煤矿冬季自然风压对通风系统影响及其治理措施

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冬季自然风压对通风系统影响及其治理措施

执行时间：2017年12月10日矿长：咼

通防科措施审签表

会审意见:

冬季自然风压对通风系统影响及其治理措施

*************** 煤矿采用中央并列式的通风方式，通风方法为机械抽出式。随着矿井冬季冷空气的加剧，自然风压对矿井通风的影响也越来越大。主井时有反风现象，影响整个通风系统。因此，应掌握主井反风成因并提出针对性治理对策，解决主井反风问题，确保矿井安全生产。

一、自然风压的原理和影响

自然风压是由自然因素产生的一种风压，是人为不可抗拒的。矿井进、回风侧的空气柱是在自然因素的影响下发生重量的变化，因而产生压力差，即自然风压。空气柱重量的大小取决于空气柱的温度和高度，所以只要存在标高差的和气温差的井下联通巷道之间必然产生自然风压，自然压差影响整个通风系统。当矿井自然风压的方向与主要通风机的方向一致时，矿井自然风压帮助主要通风机通风，当矿井自然风压的方向与主要通风机的方向相反时，矿井自然风压就成为主要通风机的通风阻力，从而降低风机的通风能力。

矿井自然风压在一年之间是不断变化的。通过对矿井自然风压的计算可知，冬季自然风压为正，即自然风压方向与风机作用方向一致。夏季自然风压为负，对矿井通风系统而言，自然风压起一个阻力作用，不利于矿井通风系统稳定高效工作。

因此，在冬天，自然风压过大，要注意主斜井、副斜井通风量过大，

副斜井风流停滞或者回流，井内出现解冻现象；夏季，要注意昼夜自

然风压变化，调节好通风机通风量，防止风流停滞或回流，给矿井安

全带来隐患。

一、主井反风的主要原因：

1、地面主要通风机型号为FBCDZ^ 19/A 2X110型，额定风量

为1860-6060m3/min 。我矿井目前总风量为2000 m3/min 仅为通风机功率的30%，机械负压较小，冬季受自然风压影响较大（冷而重的空气向下流动，热而轻的空气向上流动）。

2、主井为我矿井主要运输系统，担负原煤提升任务，兼作进风

井；井口标高为+1706m,井底标高为+1464m,井口房采用半封闭式布置，装备一套DTL100/40/2X 250型钢绳芯胶带输送机，冬季井口平均温度为5 C,井底平均温度为1°C。主井机电设备多，运输煤炭过程中产生部分热量；

3、副斜井为我矿井辅助运输系统，担负材料、人员提升任务，

井口标高为+仃06.5m,井底标高为+1500m,主要进风井冬季井口平均温度为_2°C，井底平均温度为9^° +1500水平运行2台2X30kw 的局部通风机；

4、斜风井布置在+1580水平，冬季井口平均温度为8°C,井底平均温度为

16C。

众所周知，形成自然反风必须同时存在垂高差和密度差，而主井两个条件都具备，通过上述分析主井的温度明显高于副井，且副井运行了2 台的局部通风机，更加增大了自然风压的威力，主井井底落平点低于副井、斜风井且斜风井未落平至

+1500水平（只服务

于+1580水平东、西两翼)。

主井反风的主要原因是温度高于副井，高差明显高于副斜井和斜风井。

二、治理主井反风安全技术措施

1、降低主斜井的温度

(1)由于主井口是半封闭式的，打开侧门及卷帘门易或者在主井口风流入口安装

一组空调能降低主斜井的温度， (但是易造成主井设备损坏)，其次同时打开主副斜井联络巷的风门，这样增加的风速，降低了温度，使两井筒内温差减小；

2、增加副井入口风流的温度

在副井口增大暖风机的供热量，使入风流湿度增高。在每年的

月初至来年的4月初对对进风流进行加热，减少空气的密度差；

由于暖风机供热锅炉不可靠，时有供热不足现象，因此根据我矿实际情况制定以下几点建议；

(1)适当增加副斜井的风阻如：在副井口增设一组全断面棉布帘

子，底部留设0.5?1m的通风断面，(但是不符合煤矿安全规程关于防灭火的相关规定)；

(2)购买功率较大的热风幕悬挂在副井口；

(3)在购买一台锅炉专供暖风机冬季使用；

(4)尽快对副井口进行改造，对副井口内合理的布置加热设备；

自然风压测定方法

第一节自然风压一、自然风压的形成及特性如图4-1所示为一个没有通风机工作的矿井。风流从气温较低的井筒进入矿井，从气温较高的井筒流出。不仅如此，在正在开凿的立井井筒中，冬季风流会沿井筒中心一带进入井下，而沿井壁流出井外；夏季风流方向正好相反。这是由于空气温度与井筒围岩温度存在差异，空气与围岩进行热交换，造成进风井筒与回风井筒、井筒中心一带与井壁附近空气存在温度差，气温低处的空气密度比气温高处的空气密度大，使得不同地方的相同高度空气柱重量不等，从而使风流发生流动，形成了自然通风现象。我们把这个空气柱的重量差称为自然风压H 自。由上述可见，如果把地表大气视为一个断面无限大、风阻为零的假想风路，则可将通风系统视为一个有高差的闭合回路，由自然风压的形成原因，可得到其计算公式： H 自=?2 0 1gdz ρ－?5 3 2gdz ρ，Pa （4-1）式中 Z ——矿井最高点到最低点间的距离，m ； g ——重力加速度，m/s 2； ρ1、ρ2——分别为0-1-2和5-4-3井巷中dz 段空气密度，kg 3/m 3。由于空气密度ρ与高度Z 有着复杂的函数关系，因此用式（4-1）计算自然风压比较困难。为了简化计算，一般先测算出0-1-2和5-4-3井巷中空气密度的平均值ρ均进、ρ均回，分别代替式（4-1）中的ρ1和ρ2，则式（4-1）可写为：Ｈ自＝（ρ均进－ρ均回）g Ｚ，Pa （4-2）三、自然风压的测定生产矿井自然风压的测定方法有两种：直接测定法和间接测定法。 1.直接测定法

矿井在无通风机工作或通风机停止运转时，在总风流的适当地点设置临时隔断风流的密闭，将矿井风流严密遮断，而后用压差计测出密闭两侧的静压差，该静压差便是矿井的自然风压值。或将风硐中的闸门完全放下，然后由风机房水柱计直接读出矿井自然风压值（如图4-2所示）。 2.间接测定法以抽出式通风矿井为例。如图4-3所示的抽出式通风矿井，因风硐中通风机入口风流的相对全压h全与自然风压H自的代数和等于矿井的通风阻力，即 h全+H自=RQ2（4-3）式中R——矿井总风阻，Ns2/m8； Q——矿井总风量，m3/s。所以首先在通风机正常运转时，测出矿井总风量Q及通风机入风口处风流的相对全压h全，而后停止主要通风机的运转，若有自然风流，立即测出自然风流的风速v自，计算出

通风系统优化方案

通风系统优化方案平禹煤电公司一矿编制：陈占旭 2009年5月8日

一、矿井概况平禹一矿位于禹州市北9km，郑平公路两侧。井田西起小王庄断层，东至315勘探线，北至二1煤层露头及魏庄断层为界，南到黑水河断层、肖庄断层，即-800m水平，东西长8km，井田面积10.5km2。平禹一矿始建于1969年，1976年10月投产。设计生产能力60万吨/年，经过多次技术改造，2005年实际生产能力达100万吨/年，矿井二1、二3两层煤。主采二1煤层，煤厚0.99—12.55m，平均5.69m，一般4.0---7.0m，井田西北有一条封闭型的断层，造成局部瓦斯富存量较大，在开采过程中，由于二1、二3煤层间距较小，易出现未采煤层瓦斯释放到开采煤层的现象；二3煤层较薄平均厚度在1.8m左右。矿井为低瓦斯矿井。平禹一矿，地质构造处于白沙向斜的东北部。矿区北、西、南三面环山，为一向东南开阔的“箕形”向斜汇水盆地。多次受水灾的危害，造成矿井巷道普遍压力大，巷道变形快，有效通风断面小，通风阻力大，维护周期短。目前矿井正处于东区水灾复矿阶段。矿井运输、回风大巷、采区上、下山及车场采用砌硂、U型钢、裸巷、锚喷、锚网、工字钢等多种支护形式，由于受压力和顶板（顶板破碎严重）条件影响，巷道变形较大，

一定程度上影响通风。矿井目前的通风系统为中央边界抽出式，主要通风机为FBCDZNo26型对旋式，一台使用，一台备用，转速740r/min,风机叶片安装角度为-9/-9o,配用电机功率为2*355KW，两条立井进风和一条斜井进风，一条并联回风斜井:1、新鲜风流由副井（主井）进入主石门、东西大巷，经采区运输上山供给各采面、掘进工作面，乏风流经采区轨道上山进入采区回风巷，经风井由主要通风机抽出地面。2新鲜风流由明斜井进入三采区，经采区运输上山供给各采面、掘进工作面，乏风流经采区轨道上山进入采区回风巷，经风井由主要通风机抽出地面。掘进工作面采用局部通风机压入式通风。二、矿井通风系统优化改造的必要性平禹一矿目前总进风量为5416m3/min,总回风量5703m3/min（风速为9.70 m3/s，超过最高允许风速8m3/s），风机房水柱记读数为3000Pa。主石门的供风量为3547m3/min（风速为6.03m3/s，接近最高风速8m3/s），明斜井的供风量为1869m3/min（风俗为3.80m3/s）。东翼实际进风量为2629m3/min。设计风量为（各地点）1160*（通风系数）1.2+300（一采区下车场至明斜井之间避免出现盲巷和风路絮乱情况）=1692m3/min。目前有效用风地点为2个扒修工作面（三皮带下山扒修需风量为

矿井主扇风机选型计算

XX煤矿主通风系统选型设计说明书一、XX矿主要通风系统状况说明根据我矿通风部门提供的原始参数：目前矿井总进风量为2726m3/min，总排风量为2826m3/min，负压为1480Pa，等积孔1.46㎡。16采区现有两条下山，16运输下山担负采区运输、进风，16轨道下山担负运料、行人和回风。我矿现使用的BDKIII-№16号风机2×75Kw，风量范围为25-50m3/S，风压范围为700-2700Pa，已不能满足生产需要。随着矿井往深部开采及扩层扩界的开展，通风科提供数 :6743m3/min，最大负压据要求：矿井最大风量Q 大 :2509Pa。现在通风系统已不能满足生产要求，因此需对H 大主通风系统进行技术改造。二、XX煤矿主通风系统改造方案根据通风科提供的最大风量6743m3/min，最大负压2509Pa，经选型计算，主通风机需选用FBCDZ-№25号风机2×220Kw。由于新选用风机能力增加，西井风机房低压配电盘、风机启动柜等也需同时改造。本方案中，根据主通风机选用的配套电机功率，选用高压驱动装置。即主通风系统配置主通风机2台，高压配电柜6块，高压变频控制装置2套，变压器1台。

附图：主通风机装置性能曲线图附件：主通风机选型计算

附件：主扇风机选型计算根据通风科提供数据，矿井需用风量为Q:67433/min m ，通风容易时期负压min h :1480Pa ，通风困难时期负压max h :2509Pa,矿井自然风压z h :±30Pa 。 1、计算风机必须产生的风量和静压（1）、通风机必须产生的风量为 f l Q K Q ==67433/min m =112.43/m s （2）根据通风科提供数据，在通风容易时期的静压为1480Pa ，在通风困难时期的静压为2509Pa 。 2、选择通风机型号及台数根据计算得到的通风机必须产生的风量，以及通风容易时期和通风困难时期的风压，在通风机产品样本中选择合适的通风机。可选用FBCDZ-8-№25轴流通风机2台，1台工作，1台备用。风机转速为740r/min 。 3、确定通风机工况点（1）计算等效网路风阻和等效网路特性方程式通风容易时期等效网路风阻 21min /s f R H Q ==1480/112.42 =0.1171(N ·S 2)/m 8 通风容易时期等效网路特性方程式 h=0.1171Q 2 通风困难时期等效网路风阻

通风安全学期末考试题及参考答案

年第一学期期末考试试题（卷）姓名：学号：装订线装订线以内不准作任何标记装订线 3000 n=630 n=560 2000 1000 40Q 60 Q/m .s R R' M M 3 -11H /P a 01 =51.5 题3 题4 4 如图所示的并联风网，已知各分支风阻：R 1＝，R 2＝ N ·s 2/m 8，总风量Q ＝48 m 3 /s ，巷道断面的面积均为5 m 2 ，求：（10分）（1）分支1和2中的自然分配风量Q 1和Q 2；（2）若分支1需风量为15 m 3 /s ，分支2需风量为33 m 3 /s ，若采用风窗调节，试确定风窗的位置和开口面积。 5 某矿通风系统如图所示，各进风井口标高相同，每条井巷的风阻分别为，R 1=，R 2= ， R 3=，R 4=，R 5=，单位为N 2 S/m 8 。矿井进风量为100 m 3 /s ：（15分）（1）画出矿井的网络图；（2）计算每条风路的自然分配风量；（3）计算矿井的总风阻。一、名词解释（20分；每个2分） 1专用回风巷；2 瓦斯积聚；3 被保护层；4煤的自然发火期；5 外因火灾 6瓦斯涌出不均衡系数；7相对瓦斯涌出量；8瓦斯爆炸感应期；9等积孔；10自然风压二、简答题（35分；每个7分,任选5题） 1降低通风阻力的措施有哪些 2简述中央式通风系统及其适用性. 3防止煤炭自燃的开采技术措施有哪些 4影响瓦斯涌出量的因素有哪些 5影响煤尘爆炸的因素 6地面防水措施主要有哪些三、计算题（35分） 1某矿瓦斯风化带深170m ，采深240m 时相对瓦斯涌出量为t ，300m 时为 m 3 /t ，预测360m 时的相对瓦斯涌出量为多少。（5分）

自然风压计算

第四章通风动力本章重点与难点 1、自然风压的产生、计算、利用与控制 2、轴流式和离心式主要通风机特性 3、主要通风机的联合运转 4、主要通风机的合理工作范围欲使空气在矿井中源源不断地流动，就必须克服空气沿井巷流动时所受到的阻力。这种克服通风阻力的能量或压力叫通风动力。由第二章可知，通风机风压和自然风压均是矿井通风的动力。本章将就。对这两种压力对矿井通风的作用、影响因素、特性进行分析研究，以便合理地使用通风动力，从而使矿井通风达到技术先进、经济合理，安全可靠。第一节自然风压一、自然风压及其形成和计算自然风压与自然通风图4-1-1为一个简化的矿井通风系统，2-3为水平巷道，0-5为通过系统最高点的水平线。如果把地表大气视为断面无限大，风阻为零的假想风路，则通风系统可视为一个闭合的回路。在冬季，由于空气柱0-1-2比5-4-3的平均温度较低，平均空气密度较大，导致Array两空气柱作用在2-3水平面上的重力不等。其重力之差就是该系统的自然风压。它使空气源源不断地从井口1流入，从井口5 流出。在夏季时，若空气柱5-4-3比0-1-2 温度低，平均密度大，则系统产生的自然风压方向与冬季相反。地面空气从井口5 流入，从井口1流出。这种由自然因素作用而形成的通风叫自然通风。图4—1—1 简化矿井通风系统由上述例子可见，在一个有高差的闭合回路中，只要两侧有高差巷道中空气的温度或密度不等，则该回路就会产生自然风压。根据自然风压定义，图4—1—1所

示系统的自然风压H N 可用下式计算： gdZ gdZ H N ?? -= 5 322 1ρρ 4-1-1 式中 Z —矿井最高点至最低水平间的距离，m ； g —重力加速度，m/s 2； ρ1、ρ2—分别为0-1-2和5-4-3井巷中dZ 段空气密度，kg/m 3。由于空气密度受多种因素影响，与高度Z 成复杂的函数关系。因此利用式4-2-1计算自然风压较为困难。为了简化计算，一般采用测算出0-1-2和5-4-3井巷中空气密度的平均值ρm1 和ρ m2，用其分别代替式 4—1—1中的ρ 1 和ρ2，则(4-1-1)可写为： H Zg N m m =-()ρρ12 4-1-2 二、自然风压的影响因素及变化规律自然风压影响因素由式4-1-1可见，自然风压的影响因素可用下式表示： H N =f (ρZ ）=f [ρ(T,P ,R ，φ)Z ] 4-1-3 影响自然风压的决定性因素是两侧空气柱的密度差，而影响空气密度又由温度T 、大气压力P 、气体常数R 和相对湿度φ等因素影响。 1、矿井某一回路中两侧空气柱的温差是影响H N 的主要因素。影响气温差的主要因素是地面入风气温和风流与围岩的热交换。其影响程度随矿井的开拓方式、采深、地形和地理位置的不同而有所不同。大陆性气候的山区浅井，自然风压大小和方向受地面气温影响较为明显；一年四季，甚至昼夜之间都有明显变化。由于风流与围岩的热交换作用使机械通风的回风井中一年四季中气温变化不大，而地面进风井中气温则随季节变化，两者综合作用的结果，导致一年中自然风压发生周期性的变化。图4-1-2曲线1所示为某机械通风浅井自然风压变化规律示意图。对于深井，其自然风压受围岩热交换影响比浅井显著，一处四季的变化较小，有的可能不会出现负的自然风压，如图4-1-2曲线2所示。图4—1—2 2、空气成分和湿度影响空气的密度，因而对自然风压也有一定影响，但影响较

矿井通风系统调整优化方案及安全技术措施

×××××煤矿矿井通风系统调整方案及安全技术措施措施名称：矿井通风系统调整方案及安全技术措施编制人：×××× 矿长：×××× 编制单位：×××安技科编制时间：2013年6月29日

安全技术措施审批意见表

矿井风量调整方案及安全技术措施因+500水平巷道即将贯通形成通风回路，为确保全矿井通风可靠，对井下采掘工作面以及主要通风巷的风量进行重新分配和调整，为使整个调风工作能顺利进行，特制定具体实施方案以及相关管理措施，请有关单位和部门遵照执行：一、计划调风日期：预计贯通日期为2013年7月5日，巷道贯通后应立即停止井下作业，构筑通风设施，调整通风系统。二、采掘工作面风量计算：（一）、采煤工作面风量计算： 1、按瓦斯（或二氧化碳）涌出量计算 ①按瓦斯涌出量计算回采工作面回风流中瓦斯的浓度不超过0.75%的要求计算： Q采＝q瓦采×K采/c 式中：q瓦采—回采工作面绝对瓦斯涌出量，m3/min； K采—采面瓦斯涌出不均衡通风系数。通常机采工作面取1.2～1.6；炮采工作面取1.4～2.0； K采=1.5。 c—回采工作面正常生产时工作面及回风流中允许的最大瓦斯浓度， c取0.75%。根据兵团发改委对我矿2011年《矿井瓦斯等级鉴定结果》的批复，矿井绝对瓦斯涌出量为0.41m3/min，且相对瓦斯涌出量为1.82m3/t，属低瓦斯矿井。则：Q采＝q瓦采×K采/c＝0.41×1.5/0.75%＝82 m3/min ②按二氧化碳涌出量计算回采工作面回风流中二氧化碳的浓度不超过1%的要求计算： Q采=q采×KCO2/c

式中：Q采—回采工作面实际需要风量，m3/min q采—回采工作面回风巷风流中二氧化碳的平均涌出量m3/min。 Kco2涌出不均衡通风系数—通常机采工作面取1.2～1.6；炮采工作面取1.4～2.0；水采工作面取2.0～3.0， Kco2=1.5。 c—回采工作面正常生产时工作面及回风流中允许的最大二氧化碳浓度，c取1%。根据兵团发改委对我矿2011年《矿井瓦斯等级鉴定结果》的批复，二氧化碳绝对涌出量为0.83 m3/min，二氧化碳相对涌出量为3.63m3/t。则：Q采=q采×KCO2/c＝0.83×1.5/1%＝124.5 m3/min 2、按工作面进风流温度计算需风量采煤工作面应有良好的气候条件，其气温与风速的关系应符合下表的要求：工作面空气温度与风速对应表长壁工作面实际需要风量，按下式计算： Q采＝60×V采×S采×K采式中：Q采—采煤工作面需要风量，m3/min； V采—采煤工作面适宜的风速，v=1.0m/s； S采—采煤工作面的平均面积，s=7.4㎡平均断面积可按最大和最小控顶时有效断面的平均值计算； K长—采煤工作面长度风量系数，按下表取：

通风计算题

五、计算题 1、在某一通风井巷中，测得1、2两断面的绝对静压分别为101324.7 Pa 和101858 Pa ，若S 1=S 2，两断面间的高差Z 1-Z 2=100米，巷道中ρm12=1.2kg/m 3，求：1、2两断面间的通风阻力，并判断风流方向。解：假设风流方向从1到2，列能量方程： H r12=(P 1-P 2)+(v 12ρ1/2- v 22ρ2/2)+(Z 1-Z 2) ρg =(101324.7-101858)+0+100×1.2×9.81 =643.9J/m 3 由于其阻力值为正，所以原假设风流方向正确。从1到2。 2、某矿井为中央式通风系统，测得矿井通风总阻力h Rm =2800Pa ，矿井总风量Q =70m 3/s ，求矿井总风阻R m 和等积孔A ，评价其通风难易程度。解：Rm=h Rm /Q 2=2800/702=0.571Ns 2/m 8 A= m R 19.1= 571 .019.1=1.57m 2 由于1

自然通风综述

建筑自然通风的研究与应用现状（姓名：学号：）摘要：在建筑能耗越来越大的今天，自然通风是重要的绿色建筑被动式设计策略，对于节能减排，提高建筑环境舒适度和改善室内空气品质等方面具有至关作用。本文主要针对自然通风的特点和原理、自然通风的影响因素以及目前自然通风的研究方法进行具体总结，最后在目前自然通风的研究现状下，写出自己以后对自然通风更深一步研究想法。关键字：建筑能耗，自然通风，特点和原理，影响因素，研究方法，研究想法 0引言改革开放以来，人们的生活水平在不断的提高，居住环境条件也在不断的改善，因此，建筑能耗也越来越大。在一些发达国家，建筑能耗占社会总能耗的比例为30%~40%，这其中又以暖通空调能耗所占的比例最高。在我国，近十年来建筑能耗总量正以惊人的速度在增长。2001年，社会总能耗中的27.6%是建筑能耗，现在这个比例差不多达到30%。据预测，当2020年时，这个比例将达到35%，而建筑能耗中的60%~70%将是空调系统的能耗。为了降低能耗,许多建筑采取了减少通风量,尤其是减少新风量并增加房间密闭性等措施,再加上运行管理不善及室内建筑装饰材料散发的挥发性有机混合物的增加,导致室内空气质量恶化,使人感到精神的压抑和烦躁，甚至会导致一系列健康问题，如“病态建筑综合症”。自然通风作为一种节能的通风技术，一种有效的被动式制冷手段，它利用可再生能源（风能）来降低室内温度，带走室内湿气，降低了不可再生能源的消耗，有利于减少建筑能耗，它是建筑节能领域里最廉价的技术措施之一。因为室内四季的负荷变化受室外气候条件的影响很大，因此在很多情况下，采用合理的通风技术既可以满足室内人员对舒适度的要求，又减少空调系统的运行时间。做到建筑与景观发展，自然与人和谐共生的境界。 1 自然通风的特点及原理 1.1自然通风的特点自然通风是一种比较经济的通风方式。它不消耗动力,也可获得较大的通风换气量,简单易行,节约能源,有利于环境保护,被广泛应用于工业和民用建筑中。国内外对自然通风的概念或描述不尽相同,但总体来说,所谓自然通风,其共同的特点是依靠室外风力造成的风压和室内外空气温度差造成的热压使空气流动,以达到提供给室内新鲜空气,稀释室内气味和污染物,除去余热和余湿的目的。在建筑物中应用自然通风技术,主要包括以下优点①节能②排除室内废气污染物,消除余

通风系统的自然风压计算

通风系统的自然风压测算（补充）掌握通风系统最大和最小自然风压对提高矿井通风管理水平至关重要。测算自然风压是通风管理主要工作内容之一。测算自然风压一般应在每年的高温和寒冷季节进行，也可以与阻力测定结合进行。测定通风系统自然风压，首先要确定通风系统的最低和最高标高值，以最低标高将通风系统分为进风和回风两部分，分别测算进、回风侧最低与最高标高之间空气柱的位能。如图A ，1－2－3－4－5－6－7－8为通风系统，最低标高为5－6水平，最高标高为风机入口8点，0点为进风井筒的垂直延长线与过8点水平线的交点，则进风侧空气柱为0－1－2－3－4－5，回风侧空气柱为6－7－8。测算自然风压时，进、回风侧的空气柱的上下标高要取相同值。图A 测算通风系统自然风压测点布置准确测算空气密度和减小测段高度是准确测算自然风压的关键。为了准确地测算进回风侧空气柱的平均密度，应在密度变化较大的地方，如井口、井底、倾斜巷道的上下端及风温变化较大的地方布置测点，将进回、风侧分为若干个测段，并在较短的时间内测出各点风流的绝对静压力P 、干湿球温度t d 、t w 、相对湿度?。测算各个测段的高度和平均空气的密度，然后采用高度加权法计算进、回风侧的空气柱重量。自然风压H N 公式如下： )( ∑∑-=mj j mj i n Z Z g H ρρ 1 式中：Z i , Z j ― 分别是进风段i 和回风段j 的高度，m ； ρmi ，ρmj ―进风段i 和回风段j 内空气平均密度，kg/m 3 ；每个测段可设若干个测定密度的测点，测段密度的平均值为： ρρm i i n n ==∑11 2 最低标高线

通风系统专项整治实施方案

通风系统专项整治实施方案按照《省人民政府关于强化煤矿瓦斯防治攻坚进一步加强煤矿安全生产工作的意见》（黔府发〔2020〕3号）、《国家煤矿安监局关于开展“一通三防”专项监察的通知》（煤安监监察〔2020〕2号）以及《贵州煤矿安监局省能源局关于印发贵州省煤矿“一通三防”全覆盖专项监察实施方案的通知》（黔煤安监办函〔2020〕31号）要求，为推动煤矿优化通风系统，提高煤矿通风系统防灾抗灾能力，制定本方案。一、整治时间及对象（一）整治时间：2020年3月至12月。（二）整治对象：全省正常生产建设煤矿。二、工作目标通过深入排查全省煤矿通风系统存在的缺陷和突出问题，严厉打击煤矿通风系统不完善、不可靠仍然组织生产作业等重大违法行为，推动煤矿构建“系统合理、设施完好、风量充足、风流稳定”的通风系统，提升煤矿通风系统可靠性、合理性、稳定性，提高煤矿通风系统防灾抗灾能力，为防止煤矿安全生产事故提供系统保障。三、整治内容及责任分工

（一）整治内容。一是机构制度不健全。机构设置、人员配备不到位，通风安全生产责任制、操作规程和管理制度不健全等。二是通风系统不完善。采区进回风巷未贯穿整个采区，存在一段进风一段回风，采掘工作面违规串联通风、无风、微风、循环风作业；突出煤层采区没有独立回风系统、未实现分区通风，准备采区突出煤层掘进巷道回风经过有人作业的其他采区回风巷，突出煤层揭煤前系统未独立,掘进工作面进风侧未安设至少两道联锁的正向风门和两道反向风门等。三是设备设施不完好。矿井未安装2套同等能力主通风机和主通风机监测系统，通风设施质量和构筑位置不符合要求，掘进工作面风机不能满足“三专两闭锁”和“双风机、双电源”且自动切换规定等。四是通风管理不到位。未按规定进行主要通风机性能测试、通风阻力测定和矿井通风能力核定，井下各用风地点风量、风速不能满足要求，主要通风机、防爆门和反风设施未按规定检查，仪器仪表未按规定检验。五是技术资料不全，通风系统图等图纸不符合实际，没有通风值班记录、测风记录、通风情况旬报和月报等，未按规定制定计划停风安全技术措施和调风安全技术措施，未按规定召开通风工作例会。六是瓦斯超限作业、瓦斯超限未按规定停电撤人、停风区中瓦斯浓度或者二氧化碳浓度超过3%时未制定安全排放瓦斯措施经矿总工程师批准后实施。（二）责任分工。由省能源局、贵州煤矿安监局牵头组织开

矿井通风阻力计算方法

矿井通风阻力第一节通风阻力产生的原因当空气沿井巷运动时，由于风流的粘滞性和惯性以及井巷壁面等对风流的阻滞、扰动作用而形成通风阻力，它是造成风流能量损失的原因。井巷通风阻力可分为两类：摩擦阻力(也称为沿程阻力)和局部阻力。一、风流流态（以管道流为例）同一流体在同一管道中流动时，不同的流速，会形成不同的流动状态。当流速较低时，流体质点互不混杂，沿着与管轴平行的方向作层状运动，称为层流(或滞流)。当流速较大时，流体质点的运动速度在大小和方向上都随时发生变化，成为互相混杂的紊乱流动，称为紊流(或湍流)。(降低风速的原因) (二)、巷道风速分布由于空气的粘性和井巷壁面摩擦影响，井巷断面上风速分布是不均匀的。在同一巷道断面上存在层流区和紊区，在贴近壁面处仍存在层流运动薄层，即层流区。在层流区以外，为紊流区。从巷壁向巷道轴心方向，风速逐渐增大，呈抛物线分布。巷壁愈光滑，断面上风速分布愈均匀。第二节摩擦阻力与局部阻力的计算一、摩擦阻力风流在井巷中作沿程流动时，由于流体层间的摩擦和流体与井巷壁面之间的摩擦所形成的阻力称为摩擦阻力(也叫沿程阻力)。由流体力学可知，无论层流还是紊流，以风流压能损失（能量损失）来反映的摩擦阻力可用下式来计算： H f =λ×L/d×ρν2/2pa λ——摩擦阻力系数。 L——风道长度，m

d——圆形风管直径，非圆形管用当量直径； ρ——空气密度，kg/m3 ν2——断面平均风速，m/s； 1、层流摩擦阻力：层流摩擦阻力与巷道中的平均流速的一次方成正比。因井下多为紊流，故不详细叙述。 2、紊流摩擦阻力：对于紊流运动，井巷的摩擦阻力计算式为： H f =α×LU/S3×Q2 =R f×Q2pa R f=α×LU/S3 α——摩擦阻力系数，单位kgf·s2/m4或N·s2/m4，kgf·s2/m4=9.8N·s2/m4 L、U——巷道长度、周长，单位m； S——巷道断面积，m2 Q——风量，单位m/s R f——摩擦风阻，对于已给定的井巷，L，U，S都为已知数，故可把上式中的α，L，U，S 归结为一个参数R f，其单位为：kg/m7 或N·s2/m8 3、井巷摩擦阻力计算方法新建矿井：查表得α→h f→R f 生产矿井：已测定的h f→R f→α，再由α→h f→R f 二、局部阻力由于井巷断面，方向变化以及分岔或汇合等原因，使均匀流动在局部地区受到影响而破坏，从而引起风流速度场分布变化和产生涡流等，造成风流的能量损失，这种阻力称为局部阻力。由于局部阻力所产生风流速度场分布的变化比较复杂性，对局部阻力的计算一般采用经验公式。 1、几种常见的局部阻力产生的类型：（1）、突变紊流通过突变部分时，由于惯性作用，出现主流与边壁脱离的现象，在主流与边壁之间形成涡漩区，从而增加能量损失。

通风系统优化方案

xxxxxx煤业有限公司 2014年通风、抽放系统优化方案科长：分管领导：通风科 2013-11-19

2014年通风系统优化方案为进一步完善通风系统，保证矿井通风系统完善、合理、稳定可靠，现根据我公司井下通风系统现状，特制定2014年矿井通风系统优化调整方案。一、矿井通风基本情况矿井采用两翼对角抽出式和采区小风井独立进、回风相结合的通风系统。进风井有三个，即主井、副井和12区进风井；回风井有三个，即11区、12区、14区回风井。我公司为高瓦斯矿井。 11区回风井担负11采区上、下山及15采区开拓供风，12区回风井担负12采区供风，14区回风井担负14采区供风。11区回风井安装FBCDZ№.18-2×110型主通风机两台，电机功率为2×110Kw；12区回风井安装FBCDZ№.16/2×55型主通风机两台，电机功率2×55Kw/台；14区回风井安装FBCDZ№.18-2×110型主通风机两台，电机功率分别为2×110Kw；每个风井两台主通风机，互为备用。矿井等积孔2.85m2，通风难易程度为容易，总进风量为6258m3/min，矿井总回风量为6387m3/min，矿井有效风量为5810m3/min。现11采区及14采区风量、负压不匹配。二、系统优化的目的减小通风阻力、提高通风能力，力求通风系统简单可靠，

提高矿井防灾、抗灾能力，确保矿井安全生产。三、通风系统存在的问题（一）部分采区通风负压大，其原因是： 1、11区、12区、14区的主要进、回风巷部分段巷道喷浆层脱落、巷道底板隆起，造成巷道断面小、回风阻力大。 2、15采区未形成独立的通风系统，现15采区通风采取压入式通风，风机安设在11采区大煤仓向东35米处，增加了11采区的通风负担，使11采区通风负压偏大。 3、我公司属典型的“三软”煤层，工作面上下巷巷道受采动影响极易底鼓、变型。（二）采区变电所未形成独立通风系统： 1、15采区未形成独立通风系统。 2、12区、14区采区变电所目前没有形成独立的通风系统。四、通风系统优化方案和计划针对以上问题，特制定矿井通风系统优化改造方案：（一）通风系统主要优化方案 1、矿井主要进回风巷道局部地段变形严重，影响巷道的通风断面，增加了通风阻力，需要对其进行扩修。2012年对矿井主要进回风巷扩修了1200米；2013年截至目前已扩修了750米，预计年底完成850米；2014年计划对矿井主要进回风巷进行扩巷降阻1050米。

自然风压

为了将地面新鲜空气不断输送到井下，并克服井巷阻力而流动，使工作面获得所需风量，矿井通风系统中必须有足够的通风动力。矿井通风的动力有两种：自然风压（称自然通风）和扇风机风压（即机械通风）。一、矿井自然通风的基本概念在非机械通风的矿井里常常观测到，风流从气温较低的井筒经工作面流到气温较高的井筒。这主要是由于风流经过井巷时与岩石发生了热量交换，进、回风井里的气温出现差异，回风井里的空气密度小，因而两个井筒底部的空气压力不相等，其压差就是所谓的自然风压H n。在自然风压的作用下风流不断流过矿井，形成自然通风过程。如图1所示，p o为竖井口标高处的大气压。如果在夏天，地面气温较高，如图1（a）所示的矿井里，p2＞ p1，就会出现与冬天相反方向的自然通风，如虚矢线所示。不难设想，由于地面气温的变化，也会导致p2 = p1，因而自然通风停止。在山区用平硐开拓的矿井，未安主扇通风时，经常可以见到自然通风风向的变化，有时风流停滞。这就表明，完全依靠自然通风，不能满足安全生产的要求。图1 自然通风对于一个有主扇通风的矿井，由于上述自然因素的作用，自然通风压依然存在。设若主扇在回风井抽出式或在进风井压入式工作，当炎热季节温度颇高的地面空气流入进风井巷后，其热量虽然已经不断传给岩石，但通常仍然形成进风井里的空气密度还低于回风井里的空气密度，这时自然风压的方向就与扇风机通风的方向相反，扇风机风压不仅要用来克服井巷通风阻力，而且还要克服反向的自然风压。冬季情况正好相反，自然风压能够帮助扇风机去克服井巷通风阻力。从上述自然通风形成的原因也可以说明，即使只有一个出口的井筒或平硐，也可能形成自然通风。冬天，当井筒周壁不淋水，就可能出现井筒中心部下风而周围上风的现象；夏天，却可能出现相反的通风方向。大爆破后产生大量温度稍高的有毒有害气体以后，特别

通风系统专项整治实施方案(1)

附件1 通风系统专项整治实施方案按照《省人民政府关于强化煤矿瓦斯防治攻坚进一步加强煤矿安全生产工作的意见》（黔府发〔2020〕3号）、《国家煤矿安监局关于开展“一通三防”专项监察的通知》（煤安监监察〔2020〕2号）以及《贵州煤矿安监局省能源局关于印发贵州省煤矿“一通三防”全覆盖专项监察实施方案的通知》（黔煤安监办函〔2020〕31号）要求，为推动煤矿优化通风系统，提高煤矿通风系统防灾抗灾能力，制定本方案。一、整治时间及对象（一）整治时间：2020年3月至12月。（二）整治对象：全省正常生产建设煤矿。二、工作目标通过深入排查全省煤矿通风系统存在的缺陷和突出问题，严厉打击煤矿通风系统不完善、不可靠仍然组织生产作业等重大违法行为，推动煤矿构建“系统合理、设施完好、风量充足、风流稳定”的通风系统，提升煤矿通风系统可靠性、合理性、稳定性，提高煤矿通风系统防灾抗灾能力，为防止煤矿安全生产事故提供系统保障。三、整治内容及责任分工 — 1 —

矿井通风习题课

4-1 自然风压是怎样产生的?进、排风井井口标高相同的井巷系统内是否会产生自然风压？解答略。 4-4 如图(题4-4)所示的井巷系统，各点空气的物理参数如下表，求该系统的自然风压。题4-4图解：第一步利用下面的公式计算各测点的空气密度。 0.3780.003484 (1)273s P P t P ?ρ=-+ 因测点0温度为-5℃，无法在附录二中查到该温度下的饱和水蒸气分压，可在附录四i-d 曲线图中查找得-5℃下饱和蒸汽分压为400Pa ，其余测点数据均可在附录二中查到，计算结果见下表：因测点高差不同，因此采用高度加权平均求平均密度。进风侧平均空气密度为：

3 m0-301Z 1 1.2850 1.2915 1.2915 1.2621 1.2621 1.2662(100200200)5002221 =++500=i i i Z ρρ==+++=?+?+?∑（128.8250255.36252.83）1.2740 6 m3-6 31Z 1 1.2662 1.1935 1.1935 1.1660 1.1660 1.1663(200+2001005002221 =+235.95+116.6150500=i i i Z ρρ==+++=??+?∑）（245.97）1.1971 最后计算该系统的自然风压H N 为 N 0336H =g () 9.81500=Pa m m Z ρρ---=??（1.2740-1.1971） 377.1945 4-6什么叫通风机的工况点?如何用图解法求单一工作或联合工作通风机的工况点，举例说明之。解答略。 4-7试述通风机串联或并联工作的目的及其适用条件。解答略。 4-10 某矿抽出式通风，主要通风机型号为4-72-11NO20型，转速n=630r ／min ，矿井风阻R m ＝0.73575Ns 2／m 8，扩散器出口断面S dv =6.72m 2，风阻R d =0.03576Ns 2／m 8 (自然风压忽略)。用作图法求主要通风机的工况点。解：因该型号通风机为离心式通风机，故其个体特性曲线为全压特性曲线。该风机全压风阻为： 2 2 =2S 1.20.735750.035762 6.72=0.7848 t m d vd m d vd R R R R R R ρ =++++ =++?

矿井通风系统优化

第一章矿井通风系统定义：矿井通风系统是矿井生产系统的主要组成部分，是矿矿井通风方式、通风方法和通风网络的总称。井通风方式、通风方法和通风网络矿井通风方式是指进风井（或平硐）和回风井（或平硐）矿井通风方式的布置方式，即所谓中央式、对角式、区域式和混合式等；矿井通风方法是指产生通风动力的方法，有自然通风矿井通风方法法和机械通风法（压入式，抽出式）；矿井通风网络是指井下各风路按各种形式联接而成的矿井通风网络网络。建立完整的矿井通风系统是矿井安全生产的基本保证。目前用通风方法排除井下瓦斯、粉尘和热量的平均能力。研究表明，矿井通风系统能：排除全矿井瓦斯量的80%?90%,排除回采工作面瓦斯望的70%?80%,排除装有抑尘装置回采工作面的粉少量的：20%?30%排除深井回采作面热量的60%?70%。在影响矿井安全的诸多因素中，瓦斯、高温和有自燃煤层的矿井对矿井通风系统有不同的要求，合理的矿井通风系统应有利于排除矿井瓦斯、降低工作面的温度和防止煤炭自燃。第一节通风系统的类型随着矿井开采深度的增大，矿井设计生产能力的增大，煤层的开采技术条件日趋复杂化，相应的矿井瓦斯涌出量也增大，岩层温度也升高，矿井自然发火也越来越严重这就导致各矿井通风系统的差异也越来越大。为了使矿井通风系统与矿井开拓开采的条件相适应，应对不同开拓开采条件的矿井的通风系统提出不同的要求。一、矿井通风系统的类

型与级别根据瓦斯煤层自燃和高温对矿井通风系统的要求和特点，为了便于管理、设计和检查，可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矿井通风系统及其相应的级别，如表1—1所示。将矿井通风系统划分为不同的类型和级别，具有以下优点1）有利于矿井通风系统设计的规范化。1）有利于矿井通风系统设计的规范化。有利于矿井通风系统设计的规范化根据不同类型的矿井对通风系统的不同要求，规范。按设计规范的要求进行矿井通风系统设计，具体制定出每一类型矿井通风系统的设计提高了矿井没计的质量。 2）可使通风管理标准化2）可使通风管理标准化。可使通风管理标准化矿井通风系统类型不同，通风管理酌标灌也有差异，根据每一类型矿井迎风系统类型的特点，制定出每一类型矿井通风系统具体的管理标准，即可使通风管理有的放矢。3）提高了矿井通风的管理质量提高了矿井通风的管理质量。3）提高了矿井通风的管理质量。根据矿井通风系统的不同类型，制定出了具体的管理标准，在进行通风质量检查时，按照通风系统的不同类型分别对待，提高了4）可使矿井的开拓开采和矿井通风结为一体可使矿井的开拓开米和矿井通风结为一体。4）可使矿井的开拓开采和矿井通风结为一体。在进行通风质量控查时通风检查，首先要检查的是矿井通风系统是否符合要求，然后才是检查通风管管理是否符合质量标准。通风检查把矿井的开拓、开采与通风检查联系在一起，可健全矿工程技术人员和生产管理人员都重视起通风工作。5）增强了矿井的技灾能力。5）增强了矿井的技灾能力。增强了矿

矿井通风阻力计算方法

矿井通风阻力第一节通风阻力产生的原因当空气沿井巷运动时，由于风流的粘滞性和惯性以及井巷壁面等对风流的阻滞、扰动作用而形成通风阻力，它是造成风流能量损失的原因。井巷通风阻力可分为两类：摩擦阻力（也称为沿程阻力）和局部阻力。一、风流流态（以管道流为例）同一流体在同一管道中流动时，不同的流速，会形成不同的流动状态。当流速较低时，流体质点互不混杂，沿着与管轴平行的方向作层状运动，称为层流（或滞流）。当流速较大时，流体质点的运动速度在大小和方向上都随时发生变化，成为互相混杂的紊乱流动，称为紊流（或湍流）。（降低风速的原因）（二）、巷道风速分布由于空气的粘性和井巷壁面摩擦影响，井巷断面上风速分布是不均匀的。在同一巷道断面上存在层流区和紊区，在贴近壁面处仍存在层流运动薄层，即层流区。在层流区以外，为紊流区。从巷壁向巷道轴心方向，风速逐渐增大，呈抛物线分布。巷壁愈光滑，断面上风速分布愈均匀。第二节摩擦阻力与局部阻力的计算一、摩擦阻力风流在井巷中作沿程流动时，由于流体层间的摩擦和流体与井巷壁面之间的摩擦所形成的阻力称为摩擦阻力（也叫沿程阻力）。由流体力学可知，无论层流还是紊流，以风流压能损失（能量损失）来反映的摩擦阻力可用下式来计算： 2 H = λ×L/d ×ρν/2 Pa λ——摩擦阻力系数。 L ---- 风道长度，m d――圆形风管直径，非圆形管用当量直径；

空气密度，kg/m3 断面平均风速，m/s； 1、层流摩擦阻力：层流摩擦阻力与巷道中的平均流速的一次方成正比。因井下多为紊流，故不详细叙述。 2、紊流摩擦阻力：对于紊流运动，井巷的摩擦阻力计算式为： H = α ×LU∕S3×Q2 =R f ×Q2 Pa 3 R f=α× LU∕S3 α --- 摩擦阻力系数，单位kgf ?s2∕m4或N ? s7m4, kgf ?s7m4=9.8N ? s7m4 L、U――巷道长度、周长，单位m S—巷道断面积，m Q ---- 风量，单位m/s R ——摩擦风阻，对于已给定的井巷，L，U S都为已知数，故可把上式中的α, L, U, S归结为一个参数R,其单位为：kg∕m7或N ?s7m8 3、井巷摩擦阻力计算方法新建矿井：查表得α→ h f → R f 生产矿井：已测定的h f → R f → α, 再由α→ h f → R f 二、局部阻力由于井巷断面,方向变化以及分岔或汇合等原因, 使均匀流动在局部地区受到影响而破坏, 从而引起风流速度场分布变化和产生涡流等,造成风流的能量损失,这种阻力称为局部阻力。由于局部阻力所产生风流速度场分布的变化比较复杂性,对局部阻力的计算一般采用经验公式。 1、几种常见的局部阻力产生的类型：（1）、突变紊流通过突变部分时,由于惯性作用,出现主流与边壁脱离的现象,在主流与边壁之间形成涡漩区,从而增加能量损失。（2）、渐变主要是由于沿流动方向出现减速增压现象, 在边壁附近产生涡漩。因为压差

矿井通风系统优化方案

登金字﹝2014﹞号签发人：刘发展登封市金星煤业有限公司关于印发《矿井通风系统优化方案》的通知矿属各部门：为确保矿井通风系统完整、合理、稳定、可靠，使井下每一工作地点风量符合规程要求，实现矿井安全生产，根据目前我矿井下通风系统现状，特制定2014年矿井通风系统优化调整方案。一、矿井通风状况矿井通风方式为中央分列式，主扇工作方式为抽出式，由主、副立井进风、立风井回风，主扇采用FBCDZ54-8-№.22型矿用防爆对旋轴流式通风机两台，一备一用，风机工作风量范围55～123m3/S，风压范围1158.7～2182.7Pa。电动机型号YBF315-8型专用防爆电机2台，供电电压380V。属煤与瓦斯突出矿井。二、现场存在问题

（一）通风系统存在问题 1．老主副斜井、一7斜井、二1东西斜井存在矿外漏风（300方以上）不利于通风管理。 2．130水平一7东巷采空区漏风严重（400方），属矿内漏风。 3．井下个别通风设施老化，部分需要更换和修理，同时也增加了矿内漏风。 4．由于人员不够的原因，临时设施比较多，造成系统不稳定，需要构筑永久设施。 5．部分地点存在下行风，造成通风不畅通， 6、个别密闭墙体爆皮，密闭前卫生差。 7、斜风井六巷下15米处密闭漏风。 8、对井下无用巷道（包裹以前的老井筒）进行统一论证，如老主副井、一7主副井、二1东西斜井、六巷东一斜巷、老主井六巷以上与回风斜井贯通段等。论证后该回撤的回撤，该封闭的封闭。（二）局部通风存在的主要问题局扇的安装因受地点、空间的限制，没有全部实现安装双风机，自动倒台，三专两闭锁。三、优化调整方案和计划针对以上问题，特制定矿井通风系统优化改造方案：（一）通风系统优化方案 1．构筑永久性通风设施，确保风流稳定性。 A、老井区通风设施的构筑