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矿井通风与安全,中国矿业大学,第七章采区通风,第一节采区通风系统第二节工作面通风方式第三节采区风量计算第四节通风构筑物第五节采区专用回风巷第六节减少漏风的措施,7.1采区通风系统,一、采区通风系统的基本内容采区通风系统是采区生产系统的重要组成部分，它包括采区进风、回风和工作面进、回风道的布置方式，采区通风路线的连接形式，以及采区内的通风设备和设施等基本内容。,此图是联合开采两个近距离煤层的采区通风系统，进风上山（轨道上山）和回风上山（输送机上山）都布置在下煤层中和采区的通风网络图。,二、采区通风系统的基本要求,1、每一生产水平和采区都必须实行分区通风。2、准备采区必须在采区内构成通风系统后，方可开掘其它巷道。3、高瓦斯矿井、有煤与瓦斯（CO2）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；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。,4、采、掘工作面应实行独立通风。5、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。6、掘进工作面和采煤工作面的进风和回风，都不得经过采空区或冒顶区。7、井下机电硐室必须设在进风风流中。个别井下硐室，经矿总工程师批准，可设在回风流中，但瓦斯浓度不超过0.5，并应安装瓦斯自动检测报警断电装置。,8、采空区必须及时封闭。9、倾斜运输巷道，不应设置风门。开采突出煤层时，工作面回风侧不应设置风窗。10、改变一个采区的通风系统时，应报矿总工程师批准。,三、采区进风上山和回风上山的选择,布置两条上山一条是运煤上山，另一条是轨道上山。当采区生产能力大、产量集中、瓦斯涌出量大时，可增设专用的回风上山。布置两条上山时，可用轨道上山进风、输送机上山回风；也可用输送机上山进风、轨道上山回风。,优缺点比较,采用输送机上山进风，轨道上山回风的通风系统，容易引起煤尘飞扬，使进风流的煤尘浓度增大；煤炭在运输过程中所涌出的瓦斯，可使进风流的瓦斯浓度增高，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。采用轨道上山进风、输送机上山回风的通风系统，虽能避免上述的缺点，但输送机设备处于回风流中，轨道上山的上部和中部甩车场都要安装风门，风门数目较多。,7.2工作面的通风方式,U型Y型E型W型Z型,U型,1）煤炭自燃威胁较大。2上隅角瓦斯浓度高。,W型,①减少了巷道的开掘和维护费用。②风阻小，风量大，漏风量小，利于防火。③便于回收安装维修采煤设备。④当中间平巷进风且设运输机时，既保证了运输设备处于新鲜风流中，又保证了进、回风巷的总断面比较接近，故在近水平煤层的综采工作面中应用较广。,E型,与U型通风方式相比，可使上部工作面气温降低。但采空区的空气流动相应发生了变化，迫使采空区的瓦斯较集中地从上部回采工作面的上隅角涌出，使该处时常处于瓦斯超限状态，故仅适用于低瓦斯矿井。,Z型,通风方式是U型通风方式的改进，为前进式Z型，其进风巷随回采工作曲推进而形成，回风平平巷则为沿空留下的或预留的巷道，其优点为①与前进式U型相比，巷道的采掘工程量较少；②进、回风巷只需在一侧采空的条件下维护；③采区内进、回风巷的总长度近似不变，有利于稳定风阻、改善通风。,Y型,Y型通风方式指在回采工作面的上、下端各设一条进风道，另在采空区一侧设回风道，其优点为①采空区的瓦斯，通过巷旁支护流入回风平巷，较好地解决了回采工作面上隅角的瓦斯超限之患；②工作面上、下端均处于进风流中，改善了作业环境；③实行沿空留巷，可提高采区回收率。,a－X型，b－H型，cf－双Z型,cf－双Z型，g－偏W型，h－偏Y型,回采工作面风向的分析,1上行风的优缺点,上行风的主要优点是1瓦斯比空气轻，有一定的上浮力，其自然流动的方向和上行风流的方向一致利于带走瓦斯，在正常风速大于0.5～0.8m/s下，瓦斯分层流动和局部积聚的可能性较小。2采用上行风时，工作面运输平巷中的运输设备位于新鲜风流中，安全性较好。3工作面发生火灾时，采用上行风在起火地点发生瓦斯爆炸的可能性比下行风要小些。4除浅矿井的夏季之外，采用上行风时，采区进风流和回风流之间产生的自然风压和机械风压的作用方向相同，对通风有利。,上行风的主要缺点是1上行风流方向与运煤方向相反，易引起煤尘飞扬，使采煤工作面进风流及工作面风流中的煤尘浓度增大。2煤炭运输过程中放出的瓦斯进入工作面，使进风流和工作面风流瓦斯浓度升高，影响了工作面卫生条件。3采用上行凤时，进风风流流经的路线较长，且上行风比下行风工作面的气温要高些。,2下行风的优缺点,下行风的主要优点是1采煤工作面及其进风流中的煤尘、瓦斯浓度相对较小些。2采煤工作面及其进风流中的空气被加热的程度较小。3下行风流方向与瓦斯自然流向相反，不易出现瓦斯分层流动和局部积聚的现象。,下行风的主要缺点是1运输设备在回风巷道中运转，安全性较差。2工作面一旦起火，产生的火风压和下行风工作面的机械风压作用方向相反，使工作面风量减少，瓦斯浓度升高，下行风在起火地点引起瓦斯爆炸的可能性比上行风要大些，灭火工作困难一些。3除浅矿井的夏季之外，采区进风流和回风流之间产生的自然风压和机械风压的作用方向相反，降低了矿井通风能力，而且一旦主要通风机停止运转，工作面的下行风流就有停风或反风或逆转的可能。,7.3采区风量计算,采区所需总风量是采区内各用风地点所需风量之和，并乘以适当系数。,,一、回采工作面的需风量,,1、按瓦斯涌出量计算,2、按炸药量计算,,3、按人数计算,4、按工作面气温计算,,5、按工作面风速计算,,,6、备用采面需要风量计算,备用采面的需风量通常取为产量相同的生产采面的需风量之半。当采区风量不富裕时，也可以按工作面不积聚瓦斯为原则配风，但工作面风速不应小于15m/min。,,二、掘进工作面所需风量掘进工作面所需风量和回采工作面所需风量的计算方法基本相同。三、硐室所需风量的计算采区内独立通风的每个硐室所需风量，应根据各类硐室分别计算。,7.4采区通风构筑物,一、风桥,在进风与回风平面相遇的地点设置风桥，构成立体交叉风路，使进风与回风分开，互不相混。,二、密闭,在需要堵截风流和交通的巷道内，须设置密闭。按服务年限长短，密闭分为永久性和临时性两种。,三、风门,在人员和车辆可以通行、风流不能通过的巷道中，至少要建立两道风门，其间距要大于运输工具长度，以便一道风门开启时，另一道风门是关闭的。风门分为普通风门和自动风门。,7.5采区专用回风巷,煤矿安全规程第113条规定“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，必须至少布置一条专用回风巷。低瓦斯矿井开采煤层群和分层开采采用联合布置的采区，必须设置一条专用回风巷。”煤矿安全生产监督管理总局出台的关于加强国有重点煤矿安全基础管理的指导意见第19条再次明确指出“高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井采区必须设专用回风巷”。,一、专用回风巷的形式所谓专用回风巷即指在采区巷道中，专门用于回风，不得用于运料、安设电气设备的巷道。在煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出区，专用回风巷还不得行人。,二、专用回风巷布置的原则1在采区专用回风巷布置设计时，要真正体现专巷专用。2在实施时，布置的采区专用回风巷必须贯穿整个采区的长度和高度。严禁将一条专用回风巷分为两段，一段为进风巷，另一段为回风巷。,三、布置采区专用回风巷的重要意义1确保通风系统稳定2抑制采空区自然发火3增强矿井抗灾能力,7.6减少漏风的措施,一、矿井漏风的分类外部漏风地表与井下之间的漏风，例如主通风机附近、箕斗井口等处的漏风内部漏风井下各处的漏风,,漏风地点,局部漏风局限在一个地点的漏风如风门、风桥、挡风墙等的漏风连续分布漏风在一个区段内风流沿途不断的漏风和采空区，掘进通风的风筒、纵向风墙、隔离煤柱等漏风,,漏风形式,二、矿井漏风率与有效风量率,,,,矿井的外部漏风率,装有风机的井口，其外部漏风率在无提升任务时，不得超过5；有提升任务时，不得超过15。,矿井的内部漏风率,,矿井的总漏风率,矿井的有效风量率,QR有效风量Qf风机风量Qm井下回（进）风QL总漏风,三、提高矿井有效风量的途径1、经验证明，对于自然发火严重的矿井，选用漏风少的开拓方式和开采方法尤为重要。2、采区内外所有通风构筑物的漏风，一般是矿井总漏风的主要组成部分，故必须如前所述，除了认真设计选型，正确选择位置，保证施工质量外，还要加强日常检修，严格管理制度。,3、要注意减少前进式回采的采空区漏风。4、使用箕斗井提煤的矿井日益增多，但箕斗井一般不得兼做进风井或回风井。箕斗井兼作回风并时，井上下装、卸装置和井塔都必须有完善的密封措施，其漏风率不超过15。5、抽出式通风的矿井，要注意减少地表塌陷区或浅部古窑向井下漏风。为此，必须查明塌陷区或古窑的分布情况，及时填堵它们和地表相通的裂缝或通道。,复习思考题,1、采区通风系统包括哪些部分2、试比较运输机上山和轨道上山进风的优缺点和适用条件。3、何谓下行风试从防止瓦斯积聚、防尘及降温角度分析上行风与下行风的优缺点。4、试述长壁工作面通风系统有哪些类型并阐述其各自的特点和适用性。,
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