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摘 要：在设计通风系统时，为使拟定的矿井通风系统安全可靠、经济合理，必须对矿山作实地考查和对原始条件作细致分析。然后从矿山的具体情况出发，充分考虑矿床的自然条件、开拓、开采等特点，通过调查研究和综合分析，提出几个技术上可行的方案，最后根据安全、可靠和经济的原则，进行技术经济可行性比较，最终优选出合理的通风系统构建方案。
关键词：矿井;通风;设计
一、通风系统的设计方法
由于矿井生产的特点是工作面不断变化，在不同的生产阶段，随着矿床赋存条件的变化，生产规模、开拓和开采方法变化，矿井通风系统也将随着发生不同程度的变比。因此，设计时要充分预计到这些变化，并提出相应的应变措施，使通风系统今后随着矿井生产的发展稍作调整即可继续发挥作用，即设计方案要有较强的应变能力，虽有固定模式，但可在生产中灵活运用。
二、通风系统的设计原则
在设计矿井通风系统构建方案时，应严格遵循技术效果良好、运行安全可靠、基建费用和经营费用低以及便于管理的原则，即：
（1）系统宏观构建规划合理，既有利于通风，又与矿井开采规划、开拓方案相辅相成。
（2）通风方式及压力分布合理，有利于有毒有害气体和粉尘排出与控制。
（3）矿井供风量合理，既有一定余量，又不过大浪费。
（4）通风网路结构合理，能将生产要求的风量送到每一个工作面，并将工作面用过的污风快捷地排除地表;井巷工程量少，通风阻力小，污风不串联。
（5）分风调控简便易行，分风均衡性、稳定性、可靠性好，有害漏风少，有效风量率和风速合格率高。
（6）设备选型合理，安装使用简便，购置费低，运行效率高。
（7）通风构筑物和风流调节设施尽量少。
（8）充分利用一切可用于通风的井巷和通道，使专用通风井巷工程量最小。
（9）通风动力消耗少，通风费用低。
（10）适应生产变化的能力强，现场应用和管理的难度不大，能够管好、用好。
三、以工作面为核心构建高效低耗通风系统的方法
通风系统设计或改造应达到三个目标，一是改善作业环境，提高技术水平;二是节省通风费用，提高经济效益;三是减轻管理难度，提高管理效率。三者相辅相成，必须同时兼顾。如何使进风-用风-出风、通风网路-动力机械-控制设施有机配合，建成高效低耗的通风系统，昆明冶金高等专科学校提出了“以工作面为服务核心构建高效低耗通风系统”的设计方法。
矿井通风系统是由相互关联、相互制約的众多因素构成的动态复杂系统，工作面通风效果与供给风量、通风方式、网路结构、调控格局、管理方法等通风系统构成要素的合理程度密切相关;通风系统效果的优劣、运营电耗的高低、管理难度的大小、井巷工程与设备投资的多少，综合取决于通风方式、供给风量、网路结构、调控格局和管理方法的整体合理程度;并且五个要素的合理性不是孤立的，而是相互关联的（如图1所示），牵动一点就会影响全局。
工作面既是矿井生产的核心、也是通风系统结构的核心、更是通风系统服务的核心，所以从原则上来说，整个系统都应该积极围绕工作面这个服务核心来构建，只要把核心的问题解决了，其他问题才能迎刃而解。因此，建立高效低耗通风系统的有效途径，是以工作面为服务核心，综合考虑构建规划、通风方式、供需风量、网路结构、调控方案、通风设备和管理制度的合理程度，充分考虑服务年限内工程投资、运行耗费、管理难度与通风效果之间的合理匹配问题。
四、通风系统设计应遵守的规定
（1）每个通风系统必须构建一条以上与地表连通的进风道、一条以上与地表连通的回风道。同样，每个采区必须构建一条以上与矿井进风部分相连的进风联道、有一条以上与矿井回风部分相连的回风联道。
（2）矿井进风部分不得受矿尘和有毒有害气体污染，风流的含尘浓度不得大于0.5mg/m3、氡浓度应小于3.7kBq/m3，氡子体潜能应小于6.4uJ/m3，超过时应采取降尘、降氡措施。其他有毒有害气体浓度亦不能超过《地下矿通风规范》允许的范围。
（3）产尘量较大的箕斗井和混合井应禁止作为进风井，已经作为通风井的箕斗井或混合井，必须采取净化措施，使风源含尘量达到上述要求。
（4）主要回风井不得作为人行道，排出的污风不得造成公害。
（5）采场、二次破碎巷道应有正向贯穿风流，电耙司机应位于上风侧，避免污风串联。
（6）井下炸药库、油库、充电硐室及破碎硐室等高危硐室必须设有直通矿井回风部分的独立回风道。
（7）不用的井巷及采空区，必须及时封闭。风墙闭、风门、风桥、风窗等通风构筑物，必须严密和完好。
（8）有效风量率、风速合格率应在60%以上。
（9）《地下矿通风规范》要求主扇应有反风装置，并保证发生火灾时在10 min内改变风向。可是从金属矿实际来看，火灾的性质与煤矿截然不同，盲目反风可能会扩大火灾的范围和危害，故应具体问题具体分析，慎重处理。
五、通风系统构建方案技术比较的主要内容
（1）主要通风井巷、通风动力、调控设施的安全可靠程度。
（2）适应生产发展变化的能力和潜力。
（3）矿井风流分配的可控程度。
（4）开拓通风井巷及实施调控方案的可行程度。
（5）通风设施与人行运输是否相互影响，干扰程度大小。
（6）风流调节控制与各种通风设施的管理难度。
（7）风机安装、供电、维护、检修的方便程度。
（8）通风管理人员的数量及素质要求。
（9）矿井进风质量的好坏。
（10）有害漏风的影响程度，有益漏风的利用程度。
（11）有效风量率。
（12）风速合格率。
（13）风量供需比。
（14）主要扇风机装置效率。
六、通风系统构建方案经济比较的主要内容
（1）通风井巷、井下构筑物的开挖工程量、地面构筑物的工程量。
（2）矿井通风设备数量及购置费和安装费。
（3）矿井通风系统基建总投资。
（4）风机装机容量及预计电耗。
（5）年经营费（电力、工资、材料、大修、折旧等费用之总和）。
（6）单位采掘矿石量的通风电耗。
（7）单位采掘矿石量的通风费用。
关键词：矿井;通风;设计
一、通风系统的设计方法
由于矿井生产的特点是工作面不断变化，在不同的生产阶段，随着矿床赋存条件的变化，生产规模、开拓和开采方法变化，矿井通风系统也将随着发生不同程度的变比。因此，设计时要充分预计到这些变化，并提出相应的应变措施，使通风系统今后随着矿井生产的发展稍作调整即可继续发挥作用，即设计方案要有较强的应变能力，虽有固定模式，但可在生产中灵活运用。
二、通风系统的设计原则
在设计矿井通风系统构建方案时，应严格遵循技术效果良好、运行安全可靠、基建费用和经营费用低以及便于管理的原则，即：
（1）系统宏观构建规划合理，既有利于通风，又与矿井开采规划、开拓方案相辅相成。
（2）通风方式及压力分布合理，有利于有毒有害气体和粉尘排出与控制。
（3）矿井供风量合理，既有一定余量，又不过大浪费。
（4）通风网路结构合理，能将生产要求的风量送到每一个工作面，并将工作面用过的污风快捷地排除地表;井巷工程量少，通风阻力小，污风不串联。
（5）分风调控简便易行，分风均衡性、稳定性、可靠性好，有害漏风少，有效风量率和风速合格率高。
（6）设备选型合理，安装使用简便，购置费低，运行效率高。
（7）通风构筑物和风流调节设施尽量少。
（8）充分利用一切可用于通风的井巷和通道，使专用通风井巷工程量最小。
（9）通风动力消耗少，通风费用低。
（10）适应生产变化的能力强，现场应用和管理的难度不大，能够管好、用好。
三、以工作面为核心构建高效低耗通风系统的方法
通风系统设计或改造应达到三个目标，一是改善作业环境，提高技术水平;二是节省通风费用，提高经济效益;三是减轻管理难度，提高管理效率。三者相辅相成，必须同时兼顾。如何使进风-用风-出风、通风网路-动力机械-控制设施有机配合，建成高效低耗的通风系统，昆明冶金高等专科学校提出了“以工作面为服务核心构建高效低耗通风系统”的设计方法。
矿井通风系统是由相互关联、相互制約的众多因素构成的动态复杂系统，工作面通风效果与供给风量、通风方式、网路结构、调控格局、管理方法等通风系统构成要素的合理程度密切相关;通风系统效果的优劣、运营电耗的高低、管理难度的大小、井巷工程与设备投资的多少，综合取决于通风方式、供给风量、网路结构、调控格局和管理方法的整体合理程度;并且五个要素的合理性不是孤立的，而是相互关联的（如图1所示），牵动一点就会影响全局。
工作面既是矿井生产的核心、也是通风系统结构的核心、更是通风系统服务的核心，所以从原则上来说，整个系统都应该积极围绕工作面这个服务核心来构建，只要把核心的问题解决了，其他问题才能迎刃而解。因此，建立高效低耗通风系统的有效途径，是以工作面为服务核心，综合考虑构建规划、通风方式、供需风量、网路结构、调控方案、通风设备和管理制度的合理程度，充分考虑服务年限内工程投资、运行耗费、管理难度与通风效果之间的合理匹配问题。
四、通风系统设计应遵守的规定
（1）每个通风系统必须构建一条以上与地表连通的进风道、一条以上与地表连通的回风道。同样，每个采区必须构建一条以上与矿井进风部分相连的进风联道、有一条以上与矿井回风部分相连的回风联道。
（2）矿井进风部分不得受矿尘和有毒有害气体污染，风流的含尘浓度不得大于0.5mg/m3、氡浓度应小于3.7kBq/m3，氡子体潜能应小于6.4uJ/m3，超过时应采取降尘、降氡措施。其他有毒有害气体浓度亦不能超过《地下矿通风规范》允许的范围。
（3）产尘量较大的箕斗井和混合井应禁止作为进风井，已经作为通风井的箕斗井或混合井，必须采取净化措施，使风源含尘量达到上述要求。
（4）主要回风井不得作为人行道，排出的污风不得造成公害。
（5）采场、二次破碎巷道应有正向贯穿风流，电耙司机应位于上风侧，避免污风串联。
（6）井下炸药库、油库、充电硐室及破碎硐室等高危硐室必须设有直通矿井回风部分的独立回风道。
（7）不用的井巷及采空区，必须及时封闭。风墙闭、风门、风桥、风窗等通风构筑物，必须严密和完好。
（8）有效风量率、风速合格率应在60%以上。
（9）《地下矿通风规范》要求主扇应有反风装置，并保证发生火灾时在10 min内改变风向。可是从金属矿实际来看，火灾的性质与煤矿截然不同，盲目反风可能会扩大火灾的范围和危害，故应具体问题具体分析，慎重处理。
五、通风系统构建方案技术比较的主要内容
（1）主要通风井巷、通风动力、调控设施的安全可靠程度。
（2）适应生产发展变化的能力和潜力。
（3）矿井风流分配的可控程度。
（4）开拓通风井巷及实施调控方案的可行程度。
（5）通风设施与人行运输是否相互影响，干扰程度大小。
（6）风流调节控制与各种通风设施的管理难度。
（7）风机安装、供电、维护、检修的方便程度。
（8）通风管理人员的数量及素质要求。
（9）矿井进风质量的好坏。
（10）有害漏风的影响程度，有益漏风的利用程度。
（11）有效风量率。
（12）风速合格率。
（13）风量供需比。
（14）主要扇风机装置效率。
六、通风系统构建方案经济比较的主要内容
（1）通风井巷、井下构筑物的开挖工程量、地面构筑物的工程量。
（2）矿井通风设备数量及购置费和安装费。
（3）矿井通风系统基建总投资。
（4）风机装机容量及预计电耗。
（5）年经营费（电力、工资、材料、大修、折旧等费用之总和）。
（6）单位采掘矿石量的通风电耗。
（7）单位采掘矿石量的通风费用。