1、第六章 矿井通风安全管理,南社平,第一节 煤矿井下空气成分,一 地面空气成分与井下空气成分的区别1地面空气成分主要是氧气O2（20.96%），氮气N2（79.00%）。2井下空气成分主要是二氧化碳（CO2），一氧化碳 (CO) ，二氧化硫 (SO2)，二氧化氮 (NO2) ，硫化氢(H2S) ，氨气 (NH3) ，氢气 (H2) ，甲烷(CH4),第一节 煤矿井下空气成分,第一节 煤矿井下空气成分,二 井下各种空气成分的来源,第一节 煤矿井下空气成分,三井下空气成分溶解性、毒性、气味、相对密度,第一节 煤矿井下空气成分,四井下空气成分容许浓度及超限处理,第一节 煤矿井下空气成分,四井下空气成分
2、容许浓度及超限处理,第一节 煤矿井下空气成分,四井下空气成分容许浓度及超限处理,第一节 煤矿井下空气成分,四 井下空气成分容许浓度及超限处理,五 矿井空气成分的检测检测方法：人工检测和仪器自动检测；1人工检测方法有取样化验分析法（即用气相色谱仪或气体分析仪）和现场快速检测方法,第一节 煤矿井下空气成分,气相色谱仪,五 矿井空气成分的检测 a气相色谱仪检测原理 气相色谱仪器以气体为流动相。当某一种被分析的多组份混合样品被注入注样器且瞬间汽化以后，样品由流动相气体载气所携带，经过装有固定相的色谱柱时，由于组份分子与色谱柱内部固定相分子间要发生吸附、脱附溶解等过程，那些性能结构相近的组份，因各自的分
3、子在两相间反复多次分配，发生很大的分离效果，且由于每种样品组份吸附、脱附的作用力不同，所反应的时间也不同，最终结果使混合样品中的组份得到完全地分离。被分离的组份顺序进入检测器系统，由检测器转换为电信号送至记录仪或积分仪绘出色谱图。,第一节 煤矿井下空气成分,b气相色谱仪作用气相色谱仪和其它分析仪器一样，是用来测定物质的化学组份和物质物理特性的。物质的化学组份指一种化合物或混合物是由哪些分子、原子或原子团组成的，这些分子、原子和原子团的含量各多少。物理特性是指某些物质的分配系数(在固定相上)、活度系数、分子量、蒸汽密度、比表面、孔径分布等物理常数。气相色谱仪可广泛应用于石油、化工、有机合成、造纸
4、、电力、冶炼、医药、农药残留、土壤、环境监测、劳动保护、商品检验、食品卫生、公安侦破、以及空白分析超纯物质研究等各部门。今天，气相色谱仪器己成为各个化学分析实验室中不可缺少的分析设备之一,第一节 煤矿井下空气成分,五 矿井空气成分的检测2 现场快速检测方法之一 检定管检测法我国煤矿使用的检定管有一氧化碳、硫化氢、二氧化碳、二氧化氮、氧气、二氧化硫等等,第一节 煤矿井下空气成分,图1-2 比长式CO检测管结构示意图1堵塞物；2活性炭；3硅胶；4消除剂；5玻璃粉；6指示粉,图1-3 圆筒形压入式手动采样器结构示意图1气嘴；2接头胶管；3阀门把；4变换阀；5垫圈；6活塞筒；7拉杆；8手柄,五 矿井空
5、气成分的检测3高浓度的检测方法4 低浓度的检测方法,第一节 煤矿井下空气成分,一 扩散通风硐室深度不超过6m、入口宽度不得小于1.5m，并且无瓦斯涌出 二绝对压力和相对压力1绝对压力：以真空为基准测算的压力，用P表示，总是正值。2相对压力：以当地当时同标高的大气压力为基准测算的压力，用h表示。井巷中空气的相对压力h就是其绝对压力P与当地当时同标高的地面大气压力P0的差值。即： hP P0,第二节 矿井通风中几个概念,二绝对压力和相对压力3绝对压力的测量：空盒气压计及内部结构图,第二节 矿井通风中几个概念,1、2、3、4传动机构；5拉杆；6波纹真空膜盒；7指针；8弹簧,二绝对压力和相对压力4相对
6、压力的测量：用皮托管和U型压差计,第二节 矿井通风中几个概念,二绝对压力和相对压力4 相对压力的测量：用皮托管和U型压差计1、皮托管 2、U形压差计,第二节 矿井通风中几个概念,二绝对压力和相对压力4 相对压力的测量：用皮托管和U型压差计,第二节 矿井通风中几个概念,第二节 矿井通风中几个概念三 新鲜空气和污浊空气,第二节 矿井通风中几个概念,四 正压通风和负压通风相对压力：以当地当时同标高的大气压力为基准测算的压力，用h表示。井巷中空气的相对压力h就是其绝对压力P与当地当时同标高的地面大气压力P0的差值。即： hP P0 差值为负则为负压通风，差值为正则为正压通风。,第二节 矿井通风中几个概
7、念,五 窒息及中毒1 发生窒息的主要原因是缺氧。当氧气浓度降到12%以下时，人就会因缺氧窒息死亡。产生缺氧的原因： 一个高瓦斯矿井中产生大量甲烷或二氧化碳积聚，引起氧气相对减少； 二是低瓦斯矿井中通风不良的盲巷或采空区中二氧化碳、氮气等气体增加，使氧气含量相对下降； 三是封闭的火区中的氧气含量下降，氮气、一氧化碳、二氧化碳相对增加。窒息案例1 曹窑矿修护人员窒息事故,五 窒息及中毒窒息案例2辽宁抚顺四平煤矿救护人员窒息事故2006年3月30日11时35分，辽宁省抚顺市新宾满族自治县大四平地区矿山救护队在对四平煤矿的一条封闭井筒进行探查过程中，发生重大窒息伤亡事故，造成3人死亡、6人受伤。救护队
8、一行13人，于3月30日10时30分到达四平煤到达中央风井井口后，队长和四平煤矿总工程师商定如下：约定救护队探查时间为1.5个小时；队长带领6名救护队员入井探查；其余6名救护队员在4#密闭前待机，以晃灯为信号矿总工程师在井口等待。,第二节 矿井通风中几个概念,五 窒息及中毒10时45分，队长等7人从4#密闭进入。小队约行进25分钟，11时10分左右到达+355m大巷处，分别用光学瓦斯检测仪、检定管、红外线测温仪，对+355m大巷的H、M两点的CH4、CO2、CO、O2、温度进行了检测。H、M两点气体组份近似，CH4为2，CO2为1.5，CO为零，O2为18，空气温度为3337，H点温度略高，达
9、42以上。于是救护人员摘掉了口具和鼻夹。,第二节 矿井通风中几个概念,五 窒息及中毒11时15分返回，小队长在先，队长在后，后来队伍就乱了。队长走了10多米，感到“气不够用”，便带上口具，又走了约50多米晕倒，另有4名队员也相继晕倒，其余2名队员在11时35分，跑到距4#密闭约50多米处，呼喊求救。 待机队听到呼救声，立即进入密闭内救援，6名队员身背呼吸器，但没有佩戴，先将呼救的2名队员救出；再次进入救援时，也相继晕倒，只有队员王某某1人于12时5分跑出井口，向矿总工程师汇报说：人都趴下了，快救人。,第二节 矿井通风中几个概念,五 窒息及中毒矿总工程师感到事情严重，认为不宜直接救人，于是带领队
10、员王某某和一名工人，从副井乘人车下到+355m车场，打开1#、2#密闭，此时新风从中央风井进入，经两道风门、4#密闭、+355平巷、副井车场、副井排出地面，使中央风井处于新鲜风流中。 总工程师等人升井后，矿长带领工人从中央风井进入救人，于12时30分将井下9名遇险、遇难人员救至地面，重新封闭了中央风井。 被抢救出的9名人员中，2人已死亡，1人在医院抢救无效死亡，其他6人住院治疗后，恢复健康。6名受伤人员中，有3人为待机队员。,第二节 矿井通风中几个概念,五 窒息及中毒4月1日，抚顺矿业集团救护大队受辽宁煤矿救援指挥中心委派，前往事故矿井，负责事故后期处理和协助事故调查，抚顺救护大队对该井筒进行
11、了侦查，并将散落在灾区内的7台呼吸器等设备拿到地面，对灾区气体进行了取样分析。 对中央风井密闭内至距密闭250m处检测： CH4浓度为48%；CO2浓度为12%； CO浓度为5ppm；O2浓度为810，温度为320C。在+355 m水平处：CH4浓度为2；CO2浓度为1；CO浓度为5ppm,；O2浓度为12，温度为34。 该矿巡视日报表记载，3月2029日，副井+355 m水平车场密闭内CH4浓度为46；CO2浓度为6-7；CO浓度为0；O2浓度为29。,第二节 矿井通风中几个概念,五 窒息及中毒2 中毒 因吸入过量的有毒气体而造成伤亡的事故案例1 耿村矿在修护巷道时造成7人CO中毒事故。案例
12、2 云南3村民盗采煤矿中毒身亡，出事的是一口已废弃多年的矿井，井口高约1.4米，周围用手腕粗的原木支撑着。井口已被几根木条封住，木条上悬挂着一个写有“内有毒气，禁止出入”字样的木牌。当天黄昏，李先龙进入私煤井拿锄头、撮箕等工具，一直没有出来，青开龙就下山去看，途中刘正海也跟了上来。赶到矿洞后，刘正海先进洞，却半天不见出来，青开龙便拿着手电筒赶紧进洞。走到距离洞口十四五米的拐角处时，他看见地上几盏矿灯亮着，拐角处往里约1米的地方，李先龙等3人躺在地上没有动弹。宋兴林原本打算将刘正海拖出洞外，人还没够着，洞里的有毒气体就把他呛得不行，吓得他赶紧跑出洞。,第二节 矿井通风中几个概念,第三节 矿井通风
13、系统,一、矿井通风系统 是矿井通风方法、通风方式、通风网路与通风设施的总称。规程规定：矿井必须有完整独立的通风系统，必须按实际风量核定矿井产量。（一）通风方法：抽出式、压入式及混合式三种（二）矿井通风方式 是指矿井进风井与回风井在井田范围内的布置方式。按进、回风井的位置不同，分为中央式、对角式、区域式和混合式四种,第三节 矿井通风系统,一、矿井通风系统 （二）矿井通风方式 -中央式（中央并列式）,第三节 矿井通风系统,一、矿井通风系统 （二）矿井通风方式 -中央式（中央并列式）,第三节 矿井通风系统,一、矿井通风系统 （二）矿井通风方式 -中央式（中央边界式）,第三节 矿井通风系统,一、矿井通
14、风系统 （二）矿井通风方式 对角式（两翼对角式）,第三节 矿井通风系统,一、矿井通风系统 （二）矿井通风方式 对角式（分区对角式）,第三节 矿井通风系统,一、矿井通风系统 （二）矿井通风方式 混合式（中央并列两翼对角式）,第三节 矿井通风系统,一、矿井通风系统 （二）矿井通风方式 混合式（中央边界（分裂）两翼对角式）,第三节 矿井通风系统,一、矿井通风系统 （二）矿井通风方式 区域式,第三节 矿井通风系统,一、矿井通风系统-实际通风系统示意图,二、采区通风系统的基本要求 在确定采区通风系统时，应遵守安全、经济、技术先进合理的原则，满足下列基本要求：（一）采区必须实行分区通风。1、准备采区，必须
15、在采区构成通风系统以后，方可开掘其它巷道。2、采煤工作面必须在采区构成完整的通风、排水系统后，方可回采。3、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1 条专用回风巷；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，必须设置1条专用回风巷。5、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。,第三节 矿井通风系统,二、采区通风系统的基本要求（一）采区必须实行分区通风。（二）采、掘工作面应实行独立通风。（三）在采区通风系统中，保证风流稳定，采掘工作面尽量避免处于角联风路中。（四）力求采区通风系统简单，以便在发生事
16、故时易于控风和撤人。（五）对于必须设置的通风设施(风门、风桥、挡风墙等)和通风设备(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，严格管理制度，保证通风设备安全运转。（六）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。（七）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。（八）设置消防管路、避难硐室和灾变时控风设施。明确避灾路线和安全标志。必要时，建立瓦斯抽放系统、防灭火灌浆系统。（九）采区绞车房和变电所，应实行分区通风。,第三节 矿井通风系统,三、工作面通风系统的基本要求规程对采掘工作面的串联通风及要求作了如下规
17、定：（一）采、掘工作面应实行独立通风。（二）同一采区内，同一煤层上下相连的2个同一风路的采煤工作面、采煤工作面与其相连的掘进工作面、相邻两个掘进工作面，布置独立通风有困难时，在制定措施后，可采用串联通风，但串联的次数不能超过1次。（三）采区内为构成新区段通风系统的掘进巷道或采煤工作面遇到地质构造而重新掘进巷道，布置独立通风确有困难时，其回风可以串入采煤工作面，但必须制定安全措施，且串联通风的次数不超过1次，构成独立通风系统后，必须立即改为独立通风。（四）采用串联通风时，必须在进入被串联工作面的风流中装设甲烷断电仪，且瓦斯和二氧化碳的浓度不得超过0.5%，其他有害气体浓度都应符合规程第100条的
18、规定。（五）开采有瓦斯喷出和煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险的煤层时，严禁任何2 个工作面之间串联通风。,第三节 矿井通风系统,三、工作面通风系统的类型特点,第三节 矿井通风系统,第三节 矿井通风系统,四、矿井通风设施（一）引导风流设施-风硐、风桥、调节风窗、导风板等,第三节 矿井通风系统,四、矿井通风设施（二）隔断风流的设施，如风门、挡风墙、风幛等,第四节 矿井通风阻力,一 摩擦阻力 h = Q2对于已经确定的井巷，巷道的长度L、周长U、断面S以及巷道的支护形式（摩擦阻力系数）都是确定的，故把公式中的 、L、U、S用一个参数R摩来表示，得到下式：,第四节 矿井通风阻力,局部阻力式中 表示局
19、部阻力系数 表示风流的密度 S 表示产生局部阻力地点较小断面巷道的断面面积 同样局部风阻可用下式表示,三 矿井通风阻力定律 h=RQ2 式中R表示风阻(摩擦风阻和局部风阻)，Q表示风量,第四节 矿井通风阻力,三 矿井通风阻力定律 h=RQ2 式中R表示风阻(摩擦风阻和局部风阻)，Q表示风量,第四节 矿井通风阻力,四 减小通风阻力的方法（一）降低摩擦阻力的措施1减少摩擦阻力系数尽可能使井巷壁面平整光滑，使井巷壁面的凹凸度不大于50mm2井巷风量要合理及时调节主通风机的工况，减少矿井富裕总风量。避免巷道内风量过于集中，要尽可能使矿井的总进风早分开、总回风晚汇合。3保证井巷通风断面当井巷通过的风量一
20、定时，井巷断面扩大33%，通风阻力可减少一半，不能任意扩大井巷断面时，可以采用双巷并联通风的方法。,第四节 矿井通风阻力,四 减小通风阻力的方法（一）降低摩擦阻力的措施4 减少巷道长度5 选用周长较小的井巷断面（二）降低局部阻力的措施1最大限度减少局部阻力地点的数量。2当连接不同断面的巷道时，要把连接的边缘做成斜线或圆弧型3巷道拐弯时，转角越小越好,第四节 矿井通风阻力,四 减小通风阻力的方法（二）降低局部阻力的措施4减少局部阻力地点的风流速度及巷道的粗糙程度。5在风筒或通风机的入风口安装集风器，在出风口安装扩散器。6减少井巷正面阻力物。,第四节 矿井通风阻力,1关系：风阻和等积孔都是表示通风
21、难易程度的参数。2等积孔：假定在无限空间有一薄壁，在薄壁上开一面积为A（m2）的孔口，如图所示。孔口通过的风量等于矿井总风量Q，而且孔口两侧的风压差等于矿井通风总阻力（p1p2=h）时，则孔口的面积A值就是该矿井的等积孔。,第四节 矿井通风阻力,五 风阻与等积孔,第四节 矿井通风阻力,五 风阻与等积孔矿井通风难易程度的分级标准,第四节 矿井通风阻力,矿井等积孔分类表,一 巷道总压力及风流流动方向井巷风流中任一断面（点）的静压、动压、位压之和称为该断面（点）的总压力。1静压：空气分子对容器壁单位面积上的压力（1）特点 某点的静压在各个方向都相等静压方向垂直于容器壁只要有空气就存在静压静压有绝对与
22、相对之分；大气压就是一种绝对静压,第五节 矿井通风能量及通风动力,一巷道总压力及风流流动方向1静压（2）绝对静压与相对静压的测量绝对静压的测量用空盒气压计，相对静压的测量如图所示,第五节 矿井通风能量及通风动力,一 巷道总压力及风流流动方向1静压 包括绝对静压与相对静压的测量绝对静压的测量用空盒气压计，相对静压的测量如图所示,第五节 矿井通风能量及通风动力,一 巷道总压力及风流流动方向2 动压：风流作定向流动时，其动能所呈现的压力特点 动压的方向与风流方向一致，仅对与风流方向垂直或有一定角度的平面施加压力动压大小为p动=v2/2 动压永远为正值，无相对与绝对之分。,第五节 矿井通风能量及通风动
23、力,一 巷道总压力及风流流动方向3 位压：某断面与基准面之间空气柱的重量在单位面积上所产生的压力特点 位压的大小与基准面选取有关。因基准面的选取不同，位压可正可负。上断面对下断面的位压只能在下断面显现出来，并包含在下断面的静压之中 无论空气流动与否，只要有高差，就有位压。,第五节 矿井通风能量及通风动力,一 巷道总压力及风流流动方向4 全压 动压与静压的综合作用为全压。全压有绝对全压与相对全压之分 绝对全压P全=P静+P动 相对全压h全=h静h动(压入式取正号，抽出式取负号)5 总压力 P总=P静+P动+P位6 风流流动方向的确定：风流流动总是从总压力高处向总压力低处流动。,第五节 矿井通风能
24、量及通风动力,二 通风压力及与总压力的关系1通风压力 井巷内空气借以流动的压力。2矿井通风压力大小：即进风井口断面与出风井口断面的总压力之差。三 通风压力与通风阻力的关系通风压力与通风阻力是一对作用力与反作用力的关系，大小相等，方向相反。,第五节 矿井通风能量及通风动力,四 矿井通风阻力的测量1抽出式通风矿井阻力h阻h静4h动4H自h全4H自H自表示自然风压，自然风压与主扇风压一致取+，反之，取-号,第五节 矿井通风能量及通风动力,四 矿井通风阻力的测量2压入式通风矿井阻力,h阻（h静2h动2）（h静3h动3H自） h全2h全3H自H自表示自然风压，自然风压与主扇风压一致取+，反之，取号,第五
25、节 矿井通风能量及通风动力,四 矿井通风阻力的测量3 为什么矿井主通风机房内大多测量相对静压而不是相对全压 因为矿井风硐断面的动压值不大，变化也较小；自然风压值变化一般也不大，因此，只要用压差计测出风硐断面的相对静压值，就能近似了解到矿井通风总阻力的大小。此外，利用压差计的读数还能反映主通风机工作风压的大小。,第五节 矿井通风能量及通风动力,四 矿井通风阻力的测量4 U型压差计的读数大小能反应矿井的什么问题水柱计的两个液面一般是稳定的或有微小的波动若水柱计液面高差突然增大，可能是主要通风巷道发生冒顶或其它堵塞事故，增大了通风阻力；如果液面高差突然变小，可能是控制通风系统的主要风门被打开，或发生
26、了其它风流短路事故，通风阻力变小。 因此，在主通风机房内设置压差计，是通风管理中不可缺少的监测手段。,第五节 矿井通风能量及通风动力,五 矿井的自然风压及测量1自然风压计算 图为一个简化的矿井通风系统，2-3为水平巷道，0-5为通过系统最高点的水平线。在冬季，由于空气柱0-1-2比5-4-3的平均温度较低，平均空气密度较大，导致两空气柱作用在2-3水平面上的重力不等。其重力之差就是该系统的自然风压。它使空气源源不断地从井口1流入，从井口5流出。在夏季时，若空气柱5-4-3比0-1-2温度低，平均密度大，则系统产生的自然风压方向与冬季相反。地面空气从井口5流入，从井口1流出。这种由自然因素作用而
27、形成的通风叫自然通风。,第五节 矿井通风能量及通风动力,由上述例子可见，在一个有高差的闭合回路中，只要两侧有高差，巷道中空气的温度或密度不等，则该回路就会产生自然风压。其计算式子为 HN=Zg(m1 m2) 式中 Z矿井最高点至最低水平间的距离,m；g重力加速度，m/s2；m10-1-2段井巷中空气密度的平均值 m25-4-3段井巷中空气密度的平均值 由于自然通风的风量和风向都不稳定，发生灾害后靠自然通风又不能实现强制反风，所以规程规定矿井必须采用机械通风,第五节 矿井通风能量及通风动力,2自然风压的测量（1）直接测定法矿井在无通风机工作或通风机停止运转时，在总风流的适当地点设置临时隔断风流的
28、密闭，将矿井风流严密遮断，而后用压差计测出密闭两侧的静压差，该静压差便是矿井的自然风压值。或将风硐中的闸门完全放下，然后由风机房水柱计直接读出矿井自然风压值,第五节 矿井通风能量及通风动力,2自然风压的测量（2）间接测定法 H自= h全Q -通风机正常运转时，测出的矿井总风量Qh全-通风机正常运转时通风机入风口处风流的相对全压h全Q自- 风机停止运转时立即在风硐处测出的自然风量,第五节 矿井通风能量及通风动力,案例 2004年11月20日，造成70人死亡，直接经济损失600余万元的河北邢台沙河市李生文铁矿井下火灾事故，其扩大的主要原因之一便是没有独立完善的通风系统，5个矿山井下相互之间由废弃的
29、老巷道及未经处理的采空区连接，甚至各矿之间的平巷直接相连，加之所有的矿山均采用自然通风方式，形成了整个矿区井下风路的大循环，导致相连各矿均受到事故矿井火灾烟气的污染。,第五节 矿井通风能量及通风动力,第六节 掘进通风,一 掘进通风方法按通风动力形式不同分为1局部通风机通风2矿井全风压通风3引射器通风三种。其中，局部通风机通风是最为常用的掘进通风方法。,二 局部通风机通风 局部通风机通风按其工作方式不同分为压入式、抽出式和混合式三种。1、压入式通风1）优缺点2）如何避免出现循环风3) 射流的有效射程,第六节 掘进通风,二 局部通风机通风 2、抽出式通风,1）优缺点2）如何避免出现循环风3）适用性
30、：4）有效吸程,第六节 掘进通风,二 局部通风机通风 3、混合式通风,1）优缺点 2）如何避免出现循环风 3）适用性 4）常选用长压短抽式,长抽短压通风方式,长压短抽通风方式,第六节 掘进通风,二 局部通风机通风 4、选用 规程规定：煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷的掘进通风方式应采用压入式，不得采用抽出式（压气、水力引射器不受此限）；如果采用混合式，必须制定安全措施。瓦斯喷出区域和煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出煤层的掘进通风方式必须采用压入式。,第六节 掘进通风,三 矿井全风压通风直接利用矿井主通风机所造成的风压，借助风幛和风筒等导风设施将新风引入工作面，并将污风排出掘进巷道。,风幛导风 风
31、筒导风,平行巷道导风,钻孔导风,第六节 掘进通风,四、引射器通风引射器通风一般采用压入式。主要优点是无电器设备、无噪音。水力引射器通风还能起降温、降尘作用。在煤与瓦斯突出严重的煤层掘进时，设备简单，比较安全。缺点是供风量小，需要水源或压气。适用于需风量不大的短巷道掘进通风，也可在含尘量大、气温高的采掘机械附近，采取水力引射器与其它通风方法的混合式通风。,引射器通风1风筒；2引射器；3水管（或风管）,第六节 掘进通风,五、局部通风机1 JBT系列局部通风机 JBT系列局部通风机是目前煤矿中普遍使用的局部通风机，研制于上世纪六十年代，其全风压效率只有60%70%，风量、风压偏低，噪声高达10311
32、8dB(A)， 已逐渐被淘汰。,第六节 掘进通风,五、局部通风机2 BKJ6611系列局部通风机 BKJ6611型矿用局部通风机是沈阳鼓风机厂生产的新型局部通风机，其结构如图8-11所示。该系列通风机机号有3.6、4.0、4.5、5.6、6.0、6.3等6个规格。 其中3.6表示动轮直径0.36m,BKJ系列局部通风机结构图1前风筒；2主风筒；3叶轮；4后风筒；5滑架；6电动机,第六节 掘进通风,五、局部通风机2 BKJ6611系列局部通风机,BKJ6611系列通风机的优点是：效率高，最高效率达90%，且高效区宽，比JBT系列提高效率1530%，耗电少；噪音低，比JBT系列局部通风机降低68d
33、B（A）。,第六节 掘进通风,五、局部通风机3 对旋式局部通风机,我国生产的对旋式局部通风机，其特点是噪音低、结构紧凑、风压高、流量大、效率高，部件通用化，使用安全，维修方便，根据不同通风要求，既可整机使用，又可分级使用，从而减少能耗。,FDII系列低噪声对旋轴流局部通风机结构1集流器；2电机；3机壳；4I级叶轮；5II级叶轮；6扩散器；7消音层,第六节 掘进通风,五、局部通风机4 风筒风筒的类型 硬质风筒：铁风筒，玻璃钢风筒柔性风筒：主要有帆布风筒、胶布风筒和人造革风筒等带刚性骨架的可伸缩风筒,可伸缩风筒结构1圈头；2螺旋弹簧；3吊钩；4塑料压条； 5风筒布； 6快速弹簧接头,第六节 掘进通
34、风,五、局部通风机5 风量计算：掘进工作面需风量，应满足规程对作业地点空气的成分、含尘量、气温、风速等规定要求，按下列因素计算。排出炮烟所需风量.压入式、抽出式和混合式遵循不同公式（略）排除瓦斯所需风量排出矿尘所需风量按风速验算风量岩巷按最低风速0.15m/s或Q9S(m3/min)验算。半煤岩和煤巷按不能形成瓦斯层的最低风速0.25 m/s或Q15S(m3/min) 验算 掘进巷道需风量，原则上应按排除炮烟、瓦斯、矿尘诸因素分别计算，取其中最大值，然后按风速验算，而在实际工作中一般按通风的主要任务计算风量。如有大量瓦斯涌出的巷道，则按瓦斯因素计算；无瓦斯涌出的岩巷，则按炮烟和矿尘因素计算；综
35、掘煤巷按矿尘和瓦斯因素计算。,第六节 掘进通风,五、局部通风机6 局部通风设计及选型：确定局部通风系统，绘制掘进巷道局部通风系统布置图按通风方法和最大通风距离，选择风筒类型与风筒直径计算风机风量和风筒出口或入口风量；按掘进巷道通风长度变化，分阶段计算局部通风系统总阻力；按计算所得局部通风机设计风量和风压，选择局部通风机按矿井灾害特点，选择配套安全技术装备。,第六节 掘进通风,五、局部通风机7 掘进通风管理加强风筒管理的措施：风筒接头改插接为反边压接；选长的单节风筒；减少针眼漏风；防止风筒破口漏风；降低风筒阻力保证局部通风机安全运转的措施：局扇指定人员管理；防止循环风；选用抗静电阻燃风筒；严禁3
36、台一头和1台两头供风；高瓦斯井、喷出区域和突出区域应采用3专供电或选择性的漏电保护装置供电；局扇的停风与开启要遵循安全措施。,第六节 掘进通风,五、局部通风机7 掘进通风管理掘进通风安全技术装备系列化双风机、双电源、自动换机和风筒自动倒风装置局部通风机的消声措施,第六节 掘进通风,第七节 矿井主要通风机及附属装置,一、离心式通风机,二、轴流式通风机 轴流式通风机主要由进风口、工作轮、整流器、主体风筒、扩散器和传动轴等部件组成。如图所示。,第七节 矿井主要通风机及附属装置,三、主要通风机附属装置有风硐、扩散器、防爆门和反风装置,第七节 矿井主要通风机及附属装置,1.风硐 风硐应满足以下要求：(1
37、)应有足够大的断面，风速不宜超过15ms。(2)风硐的风阻不应大于0.0196Ns2m8，阻力不应大于100200Pa。故风硐不宜过长，连接处要平缓，转弯呈圆弧形，内壁要光滑，并保持无堆积物。(3) 结构要严密，以防止漏风。(4)风硐内应安设测风装置。(5)风硐与倾角大于300的风井连接口距风井12m处应安设保护栅栏；在距主要通风机入风口12m处也应安设保护栅栏。(6)风硐直线部分要有流水坡度，以防积水。,三、主要通风机附属装置有风硐、扩散器、防爆门和反风装置,第七节 矿井主要通风机及附属装置,2.防爆门图示为出风井口的防爆门，正常通风时它可以隔离地面大气与井下空气。当井下发生爆炸事故时，防爆
38、门即能被爆炸波冲开，起到卸压作用以保护通风机。,三、主要通风机附属装置有风硐、扩散器、防爆门和反风装置,第七节 矿井主要通风机及附属装置,3.反风装置a用途 当在进风井口附近、井筒或井底车场及其附近的进风巷中发生火灾、瓦斯和煤尘爆炸时，为了防止事故蔓延，缩小灾情，以便进行灾害处理和救护工作，有时需要改变矿井的风流方向。b要求 规程规定：生产矿井主要通风机必须装有反风设施，并能在l0min内改变巷道中的风流方向；当风流方向改变后，主要通风机的供给风量不应小于正常供风量的40。每季度应至少检查1次反风设施，每年应进行1次反风演习；当矿井通风系统有较大变化时，应进行1次反风演习。,三、主要通风机附属
39、装置 3.反风装置 离心式只能用反风门与旁侧反风道的方法反风；轴流式还可以用调节叶片安装角度反风和反转反风。,第七节 矿井主要通风机及附属装置,四、通风机的个体特性及合理工作范围 1离心式a 特性曲线比较平缓；从图上可看出离心式通风机的风压特性曲线比较平缓，当风量变化时，风压变化不大。b 为什么离心式风机在启动时要关闭闸门？（从功率曲线图分析）,第七节 矿井主要通风机及附属装置,第七节 矿井主要通风机及附属装置,四、通风机的个体特性及合理工作范围 2轴流式a 特性曲线比较陡：轴流式通风机的风压特性曲线较陡，并有一个“马鞍形”的“驼峰”区，当风量变化时，风压变化较大。b 为什么轴流式风机在启动时
40、要打开闸门？（从功率曲线图分析）c 为什么BC段为是通风机合理的工作范围,一、局部风量调节有三种方法：增加风阻调节法、降低风阻调节法和辅助通风机调节法。1增加风阻调节法：a实质:就是以并联风网中阻力较大的分支阻力值为依据，在阻力较小的分支中增加一项局部阻力，使并联各分支的阻力达到平衡，以保证风量按需供应。b主要措施：是在调节支路回风侧设置调节风窗、临时风帘、风幕等调节装置。,第八节 矿井风量调节及需风量计算,一、局部风量调节1增加风阻调节法：C 影响及注意事项C1 增阻调节法使风网总风阻增加，如果主要通风机特性曲线不变，总风量会减少C2 调节风窗一般安设在回风侧，以免影响运输。当必须安设在运输
41、巷道时，可采取多段调节C3 在复杂风网中采用增阻法调节时，应按先内后外的顺序逐渐调节 C4 风窗一般安设在风桥之后,第八节 矿井风量调节及需风量计算,一、局部风量调节2 降阻法调节：a 实质： 当两并联巷道的阻力不相等时，以小阻力分支为依据，设法降低大阻力巷道的风阻，使风网达到阻力平衡。b方法： 当所需降阻值不大时，首先应考虑减小局部阻力，还可以在阻力大的巷道旁侧开掘并联巷道（可利用废旧巷），也可以改变巷道壁面平滑程度或支架型式，通过减少摩擦阻力系数降低风阻；当所需降阻值较大时，可采用扩大巷道断面的方法，条件允许时，也可缩短通风路线总长度降低风阻。,第八节 矿井风量调节及需风量计算,一、局部风
42、量调节3 降阻法调节：a 实质：以阻力小的风路阻力为依据，在阻力较大的风路中安装一台辅助通风机，利用辅助通风机的风压克服一部分通风阻力，使并联风网阻力达到平衡，从而实现风量调节的目的。,第八节 矿井风量调节及需风量计算,一、局部风量调节3 降阻法调节： b使用注意事项 b1 一般把辅助通风机安设在进风流的绕道中,如果把辅助通风机安设在回风流中，要设法引入一股新鲜风流给风机的电动机通风（如利用大钻孔等方法）。 b2 如果辅助通风机停止运转，必须立即打开进风巷道中的风门，以免发生相邻区域的风流逆转，甚至产生循环风。重新启动辅助通风机之前，应检查附近20m内的瓦斯浓度，只有在不超过规定时，才允许启动
43、风机。b3采空区附近的巷道中安设辅助通风机时，要选择合适的位置。否则，有可能产生通过采空区的循环风或漏风，甚至引起采空区的煤炭自燃。b4 严禁在煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出的矿井中安设辅助通风机。,第八节 矿井风量调节及需风量计算,二、总风量调节其方法是改变主要通风机的特性曲线，或是改变主要通风机的工作风阻。1改变主要通风机的工作风阻：总风量大于矿井实际需要的风量调节可以增加主要通风机的工作风阻，使总风量下降。对于离心式风机，可利用风硐中的闸门增加风阻，减小风量；对于轴流式风机，通风机的输入功率随风量的减小而增加，故一般不用闸门调节而多采用改变通风机的叶片安装角度，或降低风机转速进行调节；对
44、于有前导器的通风机，当需风量变小时，可用改变前导器叶片角度的方法来调节，但其调节幅度比较小。,第八节 矿井风量调节及需风量计算,二、总风量调节其方法是改变主要通风机的特性曲线，或是改变主要通风机的工作风阻。2改变主要通风机的特性曲线：改变离心式通风机的特性曲线：如果通风机和电动机之间是间接传动，可以改变传动比或改变电动机的转数；如果通风机和电动机是直接传动，则可改变电动机的转数或更换电动机。轴流式通风机特性曲线的改变：主要决定于通风机动轮叶片安装角和通风机转数两个因素。在矿井生产中，常采用改变轴流式通风机叶片安装角的方法实施调节,第八节 矿井风量调节及需风量计算,二、总风量调节其方法是改变主要
45、通风机的特性曲线，或是改变主要通风机的工作风阻。2改变主要通风机的特性曲线：对旋式通风机特性曲线的改变：其调节方法和一般轴流式通风机相似，可以调整风机两级动轮上的叶片安装角（可调整其中一级，也可同时调整两级），也可以改变电动机的转数。由于对旋式通风机的两级动轮分别由各自的电动机驱动，在矿井投产初期甚至可单级运行。,第八节 矿井风量调节及需风量计算,三、矿井所需风量计算1矿井需风量的计算原则矿井需风量应按照“由里往外”的计算原则，由采、掘工作面、硐室和其它用风地点的实际最大需风量总和，再考虑一定的备用风量系数后，计算出矿井总风量。（1）按该用风地点同时工作的最多人数计算，每人每分钟供给风量不得少
46、于4m3。（2）按该用风地点风流中的瓦斯、二氧化碳和其它有害气体浓度、风速以及温度等都符合煤矿安全规程的有关规定分别计算，取其最大值。,第八节 矿井风量调节及需风量计算,三、矿井所需风量计算2 矿井需风量的计算方法（1）按井下同时工作的最多人数计算 Q1=4NK（2）按采煤、掘进、硐室等处实际需风量计算3 采煤工作面需风量的计算,采煤工作面需风量的计算,1 按瓦斯（二氧化碳）涌出量计算 Q1=100Qch4Kch42 按工作面风流温度计算 Q2=60v采S采K采3按炸药使用量计算 Q3=25A采4按工作面人数计 算 Q4=4N5按风速验算:取以上风速中最大值看是否在以下范围内 600.25S采
47、Q604S采 备用工作面亦按上述要求，并满足瓦斯（二氧化碳）、风流温度和风速等规定计算需风量，且不得低于其回采时需风量的50%。,第八节 矿井风量调节及需风量计算,三、矿井所需风量计算4 掘进工作面需风量的计算,掘进工作面需风量的计算,1 按瓦斯（二氧化碳）涌出量计算 Q1=100Qch4Kch42按炸药使用量计算 Q2=25A掘3按局部通风机吸风量计算Q3=Q吸IK通4按工作面人数计算 Q4=4N5按风速验算:取以上风速中最大值看是否在以下范围内 600.25S掘Q604S掘,第八节 矿井风量调节及需风量计算,三、矿井所需风量计算5 硐室所需风量的计算,硐室需风量的计算,1井下爆炸材料库 Q库=4V/60 （ V-药库容积，每小时置换4次）,3 机电硐室,2充电硐室,机电硐室发热系数（）表,采区小型机电硐室，可按经验值确定风量。一般为6080 m3/min。,第八节 矿井风量调节及需风量计算,
