礦井通風(fēng)復(fù)習(xí)總結(jié)

1、 礦井通風(fēng)復(fù)習(xí)總結(jié)第一章 礦井空氣礦井通風(fēng):利用機(jī)械或自然通風(fēng)動(dòng)力，使地面空氣進(jìn)入井下，并在井巷中作定向和定量地流動(dòng)，最后將污濁空氣排出礦井的全過(guò)程。安全健康作業(yè)環(huán)境的需求 ，災(zāi)害事故控制的需求.礦井通風(fēng)的任務(wù)是：滿足人的生理需要；稀釋并排出有毒有害氣體和礦塵等；調(diào)節(jié)礦井氣候由通風(fēng)動(dòng)力及其裝置、通風(fēng)井巷網(wǎng)絡(luò)、風(fēng)流監(jiān)測(cè)與控制設(shè)施組成地面空氣進(jìn)入礦井以后即稱為礦內(nèi)空氣。地面空氣則是由干空氣和水蒸汽組成的混合氣體，亦稱為濕空氣。一般來(lái)說(shuō)，將井巷中經(jīng)過(guò)用風(fēng)地點(diǎn)以前、受污染程度較輕的進(jìn)風(fēng)巷道內(nèi)的空氣稱為新鮮空氣（新風(fēng)）；經(jīng)過(guò)用風(fēng)地點(diǎn)以后、受污染程度較重的回風(fēng)巷道內(nèi)的空氣，稱為污濁空氣（乏風(fēng)）。O2不少于

2、20%，進(jìn)風(fēng)流中CO2不超過(guò)0.5%；總回風(fēng)流中， CO2不超過(guò)0.75%；當(dāng)采掘工作面風(fēng)流中CO2 濃度達(dá)到1.5%或采區(qū)、采掘工作面回風(fēng)道風(fēng)流CO2濃度超過(guò)1.5%時(shí)，需要停工處理。 礦井瓦斯是指礦井內(nèi)釋放出的90%以上的甲烷及少量的乙烷等氣體的總稱，因此，瓦斯的主要成分是甲烷（CH4），甲烷是一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)臭的無(wú)毒氣體，對(duì)空氣的相對(duì)密度為0.55，難溶于水，擴(kuò)散性較空氣高1.6倍。 濃度高時(shí)，引起窒息。不助燃，但在空氣中具有一定濃度（5%16%）并遇到高溫（650°C750°C）引起爆炸。qg 10 m3/t ，且Qg 40 m3/min，為低瓦斯礦井；qg 10

3、 m3/t ，且Qg 40 m3/min，為高瓦斯礦井采掘進(jìn)風(fēng)中CH4濃度不得大于0.5%，礦井總回風(fēng)和一翼回風(fēng)中CH4濃度不得大于0.75%；采掘回風(fēng)中CH4濃度不得大于1.0%。礦井氣候是礦井空氣溫度、濕度和流速三個(gè)參數(shù)的綜合作用狀態(tài)，其對(duì)井下作業(yè)人員身體健康和勞動(dòng)安全又重要的影響。人體散熱方式與影響因素：包括對(duì)流、蒸發(fā)和輻射三類散熱方式，空氣溫度對(duì)人體散熱方式有重要的影響，空氣溫度、濕度和風(fēng)速是影響人體散熱情況的三種主要因素。 干球溫度：暴露于空氣中而又不受太陽(yáng)直接照射的干球溫度表上所讀取的數(shù)值。濕球溫度是標(biāo)定空氣相對(duì)濕度的一種手段，其涵義是，某一狀態(tài)下的空氣，同濕球溫度表的濕潤(rùn)溫包接觸

4、，發(fā)生絕熱熱濕交換，使其達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)的溫度干卡他度僅反映的是對(duì)流和輻射的散熱效果，而與干卡他度對(duì)應(yīng)的濕卡他度反映的是對(duì)流、輻射和蒸發(fā)三者綜合的散熱效果。 、風(fēng)流的邊界條件 入口斷面處（in）：風(fēng)流速度為零，風(fēng)流入口斷面處的絕對(duì)全壓等于大氣壓，即有： Ptin=P0，所以，htin=0，hin= hvin； 出口斷面處（ex） ： 風(fēng)流具有一定的速度，風(fēng)流出口斷面處的絕對(duì)靜壓等于大氣壓，即： Pex=P0，所以，hex=0，htex=hvex； 任意兩斷面間的通風(fēng)阻力就等于兩斷面的全壓差：a、抽出段 求入口斷面至i斷面的通風(fēng)阻力為： hR0i=ht0hti=hti = | hti | （ht0

5、=0，見入口邊界） 因此，在抽出段，入口至任意斷面i的通風(fēng)阻力（hR0i）就等于該斷面的相對(duì)全壓（hti）的絕對(duì)值，故可以從坡度線上直觀地看出通風(fēng)阻力的大小。且可求出負(fù)壓段任意兩斷面（i 、j ）的通風(fēng)阻力 hRij | htj | hti | b、壓入段：求任意斷面i至出口的通風(fēng)阻力，由上式得： hRi10 =htiht10 =htihv10 (h10=0） 即在壓入段任意斷面i至出口的通風(fēng)阻力（hRi10）等于該斷面的相對(duì)全壓（hti）減去出口斷面的動(dòng)壓（hv10）。同理，可推導(dǎo)正壓段兩斷面（i 、j ）之間的通風(fēng)阻力為：hRij htihtj 絕對(duì)全壓（相對(duì)全壓）沿程是逐漸減小的；絕對(duì)靜

6、壓（相對(duì)靜壓）沿程分布是隨動(dòng)壓的大小變化而變化。在全壓一定的條件下，風(fēng)流的動(dòng)壓與靜壓（非水平巷道中海油位壓）可以相互轉(zhuǎn)換，在斷面較小的地方，部分靜壓轉(zhuǎn)換為動(dòng)壓，反之在斷面較大的地方部分動(dòng)壓轉(zhuǎn)化為靜壓，因此靜壓坡度線沿程變化起伏。因此，在判斷風(fēng)流方向時(shí)，水平巷道用全壓，傾斜巷道用總能量（靜壓+動(dòng)壓+位壓）； 水平巷道中任意兩斷面之間的通風(fēng)阻力等于全壓坡度線上兩斷面的全壓降低值，通風(fēng)阻力越大，全壓降低越多。3、 擴(kuò)散器回收動(dòng)能（相對(duì)靜壓為負(fù)值）概念：在風(fēng)流出口加設(shè)一段斷面逐漸擴(kuò)大的風(fēng)道，使得出口風(fēng)速變小，從而達(dá)到減小流入大氣的風(fēng)流動(dòng)能。由于流入大氣的動(dòng)能對(duì)風(fēng)流未做功，因此這種做法稱為動(dòng)能回收。 問(wèn)

7、題：擴(kuò)散器安設(shè)的是否合理？ 分析：安裝擴(kuò)散器一方面可以回收動(dòng)能（Dhv），但同時(shí)擴(kuò)散器自身也增加了通風(fēng)阻力（hRd），當(dāng)然要求回收的動(dòng)能要大于增加的通風(fēng)阻力，即： Dhv= hvexhvex> hRd 合理 Dhv= hvexhvex< hRd 不合理 式中： hvex安裝擴(kuò)散器后的出口動(dòng)能損失（較?。?。 hvex是未安裝擴(kuò)散器時(shí)出口的動(dòng)能損失。 測(cè)定擴(kuò)散器中的相對(duì)靜值就可判斷擴(kuò)散器的安裝是否合理，而且擴(kuò)散器段的相對(duì)靜壓的負(fù)值（習(xí)慣用正值）越大，其擴(kuò)散器回收動(dòng)能的效果越好。通風(fēng)機(jī)是將電能轉(zhuǎn)換為風(fēng)流的機(jī)械能，促使風(fēng)流流動(dòng)。通風(fēng)機(jī)的全壓Ht等于通風(fēng)機(jī)出口全壓與入口全壓之差： Ht =

8、Pt6Pt5 通風(fēng)機(jī)全壓是用以克服風(fēng)道通風(fēng)阻力和出口動(dòng)能損失通風(fēng)機(jī)用于克服風(fēng)道阻力的那一部分能量叫通風(fēng)機(jī)的靜壓Hs。 Hs = hR010Ht= Hshv10；通風(fēng)機(jī)的全壓等于通風(fēng)機(jī)的靜壓和出口動(dòng)能損失之和。無(wú)論通風(fēng)機(jī)是抽出還是壓入，通風(fēng)機(jī)的全壓都是用于克服風(fēng)道的通風(fēng)阻力和出口動(dòng)能損失，通風(fēng)機(jī)的靜壓用于克服風(fēng)道的通風(fēng)阻力。在風(fēng)機(jī)全壓一定的條件下，應(yīng)增大風(fēng)機(jī)靜壓，減少出口動(dòng)能損失。 礦井通風(fēng)系統(tǒng)能量（壓力）坡度線的分析1、 能量（壓力）坡度線（ a-b-c-d ）清楚地反映了風(fēng)流在流動(dòng)過(guò)程中，沿程各斷面上全能量與通風(fēng)阻力hR之間關(guān)系。 總能量沿程逐漸下降，從入風(fēng)口至某斷面的通風(fēng)阻力就等于該斷面上

9、總能量的下降值（如b0b），任意兩斷面間的通風(fēng)阻力等于這兩個(gè)斷面全能量下降值的差。 2、 絕對(duì)全壓和絕對(duì)靜壓坡度線的坡度線變化有起伏（如12段風(fēng)流由上向下流動(dòng)，位能逐漸減小，靜壓逐漸增大；在34段其壓力坡度線變化正好相反，靜壓逐漸減小，位能逐漸增大）。說(shuō)明，靜壓和位能之間可以相互轉(zhuǎn)化。 3、1、斷面的位能差(EP01-EP04)叫做自然風(fēng)壓(HN)。HN和通風(fēng)機(jī)全壓（Ht)共同克服礦井通風(fēng)阻力和出口動(dòng)能損失。 HN +Ht = (d2e)=(d0d)+(d1d2)、能量（壓力）坡度線可以清楚的看到風(fēng)流沿程各種能量的變化情況。特別是在復(fù)雜通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中，利用能量（壓力）坡度線可以直觀地比較任意兩點(diǎn)間

10、的能量大小，判斷風(fēng)流方向。這對(duì)分析研究局部系統(tǒng)的均壓防滅火和控制瓦斯涌出是有力的工具。 第三章 井巷通風(fēng)阻力當(dāng)流速較低時(shí)，流體質(zhì)點(diǎn)互不混雜，沿著與管軸平行的方向作層狀運(yùn)動(dòng)，稱為層流。當(dāng)流速較大時(shí)，流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度在大小和方向上都隨時(shí)發(fā)生變化，成為互相混雜的紊亂流動(dòng)，稱為紊流(或湍流) Re2300 層流， Re2300 紊流當(dāng)量直徑：對(duì)非圓形斷面的井巷，以井巷斷面的當(dāng)量直徑de來(lái)表示。時(shí)均速度 瞬時(shí)速度 vx 隨時(shí)間的變化。其值雖然不斷變化，但在一足夠長(zhǎng)的時(shí)間段 T 內(nèi)，流速 vx 總是圍繞著某一平均值上下波動(dòng)由于空氣的粘性和井巷壁面摩擦影響，井巷斷面上風(fēng)速分布是不均勻的。 層流邊層：在貼近

11、壁面處仍存在層流運(yùn)動(dòng)薄層，即層流邊層。其厚度隨Re增加而變薄，它的存在對(duì)流動(dòng)阻力、傳熱和傳質(zhì)過(guò)程有較大影響。 在層流邊層以外，從巷壁向巷道軸心方向，風(fēng)速逐漸增大，呈拋物線 風(fēng)流在井巷中作沿程流動(dòng)時(shí)，由于流體層間的摩擦和流體與井巷壁面之間的摩擦所形成的阻力稱為摩擦阻力(也叫沿程阻力)。一般摩擦阻力要占能量方程中通風(fēng)阻力的8090，它是礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)，選擇扇風(fēng)機(jī)的主要參數(shù)，也是生產(chǎn)中分析與改善礦井通風(fēng)工作的主要對(duì)象砂粒的直徑就是管壁凸起的高度，稱為絕對(duì)糙度；絕對(duì)糙度與管道半徑r的比值/r 稱為相對(duì)糙度層流摩擦阻力2、層流摩擦阻力當(dāng)流體在圓形管道中作層流流動(dòng)時(shí)，從理論上可以導(dǎo)出摩擦阻力計(jì)算式： =&#

12、183; 可見古拉茲實(shí)驗(yàn)所得到的層流時(shí)與Re的關(guān)系與理論分析得到的關(guān)系完全相同，理論與實(shí)驗(yàn)的正確性得到相互的驗(yàn)證。 Hf=2 LUQ2S3 即有結(jié)論：層流摩擦阻力和平均流速的一次方成正比紊流摩擦阻力 對(duì)于紊流運(yùn)動(dòng)，=f (Re，/r)，關(guān)系比較復(fù)雜。用當(dāng)量直徑de=4S/U代替d，代入阻力通式，則得到紊流狀態(tài)下井巷的摩擦阻力計(jì)算式：Rf 稱為巷道的摩擦風(fēng)阻，其單位為：kg/m7 或 N.s2/m8。 工程單位：kgf .s2/m8 ，或?qū)懗桑簁。1 N.s2/m8= 9.8 k 在風(fēng)流運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由于井巷邊壁條件的變化，風(fēng)流在局部 受到局部阻力物（如巷道斷面突然變化，風(fēng)流分叉與交匯，斷面堵塞等

13、）的影響和破壞，引起風(fēng)流流速大小、方向和分布的突然變化，導(dǎo)致風(fēng)流本身產(chǎn)生很強(qiáng)的沖擊，形成極為紊亂的渦流，造成風(fēng)流能量損失，這種均勻穩(wěn)定風(fēng)流經(jīng)過(guò)某些局部地點(diǎn)所造成的附加的能量損失，就叫做局部阻力.幾種常見的局部阻力產(chǎn)生的類型：、突變 紊流通過(guò)突變部分時(shí)，由于慣性作用，出現(xiàn)主流與邊壁脫離的現(xiàn)象，在主流與邊壁之間形成渦漩區(qū)，從而增加能量損失。、漸變 主要是由于沿流動(dòng)方向出現(xiàn)減速增壓現(xiàn)象，在邊壁附近產(chǎn)生渦漩。壓差的作用方向與流動(dòng)方向相反，使邊壁附近，流速本來(lái)就小，趨于0, 在這些地方主流與邊壁面脫離，出現(xiàn)與主流相反的流動(dòng)，面渦漩。、轉(zhuǎn)彎處 流體質(zhì)點(diǎn)在轉(zhuǎn)彎處受到離心力作用，在外側(cè)出現(xiàn)減速增壓，出現(xiàn)渦漩

14、局部阻力的產(chǎn)生主要是與渦漩區(qū)有關(guān)，渦漩區(qū)愈大，能量損失愈多，局部阻力愈大。 二、礦井總風(fēng)阻 從入風(fēng)井口到主要通風(fēng)機(jī)入口，把順序連接的各段井巷的通風(fēng)阻力累加起來(lái)，就得到礦井通風(fēng)總阻力hRm，這就是井巷通風(fēng)阻力的疊加原則。 已知礦井通風(fēng)總阻力hRm和礦井總風(fēng)量Q，即可求得礦井總風(fēng)阻：?jiǎn)挝唬?N.s2/m8 Rm是反映礦井通風(fēng)難易程度的一個(gè)指標(biāo)。Rm越大，礦井通風(fēng)越困難；三、礦井等積孔我國(guó)常用礦井等積孔(與礦井風(fēng)阻值相當(dāng)?shù)目?作為衡量礦井通風(fēng)難易程度的指標(biāo)。 假定在無(wú)限空間有一薄壁，在薄壁上開一面積為A(m2)的孔口。當(dāng)孔口通過(guò)的風(fēng)量等于礦井風(fēng)量，且孔口兩側(cè)的風(fēng)壓差等于礦井通風(fēng)阻力時(shí)，則=1.2kg

15、/m3，則: 因Rm=hm2，故有: 如果礦井的通風(fēng)阻力h相同，等積孔A大的礦井，風(fēng)量Q必大，表示通風(fēng)容易；等積孔A小的礦井，風(fēng)量Q必小，表示通風(fēng)困難。故可以表示礦井通風(fēng)的難易程度。當(dāng)A，容易；A 2，中等；A困難 對(duì)于多臺(tái)通風(fēng)機(jī)工作礦井等積孔的計(jì)算，應(yīng)根據(jù)全礦井總功率等于各臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)工作系統(tǒng)功率之和的原理計(jì)算出總阻力，得礦井通風(fēng)總阻力,而總風(fēng)量等于各臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)路上的風(fēng)量之和，即：一、降低井巷摩擦阻力措施1減小摩擦阻力系數(shù)。2保證有足夠大的井巷斷面。在其它參數(shù)不變時(shí)，井巷斷面擴(kuò)大33%，Rf值可減少50%。3選用周長(zhǎng)較小的井巷。在井巷斷面相同的條件下，圓形斷面的周長(zhǎng)最小，拱形斷面次之，矩

16、形、梯形斷面的周長(zhǎng)較大。4減少巷道長(zhǎng)度。5避免巷道內(nèi)風(fēng)量過(guò)于集中。二、降低局部阻力措施： 局部阻力與值成正比，與斷面的平方成反比。因此，為降低局部阻力，應(yīng)盡量避免井巷斷面的突然擴(kuò)大或突然縮小，斷面大小懸殊的井巷，其連接處斷面應(yīng)逐漸變化。盡可能避免井巷直角轉(zhuǎn)彎或大于90°的轉(zhuǎn)彎，主要巷道內(nèi)不得隨意停放車輛、堆積木料等。要加強(qiáng)礦井總回風(fēng)道的維護(hù)和管理，對(duì)冒頂、片幫和積水處要及時(shí)處理。例4、如圖所示的礦井，左右兩翼的通風(fēng)阻力分別是； hr11274Pa；hr21960Pa通過(guò)兩翼主扇的風(fēng)量分別是Qf160m3/s；Qf270m3/s。兩翼的外部漏風(fēng)率分別是Le14%；Le25%。則兩翼不包

17、括漏風(fēng)的風(fēng)量分別是： Qm1(1Le1)Qf1(14%)×6057.6m3/s Qm2(1Le2)Qf2(15%)×7066.5m3/s兩翼(不包括外部漏風(fēng))的風(fēng)阻分別是： R1hr1/Qm121274/(57.6)20.38399N.s2/m8 R2hr2/Qm221960/(66.5)20.44321N.s2/m8 兩翼(不包括外部漏風(fēng))的等積孔分別是： 為了計(jì)算全礦的總風(fēng)阻和總等積孔，須先求出全礦的總阻力hr，因全礦的風(fēng)流總功率等于左右兩翼風(fēng)流的功率之和，即hr(Qm1Qm2)hr1Qm1hr2Qm2，W 故 則全礦不包括外部漏風(fēng)的總風(fēng)阻是： 全礦不包括外部漏風(fēng)的總等

18、積孔是例題、某抽出式通風(fēng)礦井主要通風(fēng)機(jī)房水柱計(jì)讀數(shù)h2=267.5mmH2O,風(fēng)峒通過(guò)的風(fēng)量60.3m3/s ，測(cè)定當(dāng)時(shí)的自然風(fēng)壓為HN=+25mmH2O，風(fēng)峒測(cè)壓處的斷面S2=3.14m2，測(cè)點(diǎn)空氣密度2=1.175kg/m3。若擴(kuò)散器出口斷面為S4= 4.74m2，出口密度4=1.25kg/m3。1)求礦井通風(fēng)阻力；2)求通風(fēng)機(jī)全壓。解：1)hv2=1/22(Q2/S2)2=1/2×1.175×(60.3/3.14)2=216.7Pa hR12=|h2|-hv2+HN=267.5×9.81-216.7+25×9.81 =2649.8Pa=270.4m

19、mH2O2) hv4=1/24(Q2/S4)2=1/2*1.25*(60.3/4.74)2=101.2Pa Ht |h2|-hv2+hv4=267.5*9.81-216.7+101.2=2505.9Pa 第四章 礦井通風(fēng)動(dòng)力 機(jī)械風(fēng)壓 由通風(fēng)機(jī)造成的能量差。自然風(fēng)壓由于風(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，其壓差就是自然風(fēng)壓。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)自然風(fēng)壓的計(jì)算必須取一閉合系統(tǒng)。進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)和回風(fēng)系統(tǒng)必須取相同的標(biāo)高。一般選取最低點(diǎn)作為基

20、準(zhǔn)面。溫度差：礦井某一回路中兩側(cè)空氣柱的溫差是主要影響因素。礦井深度，主要通風(fēng)機(jī)，地面大氣壓、空氣成分和濕度按風(fēng)機(jī)的服務(wù)范圍分類 主要通風(fēng)機(jī)：服務(wù)于全礦或礦井一翼 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），幫助主要通風(fēng)機(jī)，以保證該分支風(fēng)量 局部通風(fēng)機(jī)：服務(wù)于獨(dú)頭掘進(jìn)井巷等局部地區(qū) 按風(fēng)機(jī)的構(gòu)造和工作原理分類：離心式風(fēng)機(jī)、軸流式風(fēng)機(jī) 葉片出口構(gòu)造角：風(fēng)流相對(duì)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。離心式風(fēng)機(jī)可分為：徑向式（2=90º)，后傾式（2<90º)和前傾式（2>90º)三種。由于2不同，通風(fēng)機(jī)的性能也不同。葉片安裝

21、角 在葉片迎風(fēng)側(cè)作一外切線稱為弦線。弦線與動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)方向（u)的夾角稱為葉片安裝角，以表示。通風(fēng)機(jī)的附屬裝置包括反風(fēng)裝置、防爆門、風(fēng)峒和擴(kuò)散器、消音裝置等。主風(fēng)機(jī)和這些附屬裝置總稱通風(fēng)機(jī)裝置。風(fēng)硐是主扇和出風(fēng)井之間的一段聯(lián)絡(luò)巷道。風(fēng)機(jī)出口都要外接一定長(zhǎng)度斷面逐漸擴(kuò)大的構(gòu)筑物即擴(kuò)散器。擴(kuò)散器是通風(fēng)機(jī)出風(fēng)口外接的一段斷面逐漸擴(kuò)大的風(fēng)道。其作用是減少出風(fēng)口的速壓損失，提高通風(fēng)機(jī)有效靜壓。出風(fēng)井的上口裝防爆設(shè)施，在斜井井口安設(shè)防爆門，在立井井口防爆井蓋。當(dāng)井下發(fā)生瓦斯爆炸時(shí)，爆炸氣浪將防爆門掀起，從而起到保護(hù)主扇的作用。常見的反風(fēng)方法有專用反風(fēng)道、備用風(fēng)機(jī)做反風(fēng)道、風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)、調(diào)節(jié)動(dòng)葉安裝角。1、風(fēng)機(jī)(實(shí)

22、際)流量Q 風(fēng)機(jī)的實(shí)際流量一般是指實(shí)際時(shí)間內(nèi)通過(guò)風(fēng)機(jī)入口空氣的體積，亦稱體積流量。單位為 m3/h,m3/min 或m3/s 。2、 風(fēng)機(jī)(實(shí)際)全壓Ht與靜壓Hs 全壓Ht:是通風(fēng)機(jī)對(duì)空氣作功，消耗于每1m3 空氣的能量（N·m/m3 或Pa），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(shí)，Ht用以克服通風(fēng)管網(wǎng)阻力hR 和風(fēng)機(jī)出口動(dòng)能損失hv，即: Ht=hR+hV,Pa 靜壓HS :風(fēng)機(jī)全壓Ht減去出口動(dòng)壓hV，根據(jù)Ht=hR+hV，故有HS=hR=RQ2，即風(fēng)機(jī)靜壓用于克服管網(wǎng)通風(fēng)阻力，即有Ht=HS+hV。另外，根據(jù)上述定義，顯然風(fēng)機(jī)靜壓也等于風(fēng)機(jī)出口與口靜壓

23、之差減去入口動(dòng)壓。 動(dòng)壓hV ：通風(fēng)機(jī)全壓中的出口斷面動(dòng)能損失部分為通風(fēng)機(jī)動(dòng)壓。 全壓功率：通風(fēng)機(jī)的輸出功率以全壓計(jì)算時(shí)稱全壓功率Nt。計(jì)算式： Nt=HtQ×103 KW 靜壓功率：用風(fēng)機(jī)靜壓計(jì)算輸出功率，稱為靜壓功率NS。計(jì)算式： NS=HSQ×103 KW 風(fēng)機(jī)的軸功率：通風(fēng)機(jī)的輸入功率N（kW）。計(jì)算式： 或 式中 ht、 hS分別為風(fēng)機(jī)的全壓和靜壓效率。 電動(dòng)機(jī)的輸入功率（ Nm ）： 設(shè)電動(dòng)機(jī)的效率為hm,傳動(dòng)效率為htr時(shí),則 似乎前傾式葉型的葉片獲得的全壓最大，其次為徑向式，而后傾式所獲得的全壓最小。但上述結(jié)論并不全面，因?yàn)樵谌珘褐?，存在?dòng)壓和靜壓的分配問(wèn)題

24、，下面將進(jìn)一步予以討論。 實(shí)際上，在同一葉輪直徑和轉(zhuǎn)速條件下，前傾式風(fēng)機(jī)全壓中的動(dòng)壓所占比例較大，而后傾式風(fēng)機(jī)動(dòng)壓占全壓的比例最低.風(fēng)機(jī)的個(gè)體性能曲線 離心式通風(fēng)機(jī)個(gè)體特性曲線特點(diǎn)：1）離心式風(fēng)機(jī)風(fēng)壓曲線駝峰不明顯，且隨葉片后傾角度（即2）增大逐漸減小，其風(fēng)壓曲線工作段較軸流式風(fēng)機(jī)平緩；2）當(dāng)管網(wǎng)風(fēng)阻作相同量的變化時(shí)，其風(fēng)量變化比軸流式風(fēng)機(jī)要大。3）離心式風(fēng)機(jī)的軸功率隨增加而增大，只有在接近風(fēng)流短路時(shí)功率才略有下降。風(fēng)機(jī)開啟方式：為避免啟動(dòng)負(fù)荷過(guò)大燒壞電機(jī)，啟動(dòng)時(shí)應(yīng)將風(fēng)硐中的閘門全閉，待達(dá)到正常轉(zhuǎn)速后再將閘門逐漸打開。 說(shuō)明：1）離心式風(fēng)機(jī)大多是全壓特性曲線。2）當(dāng)供風(fēng)量超過(guò)需風(fēng)量過(guò)大時(shí)，常常

25、利用閘門加阻來(lái)減少工作風(fēng)量，以節(jié)省電能。 軸流式通風(fēng)機(jī)個(gè)體特性曲線特點(diǎn)：1）軸流式風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓特性曲線一般都有馬鞍形駝峰存在。2）駝峰點(diǎn)以右的特性曲線為單調(diào)下降區(qū)段，是穩(wěn)定工作段；3）點(diǎn)以左是不穩(wěn)定工作段，產(chǎn)生所謂喘振（或飛動(dòng)）現(xiàn)象；4）軸流式風(fēng)機(jī)的葉片安裝角（2）不太大時(shí)，在穩(wěn)定工作段內(nèi)，功率隨增加而減小。 風(fēng)機(jī)開啟方式：軸流式風(fēng)機(jī)應(yīng)在風(fēng)阻最?。ㄩl門全開）時(shí)啟動(dòng)，以減少啟動(dòng)負(fù)荷。 說(shuō)明：軸流式風(fēng)機(jī)給出的大多是靜壓特性曲線。一般離心式風(fēng)機(jī)流量和全壓較低，難以滿足工程所需的大流量和較高全壓，而軸流式風(fēng)機(jī)則能滿足此要求。 離心式和軸流式通風(fēng)機(jī)的比較 1）結(jié)構(gòu)方面：軸流式通風(fēng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是比較緊湊，體積小

26、，轉(zhuǎn)速高。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，噪音大，故障較多。離心式通風(fēng)機(jī)則結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，維修方便，噪音小。但它的體積大。2）性能方面：軸流式通風(fēng)機(jī)在工作范圍內(nèi)，當(dāng)?shù)V井總風(fēng)阻變化時(shí)，風(fēng)量變化較小。離心式通風(fēng)機(jī)則相反。3）風(fēng)機(jī)運(yùn)行方面：軸流式通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量調(diào)節(jié)比較方便，反風(fēng)方法較多，而離心式通風(fēng)機(jī)則麻煩一些，且反風(fēng)時(shí)必須有反風(fēng)道。軸流式通風(fēng)機(jī)的起動(dòng)負(fù)荷小，風(fēng)量增加時(shí)功率的變化不大，不致過(guò)載，而離心式通風(fēng)機(jī)則相反；軸流式通風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作的穩(wěn)定性較差，而離心式通風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作的穩(wěn)定性較好軸流式風(fēng)機(jī)的合理各種范圍 上限：“駝峰”右側(cè)，實(shí)際工作風(fēng)壓在最大風(fēng)壓值的0.9倍以下。下限：通風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，不得低于0.6。左

27、限：葉片安裝角的最小值，對(duì)一級(jí)葉輪為10°，二級(jí)葉輪為15°。右限：葉片安裝角的最大值，對(duì)一級(jí)葉輪為40°，二級(jí)葉輪為45°。工況點(diǎn)是指風(fēng)機(jī)在某一特定轉(zhuǎn)速和工作風(fēng)阻條件下的工作參數(shù)，如、和等，一般是指和兩參數(shù)；對(duì)應(yīng)的風(fēng)壓就是用以克服管道或礦井通風(fēng)阻力的通風(fēng)壓力；對(duì)應(yīng)的功率和效率值就是通風(fēng)機(jī)此時(shí)的功率和效率。 二、通風(fēng)機(jī)工點(diǎn)的合理工作范圍從經(jīng)濟(jì)角度，通風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率不低于60 %。從安全角度，工況點(diǎn)必須位于駝峰點(diǎn)右側(cè)，單調(diào)下降的直線段。實(shí)際工作風(fēng)壓不得超過(guò)最高風(fēng)壓的90。風(fēng)機(jī)的運(yùn)輪轉(zhuǎn)速不得超過(guò)額定轉(zhuǎn)速。三、主要通風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)調(diào)節(jié)1、改變風(fēng)阻特性曲線當(dāng)風(fēng)機(jī)特性

28、曲線不變時(shí)，改變工作風(fēng)阻，工況點(diǎn)沿風(fēng)機(jī)特性曲線移動(dòng)增風(fēng)調(diào)節(jié)：增加礦井的供風(fēng)量，可以采取下列措施：減少礦井總風(fēng)阻；當(dāng)?shù)孛嫱獠柯╋L(fēng)較大時(shí)，可以采取堵塞地面的外部漏風(fēng)措施。減風(fēng)調(diào)節(jié)：當(dāng)?shù)V井風(fēng)量過(guò)大時(shí)，應(yīng)進(jìn)行減風(fēng)調(diào)節(jié)。其方法有：增阻調(diào)節(jié)，如可利用離心式風(fēng)機(jī)風(fēng)硐閘門增阻等；對(duì)軸流式通風(fēng)機(jī)，如果不能采用降低轉(zhuǎn)速或減小葉片安裝角時(shí)，可采用增大外部漏風(fēng)的方法，減小礦井風(fēng)量。、改變風(fēng)機(jī)特性曲線 這種調(diào)節(jié)方法的特點(diǎn)是礦井總風(fēng)阻不變，改變風(fēng)機(jī)特性，工況點(diǎn)沿風(fēng)阻特性曲線移動(dòng)。1軸流風(fēng)機(jī)可采用改變?nèi)~片安裝角度達(dá)到增減風(fēng)量的目的。2裝有前導(dǎo)器的離心式風(fēng)機(jī)，可以改變前導(dǎo)器葉片轉(zhuǎn)角進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)。3改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。無(wú)論是軸流式風(fēng)

29、機(jī)還是離心式風(fēng)機(jī)都可采用。調(diào)節(jié)的理論依據(jù)是相似定律，即 （）改變電機(jī)轉(zhuǎn)速。（）利用傳動(dòng)裝置調(diào)速。注：調(diào)節(jié)方法的選擇，取決于調(diào)節(jié)期長(zhǎng)短、調(diào)節(jié)幅度、投資大小和實(shí)施的難易程度。調(diào)節(jié)之前應(yīng)擬定多種方案，經(jīng)過(guò)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較后擇優(yōu)選用。選用時(shí)，還要考慮實(shí)施的可能性。有時(shí)也可以考慮采用綜合措施。一、風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作一個(gè)風(fēng)機(jī)的吸風(fēng)口直接或通過(guò)一段巷道（或管道）聯(lián)結(jié)到另一個(gè)風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口上同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，稱為風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作。當(dāng)通風(fēng)網(wǎng)路的阻力較大，一臺(tái)通風(fēng)機(jī)不能滿足需要時(shí)，應(yīng)采用通風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作。礦井主扇作串聯(lián)工作的較少，一般用于長(zhǎng)距離掘進(jìn)通風(fēng)。 風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作的特點(diǎn)是：通過(guò)管網(wǎng)的總風(fēng)量等于每臺(tái)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，即Q=Q1=Q2 ；總風(fēng)

30、壓等于兩臺(tái)風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)壓之和，即 HsHs1Hs2 通風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作，只有在由于網(wǎng)路風(fēng)阻增大而使風(fēng)量不足的情況下才能運(yùn)用，且等效曲線與風(fēng)阻曲線要匹配才會(huì)有較好的增風(fēng)效果，即欲將兩臺(tái)風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作，應(yīng)將管網(wǎng)風(fēng)阻R與兩臺(tái)風(fēng)機(jī)所決定的臨界風(fēng)阻R比較，當(dāng)R>R時(shí)，兩臺(tái)風(fēng)機(jī)方可進(jìn)行串聯(lián)，且串聯(lián)增風(fēng)量取決于管網(wǎng)風(fēng)阻大小。并聯(lián)工作的目的是增加通風(fēng)網(wǎng)路中的風(fēng)量。通風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作可分為兩臺(tái)通風(fēng)機(jī)在同一井口并聯(lián)工作和兩臺(tái)通風(fēng)機(jī)分別在井田兩翼的兩個(gè)井口上并聯(lián)工作兩種情況。前者叫做集中并聯(lián)，后者叫做對(duì)角并聯(lián)。 集中并聯(lián)分為：型號(hào)相同的兩臺(tái)通風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作和型號(hào)不同的兩臺(tái)通風(fēng)機(jī)的并聯(lián)兩種情況。滿足：H = H1 = H2

31、 、Q = Q1 + Q2風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作適用于因風(fēng)機(jī)能力?。ㄇ绎L(fēng)阻較?。?dǎo)致風(fēng)量不足的管網(wǎng)；2) 風(fēng)壓特性曲線相同的風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作較好；3)、并聯(lián)等效特性曲線與工作風(fēng)阻曲線相匹配，才會(huì)有較好的增風(fēng)效果；4)并聯(lián)工作的任務(wù)是增加風(fēng)量， 用于風(fēng)機(jī)能力小，保證按需供風(fēng)。 第五章 礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中的風(fēng)量分配與調(diào)節(jié)礦井通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)是縱橫交錯(cuò)的井巷構(gòu)成，井巷中風(fēng)流按照各自的方向流動(dòng)，順序相連形成的網(wǎng)狀線路，即是通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，也稱風(fēng)網(wǎng)。礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)按照其用途可以大體分為三部分，即進(jìn)風(fēng)段、用風(fēng)段和回風(fēng)段。 串聯(lián)風(fēng)路：由兩條或兩條以上分支彼此首尾相連，中間沒(méi)有風(fēng)流分匯點(diǎn)的線路稱為串聯(lián)風(fēng)路 并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)：由兩條或兩條以上具有相

32、同始節(jié)點(diǎn)和末節(jié)點(diǎn)的分支所組成的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，稱為并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)角聯(lián)風(fēng)網(wǎng)：是指內(nèi)部存在角聯(lián)分支的網(wǎng)絡(luò)。 角聯(lián)分支（對(duì)角分支）：是指位于風(fēng)網(wǎng)的任意兩條有向通路之間、且不與兩通路的公共節(jié)點(diǎn)相連的分支。風(fēng)量平衡定律是指在穩(wěn)態(tài)通風(fēng)條件下，單位時(shí)間流入某節(jié)點(diǎn)的空氣質(zhì)量等于流出該節(jié)點(diǎn)的空氣質(zhì)量；或者說(shuō)，流入與流出某節(jié)點(diǎn)的各分支的質(zhì)量流量的代數(shù)和等于零一般地，在某回路中分支風(fēng)流方向?yàn)轫槙r(shí)針時(shí)， 其阻力取“”，逆時(shí)針時(shí)，其阻力取“”。通風(fēng)網(wǎng)路圖的任一回路中，無(wú)動(dòng)力源時(shí)，各分支阻力的代數(shù)和為零，即：有動(dòng)力源風(fēng)壓（阻力、能量）平衡定律是指在任一閉合回路中，各分支的通風(fēng)阻力代數(shù)和等于該回路中自然風(fēng)壓與通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的代數(shù)和。 1、

33、串聯(lián)風(fēng)路總風(fēng)量等于各分支的風(fēng)量 MS = M1 = M2 = Mn 當(dāng)各分支的空氣密度相等時(shí)， QS = Q1 = Q2 = Qn 總風(fēng)壓（阻力）等于各分支風(fēng)壓（阻力）之和 總風(fēng)阻等于各分支風(fēng)阻之和 p 串聯(lián)風(fēng)路等積孔與各分支等積孔間的關(guān)系 并聯(lián)風(fēng)網(wǎng) 總風(fēng)量等于各分支的風(fēng)量之和 當(dāng)各分支的空氣密度相等時(shí)總風(fēng)壓等于各分支風(fēng)壓 角聯(lián)分支風(fēng)向判別 分支的風(fēng)向取決于其始、末節(jié)點(diǎn)間的壓能值。風(fēng)流由能位高的節(jié)點(diǎn)流向能位低的節(jié)點(diǎn)；當(dāng)兩點(diǎn)能位相同時(shí)，風(fēng)流停滯；當(dāng)始節(jié)點(diǎn)能位低于末節(jié)點(diǎn)時(shí),風(fēng)流反向。1)簡(jiǎn)單角聯(lián)風(fēng)網(wǎng)中對(duì)角風(fēng)路的風(fēng)向完全由邊緣風(fēng)路的風(fēng)阻比決定，而與對(duì)角風(fēng)路本身的風(fēng)阻無(wú)關(guān)； 2）對(duì)角風(fēng)路中的風(fēng)向與風(fēng)量

34、大小完全可以通過(guò)調(diào)節(jié)邊緣風(fēng)路的風(fēng)阻來(lái)實(shí)現(xiàn)； 3）當(dāng)然改變對(duì)角風(fēng)路本身的風(fēng)阻也會(huì)影響其風(fēng)量的大小，但不能改變風(fēng)流方向。 一、井巷風(fēng)阻變化引起風(fēng)流變化的規(guī)律1. 變阻分支本身的風(fēng)量與風(fēng)壓變化規(guī)律    當(dāng)某分支風(fēng)阻增大時(shí)，該分支的風(fēng)量減小、風(fēng)壓增大；當(dāng)風(fēng)阻減小時(shí)，該分支的風(fēng)量增大、風(fēng)壓降低。2. 變阻分支對(duì)其它分支風(fēng)量與風(fēng)壓的影響規(guī)律    1）當(dāng)某分支風(fēng)阻增大時(shí)，包含該分支的所有通路上的其它分支的風(fēng)量減小，風(fēng)壓亦減?。慌c該分支并聯(lián)的通路上的分支的風(fēng)量增大，風(fēng)壓亦增大；當(dāng)風(fēng)阻減小時(shí)與此相反。    2）對(duì)于一

35、進(jìn)一出的子網(wǎng)絡(luò)，若外部分支調(diào)阻引起其流入（流出）風(fēng)量變化，其內(nèi)部各分支的風(fēng)量變化趨勢(shì)相同。    3）風(fēng)網(wǎng)內(nèi)，某分支風(fēng)阻變化時(shí)，各分支風(fēng)量、風(fēng)壓的變化幅度，以本分支為最大，鄰近分支次之，離該分支越遠(yuǎn)的分支變化越小。   4）風(fēng)網(wǎng)內(nèi)，不同類型的分支風(fēng)阻變化引起的風(fēng)量變化幅度和影響范圍是不同的。一般地說(shuō)，主干巷道變阻引起的風(fēng)量變化幅度和影響范圍大，末支巷道變阻引起的風(fēng)量變化幅度和影響范圍小。   5）風(fēng)網(wǎng)內(nèi)某分支增阻時(shí)，增阻分支風(fēng)量減小值比其并聯(lián)分支風(fēng)量增加值大；某分支減阻時(shí)，減阻分支風(fēng)量增加值比其并聯(lián)分支風(fēng)量減小值大。3巷道密

36、閉與貫通對(duì)風(fēng)流的影響   巷道密閉相當(dāng)于該分支的風(fēng)阻增大至，故本分支風(fēng)量減少到趨近于0；對(duì)其它分支的影響規(guī)律與分支增阻相同。   巷道貫通時(shí)要修改網(wǎng)絡(luò)圖，即在網(wǎng)絡(luò)圖中增加貫通后的分支。風(fēng)流方向取決于巷道兩端點(diǎn)間壓能差；對(duì)其它分支的影響規(guī)律與分支減阻相同。二、風(fēng)流穩(wěn)定性分析(一)穩(wěn)定性的基本概念    穩(wěn)定性是指當(dāng)系統(tǒng)受到外界瞬時(shí)干擾，系統(tǒng)狀態(tài)偏離了平衡狀態(tài)后，系統(tǒng)狀態(tài)自動(dòng)回復(fù)到該平衡狀態(tài)的能力。     按照這種穩(wěn)定性的概念，除非在主要通風(fēng)機(jī)不穩(wěn)定運(yùn)行（工作在軸流式風(fēng)機(jī)風(fēng)壓特性曲線的駝

37、峰區(qū)）等特殊情況下，礦井通風(fēng)系統(tǒng)一般都是穩(wěn)定的。    通風(fēng)管理中所說(shuō)的風(fēng)流穩(wěn)定性，一般是指井巷中風(fēng)流方向發(fā)生變化或風(fēng)量大小變化超過(guò)允許范圍的現(xiàn)象；且多指風(fēng)流方向發(fā)生變化的現(xiàn)象。(二)影響風(fēng)流穩(wěn)定性的因素    1. 風(fēng)網(wǎng)結(jié)構(gòu)對(duì)風(fēng)流穩(wěn)定性的影響   僅由串、并聯(lián)組成的風(fēng)網(wǎng)，其穩(wěn)定性強(qiáng)；角聯(lián)風(fēng)網(wǎng)，其對(duì)角分支的風(fēng)流易出現(xiàn)不穩(wěn)定。    2. 風(fēng)阻變化對(duì)風(fēng)流穩(wěn)定性的影響    在角聯(lián)風(fēng)網(wǎng)中，邊緣分支的風(fēng)阻變化可能引起角聯(lián)分支風(fēng)流改變。   在

38、實(shí)際生產(chǎn)礦井，大多數(shù)采掘工作面都是在角聯(lián)分支中。應(yīng)采取安裝調(diào)節(jié)風(fēng)門的措施，保證風(fēng)流的穩(wěn)定性。3. 通風(fēng)風(fēng)動(dòng)力變化對(duì)風(fēng)流穩(wěn)定性的影響礦井風(fēng)網(wǎng)內(nèi)主要通風(fēng)機(jī)、輔助通風(fēng)機(jī)數(shù)量和性能的變化，不僅會(huì)引起風(fēng)機(jī)所在巷道的風(fēng)量變化，而且會(huì)使風(fēng)網(wǎng)內(nèi)其他分支風(fēng)量也發(fā)生變化，并影響風(fēng)網(wǎng)內(nèi)其他風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)。 按其調(diào)節(jié)的范圍，可分為局部風(fēng)量調(diào)節(jié)與礦井總風(fēng)量調(diào)節(jié)；從通風(fēng)能量的角度又可分為增能調(diào)節(jié)、耗能調(diào)節(jié)和節(jié)能調(diào)節(jié)。 一、礦井總風(fēng)量的調(diào)節(jié) 當(dāng)?shù)V井（或一翼）總風(fēng)量不足或過(guò)剩時(shí)，需調(diào)節(jié)總風(fēng)量，也就是調(diào)整主通風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)。采取的措施是：改變主通風(fēng)機(jī)的工作特性，或改變礦井風(fēng)網(wǎng)的總風(fēng)阻 1改變主通風(fēng)機(jī)工作特性 改變主通風(fēng)機(jī)的葉輪轉(zhuǎn)速

39、（通過(guò)變頻等技術(shù)調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速或調(diào)整傳動(dòng)方式）、軸流式風(fēng)機(jī)葉片安裝角度和離心式風(fēng)機(jī)前導(dǎo)器葉片角度等，可以改變通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓特性，從而達(dá)到調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)所在系統(tǒng)總風(fēng)量的目的。2、 改變礦井總風(fēng)阻值 風(fēng)硐閘門調(diào)節(jié)法： 如果在風(fēng)機(jī)風(fēng)硐內(nèi)安設(shè)調(diào)節(jié)閘門，通過(guò)改變閘門的開口大小可以改變風(fēng)機(jī)的總工作風(fēng)阻，從而可調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)量。 降低礦井總風(fēng)阻： 當(dāng)?shù)V井總風(fēng)量不足時(shí)，如果能降低礦井總風(fēng)阻，則不僅可增大礦井總風(fēng)量，而且可以降低礦井總阻力。 二、局部風(fēng)量調(diào)節(jié) 局部風(fēng)量調(diào)節(jié)是指在采區(qū)內(nèi)部各工作面間，采區(qū)之間或生產(chǎn)水平之間的風(fēng)量調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)方法：增阻法、減阻法及輔助通風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)法。 增阻調(diào)節(jié)法的實(shí)質(zhì)是在并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)中，在阻力較小的

40、分支上安設(shè)調(diào)節(jié)風(fēng)窗等設(shè)施，增大阻力，降低該分支以及與之處于同一通路中的風(fēng)量，以增加與其并聯(lián)的其他分支上的風(fēng)量，從而達(dá)到風(fēng)量按需分配的目的。調(diào)節(jié)風(fēng)窗；2）臨時(shí)風(fēng)簾；3)空氣幕調(diào)節(jié)裝置減阻調(diào)節(jié)法：與增阻調(diào)節(jié)法相反，為了保證風(fēng)量的按需分配，當(dāng)兩并聯(lián)巷道的阻力不相等時(shí)，以小阻力分支為依據(jù)，設(shè)法降低大阻力巷道的風(fēng)阻，使風(fēng)網(wǎng)達(dá)到阻力平衡。 主要措施 根據(jù)摩擦風(fēng)阻的定義可知，1)擴(kuò)大巷道斷面；2)降低摩擦阻力系數(shù)；3)清除巷道中的局部阻力物增能調(diào)節(jié)法：增能調(diào)節(jié)法主要是采用輔助通風(fēng)機(jī)等增加通風(fēng)能量的方法，增加局部地點(diǎn)的風(fēng)量。p 主要措施 1）輔助通風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)法：在風(fēng)量不足的風(fēng)路上安設(shè)輔扇，產(chǎn)生風(fēng)壓幫助主扇克服該

41、段巷道阻力，以提高該風(fēng)路風(fēng)量，故也稱為增壓調(diào)節(jié)法。 2）利用自然風(fēng)壓調(diào)節(jié)法 少數(shù)礦井通過(guò)改變進(jìn)回風(fēng)路線，降低進(jìn)風(fēng)風(fēng)流的溫度，增加回風(fēng)流溫度等方法，增大礦井或局部自然風(fēng)壓，達(dá)到增加風(fēng)量的目的。 各種調(diào)節(jié)方法的評(píng)價(jià) 增阻調(diào)節(jié)法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)、易行。但由于它增加了礦井總風(fēng)阻，礦井總風(fēng)量要減少，因此這種方法只適于服務(wù)年限不長(zhǎng)、調(diào)節(jié)區(qū)域的總風(fēng)阻占礦井總風(fēng)阻的比重不大的采區(qū)范圍內(nèi)。對(duì)于礦井主要風(fēng)路，特別是在阻力搭配不均的礦井兩翼調(diào)風(fēng)，則盡量避免采用。否則，不但不能達(dá)到預(yù)期效果，還會(huì)使全礦通風(fēng)惡化。 減阻調(diào)節(jié)法的優(yōu)點(diǎn)是減少了礦井總風(fēng)阻，增加了礦井總風(fēng)量。但實(shí)施工程量較大、費(fèi)用高。因此，這種方法多用于服務(wù)

42、年限長(zhǎng)、巷道年久失修造成風(fēng)網(wǎng)風(fēng)阻很大而又不能使用輔助通風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)的區(qū)域。 輔助通風(fēng)機(jī)法調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)便、易行，且提高了礦井總風(fēng)量。但管理復(fù)雜，安全性較差。因此，這種方法可在并聯(lián)風(fēng)路阻力相差懸殊、礦井主要通風(fēng)機(jī)能力不能滿足較大阻力風(fēng)路要求時(shí)使用。 第六章 局部通風(fēng)利用局部通風(fēng)機(jī)或主要通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)壓對(duì)井下獨(dú)頭巷道進(jìn)行通風(fēng)的方法稱為局部通風(fēng)（又稱掘進(jìn)通風(fēng)）。向局部地點(diǎn)進(jìn)行通風(fēng)的方法，按通風(fēng)動(dòng)力形式不同，可分為礦井全風(fēng)壓通風(fēng)、引射器通風(fēng)和局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)。局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)通風(fēng)方式有三種：按其工作方式分為壓入式、抽出式和混合式三種。1、壓入式通風(fēng)布置方式：局部通風(fēng)機(jī)和啟動(dòng)裝置安裝在離掘巷道口10m外的進(jìn)風(fēng)側(cè)

43、，局部通風(fēng)機(jī)把新鮮風(fēng)流經(jīng)風(fēng)筒壓送到掘進(jìn)工作面，污風(fēng)沿巷道排出。Le 氣流貼著巷壁射出風(fēng)筒后，由于卷吸作用，射流斷面逐漸擴(kuò)張，直至射流的斷面達(dá)到最大值，此段稱為擴(kuò)張段； La射流斷面逐漸減少，直到為零，此段稱收縮段。 Ls從風(fēng)筒出口至射流反向的最遠(yuǎn)距離（即擴(kuò)張段和收縮段總長(zhǎng)，即Ls=Le + La ）稱射流有效射程，氣流貼著井巷壁面射出風(fēng)筒后形成末端封閉的有限貼壁射流，由于卷吸作用，射流斷面逐漸擴(kuò)張并達(dá)到最大值（擴(kuò)張段），然后射流斷面逐漸減小，直到為零（收縮段），在有效射程以外的獨(dú)頭巷道會(huì)出現(xiàn)循環(huán)渦流區(qū)。 風(fēng)筒出口與工作面的距離應(yīng)小于有效射程，否則會(huì)在工作面附近出現(xiàn)煙流停滯區(qū)）局扇及電器設(shè)備布置

44、在新鮮風(fēng)流中，不易引起瓦斯和煤塵爆炸，安全性好；）有效射程遠(yuǎn)，工作面風(fēng)速大，排煙效果好，工作面通風(fēng)時(shí)間短；）既可用硬質(zhì)風(fēng)筒，又可用柔性風(fēng)筒，適應(yīng)性強(qiáng)； ）風(fēng)筒漏風(fēng)對(duì)巷道排污有一定作用。 5）缺點(diǎn)是污風(fēng)沿巷道排出，污染范圍大；炮煙從掘進(jìn)巷道排出的速度慢，需要的通風(fēng)時(shí)間長(zhǎng)。 p 要求： ）避免產(chǎn)生循環(huán)風(fēng)；）局扇入口與掘進(jìn)巷道口的距離大于10m；）風(fēng)筒出口至工作面距離小于有效射程Ls。 適用范圍：適用于以排出瓦斯為主的煤巷、半煤巖巷掘進(jìn)通風(fēng)2、抽出式通風(fēng)p 布置方式：如圖所示，把局部通風(fēng)機(jī)安裝在離巷道口10m以外的回風(fēng)側(cè)。新鮮風(fēng)流沿巷道流入，污風(fēng)通過(guò)鐵風(fēng)筒由局部通風(fēng)機(jī)排出。 p 特點(diǎn) 1）污風(fēng)經(jīng)風(fēng)筒

45、排出，新鮮風(fēng)流沿巷道進(jìn)入工作面，勞動(dòng)衛(wèi)生條件好； 2）放炮時(shí)人員只需撤到安全距離即可，往返時(shí)間短，且所需排煙的巷道長(zhǎng)度為工作面至風(fēng)筒吸入口的長(zhǎng)度，故排煙時(shí)間短，有利于提高掘進(jìn)速度。 3）風(fēng)筒吸入口的有效吸程短，風(fēng)筒吸風(fēng)口距工作面距離過(guò)遠(yuǎn)則通風(fēng)效果不好，過(guò)近則放炮時(shí)易崩壞風(fēng)筒； 4）污風(fēng)由局部通風(fēng)機(jī)抽出，一旦局部通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生火花，將有引起瓦斯、煤塵爆炸的危險(xiǎn)，安全性差。 5）不能使用柔性風(fēng)筒。 注：在瓦斯礦井中一般不使用抽出式通風(fēng)。3. 壓入式和抽出式通風(fēng)的比較壓入式通風(fēng)時(shí)，局部通風(fēng)機(jī)及其附屬電氣設(shè)備均布置在新鮮風(fēng)流中，污風(fēng)不通過(guò)局部通風(fēng)機(jī)，安全性好；而抽出式通風(fēng)時(shí)，含瓦斯的污風(fēng)通過(guò)局部通風(fēng)機(jī)，若

46、局部通風(fēng)機(jī)不具備防爆性能，則是非常危險(xiǎn)的。壓入式通風(fēng)風(fēng)筒出口風(fēng)速和有效射程均較大，可防止瓦斯層狀積聚，且因風(fēng)速較大而提高散熱效果。然而，抽出式通風(fēng)有效吸程小，掘進(jìn)施工中難以保證風(fēng)筒吸入口到工作面的距離在有效吸程之內(nèi)。 抽出式通風(fēng)時(shí),新鮮風(fēng)流沿巷道進(jìn)向工作面，整個(gè)井巷空氣清新，勞動(dòng)環(huán)境好；而壓入式通風(fēng)時(shí)，污風(fēng)沿巷道緩慢排出，當(dāng)掘進(jìn)巷道越長(zhǎng)，排污風(fēng)速度越慢，受污染時(shí)間越久。壓入式通風(fēng)可用柔性風(fēng)筒，其成本低、重量輕，便于運(yùn)輸，而抽出式通風(fēng)的風(fēng)筒承受負(fù)壓作用，必須使用剛性或帶剛性骨架的可伸縮風(fēng)筒，成本高，重量大，運(yùn)輸不便。 4. 混合式通風(fēng) 混合式通風(fēng)是壓入式和抽出式兩種通風(fēng)方式的聯(lián)合運(yùn)用,按局部通風(fēng)

47、機(jī)和風(fēng)筒的布設(shè)位置，分為:長(zhǎng)壓短抽、長(zhǎng)抽短壓和長(zhǎng)抽長(zhǎng)壓。 3、引射器通風(fēng) 利用引射器產(chǎn)生的通風(fēng)負(fù)壓，通過(guò)風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)的通風(fēng)方法稱為引射器通風(fēng)。 引射器是一種輸送流體的裝置，由引射器 噴管、引射管、混合管以及擴(kuò)散器組成。高壓流體（水或空氣）從噴管噴出形成射流，卷吸周圍部分空氣一起前進(jìn)，在引射管內(nèi)形成一個(gè)低壓區(qū)，使被引射的空氣連續(xù)被吸進(jìn)，與射流共同進(jìn)入混合管，再經(jīng)擴(kuò)散器流出，此過(guò)程即引射作用。煤礦常用的引射器包括有水力引射器和壓氣引射器兩類。 p 引射器通風(fēng)一般采用壓入式。 特點(diǎn) 1）風(fēng)壓低、風(fēng)量小（20200 m3/min)、效率低，需要水源或壓氣故費(fèi)用高，并存在巷道積水問(wèn)題。只有在用水砂充填采煤法

48、的礦井中，才可順便使用水風(fēng)扇引射器。為滿足掘進(jìn)通風(fēng)的風(fēng)壓與風(fēng)量要求，可用多噴咀進(jìn)行串聯(lián)通風(fēng)。2）主要優(yōu)點(diǎn)是無(wú)電器設(shè)備、無(wú)噪音。水力引射器通風(fēng)還能起降溫、降塵作用。在煤與瓦斯突出嚴(yán)重的煤層掘進(jìn)時(shí)，用它代替局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)，設(shè)備簡(jiǎn)單，比較安全。 適用范圍：適用于需風(fēng)量不大的短巷道掘進(jìn)通風(fēng)，也可在含塵量大、氣溫高的采掘機(jī)械附近，采取水力引射器與其它通風(fēng)方法的混合式通風(fēng)。 三、礦井全風(fēng)壓通風(fēng)全風(fēng)壓通風(fēng)是利用礦井主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓，借助風(fēng)筒和風(fēng)障等導(dǎo)風(fēng)設(shè)施把主導(dǎo)風(fēng)流的新鮮空氣引入掘進(jìn)工作面，并將污風(fēng)排出工作面。按其導(dǎo)風(fēng)設(shè)施不同可分為：1、風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng) 在巷道內(nèi)設(shè)置擋風(fēng)墻截?cái)嘀鲗?dǎo)風(fēng)流，用風(fēng)筒把新鮮空氣引入掘進(jìn)工作

49、面，污濁空氣從獨(dú)頭掘進(jìn)巷道中排出。風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)法輔助工程量小，風(fēng)筒安裝、拆卸比較方便。通常適用于需風(fēng)量不大的短巷掘進(jìn)通風(fēng)中。 2、利用縱向風(fēng)幛導(dǎo)風(fēng) 布置：在掘進(jìn)巷道中安設(shè)縱向風(fēng)幛，將巷道分隔成兩部分，一側(cè)進(jìn)風(fēng)，一側(cè)回風(fēng)。 特點(diǎn)：縱向風(fēng)幛在礦山壓力作用下將變形破壞，容易產(chǎn)生漏風(fēng)。當(dāng)?shù)V井主要通風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并有足夠的全風(fēng)壓克服導(dǎo)風(fēng)設(shè)施的阻力時(shí)，全風(fēng)壓能連續(xù)供給掘進(jìn)工作面風(fēng)量，無(wú)需附加局部通風(fēng)機(jī)，管理方便，但其工程量大，有礙于運(yùn)輸。所以，只適用地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定、礦山壓力較小、長(zhǎng)度較短，或使用通風(fēng)設(shè)備不安全或技術(shù)上不可行的局部地點(diǎn)巷道掘進(jìn)中。3、平行巷道導(dǎo)風(fēng) 布置 在掘進(jìn)主巷的同時(shí)，距主巷10 20m另掘一條

50、與其平行的配風(fēng)巷，每隔 一定距離在主、配巷間開掘聯(lián)絡(luò)巷，形成貫穿風(fēng)流，當(dāng)新的聯(lián)絡(luò)巷溝通后，舊聯(lián)絡(luò) 巷即封閉。兩條平行巷道的獨(dú)頭部分可用風(fēng)幛或風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)，巷道的其余部分用主巷進(jìn)風(fēng)，配巷回風(fēng)。 特點(diǎn)與適用范圍：利用平行巷道通風(fēng)，可以縮短獨(dú)頭巷道的長(zhǎng)度，不用局部通風(fēng)機(jī)就可保證較長(zhǎng)巷道的通風(fēng)，連續(xù)可靠，安全性好。此方法適用于有瓦斯、冒頂和透水危險(xiǎn)的長(zhǎng)巷掘進(jìn)，特別適用于在開拓布置上為滿足運(yùn)輸、通風(fēng)和行人需要而必須掘進(jìn)兩條并列的斜巷、平巷或上下山的掘進(jìn)。另外，當(dāng)長(zhǎng)巷掘進(jìn)獨(dú)頭，用縱向風(fēng)幛和風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)有困難時(shí)，也可以運(yùn)用此法。 4、鉆孔導(dǎo)風(fēng) 離地表或鄰近水平較近處掘進(jìn)長(zhǎng)巷反眼或上山時(shí)，可用鉆孔提前溝通掘進(jìn)巷道，以

51、便形成貫穿風(fēng)流。 這種通風(fēng)方法曾被應(yīng)用于煤層上山的掘進(jìn)通風(fēng)，取得了良好排瓦斯效果。 掘進(jìn)巷道需風(fēng)量，原則上應(yīng)按排除炮煙、瓦斯、礦塵諸因素分別計(jì)算，取其中最大值，然后按風(fēng)速驗(yàn)算. 局部通風(fēng)裝備是由局部通風(fēng)動(dòng)力設(shè)備、風(fēng)筒及其附屬裝置組成。一、風(fēng)筒 風(fēng)筒是最常見的導(dǎo)風(fēng)裝置。對(duì)風(fēng)筒的基本要求是漏風(fēng)小、風(fēng)阻小、重量輕、拆裝簡(jiǎn)便。1、 風(fēng)筒按其材料力學(xué)性質(zhì)可分為剛性和柔性兩種一般將實(shí)測(cè)百米風(fēng)筒平均風(fēng)阻R100(包括局部風(fēng)阻)作為衡量風(fēng)筒管理質(zhì)量和設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù). 風(fēng)筒漏風(fēng)量占局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量的百分?jǐn)?shù)稱為風(fēng)筒漏風(fēng)率l。 l雖反映了風(fēng)筒的漏風(fēng)情況，但不能作為對(duì)比指標(biāo)。常用百米漏風(fēng)率l100作為對(duì)比指標(biāo)，即： l

52、100l/L×100 掘進(jìn)工作面風(fēng)量占局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量的百分?jǐn)?shù)稱為有效風(fēng)量率Pe 風(fēng)筒有效風(fēng)量率的倒數(shù)稱為風(fēng)筒漏風(fēng)系數(shù)pq。 一、局部通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 1、礦井和采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)為局部通風(fēng)創(chuàng)造條件； 2、局部通風(fēng)系統(tǒng)要安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理和技術(shù)先進(jìn)。 3、盡量采用技術(shù)先進(jìn)的低噪、高效型局部通風(fēng)機(jī)。 4、壓入式通風(fēng)宜用柔性風(fēng)筒，抽出式通風(fēng)宜用帶剛性骨架的可伸縮風(fēng)筒或完全剛性的風(fēng)筒。風(fēng)筒材質(zhì)應(yīng)選擇阻燃、抗靜電型。5、當(dāng)一臺(tái)風(fēng)機(jī)不能滿足通風(fēng)要求時(shí)可考慮選用兩臺(tái)或多臺(tái)風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)行。三、掘進(jìn)通風(fēng)安全技術(shù)裝備系列化 是預(yù)防和治理相結(jié)合的防止掘進(jìn)工作面瓦斯、煤塵爆炸、火災(zāi)等災(zāi)害的行之有效的綜合

53、性安全措施.1、 保證局部通風(fēng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的裝置1.雙風(fēng)機(jī)、雙電源、自動(dòng)換機(jī)和風(fēng)筒自動(dòng)倒風(fēng)裝置 正常通風(fēng)時(shí)，由專用開關(guān)供電，使局部通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)通風(fēng)；一旦常用局部通風(fēng)機(jī)因故障停機(jī)時(shí)，電源開關(guān)自動(dòng)切換，備用風(fēng)機(jī)即刻啟動(dòng)，繼續(xù)供風(fēng)，從而保證了局部通風(fēng)機(jī)的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。由于雙風(fēng)機(jī)共用一道主風(fēng)筒，風(fēng)機(jī)要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)倒換時(shí)，則連接兩風(fēng)機(jī)的風(fēng)筒也必須能夠自動(dòng)倒風(fēng)，風(fēng)筒自動(dòng)倒風(fēng)裝置有以下兩種結(jié)構(gòu)。 2.“三專兩閉鎖”裝置“三?！笔侵笇Ｓ米儔浩?、專用開關(guān)、專用電纜，“兩閉鎖”則指風(fēng)、電閉鎖和瓦斯、電閉鎖。其功能是只有在局部通風(fēng)機(jī)正常供風(fēng)、掘進(jìn)巷道內(nèi)的瓦斯?jié)舛炔怀^(guò)規(guī)定限值時(shí)，方能向巷道內(nèi)機(jī)電設(shè)備供電；當(dāng)局部通風(fēng)機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí)，自

54、動(dòng)切斷所控機(jī)電設(shè)備的電源；當(dāng)瓦斯?jié)舛瘸^(guò)規(guī)定限值時(shí)，系統(tǒng)能自動(dòng)切斷瓦斯傳感器控制范圍內(nèi)的電源，而局部通風(fēng)機(jī)仍可正常運(yùn)轉(zhuǎn). 3.局部通風(fēng)機(jī)遙訊裝置其作用是監(jiān)視局部通風(fēng)機(jī)開停運(yùn)行狀態(tài)。 。2、加強(qiáng)瓦斯檢查和監(jiān)測(cè)安設(shè)瓦斯自動(dòng)報(bào)警斷電裝置，實(shí)現(xiàn)瓦斯遙測(cè). 放炮員配備瓦斯檢測(cè)器，堅(jiān)持“一炮三檢”，在掘進(jìn)作業(yè)的裝藥前、放炮前和放炮后都要認(rèn)真檢查放炮地點(diǎn)附近的瓦斯?jié)舛?。?shí)行專職瓦斯檢查員隨時(shí)檢查瓦斯制度。 3、綜合防塵措施4、防火防爆安全措施5、隔爆與自救措施一通三防中的三防是指 防火 、防塵和_防瓦斯。 第七章 礦井通風(fēng)系統(tǒng)與設(shè)計(jì) 礦井通風(fēng)系統(tǒng)是向礦井各作業(yè)地點(diǎn)供給新鮮空氣、排出污濁空氣的通風(fēng)方法、通風(fēng)網(wǎng)

55、路、通風(fēng)動(dòng)力和通風(fēng)控制設(shè)施的總稱.礦井通風(fēng)方法：即礦井主通風(fēng)機(jī)對(duì)礦井的工作方法（分為抽出式、壓入式及混合式） ；礦井通風(fēng)方式：即礦井進(jìn)、出風(fēng)井在井田內(nèi)的位置（分為中央式、對(duì)角式、區(qū)域式及混合式），即風(fēng)井的布置方式抽出式通風(fēng)是將礦井主通風(fēng)機(jī)安設(shè)在出風(fēng)井一側(cè)的地面上，新風(fēng)經(jīng)進(jìn)風(fēng)井流到井下各用風(fēng)地點(diǎn)后，污風(fēng)再通過(guò)風(fēng)機(jī)排出地表的一種礦井通風(fēng)方法。2）特點(diǎn)與適用范圍 （1）在礦井主要通風(fēng)機(jī)的作用下，礦內(nèi)空氣處于低于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ呢?fù)壓狀態(tài)，尤其在回風(fēng)段壓力梯度大，便于污風(fēng)迅速向回風(fēng)道集中，煙塵不易想其他巷道擴(kuò)散，因而排煙速度快。（2）抽出式通風(fēng)礦井在主要進(jìn)風(fēng)巷無(wú)需安設(shè)風(fēng)門（均安設(shè)在回風(fēng)段），便于運(yùn)輸、行人

56、和通風(fēng)管理；（3）在瓦斯礦井采用抽出式通風(fēng)，若主要通風(fēng)機(jī)因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)，井下風(fēng)流壓力提高，在短時(shí)間內(nèi)可以防止瓦斯從采空區(qū)涌出，比較安全；（4）但當(dāng)?shù)V井與地面間存在漏風(fēng)通道時(shí)，漏風(fēng)從地面漏入井內(nèi)，形成短路吸風(fēng)，工作面和進(jìn)風(fēng)段風(fēng)壓較低，易受自然風(fēng)壓影響造成反向風(fēng)流。壓入式通風(fēng)1）布置 如圖1（b）所示，礦井主通風(fēng)機(jī)安設(shè)在進(jìn)風(fēng)井一側(cè)的地面上，新風(fēng)經(jīng)主要通風(fēng)機(jī)加壓后送入井下各用風(fēng)地點(diǎn)，污風(fēng)再經(jīng)過(guò)回風(fēng)井排出地表的一種礦井通風(fēng)方法。2）特點(diǎn)與適用范圍 （1）在礦井主通風(fēng)機(jī)的作用下，礦內(nèi)空氣處于高于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ恼龎籂顟B(tài)，進(jìn)風(fēng)段壓力梯度大，新風(fēng)可沿指定線路迅速達(dá)到用風(fēng)點(diǎn)。當(dāng)?shù)V井與地面間存在漏風(fēng)通道時(shí)，漏風(fēng)從井內(nèi)漏向