矿井通风与空间调节 知识点

1、第一章 绪论矿井通风的目的：（1）向矿井输入新鲜空气和排出污浊空气。即依靠通风动力将定量的新鲜空气，沿着既定的通风线路输入井下，以满足回采、掘进工作面及相关硐室的需要；同时，将用过的空气不断排出地表。 （2）保证井下风流质量和数量符合国家安全卫生标准。 （3）创造安全、健康的工作环境，防止各种伤害和爆炸事故。 （4）保障井下人员身体健康和生命安全，保护国家资源和财产。矿井空气流动基本理论：如何判断井下流体的流态，如何建立井下风流流动的能量方程式是阻力计算和系统测定等内容的重要依据，直接影响井下通风效果。矿井通风动力：扇风机是矿井通风系统的心脏。了解扇风机的构造与分类，正确认识扇风机的个体特性曲

2、线和扇风机的工况点以及正确地分析扇风机联合作业是保证通风系统高效率运行的前提。矿井通风系统中风量分配和调节：任何一个设计完好的矿井通风系统，都不是一成不变的。若不能正确、及时地在矿井通风网路中进行风量调节，就不能保证井下用风点的风量和风质。空气流动过程中的能量变化和能量方程：矿内风流在流动过程中会遇到不同类型的阻力而产生相应的能量损失。如何把流体力学的伯努力方程式合理地运用于井下风流的流动，从而建立起适用于矿山井下风流流动的能量方程式是个关键。扇风机的联合运转：当井下一台主扇能力不够时，就需要使用风机联合运转。但扇风机的联合运转不一定能产生预期的效果，甚至可能适得其反。如何结合井下的具体情况，

3、利用扇风机个性特性曲线正确地分析扇风机联合运转的效果是关键。第二章 矿井大气井下空气的主要成分：有O2、N2、CO2，但是N2是惰性气体，故主要还是O2、CO2。井下空气的物理变化：（1）气体混入：井下空气中混入CO2和H2S等气体。 （2）固体混入：井下各作业点所产生的矿尘和其他杂尘浮游在井下空气中。 （3）气象变化：主要是由于井下空气的温度、气压和湿度的变化引起井下空气的体积和浓度变化。入风风源的粉尘含量要求：安全规程规定，就含尘量而言，入风风源的含尘量不大于0.5mg/m3。我国金属非金属矿山安全规程规定：矿内空气的含氧量不得低于20%。井下主要的有害气体是：金属矿山井下常见的对安全生产

4、威胁最大的有毒气体是：CH4、CO2、CO、H2S、NO2、SO2等。我国金属非金属矿山安全规程规定：有人工作或可能有人到达的井巷，CO2浓度不得大于0.5%，总回风流中，CO2浓度不超过1%。有毒气体的主要来源：（1）爆炸时产生的炮烟。炸药在井下爆炸后，产生的大量的有毒有害气体，如CO、NO2等。 （2）柴油机工作时产生的废气。柴油机工作时所排废气的主要成分是氧化氮、CO、醛类和油烟等。 （3）硫化矿物的氧化。在开采高硫矿床时，由于硫化矿物缓慢氧化，产生SO2、H2S等。井下SO2、NO、H2S三种有毒有害气体的共性：三种气体均易溶于水。故可通过喷雾洒水，既降尘又稀释。CO中毒的原理：血红素

5、是人体血液中携带氧气和排出二氧化碳的细胞。人体血液中的血红蛋白专门在肺部吸收空气中的氧气以维持人体的需要，而血红蛋白与CO的亲和能力超过它与氧的亲和力250300倍。一旦二氧化碳进入人体后，血红蛋白与CO亲和就形成CO血红素，因而减少了血红素与氧气结合的机会，妨碍体内的供氧能力，使血红素失去了输氧的功能，使人体各部分组织和细胞产生缺氧现象，引起一系列血液中毒现象，严重时造成窒息死亡。我国关于游离SiO2含量在作业场所空气中的规定：我国关于防止厂矿企业中矽尘危害的决定中规定，含游离SiO2 10%以上的粉尘，每m3空气不得超过2mg；小于10%者，不得超过10mg/m3。相对湿度：在温度相同和压

6、力相同的条件下，空气的绝对湿度和饱和能力的百分比。绝对湿度：单位体积或单位重量的湿空气中所含水蒸气重量的实际值（g/m3或g/kg）。饱和能力：单位体积或单位重量的空气能容纳水蒸气量的极限能力或最大能力（同上）。 温度和饱和能力的关系：当温度升高时，空气的体积增大，空气分子间的孔隙增大，容纳水蒸气的能力增大。即，空气温度越高，空气的饱和能力就越大。=0，即绝对湿度为零，空气绝对干燥。=100，空气达到饱和状态，出现结露现象。露点：在气压不变、水蒸气无增减的情况下，不饱和空气因冷却而达到饱和时的温度。井下入风段湿度的变化规律：一般来说，在矿井进风路线上，冷天相对湿度大，含有一定量水蒸气的冷空气进

7、入井下，气温逐渐升高，其饱和能力逐渐变大，相对湿度变小，沿途要吸收井巷中的水分，则进风段干燥；热天相对湿度低，热空气进入井下，气温逐渐降低，其饱和能力逐渐变小，使其中一部分水蒸气凝结成水珠，故进风段里很潮湿。这就是人们常见的进风段冬干夏湿现象。矿井气候条件三要素：矿井空气的温度、湿度和流速。人体散热基本形式：人体皮肤表面与外界的对流、辐射和汗液蒸发。对流散热取决于周围空气的温度和流速；辐射散热主要取决于环境温度；蒸发散热取决于周围空气的相对湿度和流速。影响人体产热的因素主要取决于劳动强度。影响人体散热的条件：空气的温度、湿度和风速三者的综合状态。地表以下岩石的温度区分带：（1）变温带：温度随地

8、表温度而变化。 （2）恒温带：不受地表温度的变化影响，而稳定不变。其温度近似等于当地年平均气温，深度大约距地表2030米。 （3）增温带：在恒温带以下，岩石温度随深度的增加而增加。空气预热和空气降温的主要方法：（1）空气预热：将一部分空气通过蒸汽、水暖或其他设备，预热到7080，再使其与冷空气混合，混合后的空气温度达到2以上。 （2）空气降温：通过通风、制冷、控制散热源等手段把井下温度将至适宜劳动的温度。影响湿度的因素：地面湿度随季节的变化、地面湿度与地理位置有关。矿内空气温度是矿内气候条件的一个重要因素。矿内空气最适宜劳动的温度是1520度。空气在矿井中流动导致矿井中温度变化的途径：对流温升

9、、换热温升。影响温度的因素：地面空气温度、空气受压缩和膨胀、岩石温度的影响、井下温度变化规律：（1）进风路线上：冬季沿线气温逐渐升高，夏季则相反，冬暖夏凉。 （2）采掘工作面内，温度恒温。 （3）回风路线上，温度变化不大。 （4）对于平硐进风，其温度随四季地面气温而变。改善井下气候条件的主要手段：调节空气温度和风速。衡量矿井气候条件的指标：干球温度、湿球温度、卡他度。卡他度是用来评价劳动条件舒适程度的综合指数，卡他度的大小反映了散热条件的好坏，卡他度的值越大，散热条件越好。第三章 矿内风流的基本性质空气流动必须具备两个条件：一是有通路，二是能量不同。空气本身能量的变化是造成风流流动的根本原因。

10、绝对压力/静压：以真空为测算零点而测得的压力称为绝对压力。用Ps表示。相对压力/静压：以当时当地同标高的大气压力（Ps）为测算零点而测得的压力成为相对压力，用Hs表示。井下空间某一点空气静压的大小与该点在大气中所处的位置和受扇风机所造成的人工压力有关。通常垂直深度每增加100m就要增加1.21.3kPa的压力。动压：流动空气具有一定的动能，动压因空气运动而产生，恒为正值且具有方向。全压：某点风流的全压，即该点的静压和动压的叠加。压入式通风：扇风机安装在入风井，压入新风，井下巷道内的风流都处于正压状态，主要漏风段在进风段。抽出式通风：扇风机安装在回风井，抽出污风，井下巷道内的风流均处于负压状态，

11、主要漏风段在回风段。压力单位：在我国法定计量单位(国际单位制)中以帕斯卡作为压强单位，简称帕。以Pa表示。它的物理意义是每平方米面积所承受多少牛顿（N）的压力。风流的状态：层流、紊流和过渡流。层流：风速极小时，风流中出现分层现象，层与层间互不干扰。这种流态叫层流。紊流：风速较大时，风流在前进途中发生强烈的横向移动，如施放烟雾，将很快弥漫全断面，看不清烟雾的运动轨迹，这种流态称为紊流。过渡流：在层流和紊流之间的流态称为过渡流态或中间流态。流体的运动状态，受着流体的速度、粘滞性和管道尺寸等因素的影响。这三种影响因素，可用一种没有刚量的数值Re（雷诺数）来表示。层流（Re<2300），紊流（R

12、e>2300）。雷诺数Re：V流体在管道中的平均速度（m/s）*d管道直径（m）/u流体粘滞性运动系数（m2/s）水力半径r：反映流体流过管道的难易程度。数字意义是流体的断面面积S（m2）和流体同固体边壁在过流断面上接触的周边长度（湿周）P（m）之比。由于空气的粘性和井巷断面粗糙度的影响，井巷断面上的风速分布量是不均匀的。在边壁附近的层流边层的流速称为边界风速，在层流边层以外，从巷道壁向巷道轴心方向，风速逐渐增大。速度分布系数/风速分布系数：断面上的风速分布与巷道粗糙程度有关。通常巷道轴心附近风速最大。平均风速V与最大风速Vm的比值称为风速分布系数Kv，又称速度场系数。Kv=V/Vmax

13、。巷壁越光滑，Kv值越大，即在断面上风速分布愈均匀。风速测定：用风表测定风速，测风员测风时的位置可分迎面和侧面两种测风方法，用热电式风速仪和皮托管压差计测定风速，皮托管和压差计可用于扇风风硐或风筒内高风速的测定，现有热电式风速仪和皮托管与压差计只能孤立地测定某点风速（动压），采用烟雾、气体或者粉末测量很低的风速或者鉴别通风构筑物漏风。矿内风流的流动形式：固定边界流、自由风流或射流、自由风流的横断面随流动方向逐渐扩散形成圆锥形。紊流扩散系数：K=出口处烟尘平均浓度C1/峒室里的炮烟平均浓度C，K越大，排烟越快。第四章 矿内风流运动的能量方程式气体的压缩性表现在其密度的变化。通风阻力：在矿井通风中

14、，因克服阻力所损失的能量。能校正系数K：其物理意义为该断面上实际流速计算的动能之总和与该断面平均流速计算的动能之和的比值，其大小取决于管道的粗糙度，矿井通风中一般取K=1。扇风机的全压等于扇风机出风口与入风口之间静压差与动压差之和。压入式通风时，扇风机的静压与动压之和与自然风压共同作用，克服矿井阻力，并在出风井口造成动压损失。压入式通风特点：（1）全巷道风流处于正压状态。 （2）扇风机的全压Hf就等于扇风机风硐中风流的全压Ht。抽出式通风时，扇风机在风硐内所造成的静压与自然风压共同作用，克服矿井通风阻力，并在风硐中造成动能损失。抽出式通风特点：（1）全巷道均为负压。 （2）风流全压的绝对值=静

15、压的绝对值-风流动压Hv2。 （3）Hf不等于风流的全压Ht，而是=Ht+出口的动压，Hv3。 （4）风流的全压Ht=矿井通风阻力H12。压入式、通风式和风机在井下的异同点扇风机安装在井下时，扇风机的全压等于扇风机的静压差与进、出口动压差之和。各扇风机的全压分别等于各该风路由进风井口到排风井口的总阻力。（包括出口动压损失）理想流体和实际流体的区别：在研究流体时假设动力粘度为0，即流体没有粘性，这种无粘的流体模型就是理想流体，实际流体当然就是要考虑粘性了。可压缩气体和不可压缩气体的区别：不可压缩气体密度不会变化，可压缩气体密度会变。第五章 矿井通风阻力通风阻力：在通风工程中，空气沿井巷流动时，井

16、巷对风流所呈现的阻力。风压降或风压损失：单位体积风流的能量损失。通风阻力和能量损失的关系：井巷通风阻力是引起风压损失的主要原因，而风压损失则是通风阻力的量度。两者在数量上是相等的。矿井通风阻力类型：摩擦阻力、局部阻力、正面阻力。摩擦阻力：风流沿井巷流动时在全流程上的摩擦阻力，客服摩擦阻力而造成的风流能量的损失，称为摩擦损失。局部阻力：由风流边界的急剧改变所造成的阻力，局部损失同上。正面阻力：由于风流绕过固定边界的四周所引起的阻力，正面损失同上。正面阻力等于正面风阻与风量的平方的乘积。对于层流运动，流体的黏滞力起主导作用。实验和理论都可以得出=64/Re。因此层流中的摩擦阻力计算式就是把带入上式

17、中。本式表明，层流状态下，摩擦阻力与平均风速的一次方成正比。层流和紊流状态下，速度和阻力间的关系是：（1）层流：速度与阻力间是一次方的关系。 （2）紊流：速度与阻力间是2次方的关系。摩擦阻力系数：=/8影响摩擦阻力系数因素：空气密度的影响，巷道断面、周长和长度，摩擦阻力系数，温度，风速，压力等。摩擦风阻：Rf=PL/S3。摩擦阻力定律：Hf=Rf*Q2：任一井巷的摩擦阻力等于该井巷的摩擦风阻与流过该井巷的风量平方的乘积，摩擦阻力通常占全矿通风阻力的80%。矿井摩擦阻力系数的确定途径：查找专门的设计手册选取和通过现场实测。矿井通风阻力定律：h=RQ2。R-风阻 Q-风量。矿井通风阻力h等于井巷的

18、风阻R与流过该井巷的风量Q平方的乘积。降低摩擦阻力的技术手段：增大井巷断面S；采用两条或多条巷道并联；尽量缩短井下风流的路线；尽量采用周长小断面的形状；尽量采用相对粗糙度小的支护形式；在条件允许的情况下降低风速。降低局部阻力方法：将突然扩大或突然缩小的井巷做成渐大或渐缩的形状；增设导风板，降低局部阻力系数；井巷避免直角转弯，转弯处的内外侧要做成圆弧形。降低正面阻力方法：清除井巷内的堆积物，井巷内不能随意停放车辆、堆积木材或器材；将永久的正面阻力物体做成流线形。风阻R反映矿井通风阻力难易程度原因：由矿井通风阻力计算公式可知，在风量Q一定时，阻力h与风阻R成正比。因此，井巷风阻R是反映井巷通风难易

19、程度的一个重要指标。等积孔A：人们用来描述衡量通风阻力的参数指标。与矿井通风阻值相当的理想孔口的面积值。井巷风阻越小，等积孔A越大，通风越容易。风阻R和等积孔A的异同点：两者都能反映井巷通风的难易程度。风阻R越大，通风阻力越大；等积孔A越大，通风阻力越小。井巷风阻特性曲线：根据矿井通风阻力定律可知，当井巷风阻一定时，井巷通风阻力与风量成正比。则取不同的风量值便可得到不同的阻力值。在以风量为横轴，以风压为纵轴的坐标系中标出这些不同的点，并用曲线连接，便可得到一条抛物线，该抛物线是由井巷风阻确定的，称为井巷特性曲线。 由井巷风阻曲线可知，风阻越大，风阻曲线越陡。当用图解法解通风网路和进行扇风机二次

20、分析时，井巷风阻曲线是不可缺少的条件之一。第六章 矿井自然通风通风动力：克服通风阻力的能量或压力叫通风动力。矿井通风动力通常指扇风机的风压和自然风压。自然通风：由自然因素作用而形成的通风。自然风压的概念：书76页。如果自然风压是正的，意味着：自然风压的风流方向与扇风机造成的风流方向相反，成为阻力。形成自然通风的基本原理：由于矿井有两个以上的出口，并且它们的空气柱密度不同。压差：进、出风井空气柱由于密度不同引起的能量之差值，叫自然通风的压差或自然压差。矿井自然通风形成的原因：矿内空气与外界发生了热能或其他形式的能量交换，而促使空气做功，用以克服矿井通风阻力，维持空气流动。其特点是，它使冷而重的空

21、气向下流动，然而轻的空气向上流动。矿井温度的确定：（1）生产矿井各处的气温可实测。 （2）新设计矿井时：1.进风井口气温可取该标高处地表的日平均温度。 2.进风井底的气温应参考附近矿山的实际资料。 3.回风井底的气温，可按该深度处岩体温度减去1-2。 4.回风井口的气温可按每上升100m，气温下降0.4-0.5。影响自然风压因素：温度、压力、气体常数、相对湿度、位置、空气成分、湿度、井深、风机运转。 书86页。自然风压和自然风量的关系：无论是冬季还是夏季，自然风量的增加对自然风压的影响不大，故通常忽视这种影响，认为自然风压不随风量而变。利用和控制自然风压：书88页。自然风压和扇风机联合作业：（

22、1）从理论上，在既有风扇工作，又有自然风压工作的矿井里，通风网路中风流的状况取决于风扇与自然风压的联合作业情况。 （2）如果矿井有几个水平，没有主扇而是自然通风，各个水平的自然通风量取决于各种水平的自然风压和相关的风阻，相当于各个水平安有一台相应风压的小风扇联合作业。 （3）在多水平的深矿井，进回风井对角式布置，自然通风时，由于进风气温变化，常出现风流循环的现象。设计和建立合理的通风系统：（1）一般来说，平硐开拓的矿井，上行自然通风比下行自然通风的时间多。拟定通风系统时，必须充分利用低温季节的上行自然风流，而对高温季节的下行自然风流采取适当的限制措施。 （2）在丘陵和平缓地带用井筒开拓的矿井，

23、尽可能利用进风与回风井口的高差。进风井的标高应低些，回风井的标高应高些。井口平硐口尽可能朝着常年主导风向。另进风井口可设在背阳处。降低风阻：在一定时期，一定范围内自然风压基本上是定值，则降低风阻就能提高风量。主要措施有：并联通风，消除杂物扩大过风断面等。人工调整进回风井空气温差：如有的矿山在进风井巷设置水幕或者淋水，既冷却空气，又净化风源。但排水是个问题。控制高温季节下行自然风流：（1）堵：密闭采空区，隔绝风流下行。 （2）抵抗：用小风机压出。 （3）抽：选择合适的通道，用风扇把下行自然风抽出，同时排走下部的新风。第七章 矿井机械通风风量：单位时间内通过风扇入口的空气体积。矿用扇风机分类：（1

24、）按用途分类：主扇、辅扇、局扇。 （2）按结构分类：轴流式、离心式。主扇：服务于全矿或矿井某一翼。辅扇：服务于矿井通风网路的某一分支风路，帮助主扇工作，以保证该分支所需的风量。局扇：服务于独头巷道掘进。扇风机的工作参数：风量、风压、功率、效率。书93页。风压：是风扇对空气做功，消耗每1m3空气的能量。称为风扇的全压Ht。全压总是由静压Hf和动压Hv组成。扇风机工况的选择：书101页和下图。风机的最佳运行条件/合理的风机工况点应满足于如下两个条件：（1）风扇工作时稳定性好，即工况点的风压不应超过曲线驼峰点风压的90%，工况点更不能落在曲线驼峰点以左-非稳定工作的区段。 （2）风扇的工作效率要高，

25、效率不应低于60%。风扇的联合作业：一台以上的风扇在同一网路上的工作。风扇的联合工作可分为：串联和并联。风机联合作业的分析方法：作图求解法，解方程组方法扇风机运转特性曲线：动轮叶道等过风部件产生的阻力、冲击损失、环流损失。工况点：指风机在某一特定转速和工作风阻条件下的工作参数。如风量H和阻力Q。用图解法求风机联合运转的工况的最基本方法是：（1）利用风扇个体特性曲线和网路风阻曲线，运用风机变位和风机合成的概念，讲通风网路简化为等值的“单机”网路，求出等值“单机”的联合工况点。 （2）再由此联合工况点按网路变简的相反程序进行分解，逐步返回原来的网路，即可获得各风机的实际运转工况点。扇风机串联作业：

26、一个风扇的吸风口直接或通过一段巷道联结到另一风扇的出口，同时运转，称为风扇串联工作。风扇串联特点：a.通过网路的总风量等于每台扇风机的工作风量。即Q0=Q1=Q2。 b.两台风扇的工作风压之和等于所克服的网路总阻力。即H0=H1+H2。扇风机与自然风压串联：风机与自然风压联合工作，类似于两个风机串联。 结论：当自然风压为正时，风机与自然风压共同作用克服矿井通风阻力，使风量增加；当自然风压为负时，成为矿井通风阻力。扇风机并联作业：两台风机的吸风口直接或通过一段巷道连结在一起工作叫通风机并联。风机并联分为集中并联和对角并联。风机并联特点：.通过网路的总风量等于每台风扇的工作风量之和。Q0=Q1+Q

27、2。.网路总阻力等于每台风扇的工作风压。H0=H1=H2。扇风机并联注意事项：（1）并联作业用于管网风阻较小，但风机能力小而风量不足的情况。 （2）影响稳定性运转的因素有三：网络风阻；风机个性特性曲线；并联合成曲线的形状。 （3）自然风压的出现，可能使风机的H-Q曲线或风阻曲线变化，也可能影响并联运转的稳定性。 （4）为保证风机并联运转的稳定性和有效性，可采取：降低公共端的风阻；尽可能使两翼风机的风量、风压相等；调整风机转速，叶片安装角时，必要时应两台风机同时调整。 （5）单机运转稳定，并联后不一定稳定。第八章 矿井风流基本定律和风量分配节点：三条及三条以上巷道的交汇点。分支巷道：两节点之间的

28、联接巷道。网孔：两条以上分支巷道形成的闭合线路。通风网路：由多条分支巷道及网孔形成的通风网路。风流在网路流动遵循的定律：能量守恒定律、风量平衡定律、风压平衡定律、阻力定律。通风网路的构成：串联、并联、简单角联、复杂联结。风量平衡定律：网路中流进某一节点或网孔的风量之和等于流出该节点或网孔的风量之和。风压平衡定律：指在任一闭合回路中，各分支的通风阻力代数和等于该回路中自然风压与通风机风压的代数和。 书122页。串联网路：若干巷道顺次首尾相接。串联网路的性质：（1）根据风量平衡定律，在串联网路中，各条巷道的风量相等。 （2）由能量方程可知，系统总阻力，即系统始、末断面的总机械能之差，等于各串联分支

29、始、末断面总机械能差的迭加。所以串联时的总阻力等于各分支阻力之和。 （3）根据阻力定律，串联网路的总风阻R0等于各条巷道风阻之和。 （4）当矿井风阻用等积孔表示时，R=1.42/A2。并联通风网路：由两条或两条以上具有相同始节点和末节点的分支所组成的通风网路。并联通风网路性质：（1）根据风量平衡定律，并联网路总风量为各分支风量之和。 （2）根据风压平衡定律，并联网路总风压降等于各分支巷道的风压降。 （3）并联网路的总风阻比任一并联分支巷道的风阻为小。串联通风网路缺点：书125页。与串联网路相比，并联网路的优点：（1）总风阻及总阻力较小，并联网路的总风阻比其中任一分支的风阻都小。 （2）各并联分

30、支的风量可用改变分支风阻等方法，按需进行调节。 （3）各并联分支都有独立的新鲜风流，串联则不然，后一风路的入风是前一风路排出的污风，互相影响大，尤其是在发生事故时，串联的危害更为显著。 书126页。角联通风网路：两并联巷道中间有一条以上的联络巷道，使一侧巷道与另一侧巷道彼此相联，所构成的网路。对角巷道：起联结作用的巷道。边缘巷道：两支并联巷道。简单角联网路：仅一条对角巷道的网路。复杂角联：有两条以上对角巷道的通风网路。对角巷道中风流方向是不稳定的，它随两侧边缘巷道风阻的变化而变化，可能出现无风或反风（正、反）现象，因此可能给通风造成麻烦。对角巷道的风流方向，主要取决于对角巷道前后各边缘巷道风阻

31、的比值，而与对角巷道本身风阻无关。若某一侧巷道前后边缘风阻之比大于另一侧，则风流流向该一侧。无害网路：当通风网路中对角巷道风流方向改变的结果，并未引起工作面风流方向改变或未造成灾害性影响的角联网路。（回风道之前，或进风道之间的对角巷道）。有害角联：由于边缘巷道风阻比例关系变化，会引起工作面风流方向改变或造成灾害的角联网路。（如进风道与工作面之间，工作面与工作面之间的对角巷道）。有害角联的处理方法：（1）切断对角巷道的风流。 （2）改变边缘巷道的风阻配比，以保持对角巷道风流方向的稳定性。 （3）用辅扇扭转风流方向。 （4）改变网路结构，变角联通风网路为并联通风网路。第九章 矿井风量调节风量调节：

32、增阻、降阻、辅扇、空气幕、综合调节法。书127页。增阻调节的实质：就是以并联网路中阻力最大的风路的阻力值为基础，在各阻力较小的风路（若不止两条巷道并联）中增加局部阻力，使各条风路的阻力达到平衡。增加局部阻力的方法：书127页。增阻调节法评价：它使通风网路总风阻增大；总风量减少值的大小与主扇性能曲线的陡缓程度有关；调节风窗应安装在回风巷道中，以免影响运粮；有时也可用风帘、风幕等代替风窗；它的主要优点是：简单易行、见效快、投资低；它的主要缺点是：增大了矿井总阻力，降低了总风量。降阻调节的实质：就是以并联网路中阻力最小的风路的阻力值为基础，把各阻力较大的风路（若不止两条巷道并联）中的阻力降下来，把各

33、条风路的阻力达到平衡。 书129页。辅扇调节法适用范围：当并联网路中两并联风路的阻力相差悬殊，用增阻或减阻调节都不合理或不经济时，可采用辅扇调节法。辅扇调节法的实质：是在阻力大的巷道中安设辅扇，其所生成的有效压力等于两并联风路中的阻力差值。辅扇调节的类型：带风墙的辅扇调节法和无风墙的辅扇调节法。带风墙的辅扇调节法：若在主运输道上，则辅扇应设在绕道中，且在主运输道上设两道风门。 注意事项：辅扇能力太小，达不到目的；辅扇能力太大，则有可能造成两种情况：使另一条并联风路风量大大减少和使另一条并联风路的风向反向；风墙不严密，将造成局部风流循环。无风扇的辅扇调节法：无风墙辅扇不带风墙，辅扇的作用是靠它的

34、出口动压引射风流。其出口动压除了克服突然扩大的能量损失和风流绕过扇风机的能量损失外，所剩余的能量即用来克服巷道阻力。书132页。增阻、降阻、辅扇调节哪种方法更好：书133页。矿井总风量的调节：书133页。改变扇风机的工作特性：改变扇风机的转数、安装前导器、改变轴流式扇风机叶片安装角。改变矿井的风阻特性：改变矿井风阻特性，可通过降阻调节或增阻调节，降阻的方法主要是扩大巷道断面；改变支架形式或增加并联风路。矿内空气幕（风幕）：是由扇风机通过供风器以较高的风速按一定方向喷射而出来的一股扁平射流，可用于隔断巷道中的风流或调节巷道中的风量。空气幕调节法优点：灵活方便，在需要增加风量的巷道中，顺巷道风流方

35、向工作，起增压调节作用；在需要减少风量的巷道中，逆风流方向工作，起增阻调节作用。在运输巷道中可代替风门起隔断风流的作用；还可用来防止漏风，控制风向，防止平硐口结冻和保护工作地点防止有毒气体侵入。可安设在运输频繁的巷道中而不影响运输。第十章 矿井通风系统矿井通风系统：通风动力、通风网路、通风构筑物。矿井通风系统：是指向井下各作业地点供给新鲜空气，排除污浊空气的通风网路、通风动力和通风控制设施的总称。矿井通风系统至少有一个进风井，一个回风井。矿井通风系统的好坏直接影响矿井的生产、安全和经济效率。建立矿井通风系统的原则：在安全生产的前提下，力求经济合理。即在保证生产工作面用风的风量和风质前提下，减少

36、通风工程量，节约资金。因地制宜，根据具体矿山的地形地貌、矿体开拓、采矿方法等情况，确定合理的通风系统。建立通风系统要解决的问题：（1）减少漏风，提高有效风量率：1.外部：如压入式通风的进风段，抽出式通风的回风段。 2.内部：如风门，密闭漏风。 （2）减少串联，防止风流污染。 （3）控制自然风压，防止风流反向。 （4）入风井防冻。统一通风：一个矿井构成一个整体的通风系统。统一通风类型：矿井各采区共用进风井和回风井；矿井各采区共用进风井而不共用回风井；或共用回风井而不共用进风井。统一通风特点：入排风比较集中，使用的通风设备少，全矿一个系统，便于管理。对开采范围不太大的深矿井尤为合理。分区通风：一个

37、矿井划分为若干个独立的通风系统，风流互不干扰，称为分区通风。（分区通风各通风系统是处于统一开拓系统中，井巷间存在一定的联系。）分区通风特点：（1）简化了通风网路，风流容易控制，特别是矿井发生火灾时不会波及全矿井，需要反风时也较容易。 （2）各系统之间的隔离设施往往给人行、运输带来不便。 （3）分区通风所需的井巷工程多，通风设备多，投资较大。分区通风适用范围：（1）矿体埋藏线分散，有现成井筒可供利用。 （2）矿体走向长，通风网络过于复杂的矿井。 （3）围岩或矿石有自燃发火可能的矿井。分区通风的区域划分：矿体分区、中段分区、采区分区、通风分区。中央式：进、回风井集中布置在矿体中部或一端，新风由进风

38、井进入矿井，污风折返至回风井排出的，称中央式。对角式：进、回风井沿矿床走向或环绕矿床周围分散布置，新风由进风井进入矿井冲洗工作面后，污风径直流向回风井排出的，称为对角式。在金属矿中得到广泛利用。混合式：采用对角式和中央式混合布置的，称为混合式。中央式布置方案：（1）进、回风井均布置在矿床走向中央，且互相靠近。 （2）进、回风井均集中布置在矿床走向的一端。中央式特点：基建费用少，投产快，地基面筑屋集中。适用于矿体走向不长，要求尽早投产，或矿体端部尚未探测或端部地形等条件不宜安装主扇的矿井。对角式布置方案：（1）进风井在矿床走向一侧，回风井在矿床另一侧（单翼对角）。 （2）进风井布置在矿走向一端，

39、在矿床走向的另一端或沿走向分别布置几个回风井。 （3）进风井在矿床走向中央，在走向的两端各设一回风井，或在矿床走向中央设回风井，在走向两端各设一进风井（双翼双角式）。对角式特点：风流线路短，漏风少，排出的污风距场地较远。主扇工作方式：抽出式、压入式、混合式、多风机式。抽出式：主扇安装在回风井口，整个矿井通风系统都处于低于当地大气压力的负压状态，当矿井与地面间存在漏风通道时，漏风从地面漏向矿内。抽出式特点：（1）风流控制设施设在回风段，不影响人行、运输，管理方便。 （2）回风段压力梯度高，有利于污风迅速排走。 （3）回风系统不严密时，易造成短路吸风现象。 （4）对北方入风井防冻不利。 （5）矿风

40、流经主扇，对主扇腐蚀严重。抽出式适用条件：（1）只要能形成一个完整的回风系统，一般都可使用。 （2）平原地带或丘陵地带的深部矿井，或采用崩落法回采但覆盖岩层薄、透气性强的矿井。压入式：主扇安装在回风井口，整个通风系统都处于高于当地大气压力的正压状态，矿井地面漏风是从矿内漏向矿外。压入式特点：（1）风流控制设施安设在入风段，影响人行、运输。 （2）回风段压力梯度低，对排烟不利。 （3）入风段漏风严重。 （4）有利于井口防冻。压入式适用条件：（1）难以维护一个完整的回风系统。 （2）矿井有专用入风巷，能将新鲜风流直接送往作业区。 （3）采用崩落法回采且覆盖岩层薄，透气性强，采用抽出式通风不能控制漏

41、风的矿井。 （4）矿石或岩层含放射性元素，为了抑制氡及其子体向外扩散。混合式：（1）一风机在入风井口作压入式工作，另一风机在回风井口作抽出式工作。 （2）通风系统的进风部分均处于正压状态，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，因而，采空区通连地表的漏风较小。混合式特点：漏风少，排烟快，不易受干扰；使用的设备多。混合式适用条件：矿内与外部沟通多的矿井；有自燃发火危险的矿山，防止漏风；防冻。主扇安装在地面（1）优点：井下发生火灾易实现反风；大爆破冲击波或井下其它灾害不易使主扇收到破坏。 （2）缺点：井口密闭和主扇安装的短路漏风较大；当工作面距主扇很远时，沿途漏风量大；当地形条件

42、复杂时，地面主扇的安装费用高，且安全收到威胁。主扇安装在井下（1）优点：主扇装置的漏风较少；有效风量率较高；可同时利用多井进风和多井回风，降低矿井通风阻力和减少密闭工作。 （2）缺点：安装、检修不便；易受井下大爆破或其他灾害的破坏；井下发生火灾时，可能烟火侵入主扇机房而不能实现反风。中段通风网路：联结进风井和回风井的通风干线，它由中段进风道、中段回风道、矿井总回风道和集中回风天井等巷道联结而成。中段进风道：通常是中段运输道必要时也可开凿专用进风道。中段回风道：通常是利用中上段已结束作业的运输道，必要时也可设专用回风道。总回风道和集中回风天井：总回风道汇集各中段回风道的污风；而各中段的污风又是通

43、过各中段的集中回风天井输送的。阶梯式网路特点：是利用中上段已结束生产的部分运输巷道作本中段回风道，可适应中上段超前回采的情况。阶梯式通风网路的受限条件：必须严格遵守开采顺序，即上中段一定要保证超前下中段。棋盘式网路特点：利用上部已结束的生产中段运输平巷作总回风道，下部各生产中段每隔一定距离布置通风天井，井用风桥跨过各运输中段与总回风道联通。只有一个总回风平巷，各中段的污风均通过贯穿各中段的回风天井送入总回风道。专用天井多，通风构筑物多。梳式网路特点：是每一个中段水平开掘双巷，一条进风，一条回风。新风由穿脉进入采场，污风由穿脉送到回风巷。梳式通风网路缺陷：工程量大，入、回风相距很近，密闭不严，容

44、易漏风。上下间隔式网路特点：是两个中段共设立一条回风道，上中段下行回风，下中段上行回风。能解决上、下中段污风串联问题，但部分工作面采用下向风流，风流较难管理。采场通风类型：无耙道水平的采场通风，有耙道水平的采场通风，无底柱分段崩落法采场通风。局部通风：无底柱分段崩落法由于采掘作业均在独头巷道中，依靠局扇和风筒将进路联络道中的风流引入回采进路，为此，必须保证进路联络道中有较强主风流。爆堆通风：回采进路的通风不依靠局扇，而是利用主扇或辅扇的风压，将回采工作面的烟尘引向回采进路矿岩的爆堆，污风通过崩落覆岩排出地表。当地表不崩落时，利用抽出式主扇在爆堆中形成负压，使污风通过爆堆排入矿井主回风井巷。这种

45、通风方法叫爆堆通风。爆堆通风适用范围：适用于矿岩坚硬，不含泥沙，遇水不泥化，无粘结性。矿岩块度适中，且较均匀，透气性好。通风构筑物：用来引导风流、遮断风流和控制风量的装置。 通风构筑物分类：（1）一类是通过风流的通风构筑物，包括主扇风硐、反风装置、风桥、导风板、调节风窗和风幛。（2）另一类是遮断风流的通风构筑物，包括挡风墙和风门等。 主扇风硐：风硐是主扇和风井间的一段联络道，风硐设计、施工最重要的一个问题就是要降低风硐阻力和减少风硐的漏风，因为通过风硐的风量大，而且风硐内外压差也很大。 扩散器和扩散塔：风机出风口外联接一段断面逐渐扩大的风筒；扩散器后面的方形风硐和排风弯管；作用都是为了降低风机

46、的出口动压损失。 风桥：当通风系统中进风道与回风道需水平交叉时，为使进风和回风互相隔开需要构筑风桥。 风桥的形式：（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。 三种风桥图解： 导风板：（1）降阻引风板：在过风量较大的巷道直角转弯处，为降低通风阻力，可用铁板制成机翼形成普通弧形导风板，减少风流冲击的能量损失。 （2）引风导风板：压入式通风的矿井，为防止井底车场漏风，在入风石门与中段沿脉巷道交叉处，安设引导风流的导风板，利用风流动压的方向性，改变风流分配状况，提高矿井有效风量率。 （3）汇流导风板：在三岔口巷道中

47、，当两股风流对头相遇汇合在一起时，可安装汇流导风板，减少风流相遇时的冲击能量损失。 调节风窗：是从增加巷道局部阻力的方式调节巷道风量的通风构筑物，通过窗口面积的大小来改变矿井的风量。压入式设在中段进风道；抽出式设在各中段回风道。 纵向风障：是沿巷道长度方向砌筑的风墙，它将一个巷道隔成两个格间，一格进风，另一格回风。 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，并用石灰、黄泥抹面。 （2）永久密闭：常用料石、砖、水泥等不燃性材料修筑。 风门：风门是矿井通风系统中既要隔断风流又要让行人、运输通过的通风构筑物。 风门安设地点：在行人或通车不多的地方，可构筑普通风门。在行人、通车比较频繁的主要运输道上，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