第三章第二節(jié)通風(fēng)

1、項(xiàng)目七 自然風(fēng)壓及測(cè)定 任務(wù)1測(cè)算礦井的自然風(fēng)壓 能力目標(biāo)： 會(huì)測(cè)算礦井的自然風(fēng)壓。知識(shí)目標(biāo)： 1、能概述和解釋自然風(fēng)壓的形成及特性； 2、能陳述和解釋自然風(fēng)壓的特性和對(duì)機(jī)械通風(fēng)的影響； 3、能概述和解釋自然風(fēng)壓的控制和利用方法。項(xiàng)目目標(biāo)項(xiàng)目七 自然風(fēng)壓及測(cè)定一、自然風(fēng)壓的形成及特性一、自然風(fēng)壓的形成及特性 （一）自然風(fēng)壓形成（一）自然風(fēng)壓形成現(xiàn)象：風(fēng)流方向變化； 井下風(fēng)量大小變化。原因：由于空氣溫度與井筒圍巖溫度存在差異，空氣與圍巖進(jìn)行熱交換，造成進(jìn)風(fēng)井筒與回風(fēng)井筒、井筒中心一帶與井壁附近空氣存在溫度差，氣溫低處的空氣密度比氣溫高處的空氣密度大，使得不同地方的相同高度空氣柱重量不等，從而使風(fēng)

2、流發(fā)生流動(dòng)，形成了自然通風(fēng)現(xiàn)象。 圖7-1把礦井進(jìn)風(fēng)測(cè)與回風(fēng)側(cè)空氣柱的重量差稱為礦井的自然風(fēng)壓H自。 簡(jiǎn)化計(jì)算公式： 自（均進(jìn)均回）g，Pa例例4-14-1 如圖7-1所示的自然通風(fēng)礦井， 測(cè)得0=1.3，1=1.26，2=1.16， 3=1.14，4=1.15，5=1.3kg/m3， Z01=45m，Z12=100m，Z34=65m，Z45=80m， 試求該礦井的自然風(fēng)壓，并判斷其風(fēng)流方向。 圖7-1解解：假設(shè)風(fēng)流方向由0-1-2井筒進(jìn)入，由3-4-5井筒排出。 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

3、kg/m328. 1226. 13 . 12100121. 1216. 126. 122112145. 1215. 114. 124334225. 123 . 115. 12544523. 11004521. 110028. 145120112120101ZZZZ均進(jìn)189. 18065225. 180145. 165453445453434ZZZZ均回 則則 H H自自 Pa 求得的求得的H H自自為正值，說明風(fēng)流方向與假設(shè)方向一致，從為正值，說明風(fēng)流方向與假設(shè)方向一致，從0-1-20-1-2井筒進(jìn)入，由井筒進(jìn)入，由3-4-53-4-5井筒流出。井筒流出。 32.5814581. 9189.

4、 123. 1(）（）均回均進(jìn)gZ二、自然風(fēng)壓的測(cè)定二、自然風(fēng)壓的測(cè)定 生產(chǎn)礦井自然風(fēng)壓的測(cè)定方法有兩種：直接測(cè)定法和間接測(cè)定法。 1.直接測(cè)定法 2.間接測(cè)定法 以抽出式通風(fēng)礦井為例 圖圖7-2 7-2 用通風(fēng)機(jī)房中的壓差計(jì)用通風(fēng)機(jī)房中的壓差計(jì)測(cè)自然風(fēng)壓測(cè)自然風(fēng)壓圖圖7-3 7-3 自然風(fēng)壓的間接測(cè)定法自然風(fēng)壓的間接測(cè)定法（二）自然風(fēng)壓的特性（二）自然風(fēng)壓的特性1.形成礦井自然風(fēng)壓的主要原因是礦井進(jìn)、出風(fēng)井兩側(cè)的空氣柱重量差。不論有無機(jī)械通風(fēng)，只要礦井進(jìn)、出風(fēng)井兩側(cè)存在空氣柱重量差，就一定存在自然風(fēng)壓。 2.礦井自然風(fēng)壓的大小和方向，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。這個(gè)重量

5、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。由于自然風(fēng)壓受上述因素的影響，所以自然風(fēng)壓的大小和方向會(huì)隨季節(jié)變化，甚至?xí)円怪g也可能發(fā)生變化，單獨(dú)用自然風(fēng)壓通風(fēng)是不可靠的。因此規(guī)程規(guī)定，每一個(gè)生產(chǎn)礦井必須采用機(jī)械通風(fēng)。3.礦井自然風(fēng)壓與井深成正比；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。地面氣溫對(duì)自然風(fēng)壓的影響比較顯著。地面氣溫與礦區(qū)地形、開拓方式、井深以及是否機(jī)械通風(fēng)有關(guān)。一般來說，由于礦井出風(fēng)側(cè)氣溫常年變化不大，而淺井進(jìn)風(fēng)側(cè)氣溫受地面氣溫變化影響較大，深井進(jìn)風(fēng)流氣溫受地面氣溫變化的影響較小，所以礦井進(jìn)、出

6、風(fēng)井井口的標(biāo)高差越大，礦井越淺，礦井自然風(fēng)壓受地面氣溫變化的影響也越大，一年之內(nèi)不但大小會(huì)變化，甚至方向也會(huì)發(fā)生變化；反之，深井自然風(fēng)壓一年之內(nèi)大小雖有變化，但一般沒有方向上的變化。4.主要通風(fēng)機(jī)工作對(duì)自然風(fēng)壓的大小和方向也有一定的影響。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。二、自然風(fēng)壓的控制和利用二、自然風(fēng)壓的控制和利用1、設(shè)計(jì)和建立合理的礦井通風(fēng)系統(tǒng)

7、2.人工調(diào)節(jié)進(jìn)、出風(fēng)側(cè)的氣溫差 3.降低井巷風(fēng)阻 4.消滅獨(dú)井通風(fēng) 5.注意自然風(fēng)壓在非常時(shí)期對(duì)礦井通風(fēng)的作用（一）自然風(fēng)壓的利用（一）自然風(fēng)壓的利用（二）對(duì)自然風(fēng)壓的控制 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。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。這在礦井通風(fēng)管理工作中應(yīng)予重視，尤其在山區(qū)多井筒通風(fēng)的高瓦斯礦井中應(yīng)特別注意，以免造成風(fēng)量不足或局部井巷風(fēng)流反向釀成事故。 7-1 礦井自然風(fēng)壓是如何產(chǎn)生的？?jī)删采疃认嗤瑫r(shí)有無自然風(fēng)壓？機(jī)械通風(fēng)礦井中有無自然風(fēng)壓？

8、7-2 影響自然風(fēng)壓的大小和方向的因素有哪些？能否用人為的方法產(chǎn)生或增加自然風(fēng)壓？ 7-3 機(jī)械通風(fēng)的礦井如何對(duì)自然風(fēng)壓加以控制和利用？ 7-4 自然風(fēng)壓如何測(cè)定？ 7-5 如圖7-1所示的通風(fēng)系統(tǒng)，當(dāng)井巷中空氣流動(dòng)時(shí)，2、3兩點(diǎn)的絕對(duì)靜壓之差是否等于自然風(fēng)壓？為什么？ 7-6 通風(fēng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，通風(fēng)機(jī)房水柱計(jì)能否反映自然風(fēng)壓的大小？為什么？自然風(fēng)壓如何測(cè)量？復(fù)習(xí)思考題復(fù)習(xí)思考題項(xiàng)目八 機(jī)械通風(fēng) 任務(wù)1測(cè)定礦井通風(fēng)機(jī)性能 能力目標(biāo)： 1、會(huì)正確選擇和使用礦井主要通風(fēng)機(jī)和附屬裝置； 2、能根據(jù)礦井的總風(fēng)量、總阻力合理選擇主要通風(fēng)機(jī)的類型和型號(hào)； 3、能組織進(jìn)行礦井主要通風(fēng)機(jī)性能的測(cè)定工作。 知識(shí)目

9、標(biāo)： 1、能概述礦井主要通風(fēng)機(jī)的種類、主要構(gòu)造、原理； 2、能陳述礦井主要通風(fēng)機(jī)輔助裝置的作用和要求； 3、能陳述主要礦井主要通風(fēng)機(jī)的使用規(guī)定和安全要求； 4、能陳述和解釋離心式、軸流式通風(fēng)機(jī)的個(gè)體特性曲線含義； 5、能陳述和解釋通風(fēng)機(jī)比例定義的含義； 6、能陳述通風(fēng)機(jī)類型特性曲線的含義； 7、能陳述和解釋抽出式、壓入式通風(fēng)礦井中通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓與礦井通風(fēng)阻力之間的關(guān)系 8、能陳述和解釋通風(fēng)機(jī)串聯(lián)、并聯(lián)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的特性； 9、能根據(jù)不同的通風(fēng)系統(tǒng)合理確定通風(fēng)機(jī)的聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)形式； 項(xiàng)目目標(biāo)項(xiàng)目八 機(jī)械通風(fēng) 礦用通風(fēng)機(jī)的分類礦用通風(fēng)機(jī)的分類按照其服務(wù)范圍和所起的作用分按照其服務(wù)范圍和所起的作用分 按照構(gòu)造

10、和工作原理分按照構(gòu)造和工作原理分 主主要要通通風(fēng)風(fēng)機(jī)機(jī)輔輔助助通通風(fēng)風(fēng)機(jī)機(jī) 局局部部通通風(fēng)風(fēng)機(jī)機(jī) 離離心心式式通通風(fēng)風(fēng)機(jī)機(jī) 軸軸流流式式通通風(fēng)風(fēng)機(jī)機(jī) 一、礦井主要通風(fēng)機(jī)及其附屬裝置一、礦井主要通風(fēng)機(jī)及其附屬裝置（一）離心式通風(fēng)機(jī)（一）離心式通風(fēng)機(jī) 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。 1、離心式通風(fēng)機(jī)的原理、離心式通風(fēng)機(jī)的原理 空氣沿葉輪的軸向進(jìn)入葉片之間的流道后，隨葉片旋轉(zhuǎn)獲得離心力，從葉片根部流經(jīng)葉片端部，進(jìn)入機(jī)殼，再經(jīng)擴(kuò)散器沿徑向排出。（軸向進(jìn)入，徑向流出） 2、主要特點(diǎn)、主要特點(diǎn)： 風(fēng)壓高，噪音小，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，造價(jià)低，維修方便。但體積較大。圖圖8-1 8-1 離心式

11、通風(fēng)機(jī)的構(gòu)造離心式通風(fēng)機(jī)的構(gòu)造 葉片按其在流道出口處安裝角2的不同，可分為 1、前傾式（290。） 2、徑向式（290。） 3、后傾式（290。） 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。 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。其他條件相同時(shí)，雙吸風(fēng)口風(fēng)機(jī)的動(dòng)輪寬度和風(fēng)量是單吸風(fēng)口風(fēng)機(jī)的2倍。 現(xiàn)我國(guó)生產(chǎn)的離心式通風(fēng)機(jī)較多，適用煤礦作主要通風(fēng)機(jī)的有：4-72-11型、G4-73-11型、K4-73-01型等。 4-72系列離心式主要通風(fēng)機(jī)裝置圖系列離心式主要通風(fēng)機(jī)裝置圖二、軸流式通風(fēng)機(jī)二、軸流式通風(fēng)機(jī)軸流式通風(fēng)機(jī)主要由進(jìn)風(fēng)口、工作輪、整

12、流器、主體風(fēng)筒、擴(kuò)散器和傳動(dòng)軸等部件組成。 1、主要原理 風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，空氣沿著風(fēng)機(jī)的軸向方向進(jìn)入葉輪，被葉片擠壓向前推動(dòng)，經(jīng)擴(kuò)散器排出。（軸向進(jìn)入，軸向流出） 2、主要特點(diǎn) 結(jié)構(gòu)緊湊，便于調(diào)節(jié)風(fēng)量、風(fēng)壓。但構(gòu)造復(fù)雜，較難維護(hù) 圖圖8-2GAF系列軸流式主要通風(fēng)機(jī)裝置圖系列軸流式主要通風(fēng)機(jī)裝置圖2K60系列主要通風(fēng)機(jī)裝置立體圖系列主要通風(fēng)機(jī)裝置立體圖三、對(duì)旋式通風(fēng)機(jī)三、對(duì)旋式通風(fēng)機(jī) 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)。 風(fēng)機(jī)的工作原理是：工作時(shí)兩級(jí)工作輪分別由兩個(gè)等容量、等轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)

13、方向相反的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，當(dāng)氣流通過集流器進(jìn)入第一個(gè)工作輪獲得能量后，再經(jīng)第二級(jí)工作輪升壓排出。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)。 圖圖4-2-7BDK65系列對(duì)旋式主要通風(fēng)機(jī)裝置圖系列對(duì)旋式主要通風(fēng)機(jī)裝置圖3.反風(fēng)裝置 當(dāng)?shù)V井在進(jìn)風(fēng)井口附近、井筒或井底車場(chǎng)及其附近的進(jìn)風(fēng)巷中發(fā)生火災(zāi)、瓦斯和煤塵爆炸時(shí)，為了防止事故蔓延，縮小災(zāi)情，以便進(jìn)行災(zāi)害處理和救護(hù)工作，有時(shí)需要改變礦井的風(fēng)流方向。 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。每季度應(yīng)至少

14、檢查1次反風(fēng)設(shè)施，每年應(yīng)進(jìn)行1次反風(fēng)演習(xí)；當(dāng)?shù)V井通風(fēng)系統(tǒng)有較大變化時(shí)，應(yīng)進(jìn)行1次反風(fēng)演習(xí)。 （三）礦用通風(fēng)機(jī)的附屬裝置1、風(fēng)硐 2、防爆門反風(fēng)方法：反風(fēng)方法： （1）利用專用反風(fēng)門和反風(fēng)道反風(fēng)。 如：離心式主通風(fēng)機(jī)；部分老式軸流式主通風(fēng)機(jī)。 （2）調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)葉片角度反風(fēng)。 如：GAF軸流式主通風(fēng)機(jī)（停機(jī)、調(diào)整葉片角度90度） （3）風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)反風(fēng)。 如：軸流式通風(fēng)機(jī)普遍采用。對(duì)旋式主通風(fēng)機(jī)。離心式主通風(fēng)機(jī)利用反風(fēng)門和旁側(cè)反風(fēng)道反風(fēng)離心式主通風(fēng)機(jī)利用反風(fēng)門和旁側(cè)反風(fēng)道反風(fēng)圖圖8-3軸流式主通風(fēng)機(jī)利用反風(fēng)門與旁側(cè)反風(fēng)道反風(fēng)軸流式主通風(fēng)機(jī)利用反風(fēng)門與旁側(cè)反風(fēng)道反風(fēng) 調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)葉片角度反風(fēng)調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)葉片

15、角度反風(fēng)圖圖8-4 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)裝置 a、b反風(fēng)門；反風(fēng)門；c旁側(cè)反風(fēng)道旁側(cè)反風(fēng)道 1、2電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)圖圖8-5 機(jī)械式葉輪調(diào)節(jié)系統(tǒng)機(jī)械式葉輪調(diào)節(jié)系統(tǒng) 1葉片；葉片；2蝸桿；蝸桿；3葉柄；葉柄；4渦輪；渦輪； 5小傘齒輪；小傘齒輪；6大傘齒輪；大傘齒輪；7小齒輪小齒輪4.擴(kuò)散器 在通風(fēng)機(jī)出口處外接的具有一定長(zhǎng)度、斷面逐漸擴(kuò)大的風(fēng)道，稱為擴(kuò)散器。 作用：降低出口速壓以提高通風(fēng)機(jī)的靜壓。 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(yùn)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(shí)不得超過5%，有提升設(shè)備時(shí)不得超過15%。 2. 必須保證主要通風(fēng)機(jī)連續(xù)運(yùn)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(dòng)。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)。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(shí)，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。 5.裝有主要通風(fēng)機(jī)的出風(fēng)井口應(yīng)安裝防爆門，防爆門每6個(gè)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(cè)定和試運(yùn)轉(zhuǎn)工作，以后每5年至少進(jìn)