1、矿井通风系统基础知识简介

两条或两条以上风路彼此首尾相连在一起，中 间没有风流分合点时的通风，称为串联通风。
1
2
2
33
1
4
Q1 h1 R1 A1 Q2 h2 R2 A2 Q3 h3 R3 A3
特性
1、总风量等于各段风路的分风量； 2、总风压等于各段风路的分风压之和； 3、总风阻等于各段风路的分风阻之和。
第二部分 通风系统风量风阻计算
统
通风构筑物及漏风
矿井通风系统概述
第一部分 矿井通风系统简介
定义：矿井通风系统是指向井下各作业地点供给新 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。 矿井通风系统的安全可靠性对于实现矿山安全生产 具有举足轻重的地位。 矿井通风系统至少有一个进风井，一个回风井。
第一部分 矿井通风系统简介
备时不得超过15％。
第二部分 通风系统风量风阻计算
1 简单通风网络风量风阻特性 2 风量分配基本规律 3 矿井风量调节 4 矿井通风系统阻力 5 矿井总风阻与矿井等积孔 6 降低井巷通风阻力的方法
1 简单通风网络 风量风阻特性
第二部分 通风系统风量风阻计算
串联通风
第二部分 通风系统风量风阻计算
按构造矿用通风机可分为离心式和轴流式 通风机。
第一部分 矿井通风系统简介
通风机特性曲线
通风机特性参数包括：流量、压力、功率、效率
流量
单位时间内 通过通风机 的空气体积， 称为通风机 的流量，一 般用Qf表示。
压力
①主风机全 压 hft。 ②风机静压 hfs。 ③风机动压
hfv。
主通风机功率
主风机功率： 单位时间内主 通风机对通过 风量为Qf的空 气所做的功。 轴功率：电动 机经传动部件 输入给主通风 机的功率
增阻调节法
以并联网路中阻力最大的风路的阻力值为 基础，在各阻力较小的风路中增加局部阻 力，使各条风路的阻力达到平衡。
方法：通常在风路里设置调节风窗，产生一个局部阻力。
增阻调节法使通风网路总风阻增大； 总风量减少值的大小与主扇性能曲线的陡缓程度有关。 调节风窗应安装在回风巷道中，以免影响运输。也可 用风帘、风幕等代替风窗。 优点：简单易行，见效快，投资低。 缺点：增大了矿井总阻力，降低了总风量。
两翼对角式
分区对角式
第一部分 矿井通风系统简介
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。
第一部分 矿井通风系统简介
矿井通风方法
矿山通风系统的通风方式分为：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 通风机停止运转时，井下风流的压力提高，比较安全。
第一部分 矿井通风系统简介
3、密闭
密闭是隔断风流的构筑物。设置在需隔断风流、也不需要通车行人的 巷道中。密闭的结构随服务年限的不同而分为两类：
1）临时密闭，常用木板、木段等修筑，并用黄泥、石灰抹面。 2）永久密闭，常用料石、砖、水泥等不燃性材料修筑。
观察孔 注浆孔 放水孔
4、导风板
1）引风导风板 ； 2）降阻导风板； 3）汇流导风板
为使通风机运转稳定，对任何通 风机的规定： 实际风压不能超过最大风压的0.9 倍； 通风机动轮的转数不能超过它的额 定转数； 主通风机的静压效率不应低于0.6。
通风构筑物及漏风
第一部分 矿井通风系统简介
一、通风构筑物：
矿井通风系统网路中适当位置安设的隔断、引导和控制 风流的设施和装置，以保证风流按生产需要流动。这些设施 和装置，统称为矿井通风构筑物。
通风构筑物分为：
（1）通过风流的通风构筑物，如主要通风机风硐、反 风装置、风桥、导风板和调节风窗；
（2）隔断风流的通风构筑物，如井口密闭、挡风墙、 风帘和风门等 。
1、风门
第一部分 矿井通风系统简介
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； 行人或通车不多的地 方，可构筑普通风门； 行人通车频繁的主要 运输道上，应构筑自动 风门。
普通风门
－
＋
－
＋
风门表示方式
调节风门表示方式
碰撞式自动风门
第一部分 矿井通风系统简介
2、风桥
当通风系统中进风道与回风道需水平交叉时，为使进风与回风互相隔开 需要构筑风桥。按其结构不同可分为三种。 1）绕道式风桥 开凿在岩石里，最坚固耐用，漏风少。
2）混凝土风桥 结构紧凑，比较坚固。
3）铁筒风桥
可在次要风路中使用。
第二部分 通风系统风量风阻计算
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 接形式称为角 联网路（通风）
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图1
图2
连接于并联两条分支之间的分支称为角联分支，如图1中
的分支5为角联分支；
仅有一条角联分支的网路称为简单角联网路；
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。其缺点是使用的通风机设备多，管理复杂。
通风机类型和构造
第一部分 矿井通风系统简介
按服务范围分
主要通风机、辅助通风机与局部通风机； 主扇是矿井的“肺脏”，必须昼夜运转 保证矿井安全生产。
按构造分
1、矿井漏风及其危害性 有效风量：矿井中流至各用风地点，起到通风作用的风量。 漏风：未经用风地点而经过采空区、地表塌陷区、通风构筑物
和裂隙等通道直接流（渗）入回风道或排出地表的风量。 漏风的危害：工作面和用风地点的有效风量减少，通风和卫生
条件恶化，增加无益的电能消耗。 减少漏风、提高有效风量是通风管理部门的基本任务。
新型的通风方式， 依据矿山整体的开 采规划及通风网络 结构，以作业面为 中心，将通风网络 划分为简单独立， 能够有稳定的风流 流经的通风单元。
第一部分 矿井通风系统简介
矿井通风方式
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、混合式。
中央式
进、回风井均 位于井田走向 中央。 根据进、回风 井的相对位置 ，又分为中央 并列式和中央 边界式。
第二部分 通风系统风量风阻计算
改变矿井的风阻特性
➢ 改变矿井风阻特性，可通过改变巷道断面及用调节阀 门，也就是降阻调节或增阻调节。
➢ 降阻的方法：扩大巷道断面、改变支架形式或增加并 联风路。
第二部分 通风系统风量风阻计算
2、局部风量调节的方法
增阻调 节法
降阻调 节法
辅扇调 节法
空气幕 调节法
第二部分 通风系统风量风阻计算
第二部分 通风系统风量风阻计算
降阻调节法
降阻调节法的实质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。
方法
➢扩大巷道断面 ➢降低巷道摩擦阻力系数
使矿井总风阻减小，在扇风机曲线不变的情况 下，矿井总风量可以增加。
工程量大，周期长，投资大.
第二部分 通风系统风量风阻计算
主通风机效率
通风机输出 功率和通风 机轴功率N 轴之比，叫 做通风机的 效率
第一部分 矿井通风系统简介
通风机的工况点
通风机的个体风压曲线与 矿井的风阻特性曲线的交点 为通风机的工况点。 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 矿井通风阻力的通风压力； 对应的功率和效率值就是 通风机此时的功率和效率。
5、空气幕
第一部分 矿井通风系统简介
矿用空气幕是一股扁平射流，由扇风机通过供风器，按 一定方向以较高风速喷射出，隔开或者阻断巷道中的风流， 防止风流乱串的现象发生，达到调节巷道中风量的目的。
空气幕的组成部分包括：供风器、整流器和风机。
供风器
θ
s0
s
整流器
风机
二、漏风及有效风量
第一部分 矿井通风系统简介
并联通风
两条或两条以上的分支在某一节点分开后， 又在另一节点汇合，其间无交叉分支时的 通风，称为并联通风。
Q1
h1 1 R1 A1
wenku.baidu.com2 Q2
2 h2 R2
A2 1
特性
1、总风量等于并联各分支风量之和； 2、总风压等于任一并联分支的风压； 3、总风阻平方根的倒数等于并联各分支风阻 平方根的倒数之和。 4、总等积孔等于并联各分支等积孔之和。 5、风量自然分配
2、漏风的分类 （1）外部漏风：地表附近如井口，主通风机附近的井口、反风 门、调节闸门等处的漏风。 （2）内部漏风：井下各种通风构筑物的漏风、采空区等漏风。
第一部分 矿井通风系统简介
3、矿井漏风率及有效风量率
1）矿井有效风量Qe 是指风流通过井下各工作地点实际风量总和。 2）矿井有效风量率： 矿井有效风量率是矿井有效风量Qe与各台主要通风 机风量总和之比。矿井有效风量率应不低于85%。
辅扇调 节法
在阻力大的巷道中安设辅扇，其所 生成的有效压力等于两并联风路中 的阻力差值。
➢有风墙的辅扇调节法：靠风机的全压作功，能量大， 适用于并联巷道阻力差值较大的场合。 ➢无风墙辅扇调节法：灵活方便，能降低风阻，增大 矿井总风量，缺点是增加了扇风机的购置费和运转费。
风门 风机
风机
引射器
S0
S
第二部分 通风系统风量风阻计算
中央并列式
对角式
两翼对角式 分区对角式
第一部分 矿井通风系统简介
进风井位于井田走向 的中央，两个回风井 位于井田边界的两翼， 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。
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。
第一部分 矿井通风系统简介
3）矿井外部漏风量
Pe
Qe 100% Q fi
指直接由主要通风机装置及其风井附近地表漏失的风量总和。可用各
台主要通风机风量的总和减去矿井总回（或进）风量。
4）矿井外部漏风率
指矿井外部漏风量QL与各台主要通风机风量总和之比。
PL
QL 100% Q fi
矿井主要通风机装置外部漏风率无提升设备时不得超过5％，有提升设
CSU
矿井通风系统基础知识简介
项目鉴定汇报
周科平 教授、博导
中南大学汇资报源人与：安周全科工平程学院
2010年6月25日 2014.8
通风系统简介
通风系统风量风阻计算
提
通风系统设计
纲
通风管理
通风系统监测
第一部分 矿井通风系统简介
矿井通风系统概述
矿
矿井通风方式
井
通
矿井通风方法
风
系
通风机类型及构造
矿井通风方式
从整体上分，矿井通风系统分为：统一通风、分区通风和单 元通风。
统一通风
分区通风
单元通风
一个矿井构成一个 整体的通风系统，称 统一通风。 进风、回风井少， 投资小，便于管理。 适用于风井工程量 较大，难以增加进、 回风井的矿井
一个矿井划分为若干 个独立的通风系统，风 流互不干扰，称分区通 风。 简化了通风网络，风 流易控制。 各系统间的隔离设施 对人行、运输不利。
流入与流出某节点或闭合 回路的各分支的风量的代 数和等于零。
阻力定律
通风网路中各分支都遵守紊流 通风阻力定律： hi=RiQi2
第二部分 通风系统风量风阻计算
3 矿井风量调节
第二部分 通风系统风量风阻计算
风流按巷道风阻关系分配不 能满足要求，需采取控制和
调节风量的措施。
、随着工作面的推进和更替， 巷道风阻、网路结构及所需
风量均在不断变化
风量调节是矿井通风技术管 理的重要一环
矿井风量调 节的必要性
第二部分 通风系统风量风阻计算
1、矿井总风量调节
改变扇风机 的工作特性
改变矿井的风 阻特性
第二部分 通风系统风量风阻计算
改变扇风机的工作特性
1、改变扇风机的转数 风阻一定时，扇风机的风量、风压及消耗的功率分别与扇风机 的转数的一次方、二次方和三次方成正比，改变扇风机的转数， 可调节矿井的总风量。 2、安装前导器 改变前导器的叶片角度可改变动轮入口的风流速度，但该方法 会降低扇风机的效率，应用少。 3、改变轴流式扇风机叶片安装角 角度越大，风量、风压越高。此方法应用较广，效果较好。
含有两条或两条以上角联分支的网路称为复杂角联网路。
第二部分 通风系统风量风阻计算
2
风量分配基本 规律
第二部分 通风系统风量风阻计算
风流在通风网络内流动时，除服从能量守恒方程（伯努 利方程）外，还遵守以下规律：
风量平衡定律
风压平衡定律
风量 定律
通风网路的任一闭合回路 中，各分支的风压（或阻 力）的代数和等于零，
第一部分 矿井通风系统简介
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。
第一部分 矿井通风系统简介
3、压抽混合式