第七章通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計

7.1擬定礦井通風(fēng)系統(tǒng)7.2礦井總風(fēng)量的計算和分配7.3計算礦井通風(fēng)總阻力.7.4選擇礦井通風(fēng)設(shè)備7.5概算礦井通風(fēng)費(fèi)用7.6生產(chǎn)礦井的通風(fēng)系統(tǒng)改造7.7通風(fēng)系統(tǒng)安全性評價7通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計1礦井通風(fēng)設(shè)計是整個礦井設(shè)計內(nèi)容的重要組成部分，是保證安全生產(chǎn)的重要一環(huán)。必須密切配合其它生產(chǎn)環(huán)節(jié)，周密考慮，精心設(shè)計。新建礦井在進(jìn)行開拓、開采設(shè)計的同時，還要對通風(fēng)進(jìn)行設(shè)計。生產(chǎn)礦井隨著開拓、開采的發(fā)展變化，也要進(jìn)行通風(fēng)設(shè)計。這兩類通風(fēng)設(shè)計的內(nèi)容和方法基本相似。礦井通風(fēng)設(shè)計的依據(jù)是：礦井的安全條件(包括礦井沼氣等級、各煤層的沼氣含量、煤塵爆炸性、煤的自燃性等)，礦井設(shè)計的生產(chǎn)能力，礦井的開拓方式和采煤方法，采煤的年進(jìn)度計劃，礦井和各水平的服務(wù)年限；各種技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)、性能的資料和有關(guān)法規(guī)與政策規(guī)定。

7礦井通風(fēng)設(shè)計27.1擬定礦井通風(fēng)系統(tǒng)

礦井通風(fēng)系統(tǒng)包括：通風(fēng)方式，進(jìn)、出風(fēng)井的布置方式；通風(fēng)方法，礦井主通風(fēng)機(jī)的工作方法；通風(fēng)網(wǎng)路。一、礦井通風(fēng)系統(tǒng)的類型1．中央式1)中央并列式。其中又分為：中央并列抽出式在地形條件許可時，進(jìn)風(fēng)井和出風(fēng)井大致并列在井田走向的中央，二井底都開掘到第一水平，主扇設(shè)在出風(fēng)井的井口附近，將污風(fēng)抽到地表，出風(fēng)井的井底必須和總進(jìn)風(fēng)流隔開，出風(fēng)井的井口一般用防爆門緊閉；還要在巖石中做條回風(fēng)石門m—n，煤層傾角越大、總回風(fēng)石門越短，反之越長。3用斜井開拓時，可以大致在走向的中央開掘一對并列斜井。4中央并列壓入式在圖9—1中，把壓入式主扇設(shè)置在進(jìn)風(fēng)井的井口附近，將新風(fēng)自地表壓入井下，進(jìn)風(fēng)井的井口房須密閉，其它與抽出式相同。56789

2)中央分列式(又名中央邊界式)。其中又分為：中央分列抽出式進(jìn)風(fēng)井大致位于井田走向的中央，出風(fēng)井大致位于井田淺部邊界沿走向的中央，在沿傾斜方向上，出風(fēng)井和進(jìn)風(fēng)井相隔—段距離，出風(fēng)井的井底高于進(jìn)風(fēng)井的井底，主扇設(shè)在出風(fēng)井口附近；在井田走向的中央開鑿主井和副井。10中央分列壓入式如圖9—3所示，主扇安設(shè)在進(jìn)風(fēng)井口(副井口)附近，其井口房須密閉，主井底和總進(jìn)風(fēng)須隔開，其它都與圖9—2相同。1112132．對角式1)兩翼對角式。其中又分為：兩翼對角抽出式進(jìn)風(fēng)井筒大致位于井田走向的中央，兩個出風(fēng)井筒分別位于兩翼邊界采區(qū)中央的淺部，主扇設(shè)在出風(fēng)井口附近。為了開采深水平，有時把兩翼風(fēng)井設(shè)在兩翼沿傾斜的中央和沿走向的邊界附近。用斜井和平峒開拓時，可把圖9—4中的立井改為斜井和平峒。

14兩翼對角壓入式進(jìn)風(fēng)井和出風(fēng)井的位置與圖9—4相同，只是在進(jìn)風(fēng)井口(副井口)附近安設(shè)壓入式主扇，進(jìn)風(fēng)副井口須密閉，主井底和總進(jìn)風(fēng)須隔開。

15162)分區(qū)對角式。其中又分為：分區(qū)對角抽出式進(jìn)風(fēng)井大致位于井田走向的中央，在每個采區(qū)各掘一個小回風(fēng)井，并分別安設(shè)抽出式分區(qū)主扇，可不必做總回風(fēng)道。在圖9—5中也可以用斜井代替立井，或者進(jìn)風(fēng)用垂直于走向(或平行于走向)的平峒，出風(fēng)用斜井；或者進(jìn)風(fēng)和出風(fēng)都用平峒。

1718分區(qū)對角壓入式各出風(fēng)井口不安設(shè)扇風(fēng)機(jī)，只在進(jìn)風(fēng)井口(副井口)附近安設(shè)壓入式主扇，進(jìn)風(fēng)副井口要密閉，主井井底和總進(jìn)風(fēng)須隔開。

19203.混合式進(jìn)風(fēng)井與出風(fēng)井由三個以上井筒按上述各種方式混合組成，其中有中央分列與兩翼對角混合式和中央并列與中央分列混合式等。例如，圖9—7所示為中央分列與兩翼對角混合式通風(fēng)系統(tǒng)。為了縮短基建時間，在初期采用中央分列式通風(fēng)系統(tǒng)，隨著生產(chǎn)的發(fā)展，當(dāng)開采到兩翼邊界時，則用中央分列與兩翼對角混合式的通風(fēng)系統(tǒng)?？傊?，要在初期通風(fēng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，根據(jù)煤層賦存條件和生產(chǎn)發(fā)展情況等進(jìn)行分析確定。

21中央并列分列混合式22中央分列與單翼對角混合式23中央分列與對角混合式2425二、礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇

選擇礦井通風(fēng)系統(tǒng)的因素較多，只要抓住起決定作用的主要因素，同時注意其它因素，進(jìn)行全面分析，就有可能選定比較合理的通風(fēng)系統(tǒng)。1.選擇礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求選擇任何通風(fēng)系統(tǒng)，都要符合投產(chǎn)較快，出煤較多、安全可靠、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)合理等總原則。具體要求有：1)每個礦井特別是地震區(qū)、多雷區(qū)的礦井，至少要有兩個通到地面的安全出口，各個出口之間的距離不得小于30m，新建和改建的礦井，如果采用中央并列式通風(fēng)時，還要在井田邊界附近設(shè)置安全出口。井下每一個水平到上一水平和每個采區(qū)至少都有兩個出口，并與通到地面的安全出口相連通，通到地面的安全出口和兩個水平之間的出口都必須有便于人行的設(shè)施(臺階和梯子間等)。262)進(jìn)風(fēng)井口要避免污風(fēng)、塵土、煉焦氣體，矸石燃燒氣體等的侵入。進(jìn)風(fēng)井口距離產(chǎn)生煙塵、有害氣體的地點不得小于500m；為防止進(jìn)風(fēng)井筒冬季結(jié)冰，需裝設(shè)暖風(fēng)設(shè)備；礦井的總回風(fēng)道不得作為主要人行道；地面主扇和回風(fēng)流的噪音都不得造成公害；進(jìn)風(fēng)井與出風(fēng)井的設(shè)置地點必須地層穩(wěn)定，施工地質(zhì)條件比較簡單，占地少，壓煤少，要在當(dāng)?shù)貧v年來洪水位的最高標(biāo)高以上(大中型和小型礦井要分別超過當(dāng)?shù)匕倌旰?0年內(nèi)的最高洪水位)。3)箕斗井一般不應(yīng)兼作進(jìn)風(fēng)井或出風(fēng)井。如果井上、下裝卸裝置和井塔有完善的封閉措施，其漏風(fēng)率不超過15％，并有可靠降塵設(shè)施，箕斗井可以兼作出風(fēng)井；若井筒中風(fēng)速不超過6m/s，有可靠降塵措施，保證粉塵濃度符合工業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，箕斗井可以兼作進(jìn)風(fēng)井。膠帶斜井不得兼作出風(fēng)井。如果膠帶斜井中的風(fēng)速不超過4m/s，有可靠的降塵措施，粉塵濃度符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，才可以兼作進(jìn)風(fēng)井。274)所有礦井都要采用機(jī)械通風(fēng)，主扇和分區(qū)主扇必須安裝在地面。但有戰(zhàn)備的特殊要求時，可以考慮裝在井下。新設(shè)計礦井不宜在同一井口選用幾臺主扇聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)。5)不宜把兩個可以獨立通風(fēng)的礦井合并為一個通風(fēng)系統(tǒng)。若有幾個出風(fēng)井，則自采區(qū)流到各個出風(fēng)井的風(fēng)流需保持獨立；各工作面的回風(fēng)在進(jìn)入采區(qū)回風(fēng)道之前、各采區(qū)的回風(fēng)在進(jìn)入回風(fēng)水平之前都不能任意貫通，下水平的回風(fēng)流和上水平的進(jìn)風(fēng)流必須嚴(yán)格隔開，在條件允許時，要盡量使總進(jìn)風(fēng)早分開，總回風(fēng)晚匯合。6)采用多臺分區(qū)主扇通風(fēng)時，為了保持聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，總進(jìn)風(fēng)道的斷面不宜過小，盡可能減少公共風(fēng)路的風(fēng)阻。各分區(qū)主扇的回風(fēng)流、中央主扇和每一翼主扇的回風(fēng)流都必須嚴(yán)格隔開。287)要充分注意降低通風(fēng)費(fèi)用，為此，主要風(fēng)道的斷面不宜過小，并做到壁面光滑，以降低摩擦阻力，主要風(fēng)道的拐彎要緩慢，斷面的變化要均勻，以降低局部阻力；要盡可能使每個采區(qū)的產(chǎn)量均衡，阻力接近，使自然分配的風(fēng)量基本上和按需要分配的風(fēng)量一致；盡可能少用通風(fēng)構(gòu)筑物，同時也要重視降低基建費(fèi)用。為此，要充分利用一切可用的直通地面的舊井巷，或利用上水平可用的舊巷道幫助下水平回風(fēng)。8)要符合采區(qū)通風(fēng)和掘進(jìn)通風(fēng)的若干要求，要滿足防治瓦斯、火、塵、水和高溫對礦井通風(fēng)系統(tǒng)的要求，還要有利于深水平或后期通風(fēng)系統(tǒng)的發(fā)展變化。292.選擇礦井主扇的工作方法煤礦主扇的工作方法基本上分為抽出式與壓入式兩種：1)抽出式主扇使井下風(fēng)流處于負(fù)壓狀態(tài)。一旦主扇因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)，井下風(fēng)流的壓力提高，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量減少，比較安全；壓入式主扇使井下風(fēng)流處于正壓狀態(tài)，當(dāng)主扇停轉(zhuǎn)時，風(fēng)流壓力降低，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量增加。2)采用壓入式通風(fēng)時，須在礦井總進(jìn)風(fēng)路線上設(shè)置若干構(gòu)筑物，使通風(fēng)管理工作比較困難，漏風(fēng)較大。用抽出式通風(fēng)，就沒有這種缺點。30用平峒開拓時，往往需要在材料、人行道上設(shè)置自動風(fēng)門1，人員、車輛來往頻繁，風(fēng)門漏風(fēng)較大，有時風(fēng)門被撞壞，還會造成風(fēng)流短路。在出煤路線的翻籠下面煤倉2中須經(jīng)常存留一定煤量，以防漏風(fēng)。但往往因煤炭被放空或放出較多，使大量風(fēng)流自煤倉經(jīng)過皮帶斜井3漏到地面。對于立井提升的壓入式通風(fēng)的礦井，在副井鋼絲繩通過處1和箕斗井底煤倉2有時都有較大的漏風(fēng)。313)在地面小窯塌陷區(qū)分布較廣，并和采區(qū)相溝通的條件下，用抽出式通風(fēng)，會把小窯積存的有害氣體抽到井下，同時使通過主扇的一部分風(fēng)流短路，總進(jìn)風(fēng)量和工作面有效風(fēng)量都會減少。用壓入式通風(fēng)，則能用一部分回風(fēng)流把小窯塌陷區(qū)的有害氣體帶到地面。另外，如果能夠嚴(yán)防總進(jìn)風(fēng)路線上的漏風(fēng)，則壓入式主扇的規(guī)格尺寸和通風(fēng)電力費(fèi)用都較抽出式為小。4)在由壓入式通風(fēng)過渡到深水平抽出式通風(fēng)時，有一定困難，因為過渡時期是新舊水平同時產(chǎn)生，戰(zhàn)線較長，如果某環(huán)節(jié)因故出現(xiàn)問題，就不能按照既定的采掘程序和起止期限進(jìn)行生產(chǎn)，使過渡時期通風(fēng)系統(tǒng)和風(fēng)量都發(fā)生較大的變化。想把壓入式主扇直接變?yōu)槌槌鍪街魃龋容^困難，有時還須額外增掘一些井巷工程，使過渡期限拉得過長。用抽出式通風(fēng)，就沒有這些缺點。32一般地說，在地面小窯塌陷區(qū)漏風(fēng)嚴(yán)重、開采第一水平和低沼氣礦井等條件下，采用壓入式通風(fēng)是比較合適的，否則，就不宜采用壓入式通風(fēng)。所以，抽出式通風(fēng)仍是當(dāng)前主扇基本的工作方法。3.選擇礦井的通風(fēng)方式新建礦井多數(shù)是在中央并列式，中央分列式、兩翼對角式和分區(qū)對角式等方式中進(jìn)行選擇?；旌鲜绞乔皫追N方式的發(fā)展，多在老礦井的改建、擴(kuò)建時使用。

選擇礦井通風(fēng)方式一般是針對服務(wù)范圍來確定的。如果礦井的服務(wù)年限不長(10～20a)，則服務(wù)范圍為整個礦井；如果礦井范圍較大，服務(wù)年限較長(30～50a)，則只考慮頭15～25a的開采范圍作為服務(wù)范圍；這時服務(wù)范圍往往是第一水平；或者包括第一、第二水平在內(nèi)。對于服務(wù)范圍之外的后期通風(fēng)系統(tǒng)，設(shè)計中只作粗略的考慮。331)中央并列式的使用條件：煤層傾角大、埋藏深，但走向長度不大(≤4km)，瓦斯、自然發(fā)火都不嚴(yán)重，在此條件下，采用中央并列式是比較合理的。這種通風(fēng)方式(和其它方式相比)，盡管存在著風(fēng)路較長，阻力較大，采空區(qū)的漏風(fēng)較大的缺點，但對于瓦斯、自然發(fā)火不嚴(yán)重的礦井來說，這并不很重要。同時，由于產(chǎn)生的阻力較大，通風(fēng)電力費(fèi)較大，進(jìn)風(fēng)與出風(fēng)兩井筒之間的漏風(fēng)較大，箕斗井回風(fēng)時外部漏風(fēng)較大等，這些缺點對走向不大的礦井來說也不是一個很大的問題。相反，由于煤層傾角大，總回風(fēng)石門長度小，開掘費(fèi)小，兩個井筒(立井或斜井)集中，便于開掘，開掘費(fèi)也較少，便于貫通，建井期限較短，采用中央并列式通風(fēng)方式，具有初期投資較少、出煤較快的優(yōu)點。同時它的護(hù)井煤柱較小，且便于延深井簡，為深部通風(fēng)的準(zhǔn)備工作提供有利條件。342)中央分列式的適用條件：一般地說，這種通風(fēng)方式適用于煤層傾角較小，埋藏較淺，走向長度不大(≤4km)，而且瓦斯，自然發(fā)火比較嚴(yán)重的新建礦井。與中央并列式相比，這種通風(fēng)方式的安全性要好，建井期限略長，有時初期投資稍大(多打一個出風(fēng)井，少掘一條總回風(fēng)石門)，但相差不懸殊。如果中央有兩個井筒，以后在延深井筒、做深部通風(fēng)的準(zhǔn)備工作時，也就不會困難，這種方式由于多打一個直通地面的回風(fēng)井，所以礦井的通風(fēng)阻力較小，內(nèi)部漏風(fēng)小，這對于瓦斯，自然發(fā)火的管理工作是比較有利的，增加了一個安全出口，工業(yè)廣場沒有主扇的噪音影響，從回風(fēng)系統(tǒng)鋪設(shè)防塵灑水管路系統(tǒng)都比較方便。

353)兩翼對角式的適用條件：一般認(rèn)為，這種布置方式(指對角風(fēng)井位于淺部邊界附近者)適用于煤層走向較大(超過4km)、井型較大、煤層上部距地面較淺、瓦斯和自然發(fā)火嚴(yán)重的新建礦井。它的優(yōu)缺點，完全和中央并列式相反，比中央分列式的安全性更好，但初期投資更大。如果能夠進(jìn)行相向掘進(jìn)，就能適當(dāng)減輕建井期限長，投產(chǎn)較晚的缺點。有些瓦斯等級不高，但煤層走向較長、產(chǎn)量較大的新礦井，也可采用這種通風(fēng)方式。

364)分區(qū)對角式適用條件：煤層距地表淺，或因地表高低起伏大，無法開掘淺部的總回風(fēng)道(因會穿出地面)，在此條件下，開采第一水平時，只能采用這種小風(fēng)井(立井、斜井或平峒)分區(qū)通風(fēng)的布置方式。每個采區(qū)各有獨立的通風(fēng)路線，互不影響，是這種通風(fēng)方式的主要優(yōu)點。對于一個實際條件下的礦井，并不唯一只適用某種通風(fēng)系統(tǒng)，往往是有幾種通風(fēng)系統(tǒng)都可考慮，很難肯定哪種最好，這時就得進(jìn)行方案比較，即除了作技術(shù)分析外，還要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，然后選定。

礦井通風(fēng)系統(tǒng)確定后，還要①確定服務(wù)范圍內(nèi)的通風(fēng)容易和通風(fēng)困難兩個時期的位置；②確定采區(qū)內(nèi)的通風(fēng)系統(tǒng)，即確定采用軌道上山還是運(yùn)輸上山進(jìn)風(fēng)；③確定采煤工作面采用U型、Z型、Y型還是W型通風(fēng)系統(tǒng)，這些都要經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較才能確定；④根據(jù)采掘比確定掘進(jìn)頭的數(shù)目和位置；⑤繪制兩個時期的通風(fēng)系統(tǒng)圖、立體圖和網(wǎng)絡(luò)圖。37采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的主要組成單元,包括：采區(qū)進(jìn)風(fēng)、回風(fēng)和工作面進(jìn)、回風(fēng)巷道組成的風(fēng)路連接形式及采區(qū)內(nèi)的風(fēng)流控制設(shè)施。一、采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求1、每一個采區(qū)，都必須布置回風(fēng)道，實行分區(qū)通風(fēng)。2、采煤和掘進(jìn)工作面應(yīng)獨立通風(fēng)系統(tǒng)。有特殊困難必須串聯(lián)通風(fēng)時應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。3、煤層傾角大于12°的采煤工作面采用下行通風(fēng)時，報礦總工程師批準(zhǔn)，4、采煤和掘進(jìn)工作面的進(jìn)風(fēng)和回風(fēng)，都不得經(jīng)過采空區(qū)或冒落區(qū)。二、采區(qū)進(jìn)風(fēng)上山與回風(fēng)上山的選擇上（下）山至少要有兩條；對生產(chǎn)能力大的采區(qū)可有3條或4條上山。

1、軌道上山進(jìn)風(fēng)，運(yùn)輸機(jī)上山回風(fēng)

2、運(yùn)輸機(jī)上山進(jìn)風(fēng)、軌道上山回風(fēng)比較：軌道上山進(jìn)風(fēng)，新鮮風(fēng)流不受煤炭釋放的瓦斯、煤塵污染及放熱影響，輸送機(jī)上山進(jìn)風(fēng)，運(yùn)輸過程中所釋放的瓦斯，可使進(jìn)風(fēng)流的瓦斯和煤塵濃度增大，影響工作面的安全衛(wèi)生條件。38三、采煤工作面上行風(fēng)與下行風(fēng)上行風(fēng)與下行風(fēng)是指進(jìn)風(fēng)流方向與采煤工作面的關(guān)系而言。當(dāng)采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷道水平低于回風(fēng)巷時，采煤工作面的風(fēng)流沿傾斜向上流動，稱上行通風(fēng)，否則是下行通風(fēng)。優(yōu)缺點：１、下行風(fēng)的方向與瓦斯自然流向相反，二者易于混合且不易出現(xiàn)瓦斯分層流動和局部積存的現(xiàn)象。２、上行風(fēng)比下行風(fēng)工作面的氣溫要高。３、下行風(fēng)比上行風(fēng)所需要的機(jī)械風(fēng)壓要大；４、下行風(fēng)在起火地點瓦斯爆炸的可能性比上行風(fēng)要大。上行通風(fēng)運(yùn)煤方向新風(fēng)污風(fēng)下行通風(fēng)運(yùn)煤方向新風(fēng)污風(fēng)39四、工作面通風(fēng)系統(tǒng)1、U型與Z型通風(fēng)系統(tǒng)

2、Y型、W型及雙Z型通風(fēng)系統(tǒng)

3、H型通風(fēng)系統(tǒng)40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。一、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)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。1、風(fēng)門

按設(shè)地點：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)郎希瑒t應(yīng)構(gòu)筑自動風(fēng)門。＋－風(fēng)門表示方式＋－調(diào)節(jié)風(fēng)門表示方式41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。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。422、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，最堅固耐用，漏風(fēng)少。2）混凝土風(fēng)橋

結(jié)構(gòu)緊湊，比較堅固。3）鐵筒風(fēng)橋

可在次要風(fēng)路中使用。433、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。4、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447.2礦井總風(fēng)量的計算和分配礦井總風(fēng)量是井下各個工作地點的有效風(fēng)量和各條風(fēng)路上的漏風(fēng)量的總和。一、生產(chǎn)礦井所需風(fēng)量1．生產(chǎn)礦井所需風(fēng)量的計算生產(chǎn)礦井所需的風(fēng)量是根據(jù)“由里往外”的原則確定的。即根據(jù)實際情況先計算井下各個工作地點(如采掘工作面、火藥庫、充電峒室、……等)所需的有效風(fēng)量，得出礦井的總回風(fēng)量(或總進(jìn)風(fēng)量)；加上抽出式主扇井口和附屬裝置的允許漏風(fēng)量(即礦井外部漏風(fēng)量)，得出抽出式主扇的總風(fēng)量。對于壓入式通風(fēng)的礦井，則在所確定的礦井總進(jìn)風(fēng)量中加上礦井外部漏風(fēng)量，得出壓入式主扇的總風(fēng)量。45礦井的總回風(fēng)量或總進(jìn)風(fēng)量計算：

Qwz＝(∑Qai+∑Qbi+∑Qci+∑Qdi)×Kwz，m3/min式中∑Qai——各回采工作面和備用工作面所需風(fēng)量之和，m3/min∑Qbi——各掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量之和；∑Qci——各峒室所需風(fēng)量之和；∑Qdi——除上述各用風(fēng)地點外，其它巷道所需風(fēng)量之和；

Kwz——礦井風(fēng)量備用系數(shù)，包括礦井內(nèi)部漏風(fēng)和配風(fēng)不均勻等因素影響，與礦井通風(fēng)方式有關(guān)，一般可取1.15～1.25。對于中央并列式，1.25；中央分列式和混合式，1.2；對角式，1.15。462．生產(chǎn)礦井風(fēng)量的分配

在各個用風(fēng)地點，將各用風(fēng)點計算的風(fēng)量值乘以備用系數(shù)Kwz，就是配給用風(fēng)地點所在巷道的風(fēng)量。如各個掘進(jìn)巷道和峒室的風(fēng)量就是這樣確定的。但是采煤工作面的風(fēng)量只配給各自計算的風(fēng)量，由備用系數(shù)確定的風(fēng)量考慮從采空區(qū)走。因此在U型通風(fēng)的上順槽和下順槽的風(fēng)量是采煤工作面的計算風(fēng)量乘以備用系數(shù)。

47從各個用風(fēng)地點開始，逆風(fēng)流方向而下，遇分風(fēng)點則加上其它風(fēng)路的分風(fēng)量一起分配給未分風(fēng)前那一條風(fēng)路，作為該風(fēng)路的風(fēng)量。直至確定進(jìn)風(fēng)井筒的總進(jìn)風(fēng)量。這一風(fēng)量應(yīng)該等于剛才計算的礦井總風(fēng)量。如果是壓入式通風(fēng)，則要加上礦井外部漏風(fēng)量，才能得出通過壓入式主扇的總風(fēng)量。48然后又從各個用風(fēng)地點開始，順風(fēng)流方向而上，遇匯合點則加上其它風(fēng)路的風(fēng)量一起分配給匯合后那一條風(fēng)路，作為該風(fēng)路的風(fēng)量。直至確定回風(fēng)井筒的總回風(fēng)量。這一風(fēng)量也應(yīng)該等于剛才計算的礦井總風(fēng)量。如果是抽出式通風(fēng)，則加上抽出式主扇井口和附屬裝置的允許漏風(fēng)量(即礦井外部漏風(fēng)量)，得出通過抽出式主扇的總風(fēng)量。49二、新建礦井和延深礦井所需風(fēng)量對于新建礦井和延深礦井所需風(fēng)量，是屬于預(yù)先估計風(fēng)量的性質(zhì)，因設(shè)計時對于上述配風(fēng)依據(jù)較難判準(zhǔn)，而礦井類型繁多，條件各異，如何恰當(dāng)?shù)仡A(yù)定這種性質(zhì)的風(fēng)量，是目前還沒有很好解決的重要問題。有條件時，要參照鄰近生產(chǎn)礦井的通風(fēng)資料，按生產(chǎn)礦井的風(fēng)量計算方法細(xì)致進(jìn)行，否則只好采用“由外往里”的計算方法，即先計算礦井的總風(fēng)量，然后大致分配到各個用風(fēng)地點。撫順煤炭研究所在十二個礦井的協(xié)助下，通過調(diào)查研究總結(jié)出新的計算方法，經(jīng)過在陽泉、撫順、淮南、焦作、徐州，棗莊等礦區(qū)的驗算，證明其計算結(jié)果比較接近生產(chǎn)實際情況，值得新建礦井和延深礦井通風(fēng)設(shè)計工作上試用。50對于低沼氣礦井以工作面能夠有良好的氣候條件作為供風(fēng)的依據(jù)，用下式計算礦井總風(fēng)量。

Q＝TqK，m3/min式中T——礦井平均日產(chǎn)量，t/d；q——是從工作面能夠有良好的氣候條件為出發(fā)點，而得出的對于日產(chǎn)量中每一噸煤的供風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)，通過實際調(diào)查統(tǒng)計得出：q＝1；K一風(fēng)量備用系數(shù)，即K＝K1K4K5K6，這些系數(shù)的乘積介于l.5～1.9之間，可以根據(jù)新建礦井的條件，查表9—4得出具體的數(shù)值。51對于高沼氣礦井按總回風(fēng)流中的沼氣濃度不超過0.75%的要求來計算礦井總風(fēng)量：

Q＝0.0926qgTK，m3/min(1/(24×60×0.75%)式中qg——礦井沼氣平均相對涌出量，m3/t；T——礦井平均日產(chǎn)量，t/d；K——風(fēng)量備用系數(shù)，即K＝K2K3K4K5，這些系數(shù)的乘積介于1.7～2.1之間，具體數(shù)值從表9—4中查得。52無論是高沼氣礦井，還是低沼氣礦井都要按井下同時工作的最多人數(shù)來驗算礦井總風(fēng)量Q，取大值作為礦井的總風(fēng)量：

Q＝4NK，m3/min式中N——井下同時工作的最多人數(shù)，人，4——以人數(shù)為計算單位的供風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)，m3/min；K——風(fēng)量備用系數(shù)，它是產(chǎn)量不均衡系數(shù)、備用工作面的風(fēng)量系數(shù)和礦井內(nèi)部漏風(fēng)系數(shù)的總概括。采用中央并列式的通風(fēng)系統(tǒng)時，K＝1.45；采用中央分列式或?qū)鞘酵L(fēng)系統(tǒng)時，K＝1.35。53新建礦井的風(fēng)量分配是在算得的礦井總風(fēng)量Q中，減去獨立回風(fēng)的掘進(jìn)風(fēng)量Qb和峒室風(fēng)量Qc，再按以下原則對剩余的風(fēng)量Qre進(jìn)行大致的分配；各個回采工作面的風(fēng)量，按照與產(chǎn)量成正比的原則進(jìn)行分配；各個備用工作面的風(fēng)量，按照它在生產(chǎn)時所需風(fēng)量的一半進(jìn)行分配。即：

Qre＝Q－(Qb－Qc)，m3/min式中Qb——所有獨立回風(fēng)的各個掘進(jìn)工作面風(fēng)量之和，m3/min；Qc——所有獨立回風(fēng)的各個峒室風(fēng)量之和，m3/min。54剩余風(fēng)量Qre的分配方法是：先用下式計算回采工作面日產(chǎn)一噸煤所需配給的風(fēng)量q，即：

式中Ta——各個回采工作面的日產(chǎn)量之和，即

Ta=∑ta，t/dta——各個回采工作面的日產(chǎn)量，t/d；Ta'——各個備用工作面的計劃日產(chǎn)量之和，即

Ta'＝∑ta'，t/dta'——各個備用工作面計劃日產(chǎn)量，t/d。55分配給各個回采工作面的風(fēng)量為：

Qa＝qta，m3/min分配給各個備用工作面的風(fēng)量為：

Qa'＝qta'

/2，m3/min2．新建礦井風(fēng)量的分配在各個用風(fēng)地點，將計算的風(fēng)量直接配給用風(fēng)地點所在巷道，如掘進(jìn)巷道和峒室等。但這時在U型采煤工作面，不考慮從采空區(qū)漏走的風(fēng)量。因此在上順槽和下順槽的風(fēng)量與采煤工作面的風(fēng)量相同。56同樣，又從各個用風(fēng)地點開始，逆風(fēng)流方向而下，遇分風(fēng)點則加上其它風(fēng)路的分風(fēng)量一起分配給未分風(fēng)前那一條風(fēng)路，作為該風(fēng)路的風(fēng)量。直至確定進(jìn)風(fēng)井筒的總進(jìn)風(fēng)量。這一風(fēng)量應(yīng)該等于剛才計算的礦井總風(fēng)量。如果是壓入式通風(fēng)，則要加上礦井外部漏風(fēng)量，才能得出通過壓入式主扇的總風(fēng)量。57然后又從各個用風(fēng)地點開始，順風(fēng)流方向而上，遇匯合點則加上其它風(fēng)路的風(fēng)量一起分配給匯合后那一條風(fēng)路，作為該風(fēng)路的風(fēng)量。直至確定回風(fēng)井筒的總回風(fēng)量。這一風(fēng)量也應(yīng)該等于剛才計算的礦井總風(fēng)量。如果是抽出式通風(fēng)，則加上抽出式主扇井口和附屬裝置的允許漏風(fēng)量(即礦井外部漏風(fēng)量)，得出通過抽出式主扇的總風(fēng)量。58四、確定礦井總風(fēng)量和各個分風(fēng)量通過以上的風(fēng)量分配，初步確定了井下各個用風(fēng)地點與它們的進(jìn)風(fēng)和回風(fēng)路線上的各個風(fēng)量(必要時要算出局部地區(qū)各分支的自然分配風(fēng)量)。但是，各條風(fēng)路上的風(fēng)量還未最后確定，必須進(jìn)行各條風(fēng)路的風(fēng)速校核，即用各處的斷面積分別去除分配到該處的風(fēng)量，所得出的風(fēng)速，須符合《規(guī)程》的規(guī)定(見表9-1)。各條風(fēng)路的風(fēng)量經(jīng)過驗算后，如能符合風(fēng)速的要求，則各條風(fēng)路的風(fēng)量可以確定；如低于規(guī)定的風(fēng)速，則該條風(fēng)路的風(fēng)量要相應(yīng)增加。如超過規(guī)定的風(fēng)速，則需要擴(kuò)大該風(fēng)路的斷面或調(diào)整該風(fēng)路的風(fēng)量，使之風(fēng)速降到規(guī)定值以下。最后，確定礦井總風(fēng)量。597.3計算井巷通風(fēng)阻力在選擇礦井主扇之前，必須計算井巷通風(fēng)總阻力。一、計算的原則1)在礦井通風(fēng)系統(tǒng)服務(wù)的范圍內(nèi)，分別在容易時期和困難時期確定一條最大阻力路線。沿著這兩條路線，分別計算各段井巷的通風(fēng)阻力，然后累加起來，便得出這兩個時期的井巷通風(fēng)總阻力hrmin和hrmax。這樣能夠保證所選用的主扇滿足通風(fēng)困難(hrmax)時期的要求，并且在以后的通風(fēng)管理中均可采用增阻法進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)。這些工作均可在這兩個時期的通風(fēng)網(wǎng)路圖上進(jìn)行。但是遇有的分支中有不同的巷道斷面，則該分支要分段計算。對于小礦，則只計算服務(wù)年限內(nèi)的最大阻力路線的總阻力hrmax，不必分兩個時期。602)因有外部漏風(fēng)(指在防爆門和主扇周圍的漏風(fēng))，通過主扇的風(fēng)量Qf1(Qf2)必大于通過總出風(fēng)井的礦井總風(fēng)量Q。為了計算風(fēng)峒的阻力，須先算出Qf1(Qf2)。對于抽出式主扇，用下式計算：

Qf1(Qf2)

＝(1.05～1.10)Q，m3/s對于壓入式主扇，用下式計算：

Qf1(Qf2)

＝(1.10～1.15)Q，m3/s式中1.10、1.15——壓入式通風(fēng)礦井的外部漏風(fēng)系數(shù)。壓入式進(jìn)風(fēng)井巷無提升運(yùn)輸任務(wù)時，取1.10，有提升運(yùn)輸任務(wù)時，取1.15。式中1.05、1.10——抽出式通風(fēng)礦井的外部漏風(fēng)系數(shù)，抽出式出風(fēng)井無提升運(yùn)輸任務(wù)時，取1.05，有提升運(yùn)輸任務(wù)時，取1.10。613)為了經(jīng)濟(jì)合理(減少礦井外部漏風(fēng)和主扇運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用)，不致因主扇的風(fēng)壓過大造成瓦斯和自然發(fā)火難于管理，以及避免主扇選型太大，使購置、運(yùn)輸，安裝，維修等費(fèi)用加大，須控制hrmax不能太大(一般不超過3000Pa，特大型的礦井除外)；必要時需對某些局部巷道采取降低風(fēng)阻的措施。4)要先分析整個通風(fēng)網(wǎng)路，對于自然分配風(fēng)量和按需分配風(fēng)量的區(qū)段，要分別按這兩種分配風(fēng)量的方法計算風(fēng)量，然后計算出各區(qū)段的通風(fēng)阻力。62二、計算方法沿著上述兩個時期通風(fēng)阻力最大的風(fēng)路，分別用下式算出各區(qū)段井巷的摩擦阻力：

式中L、U、S——分別是各井巷的長度(m)，周邊長(m)，凈斷面積(m2)；Q——分配給各井巷的風(fēng)量，m3/s；α——根據(jù)各井巷的支架形式和斷面在第三章α值表中查得的摩擦阻力系數(shù)。對于高原礦井，空氣密度小于1.2kg/m3，其α值為：63將以上計算出來的各數(shù)值與有關(guān)數(shù)值填入表9－5中。從表中可以看出總回風(fēng)或總進(jìn)風(fēng)量與計算數(shù)據(jù)相同。64沿著上述兩條風(fēng)路，將各區(qū)段的摩擦阻力累加起來，并考慮適當(dāng)?shù)木植孔枇ο禂?shù)(一般不細(xì)算局部阻力)，即可算出通風(fēng)容易和通風(fēng)困難兩個時期的井巷通風(fēng)總阻力分別為：

hrmin＝1.2∑hfrmin，Pahrmax＝1.15∑hfrmax，Pa式中1.15——困難時期的局部阻力系數(shù)；1.2——容易時期的局部阻力系數(shù)。65計算了整個礦井的通風(fēng)阻力后，需要對整個礦井的通風(fēng)難易程度進(jìn)行評價。評價的指標(biāo)是兩個時期礦井總風(fēng)阻和總等積孔：如果A＜1m2,表示礦井通風(fēng)困難；如果A在1和2m2之間，表示通風(fēng)難易為中等程度，如果A＞2m2，表示通風(fēng)容易。667.4選擇礦井通風(fēng)設(shè)備礦井通風(fēng)設(shè)備包括主扇和它的電動機(jī)。一、選擇主扇通常用扇風(fēng)機(jī)的個體特性曲線來選擇，先確定通風(fēng)容易和通風(fēng)困難兩個時期主扇運(yùn)轉(zhuǎn)時的工況點(風(fēng)壓最低點和風(fēng)壓最高點)，在選擇時要使得這兩個工況點同時處于合理范圍。用以下方法分別算出兩個時期主扇的風(fēng)壓。為了使所選的主扇在通風(fēng)容易時期(風(fēng)壓最低點)的工作效率不致太低，需要考慮礦井自然風(fēng)壓幫助主扇風(fēng)壓的作用。對于抽出式主扇，在通風(fēng)容易時期的靜風(fēng)壓應(yīng)為：

hfsmin＝hrmin－h(huán)na，Pa式中hrmin——容易時期最大阻力路線的阻力，Pa；hna——容易時期幫助主扇通風(fēng)的礦井自然風(fēng)壓，Pa；67為了使所選用的主扇在通風(fēng)困難時的風(fēng)壓夠用，還需要考慮礦井自然風(fēng)壓反對主扇風(fēng)壓的作用，即對于抽出式主扇，在通風(fēng)困難時期的靜風(fēng)壓應(yīng)為：

hfsmax＝hrmax＋hao，Pa式中

hrmax——困難時期最大阻力路線的阻力，Pa；hno——通風(fēng)困難時期反對主扇風(fēng)壓的礦井自然風(fēng)壓，Pa。根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀筚Y料或鄰礦資料來估計(注意正負(fù))。同理，對于壓入式的主扇，在通風(fēng)容易和通風(fēng)困難兩個時期的全風(fēng)壓分別為：

hftmin＝hrmin－h(huán)na，Pahftmax＝hrmax＋hno，Pa68前面已分別算出通風(fēng)容易和通風(fēng)困難兩個時期通過主扇的風(fēng)量Qf1和(Qf2)

(m3/s)。

根據(jù)確定的hfmax、Qf1和hfmin、Qf2兩組數(shù)據(jù)(也叫設(shè)計工況點)，在扇風(fēng)機(jī)的個體特性曲線上選擇合適的主扇。判別是否合適，要看上面兩組數(shù)據(jù)所構(gòu)成的兩個時期的工況點，是否都落在扇風(fēng)機(jī)個體特性曲線上的合理工作范圍內(nèi)。一是看風(fēng)壓高的點是否超過最高風(fēng)壓的０.９倍，二是看風(fēng)壓低的點處效率是否在0.6以上。(注意坐標(biāo))

根據(jù)hfmax、Qf1和hfmin、Qf2兩組數(shù)據(jù)計算出兩個時期的風(fēng)阻Rmin和Rmax:

在選定的風(fēng)機(jī)個體特性曲線圖上畫出風(fēng)阻曲線Rmin和Rmax，將這兩條曲線從設(shè)計工況點向上延伸，與最近的個體特性曲線相交，得到的兩個點就是實際工況點。

69實際工況點確定以后，列表整理出兩個時期的主扇的型號、動輪直徑、動輪葉片安裝角度(專指軸流式主扇而言)、轉(zhuǎn)數(shù)、風(fēng)壓、風(fēng)量(實際工況點)、效率和輸入功率等數(shù)值。二、選擇電動機(jī)根據(jù)通風(fēng)容易和通風(fēng)困難兩個時期主扇的輸入功率(Nfimin和Nfimax)計算出電動機(jī)的輸出功率Neo(kW)：

如果選用異步電動機(jī)，且當(dāng)Nfimin≥0.6Nfimax時，則在兩個時期都用一種較大功率的電動機(jī)，這種電動機(jī)的輸出功率Neo和輸入功率Nei，分別用下式計算：

Neo＝Nfimax/ηt，kw

式中ηt——傳動效率，直接傳動時，ηt＝1。間接傳動時取0.95。70電動機(jī)的輸入功率，即為電路輸入的電流功率：

Nei＝(1.10～1.15)Neo/ηe，kw式中1.10、1.15——電動機(jī)的容量系數(shù)。離心式主扇，取1.15；軸流式主扇，取1.10)。

ηe——電動機(jī)的效率。當(dāng)Nfimin<0.6Nfimax時，則通風(fēng)容易時期用功率較小的電動機(jī)，在適當(dāng)?shù)臅r候再換用功率較大的電動機(jī)。通風(fēng)容易時期電動機(jī)的輸出功率習(xí)慣用比例中項式計算(即平均值計算)，即：71對于功率在400～500kw以上的主扇，宜選用同步電動機(jī)。選擇這種電動機(jī)的輸出功率與輸入功率：

Neo＝Nfimax/ηt，kw；Nei＝(1.10～1.15)Neo/ηe，kw

用同步電動機(jī)的優(yōu)點是，低負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時，可以利用它來改善礦井變電所母線上的功率因數(shù)，使礦井經(jīng)濟(jì)用電，缺點是這種電動機(jī)的購置和安裝費(fèi)較大。根據(jù)以上所得出的Neo(或Neomin)或Nei(或Neimin)、ηe以及主扇所要求的轉(zhuǎn)數(shù)n，在有關(guān)電動機(jī)技術(shù)特征手冊上選用合適的電動機(jī)．72三、對礦井主要通風(fēng)設(shè)備的要求在礦井設(shè)計中必須據(jù)根礦井的瓦斯等級，提出主要通風(fēng)設(shè)備應(yīng)符合的要求：1)礦井主扇(包括分區(qū)主扇)必須裝置兩部同等能力的扇風(fēng)機(jī)(包括電動機(jī))，其中一套運(yùn)轉(zhuǎn)，另一套做備用，備用的一套要求在10min內(nèi)能夠開動。2)礦井的主扇房應(yīng)有兩回直接由變(配)電所饋出的供電路線，線路上不應(yīng)分接任何負(fù)荷。3)主扇要有靈活可靠、合乎要求的反風(fēng)裝置和防爆門，要有規(guī)格質(zhì)量符合要求的風(fēng)峒和擴(kuò)散器。分區(qū)主扇也應(yīng)符合這個要求。4)主局和電動機(jī)的機(jī)座必須堅固耐用，要設(shè)置在不受采動影響的穩(wěn)定地層上。737.5概算礦井通風(fēng)費(fèi)用一般是計算每噸煤的通風(fēng)費(fèi)用，即所謂噸煤通風(fēng)成本。一、每噸煤的通風(fēng)電費(fèi)先用下式計算主扇運(yùn)轉(zhuǎn)的耗電量：

Imf＝(N1＋N2)×365×24/(2(ηeηvηξηt))，kwh/a式中N1、N2——一年內(nèi)最大和最小的主扇輸入功率，kw；ηe——主扇電動機(jī)的效率，可在電動機(jī)的技術(shù)特征表上查得，一般取0.9～0.95；ηv——變壓器的效率，一般取0.8；ηξ—電線的輸電效率，一般取0.95；ηt——傳動功率，直接傳動時，取1.0，間接傳動時取0.95。74同時，統(tǒng)計一年內(nèi)局扇、輔扇的耗電量Ief(kwh/a)。各類扇風(fēng)機(jī)在一年內(nèi)的總耗電量為：

Is＝Imf＋I(xiàn)ef，kwh/a

用下式計算每噸煤的耗電量：

I＝Is/T，kwh/t式中T——一年內(nèi)的礦井產(chǎn)煤量，t／a

用下式計算每噸煤的通風(fēng)電費(fèi)：

E＝I×D，元/t式中D——每度電的費(fèi)用，元/(kwh)75二、噸煤通風(fēng)成本除每噸煤的通風(fēng)電力費(fèi)用外，還要統(tǒng)