矿井通风设计与计算.ppt
2023/2/27,矿井通风设计与计算,矿井通风设计与计算(Chapter9 Mine Ventilation System),本章主要内容1、矿井通风系统-类型、适应条件、主要通风机工作方式、安装地点、通风系统的选择2、采场通风-基本要求、采矿工作面通风系统3、通风构筑物及漏风-风门、风桥、密闭、导风板、；4、矿井漏风、漏风率、有效风量率、减少漏风措施,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,矿井通风系统是向井下各作业地点供给新鲜空气、排出污浊空气的矿井通风网路、通风动力和风流控制设施的总称。矿井通风系统按服务范围分为统一通风和分区通风，按进风井与回风井在井田范围内的布局分为中央式、对角式和中央对角混合式；按主扇的工作方式分为压入式、抽出式和压抽混合式。阶段通风网路、采区通风网路和通风构筑物，也是迹风系统的重要构成要素。防止漏风，提高有效风量率是矿井通风系统管理的重要内容。,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,第一节 统一通风和分区通风,一个矿井构成一个整体的通风系统称为统一通风，划分成若干个独立的通风系统，风流互不干扰，称为分区通风。,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,1 按矿体分区,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,2按阶段分区,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,3按采区分区,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,4 按通风方法分区,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,第二节 进风井与回风井的布局一、矿井通风系统的类型及其适用条件 按进、回井在井田内的位置不同，通风系统可分为中央式、对角式、中央对角混合式。1、中央式 进、回风井均位于矿体走向中央。,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,2、对角式 1）两翼对角式 进风井大致位于矿体走向的中央，两个回风井位于矿体边界的两翼（沿倾斜方向的浅部），称为两翼对角式，如果只有一个回风井，且进、回风分别位于矿体的两翼称为单翼对角式。,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,3、混合式 由上述诸种方式混合组成。例如中央并列与两翼对角混合式等等。,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,4 影响进回风井布置的因素（1）矿体埋藏浅且较分散（2）投产初期（3）矿体长或分散（4）主要进、回井位置的地质条件,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,第三节 主扇工作方式与安装地点 一、主扇工作方式主要通风机的工作方式有三种：抽出式、压入式、压抽混合式。1、压入式 主要通风机安设在入风井口，在压入式主要通风机作用下，整个矿井通风系统处在高于当地大气压的正压状态。在冒落裂隙通达地面时，压入式通风矿井采区的有害气体通过塌陷区向外漏出。当主要通风机因故停止运转时，井下风流的压力降低。,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,压入式,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,2、抽出式 主要通风机安装在回风井口，在抽出式主要通风机的作用下，整个矿井通风系统处在低于当地大气压力的负压状态。当主要通风机因故停止运转时，井下风流的压力提高，比较安全。,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,3、压抽混合式 在入风井口设一风机作压入式工作，回风井口设一风机作抽出式工作。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，其正压或负压均不大，采空区通连地表的漏风因而较小。其缺点是使用的通风机设备多，管理复杂。,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,4 多级机站通风,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,二、矿井通风系统的选择 根据矿井设计生产能力，在确保矿井安全、兼顾中、后期生产需要的前提下，通过对多种个可行的矿井通风系统方案进行技术经济比较后确定。中央式通风系统具有井巷工程量少、初期投资省的优点。因此，矿井初期宜优先采用。当矿区面积较大时，初期可采用中央通风，逐步过渡为对角式或两翼对角式。矿井通风方法一般采用抽出式。当地形复杂、露头发育老窑多、采用多风井通风有利时，可采用压入式通风。,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,三、主扇安装地点,主扇可安装在地表，也可安在井下，一般多安装任地表。安装在地表的主要优点；安装、检修、维护管理比较方便，井下发生灾变事故时，扇风机不易受到损害，便了采取停风、反风或控制风员等应急措施。其缺点：井口密闭、反风装置和风硕的漏风较大；当矿井较深，工作面距主屈较远时，沿途漏风大；在地形条件复条的情况下，安装、建筑费用较高。主扇安装在地下的优点：主扇装置漏风少；扇风机靠近作业区，沿途漏风也少：可利用较多井巷进风或回风，降低通风阻力，密闭工程量较少。其缺点；安装、抢修和管理不力便；易因井下灾害而遭到破坏。,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,第四节 阶段通风网路结构,阶段通风网路由阶段进风巷、阶段回风巷、矿井总回风巷和集中回风天井等井巷联结而成。一、主要术语(1)阶段进风巷，通常以阶段运输巷兼作阶段进风进。(2)阶段回风巷，通常利用上阶段已结束作业的运输巷作为下阶段的回风巷。,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,(3)总回风巷。在各开采阶段的最上部，维护或开凿一条专用回风巷，用以汇集下部各阶段作面所排出的污风，并将其送到回风井，此回风巷称为总回风巷。建立总回风巷可省掉各阶段的回风巷，但需建立集中回风天井。（4）集中回风天井，集中回风天井是沿走向布置的贯通各阶段的回风小井，它可将各阶段作业面排出的污风送至上部总回风巷。,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,1 阶梯式,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,2平行双巷式,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,3 棋盘式,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,3、棋盘式通风 在作业区域内，每隔一定水平距离，保留一条 联通上下各中段并且通达总回风巷巷的回风天 井。回风天井用风桥跨过每个运输巷巷。平巷 进风，天井回风其典型布置见上图所示。各作 业地点的废风都设法引入回风天井里去，从而 克服了工作面的废风串联，但是增加了通风工 程量。,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,4 上下间隔式,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,5梳式,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,第五节 采场通风网路及通风方法,合理的采场通风网路和通风方法，是保证整个通过系统发挥有效通风作用的最终环节，是整个通风系统的至资组成都分。按各种采矿方法的结构特点，回采作业面的通风可归纳为；(1)无出矿水平的巷巷型或硐室型采场的通风；(2)有出矿水平的采场的通风；(3)无底柱分段崩落采矿法的通风。,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,一、无出矿水平的巷巷型或硐室型采场的通风,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,二、有出矿水平的采场的通风,浅孔留矿法,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,三、无底柱分段崩落采矿法的通风,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,第六节 通风构筑物 矿井通风系统网路中适当位置安设的隔断、引导和控制风流的设施和装置，以保证风流按生产需要流动。这些设施和装置，统称为通风构筑物。,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,一、通风构筑物 通风构筑物分为两大类：一类是通过风流的通风构筑物，如主要通风机风硐、反风装置、风桥、导风板和调节风窗；另一类是隔断风流的通风构筑物，如井口密闭、挡风墙、风帘和风门等。,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,1、风门 按设地点：在通风系统中既要隔断风流又要行人或通车的地方应设立风门。在行人或通车不多的地方，可构筑普通风门。而在行人通车比较频繁的主要运输巷上，则应构筑自动风门。,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,设置风门的要求：（1）每组风门不少于两巷，通车风门间距不小于一列车长度，行人风门间距不小于5m。入排风巷巷之间要需设风门处同时设反向风门，其数量不少于两巷；（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装有闭锁装置；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80至85；（4）风门水沟要设反水池或挡风帘，通车风门要设底坎，电管路孔要堵严；风门前后各5m内巷巷支护良好，无杂物、积水、淤泥。,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,2、风桥 当通风系统中进风巷与回风巷需水平交叉时，为使进风与回风互相隔开需要构筑风桥。按其结构不同可分为三种。,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,1）绕巷式风桥 开凿在岩石里，最坚固耐用，漏风少。,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,2）混凝土风桥 结构紧凑，比较坚固。,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,3）铁筒风桥 可在次要风路中使用。,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,3、密闭 密闭是隔断风流的构筑物。设置在需隔断风流、也不需要通车行人的巷巷中。密闭的结构随服务年限的不同而分为两类：1）临时密闭，常用木板、木段等修筑，并用黄泥、石灰抹面。2）永久密闭，常用料石、砖、水泥等不燃性材料修筑。,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,4、导风板应用以下几种导风板。1）引风导风板；2）降阻导风板；3）汇流导风板,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,第七节 通风系统的漏风及有效风量1、矿井漏风及其危害性 有效风量：矿井中流至各用风地点，起到通风作用的风量。漏风：未经用风地点而经过采空区、地表塌陷区、通风构筑物和煤柱裂隙等通巷直接流（渗）入回风巷或排出地表的风量。漏风的危害：使工作面和用风地点的有效风量减少，气候和卫生条件恶化，增加无益的电能消耗。减少漏风、提高有效风量是通风管理部门的基本任务。,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,2、漏风的分类及原因1）漏风的分类 矿井漏风按其地点可分为：（1）外部漏风（或称井口漏风）泛指地表附近如箕斗井井口，地面主通风机附近的井口、防爆盖、反风门、调节闸门等处的漏风。（2）内部漏风（或称井下漏风）是指井下各种通风构筑物的漏风、采空区以及碎裂的矿柱的漏风。2）漏风的原因 当有漏风通路存在，并在其两端有压差时，就可产生漏风。漏风风流通过孔隙的流态，视孔隙情况和漏风大小而异。,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,3、矿井漏风率及有效风量率1）矿井有效风量Qe 是指风流通过井下各工作地点实际风量总和。2）矿井有效风量率：矿井有效风量率是矿井有效风量Qe与各台主要通风机风量总和之比。矿井有效风量率应不低于85%。3）矿井外部漏风量 指直接由主要通风机装置及其风井附近地表漏失的风量总和。可用各台主要通风机风量的总和减去矿井总回（或进）风量。,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,4）矿井外部漏风率 指矿井外部漏风量QL与各台主要通风机风量总和之比。矿井主要通风机装置外部漏风率无提升设备时不得超过5，有提升设备时不得超过15。4、减少漏风、提高有效风量 漏风风量与漏风通巷两端的压差成正比，和漏风风阻的大小成反比。应增加地面主要通风机的风硐、反风巷及附近的风门的气密性，以减少漏风。,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,第八节 矿井通风图的绘制 矿井通风图包括：1、通风平面图 注明风流方向及各种通风构筑物的坑巷平面图。2、通风系统图 根据通风平面图按轴侧投影方法绘制的立体图，并注明风流方向及通风构筑物，称为通风系统图。3、通风示意图 根据通风平面图或通风系统图的风流路线，作出风流联结关系的图形，称为通风示意图。这种图形对分析通风系统比较方便。,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,一、投影方式 x、y、z轴可根据需要选用下图所示的投影方式。,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,二、比例 若无特殊要求，x、y轴的比例取通风平面图的比例。Z轴的比例按下法选取。矿井中段的真实高度为H米，在通风系统图上取为h米表示，如下图所示。通风系统图上z轴的比例为1：z 而 zH/h 可以看出，h大图纸竖边增大；h小各中段巷巷在图纸上重叠多。a为通风平面图图框竖边长度。一般可取ha/2或a/4。若各中段的巷巷偏于平面图上的一侧。取 ha/4 否则取 ha/2。为使作图方便，z应取整数。,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,三、通风系统图图框的确定设图框的竖边长度为a，横边长度为b。,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,1、正等侧投影（如下左图所示）2、斜二侧投影（如下右图所示）,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,四、作图步骤（1）看懂通风平面图。（2）决定通风系统图投影方式。（3）决定通风系统图的比例。（4）决定通风系统图的图框尺寸。（5）按以上决定作出图框及各中段投影平面。,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,例题：某通风系统如下图所示，主扇在地面做抽出式工作，由于在排风井附近地表塌陷，通风过排风井和回风井平巷总的密闭墙和岩石缝隙漏风量较大。后来决定将主扇迁入井下，原有的漏风风路变为排风风路。已知各风路的风阻为，扇风机的特性曲线为图中的曲线。求主扇安装在井下后，矿井风量和扇风机风量有何变化。,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,2023/2/27,第9章 矿井通风系统,9-1 什么叫漏风？漏风是如何分类的？漏风的主要危害有哪些？9-2 什么叫矿井通风系统？它包括哪些内容？9-3 矿井的通风方式有几种?各适用于什么条件?,
