第四章礦井通風(fēng)動(dòng)力-全文預(yù)覽

　　

【正文】 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(426) Ｈ通靜177。 如圖420所示。Ｈ自＝h總＋h動(dòng)5 　 　　 (422) 　Ｈ通靜177。因?yàn)閔動(dòng)5＝h通動(dòng)；Ｈ通全—h通動(dòng)＝Ｈ通靜，所以公式(420)可寫為： 　　　　 Ｈ通靜＝h靜４— h動(dòng)4 　　　　　　　　 (421)公式(421)說明：抽出式礦井通風(fēng)機(jī)的靜壓等于該通風(fēng)機(jī)進(jìn)口斷面4的相對(duì)靜壓減去該斷面上的動(dòng)壓。四、通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓與通風(fēng)阻力的關(guān)系 如圖419所示。然后以為橫座標(biāo)，以、和η為縱座標(biāo)繪出，和η—曲線，即為該類型通風(fēng)機(jī)的類型特性曲線，如圖418為47211型離心式通風(fēng)機(jī)類型特性曲線。公式(418)表明，同類型通風(fēng)機(jī)在相似工況點(diǎn)，其流量系數(shù)為常數(shù)。 1）壓力系數(shù)（） (常數(shù)) (417)式中稱為壓力系數(shù)，無因次。 在同類型通風(fēng)機(jī)中，當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)、葉輪直徑各不相同時(shí)，其個(gè)體特性曲線會(huì)有很多組。后來由于生產(chǎn)需要，礦井總風(fēng)阻增大，不能滿足生產(chǎn)要求。對(duì)同類型的通風(fēng)機(jī)，當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)n、葉輪直徑D和空氣密度ρ發(fā)生變化時(shí)，通風(fēng)機(jī)的性能也發(fā)生變化。對(duì)于圖416，其合理工作范圍為圖中陰影部分。點(diǎn)決定)。自各個(gè)效率值(、)畫水平虛線，分別和3與4曲線相交，可得4對(duì)效率相等的交點(diǎn)，從這4對(duì)交點(diǎn)作垂直虛線分別與相應(yīng)的個(gè)體風(fēng)壓曲線1與2相交，又在曲線1與2上得出4對(duì)效率相等的交點(diǎn)，然后把相等效率的交點(diǎn)連結(jié)起來，即得出圖中4條等效率曲線：η＝、。因?yàn)檩S流式通風(fēng)機(jī)葉片的安裝角是可調(diào)控的，因此葉片的每個(gè)安裝角θ都相應(yīng)地有一條風(fēng)壓曲線和功率曲線。當(dāng)供風(fēng)量超過需風(fēng)量過多時(shí)，礦井常常利用閘門加阻來減少工作風(fēng)量，以節(jié)省電能。在煤礦中因主通風(fēng)機(jī)多采用抽出式通風(fēng)，因此要繪制靜壓特性曲線；當(dāng)采用壓入式通風(fēng)時(shí)，則繪制全壓特性曲線。表示通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓、功率和效率隨風(fēng)量變化而變化的關(guān)系曲線，稱為通風(fēng)機(jī)的個(gè)體特性曲線。 通風(fēng)機(jī)的效率是指通風(fēng)機(jī)輸出功率與輸入功率之比。因?yàn)槌隹跀嗝媾c入口斷面高差較小，其位壓差可忽略不計(jì)，所以通風(fēng)機(jī)的全壓為通風(fēng)機(jī)出口斷面與入口斷面上的絕對(duì)全壓之差，即：H通全=P全出－P全入，Pa (46)式中 P全出—通風(fēng)機(jī)出口斷面上的全壓，Pa； P全入—通風(fēng)機(jī)入口斷面上的全壓，Pa。當(dāng)通風(fēng)機(jī)抽出式工作時(shí)，通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量等于回風(fēng)道總排風(fēng)量與井口漏入風(fēng)量之和；當(dāng)通風(fēng)機(jī)壓入式工作時(shí)，通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量等于進(jìn)風(fēng)道的總進(jìn)風(fēng)量與井口漏出風(fēng)量之和。主要通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，受停風(fēng)影響的地點(diǎn)，必須立即停止工作、切斷電源，工作人員撤到進(jìn)風(fēng)巷道中，由值班礦長(zhǎng)迅速?zèng)Q定全礦井是否停止生產(chǎn)、工作人員是否全部撤出。 ，必須進(jìn)行1次通風(fēng)機(jī)性能測(cè)定和試運(yùn)轉(zhuǎn)工作，以后每5年至少進(jìn)行1次性能測(cè)定。在建井期間可安裝1套通風(fēng)機(jī)和1部備用電動(dòng)機(jī)。擴(kuò)散器的拐彎處為雙曲線形，并安設(shè)一組導(dǎo)流葉片，以降低阻力。內(nèi)圓錐體的敞角一般為3。出口斷面與入口斷面之比約為3～4。其作用是降低出口速壓以提高通風(fēng)機(jī)的靜壓。這種方法是調(diào)換電動(dòng)機(jī)電源的任意兩相接線，使電動(dòng)機(jī)改變轉(zhuǎn)向，從而改變通風(fēng)機(jī)葉輪的旋轉(zhuǎn)方向，使井下風(fēng)流反向。二是采用機(jī)械式調(diào)節(jié)，如圖413所示。 2）軸流式通風(fēng)機(jī)的反風(fēng)裝置 軸流式通風(fēng)機(jī)的反風(fēng)方法有三種：（1）利用反風(fēng)門與旁側(cè)反風(fēng)道反風(fēng)，如圖412所示。《規(guī)程》規(guī)定：生產(chǎn)礦井主要通風(fēng)機(jī)必須裝有反風(fēng)設(shè)施，并能在l0min內(nèi)改變巷道中的風(fēng)流方向；當(dāng)風(fēng)流方向改變后，主要通風(fēng)機(jī)的供給風(fēng)量不應(yīng)小于正常供風(fēng)量的40％。如果采用液體作密封時(shí)，在冬季應(yīng)選用不燃的不凍液，且要求以當(dāng)?shù)爻霈F(xiàn)的十年一遇的最低溫度時(shí)不凍為準(zhǔn)。具體要求是：防爆門應(yīng)布置在出風(fēng)井軸線上，其面積不得小于出風(fēng)井口的斷面積。 防爆門是在裝有通風(fēng)機(jī)的井口上為防止瓦斯或煤塵爆炸時(shí)毀壞通風(fēng)機(jī)而安裝的安全裝置。(4)風(fēng)硐內(nèi)應(yīng)安設(shè)測(cè)量風(fēng)速和風(fēng)流壓力的裝置，風(fēng)硐和主通風(fēng)機(jī)相連的一段長(zhǎng)度不應(yīng)小于10～12D(D為通風(fēng)機(jī)工作輪的直徑)。 良好的風(fēng)硐應(yīng)滿足以下要求： (1)應(yīng)有足夠大的斷面，風(fēng)速不宜超過15m／s。主要通風(fēng)機(jī)和附屬裝置總稱為通風(fēng)機(jī)裝置。局部通風(fēng)機(jī)主要有FDC1№6/30型、FSDDSFA5型、BDJ60系列、KDF型等。兩級(jí)工作輪互為導(dǎo)葉，第一級(jí)后形成的旋轉(zhuǎn)速度，由第二級(jí)反向旋轉(zhuǎn)消除并形成單一的軸向流動(dòng)。在各種情況下，反風(fēng)率均為70%以上；不需要反風(fēng)道及通風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)，也可不要主通風(fēng)機(jī)房，只需要建造電控值班室。范圍內(nèi)任意角度運(yùn)行。、30。通風(fēng)機(jī)噪音較低，絕大多數(shù)型號(hào)在無消聲裝置的情況下，噪聲均可低于90dB（A）。每一級(jí)葉輪均采用懸臂結(jié)構(gòu)，各安裝在隔爆型電動(dòng)機(jī)上，形成兩臺(tái)獨(dú)立的通風(fēng)機(jī)，既沒有傳統(tǒng)的長(zhǎng)軸傳動(dòng)，也沒有聯(lián)軸器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，還可提高效率。對(duì)旋式局部通風(fēng)機(jī)也是一種軸流式通風(fēng)機(jī)，和傳統(tǒng)軸流式通風(fēng)機(jī)相比較，具有高效率、高風(fēng)壓、大風(fēng)量、性能好、高效區(qū)寬、噪聲低、運(yùn)行方式多、安裝檢修方便等優(yōu)點(diǎn)。目前我國(guó)生產(chǎn)的軸流式通風(fēng)機(jī)中，適用于煤礦作主要通風(fēng)機(jī)的有：2K60型、GAF型、2K56型、KZS型等。可按相鄰角度差5。在一級(jí)通風(fēng)機(jī)中，θ角的調(diào)節(jié)范圍是10。（圖47 軸流式通風(fēng)機(jī)葉片的構(gòu)造）葉片用螺栓固定在輪轂上，呈中空梯形，橫截面和機(jī)翼形狀相似。整流器（導(dǎo)葉）安裝在每一級(jí)工作輪之后，為固定輪。工作輪是由固定在軸上的輪轂和以一定角度安裝在其上的葉片構(gòu)成。K47301型和G47311型離心式通風(fēng)機(jī)的特性曲線如附錄四所示。在機(jī)殼內(nèi)空氣流速逐漸減小，壓力升高，然后經(jīng)擴(kuò)散器排出。（圖45 工作輪葉片的構(gòu)造角度）w2—工作輪出風(fēng)口葉片的切線速度；u2—工作輪圓周速度空氣進(jìn)入風(fēng)機(jī)的形式，有單側(cè)吸入和雙側(cè)吸入兩種。）、徑向式（β2＝90。（圖44 離心式通風(fēng)機(jī)的構(gòu)造）1—工作輪；2—蝸殼體；3—擴(kuò)散器；4—主軸；5—止推軸承；6—徑向軸承；7—前導(dǎo)器；8—機(jī)架；9—聯(lián)軸器；10—制動(dòng)器；11—機(jī)座；12—吸風(fēng)口；1通風(fēng)機(jī)房；14—電動(dòng)機(jī)；15—風(fēng)硐離心式通風(fēng)機(jī)主要由工作輪、蝸殼體、主軸和電動(dòng)機(jī)等部件構(gòu)成。供井下某一局部地點(diǎn)通風(fēng)使用的通風(fēng)機(jī)，稱為局部通風(fēng)機(jī)。擔(dān)負(fù)整個(gè)礦井或礦井的一翼、或一個(gè)較大區(qū)域通風(fēng)的通風(fēng)機(jī)，稱為礦井的主要通風(fēng)機(jī)。我國(guó)煤礦已普遍使用機(jī)械通風(fēng)。或?qū)L(fēng)硐中的閘門完全放下，然后由風(fēng)機(jī)房水柱計(jì)直接讀出礦井自然風(fēng)壓值（如圖42所示）。也可利用鉆孔構(gòu)成通風(fēng)回路，形成自然風(fēng)壓。、出風(fēng)側(cè)的氣溫差在條件允許時(shí)，可在進(jìn)風(fēng)井巷內(nèi)設(shè)置水幕或借井巷淋水冷卻空氣，以增加空氣密度，同時(shí)可起到凈化風(fēng)流的作用。由于礦區(qū)地形、開拓方式和礦井深度的不同，地面氣溫變化對(duì)自然風(fēng)壓的影響程度也不同。但在某些深度不大的礦井中，夏季自然風(fēng)壓可能阻礙主要通風(fēng)機(jī)的通風(fēng)，甚至?xí)剐★L(fēng)壓風(fēng)機(jī)通風(fēng)的礦井局部地點(diǎn)風(fēng)流反向。因?yàn)榈V井主通風(fēng)機(jī)的工作決定了礦井風(fēng)流的主要流向，風(fēng)流長(zhǎng)期與圍巖進(jìn)行熱交換，在進(jìn)風(fēng)井周圍形成了冷卻帶，此時(shí)即使風(fēng)機(jī)停轉(zhuǎn)或通風(fēng)系統(tǒng)改變，進(jìn)、回風(fēng)井筒之間仍然會(huì)存在氣溫差，從而仍在一段時(shí)間之內(nèi)有自然風(fēng)壓起作用，有時(shí)甚至?xí)蓴_主要通風(fēng)機(jī)的正常工作，這在建井時(shí)期表現(xiàn)尤為明顯，需要引起注意。地面氣溫對(duì)自然風(fēng)壓的影響比較顯著。這個(gè)重量差，又受進(jìn)、出風(fēng)井兩側(cè)的空氣柱的密度和高度影響，而空氣柱的密度取決于大氣壓力、空氣溫度和濕度。計(jì)算各測(cè)段的空氣平均空氣密度： kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3計(jì)算進(jìn)、出風(fēng)井兩側(cè)空氣柱的平均密度： kg/m3 kg/m3則 H自Pa求得的H自為正值，說明風(fēng)流方向與假設(shè)方向一致，從012井筒進(jìn)入，由345井筒流出。由上述可見，如果把地表大氣視為一個(gè)斷面無限大、風(fēng)阻為零的假想風(fēng)路，則可將通風(fēng)系統(tǒng)視為一個(gè)有高差的閉合回路，由自然風(fēng)壓的形成原因，可得到其計(jì)算公式：H自=－，Pa （41）式中 Z——礦井最高點(diǎn)到最低點(diǎn)間的距離，m； g——重力加速度，m/s2； ρρ2——分別為012和543井巷中dz段空氣密度，kg3/m3。（圖41 簡(jiǎn)化礦井通風(fēng)系統(tǒng)）風(fēng)流從氣溫較低的井筒進(jìn)入礦井，從氣溫較高的井筒流出。第四章 礦井通風(fēng)動(dòng)力空氣在井巷中流動(dòng)需要克服通風(fēng)阻力，必須提供通風(fēng)動(dòng)力以克服空氣阻力，才能促使空氣在井巷中流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)礦井通風(fēng)。第一節(jié) 自然風(fēng)壓一、 自然風(fēng)壓的形成及特性如圖41所示為一個(gè)沒有通風(fēng)機(jī)工作的礦井。我們把這個(gè)空氣柱的重量差稱為自然風(fēng)壓H自。解：假設(shè)風(fēng)流方向由012井筒進(jìn)入，由345井筒排出。，取決于礦井進(jìn)、出風(fēng)兩側(cè)空氣柱的重量差的大小和方向。；礦井自然風(fēng)壓與空氣柱的密度成正比，因而與礦井空氣大氣壓力成正比，與溫度成反比。在深井中自然風(fēng)壓一般常年都幫助主要通風(fēng)機(jī)通風(fēng)，只是在季節(jié)改變時(shí)其大小會(huì)發(fā)生變化，可能影響礦井風(fēng)量。在掌握礦井自然風(fēng)壓特性的基礎(chǔ)上，可根據(jù)情況采取安裝高風(fēng)壓風(fēng)機(jī)的方法來對(duì)自然風(fēng)壓加以控制，也可適時(shí)調(diào)整主要通風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)，使其既能滿足礦井通風(fēng)需要，又可節(jié)約電能。進(jìn)出風(fēng)井口標(biāo)高差較小時(shí)，可在出風(fēng)井口修筑風(fēng)塔，風(fēng)塔高度以不低于10m為宜，以增加自然風(fēng)壓。在建井時(shí)期可能會(huì)出現(xiàn)獨(dú)井通風(fēng)現(xiàn)象，此時(shí)可根據(jù)條件用風(fēng)幛將井筒隔成一側(cè)進(jìn)風(fēng)另一側(cè)出風(fēng)；或用風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)，使較冷的空氣由井筒進(jìn)入，較熱的空氣從導(dǎo)風(fēng)筒排出。（圖42 用通風(fēng)機(jī)房中的壓差計(jì)測(cè)自然風(fēng)壓）礦井在無通風(fēng)機(jī)工作或通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在總風(fēng)流的適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)設(shè)置臨時(shí)隔斷風(fēng)流的密閉，將礦井風(fēng)流嚴(yán)密遮斷，而后用壓差計(jì)測(cè)出密閉兩側(cè)的靜壓差，該靜壓差便是礦井的自然風(fēng)壓值。所以首先在通風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，測(cè)出礦井總風(fēng)量Q及通風(fēng)機(jī)入風(fēng)口處風(fēng)流的相對(duì)全壓h全，而后停止主要通風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，若有自然風(fēng)流，立即測(cè)出自然風(fēng)流的風(fēng)速v自，計(jì)算出自然通風(fēng)的風(fēng)量Q自=Sv自，S是測(cè)v自處的風(fēng)硐的斷面積，可得下式：H自= RQ自2 （44）解式（43）和（44）的聯(lián)立方程組，得礦井自然風(fēng)壓：H自=h全，Pa （45）第二節(jié) 礦井主要通風(fēng)機(jī)及其附屬裝置礦井通風(fēng)動(dòng)力中自然風(fēng)壓較小，且不穩(wěn)定，不能保證礦井通風(fēng)的要求，因此，《規(guī)程》規(guī)定，每一個(gè)礦井都必須采用機(jī)械通風(fēng)。礦用通風(fēng)機(jī)按照其服務(wù)范圍和所起的作用分為三種：。一、離心式通風(fēng)機(jī)圖44是離心式通風(fēng)機(jī)的構(gòu)造及其在礦井通風(fēng)井口作抽出式通風(fēng)的示意圖。葉片按其在流道出口處安裝角β2的不同，可分為前傾式（β2＜90。因?yàn)楹髢A葉片的通風(fēng)機(jī)當(dāng)風(fēng)量變化時(shí)風(fēng)壓變化較小，且效率較高，所以礦用離心式通風(fēng)機(jī)多為后傾式。當(dāng)電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)工作輪在機(jī)殼中旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片流道間的空氣隨葉片的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，獲得離心力，經(jīng)葉端被拋出工作輪，流到螺旋狀機(jī)殼里。型號(hào)參數(shù)的含義以K47301№32型為例說明如下：K47301№32K—礦用；4—效率最高點(diǎn)