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1、礦井通風系統(tǒng) 目錄 概述 基本任務 類型 編輯本段 概述 　　礦井通風系統(tǒng)是礦井通風方式、通風方法和通風網(wǎng)絡的總稱。 編輯本段 基本任務 　　礦井通風系統(tǒng)的基本任務是： 　?。?）、供給井下足夠的新鮮空氣，滿足人員對氧氣的需要。 　?。?）、沖淡井下有毒有害氣體和粉塵，保證安全生產(chǎn)。 　?。?）、調(diào)節(jié)井下氣候，創(chuàng)造良好的工作環(huán)境。 　　礦井通風系統(tǒng)是由通風機和通風網(wǎng)絡兩部分組成。風流由入風井口進入礦井后，經(jīng)過井下各用風場所，然后進入回風井，由回風井排出礦井，風流所經(jīng)過的整個路線稱為礦井通風系統(tǒng)。 　　礦井通風方法以風流獲得的動力來源不同，可分為自然

2、通風和機械通風兩種。（1）自然通風：利用自然氣壓產(chǎn)生的通風動力，致使空氣在井下巷道流動的通風方法叫做自然通風。自然風壓一般都比較小，且不穩(wěn)定，所以《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：每一礦井都必須采用機械通風。（2）機械通風：利用扇風機運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的通風動力，致使空氣在井下巷道流動的通風方法叫做機械通風。采用機械通風的礦井，自然風壓也是始終存在的，并在各個時期內(nèi)影響著礦井的通風工作，在通風管理工作中應給予充分重視，特別是高沼氣礦井尤應注意。 編輯本段 類型 　　礦井通風系統(tǒng)由影響礦井安全生產(chǎn)的主要因素所決定。根據(jù)相關因素把礦井通風系統(tǒng)劃分為不同類型。根據(jù)瓦斯、煤層自燃和高溫等影響礦井生產(chǎn)安全的主要因素對

3、礦井通風系統(tǒng)的要求，為了便于管理、設計和檢查，把礦井通風系統(tǒng)分為一般型、降溫型、防火型、排放瓦斯型、防火及降溫型、排放瓦斯及降溫型、排放瓦斯及防火型、排放瓦斯與防火及降溫型幾種，依次為1-8八個等級。礦井通風方式有串聯(lián)通風和并連通風兩種。 礦井通風系統(tǒng)及其安全要求 　　礦井通風系統(tǒng)是由向井下各作業(yè)地點供給新鮮空氣、排出污濁空氣的通風網(wǎng)路和通風動力以及通風控制設施等構(gòu)成的工程體系。礦井通風系統(tǒng)與井下各作業(yè)地點相聯(lián)系，對礦井通風安全狀況具有全局性影響，是搞好礦井通風防塵的基礎工程。無論新設計的礦井或生產(chǎn)礦井，都應把建立和完善礦井通風系統(tǒng)，作為搞好安全生產(chǎn)，保護礦工安全健康，提高勞

4、動生產(chǎn)率的一項重要措施。礦井通風系統(tǒng)按服務范圍分為統(tǒng)一通風和分區(qū)通風；按進風井與回風井在井田范圍內(nèi)的布局分為中央式、對角式和中央對角混合式；按主扇的工作方式分為壓入式、抽出式和壓抽混合式。此外，階段通風網(wǎng)絡、采區(qū)通風網(wǎng)絡和通風構(gòu)筑物，也是通風系統(tǒng)的重要構(gòu)成要素。防止漏風，提高有效風量率，是礦井通風系統(tǒng)管理的重要內(nèi)容。 　　（1）統(tǒng)一通風和分區(qū)通風 　　一個礦井構(gòu)成一個整體的通風系統(tǒng)稱為統(tǒng)一通風；劃分為若干個獨立的通風系統(tǒng)，風流互不干擾，稱為分區(qū)通風。擬訂礦井通風系統(tǒng)時，首先應考慮采用統(tǒng)一通風還是分區(qū)通風。 　　我國金屬礦山采用統(tǒng)一通風的較多。統(tǒng)一通風，進排風比較集中，便于管理。開采范圍不

5、大的礦井，特別是深礦井，采用全礦統(tǒng)一通風比較合理。 　　分區(qū)通風具有風短路、阻力小、網(wǎng)路簡單、風流易于控制等特點。因此，在一些礦體埋藏較淺且分散的礦山或礦井開采淺部礦體的時期，得到了廣泛的應用。但是，由于分區(qū)通風需要具備較多的進排風井，它的推廣使用就受到一定的限制。 　　是否適合分區(qū)通風，主要看開鑿通達地表的通風井巷工程量的大小或有無現(xiàn)成的其他井巷可供利用。一般說來，在下述條件下，采用分區(qū)通風比較有利：礦體埋藏較淺切分散，開鑿通達地表的通風井巷工程量較小，或有現(xiàn)成的井巷可供利用；礦體埋藏較淺，走向長，產(chǎn)量大，若構(gòu)成一個通風系統(tǒng)，風路長，漏風大，網(wǎng)路復雜，風量調(diào)節(jié)困難；開采圍巖或礦石有自然發(fā)

6、火危險的規(guī)模較大的礦井。 　　（2）進風井與回風井的布局 　　每一通風系統(tǒng)至少有一個可靠的進風井和一個可靠的回風井。在一般情況下，均以罐籠提升井兼做進風井，箕斗井和箕斗、罐籠混合井則不做進風井。這是因為，裝卸礦過程中產(chǎn)生大量粉塵能造成風流污染的緣故。排風井通常均為專用，因為排風風流中含有大量有毒氣體和粉塵。 　　按進風井和排風井的相對位置，可分為中央式、對角式和中央對角混合式三類不同的布置形式：中央式，是進風井與排風井均位于井田走向的中央，風流在井下的流動路線呈折返式；對角式，是進風井在礦體一翼，排風井在礦體另一翼，或者進風井在礦體中央，排風井在兩翼，風流在井下的流動路線呈直線式；中央對

7、角混合式，當?shù)V體走向長，開采范圍廣，采用中央式開拓，可在井田中部布置進風井和回風井，用于解決中部礦體開采時通風；同時在礦井兩翼另開掘回風井，解決邊遠礦體開采時的通風。 　　由于礦體賦存條件復雜，開拓、開采方式多種多樣，在礦井設計和生產(chǎn)實踐中，要結(jié)合各礦具體條件，因地制宜，靈活運用，而不要受上述類別的局限。 　?。?）主扇工作方式與安裝地點 　　主扇工作方式有三種：壓入式、抽出式和壓抽混合式。不同的通風方式，一方面使礦井空氣處于不同的受壓狀態(tài)，另一方面在整個通風線路上形成了不同的形式的壓力分布狀態(tài)，從而在風量、風質(zhì)和受自然風流干擾的程度上，出現(xiàn)了不同的通風效果。 　　●壓入式 　　整個

8、通風系統(tǒng)在壓入式主扇作用下，形成高于當?shù)卮髿鈮旱恼龎籂顟B(tài)。在進風段，由于風量集中，造成較高的壓力梯度，外部漏風較大。在需風段和回風段，由于風路多，風流分散，壓力梯度較小，而受自然風流的干擾而發(fā)生風流反向。壓入式通風系統(tǒng)的風門等風流控制設施均安設在進風段，由于運輸、行人頻繁，不易管理，漏風大。由專用進風井壓入式通風，風流不受污染，風質(zhì)好，主提升井處于回風狀態(tài)（漏風），對寒冷地區(qū)冬季提升井防凍有利。 　　●抽出式 　　整個通風系統(tǒng)在抽出式主扇的作用下，形成低于當?shù)卮髿鈮旱呢搲籂顟B(tài)?；仫L段風量集中，有較高的壓力梯度；在進風段和需風段，由于風流分散，壓力梯度較小?；仫L段壓力梯度高，使作業(yè)面的污濁風

9、流迅速向回風道集中，煙塵不易向其他巷道擴散，排出速度快。此外，由于風流調(diào)控設施均安裝于回風道中，不妨礙運輸、行人，管理方便，控制可靠。抽出式通風使主要提升井處于進風狀態(tài)，風流易受污染。寒冷地區(qū)的礦山還應考慮冬季提升井防凍。一般來說，只要能夠維護一個完整的回風系統(tǒng)，使之在回采過程中不致遭到破壞，采用抽出式通風比較有利。我國金屬礦山大部分采用抽出式通風。 　　●壓抽混合式 　　在進風段和回風段均利用主扇控制風流，使整個通風系統(tǒng)在較高的壓力梯度作用下，驅(qū)使風流沿指定路線流動，故排煙快，漏風少，也不易受自然風流干擾而造成風流反向。這種通風方式兼壓入式和抽出式兩種通風方式的優(yōu)點，是提高礦井通風效果的

10、重要途徑。當然，壓抽混合式通風所需通風設備多，管理較復雜。 　　●多級機站通風 　　這是一種由幾級進風機站以接力方式將新鮮空氣經(jīng)進風井巷壓送到作業(yè)區(qū)，再由幾級回風機站將作業(yè)時形成的污濁空氣經(jīng)回風井巷排出礦井的通風系統(tǒng)。其通風方式屬壓抽混合式。由于此系統(tǒng)在進風段、需風段和回風段均設有扇風機，對全系統(tǒng)施行均壓通風，能有效地控制漏風，節(jié)省通風能耗，風量調(diào)節(jié)也比較靈活。單所需通風設備較多，管理較復雜。 　　主扇可安裝在地表，也可安裝在井下，一般多安裝在地表。安裝在地表的主要優(yōu)點：安裝、檢修、維護管理比較方便；井下發(fā)生災變事故時，扇風機不易受到損害，便于采取停風、反風或控制風量等應急措施。其缺點：

11、井口密閉、反風裝置和風硐的漏風較大；當?shù)V井較深，工作面距主扇較遠時，沿途漏風大；在地形條件復雜的情況下，安裝、建筑費用較高。主扇安裝在地下的優(yōu)點：主扇裝置漏風少；扇風機靠近作業(yè)區(qū)，沿途漏風也少；可利用較多井巷進風或回風，降低通風阻力；密閉工程量較少。其缺點：安裝、檢修和管理不方便；易因井下災害而遭到破壞。 來源:考試大-安全工程師考試 礦井通風系統(tǒng)及其安全要求 　　（4）階段通風、采場通風及通風構(gòu)筑物 　　●階段通風 　　金屬礦山通常多階段同時作業(yè)。為使各階段作業(yè)面都能從進風井得倒新鮮風流，并將所排出的污風送到回風井，各作業(yè)面的風流應互不串聯(lián)，就必須對各階段的的進、回風巷道統(tǒng)一安

12、排，構(gòu)成一定型式的階段通風網(wǎng)路。階段通風網(wǎng)路由階段進風道、階段回風道、礦井總回風道和集中回風天井等巷道聯(lián)結(jié)而成。采集者退散 　　采場通風 　　合理的采場通風網(wǎng)路和通風方法，是保證整個通風系統(tǒng)發(fā)揮有效通風作用的最終環(huán)節(jié)，是整個通風系統(tǒng)的重要組成部分。按各種采礦方法的結(jié)構(gòu)特點，回采作業(yè)面的通風可歸納為：無出礦水平的巷道型或硐室型采場的通風；有出礦水平的采場的通風；無底柱分段崩落采礦法的通風。 　　●礦井通風構(gòu)筑物 　　礦井通風構(gòu)筑物是礦井通風系統(tǒng)中的風流調(diào)控設施，用以保證風流按生產(chǎn)需要的路線流動。凡用于引導風流、遮段風流和調(diào)節(jié)風量的裝置，統(tǒng)稱為通風構(gòu)筑物。合理地安設通風構(gòu)筑物，并使其通常處

13、于完好狀態(tài)，是礦井通風技術(shù)管理的一項重要任務。通風構(gòu)筑物可分為兩大類：一類是通過風流的構(gòu)筑物，包括主扇、風硐、反風裝置、風橋、導風板、調(diào)節(jié)風窗和風障；另一類是遮斷風流的構(gòu)筑物，包括擋風墻和風門等。 　?。?）通風系統(tǒng)的漏風及有效風量 　　●漏風地點及漏風原因 　　一般而言，有漏風通道存在，并在漏風通道兩端有壓差時，就可產(chǎn)生漏風。金屬礦山的主要漏風地點和產(chǎn)生漏風的原因如下：抽出式通風的礦井，通過地表塌陷區(qū)及采空區(qū)直接漏入回風道的短路風流有時可達很高的數(shù)值。造成這種漏風的原因，首先是由于開采上缺乏統(tǒng)籌安排，過早地形成地表塌陷區(qū)；在回風道的上部沒有保留必要的隔離礦柱；同時也由于對地表塌陷區(qū)和采

14、空區(qū)未及時充填或隔離。壓入式通風的礦井，通過井底車場的短路漏風量也很高。這種漏風常常是由于井底車場風門不嚴密或風門完全失效所致。作業(yè)面分散，廢舊巷道不能及時封閉，造成風流浪費。井口封閉、反風裝置、井下風門、風橋、擋風墻等通風構(gòu)筑物不嚴密，也能造成較大的漏風。 　　●減少漏風，提高有效風量途徑 　　礦井開拓、開采順序、采礦方法等因素對礦井漏風有很大影響。對角式通風系統(tǒng)，由于進風井和排風井相距較遠，風流直向流動，壓差較小，比中央并列式通風系統(tǒng)漏風小。后退式開采順序，采空區(qū)由兩翼向中央發(fā)展，對減少漏風和防止風流串聯(lián)有利。充填采礦法比其他采礦法漏風少。在巷道布置上，主要運輸?shù)篮屯L巷道布置在脈外，

15、使其在開采過程中不致過早遭到破壞，對維護正常的通風系統(tǒng)，減少漏風有利。 　　抽出式通風的礦井，應特別注意地表塌陷區(qū)和采空區(qū)的漏風。從采礦設計和生產(chǎn)管理上，應盡量避免過早地形成地表塌陷區(qū)，已形成塌陷區(qū)的礦井，在回風道上部應保留礦柱，并應充填采空區(qū)或密閉天井口。壓入式通風的礦井，應注意防止進風井底車場的漏風。在進風井與提升井之間至少要建立兩道可靠的自動風門。有些礦井在各階段進風穿脈巷道口試用導風板或空氣幕引導風流，防止井底車場漏風。有些礦山由進風井開鑿專用進風平巷，避開運輸系統(tǒng)，直接將新鮮風流送到各采區(qū)，也可減少井底車場漏風。 　　提高通風構(gòu)筑物的質(zhì)量、加強密閉性是防止漏風的基本措施。擋風墻與

16、風門的面積應盡量小些，擋風墻四周與巖壁接觸處要用混凝土抹縫。門板最好用雙層木板，中間夾油紙或其他致密材料。鐵門板四周焊縫要嚴，門框邊緣要釘膠皮或麻布，風門下邊要掛膠皮簾并設置門坎，保持嚴密。 　　降低風阻、平衡風壓也是減少漏風的重要措施。漏風風路兩端壓差的大小，主要決定于并聯(lián)的用風地點的通風阻力。降低用風地點風阻，使兩端壓差減小，可降低漏風風路兩端的壓差，也能減少漏風。在選擇風量調(diào)節(jié)方法時，降阻調(diào)節(jié)法對減少漏風更為有利。采用壓抽混合式通風和多級站通風，可使礦井風壓趨于平衡，并在生產(chǎn)區(qū)段形成零壓區(qū)，對防止漏風，提高有效風量十分有利。 　?。?）局部通風 　　在采礦和地質(zhì)勘探等工程中，必須開

17、掘大量的井巷，而掘進這些井巷的特點是只有一個出口，所以稱為獨頭巷道。獨頭巷道的通風稱局部通風或掘進通風，其任務是將新鮮風流引至工作面，并排出工作面的炮煙、礦塵等污濁空氣，以保證工人在良好的環(huán)境下工作。 　　●局部通風的方法采集者退散 　　局部通風的方法有：利用主扇（或輔扇）風壓或自然風壓為動力的局部通風方法，簡稱總風壓通風；利用擴散作用的局部通風方法，簡稱擴散通風；利用引射器通風的局部通風方法，簡稱引射器通風；利用局部扇風機的局部通風方法，簡稱局扇通風。 　　為了避免循環(huán)風，對局部通風要求：從貫穿風流巷道中吸取的風量不得超過該巷道總風量的70%。壓入式通風時，吸風口應設在貫穿風流巷道的上

18、風側(cè)，距離獨頭巷道口不得小于10m；抽出式通風時，排風口應設在貫穿風流巷道的下風側(cè)，距離獨頭巷道口不得小于10m。混合式通風時，作抽出式工作風機的排風口也應設在貫穿風流巷道的下風側(cè)，距離獨頭巷道口不得小于10m，同時要求吸入口處的風量比壓入式局扇的送風量大20~25%；壓入式的吸風口與抽出式的吸風口距離要大于10m。來源： 　　●長巷道、天井、豎井掘進時的通風 　　礦井開拓期要掘進長距離的巷道，掘進這類巷道時，多采用局扇通風。為了獲得良好的通風效果，需要注意以下幾方面的問題：①通風方式要選擇得當，一般采用混合式通風；②條件許可時，盡量選用大直徑的風筒，以降低風筒風阻，提高有效風量；③保證風

19、筒接頭的質(zhì)量；根據(jù)實際情況，盡量增長每節(jié)風筒的長度，減少風筒接頭處的漏風；④風筒懸吊力求“平、直、緊”以消除局部阻力；⑤要有專人負責，經(jīng)常檢查和維修。 降低礦井通風阻力對策 摘要：礦井通風系統(tǒng)是保障礦井安全的最主要的技術(shù)手段之一。在礦井生產(chǎn)過程中，必須源源不斷地將地面的新鮮空氣輸入到井下各個作業(yè)地點，以供給人員呼吸，并稀釋和排除井下各種有害氣體和礦塵創(chuàng)造良好的礦內(nèi)工作環(huán)境，保障井下作業(yè)人員的身體健康和勞動安全。如果把礦井的通風比喻成人體內(nèi)流動的血液的話，那么，我們將采用什么方式、方法來降低血液在人體內(nèi)流動過程中的阻力，減輕心臟的負荷、稀釋和排除人體內(nèi)散發(fā)出的有害物質(zhì)呢？從而保證

20、“人”的這架機器能正健康的運行。下面就從降低礦井風阻、減少能耗、加強排除有害物管理方進行簡要的分析。 隨著生產(chǎn)的發(fā)展，機械化程度的提高，生產(chǎn)更加集中，井型能力增大；開采規(guī)模加大，礦井延伸；自然條件，地壓、地熱、瓦斯涌出等因素的變化，礦井通風需要及時調(diào)節(jié)；降低通風阻力，提高通風能力與經(jīng)濟效益是一項長期的經(jīng)常性的工作。但是，由于礦井通風系統(tǒng)的阻力等于該系統(tǒng)最大阻力路線上的各分支的摩擦阻力和局部阻力之和，因此，降阻之前必須首先確定通風系統(tǒng)的最大阻力路線，通過阻力測定調(diào)查最大阻力路線上阻力分布，找出阻力超常的分支，對其實施降低摩擦阻力和局部阻力的措施。 一、當前存在的主要問題： 1、 生產(chǎn)布局不

21、合理： 生產(chǎn)布局不合理必然造成通風系統(tǒng)的不合理。如生產(chǎn)采區(qū)相距過遠，產(chǎn)量懸殊，或者生產(chǎn)過于集中，造成通風管理困難。尤其是一些老礦區(qū)，井深、巷道長，通風難道更大。例如淮南某礦區(qū)某礦風路9698m，主扇功率1238Kw，經(jīng)開掘新風井，風路縮短到2860m（相當于原風路的1/3），風量大增，風壓大降，主扇功率降為212kw，每年節(jié)省電715萬度，節(jié)省電費57萬元。 2、 通風斷面過?。? 由于設計的巷道斷面偏小，或巷道失修，堵塞風路，增加通風阻力，使通風能耗大，費用高。據(jù)統(tǒng)計，全國統(tǒng)配和重點煤礦巷道失修率大于10%的有146對礦井，其中失修率大于20%的有49對礦井。如某礦井風道失修率大到56%

22、以上，礦井平均風壓達到了3920Pa,又如某礦井因為風道失修，礦井等積孔由1.19m2降低到0.4m2，風量由2565m3/min降到1200m3/min。 另外，在總回風井和總回風道局部地段發(fā)生冒頂、片幫、倒棚，通風設施撤除不徹底、煤泥阻塞等不能及時處理而使礦井通風阻力增大，造成通風經(jīng)濟效益低，安全性差。 3、主扇附屬裝置的綜合效率低： 風硐、反風道、閘門、擴散器等均屬扇風機裝置。長期以來存在的問題是阻力大、漏風多。有個煤礦礦井采用壓入式通風，由于附屬裝置阻力大、漏風多，24年共浪費電力7200萬度，從壓入式通風改變?yōu)槌槌鍪酵L時，扇風機風壓由2352Pa降為980Pa。該礦的擴散器、

23、反風門等漏風高達1152m3/min,相當于礦井總通風進風量的40%以上。將漏風和風壓的損耗全部計算，附屬裝置的效率僅為21%，如以主扇效率為50％算，則整個風機與附屬裝置的實際只有10％多一點。顯然，僅有高效的風機而不提高附屬裝置效率，是不能提高經(jīng)濟效益的，因此必須提高附屬裝置的綜合效率。 4、構(gòu)筑物數(shù)量多、質(zhì)量差： 通風構(gòu)筑物也是通風系統(tǒng)的主組成部分，是為了疏導、截斷、控制、調(diào)節(jié)礦井通風的設施。由于生產(chǎn)布局不合理，盲目增加通風構(gòu)筑物，增加通風網(wǎng)絡的阻力，由于安裝、施工、管理差造成通風構(gòu)筑物質(zhì)量低、漏風、串風、阻力大等，使通風系統(tǒng)穩(wěn)定差。 5、通風系統(tǒng)中局部阻力大： 由于通風設計和施

24、工管理不善造成斷面突然擴大或縮小，巷道急轉(zhuǎn)彎、分岔等使局部阻力大。 二、降低礦井通風阻力的具體要求及方法： 1、 具體要求： （1）、施工后的通風系統(tǒng)能力應和生產(chǎn)能力相適應。 （2）、技術(shù)上要合理可靠，風量充足、風流穩(wěn)定。如實行分區(qū)通風，使各分支風量、風壓平衡，減少過多的風流調(diào)節(jié)設施和局扇使用臺數(shù)，盡量減少漏風。 （3）、經(jīng)濟上要以最少的投資，較少的工程和材料消耗，獲得最佳的濟濟效益、以減少設備材料消耗，節(jié)約電能消耗和管理費用。 （4）、根據(jù)本地區(qū)本單位的財力、物力可能，盡可能采用先進的技術(shù)和設備。 （5）、抗災能力要強，即在災害發(fā)生的狀況下，也能使災害不擴大，并使之減少到最小范

25、圍。 2、 降低礦井通風阻力的辦法： 降低礦井通風阻力，對保證礦井安全生產(chǎn)和提高濟濟效益都有重要的意義。無論是礦井通風設計還是生產(chǎn)礦井通風技術(shù)管理工作，都必須做到盡可能地降低礦井的通風阻力。應該強調(diào)的是，由于礦井通風系統(tǒng)的阻力等于該系統(tǒng)最大阻力路線上的各分支的摩擦阻力和局部阻力之和，因此，降底通風阻力之前必須首先確定通風系統(tǒng)的最大阻力路線，通過阻力測定調(diào)查最大阻力路線上阻力分布，找出阻力超常的分支，對其實施降低摩擦阻力和局部阻力的措施。如不是在最大阻力路線上降低風阻是無效的，有時甚至是有害的。 摩擦阻力是礦井通風阻力的主要組成部分，因此要以降低井巷摩擦阻力為重點，同時注意降低某些風量的井

26、巷的局部阻力。 了解和掌握現(xiàn)狀是降低礦井通風阻力的前提： （1）、畫出礦井通風系統(tǒng)示意圖和通風網(wǎng)絡圖，并且標上通風設施。 （2）、列出巷道阻力計算公式： ①、 摩擦阻力計算公式： ，pa 式中：l ——風道長度，m； d ——圓形風道直徑，或非圓形風道的當量直徑，m； ——空氣密度，kg/m3； v ——斷面平均風速，m/s； λ——無因次細數(shù)（沿程阻力系數(shù)），其值通過實驗求得。 ②、 局部阻力計算公式： 式中: ——局部阻力系數(shù)，無因次。 ③、 巷道的總通風阻力公式： （3）、根據(jù)實測的數(shù)據(jù)帶入上面的公式中進行計算，得出最大的通風阻力巷道。 3、 問題的分析：

27、 通風現(xiàn)狀的分析是在掌握現(xiàn)場實際情況的基礎上進行的，分析的對象就是實測的數(shù)據(jù)，通過對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計找出通風系統(tǒng)存在的問題。 （1）、通風網(wǎng)絡的阻力分布。根據(jù)統(tǒng)計的各風路的風阻、阻力、功耗的分布狀況，找出高風阻、高阻力、高功耗的區(qū)域和巷道。 （2）、檢驗各巷道的斷面是否合理，風速是否滿足《規(guī)程》的要求。 （3）、對通風構(gòu)筑物的數(shù)量和質(zhì)量進行統(tǒng)計分析，找出設計、施工、管理上存在的問題。 （4）、分析生產(chǎn)布局所存在的不合理因素及其對通風系統(tǒng)的影響。 4、 問題的解決： 降低通風阻力是一次復雜的、細致的技術(shù)工作，它不僅需要根據(jù)當前礦井生產(chǎn)情況、通風網(wǎng)絡狀況、通風技術(shù)設施狀態(tài)，還應考慮到礦井長遠

28、生產(chǎn)的各種情況和變化因素，然后采取相應的各種技術(shù)措施。指導思想必須是：針對現(xiàn)實，著眼長遠，因地制宜，對癥下藥，綜合治理。 （1）、合理布局生產(chǎn)、使通風系統(tǒng)處于最佳狀態(tài)。通風系統(tǒng)改造與其他生產(chǎn)環(huán)境改造相結(jié)合，開采順序、生產(chǎn)接替、產(chǎn)量分布等做到均衡生產(chǎn)。改革采煤工藝與巷道布置，簡化通風系統(tǒng)。只有通風系統(tǒng)合理，通風管理工作才能獲得較好的技術(shù)經(jīng)濟效果。 （2）、降低通風網(wǎng)絡阻力，既能增加風量，又可節(jié)省能源；同時還可以起到減少漏風、預防自燃；降低風速，防止煤塵飛揚等綜合效果，因此，降低阻力是通風系統(tǒng)改造最根本的措施。降低阻力的方法很多，如加強巷道維修，采取經(jīng)濟端面巷道，對高阻力路線應采用分區(qū)通風、增

29、加并聯(lián)網(wǎng)絡、改變流向、開掘新風路、另打新風井等措施。 （3）、提高風機附屬裝置的綜合效率。對風硐、閘門、擴散器等阻力較大、漏風多的附屬裝置也應改造。在通風系統(tǒng)調(diào)查中，摸清礦井主扇裝置存在的問題，擴散器、調(diào)節(jié)風門的風壓損耗，以及漏風情況，然后對癥下藥，進行治理。調(diào)節(jié)風門盡量不用或少用。風硐過長或過窄耗損風壓嚴重的要采取措施擴大端面，摸圓拐彎，安設導流板。擴散器的擴散處加大、加高。 (4) 堵截漏風，提高風量利用率。對于井口、井底車場、煤倉、通風構(gòu)筑物等地點的漏風應從設計、施工到管理上進行綜合治理。改進巷道布置，減少通風構(gòu)筑物的數(shù)量。 三、降低通風阻力方案的決策: 礦井通風系統(tǒng)改造是一個復

30、雜的系統(tǒng)工程，在進行通風系統(tǒng)改造時，技術(shù)上可行的方案不止一個，可借助計算機對可行性方案進行最佳選擇。對于大型復雜網(wǎng)絡，計算機模擬技術(shù)為通風系統(tǒng)改造提供了良好的條件。針對通風系統(tǒng)存在的問題，應用計算機對可能采取的改造方案進行模擬，檢驗其技術(shù)上的合理性和可行性。例如，當需要對現(xiàn)有網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)進行調(diào)整時，可以利用計算機計算調(diào)整后的網(wǎng)絡工況；當需要對通風構(gòu)筑物的設置進行重新布置時，可以用風機優(yōu)選程序選擇最佳風機。如果提出了多個技術(shù)上可行的方案，還可以用多目標決策等優(yōu)化方法對所提方案進行優(yōu)化，充分考慮各方案技術(shù)，經(jīng)濟和安全方面的優(yōu)劣后，確定最佳方案。 四、通風阻力改造示例： 淮南謝二礦南翼通風系統(tǒng)的風硐

31、全長50余米，有5個直角轉(zhuǎn)彎，端面又小，風硐段的通風阻力高達1098Pa，占該系統(tǒng)通風總阻力的28.19%。測定后決定進行風硐改建，由總回風斜巷井另開鑿一段長7米、斷面為8.4m2的傾斜巷道直通風機入口。風硐改建后，由風機水柱計測算得該系統(tǒng)的通風阻力減少了539Pa，風量增加了405m3/min，風機輸入功率下降了28.5kw，每年可節(jié)約電費57000元，而改建投資僅為3500元。 五、總結(jié)： 生產(chǎn)布局不合理必然造成通風系統(tǒng)的不合理。通風系統(tǒng)的不合理造成日常通風管理困難，有可能使新鮮風流不能及時輸送到需用新鮮風的工作面，以及工作面的有害氣體和灰塵不能得到有效的排除，工作面的高溫也不能得到降

32、低以提高工作面的工作環(huán)境。從而造成安全隱患，并有可能造成人力物力上的浪費。但是以上的困境是可以克服的。 1、 布局進、回風井，生產(chǎn)水平和工作面時，必須考慮當前、今后的通風系統(tǒng)問題，盡量使通風系統(tǒng)處于最佳狀態(tài)。 2、 根據(jù)巷道的用途及服務年限來確定巷道的斷面的形狀，斷面的大小，采用什么樣的支護料，盡量使用經(jīng)濟合理的通風斷面。 3、 加強對巷道進行維護，確保有效的通風斷面。 4、 加強對風硐、反風道、閘門，擴散器等扇風機裝置的管理，盡量降低它們的阻力和避免或減少漏風。 5、 盡量減少構(gòu)筑物的數(shù)量，提高構(gòu)筑物的質(zhì)量。 6、 避免設計和施工中出現(xiàn)巷道端面的突然擴大或突然縮小，巷道急轉(zhuǎn)彎、分

33、岔等，努力降低局部阻力。 總之，通風管理是一項長期而艱巨的工作，除了設計、施工時確定最佳的通風系統(tǒng)以降低巷道摩擦阻力和局部阻力，加強平時的通風管理工作也是確保通風安全和提高企業(yè)效率的有效手段。 淺議礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化 摘要：文章綜述了通風系統(tǒng)優(yōu)化在我國發(fā)展現(xiàn)狀、策略、優(yōu)化方法，并就通風系統(tǒng)優(yōu)化設計進行經(jīng)驗總結(jié)，并用于礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化實際工作，得到了比較令人滿意的結(jié)果。 關鍵詞：礦井通風系統(tǒng)；系統(tǒng)優(yōu)化策略；系統(tǒng)優(yōu)化方法 一、礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化的現(xiàn)狀與發(fā)展 礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化是個比較受關注的研究領域，國內(nèi)外不少專家和學者對礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化進行了廣泛的研究，并取得了很多成果，

34、在礦井通風網(wǎng)絡解算和礦井通風系統(tǒng)圖建立等幾個方面都有應用軟件投入使用，為礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化帶來極大方便，80年代初，就開發(fā)出一套較完整的礦井通風管理軟件，以加拿大、美國、英國、澳大利亞為代表陸續(xù)開發(fā)出代表性的軟件，但由于價格和語言方面的原因，這些軟件在國內(nèi)的應用不廣泛。 國內(nèi)1980年代末才陸續(xù)有這方面的軟件出現(xiàn)，經(jīng)過20余年的發(fā)展，不少軟件成功地投入使用。如國內(nèi)開發(fā)的礦井通風計算機動態(tài)管理軟件(簡稱VSM)，能再現(xiàn)通風系統(tǒng)現(xiàn)狀，預測網(wǎng)絡變化情況，并給出相應的調(diào)節(jié)對策。中國礦業(yè)大學開發(fā)的計算機圖形系統(tǒng)，專門用于礦井通風系統(tǒng)圖形管理和火災救災輔助決策，使用該系統(tǒng)能夠方便地生成礦井通風系統(tǒng)圖。貴州

35、工業(yè)大學采礦教研室研究的MVS?MIS系統(tǒng)，提供比較友好的操作界面，數(shù)據(jù)的錄入簡單，結(jié)果輸出多樣化，系統(tǒng)安全可靠，資源的共享性強，該系統(tǒng)投入使用，帶動了通風安全管理工作的一體化進程，加速了礦山企業(yè)管理信息化的發(fā)展步伐。但是這些軟件只能做礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化的部分工作。在實際的通風系統(tǒng)優(yōu)化工作中，由于缺乏專門的通風系統(tǒng)優(yōu)化決策支持軟件，工作人員面對大量數(shù)據(jù)而無法應用科學的方法進行定量計算，例如在方案優(yōu)選環(huán)節(jié)上，多依據(jù)定性分析和經(jīng)驗。另外，在通風系統(tǒng)優(yōu)化的不同環(huán)節(jié)，應用不同的軟件，這樣不但繁瑣，而且也不利信息的處理和集中。加上受當時計算機編程語言的限制，原來開發(fā)的軟件在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、軟件操作、信息輸入等方

36、面都存在著缺陷。 礦山通風的基本目標是為井下各作業(yè)面提供安全、舒適的環(huán)境。實現(xiàn)這一目標最主要的手段是以一定風速提供適量新鮮空氣以迅速驅(qū)散、稀釋井下污染空氣。通風系統(tǒng)設計的第二個目標是使通風投資與運行費用最低。 二、優(yōu)化策略 通風工程師可以采月多種策略維持通風系統(tǒng)的效率。這些策略包括封閉漏風通進安裝輔扇或調(diào)節(jié)風門增加與地而連通的風道。采取各種補救措施引起的投資和運行費用高低不一。但任何時候都必須是安全、可靠和經(jīng)濟的?？梢圆扇〉拇胧┌ǎ焊纳骑L門與采場的維護狀態(tài)以使漏風和失控風流循環(huán)??；合適的地方，可以打開與現(xiàn)有運輸?shù)榔叫械妮o助風以減少按需要分配風量時的動力耗；選擇最優(yōu)位置安裝工況合適的輔扇

37、以便增加特定部位的風量；檢查通風刊絡中風機的數(shù)量、位置和工況；檢查通風網(wǎng)絡中調(diào)節(jié)設施的數(shù)量、位置和尺寸；利用額外的通達地表的風道例如風井、地表井下測量鉆孔以便通過利用井聯(lián)通道或通過建立直通通風系統(tǒng)控制漏風來改善新風分配；利用自然風壓輔助主扇通風。 任何手段均會受到實際條件的限制。應保持相對風速低于4M/S以防止粗塵揚起。有時井下輔扇與調(diào)節(jié)設施無法安裝在指定的主干風道中。上述措施絕非萬無一失。如果礦山存在氣候問題，則礦井通風還會受到進一步限制。隨著礦山生產(chǎn)規(guī)模的擴大，開采深度的延深，通風方法亦應相應改變。 三、優(yōu)化方法 在設計和管理通風系統(tǒng)時越來越趨向于使用以計算機為基礎的分析工具。這些工

38、具可會同設計數(shù)據(jù)和通風測量數(shù)據(jù)一起用于獲得礦山服務期限內(nèi)安全經(jīng)濟的通風方法。在安裝先進的監(jiān)測傳感器后通風技術(shù)人員可不斷地更新模擬程序所用的輸入數(shù)據(jù)。 為了得到解決特殊通風問題的最佳通風方案開始從現(xiàn)有通風網(wǎng)絡獲取最新的精確通風監(jiān)測數(shù)據(jù)著手或從確定通風設計參數(shù)著手。然后將監(jiān)測數(shù)據(jù)或設計數(shù)據(jù)輸入到穩(wěn)態(tài)礦井通風模擬程序中從而計算出整個網(wǎng)絡的風量與壓力平衡值。為了進行有效的通風網(wǎng)絡設計，可利用現(xiàn)代的交互式計算機程序，包括市場上買得到的和內(nèi)部開發(fā)的穩(wěn)態(tài)礦井通風莫擬程序。通風技術(shù)人員可憑經(jīng)驗“反復試算法逐步迭代法”確定主扇、井下風機、被動調(diào)節(jié)設施、制冷車問的位置和配置方案，以最小的成本獲得滿意的新風量分配

39、。一旦計算機對現(xiàn)存網(wǎng)絡模擬的結(jié)果與可用的通風測量數(shù)據(jù)相關性很好，則可將新開發(fā)礦井的設計數(shù)據(jù)輸入計算機進行模擬。 隨后可按照前面詳述的通用優(yōu)化策略，運用其經(jīng)驗和對特定通風系統(tǒng)的有關知識進行調(diào)整。研究者可用這種方法產(chǎn)生大量且實用的通風方案。盡管許多方案也許可行，但在選用之前可能出于一定的安全考慮而需進行完善。 對每一可行方案，記下其客觀滿意度，計劃運行成本估算安裝費用包括監(jiān)測設施與失敗保護設施的安裝。用迭代通近法選擇出對于所用方案而言的“最優(yōu)”解，并為礦山管理部門提出建議性的選擇方案。最終選擇的方案必須是安全經(jīng)濟的。通風設計人員的客觀判斷及經(jīng)驗對方案的選擇有很大影響這種迭代法對于相對較小的網(wǎng)絡

40、向題求解是有效的，但隨著工作面距地表的距離不斷加大，通風網(wǎng)絡漸趨復雜化，這種方法便會到達其應用極限。 四、優(yōu)化方法的發(fā)展 前述穩(wěn)態(tài)迭代法的公式化即是形成一個各通風系統(tǒng)組成部分的工況特性的數(shù)學表達式。給定工作面需風量，即定義固定風量分支，并要確定主扇和輔扇及調(diào)節(jié)裝置的位置和工況以滿足這些預先給定的風量要求。風機壓力和風量特性曲線與風道阻力曲線等可結(jié)合起來表達整個通風網(wǎng)絡的風量壓力分布。也可推導確定整個礦山通風總動力費的表達式。 所以，用于特定礦山通風目標的總動力費可以用這些推導出來的滿足實際約束條件的表達式從數(shù)學分析的角度進行優(yōu)化。該法在過去幾年中引起了極大的研究興趣?？偟膩碚f，礦井通風網(wǎng)

41、絡的數(shù)學優(yōu)化旨在確定輔扇和調(diào)節(jié)裝置的工況和位置以期以最少的動力消耗滿足工作面和其它地方預定的風量要求。解的結(jié)果受到輔扇與調(diào)節(jié)風門安裝條件的約束。 如果網(wǎng)絡中分支不受風量分配的限制，風流本身將會按風道的阻力特性進行分配—即自然分風。但是由于存在最低法定風量例如對適用于工作區(qū)的那些法規(guī)，故需用輔扇與調(diào)節(jié)設施控制風流分配。如果指定全部分配風量，網(wǎng)絡即為“ 純控制”通風系統(tǒng)，這類系統(tǒng)的優(yōu)化目標將是找出輔扇與調(diào)節(jié)設施的合適位置以維持期望的新鮮風量。但如果網(wǎng)絡中某些風量允許變化而另一些風量為規(guī)定風量，則風機和調(diào)節(jié)設施的引入會改變風流的分布，而求解的間題變成了在維持指定風量的情況下，盡量降低風網(wǎng)中風機的動

42、力消耗。這種網(wǎng)絡稱為“ 廣義控制”通風網(wǎng)絡。 礦井通風系統(tǒng)技術(shù)改造 摘要 本文針對淮南新集煤礦通風實際情況，采取挖掘內(nèi)部潛力、刷擴巷道、風量分流、調(diào)整主要通風機葉片角度以及西風井主要通風機投入運轉(zhuǎn)等措施，解決了礦井擴建后通風能力不足的問題，滿足了礦井安全生產(chǎn)需要，取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。 安全經(jīng)濟是衡量礦井通風系統(tǒng)的基本準則。為了實現(xiàn)礦井通風系統(tǒng)的安全可靠性與經(jīng)濟合理性的有機統(tǒng)一，就必須采取有效措施進行通風系統(tǒng)改造。由于淮南新集煤礦原設計生產(chǎn)能力為9Mt/a，幾經(jīng)改擴建，礦井生產(chǎn)能力增至30Mt/a，而礦井通風能力仍是9Mt/a時的水平，加之采用綜采放頂煤回采技術(shù)瓦斯涌出

43、量大，在這種極為不利的情況下，為了保證礦井安全生產(chǎn)，我們依靠內(nèi)部挖潛，加強通風技術(shù)管理，進行礦井通風系統(tǒng)改造，取得了較好效果。 1 礦井概況 淮南新集煤礦通風系統(tǒng)采用中央并列抽出式通風，副井、混合井進風，主井（兼作提煤）回風，主井主要通風機型號為1K58№27，其功率為780KW。礦井進風量9300m3/mim,礦井回風量為11000m3/min,主要通風機負壓2300Pa。低瓦斯礦井局部按瓦斯管理。 2 礦井通風系統(tǒng)改造 2.1 降低通風阻力 降低通風阻力是改造礦井通風系統(tǒng)的有效途徑之一.眾所周知,礦井通風量和通風阻力是由礦井通風網(wǎng)絡風阻特性與主要通風機性能相匹配的工況點決定的，而

44、通風阻力是由礦井通風網(wǎng)絡風阻和風量決定的。礦井需要風量是由生產(chǎn)需要決定的，在一定時間內(nèi)可以看作常量，因此礦井通風阻力主要是由通風網(wǎng)絡風阻值決定，降低通風阻力的實質(zhì)就是降低網(wǎng)絡風阻，其主要方法有刷擴巷道和并聯(lián)風道。 2.1.1 刷擴巷道 根據(jù)通風阻力計算公式得知，巷道通風阻力與巷道斷面成反比，因此加強礦井高阻力段的巷道維修，刷擴通風斷面，必然降低通風阻力。 1996年4月，我們針對-450m主石門北段巷道斷面小、風速超限以及兩條總回風上山失修問題，采取刷擴臥底方法進行處理。-450m主石門北段巷道斷面由7.1m2增至14m2；兩條回風下山的斷面增加了6.7 m2，取得了增風減阻的效果：礦井

45、風量增加了670 m3/min，主要通風機負壓下降了340pa。另外由于主井兼作提升煤炭，地面主要通風機風峒內(nèi)經(jīng)常於積了大量撒煤，淤煤高度達1.48m、長度約40m，造成回風斷面銳減，我們定期清理主要通風機風峒內(nèi)淤煤，有效保證了礦井總回風斷面。 2.1.2 并聯(lián)風道 當主要通風機葉片角度一定時，并聯(lián)風道能起到降低通風阻力增大風量，達到改造通風系統(tǒng)的目的。 1996年，我們開掘了兩條總回風上山和兩條總進風巷道，與以前相比，礦井總回風斷面增加了15.7m2，礦井風量增加950m3/min。 在回采1309、1305、1307綜放工作面時，我們充分利用綜放面與多條回風上山相通的特點，將工作面

46、風量分流，不僅降低了通風阻力，增加風量，而且保證了綜放工作面瓦斯不超限。 2.2 改變主要通風機葉片角度 軸流式扇風機特性曲線是隨著動輪葉片安裝角度的變化而變化，葉片角度的改變會導致氣流流向葉片角度的改變，從而改變扇風機的風壓和風量。 1996年7至9月，由于地面高溫和井下采掘工作面的增多，礦井需要風量亦增大，我們及時將主井主要通風機葉片角度由35 調(diào)至40，礦井風量由8014m3/min 增至8910 m3/min，滿足了礦井需要要。 2.3 增設新主要通風機,提高礦井通風能力 隨著礦井生產(chǎn)活動逐漸向深部延伸，礦井瓦斯涌出量增大，礦井需風量將增大，而目前在主要通風機葉片角度40運行

47、時主要通風機電機已超負荷運行，再單靠挖掘內(nèi)部潛力和調(diào)整主要通風機葉片角度來增加風量是不現(xiàn)實。為此，必須盡快將西風井扇風機投入運轉(zhuǎn)以滿足礦井生產(chǎn)需要。 根據(jù)生產(chǎn)布局和礦井風量的要求，西風井投入運轉(zhuǎn)后，中央風井和西風井主要通風機才能合理匹配？中央風井可否降低主要通風機葉片角度？聯(lián)合運轉(zhuǎn)時通風系統(tǒng)如何調(diào)整比較合理可靠等等，為此我們在對通風系統(tǒng)充分調(diào)查的基礎上，通過系統(tǒng)優(yōu)化以確定最佳通風系統(tǒng)方案。 2.3.1礦井通風系統(tǒng)現(xiàn)狀調(diào)查與分析 (1)礦井通風系統(tǒng)阻力測定 1998年7月,我們與淮南礦院合作對中央風井系統(tǒng)進行了礦井通風阻力測定,對沿途各分支線路風量和主要通風設施的漏風壓差進行測定。了解礦

48、井通風阻力分布及主要設施的漏風情況，掌握了高阻力段和阻力大的原因，取得了礦井主要巷道的風阻值和巷道摩擦阻力系數(shù)，為西風井并網(wǎng)后通風系統(tǒng)改造方案的優(yōu)化奠定了基礎。 （2）礦井主要通風機運轉(zhuǎn)狀況分析 1998年8至10月份，我們對中央風井主要通風機和西風井主要通風機進行了性能鑒定。 鑒定結(jié)果：西風井GAF26.6--15--1主要通風機的制造、安裝質(zhì)量較好，主要通風機效率較高。但是在相同角度下，2#主要通風機的通風能力比1#主要通風機高，1#主要通風機噪音高于2#主要通風機。 2.3.2礦井通風系統(tǒng)現(xiàn)狀的計算機模擬 礦井通風系統(tǒng)現(xiàn)狀的計算機模擬在于對通風系統(tǒng)的網(wǎng)絡化和數(shù)字化。將通風系統(tǒng)各

49、巷道的風阻、始末節(jié)點號及主要通風機特性曲線以數(shù)字形式輸入計算機，進行網(wǎng)絡試算和調(diào)整，使分支的風阻風量與通風系統(tǒng)實際相符。 （1）繪制通風系統(tǒng)網(wǎng)絡圖 （2）建立通風網(wǎng)絡基礎數(shù)據(jù)，主要包括分支名稱及始末節(jié)點號；分支風阻；主要通風機性能曲線；用風地點和主要進回風分支風量。 2.3.3通風系統(tǒng)現(xiàn)狀分析 調(diào)查發(fā)現(xiàn)，礦井通風系統(tǒng)的控制風流設施較多,內(nèi)部漏風地點多；回風側(cè)阻力大，約占總阻力的48%。另外中央風井兼作提升，礦井外部漏風量較大。 2.3.4西風井與中央風井并網(wǎng)的通風系統(tǒng)方案的確定 根據(jù)礦井通風系統(tǒng)實際情況和生產(chǎn)布局，我們制定了8種調(diào)風方案，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟分析，確定了最終方案：通過-250

50、m西翼總回風巷把中央采區(qū)4000~4200m3/min回風調(diào)往西風井；在-450m西大巷安設調(diào)節(jié)風門，將其回風量控制在1800~2000m3/min；西風井主要通風機葉片角度為-15和-20。這樣西風井主要通風機初期排風量為6000m3/min，礦井通風方式將由中央并列式改為混合式通風。 方案實施后，礦井中央風井主要通風機葉片角度為35，主要通風機負壓1600pa，排風量為10100m3/min；西風井主要通風機葉片角度分別為-15和-20，主要通風機負壓2800pa，主要通風機排風量6600m3/min。西風井與中央風井主要通風機聯(lián)合運轉(zhuǎn)一次試車成功，在安徽省尚不多見。不僅徹底解決了礦井通風能力不足問題，而且保持了原有通風系統(tǒng)的穩(wěn)定。 3 .結(jié)語 通過對礦井通風系統(tǒng)進行技術(shù)挖潛、巷道刷擴、并聯(lián)風道、調(diào)整主要通風機葉片角度以及西風井主要通風機的并網(wǎng)運轉(zhuǎn)等，解決了礦井通風能力不足問題，保證礦井安全生產(chǎn)，取得了明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。