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矿井通风构筑物及漏风
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矿井通风系统网路中适当位置安设的隔断、引导和控制风流的设施和装置，以保证风流按生产需要流动。这些设施和装置，统称为通风构筑物。
一、通风构筑物
分为两大类：一类是通过风流的通风构筑物，如主要通风机风硐、反风装置、风桥、导风板和调节风窗；另一类是隔断风流的通风构筑物，如井口密闭、挡风墙、风帘和风门等 。
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。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。
当通风系统中进风道与回风道需水平交叉时，为使进风与回风互相隔开需要构筑风桥。按其结构不同可分为三种。
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。
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、石灰抹面。
2）永久密闭，常用料石、砖、水泥等不燃性材料修筑。
在矿井中应用以下
几种导风板。
1）引风导风板 ；
2）降阻导风板；
3）汇流导风板
二、漏风及有效风量
1、矿井漏风及其危害性
有效风量：矿井中流至各用风地点，起到通风作用的风量。
漏风：未经用风地点而经过采空区、地表塌陷区、通风构筑物和煤柱裂隙等通道直接流（渗）入回风道或排出地表的风量。
漏风的危害：使工作面和用风地点的有效风量减少，气候和卫生条件恶化，增加无益的电能消耗，并可导致煤炭自燃等事故。减少漏风、提高有效风量是通风管理部门的基本任务。
2、漏风的分类及原因
1）漏风的分类
矿井漏风按其地点可分为：
（1）外部漏风（或称井口漏风）泛指地表附近如箕斗井井口，地面主通风机附近的井口、防爆盖、反风门、调节闸门等处的漏风。
（2）内部漏风（或称井下漏风）是指井下各种通风构筑物的漏风、采空区以及碎裂的煤柱的漏风。
2）漏风的原因
当有漏风通路存在，并在其两端有压差时，就可产生漏风。漏风风流通过孔隙的流态，视孔隙情况和漏风大小而异。
3、矿井漏风率及有效风量率
1）矿井有效风量Qe 是指风流通过井下各工作地点实际风量总和。
2）矿井有效风量率： 矿井有效风量率是矿井有效风量Qe与各台主要通风机风量总和之比。矿井有效风量率应不低于85%。
3）矿井外部漏风量
－－指直接由主要通风机装置及其风井附近地表漏失的风量总和。（可用各台主要通风机风量的总和减去矿井总回（或进）风量）
4）矿井外部漏风率
－－指矿井外部漏风量QL与各台主要通风机风量总和之比。
矿井主要通风机装置外部漏风率无提升设备时不得超过5％，有提升设备时不得超过15％。
4、减少漏风、提高有效风量
漏风风量与漏风通道两端的压差成正比，和漏风风阻的大小成反比。应增加地面主要通风机的风硐、反风道及附近的风门的气密性，以减少漏风。
标签：矿井通风
网友评论 [仅供网友表达个人看法，并不表明本站同意其观点或证实其描述]【doc】关于矿井漏风率计算的探讨
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矿井通风系统及其安全要求
采场通风合理的采场通风网路和通风方法，是保证整个通风系统发挥有效通风作用的最终环节，是整个通风系统的重要组成部分。按各种采矿方法的结构特点，回采作业面的通风可归纳为：无出矿水平的巷道型或硐室型采场的通风；有出矿水平的采场的通风；无底柱分段崩落采矿法的通风。●矿井通风构筑物矿井通风构筑物是矿井通风系统中的风流调控设施，用以保证风流按生产需要的路线流动。凡用于引导风流、遮段风流和调节风量的装置，统称为通风构筑物。合理地安设通风构筑物，并使其通常处于完好状态，是矿井通风技术管理的一项重要任务。通风构筑物可分为两大类：一类是通过风流的构筑物，包括主扇、风硐、反风装置、风桥、导风板、调节风窗和风障；另一类是遮断风流的构筑物，包括挡风墙和风门等。（5）通风系统的漏风及有效风量●漏风地点及漏风原因一般而言，有漏风通道存在，并在漏风通道两端有压差时，就可产生漏风。金属矿山的主要漏风地点和产生漏风的原因如下：抽出式通风的矿井，通过地表塌陷区及采空区直接漏入回风道的短路风流有时可达很高的数值。造成这种漏风的原因，首先是由于开采上缺乏统筹安排，过早地形成地表塌陷区；在回风道的上部没有保留必要的隔离矿柱；同时也由于对地表塌陷区和采空区未及时充填或隔离。压入式通风的矿井，通过井底车场的短路漏风量也很高。这种漏风常常是由于井底车场风门不严密或风门完全失效所致。作业面分散，废旧巷道不能及时封闭，造成风流浪费。井口封闭、反风装置、井下风门、风桥、挡风墙等通风构筑物不严密，也能造成较大的漏风。●减少漏风，提高有效风量途径矿井开拓、开采顺序、采矿方法等因素对矿井漏风有很大影响。对角式通风系统，由于进风井和排风井相距较远，风流直向流动，压差较小，比中央并列式通风系统漏风小。后退式开采顺序，采空区由两翼向中央发展，对减少漏风和防止风流串联有利。充填采矿法比其他采矿法漏风少。在巷道布置上，主要运输道和通风巷道布置在脉外，使其在开采过程中不致过早遭到破坏，对维护正常的通风系统，减少漏风有利。抽出式通风的矿井，应特别注意地表塌陷区和采空区的漏风。从采矿设计和生产管理上，应尽量避免过早地形成地表塌陷区，已形成塌陷区的矿井，在回风道上部应保留矿柱，并应充填采空区或密闭天井口。压入式通风的矿井，应注意防止进风井底车场的漏风。在进风井与提升井之间至少要建立两道可靠的自动风门。有些矿井在各阶段进风穿脉巷道口试用导风板或空气幕引导风流，防止井底车场漏风。有些矿山由进风井开凿专用进风平巷，避开运输系统，直接将新鲜风流送到各采区，也可减少井底车场漏风。提高通风构筑物的质量、加强密闭性是防止漏风的基本措施。挡风墙与风门的面积应尽量小些，挡风墙四周与岩壁接触处要用混凝土抹缝。门板最好用双层木板，中间夹油纸或其他致密材料。铁门板四周焊缝要严，门框边缘要钉胶皮或麻布，风门下边要挂胶皮帘并设置门坎，保持严密。降低风阻、平衡风压也是减少漏风的重要措施。漏风风路两端压差的大小，主要决定于并联的用风地点的通风阻力。降低用风地点风阻，使两端压差减小，可降低漏风风路两端的压差，也能减少漏风。在选择风量调节方法时，降阻调节法对减少漏风更为有利。采用压抽混合式通风和多级站通风，可使矿井风压趋于平衡，并在生产区段形成零压区，对防止漏风，提高有效风量十分有利。（6）局部通风在采矿和地质勘探等工程中，必须开掘大量的井巷，而掘进这些井巷的特点是只有一个出口，所以称为独头巷道。独头巷道的通风称局部通风或掘进通风，其任务是将新鲜风流引至工作面，并排出工作面的炮烟、矿尘等污浊空气，以保证工人在良好的环境下工作。●局部通风的方法局部通风的方法有：利用主扇（或辅扇）风压或自然风压为动力的局部通风方法，简称总风压通风；利用扩散作用的局部通风方法，简称扩散通风；利用引射器通风的局部通风方法，简称引射器通风；利用局部扇风机的局部通风方法，简称局扇通风。为了避免循环风，对局部通风要求：从贯穿风流巷道中吸取的风量不得超过该巷道总风量的70%。压入式通风时，吸风口应设在贯穿风流巷道的上风侧，距离独头巷道口不得小于10m；抽出式通风时，排风口应设在贯穿风流巷道的下风侧，距离独头巷道口不得小于10m。混合式通风时，作抽出式工作风机的排风口也应设在贯穿风流巷道的下风侧，距离独头巷道口不得小于10m，同时要求吸入口处的风量比压入式局扇的送风量大20~25%；压入式的吸风口与抽出式的吸风口距离要大于10m。●长巷道、天井、竖井掘进时的通风矿井开拓期要掘进长距离的巷道，掘进这类巷道时，多采用局扇通风。为了获得良好的通风效果，需要注意以下几方面的问题：①通风方式要选择得当，一般采用混合式通风；②条件许可时，尽量选用大直径的风筒，以降低风筒风阻，提高有效风量；③保证风筒接头的质量；根据实际情况，尽量增长每节风筒的长度，减少风筒接头处的漏风；④风筒悬吊力求“平、直、紧”以消除局部阻力；⑤要有专人负责，经常检查和维修。
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　　一、矿井通风
　　(一)矿井通风的目的
　　供给矿井新鲜风量，冲淡并排出有毒、有害气体和矿尘，保证井下风流质量和数量符合国家安全卫生标准；创造安全、健康的工作环境，防止各种伤害和爆炸事故；保障井下人员身体健康和生命安全，保护国家资源和财产。
　　(三)矿井供风标准
　　矿井所需风量按下列要求分别计算并选取其中最大值：
　　(1)井下同时工作的最多人数乘以单位时间内每人所需风量；
　　(2)井下采煤、掘进、硐室和其他地点需风量的总和。
　　(四)矿井反风
　　为防止灾害扩大和抢救人员的需要而采取的迅速倒转风流方向的措施。
　　1．矿井反风方式
　　(1)全矿性反风。井下各主要风道的风流全部反向的反风。
　　在矿井进风井、井底车场、主要进风大巷或中央石门发生火灾时常采用全矿性反风，避免火灾烟流进入人员密集的采掘工作面。
　　(2)局部反风。在采区内部发生灾害时，维持主要通风机正常运转，主要进风风道风向不变，利用风门开启或关闭造成采区内部风流反向的反风。
　　2．矿井反风注意事项
　　(1)遵守《煤矿安全规程》对于矿井反风设施、主要通风机管理必须满足风流方向改变时间(10min)、反风后主要风机供风量(不少于正常供风量40％)、反风设施检查(至少每季度1次)和反风演习(每年1次)的规定。
　　(2)反风演习应注意井下各区域的供风量变化、瓦斯浓度以及对火区和采空区气体的影响。
　　(3)注意反风后影响区域人员的通讯联系和撤退。
　　(4)平常对井下人员进行反风知识的教育。
　　(五)矿井风流呈现压力及测定仪表
　　1．静压
　　单位体积空气具有的对外做功的机械能所呈现的压力，是风流质点热运动撞压器壁面而呈现的压力。
　　绝对静压：单位体积空气的压能，以真空零压力为计量基准的静压值。常用空盒气压计、水银气压计或精密气压计等仪器测定。
　　相对静压：井巷某点的绝对静压与该点同标高大气压力之差。常用皮托管和压差计配合测定。
　　2．位压
　　单位体积内空气在地球引力作用下，相对于某一基准面产生的重力位能所呈现的压力。水平巷道的风流流动无位压差，在非水平巷道，风流的位压差就是该区段垂直空气柱的重力压强。
　　3．动压
　　单位体积空气风流定向流动具有的动能所呈现的压力，又称为速压。风流动压通常用皮托管配合压差计测定。
　　4．全压
　　单位体积风流具有的(静)压能与动能所呈现的压力之和。
　　5．总机械能(总压力)
　　矿井风流在井巷某断面具有的总机械能等于其具有的(静)压能、位能和动能的总和。
　　6．风流总能量
　　矿井风流在井巷某断面具有的流动能量为其总机械能及内能之和。
　　(六)矿井通风阻力
　　矿井风流流动过程中，在各种阻滞力作用下，风流的部分机械能不可逆地转换为热能而引起的机械能损失。
　　1．摩擦阻力(沿程阻力)
　　矿井风流沿程流动过程中因与井巷壁面摩擦及风流内摩擦而产生的能量损失。
　　2．局部阻力
　　因井巷边壁条件变化，风流的均匀流动在局部地区因阻碍物(巷道断面突变、巷道弯曲、风流分合、断面阻塞等)的影响而被破坏，风流流速大小、方向或分布发生变化，产生涡流而造成的能量损失。
　　3．通风阻力定律
　　表示井巷通风阻力与风阻、风量之间的关系，其阻力与风量的平方成正比。
　　4．降低通风阻力的措施
　　扩大巷道断面、开掘关联风路、减少风路长度、使矿井总进风早分开和总回风晚汇合，选用摩擦阻力系数小的支护方式，尽量避免巷道急拐弯和风道断面突然变化、主要风道内禁止堆放木材等障碍物，等等。
　　(七)矿井风阻
　　描述矿井或井巷通风难易程度的指标，包括摩擦风阻和局部风阻。
　　(1)井巷风阻：描述由一条或多条构成的通风网络的通风难易程度的指标。
　　(2)矿井总风阻：描述一个矿井通风难易程度的指标，其值取决于通风网络结构和各风路的风阻值。
　　(3)风阻特性曲线：表示矿井或井巷的通风阻力和风量关系特征的曲线，又称为阻力特性曲线。
　　(九)局部通风
　　1．局部通风的技术管理和主要安全措施
　　(1)保证工作面有足够的新鲜风量。不准随意停风和减少风量；提高有效风量。
　　(2)保证局部通风机安全运转。
　　2．局部风量调节
　　在采区内，采区之间和生产水平之间的风量调节称为局部风量调节。
　　3．风筒(导风筒)
　　引导风流沿一定方向流动的管道。
　　(十)矿井漏风
　　(1)漏风及产生原因。矿井通风中漏风是普遍存在的现象，减少漏风是通风管理部门的基本任务，产生漏风的主要原因是有裂隙通道并有风压差的存在。
　　(2)漏风对矿井通风的不利影响。大量漏风会造成动力的额外消耗；使矿井、采区和工作面的有效风量(送达用风地点的风量)减少，造成瓦斯积聚、气温升高等，影响生产和工人身体健康；大量的漏风会使通风系统稳定性降低，风流易紊乱，调风困难，易发生瓦斯事故；会使采空区、被压碎的煤柱和封闭区内的煤炭及可燃物发生氧化自燃，易发生火灾；当地表有塌陷区时，采空区裂隙的漏风会将采空区的有害气体带入井下，使井下环境条件恶化而威胁安全生产。
　　(3)漏风风流的流动状态。漏风风流的流动状态有层流和紊流两种，与漏风介质的孔隙率有关，孔隙率小呈层流状态，孔隙率大呈紊流状态。
　　二、煤矿瓦斯
　　(一)瓦斯的基本概念
　　1．矿井气体的组成
　　国内外对煤层瓦斯组分的大量测定表明，其中可能含有约20种气体：甲烷及其同系烃类气体(乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷等)、二氧化碳、氮、二氧化硫、一氧化碳和稀有气体(氦、氖、氩、氪、氙)等。但最主要的成分为甲烷，按体积比例可达70％～99％，平均在90％以上；其次为氮气和二氧化碳，平均含量分别为3％～4％，而其他气体成分的含量通常都是非常低的。
　　2．煤层瓦斯赋存状态
　　瓦斯在煤层中的赋存形式主要有以下两种状态：游离状态(也称自由状态)、吸附状态。
　　(二)煤层瓦斯含量及压力
　　1．煤层瓦斯含量
　　煤层瓦斯含量是指单位质量煤体中所含瓦斯的体积，一般用m3／t表示，煤层瓦斯含量是确定矿井瓦斯涌出量的基础数据，是矿井通风及瓦斯抽放设计的重要参数。煤层在天然条件下，未受采动影响时的瓦斯含量称原始含量；受采动影响，已有部分瓦斯排出后而剩余在煤层中的瓦斯量，称残存瓦斯含量。
　　影响煤层原始瓦斯含量的因素很多，主要有煤化程度、煤层赋存条件、围岩性质、地质构造、水文地质条件。
　　2．瓦斯含量的测定方法
　　煤层瓦斯含量测定方法目前主要有地勘钻孔测定法，实验室间接测定法和井下快速直接测定法3种。
　　3．煤层瓦斯压力及测定方法
　　(1)煤层瓦斯压力存在于煤层孔隙中的游离瓦斯分子热运动对煤壁所表现的作用力。煤层瓦斯压力是用间接法计算瓦斯含量的基础参数，也是衡量煤层瓦斯突出危险性的重要指标。
　　(2)测定方法。直接测定法、间接测压法。
　　(三)矿井瓦斯涌出量
　　1．矿井瓦斯涌出的形式
　　煤层被开采时，煤体受到破坏或采动影响，贮存在煤体内的部分瓦斯就会离开煤体而涌入采掘空间，这种现象称为瓦斯涌出。矿井瓦斯涌出形式可分普通涌出和特殊涌出两种。
　　2．影响瓦斯涌出量的主要因素
　　影响矿井瓦斯涌出量的因素主要有煤层瓦斯含量、开采规模、开采程序、采煤方法与顶板管理方法、生产工序、地面大气压力的变化、通风方式、采空区管理方法。
　　3．矿井瓦斯涌出量的表示方法
　　矿井瓦斯涌出量是指开采过程中正常涌入采掘空间的瓦斯数量，通常用单位时间或单位质量的煤所放出的瓦斯数量来表示，瓦斯涌出量的表示与计算方法有以下两种：绝对瓦斯涌出量、相对瓦斯涌出量。
　　4．矿井瓦斯涌出量的测定
　　《煤矿安全规程》规定，一个矿井中只要有一个煤(岩)层发现瓦斯，该矿井即为瓦斯矿井，瓦斯矿井必须依照矿井瓦斯等级进行管理。矿井瓦斯等级，根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为：低瓦斯矿井、高瓦斯矿井、煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井。每年必须对矿井进行瓦斯等级和二氧化碳涌出量的鉴定工作。
　　5．矿井瓦斯涌出量预测
　　新矿井、新水平和新采区投产前，都应进行矿井瓦斯涌出量预测，现有的矿井瓦斯涌出量预测方法可以概括为两大类：一是矿山统计预测法，二是根据煤层瓦斯含量进行预测的分源预测法。
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