第五章礦井與采區(qū)通風系統(tǒng)

2023/2/4國家示范校建設精品課程

第五章礦井與采區(qū)通風系統(tǒng)甘肅煤炭工業(yè)學校采礦科通風教研組

2023/2/4國家示范校建設精品課程第五章礦井與采區(qū)通風系統(tǒng)一、教學內容：1、礦井通風系統(tǒng)、礦井通風方法、通風方式、通風網絡；2、礦井通風網絡的基本形式及特性；3、采區(qū)通風系統(tǒng)的基本要求；采區(qū)上下山的布置及工作面的通風方式；4、井下通風設施、礦井有效風量率和漏風率的表示方法及防治漏風的措施；5、礦井通風系統(tǒng)圖、網絡圖的繪制。二、重點難點：1、礦井通風方法、通風方式、通風設施；2、礦井通風網絡的基本形式及特性；3、礦井有效風量率和漏風率的表示方法及防治漏風的措施；4、礦井通風系統(tǒng)圖、網絡圖的繪制。三、教學要求：1、了解礦井通風系統(tǒng)的基本要求和采區(qū)上下山的布置及工作面的通風方式；2、掌握礦井通風方法、通風方式、通風設施的相關知識；掌握礦井有效風量率和漏風率的表示方法及防治漏風的措施；掌握礦井通風網絡的基本形式及特性；掌握礦井通風系統(tǒng)圖、網絡圖的繪制方法。礦井通風系統(tǒng)是礦井通風方法、通風方式和通風網絡的總稱。它是用機械動力將地面新鮮空氣經一定線路輸送到井下各個用風地點，然后將污濁空氣排出地面的系統(tǒng)。礦井通風方法是指礦井主要通風機對礦井供風的方式，分為抽出式、壓入式和混合式。礦井通風方式是指礦井進風井筒與回風井筒的布置方式，分為中央式、對角式和混合式。礦井通風網絡是指風流流經路線的連接形式，分為串聯(lián)、并聯(lián)、角聯(lián)和復雜聯(lián)接形式。礦井通風系統(tǒng)對整個礦井的通風和生產安全有著極其重要的作用，是礦井生產中極其重要的內容。無論對于新建礦井還是生產礦井，都必須保證礦井通風系統(tǒng)的合理性。系統(tǒng):為實現(xiàn)規(guī)定功能以達到某一目標而構成的相互關聯(lián)的一個集合體或裝置2023/2/4國家示范校建設精品課程礦井通風系統(tǒng)關系圖如下：串聯(lián)并聯(lián)角聯(lián)礦井通風系統(tǒng)

礦井通風方法(主通風機供風方式)

礦井通風方式(礦井進回風井筒布置方式)

礦井通風網絡(風流流經線路連接方式，基本形式)抽出式壓入式壓-抽混合式中央式對角式中央并列式中央分列式兩翼對角式分區(qū)對角式2023/2/4國家示范校建設精品課程第一節(jié)礦井通風方法第二節(jié)礦井通風方式第三節(jié)礦井通風網絡的基本形式及特性第四節(jié)采區(qū)通風系統(tǒng)第五節(jié)井下通風設施及礦井漏風第六節(jié)礦井通風系統(tǒng)圖及網絡圖2023/2/4國家示范校建設精品課程第一節(jié)礦井通風方法礦井通風方法主要有抽出式、壓入式和壓抽混合式。一、抽出式通風如圖5-1所示，抽出式通風是將礦井主要通風機安設在回風井一側的地面上，作抽出式通風。動畫演示目前，我國大部分礦井采用抽出式通風，抽出式通風在礦井主要通風機的作用下，礦內空氣的壓力低于同標高大氣壓力，處于負壓狀態(tài)。抽出式通風的主要優(yōu)點(1)礦井主要進風巷道無需安設風門，便于運輸、行人，礦井通風管理工作容易；(2)另外在瓦斯礦井采用抽出式通風，由于礦井風流處于負壓狀態(tài)，一般認為，當主要通風機因故停風時，井下風流壓力提高，在短時間內可抑制采空區(qū)內瓦斯等有害氣體的涌出，相對壓入式通風比較安全。缺點是外部漏風從外內，把裂隙中有害氣體帶入井下。2023/2/4國家示范校建設精品課程圖5-1抽出式通風2023/2/4國家示范校建設精品課程二、壓入式通風如圖5-2所示，壓入式通風為將礦井主要通風機安設在進風井一側的地面上，作壓入式通風。動畫演示壓入式通風在礦井主要通風機的作用下，礦內空氣的壓力高于同標高大氣壓力，處于正壓狀態(tài)。壓入式通風的缺點(1)在礦井進風路線上需要設置控制風流的設施（如風門、風窗等），從而漏風較大，使通風管理工作比較困難；(2)壓入式通風使井下風流處于正壓狀態(tài)，當主要通風機因故停風時，井下風流壓力降低，在短時間內采空區(qū)內瓦斯等有害氣體的涌出量會增加，造成瓦斯積聚，對安全不利。優(yōu)點是外部漏風從內外，有害氣體帶入地面。當開采煤田上部第一水平，瓦斯不太嚴重，而且地面塌陷區(qū)分布較廣時，宜采用壓入式通風。因為在這種情況下，可用一部分回風把塌陷區(qū)的有害氣體壓到地面，形成短路風流，避免了塌陷區(qū)有害氣體的危害。此外，當礦井火區(qū)比較嚴重，若采用抽出式通風，易將火區(qū)中的有毒有害氣體抽到井巷中，威脅安全，在這種情況下，可采用壓入式通風。2023/2/4國家示范校建設精品課程圖5-2壓入式通風2023/2/4國家示范校建設精品課程三、混合式通風混合式通風是指在礦井進風側和回風側都安設礦井主要通風機，地面新鮮空氣由壓入式主要通風機壓入井下，污濁空氣由抽出式主通風機排出井外。這種通風方法雖然產生較大的風壓，但需要通風設備多，增大了礦井通風管理的難度，所以一般很少采用。如圖5-3所示。圖5-3混合式通風示意圖2023/2/4國家示范校建設精品課程第二節(jié)礦井通風方式中央并列式中央分列式兩翼對角式分區(qū)對角式中央并列式與中央分列混合

兩翼對角與中央分列混合

中央并列式與兩翼對角混合

2023/2/4國家示范校建設精品課程第二節(jié)礦井通風方式根據礦井進風井與出風井的布置形式不同，礦井通風方式分為中央式、對角式和混合式。一、中央式中央式是進風井與出風井大致位于井田走向的中央。根據出風井沿井田傾斜方向位置不同，中央式又分為中央并列式和中央分列式（又叫中央邊界式）。1.中央并列式無論沿井田走向或傾斜方向，進風井與出風井均位于井田的中央，布置在同一工業(yè)廣場內。是立井中央并列式通風方式。動畫演示圖5-3中央并列式2023/2/4國家示范校建設精品課程2.中央分列式如圖5-4所示，進風井在井田的中央，出風井位于井田上部邊界沿走向的中央，出風井的井底標高一般高于進風井井底標高。動畫演示圖5-4中央分列式2023/2/4國家示范校建設精品課程二、對角式進風井在井田的中央，出風井分別位于井田上部邊界沿走向的兩翼，根據出風井沿走向位置的不同，又分為兩翼對角式和分區(qū)對角式。1.兩翼對角式進風井位于井田中央，而在井田淺部沿走向的兩翼邊界附近或邊界采區(qū)的中央各開掘一個出風井，如圖5-5所示。動畫演示圖5-5兩翼對角式2023/2/4國家示范校建設精品課程2.分區(qū)對角式進風井位于井田中央，在每個采區(qū)的上部邊界各開掘一個出風井，如圖5-6所示。動畫演示圖5-6分區(qū)對角式2023/2/4國家示范校建設精品課程三、混合式混合式即中央式和對角式的混合布置，混合式通風方式可以有以下幾種形式：中央并列與中央分列混合式，中央并列與兩翼對角混合式，中央分列與兩翼對角混合式等?；旌鲜酵L方式一般是老礦井深部開采時進行的通風系統(tǒng)改造形成的通風方式。如圖5-7為中央分列與兩翼對角混合式通風。圖5-7中央分列與兩翼對角混合式2023/2/4國家示范校建設精品課程四、通風方式的比較通過對各種通風方式的分析，可以看出，中央并列式通風的優(yōu)點是：初期開拓工程量少，投資少，投產快；地面建筑比較集中，便于生產管理；兩個井筒集中，便于井筒開掘和延伸，井筒安全煤柱少；通風系統(tǒng)簡單，易于實現(xiàn)礦井反風。其缺點是：礦井通風路線是折返的，通風路線較長，通風阻力較大；進出風井距離近，容易造成漏風使風流短路，特別是井底漏風較大；這種方式安全出口少。中央分列式和兩翼對角式的布置方式與中央并列式的特點相反。礦井通風方式選取，應根據煤層賦存條件、地形條件、井田面積、走向長度以及礦井瓦斯和煤層自然發(fā)火等條件，從技術上，經濟上和安全上加以分析，通過方案比較來確定。煤層傾角大、埋藏深，但井田走向不大（小于4km），而瓦斯和煤層自然發(fā)火都不嚴重，地表又無煤層露頭的新建礦井，采用中央并列式通風比較合理。2023/2/4國家示范校建設精品課程煤層傾角小、埋藏較淺，但井田走向不大（小于4km），而瓦斯和煤層自然發(fā)火比較嚴重的新建礦井，適宜采用中央分列式通風。煤層埋藏較淺，井田走向較大（大于4km），井型比較大，而瓦斯和煤層自然發(fā)火比較嚴重的新建礦井，或者瓦斯等級較低，但礦井煤層走向較長，井型較大的新建礦井，適宜采用兩翼對角式通風。煤層埋藏距地表較淺，瓦斯和煤層自然發(fā)火都不嚴重，但地表山巒起伏，無法開掘總回風道，或者地面小窯塌陷區(qū)嚴重，煤層露頭多的新建礦井；適宜采用分區(qū)對角式通風。瓦斯等級較高，或有煤與瓦斯突出危險，煤層自然發(fā)火危險性和煤塵爆炸性均較強，也適宜采用分區(qū)對角式通風?；旌鲜酵L不適用于新建礦井，是老礦井通風系統(tǒng)改造的通風方式。2023/2/4國家示范校建設精品課程第三節(jié)礦井通風網絡的基本形式及特性礦井風流按照生產要求流經路線的結構形式，叫做礦井通風網絡，簡稱通風網。礦井通風網絡中井巷風流的基本連接形式有串聯(lián)、并聯(lián)和角聯(lián)三種形式。僅有串聯(lián)和并聯(lián)組成的通風網稱為簡單通風網或串并聯(lián)通風網；有角聯(lián)通風網絡時，則稱為角聯(lián)通風網或復雜通風網。為了搞好通風工作，必須掌握通風網絡的基本連接形式的特性。礦井通風網絡串聯(lián)并聯(lián)角聯(lián)簡單網絡復雜網絡2023/2/4國家示范校建設精品課程一、串聯(lián)通風及特性串聯(lián)通風為兩條或兩條以上的巷道循序地首尾相接，風流依次流經各巷道并且在中間無分支風路的通風，稱為串聯(lián)通風，俗稱“一條龍”通風，如圖5-8所示。串聯(lián)風路有以下特性。圖5－8串聯(lián)風路2023/2/4國家示范校建設精品課程1.總風量和分風量的關系串聯(lián)風路的總風量等于各分支的風量，即：Q串=Q1=Q2=……=Qn，m3/min

(5-1)2.總風壓和分風壓的關系串聯(lián)風路的總風壓等于各分支風路上分風壓之和，即：h串=h1+h2+……+hn，Pa

(5-2)3.總風阻和分風阻的關系將h=R·Q2代入式5-2化簡得R串=R1+R2+……+Rn，Ns2/m8

(5-3)上式表明，串聯(lián)風路的總風阻等于各分支風路上分風阻之和。2023/2/4國家示范校建設精品課程4.總等積孔和分等積孔的關系因為：，則；所以,式5-3可以寫成：

(5-4)上式表明：串聯(lián)風路的總等積孔平方的倒數，等于各分支風路的等積孔平方的倒數之和。式5-4可以簡化成：

(5-5)2023/2/4國家示范校建設精品課程二、并聯(lián)通風及特性并聯(lián)通風為兩條或兩條以上的巷道，在某一點分開，又在某一點匯合，其中間無分支風路的通風，稱為并聯(lián)通風，并聯(lián)通風分為簡單并聯(lián)和復雜并聯(lián)。圖5-9簡單并聯(lián)2023/2/4國家示范校建設精品課程圖5-10復雜并聯(lián)5-11敞開式并聯(lián)2023/2/4國家示范校建設精品課程因為代入公式：Q并=Q1+Q2+……+Qn所以上式表明：并聯(lián)風路的總風阻平方根的倒數，等于各分支風路風阻平方根的倒數之和。把式5-8化成如下形式：2023/2/4國家示范校建設精品課程并聯(lián)風路有以下特性：1.總風壓和分風壓的關系并聯(lián)風路的總風壓等于并聯(lián)風路任一分支的風壓，即：h并=h1=h2=……=hn，Pa

(5-6)2.總風量和分風量的關系并聯(lián)風路的總風量等于各分支風路的風量之和，即：Q并=Q1+Q2+……+Qn，m3/min

(5-7)3.總風阻和分風阻的關系2023/2/4國家示范校建設精品課程（1）當并聯(lián)風路為只有兩條分支的簡單并聯(lián)風路時，并聯(lián)風路的風阻關系為：2023/2/4國家示范校建設精品課程（2）當并聯(lián)風路各分支風阻相等時，并聯(lián)風路的風阻關系為：4.總等積孔和分等積孔的關系代入公式所以,式5-10可以寫成：A并=A1+A2+……+An,m2

(5-13)2023/2/4國家示范校建設精品課程5.并聯(lián)風路的風量自然分配分析圖5-8所示的簡單并聯(lián)風路，存在h并=h1=h2,即：,即得下式：2023/2/4國家示范校建設精品課程上式5-14說明：并聯(lián)巷道中各分支風流風量與各分支巷道風阻的平方根成反比。風阻較大的巷道，自然分配的風量較??；風阻較小的巷道，自然分配的風量較大。這種按照并聯(lián)巷道風阻大小分配風量稱為風量自然分配。這是并聯(lián)風路的一種特性。若有n條并聯(lián)風路時，則：

Q3、Q4……Qn的求法，依次類推。若R1=R2=……=Rn時，則：

Q1=Q2=……Qn=

2023/2/4國家示范校建設精品課程通過對串聯(lián)風路和并聯(lián)風路的特性分析，可以發(fā)現(xiàn)串聯(lián)風路和并聯(lián)風路優(yōu)缺點如下：優(yōu)：(1)并聯(lián)風路的分風路較多，總等積孔較大，通風風阻較小，通風容易；(2)并聯(lián)風路各分支都有獨立的新鮮風流；(3)并聯(lián)風路中若某一分支發(fā)生事故，易于隔絕，不致影響其它風路，安全條件好；(4)并聯(lián)風路還有利于風流的控制和風量的調節(jié)，容易做到風量的按需分配。缺：在實際生產中，并聯(lián)風路比串聯(lián)風路的開拓工程量大。串聯(lián)風路的通風風阻較大，總等積孔較小，通風困難；前段巷道的污濁風流必然流經后段巷道，后段巷道難以獲得新鮮風流；串聯(lián)風路中若某一分支發(fā)生事故，容易波及整個風路，安全條件差；串聯(lián)風路中各工作地點不能進行風量的調節(jié)，不能有效利用風量。由此可見，并聯(lián)風路通風經濟、安全、可靠。所以《規(guī)程》規(guī)定：生產水平和采區(qū)必須實行分區(qū)通風；采、掘工作面應實行獨立通風。2023/2/4國家示范校建設精品課程（1）對角巷道BC中無風流通過時，B、C兩點的壓力相等，即：h1=h3h2=h4

因為Q1=Q2Q3=Q4，兩式相除得：

h1<h3

h2>h4

因為Q1<Q2Q3>Q4，兩式相除得2023/2/4國家示范校建設精品課程三、角聯(lián)通風及特性并聯(lián)風路的兩條風路之間，還有一條或數條風路連通的通風連接形式叫做角聯(lián)通風。如圖5-12所示為角聯(lián)通風，BC為對角巷道。角聯(lián)通風的特性是，對角巷道的風流是不穩(wěn)定的。對角巷道的風流方向變化取決于相鄰巷道的風阻值的比例。對角巷道BC中無風流通過時，B、C兩點的壓力相等，即：圖5－12角聯(lián)通風1、什么叫角聯(lián)通風？什么叫角聯(lián)巷道（對角巷道)?2、角聯(lián)通風的特性是什么？角聯(lián)巷道風流不穩(wěn)定的表現(xiàn)是什么？形成角聯(lián)巷道風流不穩(wěn)定的條件是什么？在什么條件下會導致邊角巷道風阻變化？風流不穩(wěn)定的情況哪一種危害最大？3、如何來預防角聯(lián)巷道風流不穩(wěn)定帶來的危害？2023/2/4國家示范校建設精品課程公式5-18為角聯(lián)風路中，對角巷道BC風流由B流向C時的判別式。對角巷道BC中風流方向假定為由C流向B時，B點的壓力小于C點的壓力，即：h1>h3

h2<h4

因為Q1<Q2，Q3>Q4，兩式相除得：

公式5-19為角聯(lián)風路中，對角巷道BC風流由C流向B時的判別式。在實際通風管理工作中，注意盡量不要出現(xiàn)角聯(lián)巷道，使通風系統(tǒng)簡單化，尤其不能使工作面地點處于角聯(lián)巷道中。若出現(xiàn)角聯(lián)巷道時，應加強通風管理，嚴格控制各巷道風阻的比例關系，以防對角巷道無風或風流反向，形成瓦斯積聚而發(fā)生事故。2023/2/4國家示范校建設精品課程角聯(lián)通風瓦斯爆炸事故案例2005年3月19日，朔州市平魯區(qū)白堂鄉(xiāng)細水煤礦發(fā)生與其爆炸事故，并波擊鄰近康家窯煤礦，造成72名礦工遇難。由于細水煤礦通風設施質量低劣，風流短路，且細水煤礦和康家窯煤礦貫通后，4#、5#采煤倉剛好位于細水煤礦和康家窯煤礦的角聯(lián)風路上，微風導致聚有高濃度瓦斯，放明炮產生火花引發(fā)瓦斯爆炸。2023/2/4國家示范校建設精品課程第四節(jié)采區(qū)通風礦井是分采區(qū)回采的，每個采區(qū)都包括回采工作面、掘進工作面、硐室（采區(qū)變電所和絞車房等）及其它用風地點，采區(qū)是礦井生產的中心，是人員比較集中的區(qū)域，搞好采區(qū)的通風工作是保證礦井安全生產的基礎。一、采區(qū)通風系統(tǒng)的內容及基本要求采區(qū)通風系統(tǒng)是采區(qū)生產系統(tǒng)的重要組成部分。采區(qū)通風系統(tǒng)內容如下圖。采區(qū)通風系統(tǒng)內容進回風上山（下山）布置工作面進回風巷道的布置方式工作面的通風方式采區(qū)通風路線的連接形式采區(qū)內的通風設施設備2023/2/4國家示范校建設精品課程（3）在采區(qū)通風系統(tǒng)中，力求通風系統(tǒng)簡單，以便在發(fā)生事故時，易于控制風流和撤出人員。必須設置的通風設施（風門、風窗、風橋、密閉和風筒等）和設備（局部通風機、輔助通風機等）要選擇適當位置，嚴格規(guī)格質量，嚴格管理制度，保證安全運轉。（4）在采區(qū)通風系統(tǒng)中，要求通風系統(tǒng)阻力小，通風能力大，風流暢通，風量按需分配；為此，保證采區(qū)巷道斷面足夠，巷道要加強支護，巷道內無堆積物。（5）在采區(qū)通風系統(tǒng)中，盡量減少采區(qū)漏風量，有利于瓦斯排放及防止采空區(qū)浮煤自燃。二、采區(qū)進風與回風上（下）山的布置采區(qū)進風與回風上（下）山，是采區(qū)通風系統(tǒng)的主要風路，是由采區(qū)巷道布置所決定的。在確定采區(qū)巷道布置時，要同時考慮采區(qū)通風的問題，做到采區(qū)通風合理，滿足采區(qū)通風的要求。2023/2/4國家示范校建設精品課程采區(qū)通風系統(tǒng)主要取決于采區(qū)巷道的布置和采煤方法。在確定采區(qū)通風系統(tǒng)時，應遵循安全、經濟、技術合理的原則，滿足下列基本要求：（1）生產水平和采區(qū)必須實行分區(qū)通風；采、掘工作面應實行獨立通風；同一采區(qū)內，同一煤層上下相連的2個同一風路中的采煤工作面、采煤工作面與其相連接的掘進工作面、相鄰的2個掘進工作面，布置獨立通風有困難時，在制定措施后，可采用串聯(lián)通風，但串聯(lián)通風的次數不得超過1次；采區(qū)內為構成新區(qū)段通風系統(tǒng)的掘進巷道或采煤工作面遇地質構造而重新掘進的巷道，布置獨立通風確有困難時，其回風可以串入采煤工作面，但必須制定安全措施，且串聯(lián)通風的次數不得超過1次，構成獨立通風系統(tǒng)后，必須立即改為獨立通風。開采有瓦斯噴出或有煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出危險的煤層時，嚴禁任何2個工作面之間串聯(lián)通風。（2）在采區(qū)通風系統(tǒng)中，要保證采區(qū)內風流的穩(wěn)定性，盡可能避免對角風路和復雜通風網路。2023/2/4國家示范校建設精品課程1.單一煤層開采時的布置兩條上山布置(兩條上山布置示意圖)。采區(qū)布置兩條上山時，一條為運輸上山，一條為軌道上山，一般選擇運輸上山進風，軌道上山回風，其優(yōu)點是：(1)運輸機設備處于新鮮風流中運轉比較安全；(2)軌道上山的上部車場不需安設風門，風門數目減少，便于通風管理。其缺點是：(1)運輸上山產生的煤塵、釋放的瓦斯、產生的熱量被風流帶入工作地點，影響進風流的質量；(2)軌道上山的下部車場內需安設風門，此處礦車來往頻繁，給運輸管理帶來不便。運輸上山回風，軌道上山進風，優(yōu)缺點剛好相反。單一煤層開采上(下)山布置兩條上山布置三條上山布置軌道上山進風，運輸上山回風運輸上山進風，軌道上山回風軌道上山、運輸上山進風，專用回風上山回風∨2023/2/4國家示范校建設精品課程2.多煤層開采時的布置(了解)圖5-14所示，為多煤層開采的通風系統(tǒng)。采區(qū)巷道布置為：在下一煤層的底板巖石中，布置集中運輸上山和集中軌道上山，在上煤層中布置集中回風上山，上、下煤層中的區(qū)段平巷與集中運輸上山和集中軌道上山之間用區(qū)段石門及溜煤眼聯(lián)系，區(qū)段回風平巷與集中回風上山直接聯(lián)系。圖5-14多煤層開采的通風系統(tǒng)這種多煤層聯(lián)合布置的采區(qū)通風系統(tǒng)，采用集中運輸上山和集中軌道上山作為采區(qū)主要進風巷，風流經區(qū)段石門進入各個煤層采掘工作面；集中回風上山作為采區(qū)專用回風巷道，各煤層排出的污風，經集中回風上山流入回風大巷。這種布置方式的優(yōu)點是：巷道布置集中，通風系統(tǒng)簡單，通風管理容易；采區(qū)主要進風巷布置在石巖中，漏風少；既減少了一套運輸設備，又保證了專用回風上山中無任何設備，比較安全。2023/2/4國家示范校建設精品課程圖5－13單一煤層開采的通風系統(tǒng)布置三條上山，其中一條為皮帶輸送機上山，一條為軌道上山，一條為專用回風上山。如圖5-13所示。采區(qū)布置三條上山時，皮帶輸送機和軌道巷作為進風，專用回風上山作為回風巷道；運輸和絞車提升等機電設備處于新鮮風流中，運轉安全，另外，采區(qū)通風系統(tǒng)比較簡單，通風管理容易。2023/2/4國家示范校建設精品課程三、回采工作面的通風系統(tǒng)1.回采工作面進風巷與回風巷的布置形式我國大部分礦井多采用走向長壁后退式采煤法，回采工作面進風巷與回風巷的布置有U、Z、Y、雙Z和W等形式，如圖5-15所示。工作面U形通風是長壁工作面普遍采用的通風形式。優(yōu)點：采空區(qū)漏風小；缺點：但在工作面上隅角附近容易積聚瓦斯，影響工作面的安全生產。(為什么？如何處理？）當瓦斯涌出量不大時，可用導風設備（導風板、風障等）引導風流帶走上隅角的瓦斯；局部通風措施；不能解決時，即當瓦斯涌出量較大時，為了稀釋工作面和回風流的瓦斯?jié)舛?，消除上隅角的瓦斯積聚，可改變U形通風形式。工作面通風方式U型通風系統(tǒng)√Z型通風系統(tǒng)Y型通風系統(tǒng)W型通風系統(tǒng)雙Z型通風系統(tǒng)2023/2/4國家示范校建設精品課程圖5－16采煤工作面通風系統(tǒng)2023/2/4國家示范校建設精品課程其他工作面通風系統(tǒng)有：Z形、Y形、雙Z和W形。2.回采工作面的上行風和下行風分析在走向長壁工作面中，按工作面風流方向，可分上行風和下行風，按照風流方向和運煤方向是否一致，分為同向風和逆向風。圖5－15采煤工作面的上行風與下行風2023/2/4國家示范校建設精品課程上行風是指回采工作面進風巷水平低于回風巷水平時，回采工作面風流沿傾斜向上流動。下行風是指回采工作面進風巷水平高于回風巷水平時，回采工作面風流沿傾斜向下流動。上行風的優(yōu)點：(1)回采工作面的瓦斯，由于密度較小，具有一定的上浮力，瓦斯自然流動的方向和風流方向一致，有利于較快地降低瓦斯?jié)舛?，防止在低風速地點造成瓦斯分層或積聚；(2)采用上行風時，運輸設備處于進風巷中，安全性較好；(3)除夏季外，采用上行風采區(qū)進、回風產生的自然風壓與主要通風機產生的機械風壓方向相同，利于采區(qū)通風；(4)工作面一旦起火，所產生的火風壓與主要通風機產生的機械風壓方向相同，上行風發(fā)生瓦斯爆炸的可能性比下行風要小，更容易控制風流減小災情。2023/2/4國家示范校建設精品課程上行風的缺點：(1)風流方向與運煤方向相反，容易引起煤塵飛揚，增加了回采工作面進風流中煤塵濃度；(2)煤炭在運輸的過程中釋放的瓦斯，又隨風流帶到回采工作面，增加了回采工作面的瓦斯?jié)舛龋?3)運輸設備運轉時所產生的熱量隨進風流帶到回采工作面，使工作面氣溫上升。下行風的優(yōu)缺點和上行風相反。下行風與瓦斯自然流動方向相反，風流與瓦斯易于混合，不易出現(xiàn)瓦斯分層和局部瓦斯積聚現(xiàn)象；煤炭在運輸過程中散放的瓦斯、產生的煤塵、運輸設備產生的熱量被下行風直接帶入采區(qū)回風巷，對比上行風，下行風工作面的瓦斯?jié)舛刃　⒚簤m濃度小和工作面溫度低；下行風工作面的自然風壓和火風壓與主要通風機產生的機械風壓相反，在主要通風機停風或工作面發(fā)生火災時，處理事故比較困難。因此，對下行風的使用應采取慎重的態(tài)度。要求煤層傾角大于12o的工作面都應采用上行風。2023/2/4國家示范校建設精品課程四、采區(qū)通風管理中注意事項（1）根據采區(qū)的地質條件和開采技術條件，確定采區(qū)風量和風流控制設施。按照采區(qū)實際情況計算采區(qū)需風量，并分配到采掘工作面、硐室等用風地點；在生產條件變化的情況下，及時有效地進行局部風量調節(jié)，按照有關規(guī)定確定通風設施和通風設備的合理位置，并嚴格其質量，以保證工作地點風量和良好的氣候條件。（2）按照《規(guī)程》規(guī)定，進行采區(qū)風量和風速檢查。檢查風量和風速的目的，是檢查采區(qū)進風量、各用風地點的風量分配、采區(qū)漏風情況以及各巷道風速等是否符合規(guī)定，發(fā)現(xiàn)問題及時上報處理。生產實踐證明，加強采取風量檢查，能夠及時發(fā)現(xiàn)問題并采取措施，能夠有效地改善采區(qū)通風狀況。（3）進行采區(qū)通風阻力檢查和測定，能夠掌握采區(qū)通風網路的阻力分布狀況；對阻力較大的地點或區(qū)域采取相應的措施，為改善采區(qū)通風系統(tǒng)，減少通風阻力，保證采區(qū)通風能力提供了可靠的依據。2023/2/4國家示范校建設精品課程（4）按照《規(guī)程》要求，組織通風安全各項檢查工作，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。包括測定井下空氣成分、濕度和溫度、有害氣體含量、空氣中礦塵含量等，以確保采區(qū)內具有良好的通風狀況和適宜的作業(yè)環(huán)境。（5）加強采區(qū)內火區(qū)的檢查，掌握煤層自然發(fā)火的情況，應定期對火區(qū)內的空氣成分和溫度進行分析，采取有力措施，防止自然發(fā)火引起的事故。（6）加強采區(qū)瓦斯的檢查工作，按照規(guī)定及時準確檢查瓦斯?jié)舛?，采取相應的瓦斯防治措施，防止瓦斯事故發(fā)生。（7）按要求繪制與填繪采區(qū)通風系統(tǒng)圖，及時掌握采區(qū)通風網絡的變化情況，填寫各種通風安全報表，并對各種報表進行分析和研究，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。2023/2/4國家示范校建設精品課程第五節(jié)礦井通風設施及漏風

井下各個用風地點所需的風量是按生產要求確定的，所以井下各巷道風流方向和風量也必須按照設計確定和分配，因此，在某些巷道內設置相應的通風設施，對風流進行控制。通風設施必須選擇合理位置，嚴格工程質量和管理制度，確保礦井用風按需分風。否則，會造成大量漏風或風流短路。一、通風設施1.引導風流的設施引導風流的設施主要有風硐（見第四章）和風橋。風橋是將兩股平面交叉的新、污風流隔離成立體交叉的一種通風設施，一般情況下，污風從橋內通過，新風從橋外通過。根據風橋的結構不同，風橋可分為三種形式。風硐風橋通風設施（按其作用）引導風流的設施隔斷風流的設施風墻風門防爆門2023/2/4國家示范校建設精品課程（1）繞道式風橋如圖5-17所示，當風橋服務時間長，通過風量大于20m3/s時，采用繞道式風橋。（2）混凝土風橋如圖5-18所示，當風橋服務時間較長，通過風量10～20m3/s時，采用混凝土風橋。動畫演示（3）鐵筒風橋如圖5-19所示，當風橋服務時間較短，通過風量小于10m3/s時，可以采用鐵筒風橋。圖5－17繞道式風橋2023/2/4國家示范校建設精品課程圖－18混凝土風橋圖5－19鐵筒風橋2023/2/4國家示范校建設精品課程2.隔斷風流的設施隔斷風流的設施主要有防爆門（見第四章）、擋風墻和風門。（1）擋風墻（又稱密閉）在不允許風流通過，也不允許行人行車的井巷，如采空區(qū)、廢棄巷道、火區(qū)以及不使用的進風與回風巷道之間的聯(lián)絡巷道，都必須設置擋風墻。臨時性擋風墻是在巷道立柱上釘上木板，在木板上抹黃泥，建成臨時用的擋風設施，這種風墻的特點是，可以緩沖頂板壓力，使擋風墻不產生大量裂隙，從而減少漏風，但在濕度較大的巷道內，擋風墻容易腐爛，服務時間較短。圖5-20擋風墻的結構

永久性擋風墻一般采用磚、石和水泥材料建成，巷道壓力較大時宜采用混凝土材料建筑，服務時間較長（一般兩年以上）。為了便于檢查擋風墻內的氣體成分，對密閉區(qū)內防火灌漿，擋風墻上應設觀測孔和注漿孔，密閉區(qū)內如有水時，應設放水管以排出積水。為防止漏風，放水管一端應制成U型，保持水封。擋風墻（其結構及服務年限）臨時性擋風墻永久性擋風墻2023/2/4國家示范校建設精品課程2．風門在不允許風流通過，但允許行人行車的井巷內，必須設置風門。為了控制巷道風量在風門上開一可調節(jié)面積大小的窗口來調節(jié)通過的風量，這一裝置稱為調節(jié)風窗。風門的門扇安設在擋風墻墻垛的門框上，墻垛可用磚、石、木段和水泥砌筑。風門按其結構不同，可分為普通風門和自動風門。圖5－21單扇木質沿口普通風門普通風門用人力開啟，一般多用木材制成，這種風門的結構特點是門扇和門框呈斜面沿口接觸，接觸處有可壓縮性襯墊，使風門嚴密，減少漏風；風門普通風門自動風門撞桿式自動風門電動式自動風門氣動式自動風門水動式自動風門2023/2/4國家示范校建設精品課程門框和門扇順風流方向傾斜，和水平面成80o～85o傾角，風門開啟方向也要迎著風流方向，使風門在重力和風壓作用下，易于關閉并嚴密。門框下設門坎，過車的門坎要留有軌道通過的槽縫，門扇下部要設檔風簾，防止風門的漏風。自動風門是借助各種動力來開啟與關閉的一種風門，按其動力不同又分為撞桿式、氣動式、電動式和水動式等。撞桿式自動風門是礦車撞擊風門撞桿開啟風門，礦車通過后，風門在重力和風壓的作用下關閉。氣動、電動、水動自動風門的電源開關，可采用無觸點光敏電阻或超聲波電路開關，使風門的動作更加靈活、可靠。自動風門還可以實施遙控及集中監(jiān)視。為了避免在開啟風門時造成風流短路，破壞整個通風系統(tǒng)，設置風門時，應注意以下原則：同一巷道內最少應設置兩道風門；在行駛電機車的巷道中，兩道風門間距大于一列礦車的長度；行人行車時，禁止兩道風門同時打開；為了防止礦井反風時風流短路，主要風路的風門應安設反向風門，正常通風時開啟，反風時關閉。2023/2/4國家示范校建設精品課程二、井巷漏風礦井漏風是指礦井通風系統(tǒng)中，進入井巷的風流沒有達到用風地點之前沿途漏出或漏入的現(xiàn)象。漏出或漏入的風量稱為漏風量，用風地點的實際供風量稱為有效風量。通過地表裂縫或井口通風設施（如風門、風硐閘門、反風裝置、防爆門等），風流由外部直接漏入風硐，稱為外部漏風。通過井下各種通風設施、采空區(qū)、煤柱等的漏風，稱為內部漏風。1.漏風的產生及危害產生漏風的原因很多，主要是漏風區(qū)兩端存在壓差和風流通道。井上下控制風流的設施不嚴密，采空區(qū)頂板巖石冒落后未被壓實，煤柱被壓壞，地表有裂隙通道，都會造成礦井漏風。2023/2/4國家示范校建設精品課程礦井漏風有如下危害：（1）漏風會使工作面有效風量減少，造成工作面風量不足、微風或無風，使瓦斯積聚，煤塵不能帶走，工作面氣溫升高，形成不良的氣候條件，影響工人的身體健康，降低勞動效率。（2）漏風通道較多漏風量大的通風系統(tǒng)，必然使整個通風系統(tǒng)復雜化，降低了通風系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，增加了風量調節(jié)的困難程度。（3）采空區(qū)、煤柱等地點的漏風，會引起煤炭的自然發(fā)火。（4）抽出式通風的礦井，地表塌陷區(qū)的漏風，會將采空區(qū)或老窯內的有害氣體帶入井巷，直接威脅采掘工作面的生產安全。（5）大量漏風會造成電能的無益消耗，經濟效益降低，造成電能的浪費。2.礦井漏風參數的表示方法礦井漏風參數是礦井通風狀況的重要指標，是表示礦井漏風程度，衡量礦井通風管理工作質量的標準，測定計算礦井漏風參數，能夠有的放矢地解決漏風問題，提高礦井有效風量，更好地做好礦井通風工作。礦井漏風參數有以下幾種：（1）礦井漏風率（P礦）礦井漏風率是指全礦井漏風量占通風機工作風量的百分比，即：2023/2/4國家示范校建設精品課程式中：Q漏──全礦井漏風量，m3/s；

Q通──通風機工作風量，m3/s；

Q效──礦井有效風量，m3/s。（2）礦井有效風量率（P效）礦井有效風量率是指實際到達用風地點的有效風量占通風機工作風量的百分比，即：（3）礦井外部漏風率（P外）礦井外部漏風率是指礦井外部漏風量占通風機工作風量的百分比，即：2023/2/4國家示范校建設精品課程（4）礦井內部漏風率（P內）礦井內部漏風率是指井下漏風量占通風機工作風量的百分比，即：（5）漏風系數（K）礦井漏風系數是指礦井總進風量與礦井總有效風量的比值，即：2023/2/4國家示范校建設精品課程3.防止礦井漏風的措施通常來講，礦井漏風是有害的。在實際生產和通風管理中，要采取必要的措施，防止礦井漏風，滿足《規(guī)程》對漏風的要求。為了防止礦井漏風，應根據實際情況，采取以下措施：（1）選擇合理的通風系統(tǒng)。礦井的通風方式、通風方法、通風網絡的形式以及礦井通風設施的數量、位置與礦井的漏風有著密切關系，應根據實際情況，進行通風系統(tǒng)方案設計、比較，選擇合理的通風系統(tǒng)。（2）選擇合理的開拓、開采方法。礦井的開拓系統(tǒng)、開采順序和開采方法對礦井漏風有很大的影響，因此，服務年限長的主要巷道應開掘在巖石當中，盡量采用后退式下行開采順序，用冒落法管理頂板的采煤方法應適當增加煤柱尺寸或填充采空區(qū)以杜絕采空區(qū)漏風。（3）減少井口漏風。對于斜井可多設幾道風門，并加強其工程質量，對于立井應加強防爆門的密封，此外，還要防止反風裝置和閘門的漏風。