礦井通風(fēng)4.礦井通風(fēng)動力

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1、第四章礦井通風(fēng)動力本章重點(diǎn)與難點(diǎn)1、自然風(fēng)壓的產(chǎn)生、計(jì)算、利用與控制2、軸流式和離心式主要通風(fēng)機(jī)特性3、主要通風(fēng)機(jī)的聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)4、主要通風(fēng)機(jī)的合理工作范圍第四章礦井通風(fēng)動力第一節(jié)自然風(fēng)壓一、自然風(fēng)壓及其形成和計(jì)算1、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0-1-2比5-4-3的平均溫度較低，平均空氣密度較大，導(dǎo)致兩空氣柱作用在2-3水平面上的重力不等。它使空氣源源不斷地從井口1流入，從井口5流出。夏季：相反。自然風(fēng)壓：作用在最低水平兩側(cè)空氣柱重力差012345dzρ1dzρ2z2、自然風(fēng)壓的

2、計(jì)算根據(jù)自然風(fēng)壓定義，上圖所示系統(tǒng)的自然風(fēng)壓HN可用下式計(jì)算：為了簡化計(jì)算，一般采用測算出0-1-2和5-4-3井巷中空氣密度的平均值ρm1和ρm2，用其分別代替上式的ρ1和ρ2，則上式可寫為：注意：1）自然風(fēng)壓的計(jì)算必須取一閉合系統(tǒng)。2）進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)和回風(fēng)系統(tǒng)必須取相同的標(biāo)高。3）一般選取最低點(diǎn)作為基準(zhǔn)面。二、自然風(fēng)壓的影響因素及變化規(guī)律自然風(fēng)壓影響因素HN=f(ρZ）=f[ρ(T,P,R,φ)，Z]1、礦井某一回路中兩側(cè)空氣柱的溫差是影響HN的主要因素。2、空氣成分和濕度影響空氣的密度，因而對自然風(fēng)壓也有一定

3、影響，但影響較小。3、井深。HN與礦井或回路最高與最低點(diǎn)間的高差Z成正比。4、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。三、自然風(fēng)壓的控制和利用1、新設(shè)計(jì)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(diǎn)。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(diǎn)，使其既能滿足礦井通風(fēng)需要，又可節(jié)約電能。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)，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、利用自然風(fēng)壓做好

4、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)。10121234567891112月份HN5、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。ABB’CEFA系統(tǒng)的自然風(fēng)壓為：DBB’CED系統(tǒng)的自然風(fēng)壓為：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和進(jìn)風(fēng)立井口D各安裝一臺抽風(fēng)機(jī)（向外）。abcdabcdefb’RDRCZ設(shè)AB風(fēng)流停滯，對回路ABDEFA和ABB’CEF

5、A可分別列出壓力平衡方程：式中：HS—風(fēng)機(jī)靜壓，Pa；Q—DBB’C風(fēng)路風(fēng)量，m3/S;RD、RC—分別為DB和BB’C分支風(fēng)阻，N·S2/m8。兩式相除：此即AB段風(fēng)流停滯條件式。當(dāng)上式變?yōu)閯tAB段風(fēng)流反向。由此可知防止AB風(fēng)路風(fēng)流反向的措施有：（1）加大RD；（2）增大HS；（3）在A點(diǎn)安裝風(fēng)機(jī)向巷道壓風(fēng)。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)按其服務(wù)范圍可分為三種：1、主要通風(fēng)機(jī)，服務(wù)于全礦或礦井的某一翼（部分）；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），幫助主通風(fēng)機(jī)通風(fēng)，以保證該分支風(fēng)

6、量；3、局部通風(fēng)機(jī)，服務(wù)于獨(dú)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：離心式通風(fēng)機(jī)和軸流式通風(fēng)機(jī)。一、離心式通風(fēng)機(jī)的構(gòu)造和工作原理1、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）、螺形機(jī)殼和擴(kuò)散器等部分組成。有的型號通風(fēng)機(jī)在入風(fēng)口中還有前導(dǎo)器。吸風(fēng)口有：單吸和雙吸兩種。葉片出口構(gòu)造角：風(fēng)流相對速度W2的方向與圓周速度u2的反方向夾角稱為葉片出口構(gòu)造角，以β2表示。離心式風(fēng)機(jī)可分為：前傾式（β2>90o)、徑向式（β2=90o)和后傾式（β2<90o)三種。β2不同，通風(fēng)機(jī)的性能也不同。礦用離心式

7、風(fēng)機(jī)多為后傾式。w2c2u2c2uβ2w2c2u2β2u2c2w2β22、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)，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（低于吸風(fēng)口壓力），于是，吸風(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。3、常用型號目前我國煤礦使用的離心式風(fēng)機(jī)主要有G4-73、4-73型和K4-73型等。這些品種通風(fēng)機(jī)具有規(guī)格齊全

8、、效率高和噪聲低等特點(diǎn)。型號參數(shù)的含義舉例說明如下：G4—73—11№25D代表通風(fēng)機(jī)的用途，K表示表示傳動方式礦用通風(fēng)機(jī)，G代表鼓風(fēng)機(jī)通風(fēng)機(jī)葉輪直徑（25dm)表示通風(fēng)機(jī)在最高效率點(diǎn)時設(shè)計(jì)序號(1表示第一次設(shè)計(jì)）全壓系數(shù)10倍化整表示通風(fēng)機(jī)比轉(zhuǎn)速(ns)化整表示進(jìn)風(fēng)口數(shù),1為單吸,0為雙吸二、軸流式風(fēng)機(jī)的構(gòu)造和工作原理1、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）器和傳動部件等部分組成