第13讲 矿井通风方法与通风方式

矿井通风基本知识一、矿井通风概述(一)矿内空气矿内空气是矿井井巷内气体的总称。

它包括地面进入井下的新鲜空气和井下的有毒有害气体、浮尘。

矿内空气的主要来源是地面空气，但地面空气进入井下后，化学成分和物理状态会发生一系列的变化，因而矿内空气与地面空气在性质上和成分上均有较大差别。

地面空气进入井下后，由于煤岩中涌出各种气体以及可燃物的氧化，其成分发生变化。

风流在经过采掘面等用风地点之前，气成分变化不大，称为新鲜空气或新风；风流经过采掘工作面等用风地点后，其成分发生较大的变化，称为污浊空气或乏风。

1. 矿内空气主要成分矿内空气与地面空气的成分尽管不同，但其成分仍是以氧气和氮气为主，另外包含少量其它气体。

2. 矿内空气中的有毒有害气体(1)一氧化碳：一氧化碳是无色、无味、无臭的气体。

一氧化碳毒性很强，吸入人体后会引起中毒、窒息，浓度为0. 4%就可使人致命中毒。

一氧化碳的主要来源是：火灾、爆破工作、瓦斯和煤尘爆炸。

(2)硫化氢：硫化氢是一种无色、微甜、带有臭鸡蛋味的气体，能燃烧，有强烈的毒性。

对人的眼睛、黏膜及呼吸系统有强烈刺激作用。

浓度为0.05%时，半小时内人失去知觉、痉挛、死亡。

硫化氢的主要来源：有机物腐烂、硫化矿物水解、老空积水中释放、煤岩中放出。

(3)二氧化硫：二氧化硫是一种无色、具有强硫磺臭味的气体，易溶于水，易积聚在巷道底部。

二氧化硫对人体影响较大，能强烈刺激眼和呼吸器官，使喉咙和支气管发炎，呼吸麻痹，严重时会引起肺水肿。

二氧化硫的主要来源：含硫矿物氧化、燃烧、在含硫矿体中爆破，以及从含硫矿层中涌出。

(4)二氧化氮：二氧化氮是一种红褐色气体，极易溶于水，它与水结合形成硝酸，对眼睛、鼻腔呼吸及肺部组织起破坏作用，引起肺水肿，但起初只感觉到呼吸道受刺激、咳嗽, 经过6〜24小时后才出现中毒征兆。

俗称的炮烟熏人，其实质就是二氧化氮中毒。

二氧化氮的主要来源是井下爆破。

(5)氨气：氨气是一种无色、具有强烈的刺激臭味的气体，易溶于水，毒性很强。

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
矿井通风方法有哪些？
矿井内的空气之所以能够流动，是由于进风口与出风口之间存在着压力差。

造成这种压力差，促使矿井内空气流动的动力，称为通风动力。

按通风动力不同，可将矿井通风方法分为机械通风和自然通风。

1）机械通风
机械通风是采用专门的机械设备（扇风机）来促使井下空气流动。

季节变化对通风影响不大，风流方向及风量可以调节，是一种可靠的通风方法，为绝大多数矿山所采用，而且安全规程规定，地下矿山必须建立机械通风系统。

矿井用的扇风机，有轴流式和离心式两种。

图1 为轴流式扇风机工作原理图，其进风和出风方向成一直线，并与轴平行。

当工作轮不停转动时，由于叶片呈机翼形，与旋转面成一定的夹角，因此，在叶片前进的后方产生低压区吸入空气；叶片前进的前方产生高压区，驱动空气前进。

轴流式扇风机效率高，重量轻，动轮叶片可以调整，在金属矿山得到广泛应用。

其缺点是噪声大，维修复杂。

图2 为离心式扇风机工作原理图，其特点是进风方向和出风方向相互垂直，当工作轮在螺旋型的机壳内旋转时，由于叶片产生的离心力，使机壳内的空气沿着叶片运动的路线，向工作轮的切线方向流动。

这样，在工作轮的中心部分产生低压区吸入空气；轮缘部分产生高压区，把空气从扩散器压出。

离心式扇风机由于风量小，笨重等缺点，仅在部分小型矿山使用。

图1 轴流式扇风机图2 离心式扇风机2）自然通风
自然通风是靠自然压差促使空气流动的。

当进风井筒与出风井筒地表位置的高度不同时，往往两个井筒中空气柱的质量不同，产生自然压差，也称自然风压。

如图3 所示，平窿口与井口标高不同，冬季地面温度低于井下温度，地面。

矿井通风系统㈠概念矿井通风系统是矿井主要通风机的工作方法、通风方式和通风网络的总称。

㈡矿井主要通风机的工作方法1. 抽出式通风(也称负压通风)：是将主要通风机安设在出风井井口附近，并用风硐使它和出风井筒连接，同时将出风井口封闭。

当主要通风机运转时，造成风硐中空气压力低于大气压力，迫使空气从进风井口进入井下,再由出风井排出,井下空气压力低于大气压力。

如图3-1-1(a) 所示。

图3-1-1 矿井主要通风机的工作方法图2. 压入式通风：将主要通风机安设在进风井井口附近,并用风硐和进风井筒连接,如图3-1(b)所示。

当主要通风机运转时，将地面空气压入井下，迫使空气从出风井排出。

进风井口一般采用密闭式井口房，使井下空气和地面空气隔开。

井下任意一点的压力都高于大气压力。

3. 抽出和压入混合式通风：它是以上两种方法的综合。

主要应用于通风距离大、通风阻力大的矿井。

在管理上比较复杂,应用很少。

五、矿井漏风及其危害㈠矿井漏风的含义矿井漏风是指在矿井通风中，进入井巷的风流未达到用风地点，而通过通风构筑物的缝隙、采空区、煤柱裂隙及地表塌陷裂缝等直接渗透到回风巷或地面的现象。

㈡矿井漏风的危害1. 漏风使工作地点风量减少，可能造成瓦斯积聚、空气温度升高、气候条件恶化，这不仅影响工人的劳动效率，而且影响工人的身体健康和矿井安全。

2. 漏风使矿井通风系统复杂化, 降低了通风系统的稳定性、可靠性, 影响井下风流控制和调节效果。

3. 大量漏风会造成矿井通风费用增大, 甚至使主要通风机能力不足。

4. 采空区等处的漏风易造成煤炭自然发火, 而地表塌陷区风量的漏入, 会将采空区有害气体带入井下, 直接威胁采掘工作面的安全生产。

六、采区通风㈠采区通风系统的构成采区通风系统是矿井通风系统的组成部分, 它是指矿井风流从主要进风巷进入采区, 流经采掘工作面、硐室和其他用风地点后, 排至矿井主要回风巷的整个线路。

1. 轨道上山进风、输送机上山回风的采区通风系统：新风由水平运输大巷及采区下部车场T轨道上山T采区中部车场T区段运输平巷T回采煤工作面T （输送机上山）7采区回风石门排出矿总回风巷（井）。

煤矿工人安全知识—矿井通风方式、方法一、矿井通风方式按照矿井进风井和回风井在井田内的互相位置关系，可以把矿井通风方式分为三种基本类型：中央式通风、对角式通风和混合式通风。

中央式通风中央式通风方式又可分为中央并列式和中央分列式(又称中央边界式)两种。

中央并列式通风方式是进风井和回风井都位于井田的中央，两风井一般相距30～50米。

中央分列式通风方式是进风井位于井田中央，回风井则位于井田上部边界沿走向的中央。

对角式通风对角式通风方式又可分为两翼对角式和分区对角式两种。

两翼对角式进风井位于井田中央，两个风井分别位于两翼上部；分区对角式两风井位于两翼每个采区的上部。

混合式通风混合式通风方式是中央式和对角式所组成的一种混合式通风方式，例如中央并列式与两翼对角式组合；中央分列式与两翼对角式组合等。

新制定的矿井采纳混合式的很少，一般都是随着矿井开采范围的变化而逐步改造形成的。

中央式通风方式与对角式通风方式相比较，中央式通风方式的回风井筒少，工业广场比较集中；当进风井及井底车场四周发生火灾必须要反风时，反风容易；但通风路线长，且随着向边界采区开采通风阻力会不断增加，因此风机工作状况要不断调节；加之两风井靠得近，进、回风井之间的风压差大，所以漏风较大。

二矿井通风方法矿井通风的方法有两种：一是自然通风，二是机械通风。

自然通风是借助进、出风井的标高差和进、出风井内空气的温度差来实现矿井通风的方法。

这种方法要受到矿井的自然条件和季节变化的影响，风量和风流方向不稳定，不能满足矿井通风的必须要。

因此，《煤矿安全规程》第121条规定：矿井必须采纳机械通风。

机械通风是利用矿井主要通风机对井下进行通风。

主要通风机必须安装在地面。

利用通风机实现矿井通风，每个矿井必须开凿两个风井，其中一个作为进风用，另一个作为回风用。

同时，井下必须具有完整的巷道系统和通风构筑物，以引导风流进入采、掘工作面和各类硐室、巷道。

主要通风机的工作方法有两种，一种是将风机安装在进风井四周，在风机的作用下，风流由进风井压入，风流经各用风地点后由出风井排出地面。

1.国内安全生产方针：安全第一、预防为主、综合治理、整体推进2 .矿井通风：对矿井不断通入定量新鲜空气并控制在每条巷道的风量，同时排出污浊空气的作业过程。

3、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。

4矿井通风目的：为井下各工作地点提供足够的新鲜空气，使其中有毒有害气体、粉尘不超过规定值，并有适宜的气候条件。

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。

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。

2.《煤矿安全规程》规定，矿内采掘工作面的进风流中氧含量（体积浓度）不得低于20%。

采掘工作面进风流中甲烷不超过0.5％，进风流中二氧化碳不超过0.5%；对于回风流：在采掘工作面和采区的回风流中CH4和CO2的体积浓度不超过1％（0.8％），矿井和一翼的总回风流中CH4和CO2的体积浓度不超过0.75％（0.7％）。

矿内空气中CO不超过0.0024%，SO2不超过0.0005%。

3.矿井常按井下瓦斯涌出情况划分瓦斯等级，以实现分级安全管理。

4.大气压力：地面大气中的绝对静压习惯叫大气压力。

绝对静压P：空气分子永不停息、无规则地热运动对容器壁面所产生的压强，称为空气的绝对静压。

5.测量空气绝对静压的工具：水银气压计、空盒气压计6.井下空气温度变化规律：《规程》规定：井下采掘工作面气温≤26℃，机电硐室内气温≤30 ℃，井下温度范围（2～26 ℃）。

在进风路线上矿内空气的温度与地面气温相比，有冬暖夏凉的现象。

回采工作面的气温在整个风流路线上，一般是最高的区段。

在回风路线上，因通风强度大，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。

平硐等浅井系统井下气温多随地面空气温度变化而变化。

7.表示空气湿度的方法有三种：1）绝对湿度（fa）：单位体积或质量的湿空气中所含水蒸汽量的质量。

矿井通风一、矿井通风的目的向矿井连接不间断的输送新鲜空气，保障人员正常呼吸所用氧气，稀释并排出有害气体和浮尘，改善井下气候条件满足井下规定的风速、温度的要求，创造良好的作业环境。

二、矿井通风方式指矿井进风井和出风井的布置方式。

根据进风井与回风在井田内相互位置关系，有下列几种方式。

1.中央式通风中央式通风是指进风井位于井田中央，出风井也位与井田中央或井田上部边界走向中部的通风方式。

根据出风井沿煤层倾斜位置不同，又分为中央并列式和中央边界式通风。

（1）、中央并列式通风是指进风井和出风井均并列集中布置在井田中央，两井筒位于同一工业广场内的通风方式。

中央并联式的优点。

初期开拓工程小，投资少，投产快，地面建设集中，便于管理，2个井筒集中布置，便于开掘，井筒延伸工作方便，井筒安全煤柱少，易于实际矿井反风。

中央并联式的缺点。

矿井通风线路是折返式的，因此风路较长，阻力较大，而且风压不稳定，通风机效率低，电能消耗大，进，出风井距离太近存在漏风，特别是井底漏风较大，容易造成风流短路，安全出口少。

（2）、中央分列式通风是指进风井位于井田中央，出风井大致位于井田上部边界的中间(沿煤层走向的中间）的通风方式。

出风井的井底高于进风井的井底。

为了满足一井提示煤炭，一井上下人员和提升物料的需要，以及便于水平延伸，一般要在井田中央开掘2个进风井筒。

中央分列式比中央并列式的安全性要好，矿井通风阻力较小，内部漏风少，利于对瓦斯、自然发火管理。

多一个风井场地，占地和压煤较多。

2.对角式通风对角式通风是指进风井位于井田中央，出风进井分别位于井田上部边界沿走向两翼上通风方式。

根据出风井沿走向位置不同又可分为两翼对角式和分区对角式。

（1）两翼对角式通风是指进风井位于井田中央，出风井位于井田两翼边界的通风方式。

（2）分区对角式通风是指进风位于井田中央，在每个采区的上部边界各自开掘一个风井回风的通风方式。

对角式通风的优缺点与中央并列式的优缺点相反，比中央分列式的安全性要好，安全出口多，风机负荷比较稳定，缺点投资太大建设周期长，管理较分散。

一、矿井通风系统：矿井通风系统是向矿井各用风地点供给新鲜空气、排出污浊空气的通风方式、通风方法、通风网络和通风设施的总称。

它包括从进风到回风的全部路线。

矿井的通风方式与通风方法：1、通风方式：中央式、对角式、混合式2、通风方法：抽出式、压入式、抽压混合式通风网络：矿井通风系统中各通风巷道的联接关系。

通风网络的联接形式有：1、串联网络2、并联网络3、角联网络1221分支12节点并联网络R1分支5为角联分支简单角联通风方法：二、局部通风利用矿井总负压或局部通风机，将新鲜风流送入掘进工作面或巷道内，同时将掘进工作面或巷道中的污浊空气排出，实现对局部用风地点供风的方法叫局部通风。

它的形式有：1、总负压通风：即利用地面主要通风机产生的矿井全风压，借助导风设施把新鲜风流引入用风地点，主要有风幛导风和风筒导风两种。

2、局部通风机通风：有压入式，抽出式和混合式通风方法。

由于柔性胶布风筒经济便宜，重量轻并且安装方便，所以除特殊条件外，都使用压人式通风。

（1）压入式通风：L P≤L S=（4—5）S，mL P——压入式通风风筒出口到工作面的距离，m；——风流从风筒出口到转向点的距离叫有效射程，m；LSS——掘进巷道净断面积，m2。

在有效射程以外的独头巷道中会出现循环涡流区。

图4-1 压入式通风图4-2 有效射程示意图（2）抽出式通风：L e=1.5S， mL e——风机工作时风筒吸口吸入空气的作用范围，叫有效吸程，m。

抽出式通风风筒口离工作面的距离应小于有效吸程L e时才有良好的吸出炮烟效果，在有效吸程以外的独头巷道中会出现循环涡流区。

图4-3 抽出式通风上述两种方式各有利弊：压入式通风：利：局扇和启动装置位于新鲜风流中，在瓦斯矿井中运转安全；风筒出口风流的有效射程长，排烟能力强，工作面通风时间短，可采用柔性风筒，弊：污风沿巷道排出，污染范围广，巷道的通风时间长。

抽出式通风：其优缺点恰与压入式通风相反。

能解决巷道污染问题。