矿井通风(第2章)

矿井通风设施管理规定第一章总则第一条为了加强矿井通风设施的管理，保障矿工的工作安全和健康，依据《中华人民共和国矿山安全法》和其他相关法律法规，制定本规定。

第二条本规定适用于国内矿山企业和矿井通风设施管理部门。

第三条矿井通风设施管理应遵循“预防为主，安全第一”的原则，保障矿工的生命安全和健康。

第四条矿井通风设施管理应遵循科学、规范、合理、经济的原则。

第二章矿井通风设施的建设与改造第五条矿井通风设施的建设和改造应符合国家标准和规范，并经相关主管部门批准。

第六条矿井通风设施的建设和改造应根据矿山的实际情况和特点，综合考虑矿井的地质条件、采矿方法和工艺流程等因素。

第七条矿井通风设施的建设和改造应根据矿井的规模和布局合理确定通风机组、风井、排风井等的数量和位置。

第八条矿井通风设施的建设和改造应注重节能减排，在满足通风需要的前提下，尽量降低能源消耗。

第九条矿井通风设施的建设和改造应配备设备完善、性能可靠的通风设备，保障通风系统的正常运行。

第十条矿井通风设施的建设和改造应设立专门的项目组织机构，负责设计、施工、验收等工作，并按照相关程序进行审批。

第三章矿井通风设施的运行与维护第十一条矿井通风设施的运行应定期进行检查和维护，确保设备的正常运转。

第十二条矿井通风设施的运行应建立健全的运行管理制度，明确责任人和权限，并进行记录和台账管理。

第十三条矿井通风设施的运行应定期进行检测和评估，确保设备的性能达到要求。

第十四条矿井通风设施的运行时发生故障或异常情况，应立即采取相应的应急措施，并及时报告有关部门。

第十五条矿井通风设施的维护应进行定期保养和设备检修，及时更换老化和损坏的部件。

第十六条矿井通风设施的维护应遵循安全操作规程，制定操作规范和标准，保证操作人员的安全和健康。

第四章矿井通风设施的管理与监督第十七条矿井通风设施管理部门应设立专门的机构负责设施的管理和监督，并配备专业技术人员。

第十八条矿井通风设施管理部门应明确责任和权限，制定管理制度和操作规范。

第二章 矿井风流参数的测定及计算复习思考题1、何谓空气密度、重度和粘性？2、何谓大气压力？何谓静压、动压和全压？它各有什么特性？3、为什么空气压力的单位1mmH 2O=9.8Pa?4、试述倾斜压差计的测压原理？5、用皮托管和U 型管压差计测得几种通风管道中压力的结果分别如图2-1所示。

问静压、动压和全压各为多少？并判断其通风方式。

6、如图2-2所示矿井，把左侧进口封闭后引出一胶管与水柱计连接。

若左侧井内空气平均密度1 =1.15kg/m3，试问水柱计哪边水面高？读数是多少（E-E 为在平巷中任取的一个断面）？7、如图2-3所示。

某倾斜巷道面积S 1=5m 2,S 2=6m 2,两断面垂直高差50m ，通过风量为600m 3/min ，巷道内空气平均密度为1.2kg/m 3，1、2两断面处的绝对静压分别为760mmHg与图2-1763mmHg(1mmHg=133.322Pa)。

求该段巷道的通风阻力。

图2-2 图2-38、某矿深150m，用图2-4压入式通风。

已知风硐与地表的静压差为1500Pa，入风井空气的平均密度为1.25kg/m3，出风井为1.2kg/m3，风硐中平均风速为8m/s，出风口的风速为4m/s。

求矿井通风阻力。

9、某矿深200m，用图2-5抽出式通风。

已知风硐与地表的静压差为2200Pa，入风井空气的平均密度为1.25kg/m3,出风井为1.2kg/m3，风硐中平均风速为 8m/s，扇风机扩散器的平均风速为6m/s，空气密度为1.25kg/m3，求矿井通风阻力。

10、当出风井口的风速没有改变，主扇风机安在井下，压差是否会减少？为什么？11、如图2-6，U 形管内装水，已知风速v 1=15m/s ，v 2=4m/s ，空气密度1ρ=1.2kg/m 3 。

问左侧U 型管的水面如何变化？其差值为多少？12、某通风系统如图2-7所示，U 型管测出风硐内的压差读数为230mmH 2O ，风硐断面S=9m 2，通过风量为90m 3/s 。

可编辑修改精选全文完整版前言井田概述一井田境界：煤层走向长约1200m，倾斜长约800m，地表平坦，标高+35m。

井田内有二个煤层，3号煤层厚度为2.3m，5号煤层厚度为2.5m，煤层露头为-100m。

煤层倾角12º。

各煤层厚度、间距及顶、底板情况见下表：地质构造简单，无断层，m，m2顶板岩性为细砂岩，顶板中等稳定，各煤层的容重γ=1.5t/m3。

，煤层无自燃倾向，表土内有流砂。

二矿井采区储量：井田采用一对立井开拓，井筒位置布置在井田走向中央和倾斜中部。

井田划分为三个阶段，每个阶段垂高200m，由于倾角较大均采用上山开采，一水平运输大巷布置在-200m 水平，大巷沿m3煤层底板开拓，位置距m3煤层垂直距离25m，回风大巷布置在+0m标高，距m3煤层的距离与运输大巷相同，矿井设计能力为年产60万t。

主井采用箕斗提升，副井采用罐笼提升。

井底车场选用立井刀式环形车场，大巷运输采用600mm轨距架线式电机车运输，矿车选用1t固定式U型矿车。

采区工作制度规定如下：年工作日数：330天。

每日工作班数：3班。

每班工作时数：8h。

第一章选择矿井通风系统通风系统选择的原则：要求要符合安全可靠、技术先进合理、经济、投产快等。

矿井通风系统是向矿井各作业地点供给新鲜空气、排出污浊空气的进、回风井的布置方式，主要通风机的工作方法，通风网络和风流控制设施的总称。

按进、回风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。

由于煤层倾角较小，埋藏较浅，井田走向长度不大等条件，故确定为中央边界式通风系统。

采区通风系统：采区共设3条上山，1条轨道上山和2条回风上山。

根据《煤矿开采安全规程》规定，再结合矿井的实际情况，本矿井采用抽出式通风方式。

第二章计算和分配矿井总风量矿井需风量，按下列要求分别计算，并采取其中最大值。

(一) 按井下同时工作的最多人数计算，每人每分钟供风量不小于4m3。

(二) 按采煤、掘进、硐室及其他实际需要风量的总合进行计算。

第三节 通风能量方程当空气在井巷中流动时，将会受到通风阻力的作用，消耗其能量；为保证空气连续不断地流动，就必须有通风动力对空气做功，使得通风阻力和通风动力相平衡。

空气在其流动过程中，由于自身的因素和流动环境的综合影响，空气的压力、能量和其他状态参数沿程将发生变化。

一、空气流动的连续性方程质量守恒是自然界中基本的客观规律之一。

根据质量守恒定律：对于稳定流(流动参数不随时间变化的流动称之稳定流)，流入某空间的流体质量必然等于流出其空间的流体质量。

风流在井巷中的流动可以看作是稳定流，当空气在图2－18的井巷中从1断面流向2断面，且做定常流动时(即在流动过程中不漏风又无补给)，则两个过流断面的空气质量流量相等，即：222111S S υρυρ＝ (2－16)式中 ρ1 ，ρ2―1，2断面上空气的平均密度，kg/m 3；υ1 ，υ2―1，2断面上空气的平均流速，m/s ； S 1 ，S 2 ―1，2断面的断面积，m 2。

任一过流断面的质量流量为M i (kg/s)，则：M i ＝ const (2－17)这就是空气流动的连续性方程，它适用于可压缩和不可压缩流体。

对于可压缩流体，根据式(2－16)，当S 1＝S 2时， 空气的密度与其流速成反比，也就是流速大的断面上的密度比流速小的断面上的密度要小。

图2－18 一元稳定流连续性对于不可压缩流体(密度为常数)，则通过任一断面的体积流量Q(m 3/s)相等，即：const s Q i i ==υ (2－18)井巷断面上风流平均流速与过流断面面积成反比。

即在流量一定的条件下，空气在断面大的地方流速小，在断面小的地方流速大。

空气流动的连续性方程为井巷风量的测算提供了理论依据。

[例2—3] 风流在如图2－18的井巷中的由断面1流至断面2时，已知S 1＝10m 2 ，S 2=8m 2，υ1＝3m/s ，1、2断面的空气密度为：ρ1＝1.18kg/m 3， ρ2＝1.20kg/m 3，求：①1、2断面上通过的质量流量M 1、M 2；②1、2断面上通过的体积流量Q 1、Q 2；③2断面上的平均流速。

2. 在压入式通风管道中，风流的相对静压在什么情况下能出现负值？在抽出式通风管道中，相对静压能否出现正值？答：在压入式通风管道中，相对全压大于零，所以当风流的相对静压绝对值小于动压绝对值时相对静压有能出现负值；在抽出式通风管道中，相对静压可以出现正值。

4. 紊流扩散系数的概念。

答：紊流扩散系数,靠近出口dd 处定量核心断面炮烟的平均浓度与硐室炮烟的平均浓度的比值。

如下图2-17所示紊流扩散系数 K=c ′cc ′: 靠近出口dd 处定量核心断面炮烟的平均浓度 c : 硐室炮烟的平均浓度5. 某矿井地表大气压力p a =101559 Pa ，矿井深度每增加100m 时，大气压力递增率为1306 Pa ，求井下-400m 处大气压力为多少？若该处气温t =18℃，求空气密度为多少？ 解：P -400=p a +4∗1306=106783Pa ρ=3.45P −400T= 3.45*106783/291 =1.27kg/m 39. 某通风管道如图2-3所示，测得12=18 mm H O h ，32=12 mm H O h ，空气密度31.2 kg/m ρ=，求所测中心点的风速并判断其通风方式。

图2-3解：全压ℎt =18×9.8 Pa； 静压ℎs =12×9.8 pa动压ℎv =ℎt −ℎs =6×9.8=58.8Pa 由动压212v h v ρ=可知：v =√2ℎvρ=√2×58.81.2=9.9 m/s10. 用皮托管和U 型管压差计测得某通风管道中压力的结果分别如图2-4所示，单位为2mm H O ，问静压、动压、全压各为多少？123判断其通风方式。

解：A. 压入式通风 ℎs =−10 mmH 2O ℎv =40 mmH 2O ℎt =30 mmH 2OB. 压入式通风 ℎs =5 mmH 2O ℎv =15 mmH 2O ℎt =20 mmH 2OC. 抽出式通风 ℎs =−10 mmH 2O ℎv =−20 mmH 2O ℎt =−30 mmH 2OD. 压入式通风 ℎs =30 mmH 2O ℎv =10 mmH 2O ℎt =40 mmH 2O13. 若梯形巷道断面分别为4、9、16㎡，空气运动粘性系数621510 m /s ν−=⨯。

第二章矿井通风网络矿井通风网络，是由表示通风系统内各风流路线及其分合关系的网状线路图与其賦权通风参数组成的。

将通风系统抽象为通风网络、进行通风系统分析，是研究通风系统的重要手段和方法。

正确地绘制通风网络图是进行矿井通风网络分析的前提，掌握通风网络内风流变化的规律和通风网络解算的数学模型是进行通风网络分析的基础。

第一节矿井通风网络图一、概述矿井通风系统往往是复杂的立体结构，其井巷繁多,且纵横交错、上下重迭。

随着生产的发展，采掘地点随之移动和握迁，矿井通风系统也需经常变化和调整。

为加强通风管理和便于分析通风系统的状况，人们通常使用通风图对通风系统进行描述。

常用的矿井通风图有三种：(1)通风系统图。

即在矿井井巷实际布置图上标明用风地点、风流方向、风量、通风设施和火区位置等，以反映矿井实际通风状况的开拓开采工程平面图。

它是矿井必备图纸之一，要求按比例绘制、遵守投影关系、随釆握变化定期填图和修改。

它能如实反映各风流的平面位置与分合关系，亦称通风系统平面图。

开釆多煤展的矿井，必须备有全矿和分层通风系统图。

(2)通风系统立体示意图.即反映通风系统内各风流空间相对位置和分合关系的一种示意图，不要求严格按比例绘制。

图形不唯一，但要立体感强，风流空间关系直观。

(3)通风网络图。

即反映各风流分合关系的网络状示意图，它不同于通风系统图与立体示意图，属于图论中图的范畴，而不是工程图，不要求按比例，不遵守投影关系，它不反映各风流的平面和空间位置，也不反映风路的实际形状，不同于几何图。

通风网络图的形状不是唯一的。

为了能更淸晰地反映各风流间的联接关系(拓扑关系），把通风系统的结构表达得更简竿明了，通风网络图的节点可以移位，边可以伸缩、曲直、翻转，图可以变形。

在我国，习惯地将通风网络图画成椭圆形(或称蛋形)。

但将通风网络图绘成矩形用计算机绘制更方便，这种画法在不少国家使用更普遍。

通风网络图是通风系统的一种表达图。

它是一种有向图、连通图、非完全图、非平而图。

第一章 矿井概况某新设计矿井，已知条件如下：（1）煤层地质情况：单一煤层，倾角25°，煤层厚度4m ，相对瓦斯涌出量为13min 3m ,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60万t ，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，在底板开掘岩平巷，其开拓系统如图9-2所示。

拟采用两翼对角式通风，No7、No8两采区中央上部边界开回风井，其采区划分见图9-3.采区巷道布置见图9-4。

全矿井有两个采区同时生产，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11kw 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。

有一个大型火药库，独立回风。

（5）井巷尺寸及支护情况见表1-1。

表1-1 井巷尺寸及支护情况区段 井巷名称 井巷特征及支护情况巷长m 断面积 m 21~2 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=280 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 12~13 联络眼 梯形木支架d=18cm ，Δ=4 30 4.0 13~14 回风顺槽 梯形木支架d=22cm ，Δ=2 420 4.8 14~15 回风石门 梯形水泥棚30 7.5 15~16 主要回风道 三心拱，混凝土碹，壁面抹浆 2700 7.5 16~17回风井混凝土碹（不平滑），风井直径D=4m70第二章选择矿井通风系统一、矿井通风系统要求（1）每一矿井必须有完整的独立通风系统。