矿井通风系统.pdf

homegenker Q Q306283231 发帖专用章 矿井通风系统矿井通风系统 第一节第一节 矿井通风系统矿井通风系统 矿井通风系统矿井通风系统 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。 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、矿井通风方法一、矿井通风方法 一、矿井通风方法一、矿井通风方法 矿井通风方法是指主要通风机对矿井供风的工作方法。按主要通风机的安装位置不 同，分为抽出式、压入式及混合式三种。 矿井通风方法是指主要通风机对矿井供风的工作方法。按主要通风机的安装位置不 同，分为抽出式、压入式及混合式三种。 （一）抽出式通风 （一）抽出式通风 如图 1 a所示。抽出式通风是将矿井主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，污风再通过风机排出地表的一种矿井通风方法。 如图 1 a所示。抽出式通风是将矿井主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，污风再通过风机排出地表的一种矿井通风方法。 抽出式通风的特点是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，当矿井与地面间存在漏风通道时，漏风从地面漏入井内。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。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，目前我国大部分矿井，一般多采用抽出式通风。 抽出式通风的特点是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，当矿井与地面间存在漏风通道时，漏风从地面漏入井内。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。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，目前我国大部分矿井，一般多采用抽出式通风。 （二）压入式通风 （二）压入式通风 如图 7-1（b）所示。压入式通风是将矿井主通风机安设在进风井一侧的地面上，新 风经主要通风机加压后送入井下各用风地点，污风再经过回风井排出地表的一种矿井通 风方法。 如图 7-1（b）所示。压入式通风是将矿井主通风机安设在进风井一侧的地面上，新 风经主要通风机加压后送入井下各用风地点，污风再经过回风井排出地表的一种矿井通 风方法。 压入式通风的特点是在矿井主通风机的作用下，矿内空气处于高于当地大气压力 的正压状态，当矿井与地面间存在漏风通道时，漏风从井内漏向地面。压入式通风矿井 中，由于要在矿井的主要进风巷中安装风门，使运输、行人不便，漏风较大，通风管理 工作较困难。同时当矿井主通风机因故停止运转时，井下风流压力降低，有可能使采空 压入式通风的特点是在矿井主通风机的作用下，矿内空气处于高于当地大气压力 的正压状态，当矿井与地面间存在漏风通道时，漏风从井内漏向地面。压入式通风矿井 中，由于要在矿井的主要进风巷中安装风门，使运输、行人不便，漏风较大，通风管理 工作较困难。同时当矿井主通风机因故停止运转时，井下风流压力降低，有可能使采空 1 区瓦斯涌出量增加，造成瓦斯积聚，对安全不利。因此，在瓦斯矿井中一般很少采用压 入式通风。 矿井浅部开采时，由于地表塌陷出现裂缝与井下沟通，为避免用抽出式通风将塌陷 区内的有害气体吸入井下，可在矿井开采第一水平时采用压入式通风，当开采下水平时 再改为抽出式通风。此外，当矿井煤炭自然发火比较严重时，为避免将火区内的有毒有 害气体抽到巷道中，有时也可采用压入式通风。 （三）混合式通风 混合式通风是在进风井和回风井一侧都安设矿井主要通风机，新风经压入式主要通 风机送入井下，污风经抽出式主要通风机排出井外的一种矿井通风方法。 混合式通风的特点是能产生较大的通风压力，通风系统的进风部分处于正压，回 风部分处于负压，工作面大致处于中间状态，其正压或负压均不大，矿井的内部漏风小。 但因使用的风机设备多，动力消耗大，通风管理复杂，一般很少采用。 上述三种通风方法，矿井主要通风机均安装在地面。 二、矿井通风方式二、矿井通风方式 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、区域式和混合式四种。 2 （一）中央式 中央式是进、回风井均位于井田走向中央。按进、回风井沿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。 1．中央并列式 如图 7-2（a）所示。进、回风井均并列布置在井田走向和倾斜方向的中央，两井底 可以开掘到第一水平，如图 7-2a（1）所示。也可以将回风井只掘至回风水平，如图 7-2a （2）所示。后者只适用于较小型矿井。 2．中央边界式（又名中央分列式） 如图 7-2（b）所示。进风井仍布置在井田走向和倾斜方向的中央，回风井大致布置 在井田上部边界沿走向的中央，回风井的井底标高高于进风井底标高。 （二）对角式 进风井大致布置于井田的中央，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，又分为两翼对角式和分区对角式两种。 1．两翼对角式 如图 7-2（c）所示，进风井大致位于井田走向中央，在井田上部沿走向的两翼边界 附近或两翼边界采区的中央各开掘一个出风井。如果只有一个回风井，且进、回风井分 别位于井田的两翼称为单翼对角式。 2．分区对角式 如图 7-2（d）所示。进风井位于井田走向的中央，在每个采区的上部边界各掘进一 个回风井，无总回风巷。 （三）区域式 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。如图 7-2（e） 所示。 （四）混合式 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与出风井数目至少有 3 个。混合式可有以下几种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式等。混合式一般是老矿井进行深部开采时所采用的通风方式。 （五）各种通风方式的优缺点及适用条件 1．中央并列式 优点初期开拓工程量小，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，易于实现矿井反风。 缺点矿井通风路线是折返式，风路较长，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，边远采区可能因此风量不足；由于进、回风井距离 近，井底漏风较大，容易造成风流短路；安全出口少，只有 2 个；工业广场受主要通风 机噪声影响和回风风流的污染。 适用条件井田走向长度小于 4km，煤层倾角大，埋藏深，瓦斯与自然发火都不严 重的矿井。 2．中央边界式 3 优点安全性好；通风阻力比中央并列式小，矿井内部漏风小，有利于瓦斯和自然发 火的管理；工业广场不受主要通风机噪声的影响和回风流的污染。 缺点增加一个风井场地，占地和压煤较多；风流在井下的流动路线为折返式，风 流路线长，通风阻力大。 适用条件井田走向长度小于 4km，煤层倾角较小，埋藏浅，瓦斯与自然发火都比 较严重的矿井。 3．两翼对角式 优点风流在井下的流动路线为直向式，风流路线短，通风阻力小；矿井内部漏风 小；各采区间的风阻比较均衡，便于按需分风；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；工业广场不受回风污染和主要通风机噪声的危害。 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。 适用条件井田走向长度大于 4km，需要风量大，煤易自燃，有煤与瓦斯突出的矿 井。 4．分区对角式 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；进回风路线短，通风阻力小。 4 主 井 e 区 域 式 采 区 进 风 井 二 水 平 一 水 平 进 风 井 主 井 进 风 井 主 井 二 水 平 一 水 平 回 风 井 进 风 井 回 风 井 主 井 采 区 采 区 进 风 井 二 水 平 采 区 一 水 平 回 风 井 主 井 采 区 采 区 采 区 采 区 回 风 井 回 风 井 回 风 井 进 风 井 一 水 平 二 水 平 主 井 a b c d 1 2 图 7-2 矿 井 通 风 方 式 分 区 对 角 式 两 翼 对 角 式 中 央 分 列 式 中 央 并 列 式 一 水 平 二 水 平 采 区 进 风 井 回 风 井 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 小，接替频繁；矿井反风困难。 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、煤易自燃，有煤与瓦斯突出的矿井也可采用这种通 5 风方式。 5．区域式 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 路线短，通风阻力小；漏风少，网路简单，风流易于控制，便于主要通风机的选择。 缺点通风设备多，管理分散，管理难度大。 适用条件井田面积大、储量丰富或瓦斯含量大的大型矿井。 6．混合式 优点有利于矿井的分区分期建设，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。 缺点多台风机联合工作，通风网路复杂，管理难度大。 适用条件井田走向长度长，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、需要风量大或采用分区开拓的大型矿井。 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。 三、矿井通风网路三、矿井通风网路 四、矿井通风设施四、矿井通风设施 第二节 采区通风系统 每个矿井一般都有几个采区同时生产。每个采区内有采煤工作面、备用工作面、掘 进工作面、硐室采区变电所和绞车房及其它用风地点，是矿井通风的主要对象。同时， 采区又是井下人员最集中的地点。因此，搞好采区通风是保证矿井安全生产的基础。 一、采区通风系统的基本要求一、采区通风系统的基本要求 采区通风系统是采区生产系统的重要组成部分。它包括采区主要进、回风道和工作 面进、回风巷道的布置方式，采区通风路线的连接形式，工作面通风方式，以及采区内 的通风设施等内容。 采区通风系统主要决定于采区巷道布置和采煤方法，同时要满足通风的特殊要求。 如瓦斯大或地温高，有时是决定通风系统的主要条件。在确定采区通风系统时，应遵守 6 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。 （二）采、掘工作面应实行独立通风。 （三）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。 （四）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。 （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。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，以便及时发现和处理问题。 （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。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，保证 有足够的断面。 （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，使新鲜风流在其流动路线上被加热与污染的程度最小。 （八）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、防灭火灌浆系统。 （九）采区绞车房和变电所，应实行分区通风。 二、采区进、回风上（下）山的布置二、采区进、回风上（下）山的布置 采区进、回风上（下）山，是采区通风系统的主要风路，是由采区巷道布置所决定 的。在确定采区巷道布置时，要同时考虑采区的通风问题。上（下）山的数目，低瓦斯 单一煤层开采可采用两条上（下）山，有时采用三条上（下）山；多煤层开采、高瓦斯 矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井以及开采容易自燃煤层的采区一般为三条 甚至四条上（下）山。具体布置如下 （一）单一煤层开采时的布置 1．两条上（下）山 采用两条上山时，一条进风，另一条回风。可以采用轨道上山进风、运输上山回风， 7 也可采用运输上山进风、轨道上山回风。 （1）轨道上山进风、运输上山回风 如图 7-3 所示。 这种通风的好处是新鲜风流不受煤炭释放的瓦斯、 煤尘污染及放热的 影响，工作面卫生条件好；轨道上山的绞车房易于通风；下部车场不设风门。但轨道上 山的上部和中部车场凡与回风巷相连处，均要设风门与回风隔开，为此车场巷道要有适 当的长度，以保证两道风门之间有一定的间距，以解决通风与运输的矛盾。 （2）运输上山进风、轨道上山回风 如图 7-4 所示。这种通风的特点是运煤设备处在新风中，比较安全。由于风流方向与 运煤方向相反，容易引起煤尘飞扬，煤炭在运输过程中释放的瓦斯，可使进风流的瓦斯 和煤尘浓度增大，影响工作面的安全卫生条件；输送机设备所散发的热量，使进风流温 度升高；此外，须在轨道上山的下部车场内安设风门，易造成风流短路，同时影响材料 的运输。 图7-3 轨道上山进风采区通风系统图 采煤工作面 8 6 2 1 风 门 密闭 污风方向 新风方向 采煤工作面 7 5 3 9 4 图 例 调节风窗 10 1－进风大巷；2－进风联络巷；3－运输机上山；4－运输机平巷；5－轨道上山；6－采 区变电所；7－绞车房；8－回风巷；9－回风石门；10－总回巷 8 图7-4 运输上山进风采区通风系统图 8 采煤工作面 采煤工作面 2 1 5 6 97 3 4 新风方向 污风方向 风 门 调节风窗 密闭 图 例 10 1－进风大巷；2－进风联络巷；3－运输机上山；4－运输机平巷；5－轨道上山；6－采 区变电所；7－绞车房；8－回风巷；9－回风石门；10－总回巷 2．三条上（下）山 如图 7-5 所示，为单一煤层三条上山的采区通风系统。上山均布置在煤层中，其中一 条为胶带输送机上山，一条为轨道上山，一条为专用回风上山。 这种采区通风系统，是采用胶带输送机上山与轨道上山作采区主要进风巷，回风上 山作采区专用回风巷。这样使专用回风上山中没有机械和电器设备，而且绞车运输与胶 带运输又互不干扰，比较安全，采区通风系统简单，通风管理容易。 （二）多煤层开采时的布置 如图 7-6 所示，为联合开采两个近距离煤层的三条上山采区通风系统。在下煤层的 底板岩石中，布置集中输送机上山和集中轨道上山，在上煤层中布置集中专用回风上山。 上、下煤层中的区段平巷与集中输送机上山、集中轨道上山之间，用区段石门及溜煤眼 连接，区段回风平巷与集中专用回风上山直接连接。 这种多煤层联合布置的采区通风系统，采用集中输送机上山与集中轨道上山作采区 9 主要进风巷，风流经区段石门进入各煤层采掘工作面；集中回风上山作采区专用回风巷， 各煤层流出的污风，经集中回风上山流入回风大巷。这种布置的优点是巷道布置集中， 通风系统简单，通风管理容易，采区主要进风巷布置在岩石中，漏风少，专用回风上山 中无任何设备，比较安全。 6 1 2 34 5 9 8 1-运 输 大 巷 ； 2-回 风 大 巷 ； 3-运 输 上 山 ； 4-轨 道 上 山 ； 5-专 用 回 风 上 山 ； 6-中 部 车 场 ； 7-局 部 通 风 机 ； 8-区 段 进 风 巷 ； 9-区 段 回 风 巷 ； 10-上 部 车 场 10 图 7-5 单 一 煤 层 采 区 通 风 系 统 图 新 风 方 向 污 风 方 向 调 节 风 窗 图 例 采 煤 工 作 面 采 煤 工 作 面 密 闭 7 7 风 门 10 1 45 3 9 图7-6 多煤层采区通风系统图 1-运输大巷；2-回风大巷；3-轨道上山；4-运输上山；5-回风上山 6-中部车场；7-局部通风机；8-区段进风巷；9-区段回风巷； 10-上部车场；11-煤仓；12-下部车场；13-绞车房；14-变电所 ； 新风方向 污风方向 调节风窗 图 例 采煤工作面 13 2 7 6 8 9 8 10 11 12 风 门 7 14 采煤工作面 三、采、掘工作面的串联通风及要求三、采、掘工作面的串联通风及要求 井下采、掘工作面是人员比较集中的作业区域，也是瓦斯涌出和煤尘飞扬比较集中 的地方，因此要求采掘工作面要有良好的通风条件，实行独立通风，形成并联风路。这 11 种通风系统可以保证采掘工作面有稳定的新鲜风流供给，网路总阻力也较工作面串联时 小，采掘工作面的污风风流直接排到采区回风巷或主要回风巷，通风更为安全可靠。此 外，一旦本工作面发生事故，事故的灾害气体将直接排向回风巷，不会波及其它工作面， 减少事故的危害范围。因而是一种良好的通风系统。 然而，采区通风系统往往会受许多条件的影响，如采区巷道布置、采煤方法以及地 质条件等。在某些特殊情况下，如果工作面之间不能形成独立通风，经申报批准，也可 以采用串联通风。采、掘工作面串联通风时，前工作面排出的污风流入后工作面，使后 工作面风流中的煤尘和瓦斯量增加，这对矿井的安全生产是不利的，前工作面一旦发生 事故，将会波及到后工作面，扩大了灾害范围。此外，串联通风使风路长度增加，阻力 增大，影响采区供风量，因此它是一种不良的通风系统。 鉴于上述原因，规程对采掘工作面的串联通风及要求作了如下规定 （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。 四、长壁式采煤工作面通风系统的类型和特点四、长壁式采煤工作面通风系统的类型和特点 采煤工作面的通风系统是由采煤工作面的瓦斯、温度、煤层自然发火及采煤方法等 所确定的，我国大部分矿井多采用长壁后退式采煤法。根据采煤工作面进回风巷的布置 方式和数量，可将长壁式采煤工作面通风系统分为U、Z、H、Y、双 Z 和 W 等类型， 如图 7-7 所示。这些形式都是由 U 型改进而成，其目的是为了预防瓦斯局部积聚，加大 工作面长度，增加工作面供风量，改善工作面气候条件。 （一）U 型与Ｚ型工作面通风系统 该类型的通风系统如图７-7（a、（b）所示。工作面通风系统只有一条进风巷道和 一条回风巷道。我国大多数矿井采用Ｕ型后退式通风系统。 12 U型 Z型 双Z型 H型 Y型 W型 U型后退式 Z型后退式 双Z型后退式 H型后退式 U型前进式 Z型前进式 双Z型前进式 H型前进式 a b d c e f 图7-7 采煤工作面通风系统图 １．Ｕ型通风系统 如图７-7（a所示。 13 （１）Ｕ型后退式通风系统的主要优点是结构简单，巷道施工维修量小，工作面漏风 小，风流稳定，易于管理等。缺点是在工作面上隅角附近瓦斯易超限，工作面进、回风 巷要提前掘进，掘进工作量大。 （２）Ｕ型前进式通风系统的主要优点是工作面维护量小，不存在采掘工作面串联 通风的问题，采空区瓦斯不涌向工作面，而是涌向回风平巷。缺点是工作面采空区漏风 大。 ２．Ｚ型通风系统 如图７-7（b）所示。 （１）Ｚ型后退式通风系统的主要优点是采空区瓦斯不会涌入工作面，而是涌向回 风巷，工作面采空区回风侧能用钻孔抽放瓦斯，但不能在进风侧抽放瓦斯。 （２）Ｚ型前进式通风系统，工作面的进风侧沿采空区可以抽放瓦斯，但采空区的 瓦斯易涌向工作面，特别是上隅角，回风侧不能抽放瓦斯。 Ｚ型通风系统的采空区的漏风，介于Ｕ型后退式和Ｕ型前进式通风系统之间，且该 通风系统需沿空支护巷道和控制采空区的漏风，其难度较大。 （二）Ｙ型、Ｗ型及双Ｚ型通风系统 这三种通风系统均为两进一回或一进两回的采煤工作面通风系统。该类型的通风系 统如图７-7（c）、d、e所示。 １．Ｙ型通风系统 根据进、回风巷的数量和位置不同，Ｙ型通风系统可以有多种不同的方式。生产实 际中应用较多的是在回风侧加入附加的新鲜风流，与工作面回风汇合后从采空区侧流出 的通风系统。Ｙ型通风系统会使回风道的风量加大，但上隅角及回风道的瓦斯不易超限， 并可以在上部进风侧抽放瓦斯。 ２．Ｗ型通风系统 （１）后退式Ｗ型通风系统用于高瓦斯的长工作面或双工作面。该系统的进、回 风平巷都布置在煤体中，当由中间及下部平巷进风、上部平巷回风时，上、下段工作面 均为上行通风，但上段工作面的风速高，对防尘不利，上隅角瓦斯可能超限，所以，瓦 斯涌出量很大时，常采用上、下平巷进风，中间平巷回风的Ｗ型通风系统，或者反之， 采用由中间平巷进风，上、下平巷回风的通风系统以增加风量，提高产量。在中间平巷 内布置钻孔抽放瓦斯时，抽放钻孔由于处于抽放区域的中心，因而抽放率比采用Ｕ型通 风系统的工作面提高了 50。 （２）前进式Ｗ型通风系统巷道维护在采空区内，巷道维护困难，漏风大，采空 区的瓦斯也大。 ３．双Ｚ型通风系统 其中间巷与上、下平巷分别在工作面的两侧。 （１）后退式双Ｚ型通风系统上、下进风巷布置在煤体中，漏风携出的瓦斯不进 入工作面，比较安全。 （２）前进式双Ｚ型通风系统上、下进风巷维护在采空区中，漏风携出的瓦斯可 能使工作面的瓦斯超限。 14 （三）Ｈ型通风系统 在Ｈ型通风系统中，有两进两回通风系统和三进一回通风系统。如图７-7（f）所示。 其特点是工作面风量大，采空区的瓦斯不涌向工作面，气候条件好，增加了工作面的 安全出口，工作面机电设备都在新鲜风流中，通风阻力小，在采空区的回风巷中可以抽 放瓦斯，易控制上隅角的瓦斯。但沿空护巷困难；由于有附加巷道，可能影响通风的稳 定性，管理复杂。 当工作面和采空区的瓦斯涌出量都较大，在进风侧和回风侧都需增加风量稀释工作 面瓦斯时，可考虑采用Ｈ型通风系统。 五、采煤工作面上行通风与下行通风的分析五、采煤工作面上行通风与下行通风的分析 上行通风与下行通风是指进风流方向与采煤工作面的关系而言。当风流沿采煤工作 面由下向上流动的通风方式，称为上行通风。当风流沿采煤工作面由上向下流动的通风 方式，称为下行通风。风流方向与煤炭运输方向一致时称为同向通风，否则为逆向通风。 如图 7-8 所示。 （一）上行通风 １．上行通风的主要优点采煤工作面和回风巷道风流中的瓦斯以及从煤壁及采落 的煤炭中不断放出的瓦斯，由于其比重小，有一定的上浮力，瓦斯自然流动的方向和通 风方向一致，有利于较快地降低工作面的瓦斯浓度，防止在低风速地点造成瓦斯局部积 聚。 ２．上行通风的主要缺点采煤工作面为逆向通风，容易引起煤尘飞扬，增加了采 煤工作面风流中的煤尘浓度；煤炭在运输过程中放出的瓦斯，又随风流带到采煤工作面， 增加了采煤工作面的瓦斯浓度；运输设备运转时所产生的热量随进风流散发到采煤工作 面，使工作面气温升高。 （二）下行通风 １．下行通风的主要的优点采煤工作面进风流中煤尘浓度较小，这是因为工作面 内为同向通风，降低了吹起煤尘的能力；采煤工作面的气温可以降低，这是因为风流进 入工作面的路线较短，风流与地温热交换作用较小，而且工作面运输平巷内的机械发热 15 量不会带入工作面；不易出现瓦斯局部积聚，因为风流方向与瓦斯轻浮向上的方向相反， 当风流保持足够的风速时，就能够对向上轻浮的瓦斯具有较强的扰动、混合能力，使瓦 斯局部积聚难以产生，而且煤炭在运输过程中放出的瓦斯不会带入工作面。 ２．下行通风的主要缺点工作面运输平巷中设备处在回风流中；一旦工作面发生 火灾时控制火势比较困难；当发生煤与瓦斯突出事故时，下行通风极易引起大量的瓦斯 逆流而进入上部进风水平，扩大突出的涉及范围。 经过现场的实践和实验室试验分析，证明采煤工作面采用下行通风对工作面的煤尘 抑制，特别是对急倾斜煤层采煤工作面的煤尘抑制是很有利的；同时对防止采煤工作面 顶板瓦斯的成层积聚和采空区的漏风以及抑制煤炭自燃也都是有利的。因此规程只 规定，有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险的采煤工作面不得采用下行通风。 六、采区通风管理中的注意事项六、采区通风管理中的注意事项 （一）根据采区的地质条件和开采技术条件，确定采区的风量和风流控制措施。按 照采区实际情况计算采区需要风量，合理分配风量到采掘工作面、硐室和用风地点；在 生产条件变化的情况下，及时有效地进行局部风量调节。控制风流的措施是在通风网路 中选定适当地点建筑通风设施，改变风流及风路的阻力，使风流按已定的通风系统流动， 满足各用风地点的供风量。 （二）按照规程规定，进行采区风量和风速检查。检查风量和风速的目的，是 确定采区总进风量是否满足生产需要，各工作地点风量分配是否合理以及局部地区的漏 风情况，各巷道中的实际风速是否符合规定等，发现问题及时上报并处理。生产实践证 明，加强风量检查，找出漏风严重地点，及时采取措施，能有效的改善采区通风状况。 （三）有计划的进行采区通风阻力检查与测定，掌握采区通风网路中阻力分布状况。 对阻力较大的区域和地点采取相应措施，为改善采区通风系统，减少阻力，保证采区正 常通风提供可靠依据。 （四）按照规程要求，组织通风安全各项检查工作，包括测定空气成分、湿度 和温度、有害气体含量、空气含尘量等等，以确保采区有良好的通风条件和适宜的作业 环境。 （五）加强对火区的检查，掌握自然发火区域的变化情况，定期对封闭区内的空气 成分和温度进行检查分析。防火墙也应加强管理，检查有无裂缝及漏风情况，发现问题， 工作面及时采取补救措施。 （六）按要求绘制与填绘采区通风系统图，及时掌握采区通风网路的变化情况，填 写各种通风安全报表，并对各报表进行研究和分析。 第三节 通风设施 通风设施是控制矿井风流流动的通风构筑物的总称。 16 为了保证风流按拟定路线流动，使各个用风地点得到所需风量，就必须在某些巷道 中设置相应的通风设施对风流进行控制。通风设施必须正确地选择合理位置，按施工方 法进行施工，保证施工质量，严格管理制度。否则，会造成大量漏风或风流短路，破坏 通风的稳定性。 一、通风设施的种类和质量要求一、通风设施的种类和质量要求 矿井通风设施，按其作用不同可分为两类。一类是引导风流的设施，如主要通风机 的风硐、风桥、调节风窗、导风板等，如图 7-9 所示。另一类是隔断风流的设施，如风门、 挡风墙、风幛等，如图 7-10 所示。 （一）引导风流的设施 １．风桥 风桥是将两股平面交叉的新、污风流隔成立体交叉的一种通风设施，污风从桥上通 过，新风从桥下通过。风桥按其结构不同，可分为以下三种 （1）绕道式风桥 如图 7-9（a）所示。开凿在岩石中，坚固耐用，漏风小，但工程量较大。主要用于 服务年限很长，通过风量在 20m3／s 以上的主要风路中。 （2）混凝土风桥 如图 7-9（b）所示。结构紧凑，比较坚固。当服务年限较长，通过风量为 10～20m3 ／s 时，可以采用。 （3）铁筒风桥 如图 7-9（c）所示，由铁筒与风门组成。铁筒直径不小于０.８～１m，风筒壁厚不 小于 5mm，每侧应设两道以上风门。一般用于服务年限短，通过风量为 10m3／s 的次要 风路中使用。 风桥的质量标准 （1）用不燃材料建筑； （2）桥面平整不漏风； （3）风桥前后各 5m 范围内巷道支护良好，无杂物、积水和淤泥； （4）风桥的断面不小于原巷道断面的 4/5，成流线型，坡度小于 30o； （5）风桥的两端接口严密，四周实帮、实底，要填实； （6）风桥上下不准设风门。 17 a 导风叶片 a 绕道式风桥 b 混泥土风桥 c 铁筒风桥 3 2 1 4 d 引风导风板 e 降阻导风板 f 汇流导风板 1-导风板；2-入风石门； 3-采区巷道；4-车场绕道 图7-9 引导风流的设施 2．导风板 矿井中常用的导风板有以下几种。 （1）引风导风板 压入式通风的矿井中，为防止井底车场漏风，在进风石门与巷道交叉处，安设引导 风流的导风板，利用风流流动的方向性，改变风流的分配状况，提高矿井的有效风量率， 如图 7-9（d）所示，是导风板的安装示意图。导风板可用木板、铁板或混凝土板制成。 挡风板要做成圆弧形与巷道光滑连接。导风板的长度应超过交叉口一定距离，一般 为 0.51m。 （2）降阻导风板 通过风量较大的巷道直角转弯时， 为降低通风阻力， 可用铁板制成机翼形或普通弧形 18 导风板，减少风流冲击的能量损失。如图 7-9（e）所示，是直角转弯处导风板的装置图。 导风板的敞角 α＝100o ,导风板的安装角 β＝45o50o。安设此种导风板后可使直角导风板 的局部阻力系数由原来的 1.4 降低到 0.30.4。 （3）汇流导风板 如图 7-9（f）所示。在三岔口巷道中，当两股风流对头相遇汇合在一起时，可安设 导风板，减少风流相遇时的冲击能量损失。此种导风板由木板制成，安装时应使导风板 伸入汇流巷道中，所分成的两个隔间面积与各自所通过的风量成正比。 （二）隔断风流的设施 隔断风流的设施，主要有挡风墙、风门。如图 7-10 所示。 1．密闭 又称挡风墙 密闭是隔断风流的构筑物。在不允许风流通过，也不允许行人行车的井巷，如采空 区、旧巷、火区以及进风与回风大巷之间的联络巷道，都必须设置密闭，将风流截断。 密闭按其结构及服务年限的不同，可分为临时密闭和永久密闭两类 （1）临时密闭。一般是在立柱上钉木板，木板上抹黄泥建成临时性挡风墙。但当巷 道压力不稳定，并且挡风墙的服务年限不长2 年以内时，可用长度约 1m 的圆木段和黄 泥砌筑成挡风墙。这种挡风墙的特点是可以缓冲顶板压力，使挡风墙不产生大量裂缝， 从而减少漏风。但在潮湿的巷道中容易腐烂。 （2）永久密闭。在服务年限长2 年以上时使用。挡风墙材料常用砖、石、水泥等不 燃性材料修筑，其结构如图 7-10（a）所示。为了便于检查密闭区内的气体成分及密闭区 内发火时便于灌浆灭火，挡风墙上应设观测孔和注浆孔，密闭区内如有水时，应设放水 管或反水沟以排出积水。为了防止放水管在无水时漏风，放水管一端应制成 U 形，利用 水封防止放水管漏风。 永久密闭的的质量标准 （1）用不燃性材料建筑，严密不漏风，墙体厚度不小于 0.5m。 （2）密闭前无瓦斯积聚，5m 内支架完好，无片帮、冒顶，无杂物、积水和淤泥。 （3）密闭周边要掏槽，见硬底、硬帮，与煤岩接实，并抹有不少于 0.1m 的裙边。 （4）密闭内有水的要设反水池与反水管；有自燃发火的采空区密闭要设观测孔、灌 浆孔，孔口要堵严密。 （5）密闭前要设栅栏、警标、说明牌板和检查箱。 （6）墙面要平整、无裂缝、重缝和空缝。 2．风门 在不允许风流通过，但需行人或行车的巷道内，必须设置风门。风门的门扇安设在 挡风墙墙垛的门框上。墙垛可用砖、石、木段和水泥砌筑。 按其材料的不同，风门的建筑材料有木材、金属材料，混合材料等三种。 按其结构的不同，可分为普通风门和自动风门两种。在行人或通车不多的地方，可设 普通风门；而在行人通车比较频繁的主要运输巷道上，则应安设自动风门。 19 e 电动风门示意图 1-门扇；2-牵引绳； 3-滑块；4-螺杆； 5-电动机；6-配重；7-导向滑轮 图7-10 隔断风流的设施 A 放水管 A-A a 永久密闭 A b 普通风门 门框 沿口处 风门 1 2 3 4 c 碰撞式自动风门 5 6 1-杠杆回转轴；2-碰撞风门杠杆； 3-风耳；4-门板；5-推门弓；6-缓冲弹簧 1 2 3 4 5 6 7 8 9 d 水力配重自动风门示意图 1-门扇；2-平衡锤；3-重锤；4-活塞； 5-水缸；6-三通水阀；7-电磁铁； 8-高压水管；9-放水管 1 2 2 2 6 7 7 7 345 1）普通风门用人力开启，一般多用木板或铁皮制成，图 7-10b所示的是单扇木质 沿口普通风门。这种风门的结构特点是门扇与门框呈斜面沿口接触，接触处有可缩性衬 垫，比较严密、坚固，一般可使用 1.5～2 年。门扇开启方向要迎着风流，使门扇关上后 在风压作用下保持风门关闭严密。门框和门扇都要顺风流方向倾斜，与水平面成 80o 85o 倾角。门框下设门坎，过车的门坎要留有轨道通过的槽缝，门扇下部要设挡风帘。 2）自动风门是借助各种动力来开启与关闭的一种风门，按其动力不同分为碰撞式、 气动式、电动式和水动式等。 20 （1）碰撞式自动风门 如图 7-10（c）所示。由木板、推门杠杆、门耳、缓冲弹簧、推门弓和绞链等组成。 门框和门扇倾斜 80o～85o。风门是靠矿车碰撞门板上的门弓和推门杠杆而自动打开、借 风门自重而关闭的。这种风门具有结构简单，易于制作和经济实用等优点；缺点是撞击 部件容易损坏，需经常维修。故多用于行车不太频繁的巷道中。 （2）气动或水动风门 这种风门的动力来源是压缩空气或高压水。它是由电气触点控制电磁阀，电磁阀控 制气缸或水缸的阀门，使气缸或水缸中的活塞做往复运动，再通过联动机构控制风门的 开闭。如图７-10（d）所示。这种风门简单可靠，但只能用于有压缩空气和高压水源的地 方。北方矿井严寒易冻的地方不能使用。 （３）电动风门 电动风门是以电动机做动力。电机经过减速带动联动机构，使风门开闭。电机的启 动和停止可用车辆触及开关或光电控制器自动控制。电动风门应用广泛，适用性强，只 是减速和传动机构稍微复杂些。电动风门样式较多，如图７-10（e）所示是其中一种。 永久风门的质量标准 （１）每组风门不少于两道。通车风门间距不小于一列车长度，行人风门间距不少 于 5m。进、回风巷道之间需要设风门处同时设反向风门，其数量不少于两道。 （２）风门能自动关闭。通车风门实现自动化，矿井总回风和采区回风系统的风门 要安装闭锁装置；风门不能同时敞开（包括反风门）。 （３）门框要包边沿口有垫衬，四周接触严密。门扇平整不漏风，门扇与门框不歪 扭。门轴与门框要向关门方向倾斜 80o～85o。 （４）风门墙垛要用不燃性材料建筑，厚度不小于 0.5m，严密不漏风。墙垛周边要 掏槽，见硬顶、硬帮，与煤体接实。墙垛平整，无裂缝、重缝和空缝。 （５）风门水沟