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. 3,区域式
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.
有煤与瓦斯突出危险的矿井,高瓦斯矿井,煤层易自燃的矿井及有热害的矿井,应采用对角式或分区对角式通风;
当井田面积较大时,初期可采用中央通风,逐步过渡为对角式或分区对角式.
矿井通风方法一般采用抽出式.当地形复杂,露头发育老窑多,采用多风井通风有利时,可采用压入式通风.
第二节采区通风系统
采区通风系统是矿井通风系统的主要组成单元, 包括:采区进风,回风和工作面进,回风巷道组成的风路连接形式及采区内的风流控制设施.
一,采区通风系统的基本要求
1,每一个采区, 都必须布置回风道,实行分区通风.
2,采煤和掘进工作面应独立通风系统.有特殊困难必须串联通风时应符合有关规定.
3,煤层倾角大于12°的采煤工作面采用下行通风时,报矿总工程师批准,
4,采煤和掘进工作面的进风和回风,都不得经过采空区或冒落区.
二,采区进风上山与回风上山的选择
上(下)山至少要有两条;对生产能力大的采区可有3条或4条上山.
1,轨道上山进风,运输机上山回风
2,运输机上山进风,轨道上山回风
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,输送机上山进风,运输过程中所释放的瓦斯,可使进风流的瓦斯和煤尘浓度增大,影响工作面的安全卫生条件.
三,采煤工作面上行风与下行风
上行风与下行风是指进风流方向与采煤工作面的关系而言.当采煤工作面进风巷道水平低于回风巷时,采煤工作面的风流沿倾斜向上流动,称上行通风,否则是下行通风.
优缺点:
1,下行风的方向与瓦斯自然流向相反,二者易于混合且不易出现瓦斯分层流动和局部积存的现象.
2,上行风比下行风工作面的气温要高.
3,下行风比上行风所需要的机械风压要大;
4,下行风在起火地点瓦斯爆炸的可能性比上行风要大.
四,工作面通风系统
U型与Z型通风系统
2,Y型,W型及双Z型通风系统
3,H型通风系统
第三节通风构筑物及漏风
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,统称为通风构筑物.
一,通风构筑物
分为两大类:一类是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;另一类是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
按设地点: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.在行人或通车不多的地方,可构筑普通风门.而在行人通车比较频繁的主要运输道上,则应构筑自动风门.
设置风门的要求:
(1)每组风门不少于两道,通车风门间距不小于一列车长度,行人风门间距不小于5m.入排风巷道之间要需设风门处同时设反向风门,其数量不少于两道;
(2)风门能自动关闭;通车风门实现自动化,矿井总回风和采区回风系统的风门要装有闭锁装置;风门不能同时敞开(包括反风门);
(3)门框要包边沿口,有垫衬,四周接触严密,门扇平整不漏风,门扇与门框不歪扭.门轴与门框要向关门方向倾斜80°至85°;
(4)风门墙垛要用不燃材料建筑,厚度不小于0.5m,严密不漏风;
墙垛周边要掏槽,见硬顶,硬帮与煤岩接实.墙垛平整,无裂缝,重缝和空缝; (5)风门水沟要设反水池或挡风帘,通车风门要设底坎,电管路孔要堵严;风门前后各5m内巷道支护良好,无杂物,积水,淤泥.
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.
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.
4,导风板
在矿井中应用以下
几种导风板.
1)引风导风板 ;
2)降阻导风板;
3)汇流导风板
二,漏风及有效风量
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,通风构筑物和煤柱裂隙等通道直接流(渗)入回风道或排出地表的风量.
漏风的危害:使工作面和用风地点的有效风量减少,气候和卫生条件恶化,增加无
