礦井通風百科

煤礦井下為什麼要進行通風？不進行通風不行嗎？經過實踐證明，不進行通風是不行的。因為井下要生產就要有人，人沒有氧氣就不能生存。其次人們在井下生產過程中不斷產生有毒有害氣體，如：一氧化碳、二氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、硫化氫、沼氣等，如果不排除這些氣體人們也無法生產。井下由於受地溫等因素的影響需要對井下惡劣氣候條件進行調節。

礦井通風-基本任務



（1）、供給井下足夠的新鮮空氣，滿足人員對氧氣的需要。

（2）、衝淡井下有毒有害氣體和粉塵，保證 安全生產。

（3）、調節井下氣候，創造良好的工作環境。

井下必須進行通風，不通風就不能保證 安全和維持生產。故礦井通風是礦井生產環節中最基本的一環，它在礦井建設和生產期間始終占有非常重要的地位。

礦井通風-類型



礦井通風係統由影響礦井 安全生產的主要因素所決定。根據相關因素把礦井通風係統劃分為不同類型。根據瓦斯、煤層自燃和高溫等影響礦井生產 安全的主要因素對礦井通風係統的要求，為了便於 管理、 設計和檢查，把礦井通風係統分為一般型、降溫型、防火型、排放瓦斯型、防火及降溫型、排放瓦斯及降溫型、排放瓦斯及防火型、排放瓦斯與防火及降溫型幾種，依次為1-8八個等級。

向井下連續輸送新鮮空氣，稀釋並排出有毒、有害氣體和粉塵,調節礦內小氣候，創造良好的工作環境,保證礦工安全與健康，提高勞動生產率。中國礦山安全條例與 01manbetx 01manbetx 規定：向井下供給新鮮風量一般每人不得少於4m3/min,在采掘工作麵進風風流中,按體積計算,O2不得低於20％，CO2不得超過0.5％；此外對井下各處的空氣成分、風速和氣溫，也都有相應規定（見礦井熱害，礦內空氣，礦塵，瓦斯）。

礦井通風-工作方式



主要扇風機工作方式，進、回風井的布置形式和通風網路的總稱。它對全礦的通風安全狀況具有全局性的影響，在擬定開拓係統時要一並考慮。中國已應用電子計算機優選通風係統。礦井通風方法有機械通風和自然通風。中國於17世紀就有利用自然通風和處理瓦斯的記載(見《天工開物》)。產生礦井自然通風的原因是礦井最低水平進、回風兩側靜止空氣柱單位麵積上的壓力不同，其壓差即礦井自然風壓,它主要由氣溫差引起。通常自然風壓值較小,且不穩定。機械通風是目前中國礦井的主要通風方法。日采1噸煤的 煤礦供風量達 1m3/min以上；年產萬噸礦石的金屬礦供風量達1～2m3/s以上。

礦井通風-礦井扇風機分類



按工作範圍分三種：用於全礦井或礦井某翼（區）的，叫主要扇風機，簡稱主扇；用於礦井某些分支風路中調節風量，幫助主扇工作的，叫輔助扇風機，簡稱輔扇；用於礦井局部地區（主要是獨頭掘進井巷）通風的，叫局部扇風機，簡稱局扇。

主扇分離心式和軸流式兩類：①離心式扇風機，由動輪，螺形機殼，吸風管和擴散器等組成，動輪又由固定在輪軸上的輪轂和其上的葉片組成（圖1）。葉片分前傾式、徑向式和後傾式三種，礦用離心式主扇多用後傾式。當動輪旋轉時，空氣由吸風管進入動輪的中心部分，折轉90·後,沿葉道甩入螺形機殼，再經擴散器流出。②軸流式扇風機，由裝有葉片的動輪、圓筒形機殼、集風器、整流器、流線體和擴散器等組成。為提高風壓，有的可安置兩段動輪。當動輪旋轉時，翼形葉片帶動空氣沿軸向流動，經擴散器排出。軸流式扇風機葉片，以一定的安裝角安設在動輪上，調整安裝角可改變風機性能。離心式扇風機結構簡單，噪聲小，穩定工作範圍大，但風量調節不便，必須用反風道反風。軸流式扇風機結構較緊湊，性能調節方便,調節範圍較大,可反轉反風；但噪聲大，穩定工作範圍小。


局扇也有軸流式和離心式兩類。前者體積小，使用安裝方便，便於串聯，應用廣泛，但噪聲大。對旋式軸流局扇是由葉片扭曲方向相反的兩個動輪構成，分別由兩個電動機帶動，旋轉方向相反，無整流葉片。這種局扇效率較高，噪聲較低。挖掘大斷麵長巷和開鑿立井時，常用離心式局扇通風。


主扇工作方式 有抽出式、壓入式和壓抽混合式三種。①抽出式通風。主扇安裝在回風井口，自礦井向外抽風，使整個通風係統處於比當地同標高大氣壓低的負壓狀態，各作業地點的汙風向回風道集中排出；缺點是當地麵塌陷區分布較廣，並和采空區相溝通時，會把塌陷區積存的有害氣體抽到井下，同時造成風流短路，減少礦井有效風量。②壓入式通風。主扇安裝在進風井口，向礦井內壓風，使整個通風係統處於比當地同標高大氣壓高的正壓狀態，一部分回風能從塌陷區把有害氣體排到地麵；缺點是須在進風段設置風門，影響運輸，漏風較大， 管理較難。③混合式通風。進、回風井口都裝有主扇，向礦內壓風並向外抽風。中國規定 煤礦主扇必須安裝在地麵；金屬礦的主扇可以安裝在地麵，也可安裝在井下。

局部通風 借主扇、局扇或引射器的風壓，用風筒、風牆、風障等引導風流設備，將新鮮風流導入作業地點，稀釋和排出汙風。主要用於井巷掘進。用主扇風壓進行局部通風的方法，稱全風壓通風，安全可靠， 管理較方便，但要有足夠的風壓。局扇通風是常用的掘進通風方法，有壓入式、抽出式和混合式三種。引射器通風是在風筒內每隔適當距離裝設若幹噴嘴，引入壓氣或高壓水，從噴嘴射出，推動風流。

瓦斯礦井中，局扇一旦停轉，巷道將聚集瓦斯。當再啟動電氣設備時，可能由於設備的防爆性能不好，產生火花，引起瓦斯爆炸。應將局扇開關和其他電氣設備總開關閉鎖，做到停風即停電；送風排瓦斯後，才給其他設備送電。

輔扇通風 在風量不足的分支風路中,安設輔扇,以提高風壓。保證風量。輔扇調節法機動靈活，簡單易行，金屬礦中使用較多；但 管理複雜。在瓦斯礦井中，必須慎重使用。輔扇通風方式有帶風牆和不帶風牆兩種，後者適用於阻力較小的分支風路。

進、回風井的布置形式 主要有中央式、對角式和混合式。中央式又分並列式和邊界式兩種（圖3）。前者進、回風井大致並列於井田走向的中央。後者進風井位於井田走向的中央，而回風井則位於井田淺部邊界走向的中央。對角式的進風井位於井田的中央（或兩翼），回風井在兩翼(或中央)；或進、回風井分別位於井田兩翼（圖4）。混合式是中央式和對角式的組合形式。





中央式一般基建費用少,投產快，地麵建築集中,便於管理，井筒延深方便，但風路長，漏風大,風阻大,電耗大。對角式風路短，風阻相對較小，電耗小，漏風少。

礦井通風-通風網路



礦井中常用串聯、並聯和角聯三種基本聯接形式，構成複雜的通風網路。①串聯，數條風路首尾相聯，無分支風路；②並聯，數條風路，有共同的分、合節點，中間無交叉風路；③角聯，並聯風路中間有若幹聯絡風路（對角風路）。並聯網路的優點是總風阻小，各分支風路獨立，風量易調節，通風效果好。角聯網路的對角風路風流不穩定，不易控製。在實際工作中，應盡量采用並聯網路。通風網路中各風路的風量，依風量、風壓平衡定律和阻力定律而自然分配。這些風流運動基本定律是解算通風網路和調節風量的理論依據。

礦井通風-礦井風量計算



根據礦井類型和規模不同，總風量從每分鍾幾百至幾萬立方米不等，各國計算風量都有各自的依據。中國礦井確定總風量的根據是：人的額定風量,CH4或CO2的湧出量( 煤礦),炸藥使用量,排塵風速,內燃機馬力數(金屬礦)，並要保證作業地點有害氣體、風速和氣溫符合 01manbetx 01manbetx 的規定。在含鈾、釷的礦井，還應保證井下空氣中氡及其子體的濃度符合規定。

井巷通風阻力主要有摩擦阻力和局部阻力。摩擦阻力是井巷周壁和風流互相摩擦以及氣流微團間的幹擾和摩擦而產生的阻力。局部阻力是風流流經井巷某些局部地點，因斷麵擴大或縮小、轉彎、分岔和堆積物堵塞等，改變風速、流向而產生的阻力。井巷的通風阻力h,無論是摩擦阻力、局部阻力或二者兼有,一般均可用通式h＝RQ2表示,R是井巷風阻(kgf.s2/m3),Q是風量(m3/s)。一個礦井的總風阻有時還用通風等積孔來表示，即用一個和風阻值相當的假想孔的麵積A(0.38/垨m2),來衡量礦井通風的難易程度。

礦井反風 當進風井或井底車場及其附近發生火災或瓦斯、煤塵爆炸時，大量有害氣體隨風流帶到各作業地點，危及人員安全。如能使風流反向，即可避免這種危險，故主扇均應裝有反風設施。方式有：①利用反風道和改變反風門位置反風；②軸流式扇風機還可用電動機換相的方法，使扇風機反轉反風；③中國有的礦井用兩台軸流式扇風機並列，一台備用，一台作抽出式運轉；當改變反風門的位置後，即從大氣吸入空氣，再經另一台扇風機的機體送入井下。

礦井通風-通風安全檢測儀表



氣體的檢測 可在井下取氣樣，在化驗室用氣體 03manbetx 儀測定，也可在現場用檢定管直接測定。管內裝有不同的化學指示劑，以檢測各種有害氣體。當氣體通過檢定管後，根據指示劑變色的深淺或長度,確定氣體的濃度。檢測CH4可用光學、熱催化式或熱導式檢定器。光學甲烷檢定器根據光幹涉原理製成，當充入含CH4的空氣時，光程差隨其濃度變化,幹涉條紋移動,位移量大小即表示CH4濃度。火焰安全燈是最早的CH4檢測工具。根據火焰長度變化,判定CH4濃度，測定範圍在4～5％以下。在玻璃燈罩上部有兩層金屬紗網,當CH4在燈內燃燒或爆炸時，火焰不會竄出燈外；當空氣缺氧時，燈即熄滅，可兼作測氧工具。

礦塵濃度和分散度的測定 ①礦塵濃度，中國用重量濃度(mg/m3)表示,用濾膜計重法測定。在抽氣機作用下,使一定體積的含塵空氣通過濾膜,礦塵被阻留於濾膜上，根據濾膜的增重和通過的空氣量計算礦塵濃度。各國還研製了多種快速測塵儀，如光電式、靜電式、光散射式、壓電晶體式和β射線式等，有的已被采用。②礦塵分散度，即粒度組成，分為重量分散度與數量分散度兩種。重量分散度多用沉降法測定；數量分散度可用顯微鏡觀測，也可用光電粒子計數器或粒譜儀測定。金屬礦山中普遍使用顯微鏡觀測。將采樣後的濾膜，放於瓷皿中，加少量醋酸丁酯溶劑，使濾膜溶解，塵粒均勻懸浮於溶液中，然後取一滴在載物玻璃片上製成樣品，在顯微鏡下按不同粒徑計算塵粒的數量。此外，中國最近已研製成長時間連續采樣的采樣器，可測定一個工班環境和個體接觸粉塵的平均濃度。測定礦塵中遊離二氧化矽的含量，可用焦磷酸化學 03manbetx 法等。

礦井通風-風速測量



主要用風表測量。常用的有葉式風表(圖5）和杯式風表。前者測低速(0.1～5.0m/s)或中速(0.5～10m/s),後者測高速(1.0～20m/s)。當風流吹動風葉或風杯時，帶動傳動機構使指針轉動。在一定時間內，風表指針前後指示數之差，經校正計算，即得風速。還可利用熱效應元件在風流中的熱損耗來測量風速，分熱線式、熱球式和熱敏電阻式三種，分別用金屬絲、熱電偶和熱敏電阻作熱效應元件，可測微風速。




礦井通風-壓力測量



風機房或硐室內用水銀氣壓計測大氣壓。非固定地點的大氣壓用空盒氣壓計或精密氣壓計測量。測風流的相對壓力或壓差可用皮托管和壓差計。根據測量範圍和所需精度分別選用 U型壓差計、單管傾斜壓差計或補償式微壓計,後者用於精密測量（圖6），它有兩個盛水容器，由膠管連通，其一可沿測微螺杆上下移動，另一有光反射觀測裝置，最小分度值為0.01mm H2O。


空氣溫度和相對濕度測量 可用普通溫度計測氣溫，用手搖濕度計或通風濕度計測相對濕度。



礦井通風-礦井通風構築物



引導、遮斷風流和控製風量的設施，是礦井通風係統中的重要設備。有：

風橋 進風道和回風道交叉處的構築物，隔開新風流和回風流。主要風橋用磚、石、混凝土等構築，或專門開鑿繞道。

風門 在既要隔斷風流,又要行人或通車的地點,需設置風門。在行人通車比較頻繁的主要運輸道上，應設置自動連鎖風門,利用各種動力,自動開啟或關閉。中國的自動風門有撞杆式、電動式、壓氣式、水壓式等。在需要調節風量的風道中，應安設調節風窗，可改變風窗麵積，調節風量。

風牆 在不允許風流通過，也不需行人通車的巷道，應設置風牆（密閉牆），遮斷風流。永久性擋風牆須用磚石、混凝土等構築。

風障 在獨頭巷道中引導風流的設施，是用磚、木板或帆布、塑料布等做成的縱向隔牆，將巷道隔成兩側，一側進風，一側回風。

礦井通風-發展趨勢



為加強通風安全的技術管理，在礦井空氣成分、風速及氣溫等條件的遙測和通風設備、設施的遙控等方麵的研究，取得很大進展。目前中國可從地麵集中監視井下各作業點的CH4濃度和風速，當某處CH4超過規定濃度時，能自動報警，並切斷電源。有的國家已研製成CH4、O2、CO、氣溫、風速、風壓等多參數遙測係統,用電子計算機處理遙測數據,還對主扇等設備的運轉，進行監控。
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