1、第七章 礦井風(fēng)流的管理,本章主要內(nèi)容及重點(diǎn)和難點(diǎn) 1、礦井風(fēng)量的調(diào)節(jié) 2、礦井風(fēng)流的管理 3、礦井通風(fēng)圖的繪制,一個礦井通風(fēng)系統(tǒng)的網(wǎng)路包括三大部分，即進(jìn)風(fēng)部分、出風(fēng)部分及供各個工作地點(diǎn)的用風(fēng)部分，一般情況，礦井的進(jìn)風(fēng)部分及出風(fēng)部分的網(wǎng)路結(jié)構(gòu)相對來說比較固定，而用風(fēng)部分則經(jīng)常要求調(diào)整。所以根據(jù)生產(chǎn)發(fā)展的需要，不斷地建立合理的通風(fēng)系統(tǒng)，使新鮮風(fēng)流按質(zhì)按量送到工作地點(diǎn)，這就是礦井通風(fēng)管理工作的目的。 第一節(jié) 礦井風(fēng)量調(diào)節(jié) 隨著生產(chǎn)的發(fā)展和變化，工作面的推進(jìn)和更替，巷道風(fēng)阻、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及所需的風(fēng)量均在不斷變化，要求及時進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)。 從調(diào)節(jié)設(shè)施來看，有通風(fēng)機(jī)、射流器、風(fēng)窗、風(fēng)幕和增加并聯(lián)井巷或擴(kuò)大通風(fēng)斷

2、面等。按其調(diào)節(jié)的范圍，可分為局部風(fēng)量調(diào)節(jié)與礦井總風(fēng)量調(diào)節(jié)。從通風(fēng)能量的角度看，可分為增能調(diào)節(jié)、耗能調(diào)節(jié)和節(jié)能調(diào)節(jié)。 一、局部風(fēng)量調(diào)節(jié) 局部風(fēng)量調(diào)節(jié)是指在采區(qū)內(nèi)部各工作面間，采區(qū)之間或生產(chǎn)水平之間的風(fēng)量調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)方法：增阻法、減阻法及輔助通風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)法。 (一) 增阻調(diào)節(jié)法（風(fēng)窗調(diào)節(jié)） 增阻調(diào)節(jié)法是在通過在巷道中安設(shè)調(diào)節(jié)風(fēng)窗等設(shè)施，增大巷道中的局部阻力，從而降低與該巷道處于同一通路中的風(fēng)量，或增大與其關(guān)聯(lián)的通路上的風(fēng)量。增阻調(diào)節(jié)是一種耗能調(diào)節(jié)法 主要措施：(1)調(diào)節(jié)風(fēng)窗；(2)臨時風(fēng)簾；(3)空氣幕調(diào)節(jié)裝置等。使用最多的是調(diào)節(jié)風(fēng)窗。,第七章 礦井風(fēng)流的管理,風(fēng)窗調(diào)節(jié)法原理分析 如圖 ，分支風(fēng)阻分別

3、 為 R1和R2，風(fēng)量分別為Q1,Q2。 則兩分支的阻力為：h1=R1Q12 h2=R2Q22，且 h1= h2 若分支風(fēng)量不足?？稍?分支中設(shè)置調(diào)節(jié)窗。設(shè)調(diào)節(jié)風(fēng) 窗產(chǎn)生的局部風(fēng)阻為R。 (R1+ R)Q12= R2Q22 但增阻后，并聯(lián)系統(tǒng)總風(fēng)阻增大。使QQ，由于Q未知，實(shí)際計(jì)算過程中，假設(shè)QQ。已知, R后，可計(jì)算調(diào)節(jié)風(fēng)窗面積。 使用條件：增阻分支風(fēng)量有富余。 特點(diǎn)：增阻調(diào)節(jié)法具有簡單、方便、易行、見效快等優(yōu)點(diǎn)；但增阻調(diào)節(jié)法會增加礦井總風(fēng)阻，減少總風(fēng)量。,調(diào)節(jié)風(fēng)窗開口面積計(jì)算： 當(dāng) Sc/S0.5 時， 當(dāng) Sc/S 0.5 時， Sc調(diào)節(jié)風(fēng)窗的斷面積，m2；S巷道的斷面積，m2；Q通達(dá)風(fēng)

4、量，m3/s；hc調(diào)節(jié)風(fēng)窗阻力，Pa；Rc調(diào)節(jié)風(fēng)窗的風(fēng)阻，Ns2/m8； Rchc /Q2。,(二)減阻調(diào)節(jié)法 減阻調(diào)節(jié)法是在通過巷道中采取降阻措施，降低巷道的通風(fēng)阻力，從而增大與該巷道處于同一通路中的風(fēng)量，或減小與其關(guān)聯(lián)通路上的風(fēng)量。 主要措施：(1)擴(kuò)大巷道斷面；(2)降低摩擦阻力系數(shù)；(3)清除巷道中的局部阻力物；(4)采用并聯(lián)風(fēng)路；(5)縮短風(fēng)流路線的總長度等。 特點(diǎn)：可以降低礦井總風(fēng)阻，并增加礦井總風(fēng)量；但降阻措施的工程量和投資一般都較大，施工工期較長，所以一般在對礦井通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行較大的改造時采用。 (三)增能調(diào)節(jié)法 增能調(diào)節(jié)法主要是采用輔助通風(fēng)機(jī)等增加通風(fēng)能量的方法，增加局部地點(diǎn)的

5、風(fēng)量。 主要措施：(1)輔助通風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)法。(2)利用自然風(fēng)壓調(diào)節(jié)法。 特點(diǎn)：增能調(diào)節(jié)法的施工相對比較方便，不須降低礦井總風(fēng)阻，增加礦井總風(fēng)量，同時可以減少礦井主通風(fēng)機(jī)能耗。但采用輔助通風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)時設(shè)備投資較大，輔助通風(fēng)機(jī)的能耗較大，且輔助通風(fēng)機(jī)的安全管理工作比較復(fù)雜，安全性較差。,二、礦井總風(fēng)量的調(diào)節(jié) 當(dāng)?shù)V井（或一翼）總風(fēng)量不足或過剩時，需調(diào)節(jié)總風(fēng)量，也就是調(diào)整主通風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)。采取的措施是：改變主通風(fēng)機(jī)的工作特性，或改變礦井風(fēng)網(wǎng)的總風(fēng)阻。 (一) 改變主通風(fēng)機(jī)工作特性 改變主通風(fēng)機(jī)的葉輪轉(zhuǎn)速、軸流式風(fēng)機(jī)葉片安裝角度和離心式風(fēng)機(jī)前導(dǎo)器葉片角度等，可以改變通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓特性，從而達(dá)到調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)所在系統(tǒng)

6、總風(fēng)量的目的。,R,M1,M2,M3,Q,H,(二) 改變礦井總風(fēng)阻值 1. 風(fēng)硐閘門調(diào)節(jié)法 如果在風(fēng)機(jī)風(fēng)硐內(nèi)安設(shè)調(diào)節(jié)閘門，通過改變閘門的開口大小可以改變風(fēng)機(jī)的總工作風(fēng)阻，從而可調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)量。 2. 降低礦井總風(fēng)阻 當(dāng)?shù)V井總風(fēng)量不足時，如果能降低礦井總風(fēng)阻，則不僅可增大礦井總風(fēng)量，而且可以降低礦井總阻力。,M1,R1,R2,M2,R3,M3,Q,H,第二節(jié) 通風(fēng)構(gòu)筑物 礦井通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)路中適當(dāng)位置安設(shè)的隔斷、引導(dǎo)和控制風(fēng)流的設(shè)施和裝置，以保證風(fēng)流按生產(chǎn)需要流動。這些設(shè)施和裝置，統(tǒng)稱為通風(fēng)構(gòu)筑物。 通風(fēng)構(gòu)筑物分為兩大類：一類是通過風(fēng)流的通風(fēng)構(gòu)筑物，如主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)硐、反風(fēng)裝置、風(fēng)橋、導(dǎo)風(fēng)板和調(diào)

7、節(jié)風(fēng)窗；另一類是隔斷風(fēng)流的通風(fēng)構(gòu)筑物，如井口密閉、擋風(fēng)墻、風(fēng)簾和風(fēng)門等 。 一、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)筑自動風(fēng)門。,設(shè)置風(fēng)門的要求： （1）每組風(fēng)門不少于兩道，通車風(fēng)門間距不小于一列車長度，行人風(fēng)門間距不小于5m。入排風(fēng)巷道之間要需設(shè)風(fēng)門處同時設(shè)反向風(fēng)門，其數(shù)量不少于兩道； （2）風(fēng)門能自動關(guān)閉；通車風(fēng)門實(shí)現(xiàn)自動化，礦井總回風(fēng)和采區(qū)回風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)門要裝有閉鎖裝置；風(fēng)門不能同時敞開（包括反風(fēng)門）； （3）門框要包邊沿口，有墊襯，四周接觸嚴(yán)密，門扇平整不漏風(fēng)，門扇與門框

8、不歪扭。門軸與門框要向關(guān)門方向傾斜80至85； （4）風(fēng)門墻垛要用不燃材料建筑，厚度不小于0.5m，嚴(yán)密不漏風(fēng)； 墻垛周邊要掏槽，見硬頂、硬幫與煤巖接實(shí)。墻垛平整，無裂縫、重縫和空縫； （5）風(fēng)門水溝要設(shè)反水池或擋風(fēng)簾，通車風(fēng)門要設(shè)底坎，電管路孔要堵嚴(yán)；風(fēng)門前后各5m內(nèi)巷道支護(hù)良好，無雜物、積水、淤泥。,二、風(fēng)橋 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，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。,三、風(fēng)墻（密閉） 密閉是隔斷風(fēng)流的構(gòu)筑物。設(shè)置在需隔斷風(fēng)

9、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。 四、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,五、扇風(fēng)機(jī)反風(fēng)裝置 機(jī)械通風(fēng)的礦井，在主要扇風(fēng)機(jī)房應(yīng)設(shè)置反風(fēng)裝置、以便在發(fā)生意外事故或某種原因進(jìn)行及時反風(fēng)。反風(fēng)裝置由反風(fēng)道及閘門等設(shè)施構(gòu)成。抽出式通風(fēng)時，反風(fēng)裝置如下圖所示。正常情況如左圖a，廢風(fēng)由風(fēng)井進(jìn)入主扇，排往地表；反風(fēng)時，按右圖b所示位置將閘門1關(guān)閉，閘門2將通往地表的出口關(guān)閉，此時扇風(fēng)機(jī)由地表進(jìn)風(fēng)，從反風(fēng)道壓入井下。軸

10、流式扇風(fēng)機(jī)可反轉(zhuǎn)電機(jī)造成風(fēng)流反向。,六、空氣幕 利用特制的供風(fēng)器(包括扇風(fēng)機(jī))，由巷道的一側(cè)或兩側(cè)，以很高的風(fēng)速和一定的方向噴出空氣，形成門板式的氣流來遮斷或減弱巷道中通過的風(fēng)流，稱為空氣幕，如圖下圖所示。 它可克服使用調(diào)節(jié)風(fēng)窗或輔扇時存在的某些不可避免的缺點(diǎn)，特別是在運(yùn)輸巷道中采用空氣幕時，既不妨礙運(yùn)輸，工作又可靠。,第三節(jié) 礦井風(fēng)流的管理 礦井通風(fēng)工作的效果，主要應(yīng)從送到工作面的空氣數(shù)量及質(zhì)量、粉塵合格率、有效風(fēng)量率以及其他衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)濟(jì)成本等方面來衡量。所以礦井應(yīng)建立合理通風(fēng)系統(tǒng)。但是由于采掘工作面不斷變動，通風(fēng)系統(tǒng)常常遭到破壞往往表現(xiàn)在工作面出現(xiàn)串聯(lián)風(fēng)流、漏風(fēng)、反轉(zhuǎn)風(fēng)流、循環(huán)風(fēng)流等方面

11、。所以克服串、漏、反、循是通風(fēng)管理工作必須注意的問題。 一、克服工作面串聯(lián)風(fēng)流 1、棋盤式通風(fēng) 在作業(yè)區(qū)域內(nèi)，每隔一定水平距離，保留一條 聯(lián)通上下各中段并且通達(dá)總回風(fēng)巷道的回風(fēng)天 井?；仫L(fēng)天井用風(fēng)橋跨過每個運(yùn)輸巷道。平巷 進(jìn)風(fēng)，天井回風(fēng)其典型布置見右圖所示。各作 業(yè)地點(diǎn)的廢風(fēng)都設(shè)法引入回風(fēng)天井里去，從而 克服了工作面的廢風(fēng)串聯(lián)，但是增加了通風(fēng)工 程量。,2、上下間隔式通風(fēng) 為了解決多中段同時開采的通風(fēng)問題，用風(fēng)門、風(fēng)墻、風(fēng)窗等通風(fēng)構(gòu)筑物使相鄰的兩個中段分別進(jìn)、回風(fēng)，其典型布置如下圖所示。它不需要開鑿其它的通風(fēng)巷道，但在采區(qū)爆破頻繁時，不利于下行風(fēng)流采場炮煙的排出。,3、平行雙巷通風(fēng) 中條山漉子

12、溝礦為緩傾斜多中段有底部結(jié)構(gòu)的崩落采礦法，其電耙巷道垂直于礦體走向，以利用平行雙巷分別進(jìn)、回風(fēng)，有效地克服了工作面的串聯(lián)風(fēng)流。其布置如下左圖所示。,4、梳式通風(fēng) 盤古山礦為平行密集脈狀礦床，每一中段坑道縱橫交錯，新風(fēng)與廢風(fēng)難于分開。在每一中段建立一條專用沿脈回風(fēng)道，并將穿脈巷道斷面擴(kuò)大，用風(fēng)幛隔成兩格，一格運(yùn)輸及通風(fēng)，另一條回風(fēng)；或用假頂將穿脈分成上下兩格，分別作進(jìn)、回風(fēng)通路?；仫L(fēng)格與沿脈回風(fēng)道相接，從而克服了工作面之間的串聯(lián)風(fēng)流。由于回風(fēng)道呈梳式結(jié)構(gòu)，故稱梳式通風(fēng)，其布置如上右圖所示。 上述實(shí)例，是根據(jù)各自礦井的具體情況，采取相應(yīng)措施，有效地克服了采場間的串聯(lián)風(fēng)流。這些例子中包含著一個共同的

13、規(guī)律，即為了克服工作面的串聯(lián)風(fēng)流，必須根據(jù)礦井的具體情況，采取措施，使每個工作面的進(jìn)風(fēng)直接與新鮮風(fēng)流相聯(lián)，出風(fēng)直接與廢風(fēng)相聯(lián)。,二、克服漏風(fēng) 最有害的漏風(fēng)是:新風(fēng)及廢風(fēng)之間的漏風(fēng)、工作面之間的漏風(fēng)、抽出式通風(fēng)礦井地表向出風(fēng)部分的漏風(fēng)、壓入式通風(fēng)礦井進(jìn)風(fēng)部分向地表的漏風(fēng)。前兩種屬于內(nèi)部漏風(fēng)，后兩種屬于外部漏風(fēng)。礦井漏風(fēng)必須具備兩個條件，即漏風(fēng)的通路和漏風(fēng)地點(diǎn)兩側(cè)的壓差。不論去掉其中哪一個條件都可以杜絕漏風(fēng)。所以應(yīng)從這兩方面采取措施來減少和防止漏風(fēng)。 1、阻塞漏風(fēng)通道，提高各種通風(fēng)構(gòu)筑物的嚴(yán)密性。 2、根據(jù)圍巖情況的不同，采用不同的供風(fēng)方式。 3、堅(jiān)持合理的開采順序。 4、減小礦井壓差，采用分區(qū)通

14、風(fēng)。 5、合理選擇主扇位置。 6、可利用空氣幕或?qū)эL(fēng)板阻止井口漏風(fēng)。,三、克服反轉(zhuǎn)風(fēng)流 某些風(fēng)流反轉(zhuǎn)，可減少工作面風(fēng)量或造成廢風(fēng)串聯(lián)，破壞合理的通風(fēng)系統(tǒng)，這是通風(fēng)管理工作中經(jīng)常遇到的問題。反轉(zhuǎn)風(fēng)流一般出現(xiàn)在對角巷道里，原因是其他巷道風(fēng)阻變化，改變了對角巷道兩端的空氣壓力。所以為了保證對角巷道的風(fēng)流方向，可以改變有關(guān)巷道的風(fēng)阻，或在對角巷道中安裝輔扇。當(dāng)通風(fēng)網(wǎng)路較復(fù)雜時，應(yīng)從進(jìn)出風(fēng)的布置形式來保證風(fēng)流的穩(wěn)定性。 四、克服循環(huán)風(fēng)流 循環(huán)風(fēng)流的出現(xiàn)，不僅導(dǎo)致廢風(fēng)串聯(lián)，而且廢風(fēng)不能排出礦外。循環(huán)風(fēng)流的出現(xiàn)往往是使用輔扇不當(dāng)、能力過大而迫使與它平行的風(fēng)流反轉(zhuǎn)造成循環(huán)。輔扇造成的反轉(zhuǎn)風(fēng)流必然循環(huán)；由于風(fēng)阻

15、改變而形成的對角巷道的反轉(zhuǎn)風(fēng)流不會循環(huán)。循環(huán)風(fēng)流中必有反轉(zhuǎn)風(fēng)流;反轉(zhuǎn)風(fēng)流不一定循環(huán)。循環(huán)風(fēng)流一定是在風(fēng)流的閉合回路中出現(xiàn)了新的通風(fēng)動力，由于這一動力作用，原有的風(fēng)量分配破壞了，造成新的壓差代數(shù)和為零而出現(xiàn)的。因此除串聯(lián)外的通風(fēng)網(wǎng)路，都為循環(huán)風(fēng)流創(chuàng)造了條件，再加上某種通風(fēng)動力的作用就出現(xiàn)了循環(huán)風(fēng)流。在礦井里采用輔扇時一定要注意循環(huán)風(fēng)流的出現(xiàn)。這可以用調(diào)節(jié)輔扇風(fēng)量或改變輔扇位置來克服循環(huán)風(fēng)流。,第四節(jié) 礦井通風(fēng)圖的繪制 礦井通風(fēng)圖包括： 1、通風(fēng)平面圖 注明風(fēng)流方向及各種通風(fēng)構(gòu)筑物的坑道平面圖。 2、通風(fēng)系統(tǒng)圖 根據(jù)通風(fēng)平面圖按軸側(cè)投影方法繪制的立體圖，并注明風(fēng)流方向及通風(fēng)構(gòu)筑物，稱為通風(fēng)系統(tǒng)圖。 3、通風(fēng)示意圖 根據(jù)通風(fēng)平面圖或通風(fēng)系統(tǒng)圖的風(fēng)流路線，作出風(fēng)流聯(lián)結(jié)關(guān)系的圖形，稱為通風(fēng)示意圖。這種圖形對分析通風(fēng)系統(tǒng)比較方便。 在此只介紹通風(fēng)系統(tǒng)圖的制作方法： 一、投影方式 x、y、z軸可根據(jù)需要選用下圖所示的投影方式。,二、比例 若無特殊要求，x、y軸的比例取通風(fēng)平面圖的比例。Z軸的比例按下法選取。礦井中段的真實(shí)高度為H米，在通風(fēng)系統(tǒng)圖上取為h米表示，如下圖所示。通風(fēng)系統(tǒng)圖上z軸的比例為1：z 而 zH/h 可以看出，h大圖紙豎邊增大；h小各中段巷道在圖紙上重疊多。a為通風(fēng)平面圖圖框豎邊長度。 一般可取ha/2