Вентиляция · Обновлено: 05.07.2026 · 9 мин чтения

Вентиляторы ВМЭ для шахтной вентиляции: подбор и расчёт воздухообмена

«ВМЭ работает с трубопроводом 400–1000 мм, создаёт до 3 500 Па и мгновенно реверсирует поток при аварии.»

Вентилятор ВМЭ (вентилятор местного проветривания электрический) — осевая машина в цилиндрическом кожухе, спроектированная для принудительного проветривания тупиковых горных выработок, строительных тоннелей и подземных объектов. Диаметр рабочего колеса: 400–2 000 мм; производительность: 2 000–80 000 м³/ч. Нормативная база: ПБ 03-553-03 (рудные шахты), ПБ 05-618-03 (угольные шахты), ГОСТ 12.2.041 (безопасность шахтных вентиляторов).

Кратко о главном

Скорость в выработке: минимум 0,25 м/с, максимум 8 м/с (ПБ 03-553-03) — для действующих выработок с людьми.
Три метода расчёта: по людям (6 м³/мин/чел), по скорости (S × 0,25 м/с), по метановыделению (q/0,01) — принимают наибольшее.
Утечки трубопровода: коэффициент 1,2–1,5 на длинных тупиках — вентилятор подбирают с запасом производительности.
Нагнетание или всасывание: нагнетательный способ предпочтителен при проходке; комбинированный — при длине тупика более 300 м.
Угольные шахты: исполнение ExdI обязательно — метан + угольная пыль, разрешение Ростехнадзора.
Реверсирование: главные вентиляторы шахты — реверс за ≤10 мин с подачей ≥60% номинала при аварии.

0,25–8 м/с

Скорость воздуха
в выработке (ПБ 03-553)

≤10 мин

Реверсирование
главного вентилятора

1% CH₄

Предельная концентрация
метана на исходящей

Конструкция и применение ВМЭ

Осевой вентилятор ВМЭ состоит из нескольких основных элементов: цилиндрический кожух, рабочее колесо с лопатками переменного или фиксированного угла установки, электродвигатель (встроенный или вынесенный) и направляющий аппарат для выпрямления закрученного потока после колеса.

Параметр	ВМЭ (шахтный осевой)	ВО (общепромышленный осевой)
Кожух	Усиленный, коррозионностойкая сталь	Стандартный, оцинковка или сталь
Рабочее давление	до 3 500 Па	до 1 200 Па
Диаметр, мм	400–2 000	250–1 600
Производительность	2 000–80 000 м³/ч	1 000–100 000 м³/ч
Взрывозащита	ExdI (шахты), В (общая)	Нет / В по заказу
Реверсирование	Да — реверс двигателя или лопаток	Нет
Трубопровод	400–1 000 мм — жёсткие или гибкие	Воздуховоды систем вентиляции

Область применения ВМЭ:

Тупиковые горные выработки при проходке шахт и рудников.
Строительство метро, автодорожных и железнодорожных тоннелей.
Проветривание камер взрывчатых веществ и подземных складов.
Вентиляция подземных паркингов и коллекторов большого сечения.
Продольная вентиляция действующих автодорожных тоннелей (реактивные вентиляторы на своде).

Нормы проветривания горных выработок

Параметр	Норма	Документ
Минимальная скорость в действующей выработке	0,25 м/с	ПБ 03-553-03
Максимальная скорость в выработке с людьми	8 м/с	ПБ 03-553-03
Минимальный расход на 1 человека	6 м³/мин (0,1 м³/с)	ПБ 03-553-03
CH₄ на исходящей струе лавы	≤1,0%	ПБ 05-618-03
CH₄ в призабойной зоне	≤2,0%	ПБ 05-618-03
CO₂ в действующих выработках	≤0,5%	ПБ 03-553-03
O₂ в выработках	≥20%	ПБ 03-553-03
Реверс главного вентилятора	≤10 мин, Q реверс ≥ 60% номинала	ПБ 05-618-03

Три метода расчёта воздухообмена

Метод 1: по числу людей в забое

L₁ = n × 6 [м³/мин] = n × 0,1 [м³/с]

Где n — наибольшее число людей, одновременно работающих в тупике. Пример: 8 человек → L₁ = 48 м³/мин = 2 880 м³/ч.

Метод 2: по минимальной скорости

L₂ = S × v_мин × 60 [м³/мин]

Где S — площадь сечения выработки (м²), v_мин = 0,25 м/с. Пример: выработка 4 × 3 м, S = 12 м². L₂ = 12 × 0,25 × 60 = 180 м³/мин = 10 800 м³/ч.

Метод 3: по метановыделению (угольные шахты)

L₃ = q_CH₄ / C_доп [м³/с]

Где q_CH₄ — абсолютное метановыделение (м³/с), C_доп = 0,01 (1% — допустимая концентрация на исходящей). Пример: q = 0,05 м³/с → L₃ = 0,05/0,01 = 5 м³/с = 18 000 м³/ч.

Принимают: L = max(L₁; L₂; L₃). В данном примере: max(2 880; 10 800; 18 000) = 18 000 м³/ч — метановыделение определяет потребный воздухообмен. После учёта утечек (коэф. 1,35): L_{вентилятор} = 18 000 × 1,35 = 24 300 м³/ч.

Нагнетательный, всасывающий и комбинированный способы

Способ	Схема	Плюсы	Минусы и ограничения
Нагнетательный	Вентилятор у устья → трубопровод → забой	Свежий воздух у забоя; утечки — чистый воздух; длина до 300 м	Загрязнённый воздух проходит через всю выработку до устья
Всасывающий	Забой → трубопровод → вентилятор у устья	Быстрое удаление газов после взрыва; выброс концентрирован у устья	Трубопровод под разрежением — утечки подсасывают загрязнённый воздух выработки
Комбинированный	Нагнетание + всасывание одновременно	Для тупиков >300 м; перекрытие мёртвых зон; снижение общей длины трубопровода	Два вентилятора, сложнее монтаж и управление

Нагнетательный способ — стандарт для большинства горнопроходческих работ. Всасывающий применяют только при взрывных работах (быстрый вынос пороховых газов) или когда конструктивно невозможно разместить вентилятор у устья.

Учёт утечек в трубопроводе

Любой вентиляционный трубопровод имеет утечки в стыках. Реальная производительность у забоя меньше производительности вентилятора: вентилятор должен прокачивать бо́льший объём, чтобы у забоя получилось расчётное значение.

Тип трубопровода	Коэффициент утечек k_у на 100 м длины	Пример: L = 300 м, k_у итого
Жёсткие металлические трубы (сварные)	1,03–1,05	1,09–1,15
Жёсткие трубы на фланцах с прокладкой	1,05–1,08	1,15–1,24
Гибкие прорезиненные рукава (стыки на хомутах)	1,08–1,12	1,24–1,40
Гибкие рукава в плохом состоянии (разрывы, скрутки)	1,12–1,20	1,40–1,73

Производительность вентилятора: Q_вент = L_расч × k_у. При длине тупика 300 м с гибкими рукавами (k_у = 1,35) и расчётном воздухообмене 18 000 м³/ч вентилятор должен подавать 18 000 × 1,35 = 24 300 м³/ч.

Подбор ВМЭ за 5 шагов

1

Определить параметры выработки и класс опасности
Длина тупика (м), сечение (м²), категория шахты по газу: для угольных I–III + сверхкатегорийные. Для угольных — ExdI, документы Ростехнадзора. Для рудных без метана — В или общепромышленное.
2

Рассчитать потребный воздухообмен у забоя
L_забой = max(L₁; L₂; L₃). Три метода: по людям (n × 6 м³/мин), по скорости (S × 0,25 × 60), по CH₄ (q/0,01). Для рудных шахт без метана — только L₁ и L₂.

L_забой = max(n×6; S×15; q_CH₄/0,01) [м³/мин]
3

Учесть утечки трубопровода
Q_вент = L_забой × k_у. Выбрать k_у по типу трубопровода и длине. Для гибких рукавов 300 м — k_у = 1,35. Это производительность, которую обязан обеспечить вентилятор.
4

Рассчитать потери давления в трубопроводе
ΔP = λ × (L/d) × (ρv²/2), где λ — коэффициент гидравлического трения трубопровода (жёсткие: 0,015–0,025; гибкие: 0,03–0,06), d — диаметр (м), v — скорость в трубе (м/с), ρ = 1,2 кг/м³. Плюс местные сопротивления поворотов и стыков. Итого: 500–3 000 Па для типичных тупиков.
5

Выбрать ВМЭ по аэродинамической характеристике
Нанести рабочую точку (Q_вент; ΔP) на характеристику вентилятора. Рабочая точка должна находиться в зоне устойчивой работы и КПД ≥70%. Диаметр кожуха = диаметру трубопровода. При больших давлениях — два ВМЭ последовательно.

Типичные ошибки при проектировании

Ошибка 1

Подбор без учёта утечек трубопровода. Последствие: у забоя скорость ниже 0,25 м/с, допустимая концентрация CH₄ или CO₂ превышена — остановка горных работ Ростехнадзором. Правильно: всегда умножать расчётный L_забой на коэффициент утечек k_у — для гибких рукавов на 300 м это +35% к производительности вентилятора.

Ошибка 2

Общепромышленный вентилятор в угольной шахте. Последствие: нарушение ПБ 05-618-03, угроза взрыва метана от искры двигателя или статического разряда. Ростехнадзор при проверке выдаёт предписание об остановке, уголовная ответственность при аварии. Правильно: только ExdI с разрешением на применение в шахтах соответствующей категории.

Ошибка 3

Рабочая точка вентилятора в неустойчивой зоне (левее минимума кривой давления). Последствие: помпаж — периодические срывы потока, вибрация, разрушение трубопровода и выхода вентилятора из строя. Правильно: рабочая точка — строго в зоне устойчивой работы правее максимума давления на характеристике.

Ошибка 4

Трубопровод меньшего диаметра, чем кожух вентилятора. Последствие: переходник создаёт дополнительное сопротивление, фактическая производительность ниже расчётной на 15–30%. Правильно: диаметр трубопровода = диаметру кожуха ВМЭ. При необходимости плавный переход с углом конусности не более 8–10°.

Ошибка 5

Отсутствие паспорта проветривания выработки. Последствие: нарушение ПБ 03-553-03 — выдаётся предписание Ростехнадзора, горные работы останавливают. Правильно: паспорт проветривания разрабатывают до начала проходки, утверждает главный инженер, обновляют при изменении схемы или длины тупика.

Нужен вентилятор ВМЭ для шахты или тоннеля?

Аквент подбирает ВМЭ по расчётным параметрам: производительность с учётом утечек, давление трубопровода, класс взрывозащиты. КП — за 1 день В каталоге — радиальные вентиляторы и крышные вентиляторы.

Вентиляторы ВМЭ от Аквент

Шахтный осевой вентилятор

ВМЭ — для горных выработок и тоннелей

Диаметр 400–2 000 мм. Производительность 2 000–80 000 м³/ч. Давление до 3 500 Па. Исполнения: общепромышленное и В (взрывозащита). Для угольных шахт — ExdI по отдельному заказу с документацией Ростехнадзора.

Смотреть ВМЭ

Осевые для смежных задач

ВО 25-188 — подпор воздуха в тоннелях

Для продольной вентиляции действующих тоннелей: вентиляторы устанавливают на своде, создают «воздушную пробку» и управляют направлением потока. КПД 70–82%, диаметр 500–1 600 мм.

Смотреть ВО 25-188

ВМЭ: все типоразмеры и аэродинамические характеристики в каталоге

Часто задаваемые вопросы

Чем ВМЭ отличается от обычного осевого вентилятора?

ВМЭ — осевой вентилятор в усиленном цилиндрическом кожухе из коррозионностойкой стали, создающий давление до 3 500 Па (обычные ВО — до 1 200 Па). Ключевые отличия: работа с вентиляционным трубопроводом, возможность реверсирования потока, исполнения В и ExdI для взрывоопасных зон. Лопатки с регулируемым углом позволяют работать в широком диапазоне условий.

Какая скорость воздуха должна быть в горной выработке?

По ПБ 03-553-03: минимальная скорость в действующих выработках — 0,25 м/с; максимальная — 8 м/с. В призабойной зоне тупиковых выработок — не менее 0,25 м/с. В угольных шахтах: в лавах не более 6 м/с, в тупиковых выработках — до 4 м/с. Ниже 0,25 м/с — скопление газов; выше 8 м/с — дискомфорт персонала и пылеподъём.

Нужно ли реверсирование вентилятора ВМЭ?

Для главных вентиляторов угольных шахт реверс — обязателен по ПБ 05-618-03: при пожаре необходимо изменить направление потоков, чтобы вывести людей на свежую струю. Реверс — за ≤10 минут, Q реверс ≥ 60% номинала. ВМЭ как вентилятор местного проветривания выполняет реверс изменением вращения двигателя или поворотом лопаток.

Какой способ проветривания выбрать — нагнетательный или всасывающий?

Нагнетательный (вентилятор у устья, подаёт свежий воздух в забой) — стандарт при проходке, трубопровод под давлением, утечки — чистый воздух, длина до 300 м. Всасывающий (вентилятор у забоя) — для быстрого удаления пороховых газов после взрыва. Комбинированный (оба одновременно) — для тупиков длиной >300 м с устранением застойных зон.

Как рассчитать воздухообмен для тупиковой выработки?

Три метода: (1) по людям — L₁ = n × 6 м³/мин; (2) по скорости — L₂ = S × 0,25 × 60; (3) по метановыделению — L₃ = q_CH₄ / 0,01 [м³/мин]. Принять L = max(L₁; L₂; L₃). Умножить на коэффициент утечек трубопровода (k_у = 1,2–1,5 для гибких рукавов на 300 м) — это производительность, которую должен обеспечить вентилятор.

Какое исполнение ВМЭ нужно для угольной шахты?

Угольные шахты — взрывоопасная среда (метан + угольная пыль), группа I по ГОСТ Р МЭК 60079. Вентиляторы должны иметь маркировку ExdI — это строже, чем ExdIIA/IIB для поверхностных установок. Обязательно разрешение Ростехнадзора на применение в шахтах соответствующей категории по газу. Без разрешения — запрет на эксплуатацию.

Можно ли использовать ВМЭ для вентиляции строительного тоннеля?

Да. ВМЭ — стандартное оборудование при строительстве метро и автодорожных тоннелей. Вентилятор устанавливают у портала с жёсткими или гибкими воздуховодами. Взрывозащита ExdI обязательна при применении взрывчатых веществ; в остальных случаях допустимо общепромышленное или исполнение В. Производительность определяют по числу работающих машин (выхлопные газы) и людей.

Подберём вентилятор ВМЭ для вашей выработки — бесплатно

Укажите длину тупика, сечение выработки, категорию шахты и число людей — инженер рассчитает производительность с учётом утечек и подготовит КП за 1 рабочий день.