礦井通風(fēng)第4章礦井通風(fēng)動力

1、1/70 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 礦井通風(fēng)第4章礦井通風(fēng)動力 第四章第四章 礦井通風(fēng)動力礦井通風(fēng)動力 2/70 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 礦井通風(fēng)第4章礦井通風(fēng)動力 第一節(jié)第一節(jié) 自然風(fēng)壓自然風(fēng)壓 第二節(jié)第二節(jié) 礦用通風(fēng)機(jī)的類型及構(gòu)造礦用通風(fēng)機(jī)的類型及構(gòu)造 第三節(jié)第三節(jié) 通風(fēng)機(jī)附屬裝置通風(fēng)機(jī)附屬裝置 第四節(jié)第四節(jié) 通風(fēng)機(jī)實際特性曲線通風(fēng)機(jī)實際特性曲線 第五節(jié)第五節(jié) 通風(fēng)機(jī)工況點及其經(jīng)濟(jì)運行通風(fēng)機(jī)工況點及其經(jīng)濟(jì)運行 第六節(jié)第六節(jié) 通風(fēng)機(jī)的聯(lián)合運轉(zhuǎn)通風(fēng)機(jī)的聯(lián)合運轉(zhuǎn) 3/70 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全

2、學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 礦井通風(fēng)第4章礦井通風(fēng)動力 1 1、上一章內(nèi)容回顧、上一章內(nèi)容回顧 1)1)、上一章所講的主要內(nèi)容、上一章所講的主要內(nèi)容 風(fēng)速在井巷斷面上的分布、摩擦阻力定律及摩擦阻力的計算、風(fēng)速在井巷斷面上的分布、摩擦阻力定律及摩擦阻力的計算、 摩擦阻力系數(shù)、摩擦風(fēng)阻、尼古拉茲實驗、礦井局部阻力系數(shù)的計摩擦阻力系數(shù)、摩擦風(fēng)阻、尼古拉茲實驗、礦井局部阻力系數(shù)的計 算方法、礦井風(fēng)阻特性曲線及畫法、總風(fēng)阻與等積孔的計算及降低算方法、礦井風(fēng)阻特性曲線及畫法、總風(fēng)阻與等積孔的計算及降低 礦井通風(fēng)阻力的措施。礦井通風(fēng)阻力的措施。 2)2)、能解決的實際問題、能解決的實際問題 (1)(1)判

3、斷井巷風(fēng)流狀態(tài)；判斷井巷風(fēng)流狀態(tài)； (2)(2)摩擦阻力系數(shù)及摩擦風(fēng)阻值的計算；摩擦阻力系數(shù)及摩擦風(fēng)阻值的計算； (3)(3)礦井通風(fēng)阻力計算問題礦井通風(fēng)阻力計算問題 (4)(4)降低礦井通風(fēng)阻力的技術(shù)措施降低礦井通風(fēng)阻力的技術(shù)措施 4/70 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 礦井通風(fēng)第4章礦井通風(fēng)動力 2 2、本章的重點：、本章的重點： 1)1)自然風(fēng)壓的產(chǎn)生、計算、利用與控制自然風(fēng)壓的產(chǎn)生、計算、利用與控制 2)2)軸流式和離心式主要通風(fēng)機(jī)特性軸流式和離心式主要通風(fēng)機(jī)特性 3)3)主要通風(fēng)機(jī)的聯(lián)合運轉(zhuǎn)主要通風(fēng)機(jī)的聯(lián)合運轉(zhuǎn) 4)4)主要通風(fēng)機(jī)的合理工作范圍主

4、要通風(fēng)機(jī)的合理工作范圍 3 3、本章的難點：、本章的難點： 1)1)自然風(fēng)壓的計算、利用與控制自然風(fēng)壓的計算、利用與控制 2)2)主要通風(fēng)機(jī)的聯(lián)合運轉(zhuǎn)主要通風(fēng)機(jī)的聯(lián)合運轉(zhuǎn) 3)3)主要通風(fēng)機(jī)的合理工作范圍主要通風(fēng)機(jī)的合理工作范圍 4 4、本章的思考題、本章的思考題 1)1)煙囪為什么能夠排煙？煙囪為什么能夠排煙？ 2)2)礦井主要通風(fēng)機(jī)為什么要有反風(fēng)裝置？礦井主要通風(fēng)機(jī)為什么要有反風(fēng)裝置？ 3)3)通風(fēng)機(jī)為啥有個體特性曲線、類型曲線和通用特性曲線？通風(fēng)機(jī)為啥有個體特性曲線、類型曲線和通用特性曲線？ 4)4)礦井主要通風(fēng)機(jī)工況點是靜態(tài)的，還是動態(tài)的，為什么？礦井主要通風(fēng)機(jī)工況點是靜態(tài)的，還是動態(tài)

5、的，為什么？ 5)5)軸流式通風(fēng)機(jī)為什么會出現(xiàn)喘振現(xiàn)象？軸流式通風(fēng)機(jī)為什么會出現(xiàn)喘振現(xiàn)象？ 6)6)兩臺風(fēng)機(jī)并聯(lián)運行時礦井風(fēng)量一定增大嗎？兩臺風(fēng)機(jī)并聯(lián)運行時礦井風(fēng)量一定增大嗎？ 5/70 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 礦井通風(fēng)第4章礦井通風(fēng)動力 概概 述述 通風(fēng)動力兩種：自然通風(fēng)與機(jī)械通風(fēng)。通風(fēng)動力兩種：自然通風(fēng)與機(jī)械通風(fēng)。 風(fēng)流在礦井中流動，新鮮空氣進(jìn)入，渾濁氣體（乏風(fēng)）排出，這都需要通風(fēng)流在礦井中流動，新鮮空氣進(jìn)入，渾濁氣體（乏風(fēng)）排出，這都需要通 風(fēng)動力，不論是自然風(fēng)壓還是機(jī)械通風(fēng)機(jī)，這些都是通風(fēng)動力。風(fēng)動力，不論是自然風(fēng)壓還是機(jī)械通風(fēng)機(jī)，這些都是通

6、風(fēng)動力。 通風(fēng)動力的發(fā)展情況總體上來說：純自然風(fēng)壓通風(fēng)動力的發(fā)展情況總體上來說：純自然風(fēng)壓風(fēng)箱、牛皮囊、水車風(fēng)箱、牛皮囊、水車蒸蒸 汽機(jī)汽機(jī)現(xiàn)在的通風(fēng)機(jī)?，F(xiàn)在的通風(fēng)機(jī)。 古代采煤，井深一般在古代采煤，井深一般在2020丈之內(nèi)（丈之內(nèi)（5050米）。（唐米）。（唐. .李善對李善對魏都賦魏都賦的注中的注中 講明井深講明井深8 8丈（約丈（約2727米），由于沒有機(jī)械設(shè)備，通風(fēng)動力人們就自發(fā)地利用米），由于沒有機(jī)械設(shè)備，通風(fēng)動力人們就自發(fā)地利用 自然風(fēng)壓。自然風(fēng)壓。 最初采用是一個獨眼井最初采用是一個獨眼井( (天工開物天工開物中有記載中有記載) )。首先是依靠井壁溫度與。首先是依靠井壁溫度與 大

7、氣溫度大氣溫度( (或燃火或燃火) )不同造成空氣流動來進(jìn)行通風(fēng)，后來井下有了通風(fēng)回路，靠不同造成空氣流動來進(jìn)行通風(fēng)，后來井下有了通風(fēng)回路，靠 進(jìn)、出井口的高度來通風(fēng)，這時也利用火爐（在回風(fēng)井筒內(nèi)），靠熱動力來通進(jìn)、出井口的高度來通風(fēng)，這時也利用火爐（在回風(fēng)井筒內(nèi)），靠熱動力來通 風(fēng)，空氣加熱密度變輕上升，來產(chǎn)生空氣流動。風(fēng)，空氣加熱密度變輕上升，來產(chǎn)生空氣流動。 6/70 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 礦井通風(fēng)第4章礦井通風(fēng)動力 概概 述述 隨著開采深度的增加，通風(fēng)阻力增大，這時人們就采用井下多設(shè)置隨著開采深度的增加，通風(fēng)阻力增大，這時人們就采用井下多設(shè)

8、置 火爐，就是提高溫度，加快氣流上升的動力?；馉t，就是提高溫度，加快氣流上升的動力。 自然風(fēng)壓利用到了極限后，仍不能滿足開采用風(fēng)時，開始利用水車、自然風(fēng)壓利用到了極限后，仍不能滿足開采用風(fēng)時，開始利用水車、 風(fēng)箱、風(fēng)扇、牛皮囊等機(jī)械裝置向礦井內(nèi)壓風(fēng)。這標(biāo)志著機(jī)械通風(fēng)的開風(fēng)箱、風(fēng)扇、牛皮囊等機(jī)械裝置向礦井內(nèi)壓風(fēng)。這標(biāo)志著機(jī)械通風(fēng)的開 始。始。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，瓦特發(fā)明了蒸汽機(jī)，真正意義上的機(jī)械通風(fēng)開隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，瓦特發(fā)明了蒸汽機(jī)，真正意義上的機(jī)械通風(fēng)開 始了。始了。 雖然現(xiàn)在礦井要求必須進(jìn)行機(jī)械通風(fēng)，但自然風(fēng)壓是始終存在的，任雖然現(xiàn)在礦井要求必須進(jìn)行機(jī)械通風(fēng)，但自然風(fēng)壓是始終存在的，任

9、 何礦井中都不可避免自然風(fēng)壓，它在現(xiàn)代礦井通風(fēng)中也起著很重要的作何礦井中都不可避免自然風(fēng)壓，它在現(xiàn)代礦井通風(fēng)中也起著很重要的作 用。用。 7/70 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 礦井通風(fēng)第4章礦井通風(fēng)動力 第一節(jié)第一節(jié) 自然風(fēng)壓自然風(fēng)壓 一、一、 自然風(fēng)壓及其形成和計算自然風(fēng)壓及其形成和計算 1 1、自然風(fēng)壓與自然通風(fēng)、自然風(fēng)壓與自然通風(fēng) 由自然因素作用而形成的通風(fēng)叫自然通風(fēng)。由自然因素作用而形成的通風(fēng)叫自然通風(fēng)。 冬季：空氣柱冬季：空氣柱0-1-20-1-2比比5-4-35-4-3的的 平均溫度較低，平均空氣密平均溫度較低，平均空氣密 度較大，導(dǎo)致兩空氣

10、柱作用度較大，導(dǎo)致兩空氣柱作用 在在2-32-3水平面上的重力不等。水平面上的重力不等。 它使空氣源源不斷地從井它使空氣源源不斷地從井 口口1 1流入，從井口流入，從井口5 5流出。流出。 夏季：相反。夏季：相反。 自然風(fēng)壓：在通風(fēng)系統(tǒng)中，由于重力差引起的通風(fēng)壓力，就叫該系統(tǒng)的自自然風(fēng)壓：在通風(fēng)系統(tǒng)中，由于重力差引起的通風(fēng)壓力，就叫該系統(tǒng)的自 然風(fēng)壓。其大小等于作用在最低水平兩側(cè)空氣柱重力差。然風(fēng)壓。其大小等于作用在最低水平兩側(cè)空氣柱重力差。 0 1 2 3 4 5 dz1 dz2 z )1 (46457. 0 378. 0 P P T Psat 8/70 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安

11、全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 礦井通風(fēng)第4章礦井通風(fēng)動力 2 2、自然風(fēng)壓的計算、自然風(fēng)壓的計算 根據(jù)自然風(fēng)壓定義，自然風(fēng)壓是根據(jù)自然風(fēng)壓定義，自然風(fēng)壓是“勢函數(shù)勢函數(shù)”，是一種勢能，因此要注意選取計算的參，是一種勢能，因此要注意選取計算的參 考面，即考面，即0 0勢位面，圖所示系統(tǒng)的自然風(fēng)壓勢位面，圖所示系統(tǒng)的自然風(fēng)壓H HN N可用下式計算可用下式計算 ： 為了簡化計算，一般采用測算出為了簡化計算，一般采用測算出0-1-20-1-2和和5-4-35-4-3井巷中空氣密度的平均值井巷中空氣密度的平均值m1 m1和 和m2 m2，用 ，用 其分別代替上式的其分別代替上式的1 1和和2 2，則

12、上式可寫為：，則上式可寫為： 在實際測量計算中，常?。涸趯嶋H測量計算中，常?。?注意：注意：1 1）自然風(fēng)壓的計算必須取一閉合系統(tǒng)。）自然風(fēng)壓的計算必須取一閉合系統(tǒng)。 2 2）進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)和回風(fēng)系統(tǒng)必須取相同的標(biāo)高。）進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)和回風(fēng)系統(tǒng)必須取相同的標(biāo)高。 3 3）一般選取最低點作為基準(zhǔn)面）一般選取最低點作為基準(zhǔn)面。 gdZgdZH N 5 3 2 2 0 1 )( 21mmN ZgH 0 1 2 3 4 5 dz1 dz2 z n n m 0 9/70 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 礦井通風(fēng)第4章礦井通風(fēng)動力 二、二、 自然風(fēng)壓的影響因素及變化規(guī)律自然風(fēng)壓的影

13、響因素及變化規(guī)律 影響自然風(fēng)壓的決定性因素是兩側(cè)空氣柱的密度差，而空氣密度影響自然風(fēng)壓的決定性因素是兩側(cè)空氣柱的密度差，而空氣密度 又受溫度又受溫度T T、大氣壓力、大氣壓力P P、氣體常數(shù)、氣體常數(shù)R(R(氣體常數(shù)，是一個只與氣體的種氣體常數(shù)，是一個只與氣體的種 類有關(guān)，與氣體所處的狀態(tài)無關(guān)的一個物理量類有關(guān)，與氣體所處的狀態(tài)無關(guān)的一個物理量) )和相對濕度和相對濕度等因素影等因素影 響。因此，影響自然風(fēng)壓的因素可用下式表示：響。因此，影響自然風(fēng)壓的因素可用下式表示： H HN N=f(Z=f(Z）=f(T,P,R,)=f(T,P,R,)，ZZ 1 1、溫差：礦井某一回路中兩側(cè)空氣柱的溫差是

14、影響、溫差：礦井某一回路中兩側(cè)空氣柱的溫差是影響H HN N的主要因素。的主要因素。 影響氣溫差的主要因素是地面入風(fēng)流氣溫和風(fēng)流與圍巖的熱交換。其影響氣溫差的主要因素是地面入風(fēng)流氣溫和風(fēng)流與圍巖的熱交換。其 影響程度隨礦井的開拓方式、開采深度、地形、地質(zhì)原因不同而有不影響程度隨礦井的開拓方式、開采深度、地形、地質(zhì)原因不同而有不 同的影響，在山區(qū)淺井，受地面溫度影響大，深井偏小。同的影響，在山區(qū)淺井，受地面溫度影響大，深井偏小。 1012 1234 5678911 12 月份 HN )1 (46457. 0 378. 0 P P T Psat 淺淺 井井 深深 井井 深井自然風(fēng)壓受圍巖深井自然風(fēng)

15、壓受圍巖 熱交換影響顯著，一熱交換影響顯著，一 年四季變化小。年四季變化小。 10/70 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 礦井通風(fēng)第4章礦井通風(fēng)動力 1）礦井進(jìn)風(fēng)溫度； 2）井下風(fēng)流的自壓縮熱； 3）機(jī)電設(shè)備放熱； 4）氧化放熱； 5）地下熱水散熱； 6）圍巖散熱； 7）運輸中煤炭及矸石散熱等。 11/70 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 礦井通風(fēng)第4章礦井通風(fēng)動力 二、二、 自然風(fēng)壓的影響因素及變化規(guī)律自然風(fēng)壓的影響因素及變化規(guī)律 2 2、空氣成分和濕度：它影響空氣的密度，因而對自然風(fēng)壓也、空氣成分和濕度：它影響空氣的密

16、度，因而對自然風(fēng)壓也 有一定影響，但影響較小。有一定影響，但影響較小。 3 3、井深：、井深：H HN N與礦井或回路最高與最低點間的高差與礦井或回路最高與最低點間的高差Z Z成正比。成正比。 4 4、主要通風(fēng)機(jī)：主要通風(fēng)機(jī)工作對自然風(fēng)壓的大小和方向也、主要通風(fēng)機(jī)：主要通風(fēng)機(jī)工作對自然風(fēng)壓的大小和方向也 有一定影響。因為礦井主要通風(fēng)機(jī)工作決定了主風(fēng)流的方向，加有一定影響。因為礦井主要通風(fēng)機(jī)工作決定了主風(fēng)流的方向，加 之風(fēng)流與圍巖的熱交換，使回風(fēng)井氣溫高于進(jìn)風(fēng)井，在進(jìn)風(fēng)井周之風(fēng)流與圍巖的熱交換，使回風(fēng)井氣溫高于進(jìn)風(fēng)井，在進(jìn)風(fēng)井周 圍形成了冷卻帶以后，即使風(fēng)機(jī)停轉(zhuǎn)或通風(fēng)系統(tǒng)改變，這兩個井圍形成了冷

17、卻帶以后，即使風(fēng)機(jī)停轉(zhuǎn)或通風(fēng)系統(tǒng)改變，這兩個井 筒之間在一定時期內(nèi)仍有一定的氣溫差，從而仍有一定的自然風(fēng)筒之間在一定時期內(nèi)仍有一定的氣溫差，從而仍有一定的自然風(fēng) 壓起作用。壓起作用。 12/70 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 礦井通風(fēng)第4章礦井通風(fēng)動力 三、自然風(fēng)壓的控制和利用三、自然風(fēng)壓的控制和利用 自然風(fēng)壓既可作為礦井通風(fēng)的動力，也可能是事故的肇兇。因此，自然風(fēng)壓既可作為礦井通風(fēng)的動力，也可能是事故的肇兇。因此， 研究自然風(fēng)壓的控制和利用具有重要意義。研究自然風(fēng)壓的控制和利用具有重要意義。 1 1、新設(shè)計礦井在選擇開拓方案、擬定通風(fēng)系統(tǒng)時，應(yīng)充分考慮利

18、、新設(shè)計礦井在選擇開拓方案、擬定通風(fēng)系統(tǒng)時，應(yīng)充分考慮利 用地形和當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c。新井設(shè)計應(yīng)盡量使自然風(fēng)壓全年的方向與機(jī)用地形和當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c。新井設(shè)計應(yīng)盡量使自然風(fēng)壓全年的方向與機(jī) 械通風(fēng)機(jī)方向一致。械通風(fēng)機(jī)方向一致。 2 2、根據(jù)自然風(fēng)壓的變化規(guī)律，應(yīng)適時調(diào)整主通風(fēng)機(jī)的工況點，使、根據(jù)自然風(fēng)壓的變化規(guī)律，應(yīng)適時調(diào)整主通風(fēng)機(jī)的工況點，使 其既能滿足礦井通風(fēng)需要，又可節(jié)約電能。其既能滿足礦井通風(fēng)需要，又可節(jié)約電能。 3 3、在建井時期，要注意因地制宜和因時制宜利用自然風(fēng)壓通風(fēng)，、在建井時期，要注意因地制宜和因時制宜利用自然風(fēng)壓通風(fēng)， 如在表土施工階段可利用自然通風(fēng)；在主副井與風(fēng)井貫通之后，有時如在

19、表土施工階段可利用自然通風(fēng)；在主副井與風(fēng)井貫通之后，有時 也可利用自然通風(fēng)；有條件時還可利用鉆孔構(gòu)成回路。也可利用自然通風(fēng)；有條件時還可利用鉆孔構(gòu)成回路。 4 4、利用自然風(fēng)壓做好非常時期通風(fēng)。一旦主要通風(fēng)機(jī)因故遭受破、利用自然風(fēng)壓做好非常時期通風(fēng)。一旦主要通風(fēng)機(jī)因故遭受破 壞時，便可利用自然風(fēng)壓進(jìn)行通風(fēng)。壞時，便可利用自然風(fēng)壓進(jìn)行通風(fēng)。 13/70 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 礦井通風(fēng)第4章礦井通風(fēng)動力 5 5、在多井口通風(fēng)的山區(qū)，尤其在高瓦斯礦井，要掌握自然風(fēng)壓的變化規(guī)律，防止因、在多井口通風(fēng)的山區(qū)，尤其在高瓦斯礦井，要掌握自然風(fēng)壓的變化規(guī)律，防止因

20、 自然風(fēng)壓作用造成某些巷道無風(fēng)或反向而發(fā)生事故。自然風(fēng)壓作用造成某些巷道無風(fēng)或反向而發(fā)生事故。 如圖是四川某礦因自然風(fēng)壓使風(fēng)流反向示意圖。如圖是四川某礦因自然風(fēng)壓使風(fēng)流反向示意圖。( (兩個系統(tǒng)的自然風(fēng)壓兩個系統(tǒng)的自然風(fēng)壓) ) ABB ABB CEFA CEFA系統(tǒng)的自然風(fēng)壓為：系統(tǒng)的自然風(fēng)壓為： DBBDBB CED CED系統(tǒng)的自然風(fēng)壓為：系統(tǒng)的自然風(fēng)壓為： ( (夏季夏季) )自然風(fēng)壓與主要通風(fēng)機(jī)作用方向相反。相當(dāng)于在平硐口自然風(fēng)壓與主要通風(fēng)機(jī)作用方向相反。相當(dāng)于在平硐口A A和進(jìn)風(fēng)立井口和進(jìn)風(fēng)立井口D D各安各安 裝一臺抽風(fēng)機(jī)（向外）。裝一臺抽風(fēng)機(jī)（向外）。 )( AF CB NA

21、ZgH )( BE CB ND ZgH RDRC A B C D B E Z AB C D F B 14/70 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 礦井通風(fēng)第4章礦井通風(fēng)動力 設(shè)設(shè)ABAB風(fēng)流停滯，對回路風(fēng)流停滯，對回路ABDEFAABDEFA和和ABBCEFAABBCEFA可分別列出壓力平衡方程：可分別列出壓力平衡方程： 式中：式中： H HS S風(fēng)機(jī)靜壓，風(fēng)機(jī)靜壓，PaPa； QDBBCQDBBC風(fēng)路風(fēng)量，風(fēng)路風(fēng)量，m m3 3/S;/S; R RD D、R RC C分別為分別為DBDB和和BBCBBC分支風(fēng)阻，分支風(fēng)阻，NSNS2 2/m/m8 8。 兩式

22、相除：兩式相除： 此即此即ABAB段風(fēng)流停滯條件式。段風(fēng)流停滯條件式。 當(dāng)上式變?yōu)楫?dāng)上式變?yōu)?則則ABAB段風(fēng)流反向。段風(fēng)流反向。 由此可知防止由此可知防止ABAB風(fēng)路風(fēng)流反向的措施有：（風(fēng)路風(fēng)流反向的措施有：（1 1）加大）加大R RD D；（；（2 2）增大）增大H HS S； （3 3）在）在A A點安裝風(fēng)機(jī)向巷道壓風(fēng)。點安裝風(fēng)機(jī)向巷道壓風(fēng)。 2 2 QRHH QRHH CNAS DNDNA C D NAS NDNA R R HH HH C D NAS NDNA R R HH HH E Z AB C D F B 15/70 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目

23、錄 礦井通風(fēng)第4章礦井通風(fēng)動力 第二節(jié)第二節(jié) 礦用通風(fēng)機(jī)的類型及構(gòu)造礦用通風(fēng)機(jī)的類型及構(gòu)造 礦井的通風(fēng)動力主要是通風(fēng)機(jī)，每個風(fēng)井至少有礦井的通風(fēng)動力主要是通風(fēng)機(jī)，每個風(fēng)井至少有2 2臺主要通風(fēng)機(jī)（一臺臺主要通風(fēng)機(jī)（一臺 使用、備用）一般功率都很大，其電耗一般為全礦的使用、備用）一般功率都很大，其電耗一般為全礦的20%20%25%25%，有的，有的 礦井甚至高達(dá)礦井甚至高達(dá)50%50%，原因是功率大效率低，平均只有，原因是功率大效率低，平均只有52.79%52.79%。 礦用通風(fēng)機(jī)按其服務(wù)范圍可分為三種：礦用通風(fēng)機(jī)按其服務(wù)范圍可分為三種： 1 1、主要通風(fēng)機(jī)，服務(wù)于全礦或礦井的某一翼（部分）；、

24、主要通風(fēng)機(jī)，服務(wù)于全礦或礦井的某一翼（部分）； 2 2、輔助通風(fēng)機(jī)，服務(wù)于礦井網(wǎng)絡(luò)的某一分支（采區(qū)或工作面），、輔助通風(fēng)機(jī)，服務(wù)于礦井網(wǎng)絡(luò)的某一分支（采區(qū)或工作面）， 幫助主通風(fēng)機(jī)通風(fēng)，以保證該分支風(fēng)量；安全隱患，一般不用；幫助主通風(fēng)機(jī)通風(fēng)，以保證該分支風(fēng)量；安全隱患，一般不用； 3 3、局部通風(fēng)機(jī)，服務(wù)于獨頭掘進(jìn)井巷道等局部地區(qū)。、局部通風(fēng)機(jī)，服務(wù)于獨頭掘進(jìn)井巷道等局部地區(qū)。 按構(gòu)造和工作原理可分為：按構(gòu)造和工作原理可分為： 離心式通風(fēng)機(jī)和軸流式通風(fēng)機(jī)。離心式通風(fēng)機(jī)和軸流式通風(fēng)機(jī)。 16/70 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 礦井通風(fēng)第4章礦井通風(fēng)動力 一

25、、離心式通風(fēng)機(jī)的構(gòu)造和工作原理一、離心式通風(fēng)機(jī)的構(gòu)造和工作原理 1 1、 風(fēng)機(jī)構(gòu)造。風(fēng)機(jī)構(gòu)造。 離心式通風(fēng)機(jī)一般由：進(jìn)風(fēng)口、工作輪（葉輪）、螺離心式通風(fēng)機(jī)一般由：進(jìn)風(fēng)口、工作輪（葉輪）、螺 形機(jī)殼和前導(dǎo)器等部分組成。形機(jī)殼和前導(dǎo)器等部分組成。 吸風(fēng)口有：單吸和雙吸兩種。在相同的條件下雙吸風(fēng)吸風(fēng)口有：單吸和雙吸兩種。在相同的條件下雙吸風(fēng) 機(jī)葉機(jī)葉( (動動) )輪寬度是單吸風(fēng)機(jī)的兩倍。輪寬度是單吸風(fēng)機(jī)的兩倍。 前導(dǎo)器前導(dǎo)器( (有些通風(fēng)機(jī)無前導(dǎo)器有些通風(fēng)機(jī)無前導(dǎo)器) )，使進(jìn)入葉，使進(jìn)入葉( (動動) )輪的氣輪的氣 流發(fā)生預(yù)旋繞，以達(dá)到調(diào)節(jié)性能之目的。流發(fā)生預(yù)旋繞，以達(dá)到調(diào)節(jié)性能之目的。 葉輪

26、是唯一的旋轉(zhuǎn)部件。葉輪是唯一的旋轉(zhuǎn)部件。 17/70 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 礦井通風(fēng)第4章礦井通風(fēng)動力 葉片出口構(gòu)造角：風(fēng)流相對速度葉片出口構(gòu)造角：風(fēng)流相對速度W W2 2的方向與的方向與 圓周速度圓周速度u u2 2的反方向夾角稱為的反方向夾角稱為 葉片出口構(gòu)造角，以葉片出口構(gòu)造角，以2 2表示。表示。 離心式風(fēng)機(jī)可分為：前傾式（離心式風(fēng)機(jī)可分為：前傾式（2 29090) )、徑向式（、徑向式（2 2=90=90) )和后傾式和后傾式 （2 29090) )三種。三種。 2 2不同，通風(fēng)機(jī)的性能也不同。礦用離心式風(fēng)機(jī)多為后傾式。不同，通風(fēng)機(jī)的性能

27、也不同。礦用離心式風(fēng)機(jī)多為后傾式。 w2c2 u2c2u 2 w2 c2 u2 2 u2 c2 w2 2 18/70 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 礦井通風(fēng)第4章礦井通風(fēng)動力 2 2、工作原理、工作原理 當(dāng)電機(jī)通過傳動裝置帶動葉輪旋轉(zhuǎn)時，葉片流道間的空氣隨葉片旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，當(dāng)電機(jī)通過傳動裝置帶動葉輪旋轉(zhuǎn)時，葉片流道間的空氣隨葉片旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)， 獲得離心力。經(jīng)葉端被拋出葉輪，進(jìn)入機(jī)殼。在機(jī)殼內(nèi)速度逐漸減小，壓力升高，獲得離心力。經(jīng)葉端被拋出葉輪，進(jìn)入機(jī)殼。在機(jī)殼內(nèi)速度逐漸減小，壓力升高， 然后經(jīng)擴(kuò)散器排出。與此同時，在葉片入口（葉根）形成較低的壓力（低于進(jìn)風(fēng)然后

28、經(jīng)擴(kuò)散器排出。與此同時，在葉片入口（葉根）形成較低的壓力（低于進(jìn)風(fēng) 口壓力），于是，進(jìn)風(fēng)口的風(fēng)流便在此壓差的作用下流入葉道，自葉根流入，在口壓力），于是，進(jìn)風(fēng)口的風(fēng)流便在此壓差的作用下流入葉道，自葉根流入，在 葉端流出，如此源源不斷，形成連續(xù)的流動。葉端流出，如此源源不斷，形成連續(xù)的流動。 3 3、常用型號、常用型號 目前我國煤礦使用的離心式風(fēng)機(jī)主要有目前我國煤礦使用的離心式風(fēng)機(jī)主要有G4-73G4-73、4-734-73型和型和K4-73K4-73型等。這些品種型等。這些品種 通風(fēng)機(jī)具有規(guī)格齊全、效率高和噪聲低等特點。通風(fēng)機(jī)具有規(guī)格齊全、效率高和噪聲低等特點。 型號參數(shù)的含義舉例說明如下：型

29、號參數(shù)的含義舉例說明如下： G 4 73 1 1 25 DG 4 73 1 1 25 D 代表通風(fēng)機(jī)的用途，代表通風(fēng)機(jī)的用途，K K表示表示 表示傳動方式表示傳動方式 礦用通風(fēng)機(jī)，礦用通風(fēng)機(jī)，G G代表鼓風(fēng)機(jī)代表鼓風(fēng)機(jī) 通風(fēng)機(jī)葉輪直徑（通風(fēng)機(jī)葉輪直徑（25dm) 25dm) 表示通風(fēng)機(jī)在最高效率點時表示通風(fēng)機(jī)在最高效率點時 全壓系數(shù)全壓系數(shù)1010倍化整倍化整 設(shè)計序號設(shè)計序號(1(1表示第一次設(shè)計）表示第一次設(shè)計） 表示通風(fēng)機(jī)比轉(zhuǎn)速表示通風(fēng)機(jī)比轉(zhuǎn)速(n(ns s) )化整化整 表示進(jìn)風(fēng)口數(shù)表示進(jìn)風(fēng)口數(shù),1,1為單吸為單吸,0,0為雙吸為雙吸 19/70 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全

30、學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 礦井通風(fēng)第4章礦井通風(fēng)動力 二、軸流式風(fēng)機(jī)的構(gòu)造和工作原理二、軸流式風(fēng)機(jī)的構(gòu)造和工作原理 1 1、風(fēng)機(jī)構(gòu)造、風(fēng)機(jī)構(gòu)造 主要由進(jìn)風(fēng)口、葉輪、整流器、風(fēng)筒、擴(kuò)散（芯筒）器和傳動部件主要由進(jìn)風(fēng)口、葉輪、整流器、風(fēng)筒、擴(kuò)散（芯筒）器和傳動部件 等部分組成。葉輪有一級和二級兩種等部分組成。葉輪有一級和二級兩種 2 2、工作原理、工作原理 （1 1）特點：在軸流式風(fēng)機(jī)中，風(fēng)流流動的特點是，當(dāng)動輪轉(zhuǎn)動時，氣）特點：在軸流式風(fēng)機(jī)中，風(fēng)流流動的特點是，當(dāng)動輪轉(zhuǎn)動時，氣 流沿等半徑的圓柱面旋繞流出。流沿等半徑的圓柱面旋繞流出。 1 2 345 6 7 8 9 20/70 河南理工大學(xué)

31、河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 礦井通風(fēng)第4章礦井通風(fēng)動力 （2 2）葉片安裝角）葉片安裝角 在葉片迎風(fēng)側(cè)作一外切線稱為弦線。弦線與在葉片迎風(fēng)側(cè)作一外切線稱為弦線。弦線與 動輪旋轉(zhuǎn)方向（動輪旋轉(zhuǎn)方向（u)u)的夾角的夾角 稱為葉片安裝角，以稱為葉片安裝角，以表示。表示。 可根據(jù)需要在規(guī)定范圍內(nèi)調(diào)整。但每個動輪上的葉片安裝角可根據(jù)需要在規(guī)定范圍內(nèi)調(diào)整。但每個動輪上的葉片安裝角必需保必需保 持一致。持一致。 （3 3）工作原理）工作原理 當(dāng)動輪旋轉(zhuǎn)時，翼柵即以圓周速度當(dāng)動輪旋轉(zhuǎn)時，翼柵即以圓周速度u u 移動。處于葉片迎面的氣流受擠移動。處于葉片迎面的氣流受擠 壓，靜壓增加

32、；與壓，靜壓增加；與 此同時，葉片背的氣體靜壓降低，翼柵受壓差作用，此同時，葉片背的氣體靜壓降低，翼柵受壓差作用， 但受軸承限制，不能向前運動，于是葉片迎面的高壓氣流由葉道出口流出，但受軸承限制，不能向前運動，于是葉片迎面的高壓氣流由葉道出口流出， 翼背的低壓區(qū)翼背的低壓區(qū)“吸引吸引”葉道入口側(cè)的氣體流入，形成穿過翼柵的連續(xù)氣流。葉道入口側(cè)的氣體流入，形成穿過翼柵的連續(xù)氣流。 u 21/70 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 礦井通風(fēng)第4章礦井通風(fēng)動力 3 3、常用型號、常用型號 目前我國煤礦在用的軸流式風(fēng)機(jī)有目前我國煤礦在用的軸流式風(fēng)機(jī)有1K581K58、2

33、K582K58、GAFGAF和和BDBD或或BDKBDK（對旋（對旋 式）等系列軸流式風(fēng)機(jī)。軸流式風(fēng)機(jī)型號的一般含義是：式）等系列軸流式風(fēng)機(jī)。軸流式風(fēng)機(jī)型號的一般含義是： 1 K 58 4 251 K 58 4 25 表示表示葉輪級數(shù)表示表示葉輪級數(shù),1,1表示表示 通風(fēng)機(jī)葉輪直徑（通風(fēng)機(jī)葉輪直徑（25dm)25dm) 單級，單級，2 2表示雙級表示雙級 表示設(shè)計序號表示設(shè)計序號 表示用途，表示用途，K K表示礦用，表示礦用， B D K 65 8 24B D K 65 8 24 防爆型防爆型 葉輪直徑（葉輪直徑（24dm)24dm) 對旋結(jié)構(gòu)對旋結(jié)構(gòu) 電機(jī)為電機(jī)為8 8極（極（740r/mi

34、n740r/min） 表示用途，表示用途，K K為礦用為礦用 輪轂比輪轂比0. 650. 65的的100100倍化整倍化整 22/70 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 礦井通風(fēng)第4章礦井通風(fēng)動力 若輪轂比低于若輪轂比低于0.40.4則認(rèn)為是低壓則認(rèn)為是低壓( (或低輪轂比或低輪轂比) )型軸流通風(fēng)機(jī)，輪轂比大于型軸流通風(fēng)機(jī)，輪轂比大于 0.710.71時，則認(rèn)為是高壓（或大輪轂比）型中壓（或中輪轂比）型軸流通風(fēng)機(jī)。時，則認(rèn)為是高壓（或大輪轂比）型中壓（或中輪轂比）型軸流通風(fēng)機(jī)。 4 4、對旋風(fēng)機(jī)的特點、對旋風(fēng)機(jī)的特點 一級葉輪和二級葉輪直接對接，旋轉(zhuǎn)方向相反

35、一級葉輪和二級葉輪直接對接，旋轉(zhuǎn)方向相反, ,組成對旋結(jié)構(gòu)；機(jī)翼形葉組成對旋結(jié)構(gòu)；機(jī)翼形葉 片的扭曲方向也相反，兩級葉片安裝角一般相差片的扭曲方向也相反，兩級葉片安裝角一般相差3 3, ,葉面也互為反向，省去了葉面也互為反向，省去了 一般軸流式通風(fēng)機(jī)的中、后導(dǎo)葉，減少了壓力損失，提高了風(fēng)機(jī)效率；電機(jī)一般軸流式通風(fēng)機(jī)的中、后導(dǎo)葉，減少了壓力損失，提高了風(fēng)機(jī)效率；電機(jī) 為防爆型安裝在主風(fēng)筒中的密閉罩內(nèi)，與為防爆型安裝在主風(fēng)筒中的密閉罩內(nèi)，與 通風(fēng)機(jī)流道中的含瓦斯氣流隔離，通風(fēng)機(jī)流道中的含瓦斯氣流隔離， 密閉罩中有扁管與密閉罩中有扁管與 大氣相通，以達(dá)到散熱目的。此種風(fēng)機(jī)可以進(jìn)行反轉(zhuǎn)反風(fēng)。大氣相通，

36、以達(dá)到散熱目的。此種風(fēng)機(jī)可以進(jìn)行反轉(zhuǎn)反風(fēng)。 對旋風(fēng)機(jī)的工作原理：工作時兩級工作輪分別由兩個等容量、等轉(zhuǎn)速、對旋風(fēng)機(jī)的工作原理：工作時兩級工作輪分別由兩個等容量、等轉(zhuǎn)速、 旋轉(zhuǎn)方向相反的電動機(jī)驅(qū)動，當(dāng)氣流通過集流器進(jìn)入第一個工作輪獲得能量旋轉(zhuǎn)方向相反的電動機(jī)驅(qū)動，當(dāng)氣流通過集流器進(jìn)入第一個工作輪獲得能量 后，再經(jīng)第二級工作輪升壓排出。兩級工作輪互為導(dǎo)葉，第一級后形成的旋后，再經(jīng)第二級工作輪升壓排出。兩級工作輪互為導(dǎo)葉，第一級后形成的旋 轉(zhuǎn)速度，由第二級反向旋轉(zhuǎn)消除并形成單一的軸向流動。轉(zhuǎn)速度，由第二級反向旋轉(zhuǎn)消除并形成單一的軸向流動。 23/70 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)

37、動力通風(fēng)動力 目錄 礦井通風(fēng)第4章礦井通風(fēng)動力 第三節(jié)第三節(jié) 通風(fēng)機(jī)附屬裝置通風(fēng)機(jī)附屬裝置 礦井使用的主要通風(fēng)機(jī)，除了主機(jī)之外尚有一些附 屬裝置。主要通風(fēng)機(jī)和附屬裝置總稱為通風(fēng)機(jī)裝置。附 屬裝置有風(fēng)硐、擴(kuò)散器、防爆門和反風(fēng)裝置等。 一、風(fēng)硐一、風(fēng)硐 風(fēng)硐是連接風(fēng)機(jī)和井筒的風(fēng)硐是連接風(fēng)機(jī)和井筒的 一段巷道，如圖。通過風(fēng)一段巷道，如圖。通過風(fēng) 量大、內(nèi)外壓差較大，應(yīng)量大、內(nèi)外壓差較大，應(yīng) 盡量降低其風(fēng)阻，并減少盡量降低其風(fēng)阻，并減少 漏風(fēng)。漏風(fēng)。 24/70 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 礦井通風(fēng)第4章礦井通風(fēng)動力 風(fēng)硐應(yīng)滿足以下要求： (1)應(yīng)有足夠大的斷面

38、，風(fēng)速不宜超過15ms。 2m8，阻力不應(yīng)大于100200Pa。風(fēng)硐不宜過長，與井筒連 接處要平緩，轉(zhuǎn)彎部分要呈圓弧形，內(nèi)壁要光滑，并保持無 堆積物，拐彎處應(yīng)安設(shè)導(dǎo)流葉片，以減少阻力。 (3)風(fēng)硐及閘門等裝置，結(jié)構(gòu)要嚴(yán)密，以防止漏風(fēng)。 (4)風(fēng)硐內(nèi)應(yīng)安設(shè)測量風(fēng)速和風(fēng)流壓力的裝置，風(fēng)硐和主通 風(fēng)機(jī)相連的一段長度不應(yīng)小于1012D(D為通風(fēng)機(jī)工作輪的 直徑)。 (5)風(fēng)硐與傾角大于30。的斜井或立井的連接口距風(fēng)井12m 處應(yīng)安設(shè)保護(hù)柵欄，以防止檢查人員和工具等墜落到井筒中； 在距主要通風(fēng)機(jī)入風(fēng)口12m處也應(yīng)安設(shè)保護(hù)柵欄，以防止風(fēng) 硐中的臟、雜物被吸入通風(fēng)機(jī)。 (6)風(fēng)硐直線部分要有流水坡度，以防積

39、水。 25/70 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 礦井通風(fēng)第4章礦井通風(fēng)動力 二、擴(kuò)散器二、擴(kuò)散器( (擴(kuò)散塔擴(kuò)散塔) ) 作用：是降低出口速壓以提高風(fēng)機(jī)靜壓。作用：是降低出口速壓以提高風(fēng)機(jī)靜壓。 擴(kuò)散器四面張角的大小應(yīng)視風(fēng)流從葉片出口的擴(kuò)散器四面張角的大小應(yīng)視風(fēng)流從葉片出口的 絕對速度方向而定。總的原則是，擴(kuò)散器的阻絕對速度方向而定?？偟脑瓌t是，擴(kuò)散器的阻 力小，出口動壓小并無回流。力小，出口動壓小并無回流。 26/70 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 礦井通風(fēng)第4章礦井通風(fēng)動力 防爆門是在裝有通風(fēng)機(jī)的井口上為防止瓦斯或

40、煤塵爆炸 時毀壞通風(fēng)機(jī)而安裝的安全裝置。 如圖所示為出風(fēng)井口的防爆門， 正常通風(fēng)時它可以隔離地面大氣 與井下空氣。 作用：作用：當(dāng)井下發(fā)生爆炸事故時， 防爆門即能被爆炸波沖開，起 到卸壓作用以保護(hù)通風(fēng)機(jī)。 要求要求：正常狀況下它是氣密的， 防止風(fēng)流短路。應(yīng)設(shè)計合理，結(jié) 構(gòu)嚴(yán)密、維護(hù)良好、動作可靠。 27/70 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 礦井通風(fēng)第4章礦井通風(fēng)動力 四、反風(fēng)裝置和功能四、反風(fēng)裝置和功能 作用：使井下風(fēng)流反向的一種設(shè)施，以防止進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)發(fā)生火災(zāi)時產(chǎn)生作用：使井下風(fēng)流反向的一種設(shè)施，以防止進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)發(fā)生火災(zāi)時產(chǎn)生 的有害氣體進(jìn)入作業(yè)區(qū)；有時為了適

41、應(yīng)救護(hù)工作也需要進(jìn)行反風(fēng)。的有害氣體進(jìn)入作業(yè)區(qū)；有時為了適應(yīng)救護(hù)工作也需要進(jìn)行反風(fēng)。 反風(fēng)方法因風(fēng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)不同而異。目前的反風(fēng)方法主要有：反風(fēng)方法因風(fēng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)不同而異。目前的反風(fēng)方法主要有： 1 1）設(shè)專用反風(fēng)道反風(fēng)；）設(shè)專用反風(fēng)道反風(fēng)； 2 2）利用備用風(fēng)機(jī)作反風(fēng)道反風(fēng)；）利用備用風(fēng)機(jī)作反風(fēng)道反風(fēng)； 3 3）軸流式風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)反風(fēng)）軸流式風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)反風(fēng) 4 4）調(diào)節(jié)動葉安裝角反風(fēng)。）調(diào)節(jié)動葉安裝角反風(fēng)。 要求：要求： 定期進(jìn)行檢修，確保反風(fēng)裝置處于良好狀態(tài)；動作靈敏可靠，能在定期進(jìn)行檢修，確保反風(fēng)裝置處于良好狀態(tài)；動作靈敏可靠，能在 10min10min內(nèi)改變巷道中風(fēng)流方向；結(jié)構(gòu)要嚴(yán)密

42、，漏風(fēng)少；反風(fēng)量不應(yīng)小內(nèi)改變巷道中風(fēng)流方向；結(jié)構(gòu)要嚴(yán)密，漏風(fēng)少；反風(fēng)量不應(yīng)小 于正常風(fēng)量的于正常風(fēng)量的40%40%；每年至少進(jìn)行一次反風(fēng)演習(xí)。；每年至少進(jìn)行一次反風(fēng)演習(xí)。 28/70 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 礦井通風(fēng)第4章礦井通風(fēng)動力 1 1）設(shè)專用反風(fēng)道反風(fēng)）設(shè)專用反風(fēng)道反風(fēng) 離心式離心式 通風(fēng)機(jī)正常工作時， 反風(fēng)門1和2處于藍(lán)線位 置，反風(fēng)時將反風(fēng)門1 提起，把反風(fēng)門2放下 （紅線位置）， 地表空氣自活門2進(jìn)入 通風(fēng)機(jī)，再從活門1進(jìn) 入旁側(cè)反風(fēng)道3，進(jìn)入 風(fēng)井流入井下，達(dá)到 反風(fēng)的目的。 1 2 29/70 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全

43、學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 礦井通風(fēng)第4章礦井通風(fēng)動力 軸流式軸流式 30/70 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 礦井通風(fēng)第4章礦井通風(fēng)動力 2 2）利用備用風(fēng)機(jī)作反風(fēng)道反風(fēng)）利用備用風(fēng)機(jī)作反風(fēng)道反風(fēng) 31/70 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 礦井通風(fēng)第4章礦井通風(fēng)動力 五、主要通風(fēng)機(jī)的使用及安全要求五、主要通風(fēng)機(jī)的使用及安全要求 為了保證通風(fēng)機(jī)安全可靠的運轉(zhuǎn)，規(guī)程中規(guī)定： 1.主要通風(fēng)機(jī)必須安裝在地面；裝有通風(fēng)機(jī)的井口必須封閉嚴(yán)密， 其外部漏風(fēng)率在無提升設(shè)備時不得超過5%5%，有提升設(shè)備時不得超過15%15%。 2.

44、 必須保證主要通風(fēng)機(jī)連續(xù)運轉(zhuǎn)。 3. 必須安裝2套同等能力的主要通風(fēng)機(jī)裝置，其中一套作備用，備 用通風(fēng)機(jī)必須能在10min內(nèi)開動。在建井期間可安裝1套通風(fēng)機(jī)和1部備用 電動機(jī)。生產(chǎn)礦井現(xiàn)有的2套不同能力的主要通風(fēng)機(jī)，在滿足生產(chǎn)要求時， 可繼續(xù)使用。 4.嚴(yán)禁采用局部通風(fēng)機(jī)或局部通風(fēng)機(jī)群作為主要通風(fēng)機(jī)使用。 ，防爆門每6個月檢查維修1次。 6.新安裝的主要通風(fēng)機(jī)投入使用前，必須進(jìn)行1次通風(fēng)機(jī)性能測定和 試運轉(zhuǎn)工作，以后每每5 5年至年至少進(jìn)行1次性能測定。主要通風(fēng)機(jī)至少每月至少每月檢 查1次。改變通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)或葉片角度時，必須經(jīng)礦技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)。 7.主要通風(fēng)機(jī)因檢修、停電或其它原因停止運轉(zhuǎn)時，必

45、須制訂停風(fēng) 措施。 32/70 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 礦井通風(fēng)第4章礦井通風(fēng)動力 第四節(jié)第四節(jié) 通風(fēng)機(jī)實際特性曲線通風(fēng)機(jī)實際特性曲線 一、通風(fēng)機(jī)的工作參數(shù)一、通風(fēng)機(jī)的工作參數(shù) 通風(fēng)機(jī)性能主要參數(shù)是風(fēng)壓通風(fēng)機(jī)性能主要參數(shù)是風(fēng)壓H H、風(fēng)量、風(fēng)量Q Q、風(fēng)機(jī)軸功率、風(fēng)機(jī)軸功率N N、效率、效率 和轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速n n等。等。 （一）風(fēng)機(jī)（一）風(fēng)機(jī)( (實際實際) )流量流量Q Q 風(fēng)機(jī)的實際流量一般是指實際時間內(nèi)通過風(fēng)機(jī)入口空氣的體積，亦稱體風(fēng)機(jī)的實際流量一般是指實際時間內(nèi)通過風(fēng)機(jī)入口空氣的體積，亦稱體 積流量。單位為積流量。單位為 m m3 3/h,m/

46、h,m3 3/min /min 或或m m3 3/s /s 。 （二）風(fēng)機(jī)（二）風(fēng)機(jī)( (實際實際) )全壓全壓H Hf f與靜壓與靜壓H Hs s 全壓全壓H Ht t: :是通風(fēng)機(jī)對空氣作功，消耗于每是通風(fēng)機(jī)對空氣作功，消耗于每1m1m3 3 空氣的能量（ 空氣的能量（Nm/mNm/m3 3 或 或PaPa），）， 其值為風(fēng)機(jī)出口風(fēng)流的全壓與入口風(fēng)流全壓之差。其值為風(fēng)機(jī)出口風(fēng)流的全壓與入口風(fēng)流全壓之差。 忽略自然風(fēng)壓時，忽略自然風(fēng)壓時，H Ht t用以克服通風(fēng)管網(wǎng)阻力用以克服通風(fēng)管網(wǎng)阻力h hk k 和風(fēng)機(jī)出口動能損失 和風(fēng)機(jī)出口動能損失h hv v， 即即: H: Ht t=h=hR R

47、+h+hV V,Pa,Pa 靜壓靜壓: :克服管網(wǎng)通風(fēng)阻力的風(fēng)壓稱為通風(fēng)機(jī)的靜壓克服管網(wǎng)通風(fēng)阻力的風(fēng)壓稱為通風(fēng)機(jī)的靜壓H HS S（PaPa）。）。 H HS S=h=hR R=RQ=RQ2 2 因此 因此 H Ht t=H=HS S+h+hV V 33/70 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 礦井通風(fēng)第4章礦井通風(fēng)動力 ( (三）通風(fēng)機(jī)的功率三）通風(fēng)機(jī)的功率 全壓功率：通風(fēng)機(jī)的輸出功率以全壓計算時稱全壓功率全壓功率：通風(fēng)機(jī)的輸出功率以全壓計算時稱全壓功率N Nt t。計算式：。計算式： N Nt t=H=Ht tQ Q1010-3 -3 KW KW 靜壓功率

48、：用風(fēng)機(jī)靜壓計算輸出功率，稱為靜壓功率靜壓功率：用風(fēng)機(jī)靜壓計算輸出功率，稱為靜壓功率N NS S。計算式：。計算式： N NS S=H=HS SQ Q10103 3 KW KW 風(fēng)機(jī)的軸功率，即通風(fēng)機(jī)的輸入功率風(fēng)機(jī)的軸功率，即通風(fēng)機(jī)的輸入功率N N（kWkW）。計算式：）。計算式： 或或 式中式中 t t、 S S分別為風(fēng)機(jī)的全壓和靜壓效率。分別為風(fēng)機(jī)的全壓和靜壓效率。 電動機(jī)的輸入功率（電動機(jī)的輸入功率（ N Nm m ）：）： 設(shè)電動機(jī)的效率為設(shè)電動機(jī)的效率為 m m, ,傳動效率為傳動效率為 tr tr時 時, ,則則 tt t N N 1000 QH t ss s N N 1000 Q

49、H S , 1000 trmt t trm m QHN N 34/70 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 礦井通風(fēng)第4章礦井通風(fēng)動力 二、通風(fēng)系統(tǒng)主要參數(shù)關(guān)系二、通風(fēng)系統(tǒng)主要參數(shù)關(guān)系 風(fēng)機(jī)房水柱計示值含義風(fēng)機(jī)房水柱計示值含義 1 1、抽出式通風(fēng)礦井、抽出式通風(fēng)礦井 （1 1）水柱（壓差）計示值與礦井通風(fēng)阻力和風(fēng)機(jī)靜壓之間關(guān)系）水柱（壓差）計示值與礦井通風(fēng)阻力和風(fēng)機(jī)靜壓之間關(guān)系 水柱計示值水柱計示值: :即為即為 4 4 斷面相對靜壓斷面相對靜壓h h4 4 故故 h h4 4（負(fù)壓）（負(fù)壓）= P= P4 4 - P - P04 04 沿風(fēng)流方向，對沿風(fēng)流方向

50、，對1 1、4 4兩斷面兩斷面 列伯努力方程列伯努力方程: : h hR14 R14=(P =(P1 1+h+hv1 v1+ +m12 m12 gZ gZ12 12) ) - (P - (P4 4+h+hv4 v4+ +m34 m34 gZ gZ34 34) ) 由風(fēng)流入口邊界條件：由風(fēng)流入口邊界條件：P Pt1 t1 P P01 01， ， 即即 P P1 1+h+hv1 v1= P = Pt1 t1=P =P01 01， ， 又因又因1 1與與4 4斷面同標(biāo)高，所以斷面同標(biāo)高，所以 P P01 01 P P04 04 且：且：m12 m12gZ gZ12 12 m34 m34gZ gZ34

51、 34 = H = HN N z 1 23 5 6 h4 44 5 35/70 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 礦井通風(fēng)第4章礦井通風(fēng)動力 故上式可寫為故上式可寫為: : h hR14 R14= P = P04 04 - P - P4 4- h- hv4 v4 + H + HN N h hR14 R14=|h =|h4 4|- h|- hv4 v4 + H + HN N 即即 |h|h4 4|= h|= hR14 R14 + h + hv4 v4 - H - HN N 即：風(fēng)機(jī)房水柱計示值反映了礦井通風(fēng)阻力和自然風(fēng)壓等參數(shù)的關(guān)系。即：風(fēng)機(jī)房水柱計示值反映了礦

52、井通風(fēng)阻力和自然風(fēng)壓等參數(shù)的關(guān)系。 （2 2）風(fēng)機(jī)房水柱計示值與風(fēng)機(jī)風(fēng)壓之間關(guān)系）風(fēng)機(jī)房水柱計示值與風(fēng)機(jī)風(fēng)壓之間關(guān)系 類似地對類似地對4 4、5 5斷面斷面( (擴(kuò)散器出口）列伯努力方程，忽略兩斷面之間的擴(kuò)散器出口）列伯努力方程，忽略兩斷面之間的 位能差。位能差。 擴(kuò)散器的阻力擴(kuò)散器的阻力 h hRd Rd 風(fēng)流出口邊界條件：風(fēng)流出口邊界條件：P P5 5 P P05 05 P P04 04 故風(fēng)機(jī)全壓故風(fēng)機(jī)全壓 H Ht t- h- hRd Rd P Pt5 t5-P -Pt4 t4 =(P =(P5 5h hv5 v5 )-(P )-(P4 4+h+hv4 v4) ) = P = P04

53、04 -P -P4 4+h+hv5 v5-h -hv4 v4 H Ht t = |h = |h4 4|h|hv4 v4+h +hRd Rd+h +hv5 v5 36/70 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 礦井通風(fēng)第4章礦井通風(fēng)動力 若忽略若忽略 h hRd Rd 不計，則 不計，則 H Ht t |h |h4 4|h|hv4 v4+ h + hv5 v5 風(fēng)機(jī)靜壓風(fēng)機(jī)靜壓 H Hs s |h|h4 4| h| hv4 v4 （3 3） H Ht t、 H HN N、h hR R 之間的關(guān)系 之間的關(guān)系 綜合上述兩式：綜合上述兩式： H Ht t |h|h4

54、4| - h| - hv4 v4+h +hRd Rd+h +hv5 v5 （ h hR14 R14+h +hv4 v4-H -HN N ）- h- hv4 v4+h +hRd Rd+h +hv5 v5 h hR14 R14 + h + hRd Rd + h + hv5 v5 - H - HN N 即即 H Ht t H HN N h hR14 R14 + h + hRd Rd + h + hv5 v5 表明：扇風(fēng)機(jī)風(fēng)壓和自然風(fēng)壓聯(lián)合作用，克服礦井和擴(kuò)散器的阻表明：扇風(fēng)機(jī)風(fēng)壓和自然風(fēng)壓聯(lián)合作用，克服礦井和擴(kuò)散器的阻 力，以及擴(kuò)器出口動能損失。力，以及擴(kuò)器出口動能損失。 37/70 河南理工大學(xué)河

55、南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 礦井通風(fēng)第4章礦井通風(fēng)動力 2 2、壓入式通風(fēng)的系統(tǒng)、壓入式通風(fēng)的系統(tǒng) 對對1 1、2 2兩斷面列伯努力方程得：兩斷面列伯努力方程得： h hR12 R12=(P =(P1 1+h+hv1 v1+ +m1 m1gZ gZ1 1)- (P)- (P2 2+h+hv2 v2+ +m2 m2gZ gZ2 2) ) 邊界條件及邊界條件及1 1、2 2同標(biāo)高：同標(biāo)高： P P2 2 = P = P02 02 P P01 01 故有：故有： P P1 1-P-P2 2= P= P1 1-P-P01 01= h = h1 1 m1 m1gZ gZ1 1-

56、m2 m2gZ gZ2 2=H=HN N 故上式可寫為故上式可寫為 h hR12 R12=h =h1 1+h+hV1 V1-h -hv2 v2+ H + HN N 即即 h h1 1= h= hR12 R12+ h + hv2 v2- h - hV1 V1-H -HN N 又又 H Ht t= P= Pt1 t1-P -Pt1 t1= P = Pt1 t1-P -P01 01 = P = P1 1+h+hv1 v1-P -P01 01= h = h1 1+h+hv1 v1 同理可得：同理可得： H Ht t+ H+ HN N = h = hR12 R12 + h + hv2 v2 1 z2 2

57、 h1 m1m2 11 38/70 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 礦井通風(fēng)第4章礦井通風(fēng)動力 三、通風(fēng)機(jī)的個體特性曲線三、通風(fēng)機(jī)的個體特性曲線 1 1、工況點：當(dāng)風(fēng)機(jī)以某一轉(zhuǎn)速、在風(fēng)阻的管網(wǎng)上工作時、可測算出一、工況點：當(dāng)風(fēng)機(jī)以某一轉(zhuǎn)速、在風(fēng)阻的管網(wǎng)上工作時、可測算出一 組工作參數(shù)（風(fēng)壓、風(fēng)量、功率、和效率組工作參數(shù)（風(fēng)壓、風(fēng)量、功率、和效率），這就是該風(fēng)機(jī)在管網(wǎng)），這就是該風(fēng)機(jī)在管網(wǎng) 風(fēng)阻為時的工況點。風(fēng)阻為時的工況點。 2 2、個體特性曲線：不斷改變、個體特性曲線：不斷改變R R，得到許多的，得到許多的Q Q、H H、N N、。以。以Q Q為橫坐標(biāo)，為

58、橫坐標(biāo)， 分別以分別以H H、N N、為縱坐標(biāo)，將同名的點用光滑的曲線相連，即得到個體特性為縱坐標(biāo)，將同名的點用光滑的曲線相連，即得到個體特性 曲線。曲線。 3 3、通風(fēng)機(jī)裝置：把外接擴(kuò)散器看作通風(fēng)機(jī)的組成部分，總稱之為通風(fēng)機(jī)、通風(fēng)機(jī)裝置：把外接擴(kuò)散器看作通風(fēng)機(jī)的組成部分，總稱之為通風(fēng)機(jī) 裝置。裝置。 4 4、通風(fēng)機(jī)裝置的全壓、通風(fēng)機(jī)裝置的全壓td td：擴(kuò)散器出口與風(fēng)機(jī)入口風(fēng)流的全壓之差，與 ：擴(kuò)散器出口與風(fēng)機(jī)入口風(fēng)流的全壓之差，與 風(fēng)機(jī)的全壓風(fēng)機(jī)的全壓t t之關(guān)系為：之關(guān)系為： 式中式中 h hd d擴(kuò)散器阻力。擴(kuò)散器阻力。 5 5、通風(fēng)機(jī)裝置的靜壓、通風(fēng)機(jī)裝置的靜壓sd sd： ： dt

59、td hHH )( vddtsd hhHH 39/70 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 礦井通風(fēng)第4章礦井通風(fēng)動力 6 6、H Hs s 和和 H Hsd sd 的關(guān)系的關(guān)系 H Hs sH Ht th hv v 而而 只有當(dāng)只有當(dāng) h hd d+h+hVd Vdh s s， 即通風(fēng)機(jī)裝置阻力與其出口動能損失之和小于通風(fēng)機(jī)出口動能損即通風(fēng)機(jī)裝置阻力與其出口動能損失之和小于通風(fēng)機(jī)出口動能損 失時，通風(fēng)機(jī)裝置的靜壓才會因加擴(kuò)散器而有所提高，即擴(kuò)散器起失時，通風(fēng)機(jī)裝置的靜壓才會因加擴(kuò)散器而有所提高，即擴(kuò)散器起 到回收動能的作用。到回收動能的作用。 7 7、 H H

60、t t、 H Htd td、 、 H Hs s 和和 H Hsd sd 之間的關(guān)系圖之間的關(guān)系圖 由圖可見，安裝了設(shè)計合理地擴(kuò)散器之后，由圖可見，安裝了設(shè)計合理地擴(kuò)散器之后， 雖然增加了擴(kuò)散器阻力，使雖然增加了擴(kuò)散器阻力，使H Htd td-Q -Q曲線低于曲線低于 H Ht t-Q-Q曲線，但由于曲線，但由于h hd d+h+hVd Vdh h hV V ， 則說明擴(kuò)散器設(shè)計不合理。則說明擴(kuò)散器設(shè)計不合理。 )( vddtvdtdsd hhHhHH Q H Ht-Q Htd-Q HS-Q Hsd-Q 40/70 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 礦井通風(fēng)第4