礦井通風(fēng)與安全PPT電子課件教案-第4章 通風(fēng)動(dòng)力

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1、礦井通風(fēng)與安全中國(guó)礦業(yè)大學(xué)第四章通風(fēng)動(dòng)力4.1自然風(fēng)壓4.2通風(fēng)機(jī)類型和構(gòu)造4.3通風(fēng)機(jī)特性曲線4.4通風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)4.5通風(fēng)機(jī)設(shè)備選型4.6通風(fēng)機(jī)性能測(cè)定通風(fēng)動(dòng)力基本概念機(jī)械風(fēng)壓由通風(fēng)機(jī)造成的能量差自然風(fēng)壓由礦井自然條件產(chǎn)生的能量差機(jī)械風(fēng)壓和自然風(fēng)壓均是礦井通風(fēng)的動(dòng)力，用以克服礦井的通風(fēng)阻力，促使空氣流動(dòng)4.1自然風(fēng)壓自然風(fēng)壓形成和計(jì)算自然風(fēng)壓特性自然風(fēng)壓參數(shù)計(jì)算自然風(fēng)壓測(cè)定自然風(fēng)壓的形成和計(jì)算形成原因由于風(fēng)流流過(guò)井巷時(shí)與巖石發(fā)生了熱量交換，使得進(jìn)、回風(fēng)井內(nèi)的氣溫出現(xiàn)差異，回風(fēng)井里面的空氣密度比進(jìn)風(fēng)井里的空氣密度較小，因而兩個(gè)井筒底部的空氣壓力不相等，其壓

2、差就是自然風(fēng)壓。自然通風(fēng)是在自然風(fēng)壓作用下，風(fēng)流不斷流過(guò)礦井的現(xiàn)象。自然風(fēng)壓的計(jì)算如圖所示礦井通風(fēng)系統(tǒng)：p為井口的大氣壓，Pa；Z為井深，m；ρ為空氣密度，kg/m3，則自然風(fēng)壓為：1、自然風(fēng)壓變化規(guī)律自然風(fēng)壓的大小和方向，主要受地面空氣溫度變化的影響。如圖所示分別為淺井和我國(guó)北部地區(qū)深井的自然風(fēng)壓隨季節(jié)變化的情形。由圖可以看出，對(duì)于淺井，夏季的自然風(fēng)壓出現(xiàn)負(fù)值；而對(duì)于我國(guó)北部地區(qū)的一些深井，全年的自然風(fēng)壓都為正值。淺井自然風(fēng)壓示意圖深井自然風(fēng)壓示意圖自然風(fēng)壓特性自然風(fēng)壓特性2、自然風(fēng)壓影響因素1）兩側(cè)空氣柱的溫度差礦井某一回路中兩側(cè)空氣柱的溫差是影響的主要

3、因素。影響氣溫差的主要因素是地面入風(fēng)氣溫和風(fēng)流與圍巖的熱交換。其影響程度隨礦井的開(kāi)拓方式、采深、地形和地理位置的不同而有所不同。2）礦井深度當(dāng)兩側(cè)空氣柱溫差一定時(shí)，自然風(fēng)壓與礦井或回路最高與最低點(diǎn)間的高差Z成正比。深1000m的礦井，“自然通風(fēng)能”占總通風(fēng)能量的30%。自然風(fēng)壓特性（3）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影響。由于風(fēng)流與圍巖的熱交換，冬季回風(fēng)井氣溫高于進(jìn)風(fēng)井，風(fēng)機(jī)停轉(zhuǎn)或通風(fēng)系統(tǒng)改變，這兩個(gè)井筒之間在一定時(shí)期內(nèi)仍存在溫差，從而仍有一定的自然風(fēng)壓起作用。有時(shí)甚至?xí)蓴_通風(fēng)系統(tǒng)改變后的正常通風(fēng)工作。（4）地面大氣壓、空氣成分和濕度影響空氣

4、的密度，因而對(duì)自然風(fēng)壓也有一定影響，但影響較小。自然風(fēng)壓的控制和利用自然風(fēng)壓作用的兩面性－積極和消極措施：（1）新設(shè)計(jì)礦井在選擇開(kāi)拓方案、擬定通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)使在全年大部分時(shí)間內(nèi)自然風(fēng)壓方向與機(jī)械通風(fēng)風(fēng)壓的方向一致，以便利用自然風(fēng)壓。例如，在山區(qū)要盡量增大進(jìn)、回風(fēng)井井口的高差；進(jìn)風(fēng)井井口布置在背陽(yáng)處等。（2）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。例如在冬季自然風(fēng)壓幫助機(jī)械通風(fēng)時(shí)，可采用減小葉片角度或轉(zhuǎn)速方法降低機(jī)械風(fēng)壓。（3）在多井口通風(fēng)的山區(qū)，尤其在高瓦斯礦井，要防止因自然風(fēng)壓作用造成某些巷道無(wú)風(fēng)或反向而發(fā)生事故。自然風(fēng)壓測(cè)定直

5、接測(cè)定法對(duì)于任一礦井，還可用另一種方法測(cè)算礦井的自然風(fēng)壓。如在礦井中任一地點(diǎn)制做臨時(shí)密閉，堵截風(fēng)流，主要通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)后，用壓差計(jì)測(cè)出密閉兩側(cè)的壓差，即為該礦的hn。要求是密閉不漏風(fēng)，否則測(cè)值不準(zhǔn)。4.2通風(fēng)機(jī)類型和構(gòu)造1、通風(fēng)機(jī)類型按服務(wù)范圍分：主要通風(fēng)機(jī)、輔助通風(fēng)機(jī)與局部通風(fēng)機(jī)。主扇是礦井的“肺臟”，必須晝夜運(yùn)轉(zhuǎn)保證礦井安全生產(chǎn)。按構(gòu)造礦用通風(fēng)機(jī)可分為離心式和軸流式通風(fēng)機(jī)。4.2.1離心式通風(fēng)機(jī)離心式通風(fēng)機(jī)主要由動(dòng)輪、蝸殼體、主軸、錐形擴(kuò)散器和電動(dòng)機(jī)等構(gòu)成。葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，靠離心力作用，空氣由吸風(fēng)口12進(jìn)入，經(jīng)前導(dǎo)器7進(jìn)入葉輪的中心，折轉(zhuǎn)90°沿徑向離開(kāi)葉輪

6、流入機(jī)殼2，經(jīng)擴(kuò)散器3排出。1-動(dòng)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)軸節(jié)；10-制動(dòng)器；11-機(jī)座；12-吸風(fēng)口；13-通風(fēng)機(jī)房；14-電動(dòng)機(jī)；15-風(fēng)硐動(dòng)輪1由若干個(gè)葉片構(gòu)成，在主軸4帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)。前導(dǎo)器7（有的通風(fēng)機(jī)沒(méi)有前導(dǎo)器）用來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)流進(jìn)入主要通風(fēng)機(jī)葉輪時(shí)的方向，以調(diào)節(jié)主要通風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的風(fēng)壓和風(fēng)量。制動(dòng)器10可使主要通風(fēng)機(jī)緊急停轉(zhuǎn)。通風(fēng)機(jī)房13中通常設(shè)有能反映通風(fēng)機(jī)工作狀況的各種儀表和電力拖動(dòng)裝置等。徑向式后傾式前傾式根據(jù)通風(fēng)機(jī)的葉片角度的不同，離心式通風(fēng)機(jī)可分為徑向式、后傾式和前傾式三種，β

7、2為葉片出口的構(gòu)造角，即為風(fēng)流沿葉片移動(dòng)的切線W2與圓周速度u2的夾角。對(duì)于徑向式β2為90°，后傾式β2大于90°，而前傾式的β2則小于90°。4.2.2軸流式通風(fēng)機(jī)軸流式通風(fēng)機(jī)主要由動(dòng)輪l、圓筒形機(jī)殼3、集風(fēng)器4、整流器5、流線體6和環(huán)形擴(kuò)散器7所組成。集風(fēng)器是外殼呈曲線形且斷面收縮的風(fēng)筒。流線體是一個(gè)遮蓋動(dòng)輪輪轂部分的曲面圓錐形罩，它與集風(fēng)器構(gòu)成環(huán)形入風(fēng)口，以減少入口對(duì)風(fēng)流的阻力。動(dòng)輪由固定在輪上的輪轂和等間距安裝的葉片2組成。葉片的安裝角θ可以根據(jù)需要來(lái)調(diào)整，國(guó)產(chǎn)軸流式通風(fēng)機(jī)的葉片安裝角一般可調(diào)為15°、25°、30°、35°、40°和45°七種，使

8、用時(shí)可以每隔2.5°調(diào)一次。葉片按等間距t安裝在動(dòng)輪