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1、1,第七章 采区通风,第一节 采区通风系统 第二节 采区风量计算第三节 通风构筑物 第四节 采区专用回风巷 第五节 矿井漏风及其预防,2,7.1 采区通风系统,一、采区通风系统的基本内容 采区通风系统包括：采区进风、回风和工作面进、回风道的布置方式；采区通风路线的连接形式；采区内的通风设备和设施等基本内容。,return,return,return,return,return,return,此图是联合开采两个近距离煤层的采区通风系统，进风上山（轨道上山）和回风上山（输送机上山）都布置在下煤层中和采区的通风网络图。,5,6,二、采区通风系统的基本要求,1、采区必须实行分区通风；2、采、掘工作面应
2、实行分区通风；3、保证风流的稳定性；4、合理配风；5、采区漏风少，通风网路简单；6、抗灾能力强。,7,三、采区进风上山和回风上山的选择,布置两条上山：一条是运煤上山，另一条是轨道上山。当采区生产能力大、产量集中、瓦斯涌出量大时，可有3条或4条上山。布置两条上山时，可用轨道上山进风、输送机上山回风；也可用输送机上山进风、轨道上山回风。,1、轨道上山进风、运输机上山回风,9,优点：（1）新鲜风流不受煤炭释放的瓦斯、煤尘污染及放热的影响；（2）工作面卫生条件好；（3）轨道上山的绞车房易于通风；下部车场不设风门。缺点：漏风量大。轨道上山的上部和中部车场凡与回风巷相连处，均要设风门与回风隔开，漏风量大。
3、为此车场巷道要有适当的长度，以保证两道风门之间有一定的间距，以解决通风与运输的矛盾。适用：瓦斯、煤尘危险性大的煤层。,2、采用运输机上山进风、轨道上山回风,11,优点：（1）风门较少。（2）易控制风流。缺点：（1）卫生条件差。（2）瓦斯浓度增加。（3）温度升高。（4）风流易短路。适用：瓦斯、煤尘危险性小的煤层。,优缺点比较,采用输送机上山进风，轨道上山回风的通风系统，容易引起煤尘飞扬，使进风流的煤尘浓度增大；煤炭在运输过程中所涌出的瓦斯，可使进风流的瓦斯浓度增高，影响工作面的安全卫生条件，输送机设备所散发的热量，使进风流温度升高。采用轨道上山进风、输送机上山回风的通风系统，虽能避免上述的缺点，
4、但输送机设备处于回风流中，轨道上山的上部和中部甩车场都要安装风门，风门数目较多。,四、工作面的通风方式U型Y型E型W型Z型,U型,1）煤炭自燃威胁较大。2)上隅角瓦斯浓度高。,W型,减少了巷道的开掘和维护费用。风阻小，风量大，漏风量小，利于防火。便于回收安装维修采煤设备。当中间平巷进风且设运输机时，既保证了运输设备处于新鲜风流中，又保证了进、回风巷的总断面比较接近，故在近水平煤层的综采工作面中应用较广。,E型,与U型通风方式相比，可使上部工作面气温降低。但采空区的空气流动相应发生了变化，迫使采空区的瓦斯较集中地从上部回采工作面的上隅角涌出，使该处时常处于瓦斯超限状态，故仅适用于低瓦斯矿井。,Z
5、型,通风方式是U型通风方式的改进，为前进式Z型，其进风巷随回采工作曲推进而形成，回风平平巷则为沿空留下的或预留的巷道，其优点为：与前进式U型相比，巷道的采掘工程量较少；进、回风巷只需在一侧采空的条件下维护；采区内进、回风巷的总长度近似不变，有利于稳定风阻、改善通风。,Y型,Y型通风方式指在回采工作面的上、下端各设一条进风道，另在采空区一侧设回风道，其优点为：采空区的瓦斯，通过巷旁支护流入回风平巷，较好地解决了回采工作面上隅角的瓦斯超限之患；工作面上、下端均处于进风流中，改善了作业环境；实行沿空留巷，可提高采区回收率。,aX型，bH型，cf双Z型,cf双Z型，g偏W型，h偏Y型,五、上行风与下行
6、风,22,上行通风与下行通风是指进风流方向与采煤工作面的关系而言。上行通风：风流沿采煤工作面的倾斜方向由下向上流动的通风方式。下行通风：风流沿采煤工作面的倾斜方向由上向下流动的通风方式。,上行通风的优缺点,上行通风的主要优点：(1)有利于带走瓦斯。瓦斯比空气轻，有一定的上浮力，其自然流动的方向和上行风流的方向一致利于带走瓦斯，在正常风速(大于0.50.8m/s)下，瓦斯分层流动和局部积聚的可能性较小。(2)安全性较好。采用上行风时，工作面运输平巷中的运输设备位于新鲜风流中，安全性较好。(3)工作面发生火灾时，风流不易逆转。,主要缺点：(1)煤尘浓度增大。上行风流方向与运煤方向相反，易引起煤尘飞
7、扬，使采煤工作面进风流及工作面风流中的煤尘浓度增大。(2)瓦斯浓度增加。煤炭运输过程中放出的瓦斯进入工作面，使进风流和工作面风流瓦斯浓度升高，影响了工作面卫生条件。（3）气温增加。(4)进风风流流经的路线较长。,下行风的优缺点,主要优点：(1)采煤工作面及其进风流中的煤尘、瓦斯浓度相对较小些。(2)采煤工作面及其进风流中的空气被加热的程度较小。(3)下行风流方向与瓦斯自然流向相反，不易出现瓦斯分层流动和局部积聚的现象。,26,主要缺点：(1)安全性较差。(2)工作面一旦起火，产生的火风压和下行风工作面的机械风压作用方向相反，使工作面风量减少，瓦斯浓度升高，下行风在起火地点引起瓦斯爆炸的可能性比
8、上行风要大些，灭火工作困难一些。(3)除浅矿井的夏季之外，采区进风流和回风流之间产生的自然风压和机械风压的作用方向相反，降低了矿井通风能力，而且一旦主要通风机停止运转，工作面的下行风流就有停风或反风(或逆转)的可能。,六、串联通风 规程对采掘工作面的串联通风及要求作了如下规定：1、采、掘工作面应实行独立通风。2、同一采区内，同一煤层上下相连的2个同一风路的采煤工作面、采煤工作面与其相连的掘进工作面、相邻两个掘进工作面，布置独立通风有困难时，在制定措施后，可采用串联通风，但串联的次数不能超过1次。,3、采区内为构成新区段通风系统的掘进巷道或采煤工作面遇到地质构造而重新掘进巷道，布置独立通风确有困
9、难时，其回风可以串入采煤工作面，但必须制定安全措施，且串联通风的次数不超过1次，构成独立通风系统后，必须立即改为独立通风。4、采用串联通风时，必须在进入被串联工作面的风流中装设甲烷断电仪，且瓦斯和二氧化碳的浓度不得超过0.5%，其他有害气体浓度都应符合规程第100条的规定。5、开采有瓦斯喷出和煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险的煤层时，严禁任何2 个工作面之间串联通风。,7.2采区风量计算,采区所需总风量是采区内各用风地点所需风量之和，并乘以适当系数。,一、回采工作面的需风量,1、按瓦斯涌出量计算,2、按炸药量计算,3、按人数计算,4、按工作面气温计算,5、按工作面风速计算,33,取上述计算的
10、最大值，作为回采工作面的风量。回采工作面：低瓦斯矿井：160-200m3/min(综采300-700m3/min)高瓦斯矿井：480-1600m3/min(综采2000m3/min),34,二、掘进工作面所需风量掘进工作面所需风量和回采工作面所需风量的计算方法基本相同。煤巷掘进工作面：低瓦斯矿井：100-200m3/min 高瓦斯矿井：280-610m3/min(偏大)岩巷掘进工作面：低瓦斯矿井：40-180m3/min 高瓦斯矿井：85-200m3/min三、硐室所需风量的计算 采区内独立通风的每个硐室所需风量，应根据各类硐室分别计算。,7.3 通风设施,通风设施：是控制矿井风流流动的通风构
11、筑物的总称。作用：1、控制风流 如风帘、风窗2、引导风流 风硐、风桥、调节风窗、导风板 3、隔断风流 风门、挡风墙、风幛,一、风桥,在进风与回风平面相遇的地点设置风桥，构成立体交叉风路，使进风与回风分开，互不相混。,37,1）绕道式风桥 开凿在岩石里，最坚固耐用，漏风少。2）混凝土风桥 结构紧凑，比较坚固。3）铁筒风桥 可在次要风路中使用。,二、密闭,在需要堵截风流和交通的巷道内，须设置密闭。按服务年限长短，密闭分为永久性和临时性两种。,39,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道中。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、
12、石灰抹面。2）永久密闭，常用料石、砖、水泥等不燃性材料修筑。三、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,观察孔,四、风门,凡不允许风流通过，但需行人或行车的巷道中，必须安设风门。在人员和车辆可以通行、风流不能通过的巷道中，至少要建立两道风门，其间距要大于运输工具长度，以便一道风门开启时，另一道风门是关闭的。风门分为普通风门和自动风门。,41,普通风门用人力开启，依靠风门的自重自行关闭。它一般用于不行驶矿车的巷道。普通风门以木结构的单扇风门用得最多，其结构形式也是多种多样的，以结构较严密、漏风量小的沿口风门为最好。,42,自动风门是利用各种动力自行开启与关闭的一
13、种风门，有撞杆式(机械传动式)、电动式、气动式和水动式等。,43,撞杆式自动风门 矿车通过时挤压撞杆，使两扇门同时打开；矿车通过后，靠自重关闭。这种风门具有结构简单、易于制作和经济实用等优点；缺点是碰撞部件容易损坏，需经常维修。故多用于行车不太频繁的巷道中。,44,电动式自动风门 以电为动力。矿车行近时，触动电源开关，给电动机5送电，电动机带动螺杆4传动，则滑块3沿着螺杆移动，使绕过滑轮7的牵引绳2把门扇1拉开，重锤6提高。矿车通过门扇后，断电，靠空气压差和重锤下降，把门扇关闭。,45,超声波自动风门 当无人无车通过时，由发射机发出超声波信号，接收机正常接收，接收机中的中间继电器不动作，风门1
14、0处于关闭状态。当人或车通过时，超声波信号被挡住，接收机中的中间继电器动作，驱动电动机5正转，带动丝杆6旋转，套在丝杆上的滑块7向电动机方向水平移动，牵引连在滑块上的钢丝绳8，并通过导向轮9和绞链11使风门10打开。,46,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道上，则应构筑自动风门。,47,设置风门的要求：（1）每组风门不少于两道，通车风门间距不小于一列车长度，行人风门间距不小于5m。入排风巷道之间要需设风门处同时设反向风门，其数量不少于两道；（2）风门能自动关闭；通车风门实现自动化，矿井总
15、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）风门墙垛要用不燃材料建筑，厚度不小于0.5m，严密不漏风；墙垛周边要掏槽，见硬顶、硬帮与煤岩接实。墙垛平整，无裂缝、重缝和空缝；（5）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内巷道支护良好，无杂物、积水、淤泥。,7.4 采区专用回风巷,煤矿安全规程第113条规定：“高瓦斯矿井，有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险的矿井的每个采区和开采容易自燃煤层的采区，必须至少布置一
16、条专用回风巷。低瓦斯矿井开采煤层群和分层开采采用联合布置的采区，必须设置一条专用回风巷。”煤矿安全生产监督管理总局出台的关于加强国有重点煤矿安全基础管理的指导意见第19条再次明确指出“高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井采区必须设专用回风巷”。,一、专用回风巷的形式所谓专用回风巷即指在采区巷道中，专门用于回风，不得用于运料、安设电气设备的巷道。在煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出区，专用回风巷还不得行人。,二、专用回风巷布置的原则(1)在采区专用回风巷布置设计时，要真正体现专巷专用。(2)在实施时，布置的采区专用回风巷必须贯穿整个采区的长度和高度。严禁将一条专用回风巷分为两段，一段为进风巷，另一段为回风巷。,
17、三、布置采区专用回风巷的重要意义1 确保通风系统稳定2 抑制采空区自然发火3 增强矿井抗灾能力,52,7.5 矿井漏风及其预防,一、概况 1、什么叫矿井漏风 矿井通风系统中，风流沿某细小的通道漏出与漏入的现象。2、条件 通道 与 压差 3、分类 外部漏风 地表与井下之间的漏风，例如主通风机附近、箕斗井口等处的漏风 内部漏风 井下各处的漏风,53,4、形式局部漏风 局限在一个地点的漏风如风门、风桥、挡风墙等的漏风 连续分布漏风 在一个区段内风流沿途不断的漏风和采空区，掘进通风的风筒、纵向风墙、隔离煤柱等漏风5、危害（1）有效风量减少；（2）可引起火灾；（3）通风网络复杂；（4）加大了风机的能源消
18、耗。,54,二、表示矿井漏风程度的指标,QR：有效风量Qf：风机风量Qm：井下回（进）风QL：总漏风,55,2、矿井的有效风量率,1、矿井进风比 进风比：矿井实际进入的总风量与理论计算的风量之比。进风比=%0.951.1 比较合适,56,矿井有效风量率标准,57,3、矿井的外部漏风率,装有风机的井口，其外部漏风率：在无提升任务时，不得超过5%；有提升任务时，不得超过15%。,4、矿井的内部漏风率,58,5、矿井的总漏风率,三、提高矿井有效风量的途径,1、合理选择通风系统。在拟定通风系统时，注意进、回风巷道的距离不宜过近，同时尽量不要使进、回风反向平行流动。因此，矿井通风系统最好采用对角式通风系
19、统。2、合理确定开拓系统、开采顺序和开采方法。如主要进、回风大巷开在煤层中，顶板压力与采动影响会使煤柱产生裂隙，与大巷贯通的联络眼也难于密闭严密。所以，服务年限长的主要巷道应开掘在岩石中，采区主要进、回风巷应开掘在采动影响范围之外。此外，为了减少漏风应尽量采用后退式、下行开采顺序。冒落法管理顶板采空区漏风大。应考虑适当增加煤柱尺寸和提高挡风墙质量。,60,3、正确选择通风构筑物的安设位置。通风构筑物的安设位置应合理，否则将可能增大漏风量。如图所示，当风窗设于位置A时，此时未压实带2、5两点间压差较大，易于漏风；当风窗设于位置B时，此时未压实带2、5两点间的压差较小，漏风也少。因此，风窗设在远离
20、工作面靠近上山的煤柱带内，可减少未压实带的漏风量。,61,4、要注意减少前进式回采的采空区漏风。5、使用箕斗井提煤的矿井要加强管理。箕斗井使用日益增多，但箕斗井一般不得兼做进风井或回风井。箕斗井兼作回风并时，井上下装、卸装置和井塔都必须有完善的密封措施，其漏风率不超过15%。6、抽出式通风的矿井，要注意减少地表塌陷区或浅部古窑向井下漏风。为此，必须查明塌陷区或古窑的分布情况，及时填堵它们和地表相通的裂缝或通道。7、加强对漏风的检查和管理。应设专人负责通风构筑物的检查与维修工作。,复习思考题,1、采区通风系统包括哪些部分？2、试比较运输机上山和轨道上山进风的优缺点和适用条件。3、何谓下行风？试从防止瓦斯积聚、防尘及降温角度分析上行风与下行风的优缺点。4、试述长壁工作面通风系统有哪些类型？并阐述其各自的特点和适用性。,
