矿井通风系统教学课件PPT.ppt
矿井通风,第七章 通风系统,7.1 矿井通风系统概述,一、矿井通风系统矿井通风系统包括：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。中央式通风系统可细分为：中央并列抽出式；中央并列压入式 中央分列抽出式；中央分列压入式对角式通风系统可细分为：两翼对角式：两翼对角抽出式；两翼对角压入式 分区对角式：分区对角抽出式；分区对角压入式,中央并列抽出式,（1）中央并列抽出式 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。注意：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；在岩石中做条回风石门mn，煤层倾角越大、总回风石门越短，反之越长。,用斜井开拓时，可以大致在走向的中央开掘一对并列斜井。,中央并列压入式,中央并列压入式：将压入式主要通风机设置在进风井的井口附近，新风自地表压入井下。注意：进风井的井口房须密闭，其它与抽出式相同。,中央分列抽出式,中央分列式，又名中央边界式,中央分列抽出式：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。注意：在井田走向的中央开凿主副井；主要通风机设在出风井口附近；在倾斜方向上，出风井和进风井相隔一段距离，出风井的井底高于进风井的井底。,中央分列压入式,中央分列压入式：主要通风机安设在进风井口(副井口)附近，井口房须密闭，主井底和总进风须隔开，其它都与图9-2相同。,两翼对角抽出式,两翼对角抽出式 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，可把图9-4中的立井改为斜井和平峒。,两翼对角压入式,两翼对角压入式：进风井和出风井的位置与图9-4相同，只是在进风井口(副井口)附近安设压入式主要通风机，进风副井口须密闭，主井底和总进风须隔开。,分区对角抽出式,分区对角抽出式 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。,分区对角压入式,分区对角压入式：各出风井口不安设通风机，只在进风井口(副井口)附近安设压入式主要通风机，进风副井口要密闭，主井井底和总进风须隔开。,混合式,混合式是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。包括：中央分列与两翼对角混合式、中央并列与中央分列混合式等。图示为中央分列与两翼对角混合式通风系统。初期采用中央分列式通风系统，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。,二、矿井通风系统的选择,1.选择矿井通风系统的总原则：投产较快，出煤较多、安全可靠、技术经济指标合理等。拟定通风系统的具体要求有：(1)每个矿井和阶段水平之间都必须有两个安全出口；(2)进风井巷与采掘工作面的进风流的粉尘浓度不得大与0.5mg/m3；(3)新设计的箕斗井和混合井禁止作进风井，已作进风井的箕斗井和混合井必须采取净化措施，使进风流的含尘量达到上述要求；,(4)主要回风井巷不得作人行道，井口进风不得受矿尘和有毒有害气体污染，井口排风不得造成公害；(5)矿井有效风量率应在60以上；(6)采场、二次破碎巷道和电耙道，应利用贯穿风流通风，电耙司机应位于风流的上风侧，有污风串联时，应禁止人员作业；,(7)井下破碎硐室和炸药库，必须设独立的回风道；(8)主要通风机一般应设反风装置，要求10 min内实现反风，反风量大于40。选择通风系统时，应根据矿体赋存条件和开采特点，拟定几个可行方案进行详细的技术经济比较，择优选出。,2.选择矿井主要通风机的工作方法,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，多采用抽出式通风方法，因为：1)抽出式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)采用压入式通风时，须在矿井总进风路线上设置若干构筑物，使通风管理工作比较困难，漏风较大。用抽出式通风可避免以上缺点。,2.选择矿井主要通风机的工作方法,3)在地面小窑塌陷区分布较广，并和采区相沟通的条件下，用压入式通风能用一部分回风流把小窑塌陷区的有害气体带到地面。4)过渡时期是新旧水平同时生产，战线较长，通风系统和风量变化较大。由压入式通风过渡到深水平抽出式通风时，有一定困难，有时还须额外增掘一些井巷工程，使过渡期限拉得过长；而用抽出式通风，就没有这些缺点。5)在地面小窑塌陷区漏风严重、开采第一水平和低沼气矿井等条件下，采用压入式通风是比较合适的，否则，就不宜采用压入式通风。,3.选择矿井的通风方式,新建矿井多数是在中央并列式、中央分列式、两翼对角式和分区对角式等方式中进行选择。混合式是前几种方式的发展，多在老矿井的改建、扩建时使用。选择矿井通风方式一般是针对服务范围来确定的。如果矿井的服务年限不长(1020a)，则服务范围为整个矿井；如果矿井范围较大，服务年限较长(3050a)，则只考虑头1525a的开采范围作为服务范围；这时服务范围往往是第一水平；或者包括第一、第二水平在内。对于服务范围之外的后期通风系统，设计中只作粗略的考虑。,1)中央并列式的使用条件：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。2)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。,3)两翼对角式的适用条件：该种布置方式(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，安全性较中央分列式还好，但初期投资更大。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。,4)分区对角式的适用条件：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，只能采用分区通风的布置方式。每个采区各有独立通风路线，互不影响，是这种通风方式的主要优点。对于一个实际条件下的矿井，往往有几种通风系统都可考虑，从技术分析和经济比较两方面考虑选定系统。,矿井通风系统确定后，还要：确定服务范围内的通风容易和通风困难两个时期的位置；确定采区内的通风系统，即确定采用轨道上山还是运输上山进风；确定采煤工作面采用U型、Z型、Y型还是W型通风系统，这些都要经过技术经济比较才能确定；确定掘进头的数目和位置；绘制两个时期的通风系统图、立体图和网络图。,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每一个采区，都必须布置回风道，实行分区通风。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。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，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。,上行风与下行风的优缺点：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。上行风比下行风工作面的气温要高。下行风比上行风所需要的机械风压要大；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 1、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,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：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；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）；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；,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；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，增加无益的电能消耗，并可导致煤炭自燃等事故。减少漏风、提高有效风量是通风管理部门的基本任务。,2、漏风的分类及原因（1）漏风的分类 矿井漏风按其地点可分为：外部漏风（或称井口漏风）泛指地表附近如箕斗井井口，地面主通风机附近的井口、防爆盖、反风门、调节闸门等处的漏风。内部漏风（或称井下漏风）是指井下各种通风构筑物的漏风、采空区以及碎裂的煤柱的漏风。（2）漏风的原因 当有漏风通路存在，并在其两端有压差时，就可产生漏风。漏风风流通过孔隙的流态，视孔隙情况和漏风大小而异。,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%。,（3）矿井外部漏风量 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。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，有提升设备时不得超过15。4、减少漏风、提高有效风量 漏风风量与漏风通道两端的压差成正比，和漏风风阻的大小成反比。应增加地面主要通风机的风硐、反风道及附近的风门的气密性，以减少漏风。,复习思考题,9-1 通风系统包括哪些部分？9-2 从防止瓦斯积聚、防尘降温等角度分析采煤工作面上行风与下行风各自的优缺点。9-3 简述矿井通风设计的步骤。9-4 矿井通风系统主要有哪几种类型？说明其特点及适用条件。9-5 试述矿井通风系统安全性评价的目的和作用。,
