非煤地下矿山机械通风

1、 自然通风不能取代机械通风系统自然通风不能取代机械通风系统 一、井下空气一、井下空气 矿井通风是把新鲜空气送入井下，对象是矿井通风是把新鲜空气送入井下，对象是空气空气。 作用作用 要求要求 表征表征 人员呼吸人员呼吸 品品 质质 组成成分组成成分 井下空气井下空气 排稀污物排稀污物 流动能量流动能量 压压 力力 安全舒适作业环境安全舒适作业环境 1、井下空气主要成分、井下空气主要成分 地面空气（新鲜空气）按体积计算的组成成分： 氧 20.90%（17） 二氧化碳 0.03%（ 2） 氮 78.13% 其他稀有气体 0.94% 另外有一定量的水蒸汽、微生物、粉尘。 金属非金属矿山安全规程规定：

2、6.4.1.1 井下采掘工作面进风流中的空井下采掘工作面进风流中的空 气成分气成分(按体积计算按体积计算)，氧气应不低，氧气应不低 于于20，二氧化碳应不高于，二氧化碳应不高于0.5。 6.4.1.2 入风井巷和采掘工作面的风源含尘量，应不入风井巷和采掘工作面的风源含尘量，应不 超过超过0.5mg/m3。 物体（物质）具有物体（物质）具有能量能量。空气属于流体物质，也具有能量，。空气属于流体物质，也具有能量， 体现为体现为压能，压能，或称之为或称之为压力压力。 1）静止空气压力）静止空气压力 静止空气具有静止空气具有静压能（静压）静压能（静压）：空气的静压能：空气的静压能 是该处空是该处空 气

3、上部空气柱的重量，静压能的大小与海拔高度有关气上部空气柱的重量，静压能的大小与海拔高度有关 。海。海 拔高度越高，上部空气柱的重量越小，空气具有的静压能拔高度越高，上部空气柱的重量越小，空气具有的静压能 就越小。这种静压能即通常说的当地的就越小。这种静压能即通常说的当地的大气压（力）。大气压（力）。一一 般垂直高度每降低般垂直高度每降低100m就要增加就要增加910毫米水银柱（毫米水银柱（1.22 1.36kPa）的压力。）的压力。 矿井中空气的静压大小也服从这样的规律。矿井中空气的静压大小也服从这样的规律。 静压在任何方向上测量都相等，没有方向性。静压在任何方向上测量都相等，没有方向性。 2

4、）流动空气（风流）压力）流动空气（风流）压力 由于气象等原因或者人为提供动力，静止的空气发生流动。由于气象等原因或者人为提供动力，静止的空气发生流动。 对矿井来说，气象原因造成的风流即自然风流，使用扇风机对矿井来说，气象原因造成的风流即自然风流，使用扇风机 等动力设备而使空气流动即机械通风。等动力设备而使空气流动即机械通风。 流动的空气不仅具有静压，而且还有流动的空气不仅具有静压，而且还有动能动能（即（即动压动压）。动压）。动压 大小取决于空气流动的快慢。人可以感觉到动压，逆风大小取决于空气流动的快慢。人可以感觉到动压，逆风 行走困难顺风被推动。行走困难顺风被推动。 动压具有方向性，我们只关心

5、对着风流方向的最大风动压具有方向性，我们只关心对着风流方向的最大风 速值速值v的最大动压。动压与风速的最大动压。动压与风速 v 之间成正比平方关系。之间成正比平方关系。 静压与动压之和静压与动压之和称称全压，全压，即即全压全压= =静压静压+ +动压动压。矿井中风流的矿井中风流的 静压、动压是能够通过仪表静压、动压是能够通过仪表检测出来的。检测出来的。 3）风流压力的表述方法）风流压力的表述方法 根据比较的基准不同，压力可以用根据比较的基准不同，压力可以用绝对压力绝对压力和和相对压力相对压力 表示。表示。 绝对压力是以真空状态绝对零压为比较基准，即以零压绝对压力是以真空状态绝对零压为比较基准，

6、即以零压 为起点表示的静压。为起点表示的静压。绝对静压、绝对全压始终是正绝对静压、绝对全压始终是正 值。值。如大气压（力）就是绝对静压。如大气压（力）就是绝对静压。 相对压力是以当地大气压力相对压力是以当地大气压力p0为比较基准的压力。即某为比较基准的压力。即某 处绝对压力与大气压力处绝对压力与大气压力p0之差。之差。相对压力可为正值，相对压力可为正值， 也可为负值。也可为负值。如果井巷中某点的绝对压力大于大气如果井巷中某点的绝对压力大于大气 压力压力p0就叫就叫正压（压入式通风系统）正压（压入式通风系统），反之是，反之是负压负压 （抽出式通风系统）。（抽出式通风系统）。 矿井通风中，基本上使

7、用相对压力，如矿井通风中，基本上使用相对压力，如相对静压相对静压、相对相对 全压全压，通常简称静压、全压，一般用，通常简称静压、全压，一般用 H 或或 h 符号表符号表 示。示。 动压恒为动压恒为正值正值。 （伯努利方程（伯努利方程压力和阻力之间的关系）压力和阻力之间的关系） 压力单位：国际法定的单位是压力单位：国际法定的单位是 pa（帕、（帕、 帕帕 斯卡、斯卡、N/m2）。它与矿井惯用的单位。它与矿井惯用的单位“mm 水柱水柱”之间的换算如下：之间的换算如下： 1mm水柱水柱=9.8 pa（N/m2） 一个标准大气压一个标准大气压=760mm水银柱水银柱=101.3kPa 二、自然通风不能

8、取代矿井机械通风系统二、自然通风不能取代矿井机械通风系统 金属非金属矿山安全规程金属非金属矿山安全规程规定：规定： 6.4.2.1 矿井应建立机械通风系统。对于矿井应建立机械通风系统。对于自然风压较大的自然风压较大的 矿井矿井，当风量、风速和作业场所空气质量能够达到，当风量、风速和作业场所空气质量能够达到6.4.1 的规定时，允许的规定时，允许暂时暂时用自然通风替代机械通风。用自然通风替代机械通风。 1）矿井自然风流的形成）矿井自然风流的形成 由于矿井两侧空气温度不同，较低温度侧的空气密度大、由于矿井两侧空气温度不同，较低温度侧的空气密度大、 压力大（空气较重），较高温度侧空气的密度小、压力压

9、力大（空气较重），较高温度侧空气的密度小、压力 小（空气较轻），则空气由压力大处流向压力小处，因小（空气较轻），则空气由压力大处流向压力小处，因 此而产生的流动空气称此而产生的流动空气称自然风流自然风流。两侧的压力差即。两侧的压力差即自然自然 风压风压。 在机械通风时，矿井两侧也有温度差，所以自然风压同在机械通风时，矿井两侧也有温度差，所以自然风压同 时存在于机械通风系统之中。时存在于机械通风系统之中。 2）平硐竖井开拓的自然风流）平硐竖井开拓的自然风流 夏季时，左侧空气温度高，夏季时，左侧空气温度高， 空气的密度较低，自然风空气的密度较低，自然风 压使空气按双线箭头方向压使空气按双线箭头方向

10、 流动。此时竖井进风，平流动。此时竖井进风，平 硐出风。硐出风。 冬季时，左侧空气温度低，冬季时，左侧空气温度低， 空气的密度较大，自然风空气的密度较大，自然风 压使空气按单线箭头方向压使空气按单线箭头方向 流动。则平硐进风，竖井流动。则平硐进风，竖井 出风。出风。 矿井进、回风侧空气温度差矿井进、回风侧空气温度差 越大，造成的自然风压越大越大，造成的自然风压越大 ，自然风流也越大。，自然风流也越大。 如图平硐竖井开拓矿井如图平硐竖井开拓矿井夏季夏季的的 自然通风风流方向（双线箭头）自然通风风流方向（双线箭头） 基准线基准线 3）竖井开拓的矿井）竖井开拓的矿井夏季夏季时的自然风流时的自然风流

11、0 0 热空气侧热空气侧 冷空气侧冷空气侧 1 分析基准线分析基准线 3、动压、动压 自然风压使空气流动，流动的空气具有动能，并以动压的自然风压使空气流动，流动的空气具有动能，并以动压的 形式表现出来。形式表现出来。 空气动压使逆风行走困难、田径赛顺风出成绩。空气动压使逆风行走困难、田径赛顺风出成绩。 所以，流动空气（风流）除了具有静止空气的静压能和位所以，流动空气（风流）除了具有静止空气的静压能和位 压能外还有动能：静压能压能外还有动能：静压能+位能位能+动能，在流体力学中通常说成动能，在流体力学中通常说成 静压、位压、动压，即某处风流的能量总合由静压、位压和动静压、位压、动压，即某处风流的

12、能量总合由静压、位压和动 压压3部分组成，并且总能量高的空气总是流向低处。部分组成，并且总能量高的空气总是流向低处。 “暂时用自然通风替代机械通风暂时用自然通风替代机械通风”不是凭感觉，而是不是凭感觉，而是 要建立在测定的基础上要建立在测定的基础上 ，分析停开风机后，分析停开风机后 整个周期内整个周期内 风量够不够，风质满不满足要求。风量够不够，风质满不满足要求。 1 2 4 3 2、矿井通风系统的称谓、矿井通风系统的称谓 1）统一通风与分区通风）统一通风与分区通风 统一通风统一通风：一个矿井构成一个整体的通风系统。：一个矿井构成一个整体的通风系统。 分区通风分区通风：一个矿井划分成若干个独立

13、的通风系统，且：一个矿井划分成若干个独立的通风系统，且 风流互不干扰。有独立的进、回风井。风流互不干扰。有独立的进、回风井。 柴河铅锌矿柴河铅锌矿 水平分区通风系统水平分区通风系统 西华山钨矿西华山钨矿 中段分区通风系统中段分区通风系统 2）按进风井与回风井的布置称谓）按进风井与回风井的布置称谓 中央式通风中央式通风：进风井与回风井均位于矿体走向中央，风流：进风井与回风井均位于矿体走向中央，风流 在井下的流动路线是折返式的。非煤矿井少用。在井下的流动路线是折返式的。非煤矿井少用。 对角式通风对角式通风： 进风井在矿体一异，回风井在矿体另一异（左图），称进风井在矿体一异，回风井在矿体另一异（左图

14、），称单异对单异对 角式通风角式通风; 进风井在矿体中央，回风井在矿体两异（右图），称进风井在矿体中央，回风井在矿体两异（右图），称 两异对角式通风两异对角式通风。 风流在井下的流动路线是直向式的。非煤矿山大多采用这种方风流在井下的流动路线是直向式的。非煤矿山大多采用这种方 式通风。式通风。 单异对角式通风单异对角式通风 两异对角式通风两异对角式通风 中央对角混合式中央对角混合式：当矿体走向长，开采范围广，采用中央开：当矿体走向长，开采范围广，采用中央开 拓，可在中部布置进风井和回风井，用于解决中部矿体开采拓，可在中部布置进风井和回风井，用于解决中部矿体开采 时的通风，而在矿体两异另开掘回风井

15、，解决边远矿体开采时的通风，而在矿体两异另开掘回风井，解决边远矿体开采 时的通风。如下图所示：时的通风。如下图所示： 中央对角混合式通风中央对角混合式通风 一般所说的通风系统，都是按进风井与回风井的布置来称一般所说的通风系统，都是按进风井与回风井的布置来称 谓的谓的 3）主扇工作方式和安装地点）主扇工作方式和安装地点 主扇工作方式有主扇工作方式有3种：压入式、抽出式、压抽混合式种：压入式、抽出式、压抽混合式 压入式压入式：可直接把新鲜风流送入井下，污染少，风质较：可直接把新鲜风流送入井下，污染少，风质较 好好;但漏风问题突出。但漏风问题突出。 抽出式抽出式：污风易于迅速排出，也便于安设风量调节

16、控制：污风易于迅速排出，也便于安设风量调节控制 装置，这是他能广泛应用的优点；但也有容易造成短路吸风装置，这是他能广泛应用的优点；但也有容易造成短路吸风 的问题，特别是对于崩落采矿的矿山。的问题，特别是对于崩落采矿的矿山。 压抽混合式压抽混合式：具有压入式和混合式两者的优点；但所需：具有压入式和混合式两者的优点；但所需 设备较多，通风动力消耗也大一些。设备较多，通风动力消耗也大一些。 主扇安装地点：可安装在地表，也可安装在井下主扇安装地点：可安装在地表，也可安装在井下 安装在地表安装在地表：安装、检修、维护比较方便，火灾事故时：安装、检修、维护比较方便，火灾事故时 扇风机比较安全，井下发生火灾

17、时便于停风、反风；但井口扇风机比较安全，井下发生火灾时便于停风、反风；但井口 密闭要求较严格，漏风较大。密闭要求较严格，漏风较大。 安装在井下安装在井下：一般与安装在地表的优缺点相反。常在下：一般与安装在地表的优缺点相反。常在下 面的情况采用：地表险峻，有山崩、滚石、滑坡等危险因素，面的情况采用：地表险峻，有山崩、滚石、滑坡等危险因素， 威胁主扇安全时威胁主扇安全时；矿井深部开采，工作面距地表主扇越来越矿井深部开采，工作面距地表主扇越来越 远，且沿途漏风增大时远，且沿途漏风增大时；采用多级机站等采用多级机站等。 多级机站通风系统多级机站通风系统 由几级进风机站以接力方式将新鲜空气经进风井巷送到

18、作业由几级进风机站以接力方式将新鲜空气经进风井巷送到作业 区，再由几级回风机站以接力方式将作业时形成的污风浊空气区，再由几级回风机站以接力方式将作业时形成的污风浊空气 经回风井巷排出矿井的通风系统。其风机工作方式属于压抽混经回风井巷排出矿井的通风系统。其风机工作方式属于压抽混 合式。合式。对进风段、需风段、回风段均设有风机，有均压的作用，对进风段、需风段、回风段均设有风机，有均压的作用， 可有效地控制漏风（特别是对露天转井下的矿山，如大冶铁可有效地控制漏风（特别是对露天转井下的矿山，如大冶铁 矿），节省通风电能，风量调节较灵活；但通风设备多、管理矿），节省通风电能，风量调节较灵活；但通风设备多

19、、管理 较复杂。较复杂。 进 提 需风巷 回 风 升 风 井 井 井 1 234 多级机站反风是个问题！多级机站反风是个问题！ 如图所示，需如图所示，需8处风机都要协调反风，否则即或单台风机处风机都要协调反风，否则即或单台风机 反风量在反风量在60%，也达不到全系统反风量，也达不到全系统反风量60%的效果。的效果。 另外，火灾发生在图中的另外，火灾发生在图中的红线范围红线范围，1站风机将很有烧毁站风机将很有烧毁 的可能，这种情况下反风量非常微弱，很难控制火灾生成的可能，这种情况下反风量非常微弱，很难控制火灾生成 的有毒有害物质和火势向工作区域漫延。的有毒有害物质和火势向工作区域漫延。 进 提

20、需风巷 回 风 升 风 井 井 井 1 234 1)1)矿用扇风机分类矿用扇风机分类 作用：提供空气运动的能量作用：提供空气运动的能量 分类分类 按其构造原理可以分为按其构造原理可以分为轴流式与离心式轴流式与离心式两大类。两大类。 金属非金属矿山大多使用金属非金属矿山大多使用叶片式轴流扇风机叶片式轴流扇风机。 矿用扇风机按其在井下使用的功能分为：矿用扇风机按其在井下使用的功能分为： 主扇、辅扇和局扇（见下页图）主扇、辅扇和局扇（见下页图）。 为全矿井或者矿井某一翼通风的风机简称为全矿井或者矿井某一翼通风的风机简称主扇主扇，主扇外配，主扇外配 扩散器扩散器，厂家经常有配套的扩散器供选用；，厂家经

21、常有配套的扩散器供选用； 为矿井通风网路进行风量调节的风机简称为矿井通风网路进行风量调节的风机简称辅扇辅扇； 借助风筒为矿井局部地点通风的扇风机简称为借助风筒为矿井局部地点通风的扇风机简称为局扇局扇。 主扇 1 2 辅扇 3 局扇 轴流式主扇结构轴流式主扇结构 动轮（工作轮）1、叶片2、圆筒形外壳3、集风 器4、整流器5、前流线体6、机内环形扩散器7 2 3）扇风机的特性）扇风机的特性 扇风机是应用电动机提供的能量使叶片 （动轮）转动，以一定的效率转变为空气 的压能，并造成流动空气。 评价扇风机的性能有评价扇风机的性能有2 2个基本的特征参数，个基本的特征参数， 即即压力压力（风压）和（风压）

22、和风量风量，通常标记为，通常标记为 H H 和和 Q Q ，常用单位分别是，常用单位分别是 Pa Pa 和和 m m3 3/s /s 表示。表示。 此外，扇风机性能还有两个特征参数，即：此外，扇风机性能还有两个特征参数，即： 功率功率 N N 和和效率效率。 这这4 4个特征参数可以用曲线描述个特征参数可以用曲线描述 （1 1）风量风量- -风压特性曲线风压特性曲线 扇风机的风量和压力扇风机的风量和压力不是定值不是定值。不同工作压力对应不同。不同工作压力对应不同 的风量的风量 风 压 A(HA-QA) H B(HB-QB) H-Q 风量Q 风量风量-风压特性曲线风压特性曲线 驼峰驼峰 90-9

23、5%90-95% 究竟在哪一点工作（工况点究竟在哪一点工作（工况点K）由负荷（矿井阻力）决定）由负荷（矿井阻力）决定 R 矿井风阻特性曲线矿井风阻特性曲线 风 压 H A(HA-QA) B(HB-QB) H-Q 风量Q 风量风量-风压特性曲线风压特性曲线 K 轴流扇风机的叶片可以调整，不同的叶片安装角有轴流扇风机的叶片可以调整，不同的叶片安装角有 不同的不同的 Q-H曲线，所以一台扇风机曲线，所以一台扇风机有一组有一组 Q-H曲线曲线 （2）风量风量- -功率、风量功率、风量- -效率特性曲线效率特性曲线 为了便于选择电动机，因此备有所需电动机功率的为了便于选择电动机，因此备有所需电动机功率的

24、 曲线一组（曲线一组（Q-N曲线曲线） 有了扇风机的有了扇风机的 Q-H曲线和曲线和 Q-N曲线就可以算出不曲线就可以算出不 同风量时的效率，因此附有一组效率曲线（同风量时的效率，因此附有一组效率曲线（Q-曲线曲线） 轴流扇风机的轴流扇风机的 Q-H曲线、曲线、 Q-N曲线、曲线、 Q-曲线见下曲线见下 页页 Q-N Q-H Q- 4 4）金属非金属矿井）金属非金属矿井常用的常用的主、辅扇型号主、辅扇型号 （1）K系列扇风机：系列扇风机： K-40、 K-45、 （K-54） （对旋的有（对旋的有 ：DK-40、DK-45） 叶轮直径：叶轮直径： 0.72.6 m 反转反风反转反风 （2） 2

25、K56、2K60扇风机扇风机 叶轮直径：叶轮直径： 1.8、2.4、2.8 m 反转反风反转反风 （3） BDK、FBDCZ（防爆对旋轴流式扇风机）（防爆对旋轴流式扇风机） 叶轮直径：叶轮直径： 1.22.8 ； 反转反风反转反风 （4） TAF扇风机扇风机 叶轮直径：叶轮直径： 2.8 m； 调节叶片反风调节叶片反风 扇风机扇风机铭牌符号铭牌符号 5）主扇选择及其参数计算）主扇选择及其参数计算 （1）主扇参数计算主扇参数计算 选择主扇风机的基本参数：风量选择主扇风机的基本参数：风量Qf、风压、风压Hf ， ， 然后计 然后计 算功率算功率 Nf 和效率和效率f 。 主扇风机风量主扇风机风量Q

26、f 表示单位时间流过扇风机的空气量，其计算依据是矿表示单位时间流过扇风机的空气量，其计算依据是矿 井风量和扇风机装置的漏风系数。井风量和扇风机装置的漏风系数。 计算公式：计算公式： Qf = Kf Qk ，m3/s， 式中式中 ：Kf扇风机装置的漏风系数，也称扇风机装置扇风机装置的漏风系数，也称扇风机装置 备用系数，一般取备用系数，一般取1.11.15； Qk矿井风量矿井风量m3/s，根据矿井，根据矿井需风量计算需风量计算得到。得到。 矿井矿井最基本的需风量最基本的需风量，其计算方法在安全规程中已明确给出，其计算方法在安全规程中已明确给出 6.4.1.5 矿井所需风量，按下列要求分别计算，矿井

27、所需风量，按下列要求分别计算，并取其中最大值：并取其中最大值： 按井下同时工作的最多人数计算，供风量应不按井下同时工作的最多人数计算，供风量应不 少于每人少于每人4m3min： 按排尘风速计算，按排尘风速计算，硐室型采场最低风速应不小于硐室型采场最低风速应不小于 0.15ms，巷道型采场和掘进巷道应不，巷道型采场和掘进巷道应不 小于小于0.25ms； 电耙道和二次破碎巷道应不小于电耙道和二次破碎巷道应不小于0.5ms； 箕斗硐室、破碎硐室等作业地点，可根据具体条件，在保证作业地点空气中箕斗硐室、破碎硐室等作业地点，可根据具体条件，在保证作业地点空气中 有害物质的接触限值符合有害物质的接触限值符

28、合GBZ 2规定的前提下，分别采用计算风量的排尘风规定的前提下，分别采用计算风量的排尘风 速；速； 有柴油设备运行的矿井，按同时作业机台数有柴油设备运行的矿井，按同时作业机台数 每千瓦每分钟供风量每千瓦每分钟供风量4m3计计 算算。 主扇风机全压主扇风机全压Hf 为扇风机提供的全部压力。它等于矿井通风总阻力、反向自为扇风机提供的全部压力。它等于矿井通风总阻力、反向自 然风压、扇风机装置的通风阻力以及空气流入到大气的出然风压、扇风机装置的通风阻力以及空气流入到大气的出 口动压损失之和。口动压损失之和。 计算公式：计算公式： Hf=hk+Hz+hzh+hd ，Pa 22-2 式中：式中： hk矿井

29、通风总阻力，矿井通风总阻力，Pa，根据矿井通风阻力计算，根据矿井通风阻力计算 得，得， h hk k =RQ2； Hz自然风压，自然风压，Pa，根据矿井自然风压计算得；，根据矿井自然风压计算得； hzh扇风机装置的通风阻力，扇风机装置的通风阻力，Pa，一般取，一般取150200 Pa； hd出口动压损失，测出口风速出口动压损失，测出口风速v计算而得，计算而得，Pa： 见下页图见下页图 风井风井 风硐风硐 主扇装置在地主扇装置在地 表抽出式工作表抽出式工作 （测出口风速处）（测出口风速处） 风机房风机房 扩散器扩散器 扩散塔：扩散塔：降低出口风速，减少扇风机动压降低出口风速，减少扇风机动压 损失

30、，提高有效静压。出口断面损失，提高有效静压。出口断面 积要大。积要大。 出口动压损失出口动压损失hd根据下式计算得根据下式计算得 h hd d= = v v 2 2 /2 /2 ， PaPa 式中式中 动压损失系数一般取动压损失系数一般取 0.250.450.250.45； vv出口平均风速，出口平均风速，m/s/s； 空气密度，空气密度，kg/ kg/ m3 3。 计算求得，一般条件下取计算求得，一般条件下取 1.205 kg/ 1.205 kg/ m3 。 根据上面计算出的主扇风量根据上面计算出的主扇风量Qf和主扇风压和主扇风压Hf，就可，就可 以在众多的扇风机（特性曲线）上选定主扇。然后

31、以在众多的扇风机（特性曲线）上选定主扇。然后 再选择电机和计算有关参数。再选择电机和计算有关参数。 f ff f QH N 1000 e f e KN N 主扇风机功率主扇风机功率Nf和效率和效率f 根据主扇风机的风量根据主扇风机的风量Qf和风压和风压Hf，在扇风机特性曲线，在扇风机特性曲线 上查出相应的效率上查出相应的效率f ，再计算扇风机的产生的功率，再计算扇风机的产生的功率Nf： ，kwkw 电动机功率电动机功率NeNe计算计算 ， kwkw 式中：式中： K K电动机功率备用系数，轴流式风机取电动机功率备用系数，轴流式风机取 1.11.11.21.2；离心式风机取；离心式风机取1.21

32、.21.31.3； 传动效率，直连传动传动效率，直连传动=1=1，皮带传动，皮带传动 取取0.950.95 e e电动机效率电动机效率 （2 2）主扇选择要点）主扇选择要点 1、通风设计中，所选的扇风机要兼顾通通风设计中，所选的扇风机要兼顾通 风最容易时期和最困难时期的需要；风最容易时期和最困难时期的需要； 2、扇风机工况点应位于特性曲线驼峰点扇风机工况点应位于特性曲线驼峰点 的右侧，且不超过驼峰点风压的的右侧，且不超过驼峰点风压的90 95%，曲线平缓取大值，曲线陡峭取小，曲线平缓取大值，曲线陡峭取小 值；值； 3、扇风机效率不小于扇风机效率不小于60%； 4、所选的扇风机的工况风量和风压应

33、略所选的扇风机的工况风量和风压应略 高于计算出的风量和风压；高于计算出的风量和风压； 5、同一位置上并联或者串联的扇风机，同一位置上并联或者串联的扇风机， 宜采用相同的扇风机；宜采用相同的扇风机； 6、尽量选择能反转反风的风机做作主扇，反风量要达尽量选择能反转反风的风机做作主扇，反风量要达 到到60%； 安全规程关于反风的要求：安全规程关于反风的要求： 6.4.3.3 主扇应有使矿井风流在主扇应有使矿井风流在10min内反向的措施。内反向的措施。 当利用轴流式风机反转反风时，其反风量应达到正常运当利用轴流式风机反转反风时，其反风量应达到正常运 转时风量的转时风量的60以上。以上。 采用多级机站

34、的矿山采用多级机站的矿山主通风系统主通风系统的的每一台通风机每一台通风机都应满都应满 足反风要求，以保证整个系统都能反风。足反风要求，以保证整个系统都能反风。 7、主扇应按要求配置备用电机主扇应按要求配置备用电机。 安全规程关于备用电动机的要求：安全规程关于备用电动机的要求： 6.4.3.2 每台主扇应具有相同型号和规格的备用电动每台主扇应具有相同型号和规格的备用电动 机，并有能迅速调换电动机的设施。机，并有能迅速调换电动机的设施。 大冶程潮金山店矿的多级机站均配置同型号的备用风机大冶程潮金山店矿的多级机站均配置同型号的备用风机 4 4、通风网路（络）、通风网路（络） 矿井风流流经的井巷、采空

35、区、漏风孔隙所 组成的通道网。如进风井巷、回风井巷、中段 巷道、贯穿风流的采场、漏风等通道组成的通 道网称之为矿井通风网络。 非煤矿山通常是多中段同时作业，如果对各 中段的入、回风流不适当敢安排，势必造成新 鲜风流污染。为使各中段作业面都能从入风井 得到新鲜风流，并将所排出的污凤送入回风井， 各作业面的风流互不串联，就必须对各中段的 入排风巷道统一安排，构成一定形式的中段通 风网络结构。 非煤矿山中段通风网络结构的形式：非煤矿山中段通风网络结构的形式： 1）阶梯式：）阶梯式：当矿体由边当矿体由边 界回风井向入风井方向界回风井向入风井方向后退后退 式回采式回采时，可以利用上中段时，可以利用上中段

36、 已结束作业的运输道做下中已结束作业的运输道做下中 段的回风道，如下图。段的回风道，如下图。 结构简单、工程量小、风流稳结构简单、工程量小、风流稳 定；要求严格的后退式回采定；要求严格的后退式回采 2）平行双巷通风网：一条）平行双巷通风网：一条 靠近矿体底盘，另一条靠近靠近矿体底盘，另一条靠近 顶盘；一条做进风道，另一顶盘；一条做进风道，另一 条做回风道。采场由本中段条做回风道。采场由本中段 得到新鲜风流，污风经上中得到新鲜风流，污风经上中 段或本中段的回风道排出。段或本中段的回风道排出。 结构简单，解决风流串联很有结构简单，解决风流串联很有 效；工程量较大，适于厚大、效；工程量较大，适于厚大

37、、 开采强度大的富矿体开采强度大的富矿体 风门风门风窗风窗 1 2 3 1 2 3 3）棋盘式：由各阶段进风道、）棋盘式：由各阶段进风道、 集中回风天井集中回风天井和和总回风道总回风道 构成。一般每隔一定距离构成。一般每隔一定距离 （60120m）保留一条贯）保留一条贯 通各阶段上下各中段的回通各阶段上下各中段的回 风天井，并与总回风道连风天井，并与总回风道连 通。通。 适于多中段作业，通风构适于多中段作业，通风构 筑（风门、桥、窗）物多筑（风门、桥、窗）物多 4）上、下行间隔式：每隔一）上、下行间隔式：每隔一 个阶段建立一条个阶段建立一条脈外集中脈外集中 回风平巷回风平巷做回风用。做回风用。

38、 有利于解决多阶段作业的有利于解决多阶段作业的 工作面风流串联问题，开工作面风流串联问题，开 凿工程量较平行双巷少；凿工程量较平行双巷少； 回风平巷必须专用，还须回风平巷必须专用，还须 加强主扇对他的风量控制加强主扇对他的风量控制 总回风道总回风道 集中回集中回 风天井风天井 5 5、通风构筑物、通风构筑物 通风构筑物是引导、遮断风流和控制风量的 设施。凡是引导风流、遮断风流和调节风量的 装置都叫通风管构筑物，其作用是让进入矿井 的风流按要求流动，为保证工作面的风量、风 质提供前提。 引导风流的通风构筑物有：主扇风硐、扩散 器、反风装置、风桥、导风板和风障； 遮断风流的通风构筑物有：风墙、风门

39、； 控制风量的通风构筑物主要是风窗（调节风 窗） 1）主扇风硐）主扇风硐 主扇与主扇与风井风井或通风巷道之间的一段联络巷道。由于主扇或通风巷道之间的一段联络巷道。由于主扇 通过的风量大、前后的压差大，要特别注意降低风硐的阻力通过的风量大、前后的压差大，要特别注意降低风硐的阻力 和减少和减少 风硐风硐的漏风。的漏风。 主扇主扇装置装置在地在地 表抽出式工作（垂直剖面图）表抽出式工作（垂直剖面图） 风机房风机房 2）扩散器扩散器和和扩散塔扩散塔：降低出口风速，减少扇风机动压损失，提降低出口风速，减少扇风机动压损失，提 高其有效静压。出口断面积要大。高其有效静压。出口断面积要大。 主扇设于井下回风巷

40、道中主扇设于井下回风巷道中 作抽压混合式工作的主扇装置平面图作抽压混合式工作的主扇装置平面图 门门 风机房风机房 门门 主扇主扇 扩散器扩散器 向上回风井向上回风井 3）风桥）风桥 在通风系统中进风道与回风道交界处，为使新风污风互相在通风系统中进风道与回风道交界处，为使新风污风互相 隔开需构筑风桥。隔开需构筑风桥。 安全规程关于风桥的要求：安全规程关于风桥的要求： 6.4.2.10 风桥的构造和使用，应符合下列规定：风桥的构造和使用，应符合下列规定： 风量超过风量超过20m3s时，应设绕道式风桥；时，应设绕道式风桥； 风量为风量为1020m3时，可用砖、石、混凝土砌筑；时，可用砖、石、混凝土砌

41、筑； 风量小于风量小于10m3s时，可用铁风筒；时，可用铁风筒； 木制风桥只准临时使用；木制风桥只准临时使用； 风桥与巷道的连接处应做成弧形。风桥与巷道的连接处应做成弧形。 直接开凿绕道的直接开凿绕道的 用混凝土架设用混凝土架设 绕道式风桥（图绕道式风桥（图A） 混凝土风桥混凝土风桥 （图（图B） 图图 A 图图 B 4）风门）风门 通风系统中，既需要隔断风流，有需要通车行人的巷道需通风系统中，既需要隔断风流，有需要通车行人的巷道需 建立风门。建立风门。 在回风巷道中，只行人不通车或通车不多的地方，可构筑在回风巷道中，只行人不通车或通车不多的地方，可构筑 普通风门（手动风门）；在通车行人比较繁

42、忙的主要运输普通风门（手动风门）；在通车行人比较繁忙的主要运输 道上，应构筑自动风门。道上，应构筑自动风门。 安全规程关于风门的要求：安全规程关于风门的要求： 6.4.2.9 .主要运输巷道应设两道风门，其间距应大于一主要运输巷道应设两道风门，其间距应大于一 列车的长度。手动风门应列车的长度。手动风门应与风流方向与风流方向成成8085的夹的夹 角，并角，并逆风开启逆风开启。 迎着风流方向迎着风流方向 门框、门轴应倾斜的度数，门框、门轴应倾斜的度数， 便于风门便于风门 能借助自重而关闭能借助自重而关闭 我国多年实践经验总结，我国多年实践经验总结， 常用的自动风门有：常用的自动风门有： 碰撞式自动

43、风门，碰撞式自动风门， 气动或水动自动风门气动或水动自动风门， 门框门框 电动自动风门等。风幕电动自动风门等。风幕 门门 手动风门可用木板或铁板手动风门可用木板或铁板 制成。其特点是门框与门面制成。其特点是门框与门面 呈呈斜面接触斜面接触，严密坚固，可，严密坚固，可 使用使用1.52年。如右图。年。如右图。 手动手动 风门图风门图 5）挡风墙（密闭、风墙）挡风墙（密闭、风墙） 挡风墙经常砌筑在非生产挡风墙经常砌筑在非生产 砖砌挡风墙砖砌挡风墙 的巷道里。的巷道里。 永久性挡风墙可用砖、石永久性挡风墙可用砖、石 或混凝土砌筑，临时的可或混凝土砌筑，临时的可 以用木柱、木板和废旧风以用木柱、木板和

44、废旧风 筒布钉成。筒布钉成。 但巷道中有水时挡风墙下但巷道中有水时挡风墙下 部应留有放水管。为防止部应留有放水管。为防止 漏风，可把放水管做成漏风，可把放水管做成U 形，保持水封。形，保持水封。 6）调节风窗（风窗）调节风窗（风窗） 调节风窗是以增加巷道局部阻力的方式，调节巷道风量的通风调节风窗是以增加巷道局部阻力的方式，调节巷道风量的通风 构筑物。构筑物。 其形式是在挡风墙或风门上留一个可调节其面积的窗口，通过其形式是在挡风墙或风门上留一个可调节其面积的窗口，通过 改变窗口的面积，控制所通过的风量。改变窗口的面积，控制所通过的风量。 调节风窗多设置在无运输行人或运输行人较少的巷道。调节风窗多

45、设置在无运输行人或运输行人较少的巷道。 调节风窗与辅扇调节风量比较：前者是增阻，后者是增压。如调节风窗与辅扇调节风量比较：前者是增阻，后者是增压。如 图所示。图所示。 如要增加如要增加3中段风量或减少中段风量或减少2中段的风量则可在中段的风量则可在2中段设风窗或中段设风窗或 在在3中段设辅扇中段设辅扇 1中段中段 2中段中段 3中段中段 对各种构筑物总的要求对各种构筑物总的要求不漏风不漏风 安全规程规定：安全规程规定： 6.4.2.9 通风构筑物通风构筑物(风门、风桥、风窗、挡风墙等风门、风桥、风窗、挡风墙等)应由专应由专 人负责检查、维修，保持完好严密状态。人负责检查、维修，保持完好严密状态

46、。. 四四 、主扇工况测定、主扇工况测定 安全规程规定：安全规程规定： 6.4.3.4 主扇风机房，应设有测量风压、风量、电流、电压主扇风机房，应设有测量风压、风量、电流、电压 和轴承温度等的仪表。每班都应对扇风机运转情况进行检和轴承温度等的仪表。每班都应对扇风机运转情况进行检 查，并填写运转记录。有自动监控及测试的主扇，每两周查，并填写运转记录。有自动监控及测试的主扇，每两周 应进行一次自控系统的检查。应进行一次自控系统的检查。 风机房安设的仪表风机房安设的仪表 安全规程明确规定安全规程明确规定“主扇风机房，应设有测量风压、风量、主扇风机房，应设有测量风压、风量、 电流、电压和轴承温度等的仪

47、表。电流、电压和轴承温度等的仪表。” 其目的是评价其目的是评价主扇主扇 工作状况（工况）工作状况（工况）。 电流和电压由配电柜上的表盘直接读取，而测量风量和风压电流和电压由配电柜上的表盘直接读取，而测量风量和风压 的仪表需要矿山另行配置或自行安装。的仪表需要矿山另行配置或自行安装。 1、主扇风量测定、主扇风量测定 通常在主扇风硐内进行：要求测定断面选在通常在主扇风硐内进行：要求测定断面选在风硐较平直风硐较平直 的区段。的区段。 1）由于风硐内风速大，一般用）由于风硐内风速大，一般用高速风表高速风表测定断面上平均测定断面上平均 风速，；风速，； 2）也可把断面分成若干个面积相等的方格，用）也可把

48、断面分成若干个面积相等的方格，用风速传感风速传感 器器测定各方格中心点的风速，再计算出平均风速。测定各方格中心点的风速，再计算出平均风速。 这两种办法测出的平均风速，再乘以断面积就是主扇风这两种办法测出的平均风速，再乘以断面积就是主扇风 量量Qf 。 3） 比较简便、常用的方法是：利用皮托管、比较简便、常用的方法是：利用皮托管、U形管形管、胶、胶 皮管测风硐断面上的皮管测风硐断面上的动压动压，换算成断面平均风速，再计算出，换算成断面平均风速，再计算出 主扇风量主扇风量Qf 。 动压动压-风速换算公式：风速换算公式： hd= v 2 /2 ， Pa 因为皮托管只置于一个固定点，测得的动压只是这一

49、点因为皮托管只置于一个固定点，测得的动压只是这一点 的动压，算出的风速也只是该点的风速，为获得断面的平均的动压，算出的风速也只是该点的风速，为获得断面的平均 风速，应事先测得断面平均风速与该测点处风速的比值。风速，应事先测得断面平均风速与该测点处风速的比值。 比值最好是比值最好是1，也就是说也就是说 该测点的风速最好使测得的动压该测点的风速最好使测得的动压 能代表平均风速，一般来说能代表平均风速，一般来说 此点大致在高、宽此点大致在高、宽1/3处。处。 f ab g e a g e a n y n y h h/3 b/3 b 皮托管（接受风压，固定在风硐测点位置）皮托管（接受风压，固定在风硐测

50、点位置） U形管（压力显示，为使读数准确可用形管（压力显示，为使读数准确可用精密压差计精密压差计。可置。可置 于风机房）于风机房） 胶皮管（传递压力。胶皮管（传递压力。按一定的要求按一定的要求连接皮托管和连接皮托管和U形管）形管） 皮托管皮托管 U形管形管 （可以接受全压和静压）（可以接受全压和静压） （内装蒸馏水）（内装蒸馏水） 主扇风机房风流测量仪表的布置（主扇风机房风流测量仪表的布置（以置于井口的抽出式主扇测以置于井口的抽出式主扇测 定为例定为例） 风机房风机房 动压动压 相对静压相对静压 2、主扇风压测定、主扇风压测定 使用仪表：皮托管、使用仪表：皮托管、U形管、胶皮管。形管、胶皮管。

51、 风硐断面上需测的基本参数：风硐断面上需测的基本参数： 动压动压hd，如前所述；，如前所述； 相对静压相对静压hj或或相对全压相对全压hq，一般测相对静压。，一般测相对静压。 测量仪表：用测量动压的皮托管，再加测量仪表：用测量动压的皮托管，再加1支支U形管测静压或形管测静压或 全压全压，胶皮管连接皮托管和胶皮管连接皮托管和U形管的方式如前图。形管的方式如前图。 根据风硐断面上测得的动压和静压，经过一定的计算，就可根据风硐断面上测得的动压和静压，经过一定的计算，就可 以得到主扇工作时的全压或静压。以得到主扇工作时的全压或静压。 对于对于压入工作的主扇压入工作的主扇和设于和设于井下压抽混合式主扇，

52、井下压抽混合式主扇，风硐内的风硐内的 测定和主扇风量和主扇全压计算大致相同：测定和主扇风量和主扇全压计算大致相同： 在上图所示的主扇作抽出式工作情况下，在上图所示的主扇作抽出式工作情况下，主扇全（风）压为：主扇全（风）压为： 主扇全压主扇全压Hf=相对静压相对静压hj -动压动压hd +扩散器出口处动压扩散器出口处动压hd k 如在风硐中测的是相对全压，则：如在风硐中测的是相对全压，则： 主扇全压主扇全压Hf =相对全压相对全压hq +扩散器出口处动压扩散器出口处动压hd k 对于压入式工作的主扇，对于压入式工作的主扇，用风硐中测得相对静压或相对全压用风硐中测得相对静压或相对全压 及动压计算的

53、主扇全压分别为：及动压计算的主扇全压分别为： 主扇全压主扇全压Hf =相对静压相对静压hj +动压动压hd 主扇全压主扇全压Hf =相对全压相对全压hq 对于工作在井下的主扇，对于工作在井下的主扇，用风硐中侧得相对静压或相对全压用风硐中侧得相对静压或相对全压 及动压计算的主扇全压分别为：及动压计算的主扇全压分别为： 主扇全压主扇全压Hf =相对静压相对静压hj -主扇风硐进风侧动压主扇风硐进风侧动压hd1 +主扇风硐出风侧动压主扇风硐出风侧动压hd2 主扇全压主扇全压Hf =相对全压相对全压hq 同样的原理，也可以计算出主扇静压（略）同样的原理，也可以计算出主扇静压（略） 3、主扇电动机功率测

54、定、主扇电动机功率测定 由主扇风机房的电压、电流表的读数，得到电机电源由主扇风机房的电压、电流表的读数，得到电机电源 线电压线电压U和线电流和线电流 I 参数，再测一个功率因数参数，再测一个功率因数cos，即可，即可 算出拖动主扇的电机输入功率算出拖动主扇的电机输入功率N： N= UI cos ，Kw 4、主扇效率计算、主扇效率计算 = QfHf /1000N e d ， % 式中式中 ：e 拖动主扇的电机的效率；拖动主扇的电机的效率； d 电机与主扇间的传动效率。电机与主扇间的传动效率。 3 五、关于局部通风五、关于局部通风 炮烟熏人事故，绝大部分与局部通风不良密切相关，尤其是炮烟熏人事故，

55、绝大部分与局部通风不良密切相关，尤其是 在天井掘进中。在天井掘进中。 局部通风不用矿井总风压，但必需使用通风系统中的风流。局部通风不用矿井总风压，但必需使用通风系统中的风流。 1、局部通风方法、局部通风方法 1）用全矿通风的风压作为动力进行局部通风，如下图 利用纵向风障导风的局部通风 可靠、但需一定的总风压可靠、但需一定的总风压 还要考虑工程上可行还要考虑工程上可行 纵向风障风 窗 2）扩散通风）扩散通风 只适用只适用1015m短距离的独头工作面短距离的独头工作面 3）引射器通风 以高压水或者压缩空气为动力经喷头高速射出，在喷出 射流周围造成负压区而吸入空气，使风筒中空气流出而通 风掘进工作面

56、（与文丘里管同理） 运转费用高、通常少采用。 这不同于用压气吹独头工作面。 4 4）广泛使用的使用局部扇风机通风，或叫局扇通风）广泛使用的使用局部扇风机通风，或叫局扇通风 按照局扇的工作方式分，局部通风为：按照局扇的工作方式分，局部通风为： 压入式通风；抽出式通风；混合式通风压入式通风；抽出式通风；混合式通风 局扇通风一定要配有风筒。局扇通风一定要配有风筒。 2、局扇通风布置、局扇通风布置 局扇通风合理布置是独头工作面通风效果的关键。局扇通风合理布置是独头工作面通风效果的关键。 安全规程规定：安全规程规定： 6.4.4.2 局部通风的风筒口与工作面的局部通风的风筒口与工作面的 距离：压入式通风

57、应不超过距离：压入式通风应不超过10m；抽；抽 出式通风应不超过出式通风应不超过5m；混合式通风，；混合式通风， 压入风筒的出口应不超过压入风筒的出口应不超过10m，抽出，抽出 风筒的人口应滞后压人风筒的出口风筒的人口应滞后压人风筒的出口 5m以上。以上。 1）局扇压入式通风）局扇压入式通风 风筒口与工作面的距应风筒口与工作面的距应10m； 局扇从贯穿风流巷道中吸取局扇从贯穿风流巷道中吸取 的风流不得过该巷道风的风流不得过该巷道风 量的量的 70%70% 10m 10m 10m 10m 5m 2）局扇抽出式通风）局扇抽出式通风 风筒口与工作面的距应风筒口与工作面的距应 10m； 局扇从贯穿风流巷道中吸取的风流局扇从贯穿风流巷道中吸取的风流 不得过该巷道风量的不得过该巷道风量的 70%70% 3）局扇混合式通风）局扇混合式通风 压入风筒口与工作面的应压入风筒口与工作面的应10m； 抽出风筒入风口与压入进风口距离抽出风筒入风口与压入进风口距离 应应10m，且与压入风筒出风口，且与压入风筒出风口 距离应距离应5m 局扇从贯穿风流巷道中吸取的风流局扇从贯穿风流巷道中吸取的风流 不得过该巷道风量的不得过该巷道风量的 70%70% 5m 3、加强风筒的维护管理、加强风筒的维