简述矿井通风设备的选型与计算

【摘 要】我国各类矿藏资源丰富，随着我国社会经济的发展，城市化的推进，对于各类矿藏资源，特别是煤炭类资源的需求一直居高不下。我国煤炭行业的矿藏挖掘工作和技术较国外相对落后，其中矿井的通风设备是保障矿井安全、操作人员人身生命安全的基础。本文试对矿井通风设备的选型与计算作简单论述，希望能对矿井通风设备的实际选型应用有借鉴作用。

【关键词】矿井通风设备；选型；计算

矿井通风设备是向矿井下输送空气的重要设备，是保障人员生命安全的关键设备。矿井通风设备的选型，关系着整个矿井的电力能耗、成本等各方面，要求矿井通风设备具备可靠、运行效率高、节能等特点。

0.概述

在地下开采矿藏，伴随着的通常是大量有毒气体的逸出，煤炭类矿藏更是会喷发易爆的煤尘，对操作人员及矿井的安全都有重大威胁。为了保证安全，我国严格且详细规定了井下有毒气体浓度、矿井所需要的通风量、井中最高风速、采掘环境的最高温度等数据。

按照我国有关规定，为了保证清洁空气的充足，必须按照井下作业人员的最多人数计算，每分钟每人供风量不少于4立方米，井下采掘工作地点进风体积计算含氧不少于20%，二氧化碳不得超过0.5%，要求其他有毒气体必须达到无危险程度，工作面风速低于每秒4米，工作温度低于26度，否则将影响到井下采掘作业。

井下采掘生产，就要求矿井通风设备不间断工作，由于矿井通风设备电力耗能巨大。结合现场实际情况，选择经济型、可靠的通风机的型号，对保证正常通风有着重要意义。

1.矿井通风基本任务和工作方式

其基本任务是要保证井下作业面空气质量能符合国家相关安全与卫生规范、标准，确保作业人员生存一直有足够的氧气，稀释、排除井下有毒气体和易爆粉尘，调节气温，提供良好的作业环境，保障井下各类设备正常的运行、井下作业人员生命安全，达到安全生产的目标。

1.1矿井自然通风

矿井自然的通风是指利用矿井内外温度差；出、进风口高差而形成的压力差，使空气自然流动。自动通风风压较小，并受到季节、气候等各类自然因素影响较大，无法保证井下作业时所需要的风压、风量。我国煤矿安全规定，矿井作业必须采取机工通风的方法。

1.2矿井机械通风的工作主要有三种

1.2.1抽出式

主通风机装在回风井口，在抽出式通风机的作用之下。整个井下作业通风系统一直处在低于当地气压的负压状态。当主通风机因故障或其他因素停止作业时，井下风压增高，保证安全。

1.2.2压入式

主通风机位于入风井口，在压式入通风机作用下，其产生的作用与抽出式通风设备相反，使井下作业通风系统处于高于当地气压的正压状态。压入式通风设备通过塌陷区向外排出井下的各类有毒气体及易爆粉尘。当主通风机停止作业时，井下风压降低。

1.2.3压抽混合式

采取上述两种通风设备混合安装的方法，在回风井口、入风井口分别安装抽出式通风设备和压入式通风设备。使通风系统在相应的位置分别处于正压与负压状态，采用这种混合式通风设备的，井下作业面通常处于中间，两边正、负压均较小。其缺点也显然易见，设备繁多，管理过于复杂。

2.矿井通风设备的要求

2.1我国煤矿安全规程对矿井通风设备的要求

（1）主通风机必须在地面安装，装机的井口封闭严密，外部漏网率无提升时不得超过5%，有提升时不超过15%。

（2）保证主通风机连续运转。

（3）必须安装使用和备用的两套同能力的主通风机装置。

（4）禁止采用局部通风或风机群当主通风机使用。

（5）安装主通风机的出风井安装防爆门，并定期检测维修。

（6）对主通风机进行定期检查。

（7）新的主通风机使用前，进行性能测试和试运转，按计划定期进行性能测试。

2.2其他要求

遵循可靠、经济、安全的原则运行和使用通风设备，以保证矿井生产安全。根据实际情况选择可靠、稳定的通风设备，并进行测试调节，使之能在高工况条件下运行正常，建立健全维护与定期检修制度，做好相关记录。

3.矿井通风设备选型的计算方法

试以某能源公司沙坪煤矿为例，设计生产能力300万t/a。煤层稳定，分成东区与西区，布置带区共六个。走向长度>7公里，近水平煤层，无自然着火危险，含有爆炸性煤尘，瓦斯量小，井下风量大，矿井通风前、后期分别选择分区对角式、中央分列式方法。

阻力计算。

矿井通风设备的选型主要以通风阻力数据为依据，在选择矿井主扇前，必须先要计算通风阻力。阻力产生的方式不同，大致分为摩擦和局部阻力。其中摩擦阻力为选择主风机的主要参数。其工作风压必须满足最大阻力，因此先要确定两类极端状态下（容易、困难）最大阻力路线。

通过确定矿井最大阻力路线与通风网络的前提下，开始计算矿井通风阻力。计算摩擦阻力公式：hfr=ɑLUQ2/S3

公式从左至右分别表示摩擦阻力，摩擦阻力系数，巷道长度，巷道周长，井巷风量，净断面积，得出摩擦阻力值。另外，通过其他计算公式，可计算得出其通风总阻力、总风阻和总等积孔等数值，为矿井主通风机的选型提供数据依据。

4.矿井通风设备主扇选型

根据煤矿安全相关规定，主风机必须安装两部同能力的通风机械，其中一部为备用，它必须在10分钟内正常开动。主通风机必须具备反风设备，能在10分钟内改变巷道风流方向。改变风向后，供风量不得小于正常供风量的60%。

依据前面的计算，结合现场实际情况，用风机的特性曲线来选择主扇风机。要考虑到自然风压、主扇工作风压、主扇实际通风量、工况点等因素，并计算出上述因素的数据系数，以按需选择风机主扇。

另外主风机功率较大，选择输出及输入功率能够满足主扇转速的，在两个极端状态下同一型号的同步电动机。

最终，通过矿井通风阻力的计算，确定容易、困难时期主风扇运转工况点，加以计算主风扇实际通风量，结合实际情况与矿井通风需要，为该矿井前后期均选择了2K60-NO28，n=600r/min的对旋轴流风机，同步电动机则选用同一款型号为T118/44-8的电动机。

5.结语

矿井通风设备在矿藏采掘作业中不仅关系到矿井安全生产，更关系到井下作业人员的生命安全，只有在严格符合我国矿井通风设备安装相关规范条例、法律法规的前提下，结合当地实际情况，将井下各类影响因素考虑全面并按相关公式计算出井下相关通风数据后，科学、合理的选择矿井通风设备的型号，才能全面保证矿井安全生产、作业人员生命安全，保障我国社会经济发展有序进行。

【参考文献】

［１］刘玉兰.矿井通风设备的选型.[J].科技情报开发与经济.2008,18(21).

［２］薛忠和.沙坪煤矿矿井通风设备选择方法的探讨.[J].山西煤炭.2011,2(31).

［３］余露.矿井通风设备的选型计算.[J].山西煤炭.2011,31(2).

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