要加强管理，防止风流短路。
因此，该矿上山开采采用轨道上山通风，下山开采采用轨道下山进风，同时上山部分采用轨道上山和运输上山同时回风，这样可以大大降低阻力。
四采煤工作面通风方式的确定
采煤工作面的通风方法视甲烷涌出量、开采工作条件和开采技术而异，按工作面进、回风巷的数量和位置，可分为U型、E型、W型、Z型等通风方式，其中U型应用最为广泛。
根据矿井开采设计图纸，本矿井采用的就是U型通风方式，U型通风方式是指采煤工作面有二条巷道，一条为进风巷，一条为回风巷，上行通风时，其下顺槽为进风巷，上顺槽为回风巷，下行通风是则相反。
U型通风系统优点是：布置方便，通风简单，工作面可采用后退式回采。上、下顺槽在煤体中维护，漏风量小，风流流动为上行方向，上、下顺槽布置于煤体中，漏风量小；瓦斯自然流动方向和风流方向一致，有利于较快降低工作面瓦斯浓度。这种通风方式如果瓦斯不太大，工作面通风能满足要求即可采用。
五通风容易时期和通风困难时期采煤方案的确定
1 通风容易时期和通风困难时期的定义
在矿井通风系统总阻力最小时称通风容易时期，通风系统总阻力最大时称通风困难时期。
2 容易时期的采煤方案：
开采第一水平采区上山最上边区段1K 煤层的2个综采工作面和1个高档普采工作面，具体开采情况是：西翼两个工作面全部开采，即1个综采工作面和1个高档普采工作面；东翼开采1个综采工作面，另外一个高档普采面作为准备面。
由任务书知：综采工作面、高档普采工作面在k 1煤层时产量分别为1620吨/日 、1080吨/日,则采这三个工作面年产为：
（2×1620+1080）×330=1425600吨=142.56万吨
1K 煤层煤的密度为：ρ=m/v=1620/(150×6×0.6×2.4)=1.25 3/m 吨
区段平巷及区段煤柱宽15m ，综采工作面区段平巷宽5m ，普采工作面区段平巷宽3.5m ，故可以算出采掘东、西两翼煤巷独立掘进头采煤量：（假设一年可以采掘出下一区段所有的煤巷独立掘进头）
采掘东、西两翼煤巷独立掘进头采出煤的体积为：
2×2×（1245×3.5×2.4+1255×5×2.4）=102072 3
m
采煤量为：
m=ρ×v=1.25×102072=127590吨=12.759万吨 所以按照上述的采煤方案年产量为： 142.56+12.759=155.319万吨
此采煤方法符合“年产150万吨”的要求，故此采煤方法是可行的。
3 困难时期的采煤方案：
开采第一水平采区下山最下边区段2K 煤层的2个综采工作面和1个高档普采工作面，具体开采情况是：西翼两个工作面全部开采，即1个综采工作面和1个高档普采工作面；东翼开采1个综采工作面，另外一个高档普采面作为准备面。
由任务书知：综采工作面、高档普采工作面在k 1煤层时产量分别为1935吨/日 、1290吨/日,则采这三个工作面年产为：
（2×1935+1290）×330=1702800吨=170.28万吨
此采煤方法也符合“年产150万吨”的要求，虽然超产较大，但符合我国现在能源需求量大的现状，符合“高产高效”的能源方针，故此采煤方法也是可行的。
4 矿井通风容易和困难时期的通风系统立体图见附图3、4。
六 通风网络
通风网络图分为容易时期和困难时期两部分，详见附图１，图２。
七 各用风地点的供风量和矿井总用风量
1 各用风地点需风量计算公式或经验数值部分：
在本设计中矿井总风量按采煤、掘进、峒室及其它地点实际需要风量的总和计算：
)(∑∑∑∑+++=d c b a Q Q Q Q Q ×K t （6—1）
式中：
∑a
Q ——采煤工作面实际需要风量的总和， min /3
m ∑b
Q ——掘进工作面实际需要风量的总和， min /3
m ∑c
Q
——硐室实际需要风量的总和， min /3
m
∑d
Q
——矿井除了采煤、掘进和硐室地点外的其它井巷需要进行通风和，
min /3m
K t ——矿井通风系数，包括矿井内部漏风和配风不均匀等因素，一般可取
K t =1.15-1.25
1） 采煤实际需要风量，应按矿井各个采煤工作面实际需要风量的总和计算：
各个采煤工作面实际需要风量，应按瓦斯、二氧化碳涌出量、爆破后的有害气体产生量、工作面的气温和风速以及人数等因素分别进行计算后，采取其中最大值。
采煤工作面有串联通风时，应按其中一个采煤工作面实际需要的最大风量计算。备用工作面亦应满足瓦斯、二氧化碳、气温和风速等规定计算风量，且不得低于其采煤时的实际需要风量的50%。
（1）按瓦斯涌出量计算：
ai ai ai K q Q ??=100 ， min /3
m （6—2）
式中：ai q ——第i 个采煤工作面的瓦斯绝对涌出量，min /3
m
ai K ——第i 个采煤工作面的瓦斯绝对涌出不均匀系数，它是各个采煤工作面瓦斯绝对
涌出量的最大值与其平均值之比，须在各个工作面正常生产条件下，至少进行5昼夜的观测，得出5个比值，取其最大值。通常机采工作面可取ai K =1.2~1.6；炮采工作面可取ai K =1.4~2。
总进风量按二氧化碳涌出量的计算可参照瓦斯涌出量的计算方法。
（2）按工作面温度计算：
采煤工作面应有良好的劳动气象条件，其温度和风速应符合表n 的要求： 长壁工作面实际需要风量（ai Q ），按下式计算：
ai ai ai S V Q ??=60 ，min /3m （6—3）
式中：ai V ——第i 个采煤工作面风速， m/s
ai S ——第i 个采煤工作面的平均面积，可按最大和最小控顶断面积的平均值计算，2m
其他采煤工作面实际需要风量，可按良好的劳动气象条件计算。
表6-1 采煤工作面空气与风速对应表
（3） 按人数计算实际需要风量（ai Q ）；
ai Q =4×i N , min /3
m （6—4）
式中：i N ——第i 个采煤工作面同时工作的最多人数， 人
（4） 按风速进行验算：
按最低风速验算，各个采煤工作面的最低风量（ai Q ）；
ai Q ≥15× ai S ，min /3
m （6—5）
式中：ai S ——第i 个采煤工作面的平均面积，2
m 按最高风速验算，各个采煤工作面的最低风量（ai Q ）；
ai Q ≤240× ai S ，min /3
m （6—6）
2）掘进工作面风量计算
掘进工作面实际需要风量，由长期的工作经验可得：
煤巷的实际需要风量为 380 min /3
m 岩巷的实际需要风量为 300min /3m
3）硐室需要风量的计算
硐室实际需要风量，应根据不同类型的硐室分别进行计算。 因为本矿只有火药库、绞车房、变电所故可以不用计算可根据经验值所得火药库按经验值给定风量：大型爆破材料库为100～150min /3
m ，中小型爆破材料库为 60～100
min /3m ，采区绞车房及变电所为60～80 min /3m 。
结合本矿实际，取火药库实际风量为120min /3
m ,绞车房实际风量为80min /3
m ,变电所实际风量为80min /3
m .
2 各个时期各个用风地点需风量计算或根据经验确定部分：
1） 通风容易时期：（开采1K 煤层部分）
1 综采工作面
（1）按瓦斯涌出量计算：
综a q =6.6×1620/(24×60)=7.425 min /3
m
取综a K =1.4
故 综a Q =100×综a q ×综a K =100×7.425×1.4=1039.5 min /3
m
（2） 按工作面温度计算：
综a S =7.82
m 取综a V =2.0 m/s
故 综综综a a a S V Q ??=60=60×2×7.8=936 min /3
m
（3）按人数计算实际需要风量（综a Q ）；
综a Q =4×i N =4×40=160 min /3
m 取三者中的最大值： 综a Q =1039.5 min /3
m
（4）按风速进行验算：
按最低风速验算，
15× 综a S =15×7.8=117 min /3
m
1039.5≥117 即综a Q ≥15× 综a S ，min /3
m
按最高风速验算，
240× ai S =240×7.8=1872
1039.5≤1872 即综a Q ≤240× 综a S ，min /3
m
符合要求，故综采工作面的需风量综a Q =1039.5min /3
m
2 高档普采工作面
（1）按瓦斯涌出量计算：
普a q =6.6×1080/(24×60)=4.95 min /3
m
取普a K =1.4
故 普a Q =100×普a q ×普a K =100×4.95×1.4=693 min /3
m
（2） 按工作面温度计算：
普a S =9.42
m 取普a V =1.5m/s
故 普普普a a a S V Q ??=60=60×1.5×9.4=846 min /3
m
（3）按人数计算实际需要风量（普a Q ）；
普a Q =4×i N =4×60=240 min /3
m 取三者中的最大值： 普a Q =846 min /3
m
（4）按风速进行验算：
按最低风速验算，
15× 普a S =15×9.4=141 min /3
m
846≥141 即普a Q ≥15× 普a S ，min /3
m
按最高风速验算，
240× 普a S =240×9.4=2256
846≤2256 即普a Q ≤240× 普a S ，min /3
m
符合要求，故综采工作面的需风量普a Q =846min /3
m
3 掘进工作面实际需要风量，由长期的工作经验可得
煤巷的实际需要风量为 380 min /3
m
4 各峒室需风量由经验：
火药库实际风量为120min /3
m ,绞车房实际风量为80min /3
m ,变电所实际风量为80min /3
m .
综上，考虑到矿井通风系数K t ，取K t =1.15，通风容易时期各用风地点、东、西翼总风量以及矿井总风量如下：
综采工作面：综a Q =1039.5×1.15=1195.425 min /3
m ≈20 s m /3
高档普采工作面：普a Q =846×1.15=972.9min /3
m ≈16.2 s m /3
准备工作面（高档普采）：0.5×普a Q =0.5×16.2=8.1 s m /3
煤巷掘进头：煤掘Q =380×1.15=437min /3
m ≈7.3 s m /3
绞车房：绞车房Q =80×1.15=92min /3m ≈1.5 s m /3
变电所：变电所Q =80×1.15=92min /3
m ≈1.5 s m /3
火药库：火药库Q =120×1.15=138min /3
m ≈2.3 s m /3
西翼所需总风量：
西翼Q =综a Q +普a Q +2×煤掘Q +绞车房Q +变电所Q +火药库Q =20+16.2+2×
7.3+1.5+1.5+2.3=56.1s m /3
东翼所需总风量：
东翼Q =综a Q +0.5×普a Q +2×煤掘Q +绞车房Q +变电所Q +火药库Q =20+8.1+2×
7.3+1.5+1.5+2.3=48s m /3
矿井所需总风量：
总Q =东翼Q +西翼Q =56.1+48=104.1 s m /3
2）通风困难时期：（开采2K 煤层部分）
1 综采工作面
（1）按瓦斯涌出量计算：
综a q =6.6×1935/(24×60)=8.86875 min /3
m
取综a K =1.4
故 综a Q =100×综a q ×综a K =100×8.86875×1.4=1241.625 min /3
m
（2） 按工作面温度计算：
综a S =7.82
m 取综a V =2.0 m/s
故 综综综a a a S V Q ??=60=60×2×7.8=936 min /3
m
（3）按人数计算实际需要风量（综a Q ）；
综a Q =4×i N =4×40=160 min /3
m
取三者中的最大值： 综a Q =1241.625 min /3
m
（4） 按风速进行验算：
按最低风速验算，
15× 综a S =15×7.8=117 min /3
m
1241.625≥117 即综a Q ≥15× 综a S ，min /3
m
按最高风速验算，
240× ai S =240×7.8=1872
1241.625≤1872 即综a Q ≤240× 综a S ，min /3
m 符合要求，故综采工作面的需风量 综a Q =1241.625 min /3
m
2 高档普采工作面
（1）按瓦斯涌出量计算：
普a q =6.6×1290/(24×60)=5.9125 min /3
m
取普a K =1.4
故 普a Q =100×普a q ×普a K =100×5.9125×1.4=827.75 min /3
m
（2） 按工作面温度计算：
普a S =9.42
m 取普a V =1.5m/s
故 普普普a a a S V Q ??=60=60×1.5×9.4=846 min /3
m
（3）按人数计算实际需要风量（普a Q ）；
普a Q =4×i N =4×60=240 min /3
m 取三者中的最大值： 普a Q =846 min /3
m
（4） 按风速进行验算：
按最低风速验算，
15× 普a S =15×9.4=141 min /3
m
846≥141 即普a Q ≥15× 普a S ，min /3
m
按最高风速验算，
240× 普a S =240×9.4=2256
846≤2256 即普a Q ≤240× 普a S ，min /3
m
符合要求，故综采工作面的需风量普a Q =846min /3
m
3 掘进工作面实际需要风量，由长期的工作经验可得
煤巷的实际需要风量为 380 min /3
m
4 各峒室需风量由经验：
火药库实际风量为120min /3
m ,绞车房实际风量为80min /3
m ,变电所实际风量为80min /3
m .
综上，考虑到矿井通风系数K t ，取K t =1.15，通风困难时期各用风地点、东、西翼总风量以及矿井总风量如下：
综采工作面：综a Q =1241.625×1.15=1427.87 min /3
m ≈23.8 s m /3
高档普采工作面：普a Q =846×1.15=972.9min /3
m ≈16.2 s m /3
准备工作面（高档普采）：0.5×普a Q =0.5×16.2=8.1 s m /3
煤巷掘进头：煤掘Q =380×1.15=437min /3
m ≈7.3 s m /3
绞车房：绞车房Q =80×1.15=92min /3m ≈1.5 s m /3
变电所：变电所Q =80×1.15=92min /3
m ≈1.5 s m /3
火药库：火药库Q =120×1.15=138min /3
m ≈2.3 s m /3
西翼所需总风量：
西翼Q =综a Q +普a Q +2×煤掘Q +绞车房Q +变电所Q +火药库Q =23.8+16.2+2×
7.3+1.5+1.5+2.3=59.9s m /3
东翼所需总风量：
东翼Q =综a Q +0.5×普a Q +2×煤掘Q +绞车房Q +变电所Q +火药库Q =23.8+8.1+2×
7.3+1.5+1.5+2.3=51.8s m /3
矿井所需总风量：
总Q =东翼Q +西翼Q =56.1+48=111.7 s m /3
八 计算矿井通风总阻力
１ 矿井通风总阻力的概念和计算原则
１）矿井总阻力的概念：
矿井通风总阻力即风流有进风井口到出风口，沿一条通路各个分支的摩擦阻力和局部阻力的总合。矿井通风总阻力是选择矿井主要通风机机的重要依据之一，为了合理的选用矿井主要通风通风机，必须正确计算出矿井总阻力。 ２）矿井总阻力的计算原则
1）矿井通风的总阻力，不应超过2940 Pa.
(2) 矿井井巷的局部阻力，新建矿井宜按井巷摩擦阻力的10%计算，扩建矿井则宜按井巷摩擦阻力的15%计算。
（3）矿井通风网络中有较多的并联系统，计算总阻力是，应依其中最大的路线作为依据。 （4）应计算出容易时期和困难时期的最大阻力，使所选用的主要通风机既满足困难时期的通风需要，又能在通风容易是工况合理。
２ 矿井摩擦阻力和总阻力的计算方法：
井下多数风流属于完全紊流状态，故
S
ULv h
fr
82
λρ=
Pa （８—１）
令8
λρ
α=
， 42/m s N ? 或 3/m Kg 若通过井巷的风量为Q(s m /3
),则V=Q/s,代入上式，得：
3
2
S
LUQ h fr α=
Pa （８—２）
对于已定型的井巷，L 、U 和S 等各项都为已知数，α值只和ρ成正比。故把上式中的 αLU/3
S 项用符号fr R 来表示，即
3
S LU
R fr α=
， 82/m s N ? 或 7
/m Kg （８—3）
此fr R 称为井巷的摩擦风阻，它反映了井巷的特征。它只受α和L 、U 、S 的影响，对于已定型的井巷，只受ρ的影响。
故 2
Q R h fr fr = ， Pa (8—4)
上式就是在完全紊流状态下的摩擦阻力定律。当摩擦风阻一定时，摩擦阻力和风量的
平方成正比。
按照上述计算方法，沿着选定的两条最大阻力风路，将各区段的摩擦阻力累加起来，并考虑适当的局部阻力系数(一般不细算局部阻力)，即可算出通风容易和通风困难两个时期的井巷通风总阻力分别为：
hrmin ＝1.2∑hfrmin ，Pa (8—5)
hrmax ＝1.15∑hfrmax ，Pa (8—6) 式中 1.15 ——困难时期的局部阻力系数； 1.2——容易时期的局部阻力系数。
3 矿井通风总阻力的计算
在通风网络图中选出最大的通风阻力路线，根据上述计算原则，算出此路线的阻力。 通风容易时期的最大阻力路线：
→→→→→???→?综采工作面5→17→19
通风困难时期的最大阻力路线：
表 8-1 井巷特征参数
１）通风容易时期矿井总阻力计算：
表８-２ 容易时期矿井摩擦总阻力
h=1.2×fr h =1.2×955=1146 Pa
通风机风压：
进H =380+150=530m 回H 150+165=315m
=冬n h 进H ×进ρ×g-回H ×回ρ×g-(进H -回H )×g ×(进ρ+回ρ)/2
=530×1.28×9.8-315×1.2×9.8-(530-315)×9.8×(1.28+1.2)/2=331.24 Pa 故 f h =h-冬n h +风峒h =1146-331+100=915 Pa
通风机风量：
f Q =k ×西翼Q =1.1×56.1=61.7 s m /3 （８—７）
式中：k —漏风损失系数，风井不做提升用时取１.１；箕斗井兼作回风井时取１.１５； 回风井兼作升降人员时取１.２ 所以：
R=f h /2
f Q =915/61.7 ^2=0.24 8
2
/m s N ?
等积孔为：A=1.1917×f Q /f h =1.1917×61.7/915^0.5=2.4 2m
２） 通风困难时期矿井总阻力计算：
矿井总阻力为：
h=1.2×fr h =1.15×1717=1975 Pa 通风机风压：
进H =380+150=530m 回H 150+165=315m
=夏n h 回H ×回ρ×g+(进H -回H )×g ×(进ρ+回ρ)/2-进H ×进ρ×g
=315×1.2×9.8+(530-315)×9.8×(1.28+1.2)/2-530×1.28×9.8=165.62 Pa 故 f h =h-夏n h +风峒h =1975+165.62+100=2241 Pa 通风机风量：
f Q =k ×西翼Q =1.1×59.9=65.9 s m /3
所以：
R=f h /2
f Q =2241/65.9 ^2=0.52 8
2
/m s N ?
等积孔为：A=1.1917×f Q /f h =1.1917×65.9/2241^0.5=1.66 2m 通风难易程度与等积孔的关系如下：
表 ８-４ 通风难易程度与等积孔的关系表
可知，在通风容易时期该矿为小阻力矿，在困难时期为中阻力矿
注：1 在计算井巷风阻R 时，若一段井巷内风量相同但不同部分的摩擦阻力系数α不同，应分别计算各个部分的风阻R,然后累加求和求出该段井巷的总风阻R 。
2 在采下山的煤层时，把运输上山和轨道上山并联起来用作回风巷，以减少通风阻力。
九 通风设备的选型及通风费用的概算
１由前计算可知：
通风容易时期的通风阻力与风量的关系为：
f h = R ×2f Q =0.242
f Q （９—１）
风机需风量为： f Q =k ×西翼Q =1.1×56.1=61.7 s m /3
风机风压为：f h =915 Pa
通风困难时期的通风阻力与风量的关系为：
f h = R ×2f Q =0.522
f Q
风机需风量为： f Q =k ×西翼Q =1.1×59.9=65.9 s m /3
风机风压为：f h =2241 Pa
２查找风机并选型
根据上述条件及风机效率的要求可找到相宜的风机为 2K56NO.24风机（转速为n=750 r/min ）
通过阻力与风量的关系可以得到两个时期的通风机工作阻力曲线，如附图5所示：
风量与阻力
时期
风量m 3/s
阻力Pa 容易时期 H=0.24Q 2
50
600 70 1176 85 1734 100 2400 困难时期 H=0.52Q 2
50
1300 60 1872 70 2548 80
3328
做出相应的阻力曲线后，可与风机不同角度的工作曲线相交得一系列交点，根据通风机选型方法可得通风机的工况点，方法如下：
通风管道或矿井的通风阻力与风流的平方成正比：h=R ×2
Q 。 风量越大，通风阻力越高。当通风机与通风管道或矿井相连时，通风机的个体风压曲线与管道或矿井的风阻特性曲线就有一交点，这个交点就叫做通风机的工况点。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。
图９-１ 通风机工况点示意图
由此方法得出容易时期得工况点为Q=61.7m 3/s P=915Pa 风机叶片安装角度ο
20， 困难时期得工况点为Q=65.9m 3/s P=2241Pa 风机叶片安装角度ο
30。
通风机的输出功率 单位时间内通过通风机的流量和通风机给予每13m 空气的全部能量之乘积，称为通风机的输出功率，由于通风机压力有通风机全压ft h 和通风机静压fs h 之分，所以通风机的输出功率也分为通风机全压输出功率fot N 和通风机静压输出功率fos N ，即： fot N ＝ft h ×f Q /1000，kW （９—２） fos N ＝fs h .×f Q /1000，kW （９—３）
3电动机的选择及功率计算：
通风机输入功率按通风容易及困难时期，分别计算通风机所需输入功率
min N 、
max N ：
通风容易时期：
min N =f Q ×f h /（1000×t η）=915×61.7/（1000×0.75）=75.3 KW 通风困难时期：
max N =f Q ×f h /（1000×t η）=2241×65.9/（1000×0.83）=177.9 KW 因 0.6×max N =0.6×177.9=106.74 KW min N <0.6×max N
当min N <0.6×max N 时，则通风容易时期用功率较小的电动机，在适当的时候再换用功率较大的电动机。通风容易时期电动机的输出功率习惯用比例中项式计算(即平均值计算)，即：
初期：m in e N =max min N N ×Ke/(tr e ηη)=(75.3×177.9)^0.5×1.15/(0.9×0.95)=155.7 KW
（９—４） 后期：m ax e N =max N × Ke/(tr e ηη)=177.9×1.15/(0.9×0.95)=239.3 KW （９—５） 式中： Ke ——电动机容量备用系数，取1.1-1.2； e η——电动机效率，取0.9-0.94；
tr
η——传动效率，电动机与通风机直联时取1；皮带传动时取0.95；
在初期，因电动机功率小于200KW，故宜选用低压鼠笼式电动机，在后期宜选用高压鼠笼式电动机。
十电费概算：
假设电费单价为0.8 元/KW·h
１通风容易时期：
通风机效率为：η=0.75
一台通风机一天的电费为：C1=
η
??
??100024e
Q
h
f
f=915×61.7×24×0.8/(1000×0.75)=1445.3 元
一台电动机一天的电费为：C2=
m in
e
N×24×e=155.7×24×0.8=2989.44 元
一年的电费为：C=330×2×(C1+C2)=330×2×(1445.3+2989.44)=2926928.4=2.93 百万元２通风困难时期：
通风机效率为：η=0.83
一台通风机一天的电费为：C1=
η
??
??100024e
Q
h
f
f=2241×65.9×24×0.8/（1000×0.83）=3416.256元
一台电动机一天的电费为：C2=
m ax
e
N×24×e=239.3×24×0.8=4594.56 元
一年的电费为：C=330×2×(C1+C2)=330×2×(3416.256+4594.56)=5287138.56=5.29 百万元
十一通风设备的安全技术要求
按照有关原则，并根据现场科技人员的经验，可对通风设备提出以下几点安全技术要求：１主通风机运转稳定性能好，主通风机的稳定性运转与否决定着矿井通风系统的安全可靠程度。
２通风设备的自动监控系统完备。主要通风机和局部通风机正常运转很重要；风门失控会造成风流短路和通风系统紊乱，危及井下生产的安全。所以，它们要安装自动监控系统。
３反风系统的灵活程度要高。进行反风是井下发生火灾、爆炸事故时防止灾害扩大的重要设施，主要通风机必须安装反风设施，并能在１０min内改变巷道内风流方向且风量不小于正常值的４０％。
４防爆装置要有很高的完善程度。它是防止瓦斯、煤尘爆炸传播的有效方法。当矿井开采煤尘具有爆炸性危险和瓦斯含量高的煤层时，其两翼、相临的采区、煤层和工作面，都要设置水棚或岩粉棚实行隔离。
十二主要参考文献
1 矿井通风与安全，王德明，中国矿业大学出版社
矿井通风与安全课程设计 设计人：周桐 学号：3 指导老师：郭金明
前言 《矿井通风》设计是学完《矿井通风》课程后进行，是学生理论联系实际的重要实践教学环节，是对学生进行的一次综合性专业设计训练。通过课程设计使学生获得以下几个方面能力，为毕业设计打下基础。 1、进一步巩固和加深我们所学矿井通风理论知识，培养我们设计计算、工程绘图、计算机应用、文献查阅、运用标准与规范、报告撰写等基本技能。 2、培养学生实践动手能力及独立分析和解决工程实际的能力。 3、培养学生创新意识、严肃认真的治学态度和理论联系实际的工作作风。 依照老师精心设计的题目，按照大纲的要求进行，要求我们在规定的时间内独立完成计算，绘图及编写说明书等全部工作。 设计中要求严格遵守和认真贯彻《煤炭工业设计政策》、《煤矿安全规程》、《煤矿工业矿井设计规范》以及国家制定的其它有关煤炭工业的方针政策，设计力争做到分析论证清楚，论据确凿，并积极采用切实可行的先进技术，力争使自己的设计达到较高水平，但由于本人水平有限，难免有疏漏和错误之处，敬请老师指正。
（一）矿井基本概况 1、煤层地质概况单一煤层，倾角25°，煤层厚4m，相对瓦斯涌出量为13m3/t,煤尘有爆炸危险。 2、井田范围设计第一水平深度240m，走向长度7200m，双翼开采，每翼长3600m。 3、矿井生产任务设计年产量为0.6Mt，矿井第一水平服务年限为23a。 4、矿井开拓与开采用竖井主要石门开拓，在底板开围岩平巷，其开拓系统如图1-1所示。拟采用两翼对角式通风，在7、8两采区中央上部边界开回风井，其采区划分见图1-2。采区巷道布置见图1-3。全矿井有2个采区同时生产，分上、下分层开采，共有4个采煤工作面，1个备用工作面。为准备采煤有4条煤巷掘进，采用4台局部通风机通风，不与采煤工作面串联。井下同时工作的最多人数为380人。回采工作面最多人数为38人，温度t=20℃，瓦斯绝对涌出量为3.2m3/min,放炮破煤，一次爆破最大炸药量为2.4kg。有1个大型火药库，独立回风。 附表1-1 井巷尺寸及其支护情况 区段井巷名称井巷特征及支护情况巷长 m 断面积 m2 1~2 副井两个罐笼，有梯子间，风井直径D=5m 240 2~3 主要运输石门三心拱，混凝土碹，壁面抹浆120 9.5 3~4 主要运输石门三心拱，混凝土碹，壁面抹浆80 9.5 4~5 主要运输巷三心拱，混凝土碹，壁面抹浆450 7.0 5~6 运输机上山梯形水泥棚135 7.0 6~7 运输机上山梯形水泥棚135 7.0 7~8 运输机顺槽梯形木支架d=22cm，Δ=2 420 4.8 8~9 联络眼梯形木支架d=18cm，Δ=4 30 4.0 9~10 上分层顺槽梯形木支架d=22cm，Δ=2 80 4.8 10~11 采煤工作面采高2m控顶距2~4m，单体液压，机采110 6.0 11~12 上分层顺槽梯形木支架d=22cm，Δ=2 80 4.8
《矿井通风与安全》教学大纲 (一) 课程的性质与目的 随着矿山开采深度增加和采掘机械化程度的提高，矿山通风与安全技术对于矿井建设和生产有着越来越重要的意义。本课程就是以阐明矿山通风与安全基本规律和基本原理为主要目的，并将基本规律和基本原理应用到矿山生产中。所以，该课程是采矿工程和安全工程专业的基础课，学习的目的是让学生掌握矿井通风与安全技术的基本理论和方法。 (二)课程的基本要求 该课程要在《流体力学》、《地质学》、《采矿学》、《地下施工》等专业课开设以后才开课。 通过该课程学习，要求学生在掌握矿山通风与安全技术的基本规律和基本原理基础上，具有从事矿山通风与安全科研、设计和管理的能力。 (三)本课程的重点 1、 矿井空气的性质 2、 通风工程中空气流动的基本理论； 3、 井巷通风阻力； 4、 通风动力； 5、 风量分配与调节 6、 通风系统及通风设计； 7、 局部通风 （四）本课程与其它课程的联系 本课程是以《流体力学》理论为基础，因此《流体力学》是本课程的先修课程。 (五) 本课程的主要教学内容 了解空气的成分、性质和变化规律，掌握风流的能量及其变化规律、矿井通风阻力、矿井通风动力、风网中风流基本规律和风量自然分配的知识，掌握矿井空气的性质、通风工程中空气流动的基本理论、井巷通风阻力、通风动力、风量分配与调节、通风系统及通风设计、局部通风。
绪论——矿井通风史概述 了解矿井通风知识体系从无到有的发展由来，理解矿井通风学的科学意义和应用价值。 第1章矿井空气 清楚了解矿井空气成份与地面空气成份的差异，矿井有毒有害气体的来源，CO、CO2、NO x、SO2、H2S等有毒有害气性质及其允许浓度，矿井辐射的基本概念，氡的性质，氡及其子体的危害，矿井辐射防护剂量限值，矿井中氡的来源，矽尘的特点，矿尘的产生及分类，矿尘的危害，矿井气候对人体的影响，衡量矿井气候条件的指标，矿井气候条件的安全标准。重点掌握矿井内有毒有害气体及矿尘的危害和特征，难点是氡及氡子体和辐射单位的理解。 第2章矿井风流的基本性质 （1）需要掌握的基本概念有：空气的密度、比容、比热、粘性、绝对湿度、相对湿度、含湿量、焓、绝对压力、相对压力，风速、层流、紊流、风流点压力、风流动压、风流全压、硐室型风流等。（2）需要掌握的计算方法有：矿井通风的空气温度、湿度、焓的计算，空气压力单位的换算，通风风筒中风流全压、动压和静压三种压力的计算。（3）需要掌握的测试方法和仪器有：矿井空气压力的测定方法和水银气压计、空盒气压计，矿井风流点压力的测定方法和皮托管与倾斜压差计的使用，补偿式微压计与皮托管配合测量风流的静压、动压和全压的方法，用风表和热电式风速仪测定巷道风速和风量的方法等。 本章的难点有：湿空气焓湿图的理解和应用等。 第3章矿井风流流动的能量方程 本章内容是矿井通风最基本和最重要的理论。（1）需要掌握的基本理论有：空气流动连续性方程，风流运动的能量方程，单位质量流量能量方程，风流流动过程中能量分析，可压缩空气单位质量流量的能量方程，单位质量可压缩空气能量方程分析，断面不同的水平巷道能量方程，断面相同的垂直或倾斜巷道能量方程，有扇风机工作时的能量方程式，有分支风路的能量方程式等。（2）需要掌握的计算方法有：各种能量方程的计算方法，能量方程在通风阻力测定中的应用计算方法，分析矿井通风动力与阻力关系的方法等。（3）需要掌握的测试方法和仪器有：应用皮托管与倾斜压差计、补偿式微压计，结合能量方程测定巷道通风阻力的方法等。
矿井通风与安全实习心得体会 这次生产实习是为毕业前的顶岗生产实习的一个铺垫，也无疑是对我们课程上理论知识的一次实际训练。这次亲临煤矿的机会来之不易啊，因此倍感珍惜这次外出的实习！我深知煤矿是一个高危行业，但从未置身面对过它。心里有一丝的喜悦也有几分担忧啊。现在国家的矿难事故层出不穷，到底是什么样的情况，煤矿都是这样的吗，难道真的没有好的煤矿吗，带着这一系列的疑问，我们班全体同学来到澄河矿务局生产实习，希望能够感受到更多的东西，找到更多的答案，希望从中学到我们祖国煤矿将来的出路问题。带着一系列的疑问我们于2020年9月7日的早晨出发了，在澄河县城经历了短暂的调整休息，我们便进入我们艰苦的实习任务。我们先后去王村斜井和董家河煤矿参观实习，矿上参观由矿方组织的各项活动很多，包括听讲座、地面生产系统设施参观、安全报告、地面运输系统参观、地面变电所、绞车房和主要通风机的参观等。我们严格遵守矿井有关规章制度及安全作业规程，尊重矿上一切人员，虚心学习，认真提问，不怕脏，不怕累，常动脑，大家一切行动听指挥，团结互助，密切协作，保障了实践锻炼的安全顺利进行。在这所有的活动中最让人难以忘记的是我们最担忧而又是最渴望的井下参观实习，9月14日早晨，经过煤矿领导下井前的精心部署，我们班将近30名同学下井体验生活。首先，我们来到更衣室，换上干净、整洁的矿工服装，佩带好矿灯和自救器，然后来到了小火车前，等待着一次充满好奇的体验。由于下井小火车的容量有限，我们分批下井，伴随着一阵轰鸣声，我们徐徐下降来到了+355水平，看着周围陌生的地下环境，心中有种莫名的激动。来到井下，首先映入眼帘的是，整洁的卫生、齐整的安全警语和工人有序的行走。在巷道里，通风气流从耳边呼啸而过，脚下不时有湿滑的水坑，加上靴子
东北大学矿井通风与除尘课程设计 班级：安全工程1302 姓名：薄星宇 学号：20131423 指导教师：秦华礼
2016年11月 目录 前言 (4) 一、矿井概况 (4) 1．地质概况 (4) 2．开拓方式及开采方法 (5) 二、矿井通风系统设计 (7) 1．通风方式 (7) 1）通风方式简介 (7) 2）通风方式选择 (7) 2．矿井通风方法 (10) 3．通风网络 (11) 三、采区通风系统 (12) 1．采取进风上山与回风上山的选择 (12) 1) 轨道上山进风，运输机上山回风 (12) 2) 运输上山进风、轨道上山回风 (12) 3) 两种通风方式比较 (13) 2．采煤工作面上行风与下行风的确定 (14) 1）采煤工作面通风系统要求 (14) 2）采煤工作面通风系统分类 (14) 3）采煤工作面通风系统选定 (15)
四、通风设备的安全技术要求 (16) 五、通风附属装置及其安全技术 (17) 1．反风装置 (17) 2．防爆门 (17) 3．扩散器 (18) 4．风硐 (18) 5．消音装置 (18) 六、相关计算 (19) 1．采煤工作面需风量的计算 (19) 2．掘进工作面需风量的计算 (21) 3．硐室需风量的计算 (22) 4．全矿井总需风量计算 (23) 5．矿井通风总阻力计算 (24) 6．矿井等积孔的计算 (26) 7．矿井通风设备的选择 (27) 8．概算矿井通风费用 (30) 矿井通风与除尘课程设计
前言 采矿工业是我国的基础工业，它在整个国民经济中占有重要地位，煤炭是我国一次能源的主体。我国煤炭生产以井下开采为主，其产量占煤炭总产量的95%。而地下作业首先面临的是通风问题，在矿井生产过程中要有源源不断的新鲜空气送到井下各个作业地点，以供人员呼吸，以稀释和排除井下各种有毒有害气体和矿尘，创造良好的矿内环境，保障井下作业人员的身体健康和劳动安全。向井下供应新鲜的空气和良好的供风系统是分不开的，所以在矿井建设的过程中一定要设计优良的通风系统，这样不仅可以满足井下供风的要求，还能很好的节约矿井通风的费用。 本文是针对矿井的建设，提出了行之有效的通风系统，采用两翼对角式的通风方式，在采区采用轨道上山进新风，运输上山回污风的通风方法，并起在工作面采用上行通风。风别计算了通风容易时期和通风困难时期的风量和风压，并以此为基础选用了矿井主要通风机和电机，设计的通风系统满足了矿井通风的要求。 一、矿井概况 1．地质概况 该矿井地处平原，地面标高+150m，井田走向长度5km，倾斜方向长度3.3km。井田上界以标高-165m为界，下界以标高-1020m为界，两边以断层为界，井田内煤层赋存稳定，井田可采储量约1.08亿吨。 井田有两个开采煤层，为1k、2k，在井田范围内，煤层赋存稳定，煤15，各煤层厚度、间距及顶地板岩性参见综合柱状图1-1： 层倾角0
矿井通风与安全总结（详细版） 第一部分矿井瓦斯 1.煤与瓦斯突出：在采掘过程中，突然从煤（岩）壁内部向采掘空间喷出煤岩和瓦斯的现象，称为煤与瓦斯突出，简称突出。 2.瓦斯压力：煤层裂隙和孔隙内由于气体分子热运动撞击所产生的作用力。 3.瓦斯含量：单位体积或重量的煤在自然状态下所含有的瓦斯量(标准状态下的瓦斯体积)，包括游离瓦斯和吸附瓦斯两部分。 4.矿井瓦斯是在煤矿生产过程中，从煤、岩内涌出的以甲烷为主的各种有害气体的总称。 5.上隅角瓦斯处理：（1）冲淡、设置风障或隔离（2）负压引排、改变漏风(3)排放铁管、风障 6.简述地质构造对煤层瓦斯含量的影响？地质构造是影响煤层瓦斯含量的最重要因素之一。在围岩属低透气性的条件下，封闭型地质构造有利于瓦斯的储存，而开放型地质构造有利于排放瓦斯。同一矿区不同地点瓦斯含量的差别，往往是地质构造因素造成的结果。 7.矿井瓦斯的性质：无色无味无毒，比空气轻微溶于水，其浓度超过57%使氧浓度降低至10%以下，昏迷窒息。 8.矿井瓦斯的生成：煤层瓦斯是腐植型有机物（植物）在成煤过程中生成的。成气过程分两个阶段：第一阶段为生物化学成气时期，在植物沉积成煤初期的泥炭化过程中，有机的隔绝外部氧气进如何温度不超过65℃的条件下，被厌氧微生物分解为CH4、CO2和H2O。第二阶段为煤化变质作用时期，随着煤系地层的沉降及所处压力和温度的增加，泥潭转化为褐煤并进入变质作用时期，有机物在高温高压作用下，挥发分减少，固定碳增加，这时生成的主要气体为CH4和CO2。 9.存在状态：瓦斯以游离和吸附这两种状态存在于煤体内。游离状态：瓦斯以自由气体存在，呈现出压力并服从自由气体定律，存在于煤体或围岩的裂隙和较大孔隙；吸附状态：瓦斯主要吸附在煤的微孔表面上（吸着瓦斯）和煤的微粒结构内部（吸收瓦斯）。 10.煤层自上而下分四带：CO2—N2带、N2带、N2—CH4带、CH4带，前三带称为瓦斯风化带。 11.影响煤层瓦斯含量的因素：单位体积或单位重量，煤的吸附性煤层露头煤层埋藏深度围岩透气性煤层倾角地质构造水文地质条件 12.绝对瓦斯涌出量Qg=Q*C/100 相对瓦斯涌出量 qg=Qg/Ad 13.影响瓦斯涌出的因素：一、自然因素1煤层和围岩瓦斯含量2地面大气压变化二、开采技术因素 1开采规模 2开采顺序和回采方法 3生产工艺 4风量变化 5采区通风系统 6采空区密闭质量 14.瓦斯涌出不均匀系数：kg=Qmax/Qa在正常生产过程中，矿井绝对瓦斯涌出量受各种因素的影响，其数值在一段时间内围绕平均值上下波动，我们把其峰值与平均值的比值称为瓦斯涌出不均系数。 15.矿井瓦斯等级：矿井瓦斯等级，根据矿井相对瓦斯涌出量、绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为：低瓦斯矿井高瓦斯矿井煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井低瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10m3/t且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40m3/t；高瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t且
矿井通风与安全课程设计 专业 年级 学号
0．前言 采矿工业是我国的基础工业，它在整个国民经济中占有重要地位，煤炭是我国一次能源的主体。我国煤炭生产以井下开采为主，其产量占煤炭总产量的95%。而地下作业首先面临的是通风问题，在矿井生产过程中要有源源不断的新鲜空气送到井下各个作业地点，以供人员呼吸，以稀释和排除井下各种有毒有害气体和矿尘，创造良好的矿环境，保障井下作业人员的身体健康和劳动安全。向井下供应新鲜的空气和良好的供风系统是分不开的，所以在矿井建设的过程中一定要设计优良的通风系统，这样不仅可以满足井下供风的要求，还能很好的节约矿井通风的费用。 本文是针对矿井的建设，提出了行之有效的通风系统，采用两翼对角式的通风方式，在采区采用轨道上山进新风，运输上山回污风的通风方法，并起在工作面采用上行通风。风别计算了通风容易时期和通风困难时期的风量和风压，并以此为基础选用了矿井主要通风机和电机，设计的通风系统满足了矿井通风的要求。 值得一提的是，这是作者初次设计矿井通风系统，全凭自己的知识总结利用设计，没有拷贝别人的既成成果，难免会有一些不太妥当之处，敬请指教。 一、矿井概况 1．地质概况 该矿井地处平原，地面标高+150m ，井田走向长度5km ，倾斜方向长度3.3km 。井田上界以标高-165m 为界，下界以标高-1020m 为界，两边以断层为界，井田煤层赋存稳定，井田可采储量约1.08亿吨。 井田有两个开采煤层，为1k 、2k ，在井田围，煤层赋存稳定，煤层倾角0 15，各煤层厚度、间距及顶地板岩性参见综合柱状图1-1： 图1-1 综合柱状图 2．开拓方式及开采方法 矿井相对瓦斯涌出量为6.6T m /3 ，煤层有自然发火危险，发火期为16—18个月，煤
矿井通风与安全课后习题解答 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区别？ 地面空气进入井下后，因发生物理和化学两种变化，使其成分种类增多，各种成分浓度改变1-2 氧气有哪些性质?造成矿井空气中氧浓度减少的主要原因有哪些？ 主要原因：煤、岩、坑木等缓慢氧化耗氧，煤层自燃，人员呼吸，爆破 1-3 矿井空气中常见的有害气体有哪些?《规程》对矿井空气中有害气体的最高容许浓度有哪些具体现定？ 有害气体：CH4、CO2、CO、NO2、SO2、H2S、NH3、H2、N2 体积浓度：CH4 ≤ 0.5% CO2 ≤ 0.5% CO ≤ 0.0024% NO2 ≤ 0.00025% SO2 ≤ 0.0005% H2S ≤ 0.00066% NH3 ≤ 0.004% 1-4 CO有哪些性质?试说明CO对人体的危害以及矿井空气中CO的主要来源。 CO是无色、无臭、无味的有毒有害气体，比重为0.967，比空气轻，不易溶于水，当浓度在13~75%时可发生爆炸 CO比O2与血色素亲和力大250~300倍，它能够驱逐人体血液中的氧气使血液缺氧致命 井下爆炸工作、火区氧化、机械润滑油高温分解等都能产生CO 1-5 什么是矿井气候?简述井下空气温度的变化规律。 矿井气候指井内的温度、湿度、风速等条件 在金进风路线上：冬季，冷空气进入井下，冷气温与地温进行热交换，风流吸热，地温散热，因地温随深度增加且风流下行受压缩，故沿线气温逐渐升高；夏季，与冬季情况相反，沿线气温逐渐降低 在采掘工作面内：由于物质氧化程度大，机电设备多，人员多以及爆破工作等，致使产生较大热量，对风流起着加热的作用，气温逐渐上升，而且常年变化不大 1-6 简述风速对矿内气候的影响。 矿井温度越高，所需风量就越多，风速也越大；风速越大，蒸发水分越快，井内湿度也越大，矿井温度、湿度、风速间有着直接的联系 1-7 简述湿度的表示方式以及矿内湿度的变化规律。 绝对湿度—单位容积或质量的湿空气中所含水蒸气质量的绝对值（g/m或g/k） 绝对饱和湿度—单位容积或质量湿空气所含饱和水蒸气质量的绝对值（g/m或g/kg） 相对湿度—在同温同压下空气中的绝对湿度和绝对饱和湿度的百分比，即 矿井进风路线上冬干下湿；在采掘工作面和回风路线上，因气温常年几乎不变，故其湿度亦几乎不变，而且其相对湿度都接近100%。 2-1 何谓空气的静压，它是怎样产生的？说明其物理意义和单位。 绝对静压：单位容积风流的压能 绝对静压：它是指管道内测点的绝对静压与管道外和测点同标高的大气压力之和，静压是油空气分之热运动产生的，反映了分子运动的剧烈程，单位Pa 2-2 何谓空气的重力位能？说明其物理意义和单位。 能量变化方程中任一断面上单位体积风流对某基准面的位能，是指风流受地球引力作用对该基准面产生的重力位能，习惯叫做位压 物理意义：某一端面到基准面的空气柱的重量单位：Pa 2-3 简述绝对压力和相对压力的概念。为什么在正压通风中断面上某点的相对全压大于相对静压，而在负压通风中断面某点的相对全压小于相对静压？
工作行为规范系列 某煤矿通风安全管理培训 教案 （标准、完整、实用、可修改）
编号：FS-QG-71040某煤矿通风安全管理培训教案Teaching plan for ventilation safety management in a coal mine 说明：为规范化、制度化和统一化作业行为，使人员管理工作有章可循，提高工作效率和责任感、归属感，特此编写。 一:通风管理基本概念 1、“一通三防” 一通指通风、三防是防瓦斯、防火、防煤尘。 2、循环风 局部通风机的回风部分或全部再回入同一局部通风机的进风风流中。 3、自然通风 在各种自然因素作用下使风流沿巷道流动的现象称自然通风。 4、煤尘堆积 是指井下巷道煤尘堆积厚度在2mm以上，长度超过5米的积尘。 5、呼吸性粉尘
粒度小于5微米的矿尘能随呼吸进入人的肺部并沉积，这部分粉尘称为呼吸性粉尘。 6、火灾三要素 火灾三要素:是指热源、可燃物和空气，三者缺一不可，是引起火灾的三个必备条件。 7、排放瓦斯“三原则” (1)、撤人:受瓦斯排放影响范围内的所有人员必须全部撤出。 (2)、断电:受瓦斯排放影响范围内的所有电气设备，必须全部断电。 (3)、限量:瓦斯排放必须有限量措施，严禁一风吹。 8、“四位一体”防突措施 开采突出危险煤层时，必须采取包括突出危险性预测、防治突出措施、防治突出措施的效果检验、安全防护等“四位一体”的综合措施。 9、煤与瓦斯突出 煤矿井下开采过程中，在很短的时间内(几秒钟到几分钟)，突然从煤(岩)层中以极快的速度向巷道和采掘空间喷
出大量的煤(岩)和瓦斯，并伴随着强烈的声响和强大的机械效应的动力现象，叫煤与瓦斯突出。 10、矿井通风 向井下连续输送新鲜空气，供给人员呼吸，稀释并排除有毒有害气体和粉尘，改善井下气候条件的作业。 11、突出煤层 是指在矿井井田范围内发生过突出的煤层或者经鉴定有突出危险的煤层。 二、通风安全管理基础知识 1、矿井通风方式 中央式、对角式、混合式。 2、矿井通风方法 抽出式、压入式。 3、掘进工作面通风方式 压入式、抽出式和混合式三种。 4、矿井常用的通风设施 风门、风桥、密闭、挡风墙、测风站等。 5、防止煤尘传导爆炸的措施
△绝对湿度：指单位容积或单位质量湿空气中含有水蒸汽的质量 △相对湿度：指湿空气中实际含有水蒸汽量（绝对湿度）与同温度下的饱和湿度之比的百分数△恒温带：地表下地温常年不变的地带。恒温带的深度一般为20～30米，恒温带的温度则接近于当地的年平均气温 △地温梯度：即岩层温度随深度的变化率，常用百米地温梯度 △通风机工况点：以同样的比例把矿井总风阻R曲线绘制于通风机个体特性曲线图中，则风阻R曲线与风压曲线交于A点，此点就是通风机的工况点或工作点 △矿井等积孔：为了形象化，习惯引用一个和风阻的数值相当、意义相同的假想的面积值（m2）来表示井巷或矿井的通风难易程度。这个假想的孔口称作井巷或矿井的等积孔（又称当量孔）。△自然风压：由于井空气与围岩存在温度差，空气与围岩进行热交换而造成同标高处空气柱的重量不同，矿井进、出风两侧空气柱的重量差就是自然风压。 △自然通风与机械通风：空气之所以能在矿井巷道中流动，是由于风流的起末点间存在着能量差。若这种能量差是由通风机提供的，则称为机械通风；若是由矿井自然条件产生的，则称为自然通风。 煤层瓦斯的生成 煤层瓦斯是腐植型有机物在成煤过程中生成的，主要可以划分为两个生成阶段 第一阶段：生物化学成气时期 在植物沉积成煤初期的泥炭化过程中，有机物在隔绝外部氧气进入和温度不超过65℃的条件下，被厌氧微生物分解为CH4、CO2和H2O。 第二阶段：煤化变质作用时期 随着煤系地层的沉降及所处压力和温度的增加，泥炭转化为褐煤并进人变质作用时期，有机物在高温、高压作用下，挥发分减少，固定碳增加，这时生成的气体主要为CH4和CO2 瓦斯在煤体存在的状态 游离瓦斯：以自由气体形式存在； 吸附瓦斯：分为吸着状态与吸收状态； 在现今开采深度，煤层的瓦斯主要是以吸附状 态存在，游离状态的瓦斯只占总量的10％左右 煤层瓦斯垂向分带： 当煤层直达地表或直接为透气性较好的第四系冲积层覆盖时，由于煤层中瓦斯向上运移和地面空气向煤层中渗透，使煤层瓦斯呈现出垂直分带特征 瓦斯风化带：“CO2－N2”、“N2”、“N2-CH4”三带统称瓦斯风化带。瓦斯风化带的井、区为低瓦斯井、区。 甲烷带：位于瓦斯风化带下边界以下的瓦斯带。甲烷带煤层瓦斯压力、含量随埋藏深度的增加而增长，存在特殊瓦斯涌出形式：瓦斯喷出和煤与瓦斯突出。 煤的孔隙特征 煤的孔隙分类： 微孔：直径<0.01μm，构成煤中的吸附容积 小孔：直径＝0.01μm～0.1μm，构成毛细管凝结和瓦斯扩散空间 中孔：直径＝0.1μm～1.0μm，构成缓慢的层流渗透区间 大孔：直径＝1.0μm～100μm，构成强烈的层流渗透区间 可见孔及裂隙：直径>100μm，构成层流及紊流混合渗透的区间 渗透容积：小孔至可见孔的孔隙体积之和 煤的孔隙率：吸附容积与渗透容积之和称为总孔隙体积，总孔隙体积占煤的体积的百分比成为煤的孔隙率 △煤层瓦斯压力
煤矿安全教育培训教材 第一节安全生产法规 一、安全生产 安全生产是指在劳动生产过程中，要努力改善劳动条件，消除危险因素，防止伤亡事故发生，使劳动生产在保证劳动者安全、健康和国家财产及人民生命财产安全的前提下顺利进行。 二、“管生产必须管安全”的原则 “管生产必须管安全”的原则体现了安全与生产的统一，生产部门对安全生产要坚持“五同时”，即计划、布置、检查、总结、评比安全生产。 三、对员工进行安全教育的培训 《矿山安全法》第26条规定：“矿山企业必须对职工进行安全教育培训，未经安全教育培训的不得上岗作业”。 四、矿山安全生产责任制有哪些？ 根据《矿山安全法》第二十条规定，“矿山企业必须建立、健全安全生产责任制，矿长对企业的安全生产工作负责。” 1、行政领导岗位安全责任制； 2、职能机构安全生产责任制； 3、岗位人员的安全生产责任制；
31 / 1 煤矿安全教育培训教材 五、矿山职工在安全生产方面的权利和义务有哪些？ 《矿山安全法》第二十二条规定：“矿山企业职工必须遵守相关矿山安全的法律、法规和企业规章制度，矿山企业职工有权利对危害安全的行为提出批评、检举和控告”。 六、什么是三级安全教育？ 三级安全教育即： 1、入矿教育。 2、井口教育 3、岗位教育 七、煤矿的“一通三防”是什么？ “一通”是指矿井通风； “三防”是指瓦斯防治，矿尘防治，矿井火源防治。 八、煤矿工人的安全生产权利 1、有了解其作业场所和工作岗位存在的危险因素、防范措施及事故应急措施的权利。 2、对本单位的安全生产工作提出建议的权利。 3、对本单位安全生产工作中存在的问题提出批评、检举、控告的权利。 4、拒绝违章指挥和强令冒险作业的权利。 31 / 2
《矿井通风与安全》复习资料整理 （PS：未完待续，实时更新中，资料中若有不考的地方，请自动屏蔽。过过过过过过过。） 一、填空题 1、矿井空气主要是由氮气、氧气和二氧化碳等气体组成的。 2、矿井通风的主要任务是：满足人的呼吸需要；稀释和排出有毒有害气体和矿尘等；调节矿井气候。 3、矿井空气氧气百分含量减少的原因有：爆破工作、井下火灾和爆炸、各种气体的混入以及人员的呼吸。 4、影响矿井空气温度的因素有：岩层温度、地面空气温度、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。 5、矿井空气中常见有害气体有一氧化碳、硫化氢、二氧化硫、二氧化氮和瓦斯等。 6、检定管检测矿井有害气体浓度的方式有两种，一种叫比色式；另一种叫比长式。 7、矿井气候是矿井空气的温度、湿度和风速的综合作用。 8、《规程》规定：灾采掘工作面的进风流中，氧气的浓度不得低于18％，二氧化碳浓度不得超过0.5_％。 9、通常认为最适宜的井下空气温度是15-20_℃，较适宜的相对湿度为_50-60_％。 10、一氧化碳是一种无色无味无臭的气体，微溶于水，相对空气的密度是0.97，不助燃但有燃烧爆炸性。一氧化碳极毒，能优先与人体的_血色素起反应使人体缺氧，引起窒息和死亡，浓度在13%～75%之间时遇高温而爆炸。 11、矿井通风系统是指风流由进风井进入矿井，经过井下各用风场所，然后从回风井排出，风流流经的整个路线及其配套的通风设施称为矿井通风系统。 12、矿井通风阻力包括摩擦阻力和局部阻力。 13、当巷道的断面发生变化或风流的方向发生变化时，会导致局部阻力的产生。 14、防爆门是指装有通风机的井筒为防止瓦斯爆炸时毁坏风机的安全设施。作用有三：一是保护风机；二是当风机停止运转是，打开防爆门，可使矿井保持自然通风；三是防止风流短路的作用； 15、掘进巷道时的通风叫掘金通风。其主要特点是：只有一个出口，本身不能形成通风系统。 16、我国煤矿掘进通风广泛使用压入式局部通风机的方式是由于压入式通风具有安全性好；有效射程大，排烟和瓦斯能力强；能适应各类风筒；风筒的漏风对排除炮烟和瓦斯起到有益的作用。 17、测定风流中点压力的常用仪器是压差计和皮托管。皮托管的用途是承受和传递压力，其“＋”管脚传递绝对全压，“－”管脚传递绝对静压。使用时皮托管的中心孔必须正对风流方向。 18、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。 19、风速在井巷断面上的分布是不均匀的。一般说来，在巷道的轴心部分风速最大，而靠近巷道壁风速最小，通常所说的风速都是指_平均风速。 20、井巷中的风速常用风表测定。我国煤矿测风员通常使用侧身法测风，其方法是：测风员背向巷壁，手持风表在断面上按一定线路均匀移动。 21、井巷风流中任一断面上的空气压力，按其呈现形式不同可分为静压_、动压和位压。 22、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。 23、在井巷风流中，两端面之间的总压力差是促使空气流动的根本原因。 24、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
矿井通风与安全 课 程 设 计 学院：应用技术学院 班级：采矿工程 学号：21116504 姓名：钱明星 指导老师：任万兴
目录 1 矿井设计概况………………………………………………………… 1.1矿井概述………………………………………………………… 1.2矿井开拓………………………………………………………… 1.3采煤方法…………………………………………………………… 2 矿井通风系统……………………………………… 2.1矿井通风方式…………………………………………… 2.2采区通风…………………………………………… 2.3回采工作面通风方式………………………………… 2.4 掘进工作面通风方式……………………………………………… 3 矿井通风系统风量计算…………………………………………………………… 3.1 矿井风量计算原则和规定……………………………………………………… 3.2 矿井风量计算方法……………………………………………………………… 3.3 矿井风量分配……………………………………………………………… 4 矿井通风阻力计算……………………………………………………………… 4.1 井巷通风阻力计算………………………………………………………… 4.2 矿井通风系统的其它计算……………………………………………………… 5 矿井主要通风机和电机的选定……………………………………………… 5.1 自然风压的计算………………………………………………………… 5.2 通风机的个体特性曲线………………………………………………… 5.3通风机工况点及合理工作范围…………………………………………… 5.4 主要通风机的选择………………………………………………………… 5.5 电动机的选择…………………………………………………………………… 6 矿井通风费用计算………………………………………………………… 6.1 吨煤通风费用计算……………………………………………………… 6.2 矿井安全生产技术措施……………………………………………………… 7 矿井灾害防治措施………………………………………………………… 8总结与致谢……………………………………………………………………………参考文献……………………………………………………………………………………
通风安全学 教案 (安全工程专业) 主讲人: 刘泽功 安徽理工大学 能源与安全学院安全工程系
通风安全学 一、学习这门课的必要性 1、专业方面； 2、课程重要性； 3、应用方面； 二、怎么样学好这门课 1、认真听课 2、课后认真复习； 3、课后认真做作业； 4、认真做实验； 三、课程学时安排 总56学时，其中： 讲课52学时；习题4学时，实验22学时(另外开设) 四、教学方法 采用多媒体教学 五、主要内容 两部分，共十二章 1、矿井通风基础理论与应用（共七章） 2、矿井安全（共五章） 六、主要参考书 1．吴中立主编《矿井通风与安全》中国矿大出版社1989年6月 2．张国枢主编《通风安全学》中国矿业大学出版社2000年7月 3．《煤矿安全规程》2004年版 4．张国枢编著，《矿井实用通风技术》，煤炭工业出版社，1992年12月 5．王省身张国枢编著，《矿井火灾防治》，中国矿业大学出版社1989年9月6．俞启香编著，《矿井瓦斯防治》，中国矿业大学出版社1990年4月 7．张国枢，戴广龙著，《煤炭自燃理论与防治实践》，煤炭工业出版社，2002年3月
目录 第一部分通风工程 第 1 章矿井空气 §1 矿井空气成份 §2 矿井空气中有害气体 §3 矿井气候 第 2 章矿井空气流动基本理论 §1 空气主要物理参数 §2 风流能量与压力 §3 通风能量方程 §4 能量方程在矿井通风中的应用 第 3 章井巷通风阻力 §1 井巷断面上的风速分布 §2 摩擦风阻与阻力 §3 局部风阻与阻力 §4 矿井总风阻与矿井等积孔 §5 降低矿井通风阻力的措施 第 4 章通风动力 §1自然风压 §2通风机类型及构造 §3主要通风机附属装置 §4主要通风机实际特性曲线 §5主要通风机工况点及其经济运行 §6通风机联合运转 §7矿井通风设备选型 第 5 章矿井通风网络中风量分配与调节§1 风量分配的基本规律 §2 简单网络特性 §3通风网络动态特性分析 §4矿井风量调节 §5应用计算机解复杂通风网路 第 6 章局部通风 §1 局部通风方法 §2 掘进工作面风量分配 §3 局部通风设备 §4 局部通风系统设计 第7 章通风系统与通风设计 §1 矿井通风系统和局部通风系统
《矿井通风与安全》试题库（含答案） 一、填空题 1、矿井空气主要是由_______、_______和二氧化碳等气体组成的。 2、矿井通风的主要任务是：_______；稀释和排出有毒有害气体和矿尘等；调节矿井气候。 3、矿井空气氧气百分含量减少的原因有：爆破工作、井下火灾和爆炸、各种气体的混入以及_______。 4、影响矿井空气温度的因素有：_______ 、_______、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。 5、矿井空气中常见有害气体有_______、硫化氢、二氧化硫、二氧化氮和_______等。 6、检定管检测矿井有害气体浓度的方式有两种，一种叫比色式；另一种叫。 7、矿井气候是矿井空气的、和风速的综合作用。 8、《规程》规定：灾采掘工作面的进风流中，氧气的浓度不得低于_______％，二氧化碳浓度不得超过_______％。 9、通常认为最适宜的井下空气温度是_______℃，较适宜的相对湿度为_______％。 10、一氧化碳是一种无色无味无臭的气体，微溶于水，相对空气的密度是0.97，不助燃但有_______。一氧化碳极毒，能优先与人体的_______起反应使人体缺氧，引起窒息和死亡，浓度在13%～75%之间时遇高温而爆炸。 11、矿井通风系统是指风流由_______进入矿井，经过井下各用风场所，然后从_______排出，风流流经的整个路线及其配套的通风设施称为矿井通风系统。 12、矿井通风阻力包括_______和_______。 13、当巷道的_______发生变化或风流的_______发生变化时，会导致局部阻力的产生。 14、防爆门是指装有通风机的井筒为防止瓦斯爆炸时毁坏风机的安全设施。作用有三：一是_______；二是当风机停止运转是，打开防爆门，可使矿井保持自然通风；三是防止风流短路的作用； 15、掘进巷道时的通风叫掘金通风。其主要特点是：_______ ，本身不能形成通风系统。 16、我国煤矿掘进通风广泛使用压入式局部通风机的方式是由于压入式通风具有_______；有效射程大，排烟和瓦斯能力强；能适应各类_______；风筒的漏风对排除炮烟和瓦斯起到有益的作用。 17、测定风流中点压力的常用仪器是_______和皮托管。皮托管的用途是承受和传递压力，其“＋”管脚传递绝对全压，“－”管脚传递绝对静压。使用时皮托管的中心孔必须_______风流方向。 18、通风网路中各分支的基本联结形式有_______、_______和角联，不同的联接形式具有不同的通风特性和安全效果。 19、风速在井巷断面上的分布是不均匀的。一般说来，在巷道的轴心部分风速_______，而靠近巷道壁风速_______，通常所说的风速都是指_______。 20、井巷中的风速常用风表测定。我国煤矿测风员通常使用_______测风，其方法是：测风员背向巷壁，手持风表在断面上按一定线路均匀移动。 21、井巷风流中任一断面上的空气压力，按其呈现形式不同可分为_______、_______和位压。 22、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_______和自然风压。 23、在井巷风流中，两端面之间的是促使空气流动的根本原因。 24、矿用通风机按结构和工作原理不同可分为轴流式和两种；按服务范围不同可分为、辅助通风机和。 25、局部通风机的通风方式有、和三种。 26、根据测算基准不同，空气压力可分为__________________和__________________。 27、矿井通风压力就是进风井与回风井之间的总压力，它是由_______和_______造成的。 28、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__________________、
教案模块Ⅰ矿井空气及调节 1.1 矿井空气成分、性质和变化规律 1.1.1矿井空气的成分 矿井空气的主要来源是地面空气，但地面空气进入井下以后会发生物理和化学两种变化，变化，因而矿井空气在成分、质量和数量都和地面空气有着程度不同的区别。 1.1.1.1地面空气成分的种类和数量 地面空气是干空气和水蒸气组成的混合气体，通常称为湿空气。在混合气体中，水蒸气的浓度随地区和季节而变化，其平均的体积浓度约为1%；此外还含有尘埃和烟雾等杂质，有时能污染局部地区的地面空气。 新鲜空气无色，无味和无臭，是维持生命所必需的，并能助燃。 1.1.1.2 矿井空气的主要成分及生成 上面提到，地面空气进入井下后，因发生物理和化学两种变化，使其成分种类增多，各种成分的浓度也发生改变。 1.矿井空气的主要成分 就煤矿而官，井下空气的成分种类共有O2、CH4、CO2、CO、H2S、SO2、N2、N02、H 2、NH3、水蒸气和浮尘十二种。由于各矿的具体条件不同，各矿的井下空气成分种类和浓度都有一定的差异。 在上述成分中，氧是井下人员呼吸所必需的，必须保持足够的浓度，其余九种(水蒸气除外)气体和浮尘，超过一定浓度时，对人体都是有害的，必须把它们的浓度降低到没有危害的程度．在这九种气体中CO、H2S、SO2和N02超过一定浓度时，还能使人体中毒。故称这九种气体为有害有毒气体，又名为广义的矿井瓦斯，而狭义的矿井瓦斯则专指CH4。CH4是煤矿井下昔遍存在的气体，在一定浓度范围内，具有爆炸性。所以，CH4是煤矿井下最危险的气体。煤矿井下经常出现且数量较多的气体是CH4和CO2，它们是计算矿井所需风量的主要根据。 2.物理变化 井下的物理变化有： 气体混入：沼气(CH4)、二氧化碳和硫化氢(H2S)等气体从地层中涌出到井下空气中。多数矿井有沼气涌出现象,沼气涌出量的大小各矿不同，有些矿井沼气涌出量高达40～50m3/min，有些矿井还伴随沼气涌出氮(N2)二氧化硫(SO2)和氢(H2)等气体。 固体混入：井下各种作业所产生的微小的岩尘、煤尘和其他杂尘浮游在井下空气之中。 气象变化：主要是由于井下空气的温度、气压和湿度的变化引起井下空气的体积和浓度变化。 以上物理变化的结果，不仅使井下空气的成分种类增多，而且各种成分的浓度亦发生变化。 3.化学变化
矿井通风与安全题库及答案 一、填空题 1、矿井空气主要是由_______、_______和二氧化碳等气体组成的。 2、矿井通风的主要任务是：_______；稀释和排出有毒有害气体和矿尘等；调节矿井气候。 3、矿井空气氧气百分含量减少的原因有：爆破工作、井下火灾和爆炸、各种气体的混入以及_______。 4、影响矿井空气温度的因素有：_______ 、_______、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。 5、矿井空气中常见有害气体有_______、硫化氢、二氧化硫、二氧化氮和_______等。 6、检定管检测矿井有害气体浓度的方式有两种，一种叫比色式；另一种叫。 7、矿井气候是矿井空气的、和风速的综合作用。 8、《规程》规定：灾采掘工作面的进风流中，氧气的浓度不得低于_______％，二氧化碳浓度不得超过_______％。 9、通常认为最适宜的井下空气温度是_______℃，较适宜的相对湿度为_______％。 10、一氧化碳是一种无色无味无臭的气体，微溶于水，相对空气的密度是0.97，不助燃但有_______。一氧化碳极毒，能优先与人体的_______起反应使人体缺氧，引起窒息和死亡，浓度在13%～75%之间时遇高温而爆炸。 11、矿井通风系统是指风流由_______进入矿井，经过井下各用风场所，然后从_______排出，风流流经的整个路线及其配套的通风设施称为矿井通风系统。 12、矿井通风阻力包括_______和_______。 13、当巷道的_______发生变化或风流的_______发生变化时，会导致局部阻力的产生。 14、防爆门是指装有通风机的井筒为防止瓦斯爆炸时毁坏风机的安全设施。作用有三：一是_______；二是当风机停止运转是，打开防爆门，可使矿井保持自然通风；三是防止风流短路的作用； 15、掘进巷道时的通风叫掘金通风。其主要特点是：_______ ，本身不能形成通风系统。 16、我国煤矿掘进通风广泛使用压入式局部通风机的方式是由于压入式通风具有_______；有效射程大，排烟和瓦斯能力强；能适应各类_______；风筒的漏风对排除炮烟和瓦斯起到有益的作用。 17、测定风流中点压力的常用仪器是_______和皮托管。皮托管的用途是承受和传递压力，其“＋”管脚传递绝对全压，“－”管脚传递绝对静压。使用时皮托管的中心孔必须_______风流方向。 18、通风网路中各分支的基本联结形式有_______、_______和角联，不同的联接形式具有不同的通风特性和安全效果。 19、风速在井巷断面上的分布是不均匀的。一般说来，在巷道的轴心部分风速_______，而靠近巷道壁风速_______，通常所说的风速都是指_______。 20、井巷中的风速常用风表测定。我国煤矿测风员通常使用_______测风，其方法是：测风员背向巷壁，手持风表在断面上按一定线路均匀移动。 21、井巷风流中任一断面上的空气压力，按其呈现形式不同可分为_______、_______和位压。 22、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_______和自然风压。 23、在井巷风流中，两端面之间的是促使空气流动的根本原因。 24、矿用通风机按结构和工作原理不同可分为轴流式和两种；按服务