矿井通风系统优化：提高安全与效率

矿井通风系统是矿井主要通风机的工作方式、通风方式和通风网路的总称。

1.矿井主要通风机的工作方式

矿井主要通风机的工作方式主要有抽出式通风、压入式通风和抽出压入混合式通风三种。

（1）抽出式通风 抽出式通风是将通风机安设在出风井井口附近，并用风硐使它和出风井筒连接，同时要将出风井井口封闭，如图16-3a所示。当通风机运转时，造成风硐中空气压力低于大气压力，迫使空气从进风井口进入井下，再由出风井排出。

图16-3 矿井主要通风机的工作方法

a）抽出式通风 b）压入式通风 c）抽出压入混合式通风

在抽出式通风的矿井中，井下任何地点的空气压力都小于当时同标高的大气压力，因此，这种通风机的工作方法称为负压通风。负压通风在通风机停止运转时，因井下空气较正常通风时的风压有所提高，对瓦斯的涌出起到一定的抑制作用，故对有瓦斯的矿井应采用抽出式通风。

（2）压入式通风 压入式通风是将通风机安设在进风井井口附近，并用风硐使它和进风井筒连接，如图16-3b所示。当通风机运转时，将地面空气压入井下，迫使空气从出风井排出。进风井口密闭一般采用密闭式井口房，使井下空气和地面空气隔开。

在压入式通风的矿井中，井下任何地点的空气压力都大于当时同标高的空气压力，因此，将这种通风机的工作方法称为正压通风。正压通风在通风机停止运转时，因井下空气较正常通风时压力有所下降，瓦斯易于涌出，使安全受到威胁，故对有瓦斯的矿井，一般禁止应用。只有采煤田上部，塌陷区严重，瓦斯涌出量不大的矿井，采用这种方法较为合适。此时可用一部分回风将塌陷区有害气体排到地外，相对回风阻力降低（风流短路），可节约电能。

（3）抽出和压入混合式通风 抽出和压入混合式通风方法是上述两种方法的综合，如图16-3c所示。其主要应用于矿井通风距离长、通风阻力大的矿井。在管理上比较复杂，所以应用较少。

2.矿井通风方式

矿井通风方式根据进、出风井相互位置关系，分为以下几种基本类型。

（1）中央式

1）中央并列式。进风井和出风井大致并列在井田的中央，风流由中央的进风井进入井底车场，经运输大巷至两翼采区工作面后又返回到井田中央的出风井，排出井外，如图16-4所示。

2）中央分列式（也称中央边界式）。如图16-5所示，进风井大致位于井田的中央，出风井大致位于井田沿煤层倾斜上部边界的中央，风流由井田中央的进风井进入矿井，最后由上部中央边界的出风井排出井外。

图16-4 中央并列式通风方式

1—进风井 2—出风井 3—总进风巷 4—总回风巷 5—总回风石门

图16-5 中央分列式通风方式(www.xing528.com)

1—进风井 2—出风井 3—总进风巷 4—总回风巷

（2）对角式 对角式又可分为两翼对角式和分区对角式两种。两翼对角式是进风井位于井田走向的中央，出风井（两个）位于井田沿倾斜的浅部、沿走向的两翼边界附近，如图16-6所示。

分区对角式是进风井位于井田走向的中央，采第一水平时在每一采区的上部边界开掘一个出风井。

（3）混合式 混合式通风方式为上述任意两种通风方式的组合，如中央分列与两翼对角混合式，中央并列与两翼对角混合式，中央并列与中央分列混合式。这种通风方式多为老矿进行深部开采时所采用的通风方式。

（4）中央式与对角式的比较

图16-6 对角式通风方式

1—进风井 2—出风井 3—总进风巷 4—总回风巷

1）优点：①矿井总回风巷可以随采区开采逐步开掘，因而可以缩短建井工期。②回风井（筒）数目少，同时运转的通风机台数少，管理容易。③当进风井口及井底车场附近发生火灾需要反风时，比较容易。

2）缺点：①通风线路长，随着向边界采区开采，巷道要不断延长，阻力不断增加。②矿井生产期间，由于巷道阻力不断增加，变动范围大，因而难以保证通风机在高效率工作状态运转。③矿井总进风和总回风风流反向平行流动，容易发生漏风（风流短路）。

通常在煤层瓦斯大和自然发火都不严重，埋藏深、倾角大，但走向不大的矿井，采用中央并列式通风方式；瓦斯大和自燃发火严重的缓倾斜煤层，煤层上部距地表浅，走向不长的矿井，采用中央分列式通风方式；而井田走向较长（超过4km），井型较大，煤层上部距地表较浅，瓦斯大和自燃发火严重，采用对角式通风方式比较合适。

3.采区通风系统

采区内一般布置两条上山，一条为运输上山，一条为轨道上山。个别的采区也有用三条上山的，即增加一条专门的通风上山。

（1）运输上山进风、轨道上山回风的通风系统 图16-7a所示为运输上山进风、轨道上山回风的采区通风系统。由于煤流方向与风流方向相反，运输过程中产生的煤尘易污染采区的进风风流，使工作面的安全和环境恶化。对于煤尘燃烧爆炸危险性小的采区，可以选择使用。

（2）轨道上山进风、运输上山回风的采区通风系统 图16-7b所示为轨道上山进风、运输上山回风的采区通风系统。该系统虽然可以减少煤尘对采区进风风流的污染，但由于轨道上山进风，在轨道上山的上部、中部车场都要安设风门，风门数量比前者多，运料、行人时容易造成风流短路，所以采区漏风量较大、通风管理复杂。该系统适用于煤尘燃烧、爆炸危险性大的采区。

在选择采区通风系统时，对煤尘燃烧、爆炸危险性大的采区，应采用轨道上山进风、运输上山回风的采区通风系统；煤尘爆炸、燃烧危险性小的采区，为了简化通风系统，便于管理，减少漏风量，可以采用运输上山进风、轨道上山回风的采区通风系统，但应采取防尘措施。

图16-7 采区通风系统

1—主要进风巷 2—运输上山 3—区段运输平巷 4—回采工作面 5—区段回风平巷 6—轨道上山