2. 局扇通风系统基础
掘进工作面是矿井通风系统中最薄弱、也最需要独立通风的环节。独头巷道只有一个出口，掘进过程中不断产生粉尘、炮烟、瓦斯等有害气体，无法依靠矿井主通风机的负压把新鲜空气直接送到迎头。因此，必须在掘进巷道内布置局部通风机（俗称局扇），配合风筒组成局部通风系统，为掘进工作面建立一条"人工呼吸通道"。理解局扇的工作原理、通风方式、选型参数与风量计算方法，是后续掌握双风机双电源联锁逻辑的前提。
一、局部通风机的工作原理
矿用局部通风机绝大多数是轴流式风机。其基本结构包括进风口、叶轮（动叶）、导叶、电动机和出风口。电动机驱动叶轮高速旋转，叶片对空气做功：空气沿轴向进入叶轮，被叶片推挤后获得压力和速度能，再经导叶整流、扩压，从出风口以一定风压排出。轴流式风机的特点是风量大、风压相对较低、结构紧凑、便于串联接力，正好匹配掘进巷道"长距离、大风量"的送风需求。
从性能上看，风机的核心参数是风量 Q（m³/min 或 m³/s）与全压 H（Pa）。风机在管网中工作时，实际工况点由风机性能曲线与风筒管网阻力曲线的交点决定。风筒越长、直径越小、接头漏风越多，管网阻力越大，工况点就越向小风量、高风压方向偏移。这一点非常关键：局扇铭牌风量不等于送到迎头的有效风量，中间还要扣除风筒漏风和沿程阻力造成的衰减。实际工程中常用"有效风量率"来表征，柔性风筒在百米级长度下有效风量率通常按 85%～90% 估算，长距离、接头多时应取更低值。
二、掘进工作面的通风方式
按风筒与风流组织方式，掘进工作面通风主要分为压入式、抽出式和混合式三类。
压入式通风是矿井最常用的方式：局扇布置在新鲜风流巷道中，通过风筒把新鲜空气直接压送到掘进迎头，污风沿巷道本身排出。其优点是风筒出口距迎头近、射流有效射程长、能迅速稀释迎头瓦斯和炮烟，对瓦斯涌出较大的掘进面安全性好；缺点是污风沿整条巷道回流，会污染巷道中后段，且风筒内为正压，漏风向外泄，不影响迎头供风。压入式要求局扇和风筒吸风口距回风流有足够距离（一般不小于 10 m），防止循环风。
抽出式通风则相反：局扇通过风筒把迎头的污风抽走，新鲜空气从巷道流入。其优点是巷道中后段保持新鲜风流、作业环境好；缺点是风筒内为负压，漏风是向内吸，一旦风筒破损会吸入巷道污风；更关键的是，抽出式风筒吸风口不能离迎头太近（受粉尘和炮烟影响），导致迎头附近形成通风死角，瓦斯容易积聚，因此《煤矿安全规程》对瓦斯矿井掘进面限制使用抽出式或要求配合其他措施。
混合式是压入与抽出并用：一台局扇压入新鲜风、另一台抽出污风，兼顾稀释与排污，但系统复杂、设备多，多用于长距离大断面掘进。实际选择时，瓦斯涌出量大的掘进面优先压入式；粉尘治理要求高的可考虑长压短抽的混合方式。
三、局扇选型参数与风量计算基本方法
局扇选型的核心是"先算风量、再算风压、后选型号"。风量计算要同时满足四项要求，取其中最大值作为工作面所需风量 Q需。
（1）按瓦斯涌出量计算。设掘进工作面绝对瓦斯涌出量为 qCH₄（m³/min），回风流瓦斯浓度不超过 1%，则所需风量为 Q = 100 × qCH₄。例如某掘进面瓦斯涌出量 0.8 m³/min，则 Q = 100 × 0.8 = 80 m³/min。
（2）按排除炮烟计算。炮掘工作面一次爆破后需在规定时间内把炮烟稀释排出，常用经验公式 Q = 7.8 × (A × S² × L²)^(1/3) / t 一类形式（A 为炸药量 kg，S 为巷道断面积 m²，L 为巷道长度 m，t 为通风时间 min）。教学示例：A=15 kg、S=8 m²、L=300 m、t=20 min，代入可得所需风量约 200 m³/min 量级，具体数值随公式系数不同而变化，此处仅作方法演示。
（3）按最低风速校核。煤巷、半煤岩巷最低风速 0.25 m/s，岩巷 0.15 m/s，则 Q ≥ 60 × v × S。以 S=8 m²、煤巷为例，Q ≥ 60 × 0.25 × 8 = 120 m³/min。
（4）按人员呼吸校核。每人每分钟不少于 4 m³，工作面同时作业人数 n 人，则 Q ≥ 4n。n=10 时 Q ≥ 40 m³/min。
四项取大值后，再考虑风筒漏风，确定局扇需提供的风量：Q扇 = Q需 / η，η 为有效风量率。若 Q需=200 m³/min、η=0.85，则 Q扇 ≈ 235 m³/min。随后按风筒长度、直径和接头数估算沿程阻力与局部阻力，得到所需全压，再在风机性能曲线上选取工况点落在高效区、且风量风压均有余量的型号。实际选型还应留 10%～20% 余量，并优先选用与备用风机同型号、同能力的配套设备，为双风机双电源联锁打好基础。
把上述关系串起来看：局扇提供风量与风压，风筒把风送到迎头，通风方式决定风流组织与漏风方向，风量计算确定"需要多少风"，选型确定"用哪台风机、配多大风筒"。这四者共同构成局部通风系统的基础，也是判断双风机双电源联锁是否合理的出发点——只有主备风机能力匹配、风量满足迎头需求，联锁切换才有实际安全意义。