1秦波濤王德明魏連江安全工程學(xué)院礦井通風(fēng)與安全

MineVentilationandSafety中國礦業(yè)大學(xué)多媒體教學(xué)課件2第7章采區(qū)通風(fēng)中國礦業(yè)大學(xué)多媒體教學(xué)課件3第6章通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)風(fēng)量分配與調(diào)節(jié)6.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)圖的繪制6.2風(fēng)量分配基本規(guī)律

6.3風(fēng)網(wǎng)的基本形式及通風(fēng)參數(shù)的計(jì)算

6.4計(jì)算機(jī)解算礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)

6.5礦井風(fēng)量調(diào)節(jié)

6.6多臺(tái)通風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)的相互調(diào)節(jié)上一章內(nèi)容□4第7章采區(qū)通風(fēng)通常，每個(gè)礦井都有幾個(gè)采區(qū)同時(shí)生產(chǎn)，每個(gè)采區(qū)內(nèi)有回采工作面、備用工作面、掘進(jìn)工作面和硐室（采區(qū)變電所和絞車房）等用風(fēng)地點(diǎn)，是礦井通風(fēng)的主要對(duì)象。做好采區(qū)通風(fēng)是保證礦井安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)。為此，本章將對(duì)采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)、采區(qū)供風(fēng)量、通風(fēng)設(shè)施和減少漏風(fēng)等基本內(nèi)容的設(shè)計(jì)和日常管理工作進(jìn)行闡述。5第7章采區(qū)通風(fēng)第7章采區(qū)通風(fēng)7.1采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)7.2長壁工作面的通風(fēng)方式7.3采區(qū)風(fēng)量計(jì)算7.4采區(qū)通風(fēng)構(gòu)筑物7.5采區(qū)專用回風(fēng)巷7.6減少漏風(fēng)的措施67.1采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)一、采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的基本內(nèi)容二、采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求三、采區(qū)進(jìn)風(fēng)上山和回風(fēng)上山的選擇77.1采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)一、采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的基本內(nèi)容采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)是采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分，它包括采區(qū)進(jìn)風(fēng)、回風(fēng)和工作面進(jìn)、回風(fēng)道的布置方式，采區(qū)通風(fēng)路線的連接形式，以及采區(qū)內(nèi)的通風(fēng)設(shè)備和設(shè)施等基本內(nèi)容。8圖（A）是聯(lián)合開采兩個(gè)近距離煤層的采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)，進(jìn)風(fēng)上山（軌道上山）和回風(fēng)上山（輸送機(jī)上山）都布置在下煤層中9圖（B）是該采區(qū)的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖。這兩個(gè)圖都是必備的基礎(chǔ)資料．前者表示上述基本內(nèi)容，后者表示是個(gè)復(fù)雜的通風(fēng)網(wǎng)路。10二、采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)主要取決于采煤系統(tǒng)(采煤方法)，但又能在一定程度上影響著采區(qū)的巷道布置系統(tǒng)。完備的采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)能滿足以下要求：有效地控制采區(qū)內(nèi)的風(fēng)流方向，風(fēng)量和風(fēng)質(zhì)；漏風(fēng)少；風(fēng)流的穩(wěn)定性高，不易遭受破壞；有利于合理排放瓦斯，防止煤炭自燃，形成較好的礦內(nèi)氣候條件和有利于控制、處理事故，并能使通風(fēng)系統(tǒng)符合安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理和技術(shù)可行的原則。11采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求1、每一生產(chǎn)水平和采區(qū)都必須實(shí)行分區(qū)通風(fēng)，即把井下各個(gè)水平、各個(gè)采區(qū)以及各個(gè)采煤工作面、掘進(jìn)工作面和其他用風(fēng)地點(diǎn)的回風(fēng)各自直接排入采區(qū)的回風(fēng)巷或總回風(fēng)巷的通風(fēng)布置方式。2、準(zhǔn)備采區(qū)，必須在采區(qū)內(nèi)構(gòu)成通風(fēng)系統(tǒng)后，方可開掘其它巷道。采煤工作面必須在采區(qū)構(gòu)成完整的通風(fēng)、排水系統(tǒng)后，方可回采。每個(gè)上、下山盤區(qū)或采區(qū)都必須配置至少一條專門的回風(fēng)道。采區(qū)進(jìn)、回風(fēng)道必須貫穿整個(gè)采區(qū)，嚴(yán)禁一段為進(jìn)風(fēng)巷，一段為回風(fēng)巷。123、高瓦斯礦井、有煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出危險(xiǎn)的礦井的每個(gè)采區(qū)和開采容易自燃煤層的采區(qū)，必須設(shè)置至少1條專用回風(fēng)巷；低瓦斯礦井開采煤層群和分層開采采用聯(lián)合布置的采區(qū)，必須設(shè)置1條專用回風(fēng)巷。所謂專用回風(fēng)巷指在采區(qū)巷道中，專門用于回風(fēng)，不得用于運(yùn)料、安設(shè)電氣設(shè)備的巷道，在煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出區(qū)，專用回風(fēng)巷還不得行人。134、采、掘工作面應(yīng)實(shí)行獨(dú)立通風(fēng)。同一采區(qū)內(nèi)，同一煤層上下相連的兩個(gè)回采工作面、工作面總長度不超過400m，回采工作面和與之相連接的掘進(jìn)工作面，掘進(jìn)工作面和與之相鄰的掘進(jìn)工作面，布置獨(dú)立通風(fēng)有困難時(shí)，都可采用串聯(lián)通風(fēng)，但串聯(lián)通風(fēng)的次數(shù)不得超過一次。開采有瓦斯噴出或有煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出危險(xiǎn)的煤層時(shí)，嚴(yán)禁任何2個(gè)工作面之間串聯(lián)通風(fēng)。145、有煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出危險(xiǎn)的采煤工作面不得采用下行通風(fēng)。6、掘進(jìn)工作面和采煤工作面的進(jìn)風(fēng)和回風(fēng)，都不得經(jīng)過采空區(qū)或冒頂區(qū)。157、井下機(jī)電硐室必須設(shè)在進(jìn)風(fēng)風(fēng)流中。如果硐室深度不超過6m，入口寬度不小于1.5m時(shí)，可以采用擴(kuò)散通風(fēng)。個(gè)別井下硐室，經(jīng)礦總工程師批準(zhǔn)，可設(shè)在回風(fēng)流中，但瓦斯?jié)舛炔怀^0.5%，并應(yīng)安裝瓦斯自動(dòng)檢測報(bào)警斷電裝置。8、采空區(qū)必須及時(shí)封閉。從巷道通至采空區(qū)的風(fēng)眼，必須隨著采煤工作面的推進(jìn)逐個(gè)封閉通至采空區(qū)的連通巷道。169、傾斜運(yùn)輸巷道不應(yīng)設(shè)置風(fēng)門。如果必須設(shè)置風(fēng)門時(shí)，應(yīng)安設(shè)自動(dòng)風(fēng)門或設(shè)專人管理，并有防止礦車或風(fēng)門碰撞人員以及礦車碰撞風(fēng)門的安全措施。開采突出煤層時(shí)，工作面回風(fēng)側(cè)不應(yīng)設(shè)置風(fēng)窗。10、改變一個(gè)采區(qū)的通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)報(bào)礦總工程師批準(zhǔn)。掘進(jìn)巷道與其他巷道貫通時(shí)，在貫通相距15m時(shí)，地質(zhì)測量部門必須向礦總工程師報(bào)告，并通知通風(fēng)部門，通風(fēng)部門事先必須做好調(diào)整風(fēng)流的準(zhǔn)備工作；貫通時(shí)，通風(fēng)部門必須派干部在現(xiàn)場統(tǒng)一指揮；貫通后，必須立即調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)，防止瓦斯積聚，并須待系統(tǒng)調(diào)整后的風(fēng)流穩(wěn)定，才可恢復(fù)工作。17三、采區(qū)進(jìn)風(fēng)上山和回風(fēng)上山的選擇通常，一個(gè)采區(qū)布置兩條上山。一條是運(yùn)煤上山，另一條是軌道上山。當(dāng)采區(qū)生產(chǎn)能力大、產(chǎn)量集中、瓦斯涌出量大時(shí)，可增設(shè)專用的回風(fēng)上山。布置兩條上山時(shí)，可用軌道上山進(jìn)風(fēng)、輸送機(jī)上山回風(fēng)；也可用輸送機(jī)上山進(jìn)風(fēng)、軌道上山回風(fēng)。18這些做法各有利弊，現(xiàn)分析如下：采用輸送機(jī)上山進(jìn)風(fēng)，軌道上山回風(fēng)的通風(fēng)系統(tǒng)，容易引起煤塵飛揚(yáng)，使進(jìn)風(fēng)流的煤塵濃度增大；煤炭在運(yùn)輸過程中所涌出的瓦斯，可使進(jìn)風(fēng)流的瓦斯?jié)舛仍龈?，影響工作面的安全衛(wèi)生條件，輸送機(jī)設(shè)備所散發(fā)的熱量，使進(jìn)風(fēng)流溫度升高。采用軌道上山進(jìn)風(fēng)、輸送機(jī)上山回風(fēng)的通風(fēng)系統(tǒng)，雖能避免上述的缺點(diǎn)，但輸送機(jī)設(shè)備處于回風(fēng)流中，軌道上山的上部和中部甩車場都要安裝風(fēng)門，風(fēng)門數(shù)目較多以上選擇應(yīng)根據(jù)煤層賦存條件、開采方法以及瓦斯、煤塵及溫度等具體條件而定。一般認(rèn)為，在瓦斯煤塵嚴(yán)重的采區(qū)，采用軌道上山進(jìn)風(fēng)，輸送機(jī)上山回風(fēng)的采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)較為合理。197.2長壁工作面的通風(fēng)方式一、長壁工作面的通風(fēng)方式長壁工作面在我國應(yīng)用最廣，其產(chǎn)量占全國回采總量的85%以上。工作面的通風(fēng)方式視瓦斯涌出量、開采工作條件和開采技術(shù)而異，按工作面進(jìn)、回風(fēng)巷的數(shù)量和位置，可分為U型、Y型、E型、W型、Z型等通風(fēng)方式，其中U型應(yīng)用最為普遍。20U型通風(fēng)方式系指采煤工作面有二條巷道，一條為進(jìn)風(fēng)道，一條為回風(fēng)道，上行通風(fēng)時(shí)，其下順槽為進(jìn)風(fēng)道，上順槽為回風(fēng)道，下行通風(fēng)時(shí)，則相反。圖a為后退式U型通風(fēng)力式的布置，此種通風(fēng)方式對(duì)了解煤層賦存情況，掌握瓦斯、火的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律，較為有利。由于巷道均維護(hù)在煤體中，因而巷道的漏風(fēng)率較少。21但存在下列缺點(diǎn)：1）煤炭自燃威脅較大。2)上隅角瓦斯?jié)舛雀?。U型后退式通風(fēng)方式多適用于瓦斯涌出量不大，且不易自然發(fā)火的煤層開采中，對(duì)瓦斯涌出量很大，且易自然發(fā)火的煤層，必須采用一系列特殊技術(shù)措施，才可應(yīng)用。222W型通風(fēng)方式23W型通風(fēng)方式指采煤工作面，有三條平巷，即上、下平巷進(jìn)風(fēng)或回風(fēng)，中間平巷回風(fēng)或進(jìn)風(fēng)的布置形式，它的優(yōu)點(diǎn)在于：①相鄰的兩個(gè)工作面共用一條進(jìn)風(fēng)或回風(fēng)巷道，從而減少了巷道的開掘和維護(hù)費(fèi)用。②通風(fēng)網(wǎng)路屬并聯(lián)結(jié)構(gòu)，因而風(fēng)阻小，風(fēng)量大，漏風(fēng)量小，利于防火。③當(dāng)上下端平巷進(jìn)風(fēng)，且設(shè)運(yùn)輸機(jī)時(shí)，則在該巷中有回收安裝維修采煤設(shè)備的良好環(huán)境。④當(dāng)中間平巷進(jìn)風(fēng)且設(shè)運(yùn)輸機(jī)時(shí)，既保證了運(yùn)輸設(shè)備處于新鮮風(fēng)流中，又保證了進(jìn)、回風(fēng)巷的總斷面比較接近，故在近水平煤層的綜采工作面中應(yīng)用較廣。243E型通風(fēng)方式

E型通風(fēng)方式具有三條通風(fēng)巷道，其上平巷為回風(fēng)巷，而下平巷及中間平巷為進(jìn)風(fēng)巷，如圖7-2-6所示。下平巷和下部工作面回風(fēng)速度降低，故可抑制煤塵的產(chǎn)生。與U型通風(fēng)方式相比，可使上部工作面氣溫降低。但采空區(qū)的空氣流動(dòng)相應(yīng)發(fā)生了變化，迫使采空區(qū)的瓦斯較集中地從上部回采工作面的上隅角涌出，使該處時(shí)常處于瓦斯超限狀態(tài)，故僅適用于低瓦斯礦井。254Z型通風(fēng)方式

Z型通風(fēng)方式是U型通風(fēng)方式的改進(jìn)，如圖a所示，為前進(jìn)式Z型，其進(jìn)風(fēng)巷隨回來工作面推進(jìn)而形成，回風(fēng)平平巷則為沿空留下或預(yù)留的巷道，其優(yōu)點(diǎn)為：①與前進(jìn)式U型相比，巷道的采掘工程量較少；②進(jìn)、回風(fēng)巷只需在一側(cè)采空的條件下維護(hù)；③采區(qū)內(nèi)進(jìn)、回風(fēng)巷的總長度近似不變，有利于穩(wěn)定風(fēng)阻、改善通風(fēng)。為了改善前進(jìn)式Z型上隅角瓦斯積聚之患，最近應(yīng)用后退式Z型的通風(fēng)方式，如圖b所示。但當(dāng)采空區(qū)涌出的瓦斯量及漏風(fēng)量較大時(shí)，其回風(fēng)巷常易出現(xiàn)瓦斯超限現(xiàn)象。265Y型通風(fēng)方式Y(jié)型通風(fēng)方式指在回采工作面的上、下端各設(shè)一條進(jìn)風(fēng)道，另在采空區(qū)一側(cè)設(shè)回風(fēng)道，如圖7-2-8所示，其優(yōu)點(diǎn)為：①由于采空區(qū)的瓦斯，通過巷旁支護(hù)流入回風(fēng)平巷，則較好地解決了回采工作面上隅角的瓦斯超限之患；②由于工作面上、下端均處于進(jìn)風(fēng)流中，故改善了作業(yè)環(huán)境；③實(shí)行沿空留巷，可提高采區(qū)回收率。27二、回采工作面風(fēng)向的分析1上行風(fēng)和下行風(fēng)的概念上行風(fēng)和下行風(fēng)是指風(fēng)流方向與煤層傾向的關(guān)系而言的。(1)上行風(fēng)：當(dāng)采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷道水平低于回風(fēng)巷道水平時(shí)，采煤工作面的風(fēng)流沿工作面的傾斜方向由下向上流動(dòng)，稱上行風(fēng)，也叫上行通風(fēng)。(2)下行風(fēng)：當(dāng)采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷道水平高于回風(fēng)巷道水平時(shí)，采煤工作面的風(fēng)流沿工作面的傾斜方向由上向下流動(dòng)，稱下行風(fēng)，也叫下行通風(fēng)。282上行風(fēng)與下行風(fēng)的優(yōu)缺點(diǎn)分析

1)上行風(fēng)的優(yōu)缺點(diǎn)

(1)瓦斯比空氣輕，有一定的上浮力，其自然流動(dòng)的方向和上行風(fēng)流的方向一致，有利于帶走瓦斯、較快地降低工作面的瓦斯?jié)舛?，在正常風(fēng)速(大于0.5～0.8m／s)下，瓦斯分層流動(dòng)和局部積聚的可能性較小。

(2)采用上行風(fēng)時(shí)，工作面運(yùn)輸平巷中的運(yùn)輸設(shè)備位于新鮮風(fēng)流中，安全性較好。(3)工作面發(fā)生火災(zāi)時(shí)，采用上行風(fēng)在起火地點(diǎn)發(fā)生瓦斯爆炸的可能性比下行風(fēng)要小些。(4)除淺礦井的夏季之外，采用上行風(fēng)時(shí)，采區(qū)進(jìn)風(fēng)流和回風(fēng)流之間產(chǎn)生的自然風(fēng)壓和機(jī)械風(fēng)壓的作用方向相同，對(duì)通風(fēng)有利些。29上行風(fēng)的主要缺點(diǎn)是：

(1)上行風(fēng)流方向與運(yùn)煤方向相反，易引起煤塵飛揚(yáng)，使采煤工作面進(jìn)風(fēng)流及工作面風(fēng)流中的煤塵濃度增大。

(2)煤炭在運(yùn)輸過程中所釋放出的瓦斯，披上行風(fēng)流帶人工作面，使進(jìn)風(fēng)流和工作面風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛壬?，影響了工作面的安全衛(wèi)生條件。

(3)采用上行風(fēng)時(shí)，進(jìn)風(fēng)風(fēng)流流經(jīng)的路線較長，風(fēng)流溫度會(huì)由于壓縮和地溫加熱而升高；又加上運(yùn)輸巷內(nèi)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的熱量對(duì)風(fēng)流的加熱作用，故上行風(fēng)比下行風(fēng)工作面的氣溫要高些。302)下行風(fēng)的優(yōu)缺點(diǎn)下行風(fēng)的主要優(yōu)點(diǎn)：(1)采煤工作面及其進(jìn)風(fēng)流中的煤塵、瓦斯?jié)舛认鄬?duì)較小些。(2)采煤工作面及其進(jìn)風(fēng)流中的空氣被加熱的程度較小。(3)下行風(fēng)流方向與瓦斯自然流向相反，當(dāng)風(fēng)流保持足夠的風(fēng)速時(shí)，就能對(duì)向上輕浮的瓦斯具有較強(qiáng)的擾動(dòng)、混合能力、因此不易出現(xiàn)瓦斯分層流動(dòng)和局部積聚的現(xiàn)象。31下行風(fēng)的主要缺點(diǎn)是：

(1)采用下行風(fēng)時(shí)，運(yùn)輸設(shè)備在回風(fēng)巷道中運(yùn)轉(zhuǎn)，安全性鉸差。

(2)工作面一旦起火，所產(chǎn)生的火風(fēng)壓和下行風(fēng)工作面的機(jī)械風(fēng)壓作用方向相反，會(huì)使工作面的風(fēng)量減少，瓦斯?jié)舛壬?，故下行風(fēng)在起火地點(diǎn)引起瓦斯爆炸的可能性比上行風(fēng)要大些，滅火工作困難一些。

(3)除淺礦井的夏季之外，采用下行風(fēng)時(shí)，采區(qū)進(jìn)風(fēng)流和回風(fēng)流之間產(chǎn)生的自然風(fēng)壓和機(jī)械風(fēng)壓的作用方向相反，降低了礦井通風(fēng)能力，而且一旦主要通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，工作面的下行風(fēng)流就有停風(fēng)或反風(fēng)(或逆轉(zhuǎn))的可能。32綜上所述，上行風(fēng)和下行風(fēng)各有利弊，但一般認(rèn)為上行風(fēng)稍優(yōu)于下行風(fēng)，盡管國內(nèi)外有些礦井為了降低工作面氣溫、減少工作面的瓦斯和煤塵濃度，采用了下行通風(fēng)方式，并取得了較好的效果。例如前蘇聯(lián)頓巴斯礦區(qū)在工作面使用下行風(fēng)后，工作面回風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛葴p少20～50%，工作面風(fēng)流中的煤塵濃度減少10多倍，工作面的氣溫降低2～5℃，工作面產(chǎn)量提高50～100萬噸。盡管如此，各國的安全規(guī)程對(duì)下行風(fēng)的使用目前仍采取謹(jǐn)慎態(tài)度。我國《規(guī)程》第一百一十五條規(guī)定：有煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出危險(xiǎn)的采煤工作面不得采用下行通風(fēng)。337.3采區(qū)風(fēng)量計(jì)算按照采區(qū)實(shí)際需要，供給適當(dāng)?shù)娘L(fēng)量，是搞好采區(qū)通風(fēng)的核心問題。既要保證質(zhì)量、安全可靠又要經(jīng)濟(jì)合理，但因計(jì)算風(fēng)量的因素較多，各個(gè)采區(qū)的情況又不盡一致，至今仍分別用各種因素進(jìn)行近似計(jì)算，然后選用其中最大值。對(duì)于新設(shè)計(jì)的采區(qū)，要參照條件相同的生產(chǎn)采區(qū)進(jìn)行計(jì)算。投產(chǎn)后進(jìn)行修正，對(duì)于生產(chǎn)的采區(qū)，也要根據(jù)情況的不斷變化隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，務(wù)必使供給的風(fēng)量符合《規(guī)程》規(guī)定。34采區(qū)所需總風(fēng)量是采區(qū)內(nèi)各用風(fēng)地點(diǎn)所需風(fēng)量之和，并乘以適當(dāng)系數(shù)。

采煤掘進(jìn)硐室

其他采區(qū)風(fēng)量備用系數(shù)采區(qū)風(fēng)量備用系數(shù)，包括采區(qū)漏風(fēng)和配風(fēng)不均勻等因素，該值應(yīng)從實(shí)測和統(tǒng)計(jì)中求得，一般可取為1.2~1.2535一、回采工作面的需風(fēng)量回采工作面需風(fēng)量應(yīng)按照稀釋和排放瓦斯、二氧化碳、炮煙及其它有害氣體、粉塵，并使工作面有適宜的氣溫和風(fēng)速，分別進(jìn)行計(jì)算，然后取其中的最大值?；夭晒ぷ髅嬗写?lián)通風(fēng)時(shí)，應(yīng)使每一個(gè)串聯(lián)工作面空氣中的有害氣體、粉塵、氣溫和風(fēng)速均符合《規(guī)程》要求。高瓦斯工作面通常以瓦斯算得的風(fēng)量為最大。低瓦斯工作面供風(fēng)主要考慮氣候條件。高溫工作面如果用通風(fēng)方法不能使氣溫符合《規(guī)程》規(guī)定，則需采用制冷和空調(diào)設(shè)施。361按瓦斯(或二氧化碳)涌出量計(jì)算工作面風(fēng)量

m3/min（7-3-2）式中，－工作面瓦斯（或二氧化碳）涌出量不均勻系數(shù)。它是最大涌出量與平均涌出量之比，由實(shí)測統(tǒng)計(jì)得到。對(duì)于機(jī)采工作面，為1.3~1.45；對(duì)于炮采工作面，為1.35~1.5。按經(jīng)驗(yàn)選取；－工作面瓦斯或二氧化碳的絕對(duì)涌出量，m3/min；根據(jù)實(shí)測統(tǒng)計(jì)的平均值或按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)取值；－工作面回流瓦斯允許濃度；

C1－工作面入風(fēng)流瓦斯?jié)舛?。?duì)于涌出其它有害氣體的工作面，可參照上式計(jì)算，只需將式中關(guān)于瓦斯的參數(shù)換以各有害氣體的參數(shù)即可。37

對(duì)于高瓦斯礦井，如工作面風(fēng)量過大，可使工作面風(fēng)速超限，導(dǎo)致煤塵飛揚(yáng)，或由于供風(fēng)不足而導(dǎo)致瓦斯超限。應(yīng)酌情采用瓦斯抽放、尾巷排放，選用適宜的工作面通風(fēng)系統(tǒng)(例如以Y形、W型、Z型等系統(tǒng)取代U形通風(fēng)系統(tǒng))，以及噴霧注水等措施。在采用抽排措施時(shí)，式(7-3-2)中的應(yīng)為風(fēng)流排出的工作面瓦斯量，不包含抽排的瓦斯量。在用尾巷排放時(shí)，尾巷瓦斯?jié)舛瓤筛哂诠ぷ髅婊仫L(fēng)巷道中的瓦斯?jié)舛?，但?yīng)小于3%。設(shè)以及分別表示尾巷及工作面回風(fēng)巷的風(fēng)量，則工作面風(fēng)量可按下式計(jì)算，m3/min（7-3-3）式中，A——工作面回風(fēng)道風(fēng)量與工作面總風(fēng)量之比，即。382按炸藥量計(jì)算，m3/min（7-3-4）式中25——以炸藥量（kg）為計(jì)算單位的供風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)，m3/(min?kg)；Api——第i個(gè)回采面一次爆炸所用的最大炸藥量，kg。393按人數(shù)計(jì)算以N表示回采面同時(shí)工作的最多人數(shù)，則回采面風(fēng)量為：，m3/min（7-3-5）式中4—每人每分鐘應(yīng)供給的最小風(fēng)量，m3/min。404按工作面氣溫計(jì)算為使工作面有良好的氣候，對(duì)應(yīng)于不同的風(fēng)溫時(shí)，參照的風(fēng)速如表7-3-1所示。工作面氣溫，℃工作面風(fēng)速v，m/s<1515~1818~2020~2323~260.3~0.50.5~0.80.8~1.01.0~1.51.5~1.841由表7-3-1可得長壁工作面風(fēng)量為，m3/min式中S——按平均控頂距算得工作面平均斷面積，m2。對(duì)于普采工作面S值可按最大和最小控頂距的斷面積平均值計(jì)算，對(duì)于綜采工作面，可用下述近似式計(jì)算：使用支撐式支護(hù)時(shí)S＝3.75（M－0.3）；使用掩護(hù)式支護(hù)時(shí)S＝3（M－0.3）；其中M為煤層開采厚度，m。425低瓦斯礦井綜采工作面所需風(fēng)量設(shè)計(jì)院情報(bào)協(xié)作組建議的參數(shù)計(jì)算式：

式中K1－采高系數(shù)，當(dāng)采高h(yuǎn)＜2m時(shí)，K1＝；當(dāng)h>=2m時(shí)，K1＝；

K2－溫度系數(shù)，以L表示工作面長度，則K2=；

K3－溫度系數(shù)，見表7-3-2。K4－支架后方控頂系數(shù)。頂板易于冒落時(shí)，K4＝1；需要強(qiáng)制放頂時(shí)，K4＝1.1；200－綜采工作面基本風(fēng)量。相當(dāng)于采高h(yuǎn)＝1.0m，工作面風(fēng)速為1.5m/s，控頂距為4m，有效通風(fēng)斷面系數(shù)為0.55時(shí)的風(fēng)量，m3/min。工作面溫度，℃≤1516~1718~2223~2425~26溫度系數(shù)，K30.70.81.01.21.4436按工作面風(fēng)速計(jì)算按最低風(fēng)速0.25m/s計(jì)算，回采工作面最低風(fēng)量為Qpimin>=15S，m3/min（7-3-8）按最高風(fēng)速4m/s計(jì)算，回采工作面最大風(fēng)量為，m3/min（7-3-9）所需風(fēng)量按照以上各值，取其最大值447備用采面需要風(fēng)量計(jì)算備用采面的需風(fēng)量通常取為產(chǎn)量相同的生產(chǎn)采面的需風(fēng)量之半。當(dāng)采區(qū)風(fēng)量不富裕時(shí)，也可以按工作面不積聚瓦斯為原則配風(fēng)，但工作面風(fēng)速不應(yīng)小于15m/min。45二、掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量和回采工作面所需風(fēng)量的計(jì)算方法基本相同。1按瓦斯或二氧化碳涌出量計(jì)算（7-3-10）式中—第i個(gè)掘進(jìn)面所需要的風(fēng)量，m3/min；－該掘進(jìn)面回風(fēng)流中瓦斯的絕對(duì)涌出量，m3/min；－該掘進(jìn)面瓦斯涌出不均勻系數(shù)，由實(shí)測統(tǒng)計(jì)得出，一般可取1.5~2.0。462按炸藥量計(jì)算，m3/min（7-3-11）式中Aei－第i個(gè)掘進(jìn)面一次爆破使用的最大炸藥量，kg。473按局部風(fēng)機(jī)的吸風(fēng)量計(jì)算，m3/min（7-3-12）式中－第i個(gè)掘進(jìn)工作面局部風(fēng)機(jī)的吸風(fēng)量，常用的4、11和28kWJBT系列局部風(fēng)機(jī)每臺(tái)的吸風(fēng)量分別為100、200和350，安設(shè)局部風(fēng)機(jī)的巷道中的風(fēng)量，除了滿足局部風(fēng)機(jī)的吸風(fēng)量外，還應(yīng)保證局部風(fēng)機(jī)吸入至掘進(jìn)工作面回風(fēng)道之間的風(fēng)速不小于0.15m／s，以防止局部吸入循環(huán)風(fēng)以及這段距離內(nèi)風(fēng)流停滯、瓦斯積聚；－該掘進(jìn)工作面同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的局部風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)。484按人數(shù)計(jì)算，m3/min（7-3-13）式中－第i個(gè)掘進(jìn)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，人。495按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算每個(gè)巖巷掘進(jìn)面的風(fēng)量不得小于式中－第i個(gè)掘進(jìn)工作面的斷面，m2；每個(gè)煤巷或半煤巖巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量不得小于，m3/min（7-3-15）每個(gè)巖巷、煤巷或半煤巖巷掘進(jìn)面的風(fēng)量不得大于（7-3-16）用以上五種方法對(duì)采區(qū)內(nèi)每個(gè)獨(dú)立迎風(fēng)的掘進(jìn)工作面進(jìn)行計(jì)算，選擇最大值作為每個(gè)掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量，這些風(fēng)量累加即是采區(qū)內(nèi)掘進(jìn)工作面所需的總風(fēng)量。50三、硐室所需風(fēng)量的計(jì)算采區(qū)內(nèi)獨(dú)立通風(fēng)的每個(gè)硐室所需風(fēng)量，應(yīng)根據(jù)各類硐室分別計(jì)算。1發(fā)熱量大的機(jī)電硐室所需風(fēng)量供給這類硐室(如水泵房或壓氣機(jī)房)的風(fēng)量所吸收的熱量，應(yīng)和室內(nèi)機(jī)電設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)熱量相等。即，故風(fēng)量為，m3/min（7-3-17）式中A－1kW－h(huán)our的電量變?yōu)闊崃康漠?dāng)量，一般可取為A＝3600kJ/(kW·h)；－某類硐室中機(jī)電設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)熱系數(shù)，應(yīng)實(shí)測得出，一般可取水泵房：0.02~0.04；壓氣機(jī)房的：0.20~0.23；ρ－空氣密度，一般可以取1.2kg/m3；－空氣的定壓比熱，一般取為＝1.0006kJ/(kg·K)；－該硐室回風(fēng)與進(jìn)風(fēng)的溫差,K；－機(jī)電設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)總功率，kW。512火藥庫所需風(fēng)量按庫內(nèi)空氣每小時(shí)須換4次計(jì)算。即，m3/min（7-3-18）式中V－包括聯(lián)絡(luò)巷在內(nèi)的火藥庫空間總體積，m3。3其他硐室所需風(fēng)量采區(qū)絞車房的＝60~80m3/min；采區(qū)變電所＝60~80m3/min；充電硐室＝100~200m3/min。52四、其他巷道所需風(fēng)量如果采區(qū)內(nèi)還有其他需要獨(dú)立供風(fēng)的巷道?？筛鶕?jù)通風(fēng)的作用（如巷道內(nèi)木支架防腐、沖淡巷道內(nèi)的瓦斯等），算出各巷道所需風(fēng)量之和。53

采區(qū)所需總風(fēng)量是采區(qū)內(nèi)各用風(fēng)地點(diǎn)所需風(fēng)量之和，并乘以適當(dāng)系數(shù)。

采煤掘進(jìn)硐室

其他采區(qū)風(fēng)量備用系數(shù)54第四節(jié)采區(qū)通風(fēng)構(gòu)筑物為了保證井下各個(gè)用風(fēng)地點(diǎn)得到所需風(fēng)量，一方面不得不在通風(fēng)系統(tǒng)中設(shè)置一些通風(fēng)構(gòu)筑物（如風(fēng)橋、擋風(fēng)墻、風(fēng)門……等），以控制風(fēng)流的方向和數(shù)量；另一方面要防止它們造成大量漏風(fēng)或風(fēng)流短路。因此，必須正確設(shè)計(jì)通風(fēng)構(gòu)筑物，合理選擇位置，保證施工質(zhì)量，嚴(yán)格管理制度。否則會(huì)破壞通風(fēng)的穩(wěn)定性，帶來嚴(yán)重惡果。55一、風(fēng)橋在進(jìn)風(fēng)與回風(fēng)平面相遇的地點(diǎn)設(shè)置風(fēng)橋，構(gòu)成立體交叉風(fēng)路，使進(jìn)風(fēng)與回風(fēng)分開，互不相混。當(dāng)通風(fēng)系統(tǒng)中進(jìn)風(fēng)道與回風(fēng)道需水平交叉時(shí)，為使進(jìn)風(fēng)與回風(fēng)互相隔開需要構(gòu)筑風(fēng)橋。按其結(jié)構(gòu)不同可分為三種。1）繞道式風(fēng)橋開鑿在巖石里，最堅(jiān)固耐用，漏風(fēng)少。2）混凝土風(fēng)橋結(jié)構(gòu)緊湊，比較堅(jiān)固。3）鐵筒風(fēng)橋可在次要風(fēng)路中使用。57服務(wù)年限很長，通過風(fēng)量大于20m3/s的風(fēng)橋，可用圖7-4-1所示的繞道式風(fēng)橋，繞道須做在巖石中。服務(wù)年限較長，通過風(fēng)量為10-20m3/s的風(fēng)橋，可用混凝土或料石風(fēng)橋。服務(wù)年限短，通過風(fēng)量小于10m/s的臨時(shí)風(fēng)橋，可用鐵筒式風(fēng)橋。鐵筒直徑不小于750mm，厚度不小于5mm，各類風(fēng)橋都用不燃性材料建筑，漏風(fēng)率不大于2%，通風(fēng)阻力不少于150Pa，風(fēng)速不大于10m/s。二、密閉

密閉是隔斷風(fēng)流的構(gòu)筑物。設(shè)置在需隔斷風(fēng)流、也不需要通車行人的巷道中。密閉的結(jié)構(gòu)隨服務(wù)年限的不同而分為兩類：

1）臨時(shí)密閉，常用木板、木段等修筑，并用黃泥、石灰抹面。

2）永久密閉，常用料石、磚、水泥等不燃性材料修筑。導(dǎo)風(fēng)板應(yīng)用以下幾種導(dǎo)風(fēng)板。

1）引風(fēng)導(dǎo)風(fēng)板；

2）降阻導(dǎo)風(fēng)板；

3）匯流導(dǎo)風(fēng)板

觀察孔表示方式放水孔注漿孔三、風(fēng)門按設(shè)地點(diǎn)：在通風(fēng)系統(tǒng)中既要隔斷風(fēng)流又要行人或通車的地方應(yīng)設(shè)立風(fēng)門。在行人或通車不多的地方，可構(gòu)筑普通風(fēng)門。而在行人通車比較頻繁的主要運(yùn)輸?shù)郎?，則應(yīng)構(gòu)筑自動(dòng)風(fēng)門。＋－風(fēng)門表示方式＋－調(diào)節(jié)風(fēng)門表示方式60自動(dòng)風(fēng)門是借助各種動(dòng)力實(shí)現(xiàn)開啟與關(guān)閉的一種風(fēng)門。目前國內(nèi)的自動(dòng)風(fēng)門常采用的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有三種方式，即壓氣驅(qū)動(dòng)，液壓驅(qū)動(dòng)和電力驅(qū)動(dòng)。

(1)壓氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)壓氣驅(qū)動(dòng)裝置是用礦井空壓站為掘進(jìn)提供的壓縮空氣作為風(fēng)門的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，只要給壓氣電磁閥通電，使電磁閥開啟，壓氣即可進(jìn)入壓氣缸推動(dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)風(fēng)門啟閉。

61(2)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)液壓驅(qū)動(dòng)是用靜水壓力作驅(qū)動(dòng)風(fēng)門動(dòng)力，靜水壓是靠垂直高差形成位能，通過管路和液壓元件轉(zhuǎn)換為機(jī)械能推動(dòng)風(fēng)門。動(dòng)作原理與壓氣驅(qū)動(dòng)相似。

(3)電動(dòng)推桿驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)通電旋轉(zhuǎn)，通過減速，帶動(dòng)絲杠螺母，把電機(jī)的圓周運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，利用電機(jī)的正、反旋轉(zhuǎn)完成推拉動(dòng)作。電動(dòng)推桿驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與液(氣)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相比，可省去復(fù)雜的管路，閥和液(氣)壓源。電動(dòng)推桿具有系列防爆產(chǎn)品，可供煤礦選擇使用。627.5采區(qū)專用回風(fēng)巷《規(guī)程》第一百一十三條規(guī)定：“高瓦斯礦井，有煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出危險(xiǎn)的礦井的每個(gè)采區(qū)和開采容易自燃煤層的采區(qū)，必須至少布置一條專用回風(fēng)巷。低瓦斯礦井開采煤層群和分層開采采用聯(lián)合布置的采區(qū)，必須設(shè)置一條專用回風(fēng)巷?！苯陙恚瑸榱硕糁浦靥卮笸咚故鹿?，煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局出臺(tái)《關(guān)于加強(qiáng)國有重點(diǎn)煤礦安全基礎(chǔ)管理的指導(dǎo)意見》（安監(jiān)總煤礦[2006]116號(hào)）第19條再次明確指出“……高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井采區(qū)必須設(shè)專用回風(fēng)巷……”。而由于經(jīng)濟(jì)等原因，部分礦井還沒有真正按要求執(zhí)行，導(dǎo)致通風(fēng)管理十分被動(dòng)，礦井通風(fēng)系統(tǒng)可靠性不高。布置采區(qū)專用回風(fēng)巷對(duì)穩(wěn)定采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)、防止事故發(fā)生、減輕通風(fēng)管理的難度，提高礦井通風(fēng)系統(tǒng)的安全度有十分重要的意義。63一、專用回風(fēng)巷的幾種形式所謂專用回風(fēng)巷即指在采區(qū)巷道中，專門用于回風(fēng)，不得用于運(yùn)料、安設(shè)電氣設(shè)備的巷道。在煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出區(qū)，專用回風(fēng)巷還不得行人。采區(qū)布置一般有以下兩種形式：(1)采用三條巷道布置，即軌道巷、皮帶和專用回風(fēng)巷，這種情況較多；(2)采用兩條巷道置，也有幾種情況：①近距離多煤層聯(lián)合布置時(shí)，采區(qū)設(shè)集中皮帶巷，工作面煤流可以通過溜煤眼直接進(jìn)入集中皮帶巷，每層只有軌道和回風(fēng)兩條上下山；②皮帶、軌道采用機(jī)軌合一，設(shè)置兩條巷道實(shí)現(xiàn)專用回風(fēng)；③采區(qū)內(nèi)采用礦車運(yùn)輸，運(yùn)煤、運(yùn)料共用一個(gè)系統(tǒng)，采用兩條巷道布置實(shí)現(xiàn)專用回風(fēng)巷。64圖7-5-1兩進(jìn)一回通風(fēng)方式1－階段運(yùn)輸大巷；2－階段回風(fēng)石門；3－采區(qū)下部車場；4－采區(qū)軌道上山；5－采區(qū)運(yùn)輸機(jī)上山；6－采區(qū)回風(fēng)上山；7－采區(qū)上部車場；8、8／－采區(qū)中部車場；9、9／－區(qū)段軌道巷；10、10／－區(qū)段運(yùn)輸巷；11－區(qū)段回風(fēng)巷；12、12／－聯(lián)絡(luò)巷；13－采區(qū)煤倉；14－采區(qū)變電所；15絞車房；16－階段回風(fēng)巷圖所示的巷道6為采區(qū)的專用回風(fēng)巷，這條巷道的設(shè)置不僅減少了上山風(fēng)速，并且消除了用運(yùn)輸機(jī)上山或軌道上山回風(fēng)的許多困難，從而減少和簡化了通風(fēng)構(gòu)筑物的設(shè)置，提高了采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的可靠性。雖然專用回風(fēng)巷開掘費(fèi)用較高，但在高瓦斯煤層、容易自燃煤層開采時(shí)常采用。65二、專用回風(fēng)巷布置的原則(1)在采區(qū)專用回風(fēng)巷布置設(shè)計(jì)時(shí)，要真正體現(xiàn)專巷專用。多條上下山巷道布置時(shí)，要結(jié)合開采情況，認(rèn)真分析專用回風(fēng)巷布置在哪一側(cè)最優(yōu)，盡使通風(fēng)設(shè)施設(shè)置的數(shù)量最少。同時(shí)，在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)合理置通風(fēng)設(shè)施，避免在專用回風(fēng)巷內(nèi)設(shè)置調(diào)節(jié)設(shè)施，以盡量減少通風(fēng)阻力，確保通風(fēng)系統(tǒng)合理、穩(wěn)定。(2)布置的采區(qū)專用回風(fēng)巷必須貫穿整個(gè)采區(qū)的長度和高度。嚴(yán)禁將一條專用回風(fēng)巷分為兩段，一段為進(jìn)風(fēng)巷，另一段為回風(fēng)巷。采區(qū)采用前進(jìn)式開采時(shí)，必須先開掘采區(qū)上下山巷道，只有在形成專用回風(fēng)巷段后才能進(jìn)行工作面順槽的掘進(jìn)和進(jìn)行回采。同時(shí)，采區(qū)上下山掘進(jìn)時(shí)，回風(fēng)上下山的掘進(jìn)要超前于其他上下山，盡量實(shí)現(xiàn)分區(qū)通風(fēng)。66三、布置采區(qū)專用回風(fēng)巷的重要意義1確保通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定即指系統(tǒng)內(nèi)各點(diǎn)的壓能、風(fēng)量、風(fēng)速、溫度、有害氣體等保持相對(duì)的穩(wěn)定，不至于大起大落，遠(yuǎn)距離工作面或角聯(lián)段的風(fēng)路不出現(xiàn)無風(fēng)、微風(fēng)或瓦斯積聚。布置專用回風(fēng)巷后，可使該區(qū)域的通風(fēng)系統(tǒng)不受運(yùn)煤、運(yùn)料、行人等因素的干擾，采區(qū)內(nèi)的主要進(jìn)、回風(fēng)巷之間幾乎不設(shè)聯(lián)絡(luò)巷風(fēng)門。采、掘工作面風(fēng)門管理一旦失誤只影響本工作面通風(fēng)，不會(huì)影響到相鄰工作面及用風(fēng)地點(diǎn)；而未設(shè)置采區(qū)專用回風(fēng)巷則影響較大，若本工作面風(fēng)門打開后，則本工作面通風(fēng)風(fēng)量增大而相鄰工作面或用風(fēng)地點(diǎn)風(fēng)量受損，甚至影響整個(gè)礦井通風(fēng)的安全與穩(wěn)定。672抑制采空區(qū)自然發(fā)火采空區(qū)自然發(fā)火主要是由于遺留的浮煤遇漏風(fēng)供氧而自燃，特別是綜放開采，浮煤多，漏風(fēng)通道多，容易發(fā)生自然發(fā)火。煤炭自燃必須同時(shí)具備三個(gè)條件：(1)具有自燃傾向的煤呈破碎狀態(tài)并集中堆積存在；(2)通風(fēng)氧化并有維持煤的氧化過程不斷發(fā)展的時(shí)間；(3)蓄熱環(huán)境，而采空區(qū)漏風(fēng)正是煤炭自燃的關(guān)鍵影響因素。當(dāng)通風(fēng)系統(tǒng)不穩(wěn)定時(shí)，采空區(qū)周圍的漏風(fēng)量時(shí)大時(shí)小，風(fēng)流大時(shí)浮煤充分吸氧氧化．風(fēng)流小時(shí)聚熱升溫，幾經(jīng)反復(fù)，極易造成采空區(qū)浮煤自燃。所以通風(fēng)系統(tǒng)是否穩(wěn)定對(duì)防止采空區(qū)發(fā)火極為重要，而通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性又與專用回風(fēng)巷有直接關(guān)系，因此采區(qū)專用回風(fēng)巷的布置對(duì)抑制采空區(qū)自然發(fā)火極為有利。