收藏词条 编辑词条 矿山通风
矿山通风 (mine ventilation)
使矿山内的空气流通的过程。矿山通风的作用在于控制污染物的浓度和空气温度，使其保持在安全限度以内。各国对安全限度均有具体规定。
分类 矿山通风按开采方式分为地下矿矿山通风和露天矿矿山通风。按通风动力分为机械通风和自然通风。
现代矿井必须具备完善的矿井通风系统(包括矿井通风网路、通风动力和通风控制设施。按进风井和排风井的相对位置，通风系统分为中央式、对角式和中央对角混合式)。多阶段同时作业的矿井还需建立阶段通风网路。矿井通风动力分自然的和机械的两种。自然通风压力较小，不稳定，不能作为主要通风动力。现代矿井必须采用机械通风。矿用扇风机按用途分为：主要扇风机(主扇)，用于全矿井或某一分区通风；辅助扇风机(辅扇)用于矿井通风网路内某些分支风路。调节风量，协助主扇工作；局部扇风机(局扇)用于矿井中无贯通风流的局部地点(独头掘进巷道)，借助风筒送风。
矿井通风的主要参量包括风量、风压和风阻。风量是单位时间流过井巷的空气量，通常以体积计，单位为m3／s。风压是风流所具有的压力，单位为Pa。风流沿井巷流动时，井巷对风流呈现阻力，单位体积风流的能量损失称为风压降。井巷通风阻力是引起风压降的原因，两者在数值上相等。井巷通风阻力与风量的平方成正比，称为通风阻力定律，可用h=RQ2表示。式中h为通风阻力，Pa；Q为风量，m3／s；R为井巷风阻，N•S2／m3，井巷通风阻力的大小取决于井巷表面的粗糙度、断面形状和尺寸以及井巷长度。井巷风流按其分岔与汇合的连接结构分为串联、并联、角联和复杂联。风流在通风网路中流动，除遵守阻力定律外，还遵守风量平衡定律和风压平衡定律。这些定律是解算矿井通风网路中风量分配和风量调节的理论根据。
矿山通风以流体力学和热力学为理论基础，应用动量、质量和热量传递原理。研究矿山风流运动和污染物运移的规律。以流体力学为基础的矿山通风理论，将风流看作非压缩性流体。不考虑风流内能的变化，只研究风流运动过程中机械能的变化。这一通风理论对于开采深度不超过千米的矿井可以满足工程计算的精度要求。以热力学为基础的通风理论将风流视为可压缩性流体，将矿井通风过程视为某种热力变化过程，既考虑风流机械能的变化，又考虑风流内能的变化。这一通风理论适用于千米以上深的矿井，在欧美和南非金矿通风中有所应用。
沿革 中国在明崇祯年间(1637年)，已有利用竹筒排放有害气体的记载。欧洲在17世纪已用手动风箱送风，到l9世纪开始用机械通风。矿山通风理论的奠基者是俄国学者罗蒙诺索夫(M．13．。IoxIonoccm)。他在1742年提出了矿井中空气自然流动的理论。1854年英国阿特金逊(J．J．Atkinson)发表了《矿井通风原理》一文，阐明风量与风压降之间的关系，首次提出通风阻力计算公式。l904年，原苏联科学院院士斯阔成斯基(A．A．CKOqUHCKHf’I)首次应用流体力学方程对矿内风流进行分析。20世纪前半叶，以斯阔成斯基为首的原苏联学者，对矿山风流结构、井巷通风阻力、矿井通风网路以及矿井通风设计计算方法等，进行了系统的研究，建立起以流体力学为基础的矿山通风学理论体系。1949年由斯阔成斯基和阔马洛夫(B．B．KOMapOB)合著的《矿内通风学》，是这时期具有代表性的论著。l929年，波兰学者布德雷克(w．Budryk)首次应用热力学原理解释矿内自然风流的流动规律。50年代以来，欧美学者以热力学原理对矿井通风过程进行了全面分析。1981年美国哈尔(C．J．Hall)所著《矿井通风工程》一书，是以热力学理论为基础阐述井巷风流运动规律的代表性论著。
中国冶金矿山从20世纪50年代逐步建立机械通风系统以来，矿井通风技术有以下主要进展：(1)选择合理通风系统类型和构成要素，发展多种形式的分区通风系统和多路进风、多路回风的多扇风机通风系统。(2)建立阶段通风网路，把专用回风巷引伸到作业面，防止风流串联污染。(3)应用多扇风机串并联工作的多级机站通风，使风压分布均匀，提高有效风量。(4)采用中低压、大流量矿用扇风机，提高扇风机的运转效率。(5)优选通风井巷断面和各种流线型通风构筑物，降低通风阻力。(6)应用导风板和矿用空气幕控制漏风和调节风量。(7)应用电子计算机解算矿井通风系统，选择最佳通风方案。试用电子计算机进行通风系统风流状况的自动控制与管理。(8)利用已采的旧巷道和采空区，必要时开凿少量专用巷道，构成人风预热系统。利用地层的调温作用防止入风井结冰。(9)利用风压平衡原理控制氡和氡子体的泄出量。(10)开展了露天矿通风理论和技术的研究。
展望矿山通风的任务已扩展为全面的矿山生产环境控制。主要的发展方向是进一步发展矿山通风的探测技术、计算技术和控制技术，使矿山通风设计和管理向现代技术发展，逐步形成矿山生产环境自动监测和控制的科学管理体系。矿山污染源控制技术、循环净化通风技术和矿井通风全局优化设计和管理是主要的研究方向。