礦井通風系統是指礦井通風方式和通風網路的總稱，通風方式分為中央式 、 對角式 、 分區式 和 混合式，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。通風網路主要分為通風系統網路圖以及其基本形式。通風系統，包括風機控制、CO感測器、交通狀態檢測、火災報警控制和TC控制，以及通風系統的基本任務、基本要求、選擇原則以及管理等。
基本介紹
- 中文名：礦井通風系統
- 外文名：mine ventilation system
- 作用：保證礦井安全生產
- 通風方法：抽出式、壓入式及混合式
- 通風方式：中央、對角、分區 、混合式
- 領域：礦業
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簡介
礦井通風系統是礦井通風方式、通風方法和通風網路的總稱。通風系統，包括風機控制、CO感測器、交通狀態檢測、火災報警控制和TC控制。通風系統的工作原理如下：中心計算機和TC收集CO檢測器、交通狀態檢測和火災報警器的數據，以自動接通、關閉不同位置和不同等級的風機。中心計算機和TC連續的收集並分析來自隧道的數據，當數據達到報警級別時，本系統根據報警級別接通風機。報警級別分類的主要依據為CO濃度，啟動風機的數量主要為依據檢測到的CO濃度是否達到預先設定的各級閥值，各級閥值和風機開啟的間隔時間可根據交通流的增長趨勢在中心計算機自由的進行設定。在單個隧道內定義的火災區(1—4)發生火災，不屬於本火災區的風機將關閉，屬於這火災區的風機將開啟，同時考慮大火產生的煙霧會通過隧道內橫穿通道進入另外一個隧道，給正在高速行使的車輛(在隧道火災時兩個隧道都要求關閉)帶來影響，因此，通風程式在啟動本洞風機的同時也啟動相鄰隧道洞口處的2組風機加快排煙速度。此外，管理人員可根據使用需要在中心計算機、隧道管理房PLC控制櫃、隧道內TC人工接通選定的風機，並控制風機的正轉和反轉。
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。
抽出式通風
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後，污風再通過風機排出地表的一種礦井通風方法。
抽出式通風的特點是：
1、在礦井主要通風機的作用下，礦內空氣處於低於當地大氣壓力的負壓狀態，當礦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，便於運輸、行人和通風管理。
3、在瓦斯礦井採用抽出式通風，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採空區湧出，比較安全。
壓入式通風
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後送入井下各用風地點，污風再經過迴風井排出地表的一種礦井通風方法。
壓入式通風的特點是：
1、在礦井主通風機的作用下，礦內空氣處於高於當地大氣壓力的正壓狀態，當礦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，由於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、當礦井主通風機因故停止運轉時，井下風流壓力降低，有可能使採空區瓦斯湧出量增加，造成瓦斯積聚，對安全不利。
混合式通風
混合式通風是在進風井和迴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，進風系統一側為正壓，迴風系統一側為負壓。
優點：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，管理複雜。一般很少採用。
礦井通風方式
中央式
進、迴風井均位於井田中央。根據進、迴風井沿傾斜方向相對位置不同，又分為中央並列式和中央邊界式（中央分列式）。
優點：初期開拓工程量小，投資少，投產快；地面建築集中，便於管理；兩個井筒集中，便於開掘和井筒延深；井筒安全煤柱少，易於實現礦井反風。
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，邊遠採區與中央採區風阻相差懸殊，邊遠採區可能因此風量不足；由於進、迴風井距離近，井底漏風較大，容易造成風流短路；安全出口少，只有2個；工業廣場受主要通風機噪聲影響和迴風風流的污染。
適用條件：井田走向長度小於4km，煤層傾角大，埋藏深，瓦斯與自然發火都不嚴重的礦井。
對角式
進、迴風分別位於井田的兩翼。兩翼對角式：進風井位於井田中央，迴風井位於井田兩翼（沿傾斜方向的淺部），稱為兩翼對角式，進、迴風分別位於井田的兩翼稱為單翼對角式。分區對角式：進風井位於井田走向的中央，在各採區開掘一個不深的小迴風井，無總迴風巷。
優點：風流在井下的流動路線為直向式，風流路線短，通風阻力小；礦井內部漏風小；各採區間的風阻比較均衡，便於按需分風；礦井總風壓穩定，主要通風機的負載較穩定；安全出口多，抗災能力強；工業廣場不受迴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：井田走向長度大於4km，需要風量大，煤易自燃，有煤與瓦斯突出的礦井。
分區域式
在井田的每一個生產區域開鑿進、迴風井，分別構成獨立的通風系統。
優點：各採區之間互不影響，便於風量調節；建井工期短；初期投資少，出煤快；安全出口多，抗災能力強；進迴風路線短，通風阻力小。
缺點：風井多，占地壓煤多；主要通風機分散，管理複雜；風井與主要通風機服務範圍小，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，無法開鑿淺部的總迴風巷，在開採第一水平時，只能採用分區式。另外，井田走向長，多煤層開採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採用這種通風方式。
混合式
由上述諸種方式混合組成。例如，中央分列與兩翼對角混合式，中央並列與兩翼對角混合式等等。
優點：有利於礦井的分區分期建設，投資省，出煤快，效率高；迴風井數目多，通風能力大；布置靈活，適應性強。
缺點：多颱風機聯合工作，通風網路複雜，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採；多煤層多井筒的礦井；井田面積大、產量大、需要風量大或採用分區開拓的大型礦井。
礦井通風系統由的主要因素所決定。根據相關因素把礦井通風系統劃分為不同類型。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系統的要求，為了便於管理、設計和檢查，把礦井通風系統分為一般型、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。
通風系統網路
通風系統網路圖
通風系統網路化即是不考慮巷道的實際位置，長度及其斷面大小等實際幾何要素，將通風系統圖抽象成點與線集合的網狀線路示意圖，用來表示系統內的通風動力，各路線分合連線關係以及風量分配等內容，即是礦井通風系統網路圖。
通風網路可分為簡單通風網路和複雜通風網路兩種。僅由串聯和並聯組成的網路，稱為簡單通風網路。含有角聯分支，通常是包含多條角聯分支的網路，稱為複雜通風網路。通風網路中各分支的基本聯接形式有串聯、並聯和角聯三種，不同的聯接形式具有不同的的通風特性和安全效果。
通風網路的基本形式
通風網路中各分支的基本聯接形式有串聯、並聯和角聯三種，不同的聯接形式具有不同的的通風特性和安全效果。
通風網路的基本形式
通風網路中各分支的基本聯接形式有串聯、並聯和角聯三種，不同的聯接形式具有不同的的通風特性和安全效果。
基本任務
礦井通風系統的基本任務是：
（1）、供給井下足夠的新鮮空氣，滿足人員對氧氣的需要。
（2）、沖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。
礦井通風方法以風流獲得的動力來源不同，可分為自然通風和機械通風兩種。（1）自然通風：利用自然氣壓產生的通風動力，致使空氣在井下巷道流動的通風方法叫做自然通風。自然風壓一般都比較小，且不穩定，所以《煤礦安全規程》規定：每一礦井都必須採用機械通風。（2）機械通風：利用扇風機運轉產生的通風動力，致使空氣在井下巷道流動的通風方法叫做機械通風。採用機械通風的礦井，自然風壓也是始終存在的，並在各個時期內影響著礦井的通風工作，在通風管理工作中應給予充分重視，特別是高沼氣礦井尤應注意。
基本要求
1．每個礦井，至少要有兩個通到地面的安全出口。
2．進風井口要有利於防洪，不受粉塵，有害氣體污染。
3．北方礦井、井口需裝供暖裝備。
4．總迴風巷不得作為主要人行道。
5．工業廣場不得受扇風機噪音干擾。
6．裝有皮帶機的井筒不得兼作迴風井。7．裝有箕斗的井筒不應作為主要進風井。
8．可以獨立通風的礦井，採區應儘量獨立通風，不宜合併一個通風系統。
9．通風系統要為防治瓦斯、火、塵、水及高溫創造條件。
10．通風系統要有利用深水平或後期通風系統的發展變化。
通風系統選擇原則
在擬定礦井通風系統時，應嚴格遵循安全可取、通風基建費用和經營費用之總和最低以及便於管理的原則．
1.礦井通風網路結構合理：集中進、迴風線路要短，通風總阻力要小，多階段同時作業時，主要人行運拖巷道和工作點上的污風不串聯。
2. 內外部漏風少。
3.通風構築物和風流調節設施及輔扇要少。
4.充分利用一切可用的通風並巷，使專用通風井巷工程量最小。
5.通風動力消耗少，通風費用低。
通風系統管理
規則
1、礦井制定年度採掘作業計畫時，通風部必須核定礦井年度通風能力，按照實際年度通風能力確定礦井年度產量計畫；同時通風部還必須按季度、月度進行通風能力核定；每旬對全礦井配風量進行一次核算。通風部每月對各工作面瓦斯湧出量進行預測並進行風量核算，生產技術部根據風量核算結果編制每月的採掘銜接計畫，嚴禁月度超通風能力、超計畫組織生產。
2、礦井通風系統必須本著“降低通風阻力、簡化通風系統、保證通風系統的合理可靠”的原則進行管理和最佳化設計。
通風部、 生產技術部部門負責礦井通風系統最佳化設計工作，從設計及施工組織安排上優先考慮通風系統的合理穩定性。
礦井、盤區、工作面、生產計畫、銜接安排必須充分考慮“一通三防”工作，由生產技術部組織通風、安監等相關部門會審或經通風部門審核予以完善後，方可傳送有關領導、有關部門。
3、生產水平及盤區必須實行分區通風。每個盤區至少設定一條專用迴風巷，盤區進、迴風巷必須貫穿整個盤區，嚴禁一段進風、一段迴風，否則不得進行相關的采、掘作業。井下爆破材料庫、採區變電所，必須實行獨立通風，其迴風流必須直接引入礦井的總迴風巷或主要迴風巷中，必須按規定設計和施工專用迴風巷。基建礦井必須優先施工通風工程，優先形成全負壓機械通風系統。盤區專用迴風巷內不得安設電器設備、運料或者作為行人通道。礦井巷道、採掘工作面或者採空區嚴禁與外界溝通。
4、回收邊角煤、殘採過程中必須有正規的通風系統，嚴禁以掘代采。
5、采、掘、開工作面必須採用獨立通風，在沒有構成獨立的通風系統前不得進行相關的采、掘作業。
對於回採工作面在揭露的構造需要打繞道以及其它必須施工臨時工程在構成全風壓通風確有困難時，由通風部（隊）編制《串聯通風專項安全技術措施》按有關規定逐級審批後可以進行串聯通風。但串聯通風次數不得超過一次，串聯通風時間不得超過二個月，在瓦斯湧出異常的區域嚴禁任何形式的串聯通風。
6、通風部必須保證通風系統穩定、可靠。
礦井所有通風設施（風門、風橋、密閉等）構築質量必須合格，通風設施的設定必須滿足通風安全的需要。
7、對於廢棄巷道和采空密閉區的管理：採煤工作面回採結束後必須及時組織進行永久性封閉，並且對相應廢棄的聯絡巷道進行隔斷、封閉或最佳化通風系統，要求做到使採煤工作面採空區各密閉均在45天內完工。
8、通風部負責組織礦井通風系統的檢查維護工作，除每周安排專人對迴風系統進行檢查外，每月要組織一次全礦井通風系統的徹底檢查，發現問題及時組織維修處理。
9、若出現“一通三防”設施設備（風門、風筒、密閉、瓦斯感測器、防塵設施、防火設施等）損壞必須及時組織進行處理，並且由安監部和通風部共同組織嚴肅追查處理有關責任人。
井下調改風工作
1、井下調改風工作必須有專門的措施。巷道貫通、通風系統調整、初采初放、過地質構造、工作面縮短延長等特殊工作（環節）必須制定相應的《通風安全技術措施》，並且必須有通風部門幹部現場跟班協調指揮。
2、執行調改風任務單審批制度，調改風工作必須提前通知調度室及各個有關部門，各有關部門必須協助完成調改風工作。對於巷道貫通、改變盤區通風系統、影響採掘工作面正常生產等大型調改風，必須停止盤區內的一切作業。調改風過程必須由通風部、隊幹部現場指揮，保證作業安全。每次調改風必須對整個盤區通風系統進行一次全面測定，測定結果報礦總工程師、通風部及有關單位。
3、通風部必須按季度繪製通風系統圖，並按月補充修改，礦井通風系統圖必須標明巷道的風流、風向、風量、及通風設施。
4、通風部每三年進行一次通風阻力測定，每五年進行一次通風機性能測試，新安裝的主要通風機投運前必須進行性能測試工作。
5、機電隊加強主要通風機的日常管理、維護工作，確保主要通風機的正常運轉。出現異常時備用主要通風機必須在10min內啟動。
