《礦井通風系統(tǒng)》PPT課件.ppt

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主扇風機司機(第3講),第三章礦井通風第二節(jié)礦井通風系統(tǒng),,礦井通風系統(tǒng),主要內容：第一部分礦井通風方法與通風方式,第二部分通風網絡基本形式,第三部分礦井通風壓力和通風阻力,,,知識目標：1、能陳述抽出式、壓入式、混合式通風的特點；2、能陳述中央式、對角式、混合式、區(qū)域式通風的布置特點；3、能概述通風網絡基本形式；4、能概述礦井通風壓力和通風阻力特點和要求；5、能陳述煤礦安全規(guī)程對礦井通風系統(tǒng)的基本要求。,項目目標,能力目標：1、會根據(jù)礦井開拓布置、瓦斯涌出情況等生產條件合理選擇礦井的通風方法；2、會根據(jù)礦井實際情況，掌握降低通風阻力的措施和方法。3、會根據(jù)采掘工程圖和通風要求，繪制礦井通風系統(tǒng)圖；,,,義煤集團集團公司安全理念,l、集團公司安全生產理念:責任有我，我有責任，安全有我，我必安全。,2、“安全事故零目標”理念:樹立“安全生產事故為零”：“違章指揮事故為零”：“工程質量事故為零”；“機電設備安全運轉事故為零”目標。,3、“大三防”體系:第一，基層礦井防。第二，業(yè)務部門防。第三，安監(jiān)部門防。,,礦井通風系統(tǒng),,礦井通風系統(tǒng)：是礦井通風方法、通風方式、通風網路與通風設施的總稱。礦井通風系統(tǒng)是否合理，對整個礦井通風狀況的好壞和能否保障礦井安全生產起著重要的作用，同時還應在保證安全生產的前提下，盡量減少通風工程量，降低通風費用，力求經濟合理。,第一部分礦井通風方法與通風方式,,,,,,一、礦井通風方法礦井通風方法是指主要通風機對礦井供風的工作方法。按主要通風機的安裝位置不同，分為抽出式、壓入式及混合式三種。（一）抽出式通風如圖所示。抽出式通風是將礦井主通風機安設在出風井一側的地面上，新風經進風井流到井下各用風地點后，污風再通過風機排出地表的一種礦井通風方法。,,動畫1,抽出式通風的特點是：1、在礦井主要通風機的作用下，礦內空氣處于低于當?shù)卮髿鈮毫Φ呢搲籂顟B(tài)，當?shù)V井與地面間存在漏風通道時，漏風從地面漏入井內。2、抽出式通風礦井在主要進風巷無需安設風門，便于運輸、行人和通風管理。3、在瓦斯礦井采用抽出式通風，若主要通風機因故停止運轉，井下風流壓力提高，在短時間內可以防止瓦斯從采空區(qū)涌出，比較安全。,,,,目前我國大部分礦井，一般多采用抽出式通風。,,,,,（二）壓入式通風如圖所示。壓入式通風是將礦井主通風機安設在進風井一側的地面上，新風經主要通風機加壓后送入井下各用風地點，污風再經過回風井排出地表的一種礦井通風方法。,動畫2,壓入式通風的特點是：1、在礦井主通風機的作用下，礦內空氣處于高于當?shù)卮髿鈮毫Φ恼龎籂顟B(tài)，當?shù)V井與地面間存在漏風通道時，漏風從井內漏向地面。2、壓入式通風礦井中，由于要在礦井的主要進風巷中安裝風門，使運輸、行人不便，漏風較大，通風管理工作較困難。3、當?shù)V井主通風機因故停止運轉時，井下風流壓力降低，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量增加，造成瓦斯積聚，對安全不利。,因此，在瓦斯礦井中一般很少采用壓入式通風。,壓入式通風的使用條件1、礦井淺部開采時，由于地表塌陷出現(xiàn)裂縫與井下溝通，為避免用抽出式通風將塌陷區(qū)內的有害氣體吸入井下，可在礦井開采第一水平時采用壓入式通風，當開采下水平時再改為抽出式通風。2、當?shù)V井煤炭自然發(fā)火比較嚴重時，為避免將火區(qū)內的有毒有害氣體抽到巷道中，有時也可采用壓入式通風。,（三）混合式通風混合式通風是在進風井和回風井一側都安設礦井主要通風機，新風經壓入式主要通風機送入井下，污風經抽出式主要通風機排出井外的一種礦井通風方法。,混合式通風的特點是：1、進風井口地面附近安設壓入式通風機，出風井口地面附近安設抽出式通風機。2、井下空氣壓力與地面空氣壓力相比，進風系統(tǒng)一側為正壓，回風系統(tǒng)一側為負壓。優(yōu)點：適應較大的通風阻力，礦井內部漏風小。缺點：通風設備多，動力消耗大，管理復雜。一般很少采用。,二、礦井通風方式礦井通風方式是指礦井進風井與回風井的布置方式。按進、回風井的位置不同，分為中央式、對角式、區(qū)域式和混合式四種。,,,(一)中央式1．中央并列式如圖所示。進、回風井均并列布置在井田走向和傾斜方向的中央。,動畫3,2．中央邊界式（又名中央分列式）如圖所示。進風井仍布置在井田走向和傾斜方向的中央，回風井大致布置在井田上部邊界沿走向的中央，回風井的井底標高高于進風井底標高。,動畫4,,,（二）對角式進風井大致布置于井田的中央，回風井分別布置在井田上部邊界沿走向的兩翼上。根據(jù)回風井沿走向的位置不同，又分為兩翼對角式和分區(qū)對角式兩種。1．兩翼對角式如圖（c）所示，進風井大致位于井田走向中央，在井田上部沿走向的兩翼邊界附近或兩翼邊界采區(qū)的中央各開掘一個出風井。,動畫5,2．分區(qū)對角式如圖所示。進風井位于井田走向的中央，在每個采區(qū)的上部邊界各掘進一個回風井，無總回風巷。,動畫6,,（三）區(qū)域式在井田的每一個生產區(qū)域開鑿進、回風井，分別構成獨立的通風系統(tǒng)。如圖所示。,（四）混合式混合式是中央式和對角式的混合布置，因此混合式的進風井與出風井數(shù)目至少有3個?；旌鲜娇捎幸韵聨追N：1、中央并列與兩翼對角混合式；2、中央邊界與兩翼對角混合式；3、中央并列與中央邊界混合式等。,,,,混合式一般是老礦井進行深部開采時所采用的通風方式。,（五）各種通風方式的優(yōu)缺點及適用條件1．中央并列式優(yōu)點：初期開拓工程量小，投資少，投產快；地面建筑集中，便于管理；兩個井筒集中，便于開掘和井筒延深；井筒安全煤柱少，易于實現(xiàn)礦井反風。缺點：礦井通風路線是折返式，風路較長，阻力較大，特別是當井田走向很長時，邊遠采區(qū)與中央采區(qū)風阻相差懸殊，邊遠采區(qū)可能因此風量不足；由于進、回風井距離近，井底漏風較大，容易造成風流短路；安全出口少，只有2個；工業(yè)廣場受主要通風機噪聲影響和回風風流的污染。適用條件：井田走向長度小于4km，煤層傾角大，埋藏深，瓦斯與自然發(fā)火都不嚴重的礦井。,2．中央邊界式優(yōu)點：安全性好；通風阻力比中央并列式小，礦井內部漏風小，有利于瓦斯和自然發(fā)火的管理；工業(yè)廣場不受主要通風機噪聲的影響和回風流的污染。缺點：增加一個風井場地，占地和壓煤較多；風流在井下的流動路線為折返式，風流路線長，通風阻力大。適用條件：井田走向長度小于4km，煤層傾角較小，埋藏淺，瓦斯與自然發(fā)火都比較嚴重的礦井。,3．兩翼對角式優(yōu)點：風流在井下的流動路線為直向式，風流路線短，通風阻力??；礦井內部漏風??；各采區(qū)間的風阻比較均衡，便于按需分風；礦井總風壓穩(wěn)定，主要通風機的負載較穩(wěn)定；安全出口多，抗災能力強；工業(yè)廣場不受回風污染和主要通風機噪聲的危害。缺點：初期投資大，建井期長；管理分散；井筒安全煤柱壓煤較多。適用條件：井田走向長度大于4km，需要風量大，煤易自燃，有煤與瓦斯突出的礦井。,4．分區(qū)對角式優(yōu)點：各采區(qū)之間互不影響，便于風量調節(jié)；建井工期短；初期投資少，出煤快；安全出口多，抗災能力強；進回風路線短，通風阻力小。缺點：風井多，占地壓煤多；主要通風機分散，管理復雜；風井與主要通風機服務范圍小，接替頻繁；礦井反風困難。適用條件：煤層埋藏淺或因煤層風化帶和地表高低起伏較大，無法開鑿淺部的總回風巷，在開采第一水平時，只能采用分區(qū)式。另外，井田走向長，多煤層開采的礦井或井田走向長、產量大、需要風量大、煤易自燃，有煤與瓦斯突出的礦井也可采用這種通風方式。,,5．區(qū)域式優(yōu)點：既可以改善礦井的通風條件，又能利用風井準備采區(qū)，縮短建井工期；風流路線短，通風阻力?。宦╋L少，網路簡單，風流易于控制，便于主要通風機的選擇。缺點：通風設備多，管理分散，管理難度大。適用條件：井田面積大、儲量豐富或瓦斯含量大的大型礦井。,6．混合式優(yōu)點：有利于礦井的分區(qū)分期建設，投資省，出煤快，效率高；回風井數(shù)目多，通風能力大；布置靈活，適應性強。缺點：多臺風機聯(lián)合工作，通風網路復雜，管理難度大。適用條件：井田走向長度長，老礦井的改擴建和深部開采；多煤層多井筒的礦井；井田面積大、產量大、需要風量大或采用分區(qū)開拓的大型礦井。,總之，礦井的通風方式，應根據(jù)礦井的設計生產能力、煤層賦存條件、地形條件、井田面積、走向長度及礦井瓦斯等級、煤層的自燃傾向性等情況，從技術、經濟和安全等方面加以分析，通過方案比較確定。,第二部分通風網絡基本形式(一)通風網絡圖用不成比例，不反映空間關系的單線條來表示礦井通風網絡的圖叫通風網絡圖。通風網絡圖可以把各通風巷道之間的關系和風量的流動情況更加清晰的表示出來，便于分析研究和加強和改善礦井通風管理。,礦井通風系統(tǒng),通風網路可分為簡單通風網路和復雜通風網路兩種。僅由串聯(lián)和并聯(lián)組成的網路，稱為簡單通風網路。含有角聯(lián)分支，通常是包含多條角聯(lián)分支的網路，稱為復雜通風網路。通風網路中各分支的基本聯(lián)接形式有串聯(lián)、并聯(lián)和角聯(lián)三種，不同的聯(lián)接形式具有不同的的通風特性和安全效果。,例如圖所示為某礦通風系統(tǒng)示意圖，試繪出該礦的通風網路圖。,,,(二)通風網絡的基本形式通風網路中各分支的基本聯(lián)接形式有串聯(lián)、并聯(lián)和角聯(lián)三種，不同的聯(lián)接形式具有不同的的通風特性和安全效果。,,1、串聯(lián)通風及其特性兩條或兩條以上風路彼此首尾相連在一起，中間沒有風流分合點時的通風，稱為串聯(lián)通風，如圖所示。串聯(lián)通風也稱為“一條龍”通風，其特性如下：,,1）串聯(lián)風路的總風量等于各段風路的分風量。2）串聯(lián)風路的總風壓等于各段風路的分風壓之和。3）串聯(lián)風路的總風阻等于各段風路的分風阻之和。,,,,,2、并聯(lián)通風及其特性兩條或兩條以上的分支在某一節(jié)點分開后，又在另一節(jié)點匯合，其間無交叉分支時的通風，稱為并聯(lián)通風，如圖所示。并聯(lián)網路的特性如下：,,1）并聯(lián)網路的總風量等于并聯(lián)各分支風量之和，即,2）并聯(lián)網路的總風壓等于任一并聯(lián)分支的風壓，即,3）并聯(lián)網路的總風阻平方根的倒數(shù)等于并聯(lián)各分支風阻平方根的倒數(shù)之和。,當并聯(lián)網路的總風量一定時，并聯(lián)網路的某分支所分配得到的風量取決于并聯(lián)網路總風阻與該分支風阻之比。風阻大的分支自然流入的風量小，風阻小的分支自然流入的風量大。這種風量按并聯(lián)各分支風阻值的大小自然分配的性質，稱之為風量的自然分配，也是并聯(lián)網路的一種特性。,,3、串聯(lián)與并聯(lián)的比較在礦井通風網路中，既有串聯(lián)通風，又有并聯(lián)通風。礦井的進、回風風路多為串聯(lián)通風，而工作面與工作面之間多為并聯(lián)通風。從安全、可靠和經濟角度看，并聯(lián)通風與串聯(lián)通風相比，具有明顯優(yōu)點：1)、總風阻小，總等積孔大，通風容易，通風動力費用少。2)．并聯(lián)各分支獨立通風，風流新鮮，互不干擾，有利于安全生產；而串聯(lián)時，后面風路的入風是前面風路排出的污風，風流不新鮮，空氣質量差，不利于安全生產。3)．并聯(lián)各分支的風量，可根據(jù)生產需要進行調節(jié)；而串聯(lián)各風路的風量則不能進行調節(jié)，不能有效地利用風量。4)．并聯(lián)的某一分支風路中發(fā)生事故，易于控制與隔離，不致影響其它分支巷道，事故波及范圍小，安全性好；而串聯(lián)的某一風路發(fā)生事故，容易波及整個風路，安全性差。,,,4、角聯(lián)通風及其特性在并聯(lián)的兩條分支之間，還有一條或幾條分支相通的連接形式稱為角聯(lián)網路（通風），如圖所示。連接于并聯(lián)兩條分支之間的分支稱為角聯(lián)分支，如圖中的分支5為角聯(lián)分支。僅有一條角聯(lián)分支的網路稱為簡單角聯(lián)網路；含有兩條或兩條以上角聯(lián)分支的網路稱為復雜角聯(lián)網路。角聯(lián)網路的特性是：角聯(lián)分支的風流方向是不穩(wěn)定的。,,,,復雜角聯(lián)網路,第三部分礦井通風壓力和通風阻力,一、空氣壓力表示一條水平巷道，在巷道內風流（空氣）能從A點向B點流動，是因為A點的壓力大于B點的壓力，由此可以引出兩個概念，一是A點或B點的壓力，稱為點壓力；二是A點與B點之間存在著壓力差。,礦井通風系統(tǒng),1.點壓力空氣的點壓力可以用絕對壓力和相對壓力來表示。1)絕對壓力：某點的絕對壓力是以真空為基準，以“0”壓為起算點所計量的壓力，所以，絕對壓力總是正值，其單位通常用帕（Pa）表示。通常說的大氣壓力就是指絕對壓力。一個標準大氣壓力值為101.325Pa。2)相對壓力：某點的相對壓力是以當?shù)氐拇髿鈮毫榛鶞仕嬎愕膲毫?。若大于當?shù)氐拇髿鈮毫Φ臑檎龎?，小于當?shù)氐拇髿鈮毫Φ臑樨搲?。故相對壓力有正值和負值之分。相對壓力的單位通常是帕（Pa）表示。,2.兩點壓力差由于A、B兩點壓力大小不相等，因而在A、B兩點之間就存在壓力差，由于這種壓力差是由礦井通風機或自然因素造成的，故壓力差又叫通風壓力。它是用來克服巷道通風阻力并使風流按照規(guī)定的風速流動的動力，其數(shù)值可以通過計算或儀器測定得到。,,二、井巷通風阻力當空氣沿井巷運動時，由于風流的粘滯性、慣性以及井巷周邊對風流的阻滯、擾動作用而形成的通風阻力，它是造成風流能量損失的原因。上面已經提到，通風機或自然因素所形成的通風壓力是用來克服礦井通風阻力的，所以通風壓力和通風阻力是作用力與反作用力的關系，即數(shù)值相等，作用方向相反，故通風阻力值就是礦井通風需要的風壓值。礦井通風阻力分為摩擦阻力和局部阻力兩類。,1.摩擦阻力空氣沿井巷流動時，由于流層之間的摩擦和流體與井巷周邊壁面之間的相互摩擦而產生的阻力稱為摩擦阻力（也稱沿程阻力），它與巷道斷面的大小、形狀、支架型式、巷道壁的粗糙程度有關。在礦井通風中，常用風流的壓能損失h摩來表示摩擦阻力。,2.局部阻力空氣流經井巷的某些局部地點（如井巷突然擴大、突然縮小，急轉彎以及分岔或匯合等），造成風流速度和方向的突然變化，導致均勻風流產生紊亂的渦流與撞擊，因而在局部地點產生的附加阻力稱為局部阻力。,式中RL—局部風阻,三、降低通風阻力的措施1）減小井巷摩擦阻力系數(shù)。對于服務年限長的主要井巷，應盡量采用巷道周壁表面光滑的支護方式，對于棚式支護，應盡量架設整齊，必要時背好幫頂?shù)龋?）保證有足夠大的井巷斷面。特別是主要進、回風流巷道斷面擴大對降低風阻效果明顯。3）盡量縮短通風路線長度。因為巷道的摩擦阻力與巷道長度呈正比，因此應盡量縮短風路的長度。4）避免巷道內風量過于集中。巷道摩擦阻力與風量的平方成正比，若巷道內風量過于集中，摩擦阻力會大大增加。因此，應盡可能使礦井的總進風早分開，使礦井的總回風晚匯合。5）降低局部阻力。應盡量避免巷道急拐彎，避免巷道斷面突然擴大、突然縮小，盡量避免在主要巷道內任意停放車輛、堆積木材、器材等。,小結1.礦井通風系統(tǒng)及包括哪些內容。2.礦井主要通風機的工作方式及適用條件。3.礦通風系統(tǒng)應滿足的基本要求。4..造成礦井通風不足的原因。5.降低通風阻力的措施。,,1.什么叫礦井通風系統(tǒng)？它包括哪些內容？2.礦井主要通風機的工作方式有幾種？各適用于什么條件？3.在瓦斯礦井中，主要通風機為什么常用抽出式通風？4.礦井的通風方式有幾種?各適用于什么條件?5.造成礦井通風不足的原因主要有哪些？6.降低通風阻力的措施有哪些？,復習思考題,