基本介紹
- 中文名：風井
- 外文名：ventilating shaft
- 作用：專門用於礦井的通風
- 分類：進風井和出風井
- 套用領域：煤及其他礦物的開採工業
- 設計原則：中央並列式通風
風井簡介,風井設計原則,風井位置選擇,進出風井布局,中央式,對角式,中央對角混合,
風井簡介
除了主井和副井兼作通風用外，絕大多數礦山還開鑿了專用風井，一般都是用作排除污風用的迴風井。當主井、副井兼作通風用時，應注意箕斗井不宜作為進風井，以免箕斗卸載時飛揚的粉塵污染新鮮空氣。而經常通行人員及車場，經常有人工作的井筒，不宜用作排除污風用的迴風井，以免影響工人健康。我國金屬礦山一般都是利用罐籠井作為進風井，專用的通風井作為出風井。但也有的礦山，採用了專用風井進風，以簡化通風管理和防止風速大、溫度低的冷空氣影響上下班候罐人員及操作人員的健康。
風井設計原則
(1)風井設計首先應滿足通風要求，井應遵守《冶金礦山安全規程》中的有關規定。
(2)風井設計是在採礦、礦機等專業委託資料提交後進行，井帽部分還要注意與土建專業的銜接。
(3)主迴風井一般不套用作正常生產時的輔助提升井和主要人行通道。
(4)主迴風井可以用作礦井的一個安全出口，當作安全出口時，井深在300m以內設梯子間(梯子間應封閉)，當井深超過300m時應設緊急提升設備。
(5)裝有扇風機的出風井井口必須嚴密封閉。
風井位置選擇
選擇風井位置和主、副井相似，大多數條件完全一致，如地質條件、煤柱煤量、勘探程度、初期工程量、占地面積、交通運輸以及防洪設計標準等，都要共同遵守。
風井與主副井區別，多數沒有提升設備，不受運輸條件制約只需解決施工臨時運輸。選擇位置時主要應按通風要求，井儘量與總迴風道直接溝通，以減少通風工程和阻力消耗。
(一)風井位置與通風系統
一般大中型礦井，如單翼走向長度超過3公里，阻力消耗太大，不可能始終依靠中央式通風，必須設定分區風井。但是絕大多數中小型礦井，當沒有建設小風井條件或走向長度每翼均小於2～3公里時，則很少採用對角式或分區式通風，除非高沼氣礦井或巷道壓力大維護困難外，均採用中央式通風。
風井位置與總迴風道布置有密切關係。如果煤層傾角小於120°，用盤區上下山開採，總迴風道與運輸大巷靠近布置，自然要考慮中央式通風。如果傾角大於120°，總迴風道設在採區上部邊界，要用主井迴風必須打平石門，是否採用中央邊界式或中央邊界與中央式混合通風更有利，要通過比較決定。只有當風量很大、井田走向長達6~8公里時，後期才能考慮採用對角式風井。
(二)風井有效半徑
井田內風井總數設定多少，決定於每個風井的有效範圍和井筒深淺，如煤層賦存較深，專用迴風井的有效半徑大致控制在3公里左右。
實際風井的有效範圍受很多因素影響，上述控制範圍是按目前通風機能力和正常的採礦、地質條件大致擬定的。因為走向長度不一定等於風路長度，至於井下巷道壓力大小及其他特殊問題在開井之前無法準確預見。開拓設計的重點應該使初期通風系統簡單，少開風井，縮短風路，適當增大通風機能力。
進出風井布局
每一通風系統至少有一個可靠的進風井和一個可靠的出風井。在一般情況下，均以罐籠提升井兼做進風井，箕斗井和箕斗、罐籠混合井則不做進風井。這是因為裝卸礦過程中產生大量粉塵能造成風流污染的緣故。出風井通常均為專用，因為出風風流中含有大量有毒氣體和粉塵。 按進風井和出風井的相對位置，可分為中央式、對角式和中央對角混合式三類不同的布置形式：
中央式
進風井與出風井均位於井田走向的中央，風流在井下的流動路線呈折返式，如圖1所示。中央式布置具有基建費用少、投產快，地面建築集中，便於管理，井筒延伸工作方便，容易實現反風等優點。中央式多用於開採層狀礦體。金屬礦山，當礦脈走向不太長，要求早期投產，或受地形、地質條件限制，在兩翼不宜開掘進風井時，可採用中央式。
圖1 中央式
圖1 中央式對角式
進風井在礦體一翼，出風井在礦體另一翼，或者進風井在礦體中央，排風井在兩翼，風流在井下的流動路線呈直線式，如圖2所示。對角式布置具有風流路線短，風壓損失少，漏風少，整個礦井生產期間風壓比較穩定，風流分配比較均勻，排出的污風距工業場地較遠等優點。金屬礦山多採用對角式布置方式。
圖2 對角式
圖2 對角式中央對角混合
當礦體走向長，開採範圍廣，採用中央式開拓，可在井田中部布置進風井和迴風井，用於解決中部礦體開採時通風；同時在礦井兩翼另開掘迴風井，解決邊遠礦體開採時的通風。整個礦井既有中央式又有對角式，形成中央對角混合式，如圖3。
圖3 中央對角式
圖3 中央對角式有些礦井，在中部井底車場附近有破碎硐室、主溜礦井和火藥庫等需要獨立通風的井下硐室，此時也可在中央建立迴風系統，而在兩翼另設迴風井，解決礦體開採過程中的通風。
進風井與迴風井的布置形式，雖可歸納為上述幾類。但由於礦體賦存條件複雜，開拓、開採方式多種多樣，在礦井設計和生產實踐中，要結合各礦具體條件，因地制宜，靈活運用，而不要受上述類別的局限。
