【文章內(nèi)容簡介】 《規(guī)程》規(guī)定的風速限定值見表32所示。表31 風速限定表Table31 wind speed definition table井巷名稱最低允許風速(m/s)最高允許風速(m/s)無提升設(shè)備的風井和風硐15專為升降物料的井筒12風橋10升降人員和物料的井筒8主要進、回風巷道8架線電機車巷道8運輸機巷道、采區(qū)進、回風巷道6回采工作面，掘進中的煤巷和半煤巖巷4掘進中的巖巷4其它人行巷道 采煤工作面實際需要風量[9] 采煤工作面實際需要風量應(yīng)按礦井各個回采工作面實際需要風量的總和計算，即：∑Q采=nQ綜采+nQ炮采(m3/min)式中：Q綜采 綜采工作面所需要的風量，m3/min；Q炮采 一般機采工作面所需要風量，m3/min；n 各種開采法工作面的個數(shù)，個。1）按瓦斯涌出量計算Q綜采=100Q 綜瓦式中：Q綜采綜采工作面所需的風量，m3/min；Q綜瓦綜采工作面的絕對瓦斯涌出量m3/min；Q綜瓦=m3/min式中：T綜采綜采工作面平均日產(chǎn)量，t/d；K瓦瓦斯涌出不均衡系數(shù)，對高沼礦K瓦=～，對低沼礦則取K瓦=；100按回采工作面的沼氣濃度不超過1/100計算。由于對瓦斯抽放要求達到30%以上，所以工作面相對瓦斯涌出量為（130％）＝8 m3/min。所以：Q綜采=100Q綜瓦=100=1233m3/minm3/min2）按工作人員數(shù)量計算按照設(shè)計，一個采煤工作面最多40人，一個掘進工作面最多20人。Q=4Nwi=440=160m3/min式中：Nwi采煤工作面最多的人數(shù)，個3）按工作面溫度進行計算表32 采煤工作面合理風速Table 32 coal face reasonable speed采煤工作面空氣溫度(℃)采煤工作面合理風速(m/s)18～18～20～20～23～23～26～根據(jù)礦井井下的溫度。Q采=60VSwiV工作面風速，m/sSwi工作面有效斷面積，㎡Q綜采=608=864m3/minQ炮采=605=540m3/min以上需風量計算中，綜采面需風量最大值是1233m3/min，炮采面需風量最大值是735m3/min。4）按風速進行驗算 參考表32（風速限定表）可知，~，，都在允許范圍內(nèi)。即：﹤﹤；﹤﹤通過驗算，符合要求。所以，綜采工作面需風量為1233m3/min，炮采工作面需風量為735m3/min。 掘進工作面需要風量根據(jù)實習(xí)礦井掘進工作面情況，兩備兩用，每臺風機吸風量為300m3/min。在此不再進行風量比較計算。掘進工作面的需風量為：==（2300）=720m3/minK掘備掘進工作面?zhèn)溆孟禂?shù)。 硐室需要風量硐室實際需要風量應(yīng)按礦井各個獨立通風硐室實際需要風量的總和計算，即：∑Q硐=Q火+Q充+Q機+Q采硐+Q其它，m3/min式中：Q火 火藥庫實際需要風量，m3/min；(大型火藥庫供風100～150m3/min；中小型火藥庫供風60～100m3/min)；Q充充電硐室實際需要風量，%計算，但不得小于100m3/min，或按經(jīng)驗值給定100～200m3/min；Q機大型機電硐室實際需要風量，應(yīng)按機電設(shè)備運轉(zhuǎn)的發(fā)熱量計算，即Q機=(m3/min)Wi機電硐室中運轉(zhuǎn)的機電總功率，kw；(1μi)機電硐室的發(fā)熱系數(shù)，應(yīng)根據(jù)實際考查的結(jié)果確定，也可取下列數(shù)值，～；～；8601kW/h的熱當量數(shù)，千卡；μi機電設(shè)備效率；Δt 機電硐室進回風流的氣溫差，℃；Q采硐采區(qū)絞車房或變電硐室實際需要風量，按經(jīng)驗供給風量60～80m3/min；Q其它其它硐室所需風量，根據(jù)具體情況供風。按各工作點所計算的風量來考慮漏風及配風不均等因素的影響，因此，在風量分配時，對每條巷道實際供風量應(yīng)按實際需要風量再乘以礦井通風系數(shù)K礦(～)，并依此進行風速驗算和計算井巷通風阻力。（1）火藥庫實際需風量Q火=130m3/min；（經(jīng)驗值）（2）充電硐室實際需風量Q充=180m3/min；（經(jīng)驗值）（3）機電硐室實際需風量Q機==228m3/min；（4）井下變電所需風量Q變=80m3/min；（經(jīng)驗值）（5）采區(qū)硐室實際需風量Q采硐=80m3/min；（經(jīng)驗值） 礦井總風量計算Qkj=(∑Qcj+∑Qjj+∑Qdj+∑Qgj)Kkj式中：Qkj礦井總進風量，m3/min。∑Qcj采煤工作面實際需要風量總和，m3/min。∑Qjj掘進工作面實際需要風量總和，m3/min。∑Qdj獨立通風的硐室實際需要風量總和，m3/min。∑Qgj礦井中除采煤、掘進和硐室以外其它井巷需要通風量總和，m3/min。Kkj礦井通風系數(shù)(包括礦井內(nèi)部漏風和配風不均勻等因素)～。礦井總需風量為：Qkj=(1233+735+7204+130+180+805+228)=；（合116m3/S）由于礦井采準方式?jīng)Q定兩翼所需風量基本相同，所以，主要通風機選型時，兩翼可以選擇同等能力的風機。 采區(qū)通風設(shè)計 采區(qū)通風系統(tǒng)的基本要求在一般情況下，一個礦井總是同時有幾個采區(qū)進行回采和準備。從通風的角度來看，每一個釆區(qū)就是礦井通風系統(tǒng)中的一個獨立的通風區(qū)域，它們各自與礦井的主要進風巷和回風巷相連通，是礦井通風系統(tǒng)的主要組成單元，是采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分，它包括采區(qū)進風、回風和工作面進、回風巷道組成的風路的連接形式及采區(qū)內(nèi)的風流控制設(shè)施。采區(qū)通風系統(tǒng)主要取決于采煤系統(tǒng)(采煤方法)，但又能在定程度上影響著采區(qū)的巷道布置系統(tǒng)。其合理與否不僅影響采區(qū)內(nèi)的風量分配，發(fā)生事故時的風流控制，生產(chǎn)的順利完成，而且影響到全礦井的通風質(zhì)量和安全狀況。完備的采區(qū)通風系統(tǒng)應(yīng)能有效地控制采區(qū)內(nèi)的風流方向，風量和風質(zhì)，采區(qū)應(yīng)該有足夠的供風量，并按需分配到各個采、掘工作面。為此，采區(qū)通風系統(tǒng)應(yīng)滿足下列基本要求：（1）每一個采區(qū)，都必須布置回風巷，實行分區(qū)通風。煤層群或分層開采的每個上、下山采區(qū)，采用聯(lián)合布置時，都必須至少設(shè)置一條專門的回風巷。采區(qū)進、回風巷必須貫穿整個采區(qū)的長度或高度。嚴禁將一條上、下山或盤區(qū)的風巷分為兩段，其中一段為進風巷，另一段為回風巷。（2）保證風流流動的穩(wěn)定性，在采區(qū)逆風系統(tǒng)中應(yīng)盡量避免或減少角聯(lián)通風。（3）通風系統(tǒng)力求簡單，以便在發(fā)生事故時易于控制風流和撤走人員。（4）采煤工作面和掘進工作面都應(yīng)采用獨立通風。有特殊困難必須串聯(lián)通風時應(yīng)符合《規(guī)程》有關(guān)規(guī)定。（5）煤層傾角大于12176。的采煤工作面采用下行通風時，報礦總工程師批準，并須遵守下列規(guī)定：①采煤工作面的風速，不得低于lm/s；②機電設(shè)備設(shè)在回風巷時，其風流中瓦斯?jié)舛炔坏贸^1%，并應(yīng)裝有瓦斯自動檢測報警斷電裝置；③進、回風巷中，都必須設(shè)置消防供水管路。④有煤與瓦斯(二氧化碳)突出的采煤工作面嚴禁采用下行通風。（6）采煤工作面和掘進工作面的進風和回風，都不得經(jīng)過采空區(qū)或冒落區(qū)。水采工作面由采空區(qū)和冒落區(qū)回風時，必須使水采工作面有足夠的新鮮風流，保證水采工作面及其回風巷的風流中的瓦斯和CO2濃度都必須符合《規(guī)程》規(guī)定。（7）采空區(qū)須及時封閉。隨著回采工作面的推進，通至采空區(qū)的風眼須逐一封閉，采區(qū)結(jié)束后，至多不超過一個月，必須設(shè)密閉全部封閉采區(qū)。（8）機電硐室須設(shè)在進風流中。硐室深度不超過6m，可用擴散通風。個別機電硐室經(jīng)礦總工程帥批準，可設(shè)在回風流中，%，并應(yīng)安裝瓦斯自動檢測報警斷電裝置。（9）改變采區(qū)通風系統(tǒng)時，應(yīng)報礦總工程師批準。掘進巷道與其它巷道貫通前，通風部門必須做好調(diào)整通風系統(tǒng)的準備工作，貫通后須立即調(diào)整系統(tǒng)，防止瓦斯積聚，待風流穩(wěn)定后，才可恢復(fù)工作。（10）采掘工作面空氣溫度不得超過26℃；機電硐室不得超過30℃。 采區(qū)進、回風上山的選擇對于薄及中厚的緩傾斜煤層，我國廣泛采用走向長壁采煤法。厚煤層則多采用傾斜分層走向長壁采煤法或放頂煤開采，開掘采區(qū)下、下山聯(lián)絡(luò)回風大巷及運輸大巷。從生產(chǎn)角度出發(fā)，采區(qū)至少有兩條上山，一條為運輸上山，另一條為軌道上山，兩條上山即為采區(qū)內(nèi)的進、回風巷道?？梢圆捎眠\輸上山作進風道，軌道上山作回風道；也可以采用軌道上山作進風道，回風上山作回風道。有些大型礦井采區(qū)走向比較長，當采區(qū)生產(chǎn)能力大、產(chǎn)量集中、瓦斯涌出量大時可以采用三條上山。除上面兩條上山外，有一條專門的回風上山，供通風、行人之用。這樣按標高布置這三條上山成為“品”字形巷道布置，專用回風上山(巷)在上面，并且在其他兩條上山的中間，運輸上山和軌道上山均為進風巷道，主要是靠專用回風上山(巷)回風。《煤礦安全規(guī)程》第113條規(guī)定：高瓦斯礦井、有煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出危險的礦井的每個采區(qū)和開采容易自燃煤層的采區(qū)，必須設(shè)置至少1條專用回風巷；低瓦斯礦井開采煤層群和分層開采采用聯(lián)合布置的采區(qū)，必須設(shè)置1條專用回風巷。對于高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井或一般礦井只要采區(qū)走向和傾斜較長，瓦斯涌出量較大，為安全起見，常用“品”字形布置三條上山。但九里山礦由于礦井水文、瓦斯地質(zhì)條件，其中軌道上山、運輸上山和回風上山均布置在頂板巖層內(nèi)，呈水平狀[11]。見圖23。 回采工作面的通風系統(tǒng)采煤工作面通風系統(tǒng)是礦井通風系統(tǒng)的子系統(tǒng)?；夭晒ぷ髅?，是井下采煤的工作地點，又是井下人員最集中的地點，因此它的通風系統(tǒng)的好與壞對礦井安全生產(chǎn)有直接影響。采煤工作面通風系統(tǒng)是由進、回風巷(順槽)、工作面、采空區(qū)和通風設(shè)施等構(gòu)成。它包括采煤工作面的通風方法、風流流動形式、通風方式和采空區(qū)漏風方式等。采煤工作面通風方法是指采煤工作面采用正壓、負壓或混合式通風。當采煤工作面無輔助扇風機時，它取決于礦井通風系統(tǒng)的通風方法?；夭晒ぷ髅娴娘L流流動形式是指工作面采用上行風和下行風。上行風是煤礦采用最廣泛的風流流動形式，適用范圍很廣。從國內(nèi)外采用下行風的經(jīng)驗看，對降低氣溫、減少工作面瓦斯?jié)舛鹊榷加蟹e極作用但采用下行風必須遵守《煤礦安全規(guī)程》相關(guān)規(guī)定。采煤工作面的通風系統(tǒng)由釆煤工作面的瓦斯、溫度和煤層自然發(fā)火等因素所確定的，主要是指采煤工作面的進、回風巷的布置方式和數(shù)量。1）采煤工作面的通風方式根據(jù)礦井瓦斯、水文地質(zhì)條件，采區(qū)布置等因素，工作面通風系統(tǒng)有U型與Z型兩種方案可供選擇。現(xiàn)將各種方案優(yōu)缺點加以比較:這二種采煤工作面通風系統(tǒng)有一條進風巷道和一條回風巷道。U型后退式通風系統(tǒng)在我國使用比較普遍。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，巷道施工維修量小，工作面采空區(qū)漏風小，風流穩(wěn)定，易于管理等；缺點是上隅角瓦斯易超限、工作面進、回風巷要提前掘進，維護工作量大?？梢栽诠ぷ髅嫔嫌缃前苍O(shè)導(dǎo)風設(shè)施或采用抽放瓦斯的措施，也可采取改變工作面通風系統(tǒng)來解決上隅角瓦斯易超限問題。前進式通風系統(tǒng)的維護工作量小，不存在采掘工作面串聯(lián)通風問題，在巷旁支護好、漏風不大時，有一定優(yōu)越性。采用前進式U型通風系統(tǒng)的工作面的采空區(qū)瓦斯不涌向工作面，而是涌向回風平巷。采用Z型后退式通風系統(tǒng)的工作面的采空區(qū)瓦斯不會涌入工作面，面是涌向回風巷，工作面采空區(qū)回風側(cè)能用鉆孔抽放瓦斯，但進風側(cè)不能抽放瓦斯。采用Z型前進式通風系統(tǒng)的工作面的進風側(cè)沿采空區(qū)可以抽放瓦斯，采空區(qū)的瓦斯易涌向工作面，特別是上隅角，回風側(cè)不能抽放瓦斯。Z型通風系統(tǒng)的風空區(qū)漏風，介于風用U型后退式和U型前進式通風系統(tǒng)之間，該通風系統(tǒng)需沿空支護巷道和控制經(jīng)過采空區(qū)的漏風，其難度較大經(jīng)過比較，U型通風系統(tǒng)簡單、施工量小、易于管理，雖然上隅角容易積聚瓦斯，可以采用擋風板控制的方法解決。所以，采取通風系統(tǒng)確定為U型。2）采煤工作面風流流動形式回采工作面通風分為上行通風和下行通風。上行風與下行風是指風流方向與煤層傾斜的關(guān)系而言，當采煤工作面進風巷道水平低于回風巷道水平時，采煤工作面的風流沿傾斜方向自下而上流動，為上行通風；當采煤工作面進風巷道水平高于回風巷道水平時，采煤工作面的風流沿傾斜方向自上而下流動，為下行通風。同向、逆向指風流方向與煤炭運輸方向之間的關(guān)系而言，當風流方向與煤流方向一致時，為同向通風；反之，為逆向通風。上行通風的優(yōu)點：（1）風流排除瓦斯的效果好，洗刷能力強，因為瓦斯比空氣輕（)，其自然流動方向和上行風的方向一致，在正常風速（）的情況下，瓦斯分層流動和局部積聚的可能性較小。（2）采用上行風，其進風流與回風流產(chǎn)生的自然風壓與機械風壓相同，需要的機械風壓偏小。（3）運輸巷機械設(shè)備處在新鮮風流中，安全性好。在瓦斯礦井中，采煤工作面及其回風道一般都采用上行通風。上行通風的缺點：（1）風流方向與運煤方向相反，容易引起煤塵飛揚；煤炭在運輸過程中不斷放出的瓦斯，增加了采煤工作面的瓦斯?jié)舛?。?）采用上行通風時，必須要把礦井進風流引導(dǎo)到礦井最深處，然后再上行到工作面，所以進風路線長，尤其是在深井條件下受地點影響較大，運輸巷內(nèi)運輸設(shè)備散發(fā)的熱量被風流帶入工作面，使工作面的氣溫增高。（3）工作面采用上行通風時，上隅角容易引起瓦斯積聚，給現(xiàn)場瓦斯管理工作帶來一定難度。下行通風的優(yōu)點：（1）空氣中煤塵濃度較小。這是因為工作面下行風的方向和運煤方向相同，吹起煤塵的能力比上行風小。（2）瓦斯積聚較難。這是因為工作面下行風和瓦斯飄浮的方向是相反的，只要下行風保持足夠的風速（／s以上），就能對向上輕浮的瓦斯產(chǎn)生較強的擾動混合能力，使瓦斯局部積聚更難形成，尤其對采煤工作面上隅角瓦斯稀釋更為顯著。同時，工作面運輸巷內(nèi)煤炭放出的瓦斯不會帶入工作面。（3）工作面的氣溫可以降低。因為采用下行通風時，風路較短，氣溫和巖溫熱交換作用小，而且運輸機巷內(nèi)的機械發(fā)熱量不會帶入工作面。下行通風的缺點：（1）下行風和瓦斯流動方向相反，風壓損失大。（2）工風面運輸機設(shè)備在回風