[科普中国]-矿井通风系统-

简介

矿井通风系统是矿井通风方式、通风方法和通风网络的总称2。通风系统，包括风机控制、CO传感器、交通状态检测、火灾报警控制和TC控制。通风系统的工作原理如下：中心计算机和TC收集CO检测器、交通状态检测和火灾报警器的数据，以自动接通、关闭不同位置和不同等级的风机。中心计算机和TC连续的收集并分析来自隧道的数据，当数据达到报警级别时，本系统根据报警级别接通风机。报警级别分类的主要依据为CO浓度，启动风机的数量主要为依据检测到的CO浓度是否达到预先设定的各级阀值，各级阀值和风机开启的间隔时间可根据交通流的增长趋势在中心计算机自由的进行设定。在单个隧道内定义的火灾区(1—4)发生火灾，不属于本火灾区的风机将关闭，属于这火灾区的风机将开启，同时考虑大火产生的烟雾会通过隧道内横穿通道进入另外一个隧道，给正在高速行使的车辆(在隧道火灾时两个隧道都要求关闭)带来影响，因此，通风程序在启动本洞风机的同时也启动相邻隧道洞口处的2组风机加快排烟速度。此外，管理人员可根据使用需要在中心计算机、隧道管理房PLC控制柜、隧道内TC人工接通选定的风机，并控制风机的正转和反转。

矿井通风方法矿井通风方法是指主要通风机对矿井供风的工作方法。按主要通风机的安装位置不同，分为抽出式、压入式及混合式三种3。

抽出式通风抽出式通风是将矿井主通风机安设在出风井一侧的地面上，新风经进风井流到井下各用风地点后，污风再通过风机排出地表的一种矿井通风方法。

抽出式通风的特点是：

1、在矿井主要通风机的作用下，矿内空气处于低于当地大气压力的负压状态，当矿井与地面间存在漏风通道时，漏风从地面漏入井内。

2、抽出式通风矿井在主要进风巷无需安设风门，便于运输、行人和通风管理。

3、在瓦斯矿井采用抽出式通风，若主要通风机因故停止运转，井下风流压力提高，在短时间内可以防止瓦斯从采空区涌出，比较安全。

压入式通风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。

压入式通风的特点是：

1、在矿井主通风机的作用下，矿内空气处于高于当地大气压力的正压状态，当矿井与地面间存在漏风通道时，漏风从井内漏向地面。

2、压入式通风矿井中，由于要在矿井的主要进风巷中安装风门，使运输、行人不便，漏风较大，通风管理工作较困难。

3、当矿井主通风机因故停止运转时，井下风流压力降低，有可能使采空区瓦斯涌出量增加，造成瓦斯积聚，对安全不利。

混合式通风混合式通风是在进风井和回风井一侧都安设矿井主要通风机，新风经压入式主要通风机送入井下，污风经抽出式主要通风机排出井外的一种矿井通风方法。

混合式通风的特点是：

1、进风井口地面附近安设压入式通风机，出风井口地面附近安设抽出式通风机。

2、井下空气压力与地面空气压力相比，进风系统一侧为正压，回风系统一侧为负压。

优点：适应较大的通风阻力，矿井内部漏风小。缺点：通风设备多，动力消耗大，管理复杂。一般很少采用。

矿井通风方式按进回风巷在井田位置不同，通风系统分为中央式、对角式、分区式和混合式3。

中央式进、回风井均位于井田中央。根据进、回风井沿倾斜方向相对位置不同，又分为中央并列式和中央边界式（中央分列式）。

优点：初期开拓工程量小，投资少，投产快；地面建筑集中，便于管理；两个井筒集中，便于开掘和井筒延深；井筒安全煤柱少，易于实现矿井反风。

缺点：矿井通风路线是折返式，风路较长，阻力较大，特别是当井田走向很长时，边远采区与中央采区风阻相差悬殊，边远采区可能因此风量不足；由于进、回风井距离近，井底漏风较大，容易造成风流短路；安全出口少，只有2个；工业广场受主要通风机噪声影响和回风风流的污染。

适用条件：井田走向长度小于4km，煤层倾角大，埋藏深，瓦斯与自然发火都不严重的矿井。

对角式进、回风分别位于井田的两翼。两翼对角式：进风井位于井田中央，回风井位于井田两翼（沿倾斜方向的浅部），称为两翼对角式，进、回风分别位于井田的两翼称为单翼对角式。分区对角式：进风井位于井田走向的中央，在各采区开掘一个不深的小回风井，无总回风巷。

优点：风流在井下的流动路线为直向式，风流路线短，通风阻力小；矿井内部漏风小；各采区间的风阻比较均衡，便于按需分风；矿井总风压稳定，主要通风机的负载较稳定；安全出口多，抗灾能力强；工业广场不受回风污染和主要通风机噪声的危害。

缺点：初期投资大，建井期长；管理分散；井筒安全煤柱压煤较多。

适用条件：井田走向长度大于4km，需要风量大，煤易自燃，有煤与瓦斯突出的矿井。

分区域式在井田的每一个生产区域开凿进、回风井，分别构成独立的通风系统。

优点：各采区之间互不影响，便于风量调节；建井工期短；初期投资少，出煤快；安全出口多，抗灾能力强；进回风路线短，通风阻力小。

缺点：风井多，占地压煤多；主要通风机分散，管理复杂；风井与主要通风机服务范围小，接替频繁；矿井反风困难。

适用条件：煤层埋藏浅或因煤层风化带和地表高低起伏较大，无法开凿浅部的总回风巷，在开采第一水平时，只能采用分区式。另外，井田走向长，多煤层开采的矿井或井田走向长、产量大、需要风量大、煤易自燃，有煤与瓦斯突出的矿井也可采用这种通风方式。

混合式由上述诸种方式混合组成。例如，中央分列与两翼对角混合式，中央并列与两翼对角混合式等等。

优点：有利于矿井的分区分期建设，投资省，出煤快，效率高；回风井数目多，通风能力大；布置灵活，适应性强。

缺点：多台风机联合工作，通风网路复杂，管理难度大。

适用条件：井田走向长度长，老矿井的改扩建和深部开采；多煤层多井筒的矿井；井田面积大、产量大、需要风量大或采用分区开拓的大型矿井。

矿井通风系统由的主要因素所决定。根据相关因素把矿井通风系统划分为不同类型。根据瓦斯、煤层自燃和高温等影响矿井生产安全的主要因素对矿井通风系统的要求，为了便于管理、设计和检查，把矿井通风系统分为一般型、降温型、防火型、排放瓦斯型、防火及降温型、排放瓦斯及降温型、排放瓦斯及防火型、排放瓦斯与防火及降温型几种，依次为1-8八个等级。

通风系统网络通风系统网络图通风系统网络化即是不考虑巷道的实际位置，长度及其断面大小等实际几何要素，将通风系统图抽象成点与线集合的网状线路示意图，用来表示系统内的通风动力，各路线分合连接关系以及风量分配等内容，即是矿井通风系统网路图3。

通风网路可分为简单通风网路和复杂通风网路两种。仅由串联和并联组成的网路，称为简单通风网路。含有角联分支，通常是包含多条角联分支的网路，称为复杂通风网路。通风网路中各分支的基本联接形式有串联、并联和角联三种，不同的联接形式具有不同的的通风特性和安全效果。

通风网络的基本形式

通风网路中各分支的基本联接形式有串联、并联和角联三种，不同的联接形式具有不同的的通风特性和安全效果。

通风网络的基本形式通风网路中各分支的基本联接形式有串联、并联和角联三种，不同的联接形式具有不同的的通风特性和安全效果。

基本任务矿井通风系统的基本任务是：

（1）、供给井下足够的新鲜空气，满足人员对氧气的需要。

（2）、冲淡井下有毒有害气体和粉尘，保证安全生产。

（3）、调节井下气候，创造良好的工作环境。

矿井通风系统是由通风机和通风网络两部分组成。风流由入风井口进入矿井后，经过井下各用风场所，然后进入回风井，由回风井排出矿井，风流所经过的整个路线称为矿井通风系统。

矿井通风方法以风流获得的动力来源不同，可分为自然通风和机械通风两种。（1）自然通风：利用自然气压产生的通风动力，致使空气在井下巷道流动的通风方法叫做自然通风。自然风压一般都比较小，且不稳定，所以《煤矿安全规程》规定：每一矿井都必须采用机械通风。（2）机械通风：利用扇风机运转产生的通风动力，致使空气在井下巷道流动的通风方法叫做机械通风。采用机械通风的矿井，自然风压也是始终存在的，并在各个时期内影响着矿井的通风工作，在通风管理工作中应给予充分重视，特别是高沼气矿井尤应注意。

基本要求1．每个矿井，至少要有两个通到地面的安全出口4。

2．进风井口要有利于防洪，不受粉尘，有害气体污染。

3．北方矿井、井口需装供暖装备。

4．总回风巷不得作为主要人行道。

5．工业广场不得受扇风机噪音干扰。

6．装有皮带机的井筒不得兼作回风井。7．装有箕斗的井筒不应作为主要进风井。

8．可以独立通风的矿井，采区应尽量独立通风，不宜合并一个通风系统。

9．通风系统要为防治瓦斯、火、尘、水及高温创造条件。

10．通风系统要有利用深水平或后期通风系统的发展变化。

通风系统选择原则在拟定矿井通风系统时，应严格遵循安全可取、通风基建费用和经营费用之总和最低以及便于管理的原则．

1.矿井通风网路结构合理：集中进、回风线路要短，通风总阻力要小，多阶段同时作业时，主要人行运拖巷道和工作点上的污风不串联。

2. 内外部漏风少。

3.通风构筑物和风流调节设施及辅扇要少。

4.充分利用一切可用的通风并巷，使专用通风井巷工程量最小。

5.通风动力消耗少，通风费用低。

通风系统管理规则1、矿井制定年度采掘作业计划时，通风部必须核定矿井年度通风能力，按照实际年度通风能力确定矿井年度产量计划；同时通风部还必须按季度、月度进行通风能力核定；每旬对全矿井配风量进行一次核算。通风部每月对各工作面瓦斯涌出量进行预测并进行风量核算，生产技术部根据风量核算结果编制每月的采掘衔接计划，严禁月度超通风能力、超计划组织生产4。

2、矿井通风系统必须本着“降低通风阻力、简化通风系统、保证通风系统的合理可靠”的原则进行管理和优化设计。

通风部、生产技术部部门负责矿井通风系统优化设计工作，从设计及施工组织安排上优先考虑通风系统的合理稳定性。

矿井、盘区、工作面、生产计划、衔接安排必须充分考虑“一通三防”工作，由生产技术部组织通风、安监等相关部门会审或经通风部门审核予以完善后，方可发送有关领导、有关部门。

3、生产水平及盘区必须实行分区通风。每个盘区至少设置一条专用回风巷，盘区进、回风巷必须贯穿整个盘区，严禁一段进风、一段回风，否则不得进行相关的采、掘作业。井下爆破材料库、采区变电所，必须实行独立通风，其回风流必须直接引入矿井的总回风巷或主要回风巷中，必须按规定设计和施工专用回风巷。基建矿井必须优先施工通风工程，优先形成全负压机械通风系统。盘区专用回风巷内不得安设电器设备、运料或者作为行人通道。矿井巷道、采掘工作面或者采空区严禁与外界沟通。

4、回收边角煤、残采过程中必须有正规的通风系统，严禁以掘代采。

5、采、掘、开工作面必须采用独立通风，在没有构成独立的通风系统前不得进行相关的采、掘作业。

对于回采工作面在揭露的构造需要打绕道以及其它必须施工临时工程在构成全风压通风确有困难时，由通风部（队）编制《串联通风专项安全技术措施》按有关规定逐级审批后可以进行串联通风。但串联通风次数不得超过一次，串联通风时间不得超过二个月，在瓦斯涌出异常的区域严禁任何形式的串联通风。

6、通风部必须保证通风系统稳定、可靠。

矿井所有通风设施（风门、风桥、密闭等）构筑质量必须合格，通风设施的设置必须满足通风安全的需要。

7、对于废弃巷道和采空密闭区的管理：采煤工作面回采结束后必须及时组织进行永久性封闭，并且对相应废弃的联络巷道进行隔断、封闭或优化通风系统，要求做到使采煤工作面采空区各密闭均在45天内完工。

8、通风部负责组织矿井通风系统的检查维护工作，除每周安排专人对回风系统进行检查外，每月要组织一次全矿井通风系统的彻底检查，发现问题及时组织维修处理。

9、若出现“一通三防”设施设备（风门、风筒、密闭、瓦斯传感器、防尘设施、防火设施等）损坏必须及时组织进行处理，并且由安监部和通风部共同组织严肃追查处理有关责任人。

井下调改风工作1、井下调改风工作必须有专门的措施。巷道贯通、通风系统调整、初采初放、过地质构造、工作面缩短延长等特殊工作（环节）必须制定相应的《通风安全技术措施》，并且必须有通风部门干部现场跟班协调指挥5。

2、执行调改风任务单审批制度，调改风工作必须提前通知调度室及各个有关部门，各有关部门必须协助完成调改风工作。对于巷道贯通、改变盘区通风系统、影响采掘工作面正常生产等大型调改风，必须停止盘区内的一切作业。调改风过程必须由通风部、队干部现场指挥，保证作业安全。每次调改风必须对整个盘区通风系统进行一次全面测定，测定结果报矿总工程师、通风部及有关单位。

3、通风部必须按季度绘制通风系统图，并按月补充修改，矿井通风系统图必须标明巷道的风流、风向、风量、及通风设施。

4、通风部每三年进行一次通风阻力测定，每五年进行一次通风机性能测试，新安装的主要通风机投运前必须进行性能测试工作。