1、煤矿通风管理技术戴广龙 教授 博士安徽理工大学安全教研室主任安徽省煤矿安全专家组成员省煤炭学会会员全国煤炭学会通风专业委员会委员国家安全工程专业教学指导委员会学科建设委员会委员安徽理工大学主要内容 1、当前我国煤矿安全和生产存在的突出问题 1)、建国以来，各历史时期的安全状况 2) 当前我国煤矿安全和生产存在的突出问题 2、矿井通风技术 1)、矿井通风系统的含义和重要性 2)、矿井通风存在的问题 3)、在矿井通风管理中高度重视全矿突然停电 4)、对矿井通风系统的基本要求 5)、通风系统现状分析 6)、矿井通风系统稳定性分析 7)、以风定产一、当前煤矿安全和生产存在的突出问题(一)、建国以来，各
2、历史时期的安全状况19532001年工伤事故死亡人数变化1991-19981991-1998年全国矿山企业事故死亡情况年全国矿山企业事故死亡情况The chart of casualty statistics of mining enterprises in China from 1991to 1998(二)、当前我国煤矿安全和生产存在的突出问题1、瓦斯煤尘重大、特大事故没有得到有效控制1).全国煤矿发生3人/次死亡事故（瓦斯爆炸死亡事故）：80年代：共发生1225起，死亡8824人。平均122.5起/年、死亡882.4人/年相当于2.98天发生一起。90年代：共发生2903起，死亡21940
3、人平均290.3起/年，死亡2194人/年相当于1.3天发生一起。九十年代每年死亡人数是八十年代的2.48倍，九十年代发生次数是八十年代的2.37倍。2).全国煤矿发生死亡10人/次瓦斯爆炸死亡事故80年代：共发生230起，死亡4257人。相当于16天发生一起。90年代：共发生532起，死亡8947人相当于7天发生一起。九十年代每年死亡人数是八十年代的2.1倍，九十年代发生次数是八十年代的2.3倍。3)、几起瓦斯爆炸事故 (1)、2005年2月15日14时30分，云南省曲靖市富源县竹园镇松林村一无证非法煤矿发生特大瓦斯爆炸事故，死亡27人（其中女工10人）、受伤15人。 该矿于2003年12月
4、由当地村民张老佩非法开挖，系无证开采小井，2004年2月被竹园镇执法队责令封停。2004年12月初，张老佩与当地村民赵图强合伙又组织人员启封开挖，至2005年2月15日事故发生时，共非法开采原煤约1500吨。 该井为独眼井开采，采用一台1.5千瓦的非煤矿专用鼓风机和直径约100毫米的编织袋作为风筒向作业地点供风；明刀闸、明接头、明插座及煤矿井下禁止使用的照明线向鼓风机和井下非矿用潜水泵供电；不进行瓦斯检测。据调查，事故当天早班井下掘通老窑，大量瓦斯涌出造成瓦斯积聚并达到爆炸浓度，井下电工操作潜水泵产生电火花引爆瓦斯。 (2)2005年3月9日，山西省吕梁市交城县岭底乡香源沟煤矿二坑发生特大瓦斯
5、爆炸事故，死亡29人、受伤5人。 香源沟煤矿是吕梁市交城县岭底乡乡办煤矿，由个人承包经营。该矿共有三处矿井，发生事故的为香源沟煤矿二坑。香源沟煤矿二坑为基建井，1994年批准开办，2001年10月开工建设，设计能力30万吨/年，高瓦斯矿井。矿井为斜井开拓，主、副斜已贯通，回风斜井尚未贯通，目前在副斜井安装主扇作为回风井。该井安全设施设计未经煤矿安全监察机构审查同意，按规定不能施工建设，更不能组织生产。2004年2月13日驻地煤矿安全监察机构下达了停止施工的决定书，县政府有关部门先后7次对该矿下达停产指令，并对副井绞车上锁、贴封条。但该矿矿主无视监察机构责令停产整顿的处罚决定和县政府要求其停产并
6、对绞车上锁、贴封条的措施，乘驻矿安全检查人员未向县安监部门请假、离开岗位之机，擅自砸锁启封，违法组织施工和生产。并在矿井主要系统没有完全形成的情况下，严重超通风能力安排2个回采工作面和6个掘进工作面作业（按设计只准1个回采工作面、2个掘进工作面作业）。由于局部通风管理混乱、掘进工作供风量严重不足，微风作业，造成瓦斯积聚，巷道信号电缆短路产生电火花，引起瓦斯爆炸。对县煤炭管理中心主任、岭底乡党委副书记兼乡长、副乡长实行停职检查的组织处理。 (3)(3)、黑龙江省七台河矿业精煤（集团）公司新富煤矿三区一、黑龙江省七台河矿业精煤（集团）公司新富煤矿三区一采采3.143.14特大瓦斯爆炸事故特大瓦斯爆
7、炸事故 2005年3月14日11时40分，黑龙江省七台河矿业精煤（集团）公司新富煤矿三区一采发生特大瓦斯爆炸事故，死亡18人、受伤1人。 据调查，该井因不具备安全生产条件，2004年11月被驻地煤矿安全监察机构下达停产通知，七煤（集团）公司安监局同时也下达了停产整顿通知。但该井于2005年2月19日未经验收擅自开工组织生产，因掘进工作面长期处于停风状态，瓦斯积聚并达到爆炸极限，工人在矿灯带电的情况下更换灯泡，产生电火花引起瓦斯爆炸。 (4)(4)、重庆市奉节县新政乡苏龙寺煤矿、重庆市奉节县新政乡苏龙寺煤矿3.173.17特大瓦斯爆炸特大瓦斯爆炸事故事故 2005年3月17日14时30分，重庆市
8、奉节县新政乡苏龙寺煤矿发生特大瓦斯爆炸事故，死亡19人。 据初步调查，该矿为不具备安全生产条件、必须停产整顿的D类矿井。重庆煤矿安全监察局向奉节县下达了D类矿井停产整顿通知并在重庆日报公告，奉节县煤炭工业局2005年3月3日向该矿下达了停产整顿通知。但该矿拒不执行停产整顿，强行组织生产，因靠局扇通风的非正规巷采工作面的局扇循环通风，造成工作面瓦斯积聚，电煤钻插销产生电火花，引起瓦斯爆炸。 事故发生后，已对该矿3名业主和1名安全员实行刑事拘留。目前事故仍在调查中。 (5)(5)、山西省朔州市平鲁区白塘乡细水煤矿、山西省朔州市平鲁区白塘乡细水煤矿3.193.19特别重大特别重大瓦斯爆炸事故瓦斯爆炸
9、事故 2005年3月19日12时15分，山西省朔州市平鲁区白塘乡细水煤矿发生特别重大瓦斯爆炸事故，并波及相邻的康家窑煤矿。两矿共计72人死亡（其中细水煤矿52人、康家窑煤矿20人）。 细水煤矿为朔州市平鲁区白堂乡细水村、堡子村联合经营煤矿，始建于1993年，斜井开拓，设计生产能力均为15万吨/年，为低瓦斯矿井。 2004年6月，因该矿存在擅自进行主井系统改造、未申请办理安全生产许可证等，被驻地煤矿安全监察机构责令停产施工和作业。2004年11月，平鲁区人民政府也下达了停产整顿通知书。但该矿拒不执行，从黑市购买炸药，违法组织生产，并且超通风能力冒险生产，在一个区域内布置6个回采工作面、1个掘进工
10、作面作业，造成工作面风流短路、瓦斯积聚达到爆炸界限，明火放炮引起瓦斯爆炸。因细水煤矿和康家窑煤矿井下巷道连通，造成了事故的扩大。 事故发生后，已对该矿5名正、副矿长、2名调度员、平鲁区煤炭工业局派驻该矿的1名驻矿监督员和右玉县1名与倒卖炸药有关联的派出所所长实行刑事拘留。目前事故仍在调查中。 2、煤矿火灾也十分严重1).据19491995年统计： 全国煤矿因火灾事故死亡2006人，其中3人/次死亡的火灾138次，死亡1670人。其中国有重点煤矿64次，死亡969人。1961.3.16抚顺胜利矿的一次火灾死亡110人。2).据19531988年统计：现在煤矿井下至今残存火区近800个，每年平均发
11、火300余次，每年新冻结煤量20万吨。 据1993年底对我国84个矿务局煤矿的统计16，煤炭自燃约占井下火灾的70%，自燃发火严重的矿区达80%90%。我国开采的煤层中，约50%左右有自然发火倾向，发火期间最短的只有20天。 3、煤矿职业病相当惊人据1996年底统计，全国省属以上国有煤矿尘肺病患者达17.5万人，占全国各行业尘肺病人总数的40%以上。现有患者121278人，已累计死亡53722人。 九十年代，每年死于尘肺病的人数，达3000人左右。4、煤矿事故和职业病造成的经济损失巨大据一些矿务局资料分析：每发生一次事故死1人，平均造成的直接和间接损失大约30万元左右（抢救、医疗、抚恤、子女养
12、育费等）。发生一个尘肺病人一年的经济损失（治疗，失去工作能力）近万元。全国一年由于事故和职业病造成的损失近40亿元，相当于国有重点矿一年煤炭销售收入的10%左右。5、实践表明零星事故主要是个人违章及工作环境差造成的；重大瓦斯事故都是因通风系统有问题造成的。表现为：风量不足、不合理的串联、通风设施多、风门敞开、角联，一条上山既进风又回风案例：77.2.24坪湖矿，87.12.9潘一矿，96.5.21平十矿，97.5.28龙凤矿，97.11.4 盘江月亮田矿，97.11.13潘三矿， 97.1.24王营矿， 2000年9月1日8时40分，双鸭山矿务局东保卫矿一采区41层左翼二采准备面发生特大瓦斯爆
13、炸事故，死亡14人，直接经济损失51万元。 工作面上巷长760米和切眼60米由201掘进队施工，下巷673米由204掘进队施工，并于8月31日16点班在22时40分贯通，正式形成准备工作面。 造成这起事故的直接原因是，201和204工作面贯通后，回风上山通风设施不可靠，严重漏风，导致工作面处于微风状态，造成瓦斯积聚，作业人员违章试验放炮器打火引起瓦斯爆炸。造成事故主要原因：1安全管理松懈，安全责任制不落实。201掘进和204掘进贯通后，矿各级领导没有按照规程规定对巷道贯通和贯通后通风系统调整实施现场指挥。风门没有专人管理，致使220水平风门打开，风流短路，造成准备回采工作面微风，导致瓦斯积聚。
14、2瓦斯检查制度不健全，瓦检员漏岗、漏检。没有制定瓦检员密码交接制度，没有按规定检查瓦斯，漏检假检。在没有对工作面进行瓦斯检查情况下，违章指挥工人进入工作面作业。3不按规程作业。贯通后的通风系统构筑物未按设计规定材质要求安设木质调风门，而是设挡风帘，漏风严重，造成备用工作面风量不足。4“一通三防”管理工作混乱。瓦检员未经矿务局培训上岗作业，瓦斯日报无人检查和查看，记录混乱，通风调度水平低下，不能协调指挥生产。5技术管理不到位。巷道贯通和通风系统调整计划与安全措施等，矿总工程师未按规程规定组织有关人员进行审批，导致规程编制内容不全，无针对性安全技术措施和明确的责任制，无法指挥生产。6安全投入不足。
15、全矿共有9个作业地点，仅有14台便携式瓦斯报警仪投用，全矿无瓦斯报警矿灯，“三道防线”不健全。 7回采工作面接续紧张，导致只注重进尺，不注重安全，无规程作业，违章指挥现象经常发生。二、矿井通风管理技术在“一通三防”众多的管理中 通风是基础 瓦斯抽放是措施 安全监测监控是保证 “十二字”方针 先抽后采 监测监控 以风定产二、矿井通风管理技术主要内容 1、矿井通风系统的含义和重要性 2、矿井通风存在的问题 3、在矿井通风管理中高度重视全矿突然停电 4、对矿井通风系统的基本要求 5、通风系统现状分析 6、矿井通风系统稳定性分析 7、以风定产1、矿井通风系统的含义和重要性1)含义包括 矿井通风方式（进
16、出风井的数量及其相互位置） 通风方法（主扇的工作方法：抽出式、压入式） 通风网路（串、并、复杂联接） 也有人把通风动力、通风网络和通风构筑物的总称叫矿井通风系统1、矿井通风系统的含义和重要性 2)、矿井通风系统的重要性 矿井通风系统是矿井生产系统的重要组成部分。 其合理与否，与矿井的稳产、高产，防灾、抗灾能力，经济效益有重大关系，并产生长期影响。1、矿井通风系统的含义和重要性 2)、矿井通风系统的重要性提高矿井通风技术和管理水平是保证矿井正常生产和安全状况的基本任务之一。 表现在：用通风方法排除全矿井瓦斯量的80-90%用通风方法排除采面瓦斯量的70-80%用通风方法排除采面粉尘量的20-30
17、%（装有抑尘装置）用通风方法排除深井采面热量的60-70%供给矿井新鲜空气的质量约是矿井产煤量的5-18倍。2、矿井通风存在的问题1)问题之一就国有矿井而言，矿井通风系统存在的问题有： 全矿总风量不足： 96年底，重点矿中有48处（黑龙江、湖南、淮南） 通风阻力大： 淮南7个高突矿井中有11处风井，阻力大于3000Pa，其中潘一矿达4892Pa。造成主扇耗电多，总风量不足。 通风线路长： 蒲白局马村矿东风井，L=58km。 现在大型矿井通风路线达10km之多。2、矿井通风存在的问题 2)、问题之二 通风系统复杂，通风设施多： 抚顺老虎台矿有10个水平通风，6个水平生产。全矿通风构筑物495处（
18、风门187处、风窗125处、密闭180处、风桥3处），交叉通风多，用风过于集中，巷道失修率高。 通风系统不稳定： 风机在驼峰区附近工作，角联多，自然风压影响大（进风井变为出风井，进风线路变为出风段）。 其他 耗电多，大马拉小车、漏风多，风机陈旧、调风方法不妥，扩散器和风硐不合理等。2、矿井通风存在的问题 2005年，全国煤矿共发生死亡事故3341起，死亡5986人，同比减少300起，少死亡41人，分别下降8.2%和0.7%。其中，在27起特大瓦斯爆炸事故中，停风引起的瓦斯积聚12起，占44.4%；风量不足引起的5起，占18.5%；通风系统混乱引起的8起，占29.6%；其他因素引起的2起，占7.
19、5%。 3、在矿井通风管理中高度重视全矿突然停电全矿突然停电，主要通风机停风，往往是引发大型事故（主要是瓦斯爆炸）的前奏，应引起高度重视！1)本溪湖矿三交河矿停电案例 1942.4.26本溪湖矿11:30地面变电所停电，14：10向井下送电，瞬间井口传出巨响，8个井口中5个井口喷出浓烟，死1594人。 1991.4.21三交河矿8点班下班前停电，14:30送电，15:00工人下井，16:05掘面203煤电钻引爆瓦斯，死147人(另外救灾时有1人死亡)。2)白沙局马田矿高仓井停电事故湖南白沙局马田矿高仓井242采区绞车房因主要通风机停风，盲目送电，信号线产生火花引爆瓦斯，死29人，伤18人，破坏
20、巷道500余米，直接损失40余万元。 25日 10：11 北风井主要通风机因电厂突然停电。 10：27 恢复送电。主要通风机开动，发现主要通风机定子线圈烧坏2根线头，又停风抢修电机。 11：00检查采区进回风和各作业地点CH4=1.53.5%，人员全部升井。 16：00 1）未恢复通风情况下，110人全部入井；2）井下各处CH4均超限，最高达10%；人员在回风顺槽，煤上山，242采区绞车房等待恢复通风。3）井下水泵房打电话要求送电排水（因为水仓水满了）。矿调度员及主管技术员不同意送电，并通知配电房、压风房和工区调度站把好关。3)阿干耿村韩庄二矿停电案例1994.6.7 0:05阿干煤矿突然停电
21、，0:25救护队下井撤人，发现1760处已死11人，1人送医院抢救。1997.1.25 义马耿村矿11:57停电，12:05送电，12:20爆炸，死31人，伤人。1999.8.24平顶市韩庄局二矿全矿突然停电，送电后瓦斯煤尘爆炸，死55人。4)晋城市属煤矿因主要通风机停风引发的瓦斯爆炸事故情况1、98421 晋城市泽州县朝坡矿，主要通风机停风3天，吸烟引爆瓦斯、重大事故。2、98619 晋城市泽州县靳圪塔矿（基建井，独眼井）停电停风4h，接煤电钻插销引爆，重大事故。3、98810晋城市泽州县郭庄煤矿，检修主要通风机停风12h，引爆特大事故。4、99415晋城市泽州县郭庄煤矿二坑口，在井底维修大
22、巷嫌风大，停主要通风机2h，引爆重大事故。5、99521 晋城市阳城县泉乡沟煤矿，停产停风15h，引爆重大事故。在19901999年45起瓦斯爆炸重特大事故中有16起是因主要通风机停转。采取自然通风而引爆瓦斯。4、对矿井通风系统的基本要求1)以最小的阻力、最低的电耗，把足够的新鲜风量送达用风地点，并具有较高的防灾抗灾能力。技术可行经济合理稳定可靠矿井风量矿井风压矿井风量供需比吨煤风量矿井等级孔矿井通风方式主要通风机功率主要通风机效率吨煤主要通风机电耗吨煤通风电耗风机运转稳定性矿井抗灾能力用风地点风流稳定性矿井通风系统评判指标层次图吨煤通风电耗2)符合煤矿安全生产基本条件规定 第五条矿井应有至少
23、两个独立的能够行人并直达地面的安全出口，出口之间距离不得小于30米。 井下每一个水平、每一个采区至少有两个便于通行的安全出口，并与直达地面的安全出口相连接。 第六条矿井在用巷道净断面应能满足行人、运输、通风和设置安全生产设施的需要。 矿井主要运输巷、主要风巷的净高不得低于2米，采区上、下山和平巷的净高不得低于1.8米，回采工作面出口20米内巷道的净高不得低于1.6米。 第七条采煤工作面至少保持2个畅通的安全出口，一个通到回风巷，另一个通到进风巷。 因煤层赋存条件限制确实不能保持2个安全出口的，必须制定经县级以上主管部门批准的专项安全技术措施。 2)符合煤矿安全生产基本条件规定 第九条矿井应当具
24、备完整的独立通风系统。矿井、采区和采掘工作面的风量必须满足安全生产要求。 矿井使用安装在地面的矿用主要通风机进行通风，并有满足能力的备用主要通风机。 生产水平和采区应当实行分区通风，矿井、采区和采掘工作面通风设施应当齐全可靠，掘进工作面使用专用局部通风机进行通风。煤矿安全规程中有关规定（第100条-132条） 5、通风系统现状分析 1)通风现状分析内容 (1)分析主扇装置性能的优劣及核定主扇能力 (2)从阻力测定结果中分析阻力分布的合理性，找出高阻力和高风阻区段，分析产生高阻力的原因及采取减阻措施的途径。 (3)分析通风网路结构的合理性（有害角联少，总阻力 和总风阻小，风机运行稳定的网路，只需
25、极少通风构筑物） (4)矿井内部漏风率，供需比，等级孔5、通风系统现状分析2)通风现状分析(1)主通风机运行分析(A).主扇运行效率低30个矿务局100个风井老型号轴流风机调查结果:5、通风系统现状分析2)通风现状分析主要通风机分析1986年统计统配矿运转主扇运转情况主扇型号矿井数主扇数主扇总功率（kw） 平均效率（）70B219534115067849.642By761244683952.72By30401413252.742K6019321317551.234-721342432585157.97G4-7330482282557.72K4-7312151911165.96其它1912437
26、4473合计681107836708452.795、通风系统现状分析2)通风现状分析主通风机分析(B).驱动风机的电机负荷率低、导致效率低。34个矿务局的311台主扇电机调查结果： 新集一矿西风井1600kW电机，投入运行初期，只有几个掘进面回风，效率低是可想而知的。5、通风系统现状分析 2)通风现状分析主要通风机分析 (C)主要通风机能力不一致。5、通风系统现状分析2)通风系统现状分析(2).通风阻力分析通风阻力大，阻力分布不合理据统计，我国低瓦斯大型矿井总阻力最大为1962Pa，中型矿井最大阻力为1177.2Pa，小型矿井最大阻力为735.75Pa。高瓦斯矿井最大阻力：大型矿井2452.5
27、Pa，中型矿井1962Pa，小型矿井1569.6Pa。少数高阻力矿井，通风电耗占原煤电耗的一半以上。某矿南东翼阻力分布图某矿西翼阻力分布图5、通风系统现状分析5、通风系统现状分析 2)通风现状分析 (2).通风阻力分析 大多数矿井回风段的阻力占总阻力的60-80少数矿井采区的通风阻力为总阻力的40-50存在局部高阻力区段和地点。如失修回风道、风窗、风硐、拐弯、未拆除的风门墙垛等；压入式通风矿井的主扇进风道。降低高阻力区段的通风阻力是改善通风，提高合理性和增加安全性的重要途径！某矿通风阻力分布表系统名称区 段测 段通风阻力Pa占系统总阻力的百分比%中央风井北中央进风段129537 25 用风段2
28、930381 18 回风段30251217 57 合计2135 100 南东翼系统进风段11166631.2用风段111826012.2回风段1824120956.6合计2135100西风井进风段14397524.6用风段4355118529.9回风段5563180645.5合计39651005、通风系统现状分析系统名称区 段测 段通风阻力Pa占系统总阻力的百分比%西风井北部12采区进风段1843926用风段81516910回风段152110806464合计168910065采区进风段13717110用风段374961437回风段492188653合计167110068采区进风段1843926
29、用风段81627917回风段15219695757合计1687100东风井北部12采区进风段1843925用风段82821012回风段2833110363合计17521005、通风系统现状分析2)通风现状分析(3)通风风量分析(A).用风地点风量不足(B).风量调节方法不妥 矿井投产初期放下闸门减少进风量 用风窗调风 盲目换装大能力风机，或调大叶片安装角(C).漏风多鸡西局62台主扇测定表明：地面漏风率大于5的矿井 有50%,有的矿达15-25。山西省5个统配局64台主扇总漏风量达18219m3/min，其中漏风最多的一台主扇，地面漏风达1472 m3/min。淮南新庄孜矿一处风门的漏风达29
30、-309 m3/min，主要进回风间的漏风达1000 m3/min。5、通风系统现状分析2)通风现状分析(4).风流不稳定分析 角联网路多 采面处于对角巷道，且无防止风流反向的措施 主扇在驼峰区附近工作，有的矿甚至出现风机“飞动” 风门数量多，位置不当，且经常风流短路 反向风门数量少 自然风压影响大 多风机相互干扰，相互“抢风”6、矿井通风系统稳定性分析 风流不稳定的表现：风流方向发生变化；风量大小变化幅度超过允许范围。 风流不稳定是煤矿事故的导因之一：可导致瓦斯超限或风温升高，甚至引起瓦斯煤尘爆炸。6、矿井通风系统稳定性分析 1)影响矿井通风系统稳定性的因素 (1)主扇的台数、类型及其相对位
31、置（同一井或不同井口） (2)主扇的性能及两台主扇之性能差大小 (3)自然风压的大小及其作用方向 (4)通风网路的结构形式（有无角联网路）矿内风流稳定与否，反映了矿井通风动力和网路结构的合理程度及它们之间的协调状况。 用网络结构合理系数判定。6、矿井通风系统稳定性分析 2)网络结构合理系数 网络合理性系数K可用下式表示： 式中：K网络结构合理性系数; HN自然分风时系统的压力；H按需分风时系统的压力； 自然分风压力是指采煤工作面按自然分风解算，其余所有的用风地点都按实际需风量进行网络解算，所得到风机压力。 按需分风压力是指除通风最困难的工作面外，其余的用风地点都按实际需风量进行网络解算，得到的
32、风机压力。 单一风机通风系统K值应在1以下。K值越大，说明调节量越小，网络结构较合理，反之亦然。一般要求K0.85。如果K0.6，则在采掘布局上加以注意和改进。对于多风井系统，有可能比值大于1。HHKN2)网络结构合理系数某矿网络结构合理系数分支始点末点风机名称自然分风风压Pa按需分风风压Pa结构系数K17101东风井风机168517260.97620.976248311西风机163716740.97790.97796、矿井通风系统稳定性分析6、矿井通风系统稳定性分析 3)风流不稳定现象的分类 (1)风流不稳定性分为：正常生产时期的风流不稳定灾变时期的风流不稳定 (2)正常生产时期的风流不稳定
33、又可分为：由于通风动力引起的风流不稳定由于通风网路引起的风流不稳定6、矿井通风系统稳定性分析 (1)灾变时期风流不稳定的表现 A、因爆炸：摧毁了通风构筑物（含回风井口防爆盖） 、甚至破坏了主扇，造成风流紊乱和爆炸产物（CO2、CO、烟雾）的漫延，导致人员伤亡和生产停顿。 B、因火灾：烧毁风门造成风流短路；支架倒塌产生冒顶；火风压直接影响主扇的工况点；火风压造成风流逆转或停滞。 C、因煤与瓦斯突出：破坏通风系统（包括堵塞巷道，摧毁通风构筑物），瓦斯沿进回风巷漫延，导致人员伤亡，甚至引发瓦斯燃烧或爆炸。6、矿井通风系统稳定性分析 (2)通风动力引起的风流不稳定 A、主扇工作不稳定引起的包括：风机的
34、喘振；多风机相互干扰 B、井下辅助通风机对风流稳定性的影响包括：辅扇对主扇的影响；辅扇能力太大引起并联分支风量不足、反向或停滞；辅扇附近进风主巷中风门的启闭；主扇、辅扇停电停转 C、自然风压引起的6、矿井通风系统稳定性分析 (3)通风网路引起的风流不稳定 (1)风流短路造成的风流剧烈波动包括风门的开闭；防爆门的开闭对风流影响。 (2)对角分支风流不稳定应加强对角联网路的管理，有计划地设置或利用有益角联，避免和严格控制有害角联。123567810(3)通风网路引起的风流不稳定-通风网络动态特性分析通风网络动态特性分析( (一一) )、井巷风阻变化引起风流变化的规律、井巷风阻变化引起风流变化的规律
35、1. 1. 变阻分支本身的风量与风压变化规律变阻分支本身的风量与风压变化规律 当某分支风阻增大时，该分支的风量减小、风压增大；当风阻减小当某分支风阻增大时，该分支的风量减小、风压增大；当风阻减小时，该分支的风量增大、风压降低。时，该分支的风量增大、风压降低。2. 2. 变阻分支对其它分支风量与风压的影响规律变阻分支对其它分支风量与风压的影响规律 1 1）当某分支风阻增大时当某分支风阻增大时，包含该分支，包含该分支 的所有通路上的其它分支的风量减小，的所有通路上的其它分支的风量减小， 风压亦减小；与该分支并联的通路上的风压亦减小；与该分支并联的通路上的 分支的风量增大，风压亦增大；当风阻分支的风
36、量增大，风压亦增大；当风阻 减小时与此相反。减小时与此相反。 2 2）对于一进一出的子网络，若外部分支调阻引起其流入（流出）风量）对于一进一出的子网络，若外部分支调阻引起其流入（流出）风量变化，其内部各分支的风量变化趋势相同。变化，其内部各分支的风量变化趋势相同。 3 3）风网内，某分支风阻变化时，各分支风量、风压的变化幅度，以本）风网内，某分支风阻变化时，各分支风量、风压的变化幅度，以本分支为最大，邻近分支次之，离该分支越远的分支变化越小。分支为最大，邻近分支次之，离该分支越远的分支变化越小。 494 4）风网内，不同类型的分支风阻变化引起的风量变化幅度和影响范）风网内，不同类型的分支风阻变
37、化引起的风量变化幅度和影响范围是不同的。一般地说，主干巷道变阻引起的风量变化幅度和影围是不同的。一般地说，主干巷道变阻引起的风量变化幅度和影响范围大，末支巷道变阻引起的风量变化幅度和影响范围小。响范围大，末支巷道变阻引起的风量变化幅度和影响范围小。5 5）风网内某分支增阻时，增阻分支风量减小值比其并联分支风量增）风网内某分支增阻时，增阻分支风量减小值比其并联分支风量增加值大；某分支减阻时，减阻分支风量增加值比其并联分支风量加值大；某分支减阻时，减阻分支风量增加值比其并联分支风量减小值大。减小值大。( (二二) )巷道密闭与贯通对风流的影响巷道密闭与贯通对风流的影响 巷道密闭相当于该分支的风阻增
38、大至巷道密闭相当于该分支的风阻增大至，故本分支风量减少到趋故本分支风量减少到趋近于近于0 0；对其它分支的影响规律与分支增阻相同。；对其它分支的影响规律与分支增阻相同。 巷道贯通时要修改网络图，即在网络图中增加贯通后的分支。风巷道贯通时要修改网络图，即在网络图中增加贯通后的分支。风流方向取决于巷道两端点间压能差；对其它分支的影响规律与分流方向取决于巷道两端点间压能差；对其它分支的影响规律与分支减阻相同。支减阻相同。6、矿井通风系统稳定性分析 (3)通风网路引起的风流不稳定 (三)、角联分支分析 应用分析软件对某矿角联进行分析： 全矿井共有27条分支处在角联上，网络复杂度25.7%，其中，跨不同
39、系统角联有21条，网络复杂度20.0%；东风井系统角联分支18条，网络复杂度17.1%，西风井系统角联分支5条，网络复杂度4.8%，其角联分支如表所示。从表5可看出，除用风分支外，一般分支有13条处在角联位置。 因此，分析结果表明，某网络结构复杂，角联分支多，通风管理困难。建议加强角联周边巷道的维护，防止角联巷道无风或风流反向。 某矿角联分支分析表分支号始节点末节点巷道名称角联分支巷道类型风流方向6322五采区集中运输巷是一般分支正向8143五采区皮带机下山是一般分支正向91415东65巷道用风是用风地点正向19460风门是用风地点正向226115风门是用风地点正向25161767-2联巷风门
40、是用风地点正向261829西风桥风门是用风地点正向27181967皮机尾风门是用风地点正向292022五采区辅助机是一般分支正向441719七采区皮带上山是一般分支正向511112防火仓库是用风地点正向521112充电房是用风地点正向531113炸药库是用风地点正向54117东三变电所是用风地点正向551715七采区皮带上山是一般分支正向591132北部集中运道是一般分支正向64345362提料巷风门是用风地点正向673435北部集中运道是一般分支正向69364662北风桥风门是用风地点正向703637北部集中运道是一般分支正向904745649煤柱面机巷掘面是用风地点正向914748649煤
41、柱风巷掘进面是用风地点正向92444364集运是一般分支正向9444458-12皮带机巷是一般分支正向100525366集中皮带巷是一般分支正向102522968总回是一般分支正向103541324回风道是一般分支正向7、以风定产 “以风定产以风定产”的风量应是在给定的网络条件下主要通风机的实际的风量应是在给定的网络条件下主要通风机的实际最大供风量。最大供风量。 近年来，我国部分高瓦斯煤矿因超通风能力生产而导致重大事近年来，我国部分高瓦斯煤矿因超通风能力生产而导致重大事故发生。因此，在故发生。因此，在2001年年11月份颁布的月份颁布的煤矿安全规程煤矿安全规程中新中新增了增了“必须按实际供风量
42、核定矿井产量必须按实际供风量核定矿井产量”的规定，即根据实际的规定，即根据实际最大的通风能力确定矿井的生产能力。做到科学准确地最大的通风能力确定矿井的生产能力。做到科学准确地“以风以风定产定产”是实现矿井安全生产的重要保证和前提之一。因此，有是实现矿井安全生产的重要保证和前提之一。因此，有必要研究根据矿井通风能力正确核定矿井生产能力的模型、方必要研究根据矿井通风能力正确核定矿井生产能力的模型、方法和程序。法和程序。 要实现要实现“以风定产以风定产”，需要解决两个关键问题需要解决两个关键问题：一是一是，如何较，如何较为准确地确定矿井的实际最大供风量；为准确地确定矿井的实际最大供风量；二是二是，已
43、知矿井的实际，已知矿井的实际供风量后，要确定用什么方法、以及如何核定矿井日生产能力。供风量后，要确定用什么方法、以及如何核定矿井日生产能力。1)“以风定产”的依据和原则2) 矿井需风量的计算方法3) “以风定产”的模型与方法4) “以风定产”的主要步骤7、以风定产1)“1)“以风定产以风定产”的依据和原则的依据和原则“以风定产以风定产”的依据：的依据：最新版本最新版本煤矿安全规程煤矿安全规程、煤矿设计规范和上级主、煤矿设计规范和上级主管部门有关风量计算方法的规定；管部门有关风量计算方法的规定；以实际的网络结构和合理的生产布局为基础；以实际的网络结构和合理的生产布局为基础；保证现有通风机安全有效
44、运转；保证现有通风机安全有效运转；瓦斯涌出量和涌出不均匀系数的参数符合实际。瓦斯涌出量和涌出不均匀系数的参数符合实际。“以风定产生以风定产生”的原则是：的原则是：模型和方法科学，依据参数准确、符合实际、结果可靠。模型和方法科学，依据参数准确、符合实际、结果可靠。 7、以风定产2)2)矿井需风量的计算方法矿井需风量的计算方法以风定产实质是矿井需风量的反演。因此，正确选以风定产实质是矿井需风量的反演。因此，正确选择矿井需风量的计算方法对现实择矿井需风量的计算方法对现实“以风定产至关重以风定产至关重要。要。关于矿井风量计算，在文献关于矿井风量计算，在文献煤矿安全规程煤矿安全规程”中中103条规定了两
45、种方法：条规定了两种方法：（1）按提井下同时工作的最多人数计算；（）按提井下同时工作的最多人数计算；（2）按）按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需风量的总和计采煤、掘进、硐室及其他地点实际需风量的总和计算；然后取其大者。也可采用煤矿企业制定风量计算；然后取其大者。也可采用煤矿企业制定风量计算方法进行计算。算方法进行计算。文献文献煤矿安全规程读本煤矿安全规程读本中，提出了低瓦斯矿井中，提出了低瓦斯矿井和高瓦斯矿井核定矿井通风能力的风凉计算方法。和高瓦斯矿井核定矿井通风能力的风凉计算方法。这种方法要求相关系数选择合理、符合实际。这种方法要求相关系数选择合理、符合实际。7、以风定产3)“3)“以风定产
46、以风定产”的方法有矿井或系统总风阻法和通的方法有矿井或系统总风阻法和通风系统模拟（网络解算）核定法两种。后者较风系统模拟（网络解算）核定法两种。后者较前者精确点。前者精确点。(1)(1)矿井或系统总风阻法。当核定时期的生产采煤矿井或系统总风阻法。当核定时期的生产采煤方法、工艺和煤层的瓦斯涌出等与当前基本相方法、工艺和煤层的瓦斯涌出等与当前基本相同时可采用此法。可根据矿井近期的矿井或系同时可采用此法。可根据矿井近期的矿井或系统的吨煤供风量和核定时期的总风阻进行矿井统的吨煤供风量和核定时期的总风阻进行矿井系统的生产能力核定（见图系统的生产能力核定（见图1 1）(2)(2)网络解算法（系统模拟）法。
47、在明确核定时期、网络解算法（系统模拟）法。在明确核定时期、准备好风机特性和网络基础数据基础上，通过准备好风机特性和网络基础数据基础上，通过通风系统模拟方法，将风量分配到工作面和其通风系统模拟方法，将风量分配到工作面和其他用风地点；根据工作面瓦斯涌出量和不均匀他用风地点；根据工作面瓦斯涌出量和不均匀系数，用反演的方法计算各工作面产量，最后系数，用反演的方法计算各工作面产量，最后再求矿井产量。再求矿井产量。( (见图见图2)2) 图1 总风阻法“以风定产”模型和程序图确定核产时期及其采掘布局确定核产时期及其采掘布局矿井或系统实际最大供风量矿井或系统实际最大供风量矿井或系统吨煤供风矿井或系统吨煤供风
48、量矿井阻力特性矿井阻力特性风机特性曲线风机特性曲线矿井生产能力矿井生产能力 图2 网络解算法“以风定产”模型和程序工作面n产量工作面1产量工作面1产量.工作面 n风量.工作面2风量根据瓦斯因素计算各工作面的吨煤需风量矿井生产能力工作面1风量模拟（网络解算）方法确定分配到各工作面风量矿井或系统阻力特性风机最大（安全）特性确定核产时期采掘布局7、以风定产 4 ) “4 ) “以风定产以风定产”的主要的主要步骤步骤 “以风定产以风定产”的风量应是在的风量应是在给定的网络条件下主要通风给定的网络条件下主要通风机的实际最大供风量。矿井机的实际最大供风量。矿井或系统的实际供风量主要取或系统的实际供风量主要
49、取决于通风机的特性和矿井阻决于通风机的特性和矿井阻力特性的匹配性（见图力特性的匹配性（见图3） (1) 确定并优化核产时期采确定并优化核产时期采掘布局和网络结构掘布局和网络结构 (2) (2) 确定矿井或系统实际最确定矿井或系统实际最大供风量大供风量 (3) (3) 矿井日产量确定矿井日产量确定7、以风定产 (1) 确定并优化核产时期采掘布局和网络结构确定并优化核产时期采掘布局和网络结构 矿井通风系统是一个动态的系统，随着采掘矿井通风系统是一个动态的系统，随着采掘的布局、瓦斯涌出量、地质等自然因素的变化的布局、瓦斯涌出量、地质等自然因素的变化而变化的。在给定的风机特性条件下，矿井的而变化的。在
50、给定的风机特性条件下，矿井的实际供风能力与采掘工作面布局及其网络结构实际供风能力与采掘工作面布局及其网络结构密切相关。因此，从通风的角度核定矿井的生密切相关。因此，从通风的角度核定矿井的生产能力，首先要优化核定产量时期的生产布局产能力，首先要优化核定产量时期的生产布局以及由此而形成的通风系统，以确定矿井通风以及由此而形成的通风系统，以确定矿井通风的网络结构和阻力特性（曲线）的网络结构和阻力特性（曲线） 7、以风定产 (2) (2) 确定矿井或系统实际最大供风量确定矿井或系统实际最大供风量 （A A） 核定主要通风机的实际最大供风量核定主要通风机的实际最大供风量 对轴流式通风机，由于其压力特性存
