安全系统矿井通风综述

1、山西焦煤汾西矿业通风处山西焦煤汾西矿业通风处目目 录录v第一章 矿井通风v第二章 采区通风系统v第三章 回采工作面通风v第四章 掘进通风v第五章 矿井通风设施v第六章 通风设备与矿井反风一、矿井通风一、矿井通风1 1、矿井矿井通风的主要任务通风的主要任务v 1.1 1.1 向井下连续输送新鲜空气，供给人员呼吸；向井下连续输送新鲜空气，供给人员呼吸；v 1.2 1.2 稀释并排除井下的有毒有害气体和矿尘；稀释并排除井下的有毒有害气体和矿尘；v 1.3 1.3 创造良好的井下气候条件，从而保障井下人员的身体健康和安全创造良好的井下气候条件，从而保障井下人员的身体健康和安全生产生产矿井通风立体示意图

2、矿井通风立体示意图矿井通风 2 2、矿井空气、矿井空气成分、有害气体和气候条件成分、有害气体和气候条件v 2.1 2.1 矿井空气成分矿井空气成分v 井下空气的主要来源是地面空气。地面空气是由多种气体组成的干井下空气的主要来源是地面空气。地面空气是由多种气体组成的干空气和水蒸汽组合而成的混合气体；空气和水蒸汽组合而成的混合气体；通常状况下，干空气各组分的数量通常状况下，干空气各组分的数量基本不变。基本不变。v 地面空气通过井筒进入井下就成了井下空气，由于受井下各种自然地面空气通过井筒进入井下就成了井下空气，由于受井下各种自然因素和人为生产因素的影响，矿井空气将发生一系列的变化。主要有：因素和人

3、为生产因素的影响，矿井空气将发生一系列的变化。主要有：氧气含量减少；有毒有害气体含量增加；粉尘浓度增大；空气的温度、氧气含量减少；有毒有害气体含量增加；粉尘浓度增大；空气的温度、压力湿度等物理状态变化等压力湿度等物理状态变化等；v 尽管矿井空气成分有了一定的变化，但主要成分仍同地面一样，由尽管矿井空气成分有了一定的变化，但主要成分仍同地面一样，由氧气、氮气和二氧化碳等组成。氧气、氮气和二氧化碳等组成。矿井通风干干空气主要成分空气主要成分矿井通风2.12.1.1.1 氧气（氧气（O O2 2）v氧气是一种无色、无味、无臭的气体，对空气的相对密度为氧气是一种无色、无味、无臭的气体，对空气的相对密度

4、为1.1051.105。氧。氧气是很活跃的化学元素，易使多种元素氧化，能助燃。气是很活跃的化学元素，易使多种元素氧化，能助燃。v氧气是维持人体正常生理机能所需要的气体。人类在生命活动过程中，氧气是维持人体正常生理机能所需要的气体。人类在生命活动过程中，必须不断吸入氧气，呼出二氧化碳。人体维持正常生命过程所需的氧气必须不断吸入氧气，呼出二氧化碳。人体维持正常生命过程所需的氧气量，取决于人的体质、精神状态和劳动强度等。量，取决于人的体质、精神状态和劳动强度等。v空气中氧的浓度对人的健康影响很大。最有利于呼吸的氧浓度为空气中氧的浓度对人的健康影响很大。最有利于呼吸的氧浓度为21%21%左左右；当空气

5、中的氧浓度降低时，人体就可能产生不良的生理反应，出现右；当空气中的氧浓度降低时，人体就可能产生不良的生理反应，出现种种不舒适的症状，严重时可能导致缺氧死亡。种种不舒适的症状，严重时可能导致缺氧死亡。v煤矿安全规程规定，采掘工作面的进风流中氧气浓度（按体积百分煤矿安全规程规定，采掘工作面的进风流中氧气浓度（按体积百分比计算）不得低于比计算）不得低于20%20%。矿井通风下表为下表为人体缺氧症状与空气中氧浓度的关系人体缺氧症状与空气中氧浓度的关系v矿内空气中氧浓度降低的主要原因矿内空气中氧浓度降低的主要原因v人员呼吸人员呼吸v煤岩和其他有机物的缓慢氧化煤岩和其他有机物的缓慢氧化v煤炭自燃煤炭自燃v

6、瓦斯、煤尘爆炸瓦斯、煤尘爆炸v煤岩和生产过程中产生的各种有害气体煤岩和生产过程中产生的各种有害气体矿井通风2.12.1.2.2 氮气（氮气（N2N2）v氮气是无色、无味、无臭的惰性气体，是新鲜空气中的主要氮气是无色、无味、无臭的惰性气体，是新鲜空气中的主要 成分，对空气的相对密度为成分，对空气的相对密度为0.970.97，它本身无毒、不助燃，也不，它本身无毒、不助燃，也不供呼吸。供呼吸。v但空气中若氮气浓度升高，则势必造成氧浓度相对降低，从但空气中若氮气浓度升高，则势必造成氧浓度相对降低，从而也可能导致人员的窒息性伤害。正因为氮气为惰性气体，因而也可能导致人员的窒息性伤害。正因为氮气为惰性气体

7、，因此又可将其用于井下防灭火和防止瓦斯爆炸。此又可将其用于井下防灭火和防止瓦斯爆炸。v矿井空气中氮气主要来源是：地面大气、井下爆破和生物的矿井空气中氮气主要来源是：地面大气、井下爆破和生物的腐烂，有些煤岩层中也有氮气涌出。腐烂，有些煤岩层中也有氮气涌出。矿井通风2.12.1.3.3 二氧化碳（二氧化碳（COCO2 2）v二氧化碳是无色，略带酸臭味的气体，二氧化碳是无色，略带酸臭味的气体，相对密度相对密度为为1.521.52，是一种，是一种 较重的较重的气体，很难与空气均匀混合，故常积存在巷道的底部，在静止的空气中有气体，很难与空气均匀混合，故常积存在巷道的底部，在静止的空气中有明显的分界。二氧

8、化碳不助然也不能供人呼吸，易溶于水，生成碳酸，使明显的分界。二氧化碳不助然也不能供人呼吸，易溶于水，生成碳酸，使水溶液成弱酸性，对眼、鼻、喉粘膜有刺激作用。水溶液成弱酸性，对眼、鼻、喉粘膜有刺激作用。v在新鲜空气中含有微量的二氧化碳对人体是无害的，但如果空气中完全不在新鲜空气中含有微量的二氧化碳对人体是无害的，但如果空气中完全不含有二氧化碳，则人体的正常呼吸功能就不能维持。含有二氧化碳，则人体的正常呼吸功能就不能维持。矿井通风2.2.2 2 矿井空气中的有害气体矿井空气中的有害气体v2.2.1 2.2.1 瓦斯（瓦斯（CHCH4 4）v瓦斯的主要成分是甲烷（瓦斯的主要成分是甲烷（CHCH4 4

9、），甲烷是一种无色、无味、无臭的气体，），甲烷是一种无色、无味、无臭的气体，对空气的相对密度为对空气的相对密度为0.550.55，难溶于水，扩散性较空气高，难溶于水，扩散性较空气高1.61.6倍。倍。v虽然无毒，但当浓度较高时，会引起窒息。不助燃，但在空气中具有一定虽然无毒，但当浓度较高时，会引起窒息。不助燃，但在空气中具有一定浓度（浓度（5 516 %16 %）并遇到高温（）并遇到高温（650650750 750 ）时能引起爆炸。）时能引起爆炸。v规程规定，工作面进风流中规程规定，工作面进风流中CHCH4 4的浓度不能大于的浓度不能大于0.5 %0.5 %，采掘工作面和，采掘工作面和采区的回

10、风流中采区的回风流中CHCH4 4的浓度不能大于的浓度不能大于1.0 %1.0 %，矿井和一翼的总回风流中，矿井和一翼的总回风流中，CHCH4 4最高容许浓度为最高容许浓度为0.75 %0.75 %。矿井通风 矿井空气有毒有害气体最高允许浓度矿井空气有毒有害气体最高允许浓度矿井通风2.2.2.22.2 一氧化碳（一氧化碳（COCO）v一氧化碳一氧化碳是一种无色、无味、无臭的气体，相对对密度为是一种无色、无味、无臭的气体，相对对密度为0.97,0.97,微溶于水微溶于水, ,能与空气均匀地混合。能与空气均匀地混合。v一氧化碳一氧化碳能燃烧，浓度在能燃烧，浓度在131375%75%时有爆炸的危险；

11、时有爆炸的危险；v一氧化碳一氧化碳剧毒且与人体血液中血红素的亲合力比氧剧毒且与人体血液中血红素的亲合力比氧亲和力亲和力大大的的2 25050300300倍倍（血红素是人体血液中携带氧气和排出二氧化碳的细胞）。一旦（血红素是人体血液中携带氧气和排出二氧化碳的细胞）。一旦一氧化碳一氧化碳进入人体后，首先就与血液中的血红素相结合，因而减少了血红素与氧结进入人体后，首先就与血液中的血红素相结合，因而减少了血红素与氧结合的机会，使血红素失去输氧的功能，从而造成人体血液合的机会，使血红素失去输氧的功能，从而造成人体血液“窒息窒息”中毒事中毒事故。故。矿内矿内COCO的来源与允许浓度的来源与允许浓度空气中一

12、氧化碳的主要来源有：矿内爆破作业、煤炭自燃及发生火灾或空气中一氧化碳的主要来源有：矿内爆破作业、煤炭自燃及发生火灾或煤尘、瓦斯爆炸时都能产生一氧化碳煤尘、瓦斯爆炸时都能产生一氧化碳。矿井通风2.2.2.32.3 硫化氢（硫化氢（H H2 2S S）v硫化氢无色、微甜、有浓烈的臭鸡蛋味，当空气中浓度达到硫化氢无色、微甜、有浓烈的臭鸡蛋味，当空气中浓度达到0.0001%0.0001%即可即可嗅到，但当浓度较高时，因嗅觉神经中毒麻痹，反而嗅不到。硫化氢对空嗅到，但当浓度较高时，因嗅觉神经中毒麻痹，反而嗅不到。硫化氢对空气的相对密度为气的相对密度为1.191.19，易溶于水，在常温、常压下一个体积的水

13、可溶解，易溶于水，在常温、常压下一个体积的水可溶解2.52.5个体积的硫化氢，所以它可能积存于旧巷的积水中。硫化氢能燃烧，空气个体积的硫化氢，所以它可能积存于旧巷的积水中。硫化氢能燃烧，空气中硫化氢浓度为中硫化氢浓度为4.3 %4.3 %45.5 %45.5 %时有爆炸危险。时有爆炸危险。v硫化氢有剧毒，有强烈的刺激作用，不但能引起鼻炎、气管炎和肺水肿；硫化氢有剧毒，有强烈的刺激作用，不但能引起鼻炎、气管炎和肺水肿；而且还能阻碍生物的氧化过程，使人体缺氧。当空气中硫化氢浓度较低时而且还能阻碍生物的氧化过程，使人体缺氧。当空气中硫化氢浓度较低时主要以腐蚀刺激作用为主；浓度较高时能引起人体迅速昏迷

14、或死亡，腐蚀主要以腐蚀刺激作用为主；浓度较高时能引起人体迅速昏迷或死亡，腐蚀刺激作用往往不明显。刺激作用往往不明显。 矿井通风井下井下H H2 2S S的来源的来源有机物腐烂；含硫矿物的水解；矿物氧化和燃烧；从老空区和废旧巷道有机物腐烂；含硫矿物的水解；矿物氧化和燃烧；从老空区和废旧巷道积水中放出；我国有些矿区煤层中也有硫化氢涌出。积水中放出；我国有些矿区煤层中也有硫化氢涌出。2.2.2.42.4 二氧化氮二氧化氮（NONO2 2）v二氧化氮是一种褐红色的气体二氧化氮是一种褐红色的气体, ,有强烈的刺激气味有强烈的刺激气味, ,相对密度为相对密度为1.59,1.59,易溶易溶于水于水. .v二

15、氧化氮溶于水后生成腐蚀性很强的硝酸二氧化氮溶于水后生成腐蚀性很强的硝酸, ,对眼睛、呼吸道粘膜和肺部组对眼睛、呼吸道粘膜和肺部组织有强烈的刺激及腐蚀作用，严重时可引起肺水肿。织有强烈的刺激及腐蚀作用，严重时可引起肺水肿。v二氧化氮中毒有潜伏期，有的在严重中毒时尚无明显感觉，还可坚持工作。二氧化氮中毒有潜伏期，有的在严重中毒时尚无明显感觉，还可坚持工作。但经过但经过6 62424小时后发作，中毒者指头出现黄色斑点，并出现严重的咳嗽、小时后发作，中毒者指头出现黄色斑点，并出现严重的咳嗽、头痛、呕吐甚至死亡。头痛、呕吐甚至死亡。二氧化氮的来源二氧化氮的来源井下爆破工作。井下爆破工作。矿井通风2.2.

16、2.52.5 二氧化硫二氧化硫（SOSO2 2）v二氧化硫为无色气体，具有强烈的硫磺气味及酸味，对空气的相对密度为二氧化硫为无色气体，具有强烈的硫磺气味及酸味，对空气的相对密度为1.43371.4337，易积聚在巷道底部，易溶于水。，易积聚在巷道底部，易溶于水。v二氧化硫能被眼结膜和上呼吸道粘膜的富水粘液吸收，刺激眼粘膜和鼻咽二氧化硫能被眼结膜和上呼吸道粘膜的富水粘液吸收，刺激眼粘膜和鼻咽等粘膜；二氧化硫与水后生成硫酸等粘膜；二氧化硫与水后生成硫酸, ,对呼吸器官有腐蚀作用对呼吸器官有腐蚀作用, ,使用喉咙和支使用喉咙和支气管发炎气管发炎, ,呼吸麻痹呼吸麻痹, ,严重时引起肺病水肿严重时引起

17、肺病水肿, ,当空气中含二氧化硫为当空气中含二氧化硫为0.0005%0.0005%时时, ,嗅觉器官能闻到刺激味。嗅觉器官能闻到刺激味。0.002%0.002%时时, ,有强烈的刺激有强烈的刺激, ,可引起头痛和喉痛。可引起头痛和喉痛。0.05%0.05%时，引起急性支气管炎和肺水肿，短期间内即死亡。时，引起急性支气管炎和肺水肿，短期间内即死亡。二氧化二氧化硫硫的来源的来源矿内含硫矿物氧化、燃烧及在含硫矿物中爆破都会产生二氧化硫，有时矿内含硫矿物氧化、燃烧及在含硫矿物中爆破都会产生二氧化硫，有时含硫矿层也涌出二氧化硫。含硫矿层也涌出二氧化硫。矿井通风2.2.2.62.6 氨气（氨气（NHNH3

18、 3）v氨气为无色、氨气为无色、有浓烈臭味、有浓烈臭味、有剧毒的气体，对空气的相对密度为有剧毒的气体，对空气的相对密度为0.590.59，易，易溶于水，溶于水，对皮肤和呼吸道粘膜有刺激作用，可引起喉头水肿，严重时失去对皮肤和呼吸道粘膜有刺激作用，可引起喉头水肿，严重时失去知觉，以致死亡。知觉，以致死亡。 氨气的来源氨气的来源v氨气主要是在矿井发生火灾或爆炸事故时产生。氨气主要是在矿井发生火灾或爆炸事故时产生。矿井通风2.2.7 2.2.7 氢气（氢气（H H2 2）氢气无色氢气无色、无味无味、无毒、无毒，相对密度为相对密度为0.070.07，井下最轻的有害气体。，井下最轻的有害气体。具有具有爆

19、炸性，在矿井火灾或爆炸事故中和井下充电硐室均会产生，其最高爆炸性，在矿井火灾或爆炸事故中和井下充电硐室均会产生，其最高允允许浓度为许浓度为0.5 %0.5 %。2.3 2.3 矿井气候条件矿井气候条件v矿井气候是指矿井空气的矿井气候是指矿井空气的温度温度、湿度湿度和和风速风速这三个参数的综合作用状态。这三个参数的综合作用状态。这三个参数的不同组合，便构成了不同的矿井气候条件。这三个参数的不同组合，便构成了不同的矿井气候条件。v矿井气候条件对井下作业人员的身体健康和劳动安全有重要的影响。矿井气候条件对井下作业人员的身体健康和劳动安全有重要的影响。v2.3.1 2.3.1 温度温度v温度是影响矿井

20、气候的重要因素，最适宜的矿井空气温度为温度是影响矿井气候的重要因素，最适宜的矿井空气温度为1515-20-20。v规程规定规程规定v进风进风井口以下井口以下的的空气温度（干球温度）空气温度（干球温度）必须在必须在22以上以上；v生产矿井生产矿井采掘工作面的气温不得超过采掘工作面的气温不得超过2626，机电硐室内的气温不得超过，机电硐室内的气温不得超过3030；当空气温度超过时，必须缩短超温地点工作人员的工作时间，并给；当空气温度超过时，必须缩短超温地点工作人员的工作时间，并给予高温保健待遇。予高温保健待遇。v采掘工作面的空气温度超过采掘工作面的空气温度超过3030、机电设备硐室的空气温度超过、

21、机电设备硐室的空气温度超过3434时，时，必须停止作业。必须停止作业。矿井通风2.3.2 2.3.2 湿度湿度v空气的湿度是指空气中所含的水蒸气量或潮湿程度，一般认为相对湿度空气的湿度是指空气中所含的水蒸气量或潮湿程度，一般认为相对湿度在在5050%-60-60%对人体最为适宜。对人体最为适宜。v湿度的表示方式湿度的表示方式v绝对湿度绝对湿度指指单位体积单位体积湿空气中所含水蒸湿空气中所含水蒸气的质气的质量。量。v相对湿度相对湿度指湿空气中实际含有水蒸指湿空气中实际含有水蒸气气量与同温度下的饱和水蒸量与同温度下的饱和水蒸气气量量比比值值的百分数。的百分数。式中式中 w w空气中所含水蒸汽量空气

22、中所含水蒸汽量( (即绝对湿度即绝对湿度) )，g/mg/m3 3； ss在同一温度下空气中的饱和水蒸汽量，在同一温度下空气中的饱和水蒸汽量， g/m g/m3 3 。空气中饱。空气中饱和水蒸汽量的大小取决于空气的温度。和水蒸汽量的大小取决于空气的温度。v变化规律：矿井的变化规律：矿井的进风线路有可能出现冬干夏湿的现象。进风线路有可能出现冬干夏湿的现象。矿井通风%100ws2.3.3 2.3.3 风速风速v风速过低，汗水不易蒸发，人体感到闷热，有害气体和矿尘也不能风速过低，汗水不易蒸发，人体感到闷热，有害气体和矿尘也不能及时排散；风速过高，散热过快，易使人感冒，并造成井下落尘飞扬，及时排散；风

23、速过高，散热过快，易使人感冒，并造成井下落尘飞扬，对安全生产和人体健康也不利。对安全生产和人体健康也不利。矿井通风v巷道巷道中的速度分布中的速度分布 空气在巷道内流动时，由于受到内外摩擦的影响，风速在巷道断面内的分空气在巷道内流动时，由于受到内外摩擦的影响，风速在巷道断面内的分部是不均匀的。一般来说，在巷道的轴心部分风速最大，而靠近巷道周壁部是不均匀的。一般来说，在巷道的轴心部分风速最大，而靠近巷道周壁风速最小。风速最小。井巷中的允许风流速度井巷中的允许风流速度矿井通风v规程中明确规定了规程中明确规定了（1 1）、）、设有梯子间的井筒或修理中的井筒，风速不得超过设有梯子间的井筒或修理中的井筒，

24、风速不得超过8m/s8m/s；梯子间四；梯子间四周经封闭后，井筒中的最高允许风速可按周经封闭后，井筒中的最高允许风速可按上上表规定执行。表规定执行。（2 2）、）、无瓦斯涌出的架线电机车巷道中的最低风速可低于无瓦斯涌出的架线电机车巷道中的最低风速可低于上上表的规定值，表的规定值，但不得低于但不得低于0.5m/s0.5m/s。（3 3）、）、综合机械化采煤工作面，在采取煤层注水和采煤机喷雾降尘等措施综合机械化采煤工作面，在采取煤层注水和采煤机喷雾降尘等措施后，其最大风速可高于后，其最大风速可高于上上表的规定值，但不得超过表的规定值，但不得超过5m/5m/s s。（4 4）、专用排瓦斯巷道的风速不

25、得低于）、专用排瓦斯巷道的风速不得低于0.50.5m/s，抽放瓦斯巷道的风速不应，抽放瓦斯巷道的风速不应低于低于0.5m/s。矿井通风3 3、矿井通风系统矿井通风系统v通常被称为矿井的心脏与动脉。矿井通风是保障矿井安全的最主要技术通常被称为矿井的心脏与动脉。矿井通风是保障矿井安全的最主要技术手段之一。手段之一。是矿井通风方式、主要通风机的工作方法、矿井通风网络和是矿井通风方式、主要通风机的工作方法、矿井通风网络和通风设施的总称。通风设施的总称。v矿井必须有完整独立的通风系统。两个及以上独立生产的矿井不允许有矿井必须有完整独立的通风系统。两个及以上独立生产的矿井不允许有共用的主要通风机、进、回凤

26、井和通风巷道。共用的主要通风机、进、回凤井和通风巷道。v矿井的通风系统必须根据矿井瓦斯涌出量、矿井设计生产能力、煤层赋矿井的通风系统必须根据矿井瓦斯涌出量、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、煤层自燃倾向性等条件，通过存条件、表土层厚度、井田面积、地温、煤层自燃倾向性等条件，通过优化或技术经济比较后确定。优化或技术经济比较后确定。v所有矿井必须采用机械通风，矿井主要通风机必须安装在地面。所有矿井必须采用机械通风，矿井主要通风机必须安装在地面。v规程规定规程规定 进风井口必须布置在粉尘、有害和高温气体不能侵入的地方。已布置在进风井口必须布置在粉尘、有害和高温气体不能侵入的

27、地方。已布置在粉尘、有害和高温气体能侵入的地点的，应制定安全措施。粉尘、有害和高温气体能侵入的地点的，应制定安全措施。矿井通风下图为一矿井通风示意图与网络图下图为一矿井通风示意图与网络图矿井通风3 3.1.1、矿井通风方式、矿井通风方式v 矿井通风方式是指矿井进风井与回风井的布置方式。按进、矿井通风方式是指矿井进风井与回风井的布置方式。按进、回风井的位置不同，分为中央式、对角式、区域式和混合式四回风井的位置不同，分为中央式、对角式、区域式和混合式四种种。 （1 1）中央式是进、回风井均处于井田走向中央。按进、回风井沿）中央式是进、回风井均处于井田走向中央。按进、回风井沿倾斜方向相对位置的不同，

28、又可分为中央并列式和中央边界式两种。倾斜方向相对位置的不同，又可分为中央并列式和中央边界式两种。 （2 2）对角式是指进回井大致布置在井田的中央，回风井分别布置在）对角式是指进回井大致布置在井田的中央，回风井分别布置在井田上部边界沿走向的两翼上。根据回风井沿走向的位置不同，又分井田上部边界沿走向的两翼上。根据回风井沿走向的位置不同，又分为两翼对角式和分区对角式两种。为两翼对角式和分区对角式两种。 （3 3）区域式是指在井田的每一个生产区域开凿进、回风井，分别构）区域式是指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。成独立的通风系统。 （4 4）混合式是中央式和对角式的混合布置

29、，因此混合式的进风井和）混合式是中央式和对角式的混合布置，因此混合式的进风井和回风井数目最少有回风井数目最少有3 3个。混合式可以分为：中央并列与两翼对角混合个。混合式可以分为：中央并列与两翼对角混合式、中央边界与两翼对角混合式，中央并列与中央边界混合等，混合式、中央边界与两翼对角混合式，中央并列与中央边界混合等，混合式一般是老矿井进行深部开采时所采用的通风方式。式一般是老矿井进行深部开采时所采用的通风方式。矿井通风 3.23.2、 各种通风方式的优缺点及适用条件各种通风方式的优缺点及适用条件 （1 1）中央并列式）中央并列式 v 优点：初期开拓工程量小，投资少，投产快；地面建筑集中，便于优点

30、：初期开拓工程量小，投资少，投产快；地面建筑集中，便于管理；两个井筒集中，便于开掘和井筒延深；井筒安全煤柱少，易于实管理；两个井筒集中，便于开掘和井筒延深；井筒安全煤柱少，易于实现矿井反风。现矿井反风。v 缺点：矿井通风路线是折返式，线路较长，阻力较大，特别是当井缺点：矿井通风路线是折返式，线路较长，阻力较大，特别是当井田走向很长时，边远采区与中央采区风阻相差悬殊，边远采区可能风量田走向很长时，边远采区与中央采区风阻相差悬殊，边远采区可能风量不足；由于进、回风井距离近，井底漏风较大，容易造成风流短路，安不足；由于进、回风井距离近，井底漏风较大，容易造成风流短路，安全出口少（只有全出口少（只有2

31、 2个），工业广场受主要通风机噪声影响和回风流的污个），工业广场受主要通风机噪声影响和回风流的污染。染。v 适用条件：井田走向长度小于适用条件：井田走向长度小于4km4km，煤层倾角大，埋藏深，瓦斯与，煤层倾角大，埋藏深，瓦斯与自燃发火都不严重的矿井。自燃发火都不严重的矿井。矿井通风进 风 井(1)采 区(2)回 风 井一 水 平二 水 平采 区矿井通风v（2 2）中央边界式）中央边界式v 优点：安全性好，通风阻力比中央并列式小，矿井内部漏风少，有优点：安全性好，通风阻力比中央并列式小，矿井内部漏风少，有利于瓦斯和自燃发火的管理，工业广场不受主要通风机噪声影响和回风利于瓦斯和自燃发火的管理，工

32、业广场不受主要通风机噪声影响和回风流的污染。流的污染。v 缺点缺点: :增加一个风井场地，占地和压煤较多；风流在井下运动线路增加一个风井场地，占地和压煤较多；风流在井下运动线路为折返式，风流线路长，通风阻力大。为折返式，风流线路长，通风阻力大。v 适用条件：井田走向长度小于适用条件：井田走向长度小于4km4km，煤层倾角较小，埋藏浅，瓦斯，煤层倾角较小，埋藏浅，瓦斯与与 自燃发火都比较严重的矿井。自燃发火都比较严重的矿井。 矿井通风中央分列式(b) 主井回风井采区进风井采区一水平二水平矿井通风 （3 3）两翼对角式）两翼对角式v 优点：风流在井下流动线路为直向式，风流线路短，通风阻力小，优点：

33、风流在井下流动线路为直向式，风流线路短，通风阻力小，矿井内部漏风小；各采区间的风阻比较平衡，便于按需配风；矿井总风矿井内部漏风小；各采区间的风阻比较平衡，便于按需配风；矿井总风压稳定，主要通风机的负载较稳定；安全出口多，抗灾能力强；工业广压稳定，主要通风机的负载较稳定；安全出口多，抗灾能力强；工业广场不受主要通风机噪声影响和回风流的污染。场不受主要通风机噪声影响和回风流的污染。v 缺点：初期投资大，建井期长；管理分散；井筒安全煤柱压煤较多。缺点：初期投资大，建井期长；管理分散；井筒安全煤柱压煤较多。v 适用条件：井田走向长度大于适用条件：井田走向长度大于4km4km，需要风量大，煤易自燃，有煤

34、，需要风量大，煤易自燃，有煤与瓦斯突出的矿井。与瓦斯突出的矿井。矿井通风主井二水平一水平采区(c) 两翼对角式进风井采区回风井回风井矿井通风v（4 4）分区对角式）分区对角式v 优点：各采区之间互不影响，便于风量调节，建井工期短；初期投优点：各采区之间互不影响，便于风量调节，建井工期短；初期投资少，出煤快；安全出口多，抗灾能力强；工业广场不受主要通风机噪资少，出煤快；安全出口多，抗灾能力强；工业广场不受主要通风机噪声影响和回风流的污染。声影响和回风流的污染。v 缺点：风井多，占地压煤多；主要通风机分散，管理复杂；风井与缺点：风井多，占地压煤多；主要通风机分散，管理复杂；风井与主要通风机服务范围

35、小，接替频繁，矿井反风困难。主要通风机服务范围小，接替频繁，矿井反风困难。v 适用条件：煤层埋藏浅或因煤层风化带和地表高低起伏较大，无法适用条件：煤层埋藏浅或因煤层风化带和地表高低起伏较大，无法开凿浅部的总回风巷，在开采第一水平时，只能采用分区式。另外，井开凿浅部的总回风巷，在开采第一水平时，只能采用分区式。另外，井田走向长，多煤层开采的矿井或井田走向长，产量大，需要风量大、煤田走向长，多煤层开采的矿井或井田走向长，产量大，需要风量大、煤层自燃，有煤与瓦斯突出的矿井也可以采用这种通风方式。层自燃，有煤与瓦斯突出的矿井也可以采用这种通风方式。矿井通风进风井采区回风井回风井采区主井二水平一水平回风

36、井矿井通风v（5 5）区域式）区域式v 优点：既可以改善矿井的通风条件，又能利用风井准备采区，缩短优点：既可以改善矿井的通风条件，又能利用风井准备采区，缩短建井工期；风流线路短，通风阻力小；漏风小。网络简单，风流易于控建井工期；风流线路短，通风阻力小；漏风小。网络简单，风流易于控制，便于主要通风机的选择。制，便于主要通风机的选择。v 缺点：通风设备多，管理分散，管理难度大。缺点：通风设备多，管理分散，管理难度大。v 适用条件：井田面积大，储量丰富或瓦斯含量大的大型矿井。适用条件：井田面积大，储量丰富或瓦斯含量大的大型矿井。采区主井进风井二水平主井进风井主井进风井一水平矿井通风v（6 6）混合式

37、）混合式v 优点：有利于矿井的分期分区建设，投资省，出煤快，效率高；回优点：有利于矿井的分期分区建设，投资省，出煤快，效率高；回风井数目多，通风能力大；布置灵活，适应性强。风井数目多，通风能力大；布置灵活，适应性强。v 缺点：多台风机联合工作，通风网络复杂，管理难度大。缺点：多台风机联合工作，通风网络复杂，管理难度大。v 适用条件：井田走向长度大，老矿井的改扩建和深部开采；多煤层适用条件：井田走向长度大，老矿井的改扩建和深部开采；多煤层多井筒的矿井；井田面积大、产量大、需要风量大或者采用分区开拓的多井筒的矿井；井田面积大、产量大、需要风量大或者采用分区开拓的大型矿井。大型矿井。v v 总之，矿

38、井的通风方式，应根据矿井的设计生产能力、煤层赋存条总之，矿井的通风方式，应根据矿井的设计生产能力、煤层赋存条件、地形条件、井田面积、走向长度及矿井瓦斯等级、煤层的自燃倾向件、地形条件、井田面积、走向长度及矿井瓦斯等级、煤层的自燃倾向性等情况，从技术、经济和安全等方面加以分析，通过方案比较确定。性等情况，从技术、经济和安全等方面加以分析，通过方案比较确定。矿井通风3.33.3、矿井通风方法矿井通风方法v 矿井通风方法是指主要通风机对矿井供风的工作方法。按主要通风矿井通风方法是指主要通风机对矿井供风的工作方法。按主要通风机安装位置不同，分为：抽出式、压入式及混合式三种。机安装位置不同，分为：抽出式

39、、压入式及混合式三种。 3.3.13.3.1、 抽出式通风抽出式通风v 抽出式通风是将矿井主要通风机安设在出风井一侧的地面上，新风抽出式通风是将矿井主要通风机安设在出风井一侧的地面上，新风经进风井流到井下各用风地点后，污风再通过通风机排出地表的一种矿经进风井流到井下各用风地点后，污风再通过通风机排出地表的一种矿井通风方法。井通风方法。v 抽出式通风的特点：抽出式通风的特点：v 在矿井主要通风机的作用下，矿内空气处于低于当地大气压力的负在矿井主要通风机的作用下，矿内空气处于低于当地大气压力的负压状态，当矿井与地面之间存在漏风通道时，漏风从地面漏入井内。抽压状态，当矿井与地面之间存在漏风通道时，漏

40、风从地面漏入井内。抽出式通风矿井在主要进风巷无需安设风门，便于运输、行人和通风管理。出式通风矿井在主要进风巷无需安设风门，便于运输、行人和通风管理。在瓦斯矿井采用抽出式通风，若主要通风机因故停止运转，井下风流压在瓦斯矿井采用抽出式通风，若主要通风机因故停止运转，井下风流压力提高，在短时间内可以防止瓦斯从采空区涌出，比较安全。因此，目力提高，在短时间内可以防止瓦斯从采空区涌出，比较安全。因此，目前我国大部分矿井，一般多采用抽出式通风。前我国大部分矿井，一般多采用抽出式通风。矿井通风v3.3.23.3.2、 压入式通风压入式通风v 压入式通风是将矿井主要通风机安设在进风流一侧的地面上，新风压入式通

41、风是将矿井主要通风机安设在进风流一侧的地面上，新风经主要通风机加压后送入井下各用风地点，污风再经回风井排出地表的经主要通风机加压后送入井下各用风地点，污风再经回风井排出地表的一种矿井通风方法。一种矿井通风方法。v 压入式通风的特点：压入式通风的特点：v 在矿井主要通风机的作用下，矿内空气处于高于当地大气压力的正在矿井主要通风机的作用下，矿内空气处于高于当地大气压力的正压状态，当矿井当矿井与地面之间存在漏风通道时，漏风从井内漏入地压状态，当矿井当矿井与地面之间存在漏风通道时，漏风从井内漏入地面。压入式通风矿井要在主要进风巷安设风门，使运输、行人不便，漏面。压入式通风矿井要在主要进风巷安设风门，使

42、运输、行人不便，漏风较大，通风管理工作比较困难。若主要通风机因故停止运转，井下风风较大，通风管理工作比较困难。若主要通风机因故停止运转，井下风流压力降低，瓦斯有可能从采空区涌出，造成瓦斯积聚，对安全不利。流压力降低，瓦斯有可能从采空区涌出，造成瓦斯积聚，对安全不利。因此，矿井很少采用压入式通风。因此，矿井很少采用压入式通风。矿井通风 抽出式通风抽出式通风 压入式通风压入式通风矿井通风v3.43.4、矿井通风网络矿井通风网络v 矿井空气在井巷中流动时，风流分叉、汇合线路的结构形式，称为矿井空气在井巷中流动时，风流分叉、汇合线路的结构形式，称为通风网络。通风网络。v3.4.13.4.1、矿井通风网

43、络的分类矿井通风网络的分类v 矿井通风网络可以分为简单通风网络和复杂通风网络两类，仅由串矿井通风网络可以分为简单通风网络和复杂通风网络两类，仅由串联和并联组成的网络，称为简单通风网络。含有角联分支，通常是包括联和并联组成的网络，称为简单通风网络。含有角联分支，通常是包括多条角联分支的网络，称为复杂通风网络。通风网络中各分支的基本连多条角联分支的网络，称为复杂通风网络。通风网络中各分支的基本连接形式有串联、并联、角联三种，不同的连接形式具有不同的通风特性接形式有串联、并联、角联三种，不同的连接形式具有不同的通风特性和安全效果。和安全效果。 矿井通风矿井通风3.4.23.4.2、各类通风网络连接形

44、式的特性各类通风网络连接形式的特性 、串联与并联的比较、串联与并联的比较 在矿井通风网络中，既有串联通风，又有并联通风。矿井的进、在矿井通风网络中，既有串联通风，又有并联通风。矿井的进、回风多为串联通风，工作面之间多为并联通风。从安全、可靠和经济回风多为串联通风，工作面之间多为并联通风。从安全、可靠和经济角度看，并联通风与串联通风相比，具有明显优点：角度看，并联通风与串联通风相比，具有明显优点：v 总风阻小，总等级控大，通风容易，通风动力费用少总风阻小，总等级控大，通风容易，通风动力费用少；v 并联各分支独立通风，风流新鲜，互不干扰，有利于安全生产并联各分支独立通风，风流新鲜，互不干扰，有利于

45、安全生产而串联时，后面风路的入风是前面风路排出的污风，风流不新鲜，空而串联时，后面风路的入风是前面风路排出的污风，风流不新鲜，空气质量差，不利于安全生产；气质量差，不利于安全生产；v 并联各分支的风量，可以根据生产需要进行调节；而串联各风并联各分支的风量，可以根据生产需要进行调节；而串联各风路的风量则不能进行调节，不能有效地利用风量；路的风量则不能进行调节，不能有效地利用风量；v 并联的某一分支风路中发生事故，易于控制和隔离，不至影响并联的某一分支风路中发生事故，易于控制和隔离，不至影响其他分支巷道，事故波及范围小，安全性好；而串联的某一分支风路其他分支巷道，事故波及范围小，安全性好；而串联的

46、某一分支风路中发生事故，容易波及整个采区，甚至整个矿井，安全性差中发生事故，容易波及整个采区，甚至整个矿井，安全性差；矿井通风v 所以规程强调，井下各个生产水平和各个采区必须实行分区通风所以规程强调，井下各个生产水平和各个采区必须实行分区通风（并联通风），各个采、掘工作面实行独立通风，限制采用串联通风（并联通风），各个采、掘工作面实行独立通风，限制采用串联通风。v、角联通风的特性、角联通风的特性v角联通风一方面具有容易调节的优点，另一方面又有出现风流不稳定的角联通风一方面具有容易调节的优点，另一方面又有出现风流不稳定的可能性。角联分支风流的不稳定不仅容易引发矿井灾害事故，而且可能可能性。角联分

47、支风流的不稳定不仅容易引发矿井灾害事故，而且可能使事故影响范围扩大。使事故影响范围扩大。矿井通风4 4、矿井通风矿井通风阻力阻力v定义定义：矿井风流在流动过程中，在风流内部粘滞力和惯性力、井巷壁面：矿井风流在流动过程中，在风流内部粘滞力和惯性力、井巷壁面的外部阻力、障碍物的扰动作用下，部分机械能不可逆地转换为热能而的外部阻力、障碍物的扰动作用下，部分机械能不可逆地转换为热能而引起的机械能损失。引起的机械能损失。v通风阻力包括摩擦阻力和局部阻力两大类，其中摩擦阻力是井巷通风阻通风阻力包括摩擦阻力和局部阻力两大类，其中摩擦阻力是井巷通风阻力的主要组成部分（大致在力的主要组成部分（大致在80%左右）

48、。左右）。v摩擦阻力摩擦阻力：井下风流沿井巷或管道流动时，由于空气的黏性受到井巷壁：井下风流沿井巷或管道流动时，由于空气的黏性受到井巷壁面的限制，造成空气分子之间相互摩擦（内摩擦）以及空气与井巷或管面的限制，造成空气分子之间相互摩擦（内摩擦）以及空气与井巷或管道周壁间的摩擦，产生的阻力。道周壁间的摩擦，产生的阻力。v局部阻力局部阻力：均匀稳定风流经过某些局部地点所造成的附加的能量损失。：均匀稳定风流经过某些局部地点所造成的附加的能量损失。矿井通风4.14.1、矿井通风、矿井通风阻力定律阻力定律PaRQh,2阻矿井通风v井巷中风流紊流状态下的矿井通井巷中风流紊流状态下的矿井通风阻力定律：风阻力定

49、律：v式中：式中：h阻阻井巷总阻力，井巷总阻力，Pa，对于单一进风井和单一出风井，其，对于单一进风井和单一出风井，其值等于从进风井到主要通风机入口，按顺序连接的各段井巷的通值等于从进风井到主要通风机入口，按顺序连接的各段井巷的通风阻力累加起来的值。对于多风井进风或多风井出风的矿井通风风阻力累加起来的值。对于多风井进风或多风井出风的矿井通风系统，矿井总阻力是根据全矿井总功率等于各台通风机工作系统系统，矿井总阻力是根据全矿井总功率等于各台通风机工作系统功率之和来确定的；功率之和来确定的； R井巷风阻，井巷风阻，kg/m7或或Ns2/m8，表示矿井通风的难易程度，表示矿井通风的难易程度，是评价矿井通

50、风系统经济性的一个重要指标，也是衡量一个矿井是评价矿井通风系统经济性的一个重要指标，也是衡量一个矿井通风安全管理水平的重要尺度。通风安全管理水平的重要尺度。 Q矿井总风量，矿井总风量，m3/s。4.24.2、矿井、矿井等积孔等积孔v定义定义：衡量矿井或风巷通风难易程度的假想薄壁孔口面积值。：衡量矿井或风巷通风难易程度的假想薄壁孔口面积值。v 假定在无限空间有一个薄壁，在薄壁上开一个面积为假定在无限空间有一个薄壁，在薄壁上开一个面积为A（m2）的孔口。）的孔口。当孔两侧的风压差等于矿井通风总阻力（当孔两侧的风压差等于矿井通风总阻力（p1-p2=h）时，则孔口的面积）时，则孔口的面积A值就是该矿井

51、的等积孔。值就是该矿井的等积孔。矿井通风v等积孔的计算公式：等积孔的计算公式：2,19.1mhQA 矿井通风v适用于任何井巷，公式表明，如果矿井通风阻力适用于任何井巷，公式表明，如果矿井通风阻力h相同，等积孔相同，等积孔A大的矿大的矿井，风量井，风量Q必大，表示通风容易。等积孔必大，表示通风容易。等积孔A小的矿井，风量小的矿井，风量Q必小，表示通必小，表示通风困难。所以，矿井等积孔能够反映不同矿井或同一矿井不同时期通风技风困难。所以，矿井等积孔能够反映不同矿井或同一矿井不同时期通风技术管理水平。术管理水平。v根据矿井总风阻和矿井等积孔，通常把矿井通风难易程度分为三级。根据矿井总风阻和矿井等积孔

52、，通常把矿井通风难易程度分为三级。矿井通风v矿井通风阻力要求矿井通风阻力要求矿井通风v宁武公司昌达煤矿存在通风负压超限的情况宁武公司昌达煤矿存在通风负压超限的情况 矿井风量矿井风量980m980m3 3/min/min，通风负压达到了，通风负压达到了1300Pa1300Pa。 主要原因：矿井有一个进风主斜井（标高主要原因：矿井有一个进风主斜井（标高1813.51813.5），一个进风副平峒），一个进风副平峒（标高（标高1893.41893.4），一个回风平峒（标高），一个回风平峒（标高1831.41831.4）。回风井口低于一个进）。回风井口低于一个进风副平峒风副平峒6262米，形成了的不利于

53、矿井通风的压差。米，形成了的不利于矿井通风的压差。矿井通风v我公司三个高瓦斯矿井通风阻力及矿井等积孔：我公司三个高瓦斯矿井通风阻力及矿井等积孔： 贺西煤矿回风立井贺西煤矿回风立井4439m4439m3 3/min/min，负压，负压1860Pa1860Pa；独胡峁回风井；独胡峁回风井14084m14084m3 3/min,/min,负压负压2230Pa;2230Pa;矿井等积孔矿井等积孔7.97m7.97m2 2。 双柳煤矿回风立井双柳煤矿回风立井15884m15884m3 3/min/min，负压，负压2410Pa2410Pa；矿井等积孔；矿井等积孔7.87m7.87m2 2。 中兴煤矿峁上

54、回风斜井中兴煤矿峁上回风斜井8613m8613m3 3/min/min，负压，负压2750Pa2750Pa，矿井等积孔，矿井等积孔3.34m3.34m2 2；马庄回风立井；马庄回风立井7106m7106m3 3/min,/min,负压负压2380Pa2380Pa，矿井等积孔，矿井等积孔3.01m3.01m2 2。二、采区通风二、采区通风系统系统 采区通风系统是矿井通风系统的主要组成单元采区通风系统是矿井通风系统的主要组成单元, , 包括：包括：采区主要进风、回风和工作面进、回风巷道的布置形式，采区通风路线采区主要进风、回风和工作面进、回风巷道的布置形式，采区通风路线连接形式，工作面通风方式及采

55、区内的风流控制设施等。连接形式，工作面通风方式及采区内的风流控制设施等。v 1 1、采区通风系统的基本要求、采区通风系统的基本要求 采区通风系统主要取决于采区巷道布置和采煤方法，同时满足通风采区通风系统主要取决于采区巷道布置和采煤方法，同时满足通风的特殊要求。在确定采区通风系统时，应遵循安全、经济、简单合理等的特殊要求。在确定采区通风系统时，应遵循安全、经济、简单合理等原则，满足下列基本要求：原则，满足下列基本要求：v 1.11.1、 采区必须实行采区必须实行分区通风分区通风（井下各用风地点的回风直接进入采区（井下各用风地点的回风直接进入采区回风巷或总回风巷的通风方式）。回风巷或总回风巷的通风

56、方式）。 ( (1 1) )、准备采区，必须在采区构成通风系统以后，方可开掘其它巷道。、准备采区，必须在采区构成通风系统以后，方可开掘其它巷道。 ( (2 2) )、采煤工作面必须在采区构成完整的通风、排水系统后，方可采。、采煤工作面必须在采区构成完整的通风、排水系统后，方可采。 ( (3 3) )、高瓦斯矿井、有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险的矿井高瓦斯矿井、有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险的矿井的每个采区和开采容易自燃煤层的采区，必须设置至少的每个采区和开采容易自燃煤层的采区，必须设置至少1 1 条条专用回风巷专用回风巷（在采区巷道中，专门用于回风，不得用于运料、安设电气设备的巷道

57、。（在采区巷道中，专门用于回风，不得用于运料、安设电气设备的巷道。在突出区域，专用回风巷还不得行人）在突出区域，专用回风巷还不得行人）； （4 4）、）、低瓦斯矿井开采煤层群和分层开采采用联合布置的采区，必低瓦斯矿井开采煤层群和分层开采采用联合布置的采区，必须设置须设置1 1条专用回风巷。条专用回风巷。 （5 5）、采区的进、回风巷必须贯穿整个采区，严禁一段为进风巷、采区的进、回风巷必须贯穿整个采区，严禁一段为进风巷、一段为回风巷。一段为回风巷。v 1.21.2、采、掘工作面应实行独立通风采、掘工作面应实行独立通风；采掘工作面的进风和回风不得；采掘工作面的进风和回风不得经过采空区或冒顶区。经过

58、采空区或冒顶区。v 1.31.3、在采区通风系统中，要保证风流流动的稳定性，采掘工作面尽在采区通风系统中，要保证风流流动的稳定性，采掘工作面尽量避免处于角联风路中。量避免处于角联风路中。v 1.4 1.4、在采区通风系统中，应力求通风系统简单，以便在发生事故时在采区通风系统中，应力求通风系统简单，以便在发生事故时易于控制风流和撤退人员。易于控制风流和撤退人员。v 1.51.5、对于必须设置的通风设施对于必须设置的通风设施( (风门、风桥、挡风墙等风门、风桥、挡风墙等) )和通风设备和通风设备( (局部通风机、辅助通风机等局部通风机、辅助通风机等) )，要选择好适当位置，严把规格质量，严，要选择

59、好适当位置，严把规格质量，严格管理制度，保证通风设备安全运转。尽量将主要风门开关、局部通风格管理制度，保证通风设备安全运转。尽量将主要风门开关、局部通风机开停等状态参数和风流变化参数纳入到矿井安全监控系统中，以便及机开停等状态参数和风流变化参数纳入到矿井安全监控系统中，以便及时发现和处理问题。时发现和处理问题。采区通风系统v 1.6 1.6、在采区通风系统中，要保证通风阻力小，通风能力大，风流畅在采区通风系统中，要保证通风阻力小，通风能力大，风流畅通，风量按需分配。因此，应特别注意加强巷道的维护，及时处理局部通，风量按需分配。因此，应特别注意加强巷道的维护，及时处理局部冒顶和堵塞，支护良好，保

60、证有足够的断面冒顶和堵塞，支护良好，保证有足够的断面；采区绞车房和变电所，应采区绞车房和变电所，应实行分区通风。实行分区通风。v 1.71.7、在采区通风系统中，尽量减少采区漏风量，并有利于采空区瓦在采区通风系统中，尽量减少采区漏风量，并有利于采空区瓦斯的合理排放及防止采空区浮煤自燃，使新鲜风流在其流动路线上被加斯的合理排放及防止采空区浮煤自燃，使新鲜风流在其流动路线上被加热与污染的程度最小。热与污染的程度最小。v 1.81.8、设置消防洒水管路、避难硐室和灾变时控制风流的设施。明确设置消防洒水管路、避难硐室和灾变时控制风流的设施。明确避灾路线和安全标志。必要时，建立瓦斯抽放系统、防灭火灌浆系