矿井通风管理与监测

矿井通风管理与监测第1页/共51页2023/4/2022023/4/20212.1概述GeneralIntroduction由于矿井生产条件的变化（如开采的延伸，年产量的变化，采矿方法的变化等）可能导致矿内需风量，矿内风阻及矿内空气成分的变化，而影响生产和工人作业环境。因此，必须定期进行通风检查，加强通风管理，以保证一个良好的、工作环境。第2页/共51页2023/4/2032023/4/20312.2矿井通风管理与监测的主要内容（1）

MainContentsforManagementandMonitoringinMineVentilation

1矿内空气成分与矿内气候条件的检查；

2矿井空气含尘量的检查；

3全矿风量和风速的检查；

4全矿通风阻力的检查；

5矿井主扇工况的检查和辅扇、局扇工作情况的检查；

6根据生产情况，确定各时期全矿所需风量，并将风量合理分配到各需风点；

7通风构筑物和主要通风井巷的检查与维护；

8自燃发火矿井的火区密闭检查及全矿消防火的检查与处理。第3页/共51页2023/4/2042023/4/20412.2矿井通风管理与监测的主要内容（2）

MainContentsforManagementandMonitoringinMineVentilation

为了加强通风管理，必须建立以下制度：

1计划与设计会审制度；

2通风防尘检查测定制度；

3通风防尘仪表、设备管理制度；

4井下作业人员通风防尘手则；

5通风防尘奖惩制度。第4页/共51页2023/4/205512.3矿井总风量和风量分配的测定12.3.1测定目的

12.3.2测点布置

12.3.3测定顺序

12.3.4断面测量与计算

12.3.5风速测定

12.3.6风量测定数据整理第5页/共51页2023/4/206612.3.1测定目的掌握矿井总入风和总排风量，检查风机风量是否满足矿井生产的要求，是否有潜力可挖。检查矿井有效风量率是否在规定的60%以上。了解矿井漏风情况，找出主要的漏风地段。分析中段总入风和总排风情况，检查风量分配是否均衡、合理及风流循环情况。检查作业面风量、风速和风质是否符合要求，计算作业面有效风量率、作业面风速合格率及作业面风质合格率。检查井巷风速是否在最高允许风速范围之内。第6页/共51页2023/4/207712.3.2测点布置（1）

1

布置原则测点应布置平直的巷道中，测点附近最少要有10-15米断面无明显变化的巷道；测点本身的长度不得小于4米，断面应规整一致；测点不得设在风流分支或汇合处附近；测点附近不得有障碍物；测点应挂有记录牌并注有编号。各分支巷道和所有的作业面都要布置测点。只要有风流通过的地方都应该布置测点。在满足测定目的的前提下，布置的测点数越少越好。第7页/共51页2023/4/208812.3.2测点布置（2）

2

布置地点测点具体布置在如下地点：主扇——确定矿井总风量；风井——检查主扇漏风；主要分支巷道——了解风量分配是否合理；作业面——了解风量利用情况，考核风量分配是否合理，计算有效风量率和风速合格率；辅扇——前后布点检查循环风和风量分配；需进一步查明漏风、串联风和循环风的其他地点。第8页/共51页2023/4/209912.3.3测定顺序测定工作最好在一个班内完成，以免井下气候和生产条件变化带来的影响。只要测定仪器和人员足够，就可分组测定。以保证不漏掉测点，而路程又最短为原则，通常一个组测一个中段，根据测定线路，先测进风、回风，然后测分支巷道，再测作业面的风量。若测定工作不能在一个班内完成，只好将测点分成若干等级来测。如从总进风开始向总排风路线进行测定，或从总排风向总进风路线进行测定。在逐级测定过程中，每次最少要将该级测点全部测完。第9页/共51页2023/4/20101012.3.4断面测量与计算断面测量仪器主要有塔尺，皮尺，钢尺等。规则断面按相应的面积公式测定和计算。

测量非规则断面时，先用皮卷

尺测出巷道净宽度B，再把巷道净宽度等分成n等分，然后用塔尺测量每个等分点的高度b，如图所示。按下式计算面积。第10页/共51页2023/4/20111112.3.5风速测定(1)由于巷道断面上的各点风速是不同的，为了测得平均风速，可采用线路法或定点法测定风速。线路法是风表按一定的线路均匀移动，如左图所示；定点法是将巷道断面分为若干格，风表在每一个格内停留相等的时间进行测定，如右图所示。根据断面大小，常用的有9点法、12点法等。第11页/共51页2023/4/20121212.3.5风速测定(2)

迎面法是测风员面向风流，将手臂伸向前方测风。由于测风断面位于人体前方，且人体阻挡了风流，使风表的读数值偏小，需将测得的风速乘以1.14的校正系数。侧身法是测风员背向巷道壁站立，手持风表将手臂向风流垂直方向伸直，然后在巷道断面内作均匀移动。由于测风员立于测风断面内减少了通风面积，从而增大了风速，故需对测得的风速进行校正。校正系数K由下式计算：式中:S—测风站的断面积;

0.4—测风员阻挡风流的面积。第12页/共51页2023/4/20131312.3.5风速测定(3)用预先经过检查和校正的风表依次测定各测点的风速，每个测点连续测2次，取平均值。若2次的相对误差超过5%，则需重测。用温度计和湿度计测定空气的温度和湿度；用空盒气压计测定气压，将测得的数据记录在专用表格上。第13页/共51页2023/4/20141412.3.6风量测定数据整理按断面平均风速和净断面积计算各测点的风量。把实测条件下空气密度为的风量

换算成标准状态空气密度条件下的风量值。将各测点的风量值标示在通风系统图或有关的阶段平面图上，分析漏风地点或漏风区段及其漏风量的大小；分析矿内风量分配是否合理，总风量和各作业地点的风量是否满足需要。提出测定报告，报告的内容包括测定结果、现状分析、存在问题、改进措施与建议等。第14页/共51页2023/4/20151512.4矿井通风阻力的测定

12.4.1理论依据12.4.2测定目的12.4.3线路选择

12.4.4测点布置第15页/共51页2023/4/20162023/4/201612.4.1理论依据

根据矿井通风的能量方程式可知，风流沿矿山井巷流动时，任何一段井巷的通风阻力，在数值上等于该段井巷始末两个断面上风流的绝对静压差、位能差、动压差之和。这个结论是进行矿井通风阻力测定的理论根据。第16页/共51页2023/4/20172023/4/201712.4.2测定目的（1）

了解通风状况变化的原因。在矿井通风中，由于主要风道的延长与缩短，巷道受地压活动而变形，巷道阻塞以及通风网路结构的变化，都会改变矿井风阻，影响主扇工况和矿井的风量分配。为了查明通风状况变化的原因，必须根据各个时期矿井通风阻力的全面测定资料对照分析，从而提出改进通风系统的合理方案。

找出降低风阻的重点区段。降低矿井风阻是为了减少通风阻力，因此降低风阻的地点应当选择在高通风阻力的区段，而不一定是风阻最大的区段。这就必须通过通风阻力的全面测定才能发现。第17页/共51页2023/4/20182023/4/201812.4.2测定目的（2）

找出容易产生大量漏风的区段。由于漏风量不仅取决于漏风系数，而且取决于风压，因此在压差大的区段中容易产生大量漏风。

查明矿井中可能产生循环风的区段。在抽出式通风的矿进中，如果出现正的风压区，或者压入式通风的矿井中出现有负的风压区，我们称之为风压异常区。在风压异常中发生的漏风有可能成为循环风，通过通风阻力的全面测定，可以确定风压异常的范围，从而引起注意。

第18页/共51页2023/4/20192023/4/201912.4.2测定目的（3）

确定主扇联合运转的稳定性。在一个矿井中，如果有多台主扇联合运转，则一台主扇工况的改变会影响其他主扇，而其影响的程度与各台主扇的共同段中通风阻力的多少有关。通过通风阻力的全面测定，可以确定共同段通风阻力占最小风机风压的比率，从而知道风机联合运转的稳定程度如何。第19页/共51页2023/4/20202023/4/202012.4.4测定方法（1）精密压差计和皮托管测定法（2）恒温压差计测定法（3）精密气压计测定法第20页/共51页2023/4/20212023/4/202112.4.4测定方法（1）精密压差计和皮托管测定法a.选择测定线路与布置测点由于通风阻力与风量有关，故在选定的线路中，凡属有

分风的地方都要布置测点。即根据风量的变化划分测段。由于通风阻力与风阻有关，故在坑道摩擦阻力有明显改变时（如支护形式、断面等发生变化）需要布置测点，即根据风阻的变化划分测段。有较大局部阻力（包括风窗）和正面阻力（如风速高的风道中堆积大量废石）的地方，需要在其前后布置测点。

第21页/共51页2023/4/20222023/4/202212.4.4测定方法遇有辅扇时需要在其前后布置测点。测点处的风流应是比较稳定的，故必须使测点前后各有一段断面变化比较均匀的直巷，其距离为：在测点前约等于三倍巷道直径，在测点后约等于二倍巷道直径。测点位置用明显的标志标出，在布点的同时，可以量取测段长度和做巷道特征记录，以减少正式测定时的工作量，提高测定速度。在相互并联的几条巷道中，沿其中任何一条巷道测定阻力均可，其余巷道中布置风量测点，求出各风道风阻。第22页/共51页2023/4/20232023/4/202312.4.4测定方法b.人员分工与组织c.测定仪表与工具准备d.井下测定工作第23页/共51页2023/4/20242023/4/202412.4.4测定方法e.测定资料的计算和整理为便于比较，可根据全矿通风阻力值与全矿风量值计算出矿井总风阻或矿井等积孔。第24页/共51页2023/4/20252023/4/202512.4.4测定方法e.测定资料的计算和整理优点：精确度较高，可以用来测定小区域的通风阻力，同时测定资料的整理和计算也比较简单，在我国金属矿山和煤矿中应用都比较普遍。缺点：测定工作比较麻烦和复杂，特别是收放胶皮管的工作量很大，所需的测定时间较长，所需测定人员也较多。因此，在矿井正常作业的条件下，尤其是在运输频繁的井巷中测定困难。第25页/共51页2023/4/20262023/4/202612.4.4测定方法（2）恒温压差计测定法1）测定前的准备工作a.选定路线和布置测点b.测定仪表与工具准备c.井下实测前，分工明确，仪表、工具、记录表格要齐全。2）井下测定工作第26页/共51页2023/4/20272023/4/202712.4.4测定方法3）资料整理与计算恒温压差计井下测定工作简单、方便，缩短测定时间，适合于竖井、斜井和其他不便使用法1时的通风阻力的测定。第27页/共51页2023/4/20282023/4/202812.4.4测定方法（3）精密气压计测定法恒温压差计难以保持高度的气密性，使得测定过程中容器内难以保持恒定的温度，造成测定结果产生较大误差。而以测量绝对气压为目的的各种类型的精密气压计，从结构原理上消除了恒温压差计的缺点，具有较高的精度。第28页/共51页2023/4/20292023/4/202912.4.4测定方法（4）数据处理及可靠性检查1）数据处理内容：平均风速计算、空气密度计算、井巷风量计算、井巷相对静压和动压计算、井巷之间通风阻力计算、全矿通风阻力计算、各井巷风阻和摩擦阻力系数计算及矿井压能图的绘制。第29页/共51页2023/4/20302023/4/203012.4.4测定方法1）数据处理内容：第30页/共51页2023/4/20312023/4/203112.4.4测定方法1）数据处理内容：第31页/共51页2023/4/20322023/4/203212.4.4测定方法2）测定结果可靠性检查a.风量的校验风量平衡定律b.通风阻力的校验风路的校验（风压平衡定律）全矿井系统总阻力的校验第32页/共51页2023/4/20332023/4/203312.4.4测定方法（5）矿井通风阻力测定报告的编写主要内容：1）矿井概况2）通风安全概况3）测量计划和步骤4）资料汇总与计算5）误差分析6）压力坡线图和压能图7）测定结果分析第33页/共51页2023/4/20342023/4/203412.5主扇工况测定主扇工况测定的主要任务是：测定主扇的风量和风压，分析主扇风量是否满足生产实际的需要，是否需要调节和怎样调节，计算矿井通风阻力与矿井总风阻或矿井等积孔，分析风阻是否过大、是否与主扇性能相匹配以及主扇工况点是否处在主扇特性的许用范围内。第34页/共51页2023/4/20352023/4/203512.5主扇工况测定（1）主扇风量的测定在主扇风硐内较平直区段的适当断面上测定。（2）主扇风压的测定主扇安装在地表主扇安装在井下（3）主扇电机功率的测定（4）主扇效率的计算（5）主扇工况综合测试第35页/共51页2023/4/20362023/4/203612.6矿井通风系统自动化管理井下大气环境的自动检测；通风系统状况的自动监测；按照需要以最佳方案自动调节和分配风量。（1）自动化管理系统的结构（2）遥测（3）遥控（4）微机遥控第36页/共51页2023/4/20372023/4/203712.7矿井通风系统测定鉴定指标（1）基本指标1）风速（风量）合格率2）风质合格率3）作业环境风质合格率4）有效风量率5）主扇装置效率6）风量供需比第37页/共51页2023/4/20382023/4/203812.7矿井通风系统测定鉴定指标（2）综合指标（3）辅助指标1）单位有效风量所需功率2）单位采掘矿石量的通风费3）年产万吨矿石供风量第38页/共51页2023/4/20392023/4/203913矿井通风技术的新发展13.1深热矿井降温技术13.2矿井通风自动化13.3矿井通风系统的可靠性第39页/共51页2023/4/20402023/4/204013.1深热矿井降温技术三个主要技术难点：深部地压预测与控制技术、井下热害控制技术、强化开采技术。13.1.1矿井热源能引起矿井气温升高的环境因素统称为矿井热源。分为相对热源或自然热源与绝对热源或人为热源。第40页/共51页2023/4/20412023/4/204113.1.1矿井热源矿井主要热源大致分为以下几类：（1）地表大气（2）流体的压缩（3）围岩散热（4）机电设备放热（5）其他热源（氧化、热水、人员、风动工具）第41页/共51页2023/4/20422023/4/204213.1.2非人工制冷降温技术归纳起来，改善矿内气候或进行矿井降温的技术主要有两类：一是采取非人工冷却风流的措施，包括通风降温、隔热疏导、个体防护等；二是采取人工冷却的措施（矿井空调）。第42页/共51页2023/4/20432023/4/204313.1.2非人工制冷降温技术（1）通风降温方法a.开拓和通风方式b.开采顺序c.加大通风风量d.循环通风降温技术第43页/共51页2023/4/20442023/4/204413.1.2非人工制冷降温技术（2）控制热源岩壁隔热热水及管道热的控制机械热的控制爆破热的控制个体防护第44页/共51页2023/4/20452023/4/204513.1.3人工制冷降温技术目前国内外常见的冷冻水供冷，空冷器冷却风流的矿井集中空调系统是由制冷、输冷、传冷和排热4个环节组成的。这四个环节的不同组合构成不同的矿井空调系统。若按制冷站所处的位置不同，可分为：（1）地面集中式空调系统（2）井下集中式空调系统（3）井上、