矿井通风课程设计
在通风网路中，流进节点或闭合回路的风量，等于流出节点或闭合回路的风量。即任一节点或闭合回路的流入风量和流出风量的代数和为零。
?Qi?0 （3-20） 式中——流入或流出某节点或回路的风量，以流入为正，流出为负。 风压平衡定律
在任一闭合回路中，无扇风机工作时，各巷路风压的代数和为零。
?hi?0 （3-21） 式中hi——闭合回路中任一巷道的风压损失，顺时针为正，逆时针为负。
在通风机工作及存在自然风压时，各巷道风压降的代数和等于扇风机风压与自燃风压之和。即
?hi??Hf??Hn （3-22） Hf——扇风机风压，顺时针为正，逆时针为负。
Hn ——自然风压，顺时针为正，逆时针为负。
3.4采区风量调节
在矿井通风网络中，风流按照巷道风阻的匹配关系，风量分配到各作业地点，若现有通风网络能够满足要求，则无需进行风量调节。但通风网络往往不能满足要求，需要采取控制与调节风量的措施。另外矿井通风网络是一个动态网络，它随生产的推进而不断变化，从网络分支数据到网络拓扑结构都在发生变化，而网络中的各个用风地点的风量基本不变，所以经常需要根据网络的变化，对通风网络进行调节，以调配各网络分支的风量。风量调节按照范围的大小，可分为局部风量调节和矿井风量调节，（采、带）区范围内的风量调节属于局部风量调节。局部风量调节的方法有增阻法、减阻法及辅助通风机调节法。
（1）增阻调节法
增阻调节法是在通过在巷道中安设调节风窗等设施，增大巷道中的局部阻力，从而降低与该巷道处于同一通路中的风量，或增大与其并联的通路上的风量。
主要措施：①调节风窗；②临时风帘；③空气幕调节装置等。使用最多的是调节风窗。 特点：增阻调节法具有简单、方便、易行、见效快等优点；但增阻调节法会增加矿井总风阻，减少总风量。
（2）减阻调节法
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减阻调节法是在通过在巷道中采取降阻措施，降低巷道的通风阻力，从而增大与该巷道处于同一通路中的风量，或减小与其关联的通路上的风量。
主要措施：①扩大巷道断面；②降低摩擦阻力系数；③清除巷道中的局部阻力物；④采 用并联风路；⑤缩短风流路线的总长度等。
特点：可以降低矿井总风阻，并增加矿井总风量；但降阻措施的工程量和投资一般都较 大，施工工期较长，所以一般在对矿井通风系统进行较大的改造时采用。
（3）增能调节法
增能调节法主要是采用辅助通风机等增加通风能量的方法，增加局部地点的风量。 主要措施：①辅助通风机调节法。②利用自然风压调节法。
特点：增能调节法的施工相对比较方便，不须降低矿井总风阻，能增加矿井总风量，同 时可以减少矿井主通风机能耗。但采用辅助通风机调节时设备投资较大，辅助通风机的能耗较大，且辅助通风机的安全管理工作比较复杂，安全性较差。
3.5采区通风阻力计算
采区通风总阻力由摩擦阻力和局部阻力两部分构成，即总阻力等于摩擦阻力与 局部阻力之和。
3.5.1 摩擦阻力
计算摩擦阻力时，应首先选定（采、带）区达产时的最大阻力线路，分别计算各段巷道 的摩擦阻力，然后累加起来即为该线路的总摩擦阻力。最大阻力线路可根据风量和巷道参数（断面积、长度等）直接判断确定，不能直接确定时，应选几条可能最大的路线进行计算比较。摩擦阻力计算公式如下所示： h摩??LU2Q （3-23） S32
式中 L、U、S、a——分别是各井巷的长度（m），周边长（m），净断面积（m），摩擦阻力 系数（Ns/m）；
Q——分配给各井巷的风量，（m/s）
3
2
4
3.5.2 局部阻力
采区井巷的局部阻力，新建（采、带）区宜按井巷摩擦阻力的 10%计算；扩建 采区宜按井巷摩擦阻力的 15%计算，局部阻力等于各段井巷的摩擦阻力累加后乘以 （0.1~0.15）：
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h局?（0.1~0.15）?h摩 （3-24）
3.5.3 总阻力
由下式计算出（采、带）区达产时的最大阻力线路的总阻力，并把阻力计算结果填入表 3-5 中：
表3-5 采区通风阻力计算表
节点序号 1~○4 ○巷道支护α ×10 L (m) 424名称 形式 (Ns/m) U (m) S (m) 2S3（m6） R (Ns2/m8) Q (m3/s） Q2 (m6/s2) h摩（Pa） v（m/s） 轨道上山 中部车场 运输平巷 工作面 回风平巷 上部车场 回风石门 锚喷 98 749 13.2 10 1000 0.0969 28.6 818 79.3 2.86 4~○5 ○锚喷 100 50 12.5 9 729 0.0086 27.17 738 6.35 3.02 5~○6 ○锚杆 掩护支架 锚杆 158 940 12.5 9 729 0.1857 25.8 665.6 123.6 2.87 6~○7 ○240 233 12.5 9 729 0.0959 24.5 600.3 57.56 2.78 7~○8 ○160 920 12.5 9 729 0.2524 23.3 729 137.03 2.59 8~○9 ○锚喷 98 200 13.2 10 1000 0.0258 22.1 488.4 12.6 2.21 9~○10 ○锚喷 98 200 13.2 10 1000 0.0259 21.0 441 11.42 2.1 摩擦阻力合计（Pa） 427.86 局部阻力合计（Pa） 64.179 总阻力合计（Pa） 492.039
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4 掘进通风设计
选择合理的掘进通风方法及方式、风筒类型与直径，计算掘进通风阻力、选择局部风机及掘进通风安全技术措施、装备。
4.1 掘进通风设计的原则和要求
4.1.1 掘进通风设计的原则
局部风机是矿井通风系统的一个重要组成部分，其新风取自矿井主风流，其污风又排入矿井主风流。其设计原则可以归纳如下：
（1）矿井和采区通风系统应为局部通风创造条件。 （2）局部通风系统要求安全可靠、经济合理、技术先进。 （3）尽量采用技术先进的低噪、高效型局部通风机。
（4）压入式通风易采用柔性风筒，抽出式通风易采用带刚性骨架的可伸缩风筒或完全刚性的风筒。风筒材质应选择阻燃、抗静电型；
（5）当一台风机不能满足通风要求时可考虑选用两台或多台风机联合运转。
4.1.2 掘进通风设计的要求
（1）局部风机实际吸风量供给掘进工作面的风量一般不超过 280m/min。
（2）局部风机安设巷道风量大于局部风机吸风量大于风筒末端出口风量大于掘进工作面需风量。
（3）采用局部风机通风时，风筒距离掘进工作面的距离符合《作业规程》中的规定，一 般煤巷小于等于 5m，岩巷小于等于 10m。
3
4.2 掘进通风的方法与方式的选择
4.2.1 掘进通风方法的选择
（1）掘进通风方法
局部通风方法按通风动力形式不同分为局部通风机通风、矿井全风压通风和引射器通风三种。
① 局部通风机通风
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利用局部通风机做动力，通过风筒导风实现掘进工作面供给新鲜风流的方法称为局部通风机通风，它是目前局部通风最主要和最常用的方法。
② 矿井全风压通风
矿井全风压通风，是直接利用矿井主要通风机所造成的风压，借助风障和风筒等导风设施将新风引入工作面，并将污风排出掘进巷道。
③ 引射器通风
利用引射器产生的通风负压，通过风筒导风的通风方法称为引射器通风。利用引射器通风的主要优点是无电器设备、无噪音。水力引射器通风还能起降温、降尘作用。在煤与瓦斯突出严重的煤层掘进时，用它代替局部通风机通风，设备简单，比较安全。缺点是供风量小，需要水源或压气。适用于需风量不大的短巷道局部通风，也可在含尘量大、气温高的采掘机械附近，采取水力引射器与其它通风方法的混合式通风。
（2）掘进通风方法选择原则
① 在主要通风机正常运转，并有足够的全风压克服导风设施的阻力时，全风压通风能够连续供给掘进工作面所需风量，无需附加主要通风机以外的其他通风设备。 ② 在瓦斯涌出量大且使用局部通风设备技术不可行的地点，可以使用全风压通风。 ③ 全风压通风在技术上不可行或经济上不合理，则必须借助专门的通风设备，对掘进工作面进行局部通风。
4.2.2 掘进通风方式的选择
（1）局部通风机通风方式的选择 ① 局部通风机通风方式
局部通风机通风按其工作方式不同可分为压入式、抽出式和混合式三种。 a. 压入式通风
局部通风机和启动装置安设在离掘进巷道口10m以外的进风侧巷道中，局部通风机把新鲜风流经风筒送入掘进工作面，污风沿掘进巷道排出，其示意图如图 4-1（a）所示。压入式通风的优点是局部通风机和启动装置都位于新鲜风流中，不易引起瓦斯和煤尘爆炸，安全性好；风筒出口风流的有效射程长，排烟能力强，工作面通风时间短；既可用硬质风筒，又可用柔性风筒，适应性强。缺点是污风沿巷道排出，污染范围大；炮烟从掘进巷道排出的速度慢，需要的通风时间长。适用于以排出瓦斯为主的煤巷、半煤岩巷局部通风。
b. 抽出式通风
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