采礦學第07章 礦井通風方法

1、3/4/2022整理課件17 7 礦井通風方法礦井通風方法3/4/2022整理課件27.1 礦井自然通風礦井自然通風7.1.1 礦井自然通風的形成礦井自然通風的形成 在非機械通風的礦井里，風流從氣溫較低的井筒經(jīng)工作面流到氣溫較高的井筒。這主要是因為風流流過井巷時與巖石發(fā)生了熱交換，進、回風井里的氣溫出現(xiàn)差異，回風井里的空氣密度小，因而兩個井筒底部的空氣壓力不相等。其壓差就是自然風壓。在自然風壓的作用下，風流不斷流過礦井，形成自然通風過程。如圖7-1所示。ABCDE冬 季夏 季圖7-1 礦井自然風流方向3/4/2022整理課件37.1.2 7.1.2 自然風壓的性質(zhì)自然風壓的性質(zhì)n形成礦井自然風

2、壓的主要原因是礦井進、出風井兩側(cè)的空氣柱重量差。不論有無機械通風，只要礦井進、出風井兩側(cè)存在空氣重量差，就一定存在自然風壓。n自然風壓的大小和方向取決于礦井進、出風兩側(cè)空氣柱重量差，而最終取決于大氣壓力、空氣溫度和濕度。故自然風壓的大小和方向會隨季節(jié)變化，甚至晝夜之間也可能發(fā)生變化。n機械通風時，扇風機停止運轉(zhuǎn)時，進、出風井的溫度不會立即發(fā)生改變，自然風流也不會立即反向。3/4/2022整理課件47.1.3 7.1.3 通風網(wǎng)路通風網(wǎng)路 通風網(wǎng)路連接形式多種多樣，基本連接形式分為：串聯(lián)、并聯(lián)及角聯(lián)。 （1）串聯(lián)通風網(wǎng)路 兩條或兩條以上風路彼此首尾相連，中間沒有風流分合點時的通風，稱為串聯(lián)通風。

3、如圖7-2。其特性是： 串聯(lián)風路的總風量等于各段風路的分風量； 串聯(lián)風路的總風壓等于各段風路的分風壓之和； 串聯(lián)風路的總風阻等于各段風路的分風阻之和； 串聯(lián)風路的總等積孔平方的倒數(shù)等于各段風路等積孔平方的倒數(shù)之和。 12312圖7-2 串聯(lián)風路3/4/2022整理課件5 等積孔等積孔是衡量礦井或井巷通風難易程度的假想薄板孔口的面積值，即假定在一個無限的空間有一薄板(壁),在薄板(壁)上開一面積為A(m2)的孔，當孔口通過的風量等于礦井風量Q，孔口兩側(cè)的靜壓差等于礦井通風阻力h,則這個孔的面積A稱為等積孔。 它和風阻同樣是反映井巷(或礦井)通風難易程度的一個重要指標，以平方米表示。通常根據(jù)礦井等

4、積孔值或礦井風阻值大小(即按礦井通風難易程度)將其分為三級，即大阻力礦、中阻力礦、小阻力礦。等級孔愈大，通風愈容易。反之亦然。3/4/2022整理課件6 （2）并聯(lián)通風網(wǎng)絡(luò) 兩條或兩條以上的分支在某一節(jié)點分開后，又在另一節(jié)點匯合。其間無交叉分支時的通風，稱為并聯(lián)通風。如圖7-3。其特性是： 并聯(lián)網(wǎng)路的總風量等于并聯(lián)各分支風量之和； 并聯(lián)網(wǎng)路的總風壓等于任一并聯(lián)分支的風壓； 并聯(lián)網(wǎng)路的總風阻平方根的倒數(shù)等于并聯(lián)各分支風阻平方根的倒數(shù)之和； 并聯(lián)網(wǎng)路的總等積孔等于并聯(lián)各分支等積孔之和。1212圖7-3 并聯(lián)風路3/4/2022整理課件7 （3）串聯(lián)與并聯(lián)的比較 從安全、可靠和經(jīng)濟角度看，并聯(lián)通風與

5、串聯(lián)通風相比，具有明顯的優(yōu)點： 總風阻小，等積孔大，通風容易，通風動力費用少； 并聯(lián)各分支獨立通風，風流新鮮，互不干擾，有利于安全生產(chǎn)；而串聯(lián)時，后面風路的入風是前面風路排出的污風，風流不新鮮，空氣質(zhì)量差，不利于安全生產(chǎn)； 并聯(lián)各分支的風量，可根據(jù)生產(chǎn)需要進行調(diào)節(jié)；而串聯(lián)各風路的風量則不能進行調(diào)節(jié)，不能有效地利用風量； 并聯(lián)的某一分支風路發(fā)生事故，易于控制與隔離，不致影響其他分支巷道，事故波及范圍小，安全性好；而串聯(lián)的某一風路發(fā)生事故，容易波及整個風路，安全性差。3/4/2022整理課件8（4）角聯(lián)通風網(wǎng)路 在并聯(lián)的兩條分支之間，還有一條或幾條分支相通的連接形式稱為角聯(lián)通風網(wǎng)路。如圖7-4。其

6、特征是：一方面具有容易調(diào)節(jié)風向的優(yōu)點，另一方面角聯(lián)分支又有出現(xiàn)風流方向不穩(wěn)定的可能性。13132424圖7-4 簡單角聯(lián)通風網(wǎng)路3/4/2022整理課件97.2 扇風機通風 礦用通風機按照其服務(wù)范圍和所起的作用分為三種： （1）主要扇風機。擔負整個礦井或礦井的一翼，或一個較大區(qū)域通風的扇風機，又稱主扇； （2）輔助扇風機。用來幫助礦井主要通風機對一翼或一個較大區(qū)域克服通風阻力，增大風量的扇風機，又稱輔扇； （3）局部扇風機。供井下某一局部地點通風使用的扇風機，又稱局扇，一般服務(wù)于井巷掘進或采場通風。 礦用扇風機按構(gòu)造和工作原理不同，分為離心式扇風機和軸流式扇風機兩種。7.2.1 7.2.1 礦

7、用扇風機礦用扇風機3/4/2022整理課件10u離心式扇風機工作原理： 當電動機傳動裝置帶動工作輪要機殼中旋轉(zhuǎn)時，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，流到螺旋狀機殼里。在機殼內(nèi)空氣流速逐漸減小，壓力升高，然后經(jīng)擴散器排出。與此同時，在葉片的入口即葉根處形成較低的壓力，使吸風口處的空氣自葉根流入葉道，從葉端流出，如此形成連續(xù)風流。u軸流式扇風機原理： 當動輪葉片在空氣中快速掃過時，由于翼面（葉片的凹槽）與空氣沖擊，產(chǎn)生正壓力，空氣則從葉道流出；翼背牽動背面的空氣，產(chǎn)生負壓力，將空氣吸入葉道，如此一吸一推形成連續(xù)風流。3/4/2022整理課件117.2.2 7.2.

8、2 扇風機聯(lián)合作業(yè)扇風機聯(lián)合作業(yè)u兩臺或兩臺以上扇風機串聯(lián)或并聯(lián)在一起運行，以增加總風量，升高總風壓，稱為扇風機聯(lián)合作業(yè)。u扇風機聯(lián)合工作的應(yīng)用。 扇風機并聯(lián)工作是壓差相等，風量相加；串聯(lián)工作是風量相等，壓差相加。在長巷道掘進局部通風中，當風筒的通風阻力過大，而風量不需要很大時，可采用局部扇風機串聯(lián)工作；當?shù)V井通風阻力不大，而需要風量很時，可采用扇風機并聯(lián)工作。u自然通風對機械通風的影響。 若自然風流方向與扇風機風流方向一致，風量增加，離心式扇風機的功率隨之增加，效率下降；若相反，則風量減少，軸流式扇風機的功率增加。故自然通風的反作用對軸流式扇風機更為有害。3/4/2022整理課件127.2.

9、3 7.2.3 礦井漏風及其危害礦井漏風及其危害u有效風流：經(jīng)過進風系統(tǒng)送入的新鮮風流，到達作業(yè)地點，達到了通風目的風流。u漏風：未經(jīng)作業(yè)地點，而通過采空區(qū)、地表塌陷區(qū)以及通風構(gòu)筑物的縫隙直接滲入回風道或直接排出地表的風流。u礦井漏風危害：降低了作業(yè)面的有效風量，增加了通風困難。使通風系統(tǒng)的可靠性和風流的穩(wěn)定性遭到破壞，易使角聯(lián)巷道風流反向，出現(xiàn)煙塵倒流現(xiàn)象。大量漏風的存在，可使礦井總風阻降低，從而破壞主扇的正常工況，效率降低，無益電耗增加。3/4/2022整理課件137.3 7.3 掘進工作面通風掘進工作面通風7.3.1 7.3.1 平巷掘進通風平巷掘進通風 平巷掘進通風按通風動力形式不同分

10、為局部扇風機通風、礦井全風壓通風、引射器通風三種。7.3.1.1 7.3.1.1 局部扇風機通風局部扇風機通風 根據(jù)局扇及風筒的布置形式,局部扇風機通風可以分為壓入式、抽出式、混合式三種形式。 壓入式通風:局扇和啟動裝置安裝在離掘進巷道口10m以外的進風側(cè)巷道中,風筒引入工作面,新鮮風流經(jīng)風筒送入掘工作面,污風沿掘進巷道排出。 抽出式通風：局扇安裝在離掘進巷道口10m以外的回風側(cè)巷道中，新鮮風流沿掘進巷道流入工作面，污風經(jīng)風筒由局扇排出。3/4/2022整理課件1410m10m圖7-5 壓入式通風圖7-6 抽出式通風3/4/2022整理課件15 混合式通風：一個掘進工作面同時采用壓入式和抽出式聯(lián)合工作。其中壓入式向工作面供風，抽出式從工作排出污風。圖7-7是混合式通風的其中一種扇風機布置方式。1015m50200m2030m10m圖7-7 混合式通風3/4/2022整理課件167.3.1.2 7.3.1.2 礦井全風壓通風礦井全風壓通風 礦井全壓通風是直接利用礦井主扇風機所造成的風壓,借助風障或風筒等導風設(shè)施將新鮮風流引入工作面,并將污風排出掘進巷道。如圖7-8。圖7-8 全風壓通風a 利用縱向風障導風b 利用風筒導風ab3/4/2022整理課件177.3.1.