【采矿课件】第七章矿井通风系统eiw.docx
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1、第七章 矿井井通风系系统本章的主主要内容容包括:矿井通通风方法法、通风风方式、通通风设施施;采区区通风系系统的基基本要求求;采区区上下山山的布置置及工作作面的通通风方式式;矿井井有效风风量率和和漏风率率的表示示方法及及防治漏漏风的措措施;矿矿井通风风系统图图、网络络图的绘绘制等。通通过这些些问题的的分析讨讨论,达达到下列列目的:掌握矿矿井通风风系统的的形式、特特点;采采区通风风系统的的基本要要求;采采区上下下山的布布置形式式及工作作面通风风方式;通风设设施的质质量标准准、施工工要求与与管理;矿井有有效风量量率和漏漏风率的的表示方方法;矿矿井通风风系统图图的绘制制要求;通风设设施的施施工技术术和
2、矿井井通风系系统图的的绘制方方法。理理解矿井井漏风的的危害和和预防措措施。第一节 矿井井通风系系统矿井通风风系统是是矿井通通风方法法、通风风方式、通通风网路路与通风风设施的的总称。规规程规规定:矿矿井必须须有完整整独立的的通风系系统,必必须按实实际风量量核定矿矿井产量量。矿井井通风系系统是否否合理,对对整个矿矿井通风风状况的的好坏和和能否保保障矿井井安全生生产起着着重要的的作用,同同时还应应在保证证安全生生产的前前提下,尽尽量减少少通风工工程量,降降低通风风费用,力力求经济济合理。一、矿井井通风方方法矿井通风风方法是是指主要要通风机机对矿井井供风的的工作方方法。按按主要通通风机的的安装位位置不
3、同同,分为为抽出式式、压入入式及混混合式三三种。(一)抽抽出式通通风如图7-1 (a)所所示。抽抽出式通通风是将将矿井主主通风机机安设在在出风井井一侧的的地面上上,新风风经进风风井流到到井下各各用风地地点后,污污风再通通过风机机排出地地表的一一种矿井井通风方方法。抽出式通通风的特特点是:在矿井井主要通通风机的的作用下下,矿内内空气处处于低于于当地大大气压力力的负压压状态,当当矿井与与地面间间存在漏漏风通道道时,漏漏风从地地面漏入入井内。抽抽出式通通风矿井井在主要要进风巷巷无需安安设风门门,便于于运输、行行人和通通风管理理。在瓦瓦斯矿井井采用抽抽出式通通风,若若主要通通风机因因故停止止运转,井井
4、下风流流压力提提高,在在短时间间内可以以防止瓦瓦斯从采采空区涌涌出,比比较安全全。因此此,目前前我国大大部分矿矿井,一一般多采采用抽出出式通风风。 (二)压压入式通通风 如图77-1(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。压入式通通风的特特点是:在矿井井主通风风机的作作用下,矿矿内空气气处于高高于当地地大气压压力的正正压状态态,当矿矿井与地地面间存存在漏风风通道时时,漏风风从井内内漏向地地面。压压入式通通风矿井井中,由由于要在在矿井的的主要进进风巷中中安装风风门,使使运输、行行人不便便
5、,漏风风较大,通通风管理理工作较较困难。同同时当矿矿井主通通风机因因故停止止运转时时,井下下风流压压力降低低,有可可能使采采空区瓦瓦斯涌出出量增加加,造成成瓦斯积积聚,对对安全不不利。因因此,在在瓦斯矿矿井中一一般很少少采用压压入式通通风。矿井浅部部开采时时,由于于地表塌塌陷出现现裂缝与与井下沟沟通,为为避免用用抽出式式通风将将塌陷区区内的有有害气体体吸入井井下,可可在矿井井开采第第一水平平时采用用压入式式通风,当当开采下下水平时时再改为为抽出式式通风。此此外,当当矿井煤煤炭自然然发火比比较严重重时,为为避免将将火区内内的有毒毒有害气气体抽到到巷道中中,有时时也可采采用压入入式通风风。(图7-
6、1 矿井通通风方法法)(三)混混合式通通风混合式通通风是在在进风井井和回风风井一侧侧都安设设矿井主主要通风风机,新新风经压压入式主主要通风风机送入入井下,污污风经抽抽出式主主要通风风机排出出井外的的一种矿矿井通风风方法。混合式通通风的特特点是:能产生生较大的的通风压压力,通通风系统统的进风风部分处处于正压压,回风风部分处处于负压压,工作作面大致致处于中中间状态态,其正正压或负负压均不不大,矿矿井的内内部漏风风小。但但因使用用的风机机设备多多,动力力消耗大大,通风风管理复复杂,一一般很少少采用。上述三种种通风方方法,矿矿井主要要通风机机均安装装在地面面。二、矿井井通风方方式矿井通风风方式是是指矿
7、井井进风井井与回风风井的布布置方式式。按进进、回风风井的位位置不同同,分为为中央式式、对角角式、区区域式和和混合式式四种。(一) 中央式中央式是是进、回回风井均均位于井井田走向向中央。按按进、回回风井沿沿倾斜方方向相对对位置的的不同,又又可分为为中央并并列式和和中央边边界式两两种。1中央央并列式式如图7-2(aa)所示示。进、回回风井均均并列布布置在井井田走向向和倾斜斜方向的的中央,两两井底可可以开掘掘到第一一水平,如如图7-2a(1)所所示。也也可以将将回风井井只掘至至回风水水平,如如图7-2a(2)所示示。后者者只适用用于较小小型矿井井。2中央央边界式式(又名名中央分分列式)如图7-2(b
8、b)所示示。进风风井仍布布置在井井田走向向和倾斜斜方向的的中央,回回风井大大致布置置在井田田上部边边界沿走走向的中中央,回回风井的的井底标标高高于于进风井井底标高高。(二)对对角式进风井大大致布置置于井田田的中央央,回风风井分别别布置在在井田上上部边界界沿走向向的两翼翼上。根根据回风风井沿走走向的位位置不同同,又分分为两翼翼对角式式和分区区对角式式两种。1两翼翼对角式式如图7-2(cc)所示示,进风风井大致致位于井井田走向向中央,在在井田上上部沿走走向的两两翼边界界附近或或两翼边边界采区区的中央央各开掘掘一个出出风井。如如果只有有一个回回风井,且且进、回回风井分分别位于于井田的的两翼称称为单翼
9、翼对角式式。2分区区对角式式如图7-2(dd)所示示。进风风井位于于井田走走向的中中央,在在每个采采区的上上部边界界各掘进进一个回回风井,无无总回风风巷。(三)区区域式在井田的的每一个个生产区区域开凿凿进、回回风井,分分别构成成独立的的通风系系统。如如图7-2(ee)所示示。 (四)混混合式混合式是是中央式式和对角角式的混混合布置置,因此此混合式式的进风风井与出出风井数数目至少少有3个个。混合合式可有有以下几几种:中中央并列列与两翼翼对角混混合式,中中央边界界与两翼翼对角混混合式,中中央并列列与中央央边界混混合式等等。混合合式一般般是老矿矿井进行行深部开开采时所所采用的的通风方方式。 (五)各
10、各种通风风方式的的优缺点点及适用用条件 1中中央并列列式优点:初初期开拓拓工程量量小,投投资少,投投产快;地面建建筑集中中,便于于管理;两个井井筒集中中,便于于开掘和和井筒延延深;井井筒安全全煤柱少少,易于于实现矿矿井反风风。缺点:矿矿井通风风路线是是折返式式,风路路较长,阻阻力较大大,特别别是当井井田走向向很长时时,边远远采区与与中央采采区风阻阻相差悬悬殊,边边远采区区可能因因此风量量不足;由于进进、回风风井距离离近,井井底漏风风较大,容容易造成成风流短短路;安安全出口口少,只只有2个个;工业业广场受受主要通通风机噪噪声影响响和回风风风流的的污染。适用条件件:井田田走向长长度小于于4kmm,
11、煤层层倾角大大,埋藏藏深,瓦瓦斯与自自然发火火都不严严重的矿矿井。2中央央边界式式优点:安安全性好好;通风风阻力比比中央并并列式小小,矿井井内部漏漏风小,有有利于瓦瓦斯和自自然发火火的管理理;工业业广场不不受主要要通风机机噪声的的影响和和回风流流的污染染。缺点:增增加一个个风井场场地,占占地和压压煤较多多;风流流在井下下的流动动路线为为折返式式,风流流路线长长,通风风阻力大大。适用条件件:井田田走向长长度小于于4kmm,煤层层倾角较较小,埋埋藏浅,瓦瓦斯与自自然发火火都比较较严重的的矿井。3两翼翼对角式式优点:风风流在井井下的流流动路线线为直向向式,风风流路线线短,通通风阻力力小;矿矿井内部部
12、漏风小小;各采采区间的的风阻比比较均衡衡,便于于按需分分风;矿矿井总风风压稳定定,主要要通风机机的负载载较稳定定;安全全出口多多,抗灾灾能力强强;工业业广场不不受回风风污染和和主要通通风机噪噪声的危危害。缺点:初初期投资资大,建建井期长长;管理理分散;井筒安安全煤柱柱压煤较较多。适用条件件:井田田走向长长度大于于4kmm,需要要风量大大,煤易易自燃,有有煤与瓦瓦斯突出出的矿井井。4分区区对角式式优点:各各采区之之间互不不影响,便便于风量量调节;建井工工期短;初期投投资少,出出煤快;安全出出口多,抗抗灾能力力强;进进回风路路线短,通通风阻力力小。 ( 图7-2矿矿井通风风方式)缺点:风风井多,占
13、占地压煤煤多;主主要通风风机分散散,管理理复杂;风井与与主要通通风机服服务范围围小,接接替频繁繁;矿井井反风困困难。适用条件件:煤层层埋藏浅浅或因煤煤层风化化带和地地表高低低起伏较较大,无无法开凿凿浅部的的总回风风巷,在在开采第第一水平平时,只只能采用用分区式式。另外外,井田田走向长长,多煤煤层开采采的矿井井或井田田走向长长、产量量大、需需要风量量大、煤煤易自燃燃,有煤煤与瓦斯斯突出的的矿井也也可采用用这种通通风方式式。5区域域式优点:既既可以改改善矿井井的通风风条件,又又能利用用风井准准备采区区,缩短短建井工工期;风风流路线线短,通通风阻力力小;漏漏风少,网网路简单单,风流流易于控控制,便便
14、于主要要通风机机的选择择。 缺点:通通风设备备多,管管理分散散,管理理难度大大。适用条件件:井田田面积大大、储量量丰富或或瓦斯含含量大的的大型矿矿井。6混合合式优点:有有利于矿矿井的分分区分期期建设,投投资省,出出煤快,效效率高;回风井井数目多多,通风风能力大大;布置置灵活,适适应性强强。 缺点:多多台风机机联合工工作,通通风网路路复杂,管管理难度度大。适用条件件:井田田走向长长度长,老老矿井的的改扩建建和深部部开采;多煤层层多井筒筒的矿井井;井田田面积大大、产量量大、需需要风量量大或采采用分区区开拓的的大型矿矿井。总之,矿矿井的通通风方式式,应根根据矿井井的设计计生产能能力、煤煤层赋存存条件
15、、地地形条件件、井田田面积、走走向长度度及矿井井瓦斯等等级、煤煤层的自自燃倾向向性等情情况,从从技术、经经济和安安全等方方面加以以分析,通通过方案案比较确确定。 三、矿矿井通风风网路 详见见本书第第五章。 四、矿矿井通风风设施 详见见本章第第三节。第二节 采区区通风系系统每个矿井井一般都都有几个个采区同同时生产产。每个个采区内内有采煤煤工作面面、备用用工作面面、掘进进工作面面、硐室室(采区区变电所所和绞车车房)及及其它用用风地点点,是矿矿井通风风的主要要对象。同同时,采采区又是是井下人人员最集集中的地地点。因因此,搞搞好采区区通风是是保证矿矿井安全全生产的的基础。 一、采采区通风风系统的的基本
16、要要求 采区通通风系统统是采区区生产系系统的重重要组成成部分。它它包括采采区主要要进、回回风道和和工作面面进、回回风巷道道的布置置方式,采采区通风风路线的的连接形形式,工工作面通通风方式式,以及及采区内内的通风风设施等等内容。采区通风风系统主主要决定定于采区区巷道布布置和采采煤方法法,同时时要满足足通风的的特殊要要求。如如瓦斯大大或地温温高,有有时是决决定通风风系统的的主要条条件。在在确定采采区通风风系统时时,应遵遵守安全全、经济济、技术术先进合合理的原原则,满满足下列列基本要要求:(一)采采区必须须实行分分区通风风。1 准备采区区,必须须在采区区构成通通风系统统以后,方方可开掘掘其它巷巷道。
17、2 采煤工作作面必须须在采区区构成完完整的通通风、排排水系统统后,方方可回采采。 3高高瓦斯矿矿井、有有煤(岩岩)与瓦瓦斯(二二氧化碳碳)突出出危险的的矿井的的每个采采区和开开采容易易自燃煤煤层的采采区,必必须设置置至少11 条专专用回风风巷; 4低低瓦斯矿矿井开采采煤层群群和分层层开采采采用联合合布置的的采区,必必须设置置1条专专用回风风巷。5 采区的进进、回风风巷必须须贯穿整整个采区区,严禁禁一段为为进风巷巷、一段段为回风风巷。(二) 采、掘工工作面应应实行独独立通风风。(三)在在采区通通风系统统中,要要保证风风流流动动的稳定定性,采采掘工作作面尽量量避免处处于角联联风路中中。(四)在在采
18、区通通风系统统中,应应力求通通风系统统简单,以以便在发发生事故故时易于于控制风风流和撤撤退人员员。(五)对对于必须须设置的的通风设设施(风风门、风风桥、挡挡风墙等等)和通通风设备备(局部部通风机机、辅助助通风机机等),要要选择好好适当位位置,严严把规格格质量,严严格管理理制度,保保证通风风设备安安全运转转。尽量量将主要要风门开开关、局局部通风风机开停停等状态态参数和和风流变变化参数数纳入到到矿井安安全监控控系统中中,以便便及时发发现和处处理问题题。(六)在在采区通通风系统统中,要要保证通通风阻力力小,通通风能力力大,风风流畅通通,风量量按需分分配。因因此,应应特别注注意加强强巷道的的维护,及及
19、时处理理局部冒冒顶和堵堵塞,支支护良好好,保证证有足够够的断面面。(七)在在采区通通风系统统中,尽尽量减少少采区漏漏风量,并并有利于于采空区区瓦斯的的合理排排放及防防止采空空区浮煤煤自燃,使使新鲜风风流在其其流动路路线上被被加热与与污染的的程度最最小。(八)设设置消防防洒水管管路、避避难硐室室和灾变变时控制制风流的的设施。明明确避灾灾路线和和安全标标志。必必要时,建建立瓦斯斯抽放系系统、防防灭火灌灌浆系统统。(九)采采区绞车车房和变变电所,应应实行分分区通风风。 二、采采区进、回回风上(下下)山的的布置采区进、回回风上(下下)山,是是采区通通风系统统的主要要风路,是是由采区区巷道布布置所决决定
20、的。在在确定采采区巷道道布置时时,要同同时考虑虑采区的的通风问问题。上上(下)山山的数目目,低瓦瓦斯单一一煤层开开采可采采用两条条上(下下)山,有有时采用用三条上上(下)山山;多煤煤层开采采、高瓦瓦斯矿井井、煤(岩岩)与瓦瓦斯(二二氧化碳碳)突出出矿井以以及开采采容易自自燃煤层层的采区区一般为为三条甚甚至四条条上(下下)山。具具体布置置如下:(一) 单一煤层层开采时时的布置置1 两条上(下下)山采用两条条上山时时,一条条进风,另另一条回回风。可可以采用用轨道上上山进风风、运输输上山回回风,也也可采用用运输上上山进风风、轨道道上山回回风。(1) 轨道上山山进风、运运输上山山回风如图7-3所示。这
21、这种通风风的好处处是新鲜鲜风流不不受煤炭炭释放的的瓦斯、煤煤尘污染染及放热热的影响响,工作作面卫生生条件好好;轨道道上山的的绞车房房易于通通风;下下部车场场不设风风门。但但轨道上上山的上上部和中中部车场场凡与回回风巷相相连处,均均要设风风门与回回风隔开开,为此此车场巷巷道要有有适当的的长度,以以保证两两道风门门之间有有一定的的间距,以以解决通通风与运运输的矛矛盾。(2) 运输上山山进风、轨轨道上山山回风如图7-4所示。这这种通风风的特点点是运煤煤设备处处在新风风中,比比较安全全。由于于风流方方向与运运煤方向向相反,容容易引起起煤尘飞飞扬,煤煤炭在运运输过程程中释放放的瓦斯斯,可使使进风流流的瓦
22、斯斯和煤尘尘浓度增增大,影影响工作作面的安安全卫生生条件;输送机机设备所所散发的的热量,使使进风流流温度升升高;此此外,须须在轨道道上山的的下部车车场内安安设风门门,易造造成风流流短路,同同时影响响材料的的运输。(图7-3 轨轨道上山山进风的的采区通通风系统统)1进风风大巷;2进进风联络络巷;33运输输机上山山;4运输机机平巷;5轨轨道上山山;6采区变变电所;7绞绞车房;8回回风巷;9回回风石门门;100总回回巷(图7-4 输送机机上山进进风的采采区通风风系统)1进风风大巷;2进进风联络络巷;33运输输机上山山;4运输机机平巷;5轨轨道上山山;6采区变变电所;7绞绞车房;8回回风巷;9回回风石
23、门门;100总回回巷 2三三条上(下下)山如图7-5所示,为为单一煤煤层三条条上山的的采区通通风系统统。上山山均布置置在煤层层中,其其中一条条为胶带带输送机机上山,一一条为轨轨道上山山,一条条为专用用回风上上山。这种采区区通风系系统,是是采用胶胶带输送送机上山山与轨道道上山作作采区主主要进风风巷,回回风上山山作采区区专用回回风巷。这这样使专专用回风风上山中中没有机机械和电电器设备备,而且且绞车运运输与胶胶带运输输又互不不干扰,比比较安全全,采区区通风系系统简单单,通风风管理容容易。 (二)多多煤层开开采时的的布置 如图图7-66所示,为为联合开开采两个个近距离离煤层的的三条上上山采区区通风系系
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