非煤地下礦山機械通風

1、自然通風不能取代機械通風系統(tǒng)自然通風不能取代機械通風系統(tǒng)一、井下空氣一、井下空氣 礦井通風是把新鮮空氣送入井下，對象是礦井通風是把新鮮空氣送入井下，對象是空氣空氣。 作用作用 要求要求 表征表征 人員呼吸人員呼吸 品品 質質 組成成分組成成分井下空氣井下空氣 排稀污物排稀污物 流動能量流動能量 壓壓 力力 安全舒適作業(yè)環(huán)境安全舒適作業(yè)環(huán)境1、井下空氣主要成分、井下空氣主要成分 地面空氣（新鮮空氣）按體積計算的組成成分： 氧 20.90%（17） 二氧化碳 0.03%（ 2） 氮 78.13% 其他稀有氣體 0.94% 另外有一定量的水蒸汽、微生物、粉塵。 金屬非金屬礦山安全規(guī)程規(guī)定：6.4.1

2、.1 井下采掘工作面進風流中的空井下采掘工作面進風流中的空氣成分氣成分(按體積計算按體積計算)，氧氣應不低，氧氣應不低于于20，二氧化碳應不高于，二氧化碳應不高于0.5。6.4.1.2 入風井巷和采掘工作面的風源含塵量，應不入風井巷和采掘工作面的風源含塵量，應不超過超過0.5mg/m3。 物體（物質）具有物體（物質）具有能量能量。空氣屬于流體物質，也具有能量，?？諝鈱儆诹黧w物質，也具有能量，體現為體現為壓能，壓能，或稱之為或稱之為壓力壓力。1）靜止空氣壓力）靜止空氣壓力 靜止空氣具有靜止空氣具有靜壓能（靜壓）靜壓能（靜壓）：空氣的靜壓能：空氣的靜壓能 是該處空是該處空氣上部空氣柱的重量，靜壓能

3、的大小與海拔高度有關氣上部空氣柱的重量，靜壓能的大小與海拔高度有關 。海。海拔高度越高，上部空氣柱的重量越小，空氣具有的靜壓能拔高度越高，上部空氣柱的重量越小，空氣具有的靜壓能就越小。這種靜壓能即通常說的當地的就越小。這種靜壓能即通常說的當地的大氣壓（力）。大氣壓（力）。一一般垂直高度每降低般垂直高度每降低100m就要增加就要增加910毫米水銀柱（毫米水銀柱（1.22 1.36kPa）的壓力。）的壓力。 礦井中空氣的靜壓大小也服從這樣的規(guī)律。礦井中空氣的靜壓大小也服從這樣的規(guī)律。 靜壓在任何方向上測量都相等，沒有方向性。靜壓在任何方向上測量都相等，沒有方向性。 2）流動空氣（風流）壓力）流動空

4、氣（風流）壓力由于氣象等原因或者人為提供動力，靜止的空氣發(fā)生流動。由于氣象等原因或者人為提供動力，靜止的空氣發(fā)生流動。對礦井來說，氣象原因造成的風流即自然風流，使用扇風機對礦井來說，氣象原因造成的風流即自然風流，使用扇風機等動力設備而使空氣流動即機械通風。等動力設備而使空氣流動即機械通風。流動的空氣不僅具有靜壓，而且還有流動的空氣不僅具有靜壓，而且還有動能動能（即（即動壓動壓）。動壓）。動壓大小取決于空氣流動的快慢。人可以感覺到動壓，逆風大小取決于空氣流動的快慢。人可以感覺到動壓，逆風行走困難順風被推動。行走困難順風被推動。 動壓具有方向性，我們只關心對著風流方向的最大風動壓具有方向性，我們只

5、關心對著風流方向的最大風速值速值v的最大動壓。動壓與風速的最大動壓。動壓與風速 v 之間成正比平方關系。之間成正比平方關系。靜壓與動壓之和靜壓與動壓之和稱稱全壓，全壓，即即全壓全壓= =靜壓靜壓+ +動壓動壓。礦井中風流的礦井中風流的靜壓、動壓是能夠通過儀表靜壓、動壓是能夠通過儀表檢測出來的。檢測出來的。3）風流壓力的表述方法）風流壓力的表述方法根據比較的基準不同，壓力可以用根據比較的基準不同，壓力可以用絕對壓力絕對壓力和和相對壓力相對壓力表示。表示。絕對壓力是以真空狀態(tài)絕對零壓為比較基準，即以零壓絕對壓力是以真空狀態(tài)絕對零壓為比較基準，即以零壓為起點表示的靜壓。為起點表示的靜壓。絕對靜壓、絕

6、對全壓始終是正絕對靜壓、絕對全壓始終是正值。值。如大氣壓（力）就是絕對靜壓。如大氣壓（力）就是絕對靜壓。相對壓力是以當地大氣壓力相對壓力是以當地大氣壓力p0為比較基準的壓力。即某為比較基準的壓力。即某處絕對壓力與大氣壓力處絕對壓力與大氣壓力p0之差。之差。相對壓力可為正值，相對壓力可為正值，也可為負值。也可為負值。如果井巷中某點的絕對壓力大于大氣如果井巷中某點的絕對壓力大于大氣壓力壓力p0就叫就叫正壓（壓入式通風系統(tǒng)）正壓（壓入式通風系統(tǒng)），反之是，反之是負壓負壓（抽出式通風系統(tǒng)）。（抽出式通風系統(tǒng)）。 礦井通風中，基本上使用相對壓力，如礦井通風中，基本上使用相對壓力，如相對靜壓相對靜壓、相對

7、相對全壓全壓，通常簡稱靜壓、全壓，一般用，通常簡稱靜壓、全壓，一般用 H 或或 h 符號表符號表示。示。動壓恒為動壓恒為正值正值。（伯努利方程（伯努利方程壓力和阻力之間的關系）壓力和阻力之間的關系）壓力單位：國際法定的單位是壓力單位：國際法定的單位是 pa（帕、（帕、 帕帕斯卡、斯卡、N/m2）。它與礦井慣用的單位。它與礦井慣用的單位“mm水柱水柱”之間的換算如下：之間的換算如下： 1mm水柱水柱=9.8 pa（N/m2）一個標準大氣壓一個標準大氣壓=760mm水銀柱水銀柱=101.3kPa二、自然通風不能取代礦井機械通風系統(tǒng)二、自然通風不能取代礦井機械通風系統(tǒng)金屬非金屬礦山安全規(guī)程金屬非金屬

8、礦山安全規(guī)程規(guī)定：規(guī)定：6.4.2.1 礦井應建立機械通風系統(tǒng)。對于礦井應建立機械通風系統(tǒng)。對于自然風壓較大的自然風壓較大的礦井礦井，當風量、風速和作業(yè)場所空氣質量能夠達到，當風量、風速和作業(yè)場所空氣質量能夠達到6.4.1的規(guī)定時，允許的規(guī)定時，允許暫時暫時用自然通風替代機械通風。用自然通風替代機械通風。 1）礦井自然風流的形成）礦井自然風流的形成 由于礦井兩側空氣溫度不同，較低溫度側的空氣密度大、由于礦井兩側空氣溫度不同，較低溫度側的空氣密度大、壓力大（空氣較重），較高溫度側空氣的密度小、壓力壓力大（空氣較重），較高溫度側空氣的密度小、壓力?。諝廨^輕），則空氣由壓力大處流向壓力小處，因?。?/p>

9、空氣較輕），則空氣由壓力大處流向壓力小處，因此而產生的流動空氣稱此而產生的流動空氣稱自然風流自然風流。兩側的壓力差即。兩側的壓力差即自然自然風壓風壓。 在機械通風時，礦井兩側也有溫度差，所以自然風壓同在機械通風時，礦井兩側也有溫度差，所以自然風壓同時存在于機械通風系統(tǒng)之中。時存在于機械通風系統(tǒng)之中。2）平硐豎井開拓的自然風流）平硐豎井開拓的自然風流 夏季時，左側空氣溫度高，夏季時，左側空氣溫度高，空氣的密度較低，自然風空氣的密度較低，自然風壓使空氣按雙線箭頭方向壓使空氣按雙線箭頭方向流動。此時豎井進風，平流動。此時豎井進風，平硐出風。硐出風。 冬季時，左側空氣溫度低，冬季時，左側空氣溫度低，空

10、氣的密度較大，自然風空氣的密度較大，自然風壓使空氣按單線箭頭方向壓使空氣按單線箭頭方向流動。則平硐進風，豎井流動。則平硐進風，豎井出風。出風。 礦井進、回風側空氣溫度差礦井進、回風側空氣溫度差越大，造成的自然風壓越大越大，造成的自然風壓越大 ，自然風流也越大。，自然風流也越大。 如圖平硐豎井開拓礦井如圖平硐豎井開拓礦井夏季夏季的的自然通風風流方向（雙線箭頭）自然通風風流方向（雙線箭頭）基準線基準線3）豎井開拓的礦井）豎井開拓的礦井夏季夏季時的自然風流時的自然風流 0 0 熱空氣側熱空氣側 冷空氣側冷空氣側 1 分析基準線分析基準線 3、動壓、動壓 自然風壓使空氣流動，流動的空氣具有動能，并以動

11、壓的自然風壓使空氣流動，流動的空氣具有動能，并以動壓的形式表現出來。形式表現出來。 空氣動壓使逆風行走困難、田徑賽順風出成績?？諝鈩訅菏鼓骘L行走困難、田徑賽順風出成績。 所以，流動空氣（風流）除了具有靜止空氣的靜壓能和位所以，流動空氣（風流）除了具有靜止空氣的靜壓能和位壓能外還有動能：靜壓能壓能外還有動能：靜壓能+位能位能+動能，在流體力學中通常說成動能，在流體力學中通常說成靜壓、位壓、動壓，即某處風流的能量總合由靜壓、位壓和動靜壓、位壓、動壓，即某處風流的能量總合由靜壓、位壓和動壓壓3部分組成，并且總能量高的空氣總是流向低處。部分組成，并且總能量高的空氣總是流向低處?！皶簳r用自然通風替代機械

12、通風暫時用自然通風替代機械通風”不是憑感覺，而是不是憑感覺，而是要建立在測定的基礎上要建立在測定的基礎上 ，分析停開風機后，分析停開風機后 整個周期內整個周期內 風量夠不夠，風質滿不滿足要求。風量夠不夠，風質滿不滿足要求。1243 2、礦井通風系統(tǒng)的稱謂、礦井通風系統(tǒng)的稱謂1）統(tǒng)一通風與分區(qū)通風）統(tǒng)一通風與分區(qū)通風 統(tǒng)一通風統(tǒng)一通風：一個礦井構成一個整體的通風系統(tǒng)。：一個礦井構成一個整體的通風系統(tǒng)。 分區(qū)通風分區(qū)通風：一個礦井劃分成若干個獨立的通風系統(tǒng)，且：一個礦井劃分成若干個獨立的通風系統(tǒng)，且風流互不干擾。有獨立的進、回風井。風流互不干擾。有獨立的進、回風井。 柴河鉛鋅礦柴河鉛鋅礦水平分區(qū)通

13、風系統(tǒng)水平分區(qū)通風系統(tǒng)西華山鎢礦西華山鎢礦中段分區(qū)通風系統(tǒng)中段分區(qū)通風系統(tǒng)2）按進風井與回風井的布置稱謂）按進風井與回風井的布置稱謂 中央式通風中央式通風：進風井與回風井均位于礦體走向中央，風流：進風井與回風井均位于礦體走向中央，風流在井下的流動路線是折返式的。非煤礦井少用。在井下的流動路線是折返式的。非煤礦井少用。 對角式通風對角式通風：進風井在礦體一異，回風井在礦體另一異（左圖），稱進風井在礦體一異，回風井在礦體另一異（左圖），稱單異對單異對角式通風角式通風; 進風井在礦體中央，回風井在礦體兩異（右圖），稱進風井在礦體中央，回風井在礦體兩異（右圖），稱兩異對角式通風兩異對角式通風。風流在井

14、下的流動路線是直向式的。非煤礦山大多采用這種方風流在井下的流動路線是直向式的。非煤礦山大多采用這種方式通風。式通風。 單異對角式通風單異對角式通風 兩異對角式通風兩異對角式通風中央對角混合式中央對角混合式：當礦體走向長，開采范圍廣，采用中央開：當礦體走向長，開采范圍廣，采用中央開拓，可在中部布置進風井和回風井，用于解決中部礦體開采拓，可在中部布置進風井和回風井，用于解決中部礦體開采時的通風，而在礦體兩異另開掘回風井，解決邊遠礦體開采時的通風，而在礦體兩異另開掘回風井，解決邊遠礦體開采時的通風。如下圖所示：時的通風。如下圖所示： 中央對角混合式通風中央對角混合式通風 一般所說的通風系統(tǒng)，都是按進

15、風井與回風井的布置來稱一般所說的通風系統(tǒng)，都是按進風井與回風井的布置來稱謂的謂的3）主扇工作方式和安裝地點）主扇工作方式和安裝地點主扇工作方式有主扇工作方式有3種：壓入式、抽出式、壓抽混合式種：壓入式、抽出式、壓抽混合式 壓入式壓入式：可直接把新鮮風流送入井下，污染少，風質較：可直接把新鮮風流送入井下，污染少，風質較好好;但漏風問題突出。但漏風問題突出。 抽出式抽出式：污風易于迅速排出，也便于安設風量調節(jié)控制：污風易于迅速排出，也便于安設風量調節(jié)控制裝置，這是他能廣泛應用的優(yōu)點；但也有容易造成短路吸風裝置，這是他能廣泛應用的優(yōu)點；但也有容易造成短路吸風的問題，特別是對于崩落采礦的礦山。的問題，

16、特別是對于崩落采礦的礦山。 壓抽混合式壓抽混合式：具有壓入式和混合式兩者的優(yōu)點；但所需：具有壓入式和混合式兩者的優(yōu)點；但所需設備較多，通風動力消耗也大一些。設備較多，通風動力消耗也大一些。主扇安裝地點：可安裝在地表，也可安裝在井下主扇安裝地點：可安裝在地表，也可安裝在井下 安裝在地表安裝在地表：安裝、檢修、維護比較方便，火災事故時：安裝、檢修、維護比較方便，火災事故時扇風機比較安全，井下發(fā)生火災時便于停風、反風；但井口扇風機比較安全，井下發(fā)生火災時便于停風、反風；但井口密閉要求較嚴格，漏風較大。密閉要求較嚴格，漏風較大。 安裝在井下安裝在井下：一般與安裝在地表的優(yōu)缺點相反。常在下：一般與安裝在

17、地表的優(yōu)缺點相反。常在下面的情況采用：地表險峻，有山崩、滾石、滑坡等危險因素，面的情況采用：地表險峻，有山崩、滾石、滑坡等危險因素，威脅主扇安全時威脅主扇安全時；礦井深部開采，工作面距地表主扇越來越礦井深部開采，工作面距地表主扇越來越遠，且沿途漏風增大時遠，且沿途漏風增大時；采用多級機站等采用多級機站等。多級機站通風系統(tǒng)多級機站通風系統(tǒng) 由幾級進風機站以接力方式將新鮮空氣經進風井巷送到作業(yè)由幾級進風機站以接力方式將新鮮空氣經進風井巷送到作業(yè)區(qū)，再由幾級回風機站以接力方式將作業(yè)時形成的污風濁空氣區(qū)，再由幾級回風機站以接力方式將作業(yè)時形成的污風濁空氣經回風井巷排出礦井的通風系統(tǒng)。其風機工作方式屬于

18、壓抽混經回風井巷排出礦井的通風系統(tǒng)。其風機工作方式屬于壓抽混合式。合式。對進風段、需風段、回風段均設有風機，有均壓的作用，對進風段、需風段、回風段均設有風機，有均壓的作用，可有效地控制漏風（特別是對露天轉井下的礦山，如大冶鐵可有效地控制漏風（特別是對露天轉井下的礦山，如大冶鐵礦），節(jié)省通風電能，風量調節(jié)較靈活；但通風設備多、管理礦），節(jié)省通風電能，風量調節(jié)較靈活；但通風設備多、管理較復雜。較復雜。 進 提 需風巷 回 風 升 風 井 井 井 1234多級機站反風是個問題！多級機站反風是個問題！如圖所示，需如圖所示，需8處風機都要協(xié)調反風，否則即或單臺風機處風機都要協(xié)調反風，否則即或單臺風機反風

19、量在反風量在60%，也達不到全系統(tǒng)反風量，也達不到全系統(tǒng)反風量60%的效果。的效果。另外，火災發(fā)生在圖中的另外，火災發(fā)生在圖中的紅線范圍紅線范圍，1站風機將很有燒毀站風機將很有燒毀的可能，這種情況下反風量非常微弱，很難控制火災生成的可能，這種情況下反風量非常微弱，很難控制火災生成的有毒有害物質和火勢向工作區(qū)域漫延。的有毒有害物質和火勢向工作區(qū)域漫延。 進 提 需風巷 回 風 升 風 井 井 井 1234 1)1)礦用扇風機分類礦用扇風機分類 作用：提供空氣運動的能量作用：提供空氣運動的能量 分類分類 按其構造原理可以分為按其構造原理可以分為軸流式與離心式軸流式與離心式兩大類。兩大類。 金屬非金

20、屬礦山大多使用金屬非金屬礦山大多使用葉片式軸流扇風機葉片式軸流扇風機。 礦用扇風機按其在井下使用的功能分為：礦用扇風機按其在井下使用的功能分為： 主扇、輔扇和局扇（見下頁圖）主扇、輔扇和局扇（見下頁圖）。 為全礦井或者礦井某一翼通風的風機簡稱為全礦井或者礦井某一翼通風的風機簡稱主扇主扇，主扇外配，主扇外配 擴散器擴散器，廠家經常有配套的擴散器供選用；，廠家經常有配套的擴散器供選用； 為礦井通風網路進行風量調節(jié)的風機簡稱為礦井通風網路進行風量調節(jié)的風機簡稱輔扇輔扇； 借助風筒為礦井局部地點通風的扇風機簡稱為借助風筒為礦井局部地點通風的扇風機簡稱為局扇局扇。 主扇 1 2 輔扇 3 局扇 軸流式主

21、扇結構軸流式主扇結構動輪（工作輪）1、葉片2、圓筒形外殼3、集風器4、整流器5、前流線體6、機內環(huán)形擴散器7 23）扇風機的特性）扇風機的特性 扇風機是應用電動機提供的能量使葉片（動輪）轉動，以一定的效率轉變?yōu)榭諝獾膲耗?，并造成流動空氣?評價扇風機的性能有評價扇風機的性能有2 2個基本的特征參數，個基本的特征參數，即即壓力壓力（風壓）和（風壓）和風量風量，通常標記為，通常標記為 H H 和和 Q Q ，常用單位分別是，常用單位分別是 Pa Pa 和和 m m3 3/s /s 表示。表示。 此外，扇風機性能還有兩個特征參數，即：此外，扇風機性能還有兩個特征參數，即：功率功率 N N 和和效率效

22、率。 這這4 4個特征參數可以用曲線描述個特征參數可以用曲線描述（1 1）風量風量- -風壓特性曲線風壓特性曲線 扇風機的風量和壓力扇風機的風量和壓力不是定值不是定值。不同工作壓力對應不同。不同工作壓力對應不同的風量的風量 風 壓 A(HA-QA) H B(HB-QB) H-Q 風量Q 風量風量-風壓特性曲線風壓特性曲線駝峰駝峰90-95%90-95%究竟在哪一點工作（工況點究竟在哪一點工作（工況點K）由負荷（礦井阻力）決定）由負荷（礦井阻力）決定 R 礦井風阻特性曲線礦井風阻特性曲線風壓 H A(HA-QA) B(HB-QB) H-Q 風量Q風量風量-風壓特性曲線風壓特性曲線K 軸流扇風機的

23、葉片可以調整，不同的葉片安裝角有軸流扇風機的葉片可以調整，不同的葉片安裝角有不同的不同的 Q-H曲線，所以一臺扇風機曲線，所以一臺扇風機有一組有一組 Q-H曲線曲線（2）風量風量- -功率、風量功率、風量- -效率特性曲線效率特性曲線 為了便于選擇電動機，因此備有所需電動機功率的為了便于選擇電動機，因此備有所需電動機功率的曲線一組（曲線一組（Q-N曲線曲線） 有了扇風機的有了扇風機的 Q-H曲線和曲線和 Q-N曲線就可以算出不曲線就可以算出不同風量時的效率，因此附有一組效率曲線（同風量時的效率，因此附有一組效率曲線（Q-曲線曲線） 軸流扇風機的軸流扇風機的 Q-H曲線、曲線、 Q-N曲線、曲線

24、、 Q-曲線見下曲線見下頁頁Q-NQ-HQ-4 4）金屬非金屬礦井）金屬非金屬礦井常用的常用的主、輔扇型號主、輔扇型號（1）K系列扇風機：系列扇風機： K-40、 K-45、 （K-54） （對旋的有（對旋的有 ：DK-40、DK-45） 葉輪直徑：葉輪直徑： 0.72.6 m 反轉反風反轉反風（2） 2K56、2K60扇風機扇風機 葉輪直徑：葉輪直徑： 1.8、2.4、2.8 m 反轉反風反轉反風（3） BDK、FBDCZ（防爆對旋軸流式扇風機）（防爆對旋軸流式扇風機） 葉輪直徑：葉輪直徑： 1.22.8 ； 反轉反風反轉反風（4） TAF扇風機扇風機 葉輪直徑：葉輪直徑： 2.8 m； 調

25、節(jié)葉片反風調節(jié)葉片反風扇風機扇風機銘牌符號銘牌符號 5）主扇選擇及其參數計算）主扇選擇及其參數計算 （1）主扇參數計算主扇參數計算 選擇主扇風機的基本參數：風量選擇主扇風機的基本參數：風量Qf、風壓、風壓Hf ， 然后計然后計算功率算功率 Nf 和效率和效率f 。主扇風機風量主扇風機風量Qf表示單位時間流過扇風機的空氣量，其計算依據是礦表示單位時間流過扇風機的空氣量，其計算依據是礦井風量和扇風機裝置的漏風系數。井風量和扇風機裝置的漏風系數。計算公式：計算公式： Qf = Kf Qk ，m3/s， 式中式中 ：Kf扇風機裝置的漏風系數，也稱扇風機裝置扇風機裝置的漏風系數，也稱扇風機裝置 備用系數

26、，一般取備用系數，一般取1.11.15； Qk礦井風量礦井風量m3/s，根據礦井，根據礦井需風量計算需風量計算得到。得到。礦井礦井最基本的需風量最基本的需風量，其計算方法在安全規(guī)程中已明確給出，其計算方法在安全規(guī)程中已明確給出6.4.1.5 礦井所需風量，按下列要求分別計算，礦井所需風量，按下列要求分別計算，并取其中最大值：并取其中最大值：按井下同時工作的最多人數計算，供風量應不按井下同時工作的最多人數計算，供風量應不少于每人少于每人4m3min：按排塵風速計算，按排塵風速計算，硐室型采場最低風速應不小于硐室型采場最低風速應不小于0.15ms，巷道型采場和掘進巷道應不，巷道型采場和掘進巷道應不

27、小于小于0.25ms； 電耙道和二次破碎巷道應不小于電耙道和二次破碎巷道應不小于0.5ms； 箕斗硐室、破碎硐室等作業(yè)地點，可根據具體條件，在保證作業(yè)地點空氣中箕斗硐室、破碎硐室等作業(yè)地點，可根據具體條件，在保證作業(yè)地點空氣中有害物質的接觸限值符合有害物質的接觸限值符合GBZ 2規(guī)定的前提下，分別采用計算風量的排塵風規(guī)定的前提下，分別采用計算風量的排塵風速；速；有柴油設備運行的礦井，按同時作業(yè)機臺數有柴油設備運行的礦井，按同時作業(yè)機臺數 每千瓦每分鐘供風量每千瓦每分鐘供風量4m3計計算算。 主扇風機全壓主扇風機全壓Hf為扇風機提供的全部壓力。它等于礦井通風總阻力、反向自為扇風機提供的全部壓力。

28、它等于礦井通風總阻力、反向自然風壓、扇風機裝置的通風阻力以及空氣流入到大氣的出然風壓、扇風機裝置的通風阻力以及空氣流入到大氣的出口動壓損失之和?？趧訅簱p失之和。計算公式：計算公式： Hf=hk+Hz+hzh+hd ，Pa 22-2式中：式中： hk礦井通風總阻力，礦井通風總阻力，Pa，根據礦井通風阻力計算，根據礦井通風阻力計算 得，得， h hk k =RQ2； Hz自然風壓，自然風壓，Pa，根據礦井自然風壓計算得；，根據礦井自然風壓計算得； hzh扇風機裝置的通風阻力，扇風機裝置的通風阻力，Pa，一般取，一般取150200 Pa； hd出口動壓損失，測出口風速出口動壓損失，測出口風速v計算而

29、得，計算而得，Pa： 見下頁圖見下頁圖 風井風井 風硐風硐 主扇裝置在地主扇裝置在地 表抽出式工作表抽出式工作 （測出口風速處）（測出口風速處） 風機房風機房 擴散器擴散器 擴散塔：擴散塔：降低出口風速，減少扇風機動壓降低出口風速，減少扇風機動壓 損失，提高有效靜壓。出口斷面損失，提高有效靜壓。出口斷面 積要大。積要大。出口動壓損失出口動壓損失hd根據下式計算得根據下式計算得 h hd d= = v v 2 2 /2 /2 ， PaPa 式中式中 動壓損失系數一般取動壓損失系數一般取 0.250.450.250.45； vv出口平均風速，出口平均風速，m/s/s； 空氣密度，空氣密度，kg/

30、kg/ m3 3。 計算求得，一般條件下取計算求得，一般條件下取 1.205 kg/ 1.205 kg/ m3 。根據上面計算出的主扇風量根據上面計算出的主扇風量Qf和主扇風壓和主扇風壓Hf，就可，就可以在眾多的扇風機（特性曲線）上選定主扇。然后以在眾多的扇風機（特性曲線）上選定主扇。然后再選擇電機和計算有關參數。再選擇電機和計算有關參數。ffffQHN1000efeKNN 主扇風機功率主扇風機功率Nf和效率和效率f 根據主扇風機的風量根據主扇風機的風量Qf和風壓和風壓Hf，在扇風機特性曲線，在扇風機特性曲線 上查出相應的效率上查出相應的效率f ，再計算扇風機的產生的功率，再計算扇風機的產生的

31、功率Nf： ，kwkw 電動機功率電動機功率NeNe計算計算 ， kwkw式中：式中： K K電動機功率備用系數，軸流式風機取電動機功率備用系數，軸流式風機取 1.11.11.21.2；離心式風機取；離心式風機取1.21.21.31.3； 傳動效率，直連傳動傳動效率，直連傳動=1=1，皮帶傳動，皮帶傳動 取取0.950.95 e e電動機效率電動機效率（2 2）主扇選擇要點）主扇選擇要點 1、通風設計中，所選的扇風機要兼顧通通風設計中，所選的扇風機要兼顧通風最容易時期和最困難時期的需要；風最容易時期和最困難時期的需要； 2、扇風機工況點應位于特性曲線駝峰點扇風機工況點應位于特性曲線駝峰點的右側

32、，且不超過駝峰點風壓的的右側，且不超過駝峰點風壓的9095%，曲線平緩取大值，曲線陡峭取小，曲線平緩取大值，曲線陡峭取小值；值； 3、扇風機效率不小于扇風機效率不小于60%； 4、所選的扇風機的工況風量和風壓應略所選的扇風機的工況風量和風壓應略高于計算出的風量和風壓；高于計算出的風量和風壓； 5、同一位置上并聯(lián)或者串聯(lián)的扇風機，同一位置上并聯(lián)或者串聯(lián)的扇風機，宜采用相同的扇風機；宜采用相同的扇風機；6、盡量選擇能反轉反風的風機做作主扇，反風量要達盡量選擇能反轉反風的風機做作主扇，反風量要達到到60%；安全規(guī)程關于反風的要求：安全規(guī)程關于反風的要求：6.4.3.3 主扇應有使礦井風流在主扇應有使

33、礦井風流在10min內反向的措施。內反向的措施。當利用軸流式風機反轉反風時，其反風量應達到正常運當利用軸流式風機反轉反風時，其反風量應達到正常運轉時風量的轉時風量的60以上。以上。采用多級機站的礦山采用多級機站的礦山主通風系統(tǒng)主通風系統(tǒng)的的每一臺通風機每一臺通風機都應滿都應滿足反風要求，以保證整個系統(tǒng)都能反風。足反風要求，以保證整個系統(tǒng)都能反風。 7、主扇應按要求配置備用電機主扇應按要求配置備用電機。安全規(guī)程關于備用電動機的要求：安全規(guī)程關于備用電動機的要求：6.4.3.2 每臺主扇應具有相同型號和規(guī)格的備用電動每臺主扇應具有相同型號和規(guī)格的備用電動機，并有能迅速調換電動機的設施。機，并有能迅

34、速調換電動機的設施。大冶程潮金山店礦的多級機站均配置同型號的備用風機大冶程潮金山店礦的多級機站均配置同型號的備用風機 4 4、通風網路（絡）、通風網路（絡） 礦井風流流經的井巷、采空區(qū)、漏風孔隙所組成的通道網。如進風井巷、回風井巷、中段巷道、貫穿風流的采場、漏風等通道組成的通道網稱之為礦井通風網絡。 非煤礦山通常是多中段同時作業(yè)，如果對各中段的入、回風流不適當敢安排，勢必造成新鮮風流污染。為使各中段作業(yè)面都能從入風井得到新鮮風流，并將所排出的污鳳送入回風井，各作業(yè)面的風流互不串聯(lián)，就必須對各中段的入排風巷道統(tǒng)一安排，構成一定形式的中段通風網絡結構。非煤礦山中段通風網絡結構的形式：非煤礦山中段通

35、風網絡結構的形式： 1）階梯式：）階梯式：當礦體由邊當礦體由邊界回風井向入風井方向界回風井向入風井方向后退后退式回采式回采時，可以利用上中段時，可以利用上中段已結束作業(yè)的運輸道做下中已結束作業(yè)的運輸道做下中段的回風道，如下圖。段的回風道，如下圖。結構簡單、工程量小、風流穩(wěn)結構簡單、工程量小、風流穩(wěn)定；要求嚴格的后退式回采定；要求嚴格的后退式回采 2）平行雙巷通風網：一條）平行雙巷通風網：一條靠近礦體底盤，另一條靠近靠近礦體底盤，另一條靠近頂盤；一條做進風道，另一頂盤；一條做進風道，另一條做回風道。采場由本中段條做回風道。采場由本中段得到新鮮風流，污風經上中得到新鮮風流，污風經上中段或本中段的回

36、風道排出。段或本中段的回風道排出。結構簡單，解決風流串聯(lián)很有結構簡單，解決風流串聯(lián)很有效；工程量較大，適于厚大、效；工程量較大，適于厚大、開采強度大的富礦體開采強度大的富礦體風門風門風窗風窗1231233）棋盤式：由各階段進風道、）棋盤式：由各階段進風道、集中回風天井集中回風天井和和總回風道總回風道構成。一般每隔一定距離構成。一般每隔一定距離（60120m）保留一條貫）保留一條貫通各階段上下各中段的回通各階段上下各中段的回風天井，并與總回風道連風天井，并與總回風道連通。通。 適于多中段作業(yè)，通風構適于多中段作業(yè)，通風構筑（風門、橋、窗）物多筑（風門、橋、窗）物多4）上、下行間隔式：每隔一）上、

37、下行間隔式：每隔一個階段建立一條個階段建立一條脈外集中脈外集中回風平巷回風平巷做回風用。做回風用。 有利于解決多階段作業(yè)的有利于解決多階段作業(yè)的工作面風流串聯(lián)問題，開工作面風流串聯(lián)問題，開鑿工程量較平行雙巷少；鑿工程量較平行雙巷少；回風平巷必須專用，還須回風平巷必須專用，還須加強主扇對他的風量控制加強主扇對他的風量控制總回風道總回風道集中回集中回風天井風天井5 5、通風構筑物、通風構筑物 通風構筑物是引導、遮斷風流和控制風量的設施。凡是引導風流、遮斷風流和調節(jié)風量的裝置都叫通風管構筑物，其作用是讓進入礦井的風流按要求流動，為保證工作面的風量、風質提供前提。 引導風流的通風構筑物有：主扇風硐、擴

38、散器、反風裝置、風橋、導風板和風障； 遮斷風流的通風構筑物有：風墻、風門； 控制風量的通風構筑物主要是風窗（調節(jié)風窗） 1）主扇風硐）主扇風硐 主扇與主扇與風井風井或通風巷道之間的一段聯(lián)絡巷道。由于主扇或通風巷道之間的一段聯(lián)絡巷道。由于主扇通過的風量大、前后的壓差大，要特別注意降低風硐的阻力通過的風量大、前后的壓差大，要特別注意降低風硐的阻力和減少和減少 風硐風硐的漏風。的漏風。 主扇主扇裝置裝置在地在地 表抽出式工作（垂直剖面圖）表抽出式工作（垂直剖面圖） 風機房風機房2）擴散器擴散器和和擴散塔擴散塔：降低出口風速，減少扇風機動壓損失，提降低出口風速，減少扇風機動壓損失，提高其有效靜壓。出口

39、斷面積要大。高其有效靜壓。出口斷面積要大。主扇設于井下回風巷道中主扇設于井下回風巷道中作抽壓混合式工作的主扇裝置平面圖作抽壓混合式工作的主扇裝置平面圖 門門 風機房風機房 門門 主扇主扇 擴散器擴散器 向上回風井向上回風井3）風橋）風橋 在通風系統(tǒng)中進風道與回風道交界處，為使新風污風互相在通風系統(tǒng)中進風道與回風道交界處，為使新風污風互相隔開需構筑風橋。隔開需構筑風橋。安全規(guī)程關于風橋的要求：安全規(guī)程關于風橋的要求：6.4.2.10 風橋的構造和使用，應符合下列規(guī)定：風橋的構造和使用，應符合下列規(guī)定： 風量超過風量超過20m3s時，應設繞道式風橋；時，應設繞道式風橋； 風量為風量為1020m3時

40、，可用磚、石、混凝土砌筑；時，可用磚、石、混凝土砌筑； 風量小于風量小于10m3s時，可用鐵風筒；時，可用鐵風筒； 木制風橋只準臨時使用；木制風橋只準臨時使用； 風橋與巷道的連接處應做成弧形。風橋與巷道的連接處應做成弧形。 直接開鑿繞道的直接開鑿繞道的 用混凝土架設用混凝土架設 繞道式風橋（圖繞道式風橋（圖A） 混凝土風橋混凝土風橋 （圖（圖B） 圖圖 A 圖圖 B4）風門）風門 通風系統(tǒng)中，既需要隔斷風流，有需要通車行人的巷道需通風系統(tǒng)中，既需要隔斷風流，有需要通車行人的巷道需建立風門。建立風門。 在回風巷道中，只行人不通車或通車不多的地方，可構筑在回風巷道中，只行人不通車或通車不多的地方，

41、可構筑普通風門（手動風門）；在通車行人比較繁忙的主要運輸普通風門（手動風門）；在通車行人比較繁忙的主要運輸道上，應構筑自動風門。道上，應構筑自動風門。 安全規(guī)程關于風門的要求：安全規(guī)程關于風門的要求：6.4.2.9 .主要運輸巷道應設兩道風門，其間距應大于一主要運輸巷道應設兩道風門，其間距應大于一列車的長度。手動風門應列車的長度。手動風門應與風流方向與風流方向成成8085的夾的夾角，并角，并逆風開啟逆風開啟。 迎著風流方向迎著風流方向 門框、門軸應傾斜的度數，門框、門軸應傾斜的度數， 便于風門便于風門 能借助自重而關閉能借助自重而關閉 我國多年實踐經驗總結，我國多年實踐經驗總結，常用的自動風門

42、有：常用的自動風門有：碰撞式自動風門，碰撞式自動風門，氣動或水動自動風門氣動或水動自動風門， 門框門框電動自動風門等。風幕電動自動風門等。風幕 門門 手動風門可用木板或鐵板手動風門可用木板或鐵板制成。其特點是門框與門面制成。其特點是門框與門面呈呈斜面接觸斜面接觸，嚴密堅固，可，嚴密堅固，可使用使用1.52年。如右圖。年。如右圖。 手動手動 風門圖風門圖5）擋風墻（密閉、風墻）擋風墻（密閉、風墻） 擋風墻經常砌筑在非生產擋風墻經常砌筑在非生產 磚砌擋風墻磚砌擋風墻 的巷道里。的巷道里。 永久性擋風墻可用磚、石永久性擋風墻可用磚、石 或混凝土砌筑，臨時的可或混凝土砌筑，臨時的可 以用木柱、木板和廢

43、舊風以用木柱、木板和廢舊風 筒布釘成。筒布釘成。 但巷道中有水時擋風墻下但巷道中有水時擋風墻下 部應留有放水管。為防止部應留有放水管。為防止 漏風，可把放水管做成漏風，可把放水管做成U 形，保持水封。形，保持水封。6）調節(jié)風窗（風窗）調節(jié)風窗（風窗） 調節(jié)風窗是以增加巷道局部阻力的方式，調節(jié)巷道風量的通風調節(jié)風窗是以增加巷道局部阻力的方式，調節(jié)巷道風量的通風構筑物。構筑物。 其形式是在擋風墻或風門上留一個可調節(jié)其面積的窗口，通過其形式是在擋風墻或風門上留一個可調節(jié)其面積的窗口，通過改變窗口的面積，控制所通過的風量。改變窗口的面積，控制所通過的風量。 調節(jié)風窗多設置在無運輸行人或運輸行人較少的巷

44、道。調節(jié)風窗多設置在無運輸行人或運輸行人較少的巷道。 調節(jié)風窗與輔扇調節(jié)風量比較：前者是增阻，后者是增壓。如調節(jié)風窗與輔扇調節(jié)風量比較：前者是增阻，后者是增壓。如圖所示。圖所示。 如要增加如要增加3中段風量或減少中段風量或減少2中段的風量則可在中段的風量則可在2中段設風窗或中段設風窗或在在3中段設輔扇中段設輔扇 1中段中段 2中段中段 3中段中段 對各種構筑物總的要求對各種構筑物總的要求不漏風不漏風 安全規(guī)程規(guī)定：安全規(guī)程規(guī)定：6.4.2.9 通風構筑物通風構筑物(風門、風橋、風窗、擋風墻等風門、風橋、風窗、擋風墻等)應由專應由專人負責檢查、維修，保持完好嚴密狀態(tài)。人負責檢查、維修，保持完好嚴

45、密狀態(tài)。. 四四 、主扇工況測定、主扇工況測定安全規(guī)程規(guī)定：安全規(guī)程規(guī)定：6.4.3.4 主扇風機房，應設有測量風壓、風量、電流、電壓主扇風機房，應設有測量風壓、風量、電流、電壓和軸承溫度等的儀表。每班都應對扇風機運轉情況進行檢和軸承溫度等的儀表。每班都應對扇風機運轉情況進行檢查，并填寫運轉記錄。有自動監(jiān)控及測試的主扇，每兩周查，并填寫運轉記錄。有自動監(jiān)控及測試的主扇，每兩周應進行一次自控系統(tǒng)的檢查。應進行一次自控系統(tǒng)的檢查。風機房安設的儀表風機房安設的儀表 安全規(guī)程明確規(guī)定安全規(guī)程明確規(guī)定“主扇風機房，應設有測量風壓、風量、主扇風機房，應設有測量風壓、風量、電流、電壓和軸承溫度等的儀表。電流

46、、電壓和軸承溫度等的儀表?！?其目的是評價其目的是評價主扇主扇工作狀況（工況）工作狀況（工況）。 電流和電壓由配電柜上的表盤直接讀取，而測量風量和風壓電流和電壓由配電柜上的表盤直接讀取，而測量風量和風壓的儀表需要礦山另行配置或自行安裝。的儀表需要礦山另行配置或自行安裝。1、主扇風量測定、主扇風量測定 通常在主扇風硐內進行：要求測定斷面選在通常在主扇風硐內進行：要求測定斷面選在風硐較平直風硐較平直的區(qū)段。的區(qū)段。 1）由于風硐內風速大，一般用）由于風硐內風速大，一般用高速風表高速風表測定斷面上平均測定斷面上平均風速，；風速，； 2）也可把斷面分成若干個面積相等的方格，用）也可把斷面分成若干個面積

47、相等的方格，用風速傳感風速傳感器器測定各方格中心點的風速，再計算出平均風速。測定各方格中心點的風速，再計算出平均風速。 這兩種辦法測出的平均風速，再乘以斷面積就是主扇風這兩種辦法測出的平均風速，再乘以斷面積就是主扇風量量Qf 。 3） 比較簡便、常用的方法是：利用皮托管、比較簡便、常用的方法是：利用皮托管、U形管形管、膠、膠皮管測風硐斷面上的皮管測風硐斷面上的動壓動壓，換算成斷面平均風速，再計算出，換算成斷面平均風速，再計算出主扇風量主扇風量Qf 。 動壓動壓-風速換算公式：風速換算公式： hd= v 2 /2 ， Pa 因為皮托管只置于一個固定點，測得的動壓只是這一點因為皮托管只置于一個固定

48、點，測得的動壓只是這一點的動壓，算出的風速也只是該點的風速，為獲得斷面的平均的動壓，算出的風速也只是該點的風速，為獲得斷面的平均風速，應事先測得斷面平均風速與該測點處風速的比值。風速，應事先測得斷面平均風速與該測點處風速的比值。 比值最好是比值最好是1，也就是說也就是說該測點的風速最好使測得的動壓該測點的風速最好使測得的動壓能代表平均風速，一般來說能代表平均風速，一般來說此點大致在高、寬此點大致在高、寬1/3處。處。fabgea gea nynyhh/3b/3b 皮托管（接受風壓，固定在風硐測點位置）皮托管（接受風壓，固定在風硐測點位置） U形管（壓力顯示，為使讀數準確可用形管（壓力顯示，為使

49、讀數準確可用精密壓差計精密壓差計?？芍?。可置于風機房）于風機房） 膠皮管（傳遞壓力。膠皮管（傳遞壓力。按一定的要求按一定的要求連接皮托管和連接皮托管和U形管）形管） 皮托管皮托管 U形管形管 （可以接受全壓和靜壓）（可以接受全壓和靜壓） （內裝蒸餾水）（內裝蒸餾水）主扇風機房風流測量儀表的布置（主扇風機房風流測量儀表的布置（以置于井口的抽出式主扇測以置于井口的抽出式主扇測定為例定為例）風機房風機房動壓動壓 相對靜壓相對靜壓2、主扇風壓測定、主扇風壓測定使用儀表：皮托管、使用儀表：皮托管、U形管、膠皮管。形管、膠皮管。風硐斷面上需測的基本參數：風硐斷面上需測的基本參數： 動壓動壓hd，如前所述；

50、，如前所述； 相對靜壓相對靜壓hj或或相對全壓相對全壓hq，一般測相對靜壓。，一般測相對靜壓。測量儀表：用測量動壓的皮托管，再加測量儀表：用測量動壓的皮托管，再加1支支U形管測靜壓或形管測靜壓或 全壓全壓，膠皮管連接皮托管和膠皮管連接皮托管和U形管的方式如前圖。形管的方式如前圖。根據風硐斷面上測得的動壓和靜壓，經過一定的計算，就可根據風硐斷面上測得的動壓和靜壓，經過一定的計算，就可 以得到主扇工作時的全壓或靜壓。以得到主扇工作時的全壓或靜壓。對于對于壓入工作的主扇壓入工作的主扇和設于和設于井下壓抽混合式主扇，井下壓抽混合式主扇，風硐內的風硐內的 測定和主扇風量和主扇全壓計算大致相同：測定和主扇

51、風量和主扇全壓計算大致相同：在上圖所示的主扇作抽出式工作情況下，在上圖所示的主扇作抽出式工作情況下，主扇全（風）壓為：主扇全（風）壓為： 主扇全壓主扇全壓Hf=相對靜壓相對靜壓hj -動壓動壓hd +擴散器出口處動壓擴散器出口處動壓hd k如在風硐中測的是相對全壓，則：如在風硐中測的是相對全壓，則： 主扇全壓主扇全壓Hf =相對全壓相對全壓hq +擴散器出口處動壓擴散器出口處動壓hd k對于壓入式工作的主扇，對于壓入式工作的主扇，用風硐中測得相對靜壓或相對全壓用風硐中測得相對靜壓或相對全壓及動壓計算的主扇全壓分別為：及動壓計算的主扇全壓分別為： 主扇全壓主扇全壓Hf =相對靜壓相對靜壓hj +

52、動壓動壓hd 主扇全壓主扇全壓Hf =相對全壓相對全壓hq對于工作在井下的主扇，對于工作在井下的主扇，用風硐中側得相對靜壓或相對全壓用風硐中側得相對靜壓或相對全壓及動壓計算的主扇全壓分別為：及動壓計算的主扇全壓分別為： 主扇全壓主扇全壓Hf =相對靜壓相對靜壓hj -主扇風硐進風側動壓主扇風硐進風側動壓hd1 +主扇風硐出風側動壓主扇風硐出風側動壓hd2 主扇全壓主扇全壓Hf =相對全壓相對全壓hq 同樣的原理，也可以計算出主扇靜壓（略）同樣的原理，也可以計算出主扇靜壓（略）3、主扇電動機功率測定、主扇電動機功率測定 由主扇風機房的電壓、電流表的讀數，得到電機電源由主扇風機房的電壓、電流表的讀

53、數，得到電機電源 線電壓線電壓U和線電流和線電流 I 參數，再測一個功率因數參數，再測一個功率因數cos，即可，即可算出拖動主扇的電機輸入功率算出拖動主扇的電機輸入功率N： N= UI cos ，Kw4、主扇效率計算、主扇效率計算 = QfHf /1000N e d ， % 式中式中 ：e 拖動主扇的電機的效率；拖動主扇的電機的效率； d 電機與主扇間的傳動效率。電機與主扇間的傳動效率。3五、關于局部通風五、關于局部通風炮煙熏人事故，絕大部分與局部通風不良密切相關，尤其是炮煙熏人事故，絕大部分與局部通風不良密切相關，尤其是在天井掘進中。在天井掘進中。局部通風不用礦井總風壓，但必需使用通風系統(tǒng)中

54、的風流。局部通風不用礦井總風壓，但必需使用通風系統(tǒng)中的風流。1、局部通風方法、局部通風方法 1）用全礦通風的風壓作為動力進行局部通風，如下圖利用縱向風障導風的局部通風可靠、但需一定的總風壓可靠、但需一定的總風壓還要考慮工程上可行還要考慮工程上可行縱向風障風 窗2）擴散通風）擴散通風 只適用只適用1015m短距離的獨頭工作面短距離的獨頭工作面3）引射器通風 以高壓水或者壓縮空氣為動力經噴頭高速射出，在噴出射流周圍造成負壓區(qū)而吸入空氣，使風筒中空氣流出而通風掘進工作面（與文丘里管同理） 運轉費用高、通常少采用。 這不同于用壓氣吹獨頭工作面。4 4）廣泛使用的使用局部扇風機通風，或叫局扇通風）廣泛使

55、用的使用局部扇風機通風，或叫局扇通風 按照局扇的工作方式分，局部通風為：按照局扇的工作方式分，局部通風為： 壓入式通風；抽出式通風；混合式通風壓入式通風；抽出式通風；混合式通風 局扇通風一定要配有風筒。局扇通風一定要配有風筒。2、局扇通風布置、局扇通風布置 局扇通風合理布置是獨頭工作面通風效果的關鍵。局扇通風合理布置是獨頭工作面通風效果的關鍵。安全規(guī)程規(guī)定：安全規(guī)程規(guī)定：6.4.4.2 局部通風的風筒口與工作面的局部通風的風筒口與工作面的距離：壓入式通風應不超過距離：壓入式通風應不超過10m；抽；抽出式通風應不超過出式通風應不超過5m；混合式通風，；混合式通風，壓入風筒的出口應不超過壓入風筒的

56、出口應不超過10m，抽出，抽出風筒的人口應滯后壓人風筒的出口風筒的人口應滯后壓人風筒的出口5m以上。以上。1）局扇壓入式通風）局扇壓入式通風 風筒口與工作面的距應風筒口與工作面的距應10m； 局扇從貫穿風流巷道中吸取局扇從貫穿風流巷道中吸取 的風流不得過該巷道風的風流不得過該巷道風 量的量的 70%70% 10m10m10m10m5m2）局扇抽出式通風）局扇抽出式通風風筒口與工作面的距應風筒口與工作面的距應 10m；局扇從貫穿風流巷道中吸取的風流局扇從貫穿風流巷道中吸取的風流 不得過該巷道風量的不得過該巷道風量的 70%70%3）局扇混合式通風）局扇混合式通風壓入風筒口與工作面的應壓入風筒口與工作面的應10m；抽出風筒入風口與壓入進風口距離抽出風筒入風口與壓入進風口距離 應應10m，且與壓入風筒出風口，且與壓入風筒出風口 距離應距離應5m局扇從貫穿風流巷道中吸取的風流局扇從貫穿風流巷道中吸取的風流 不得過該巷道風量的不得過該巷道風量的 70%70% 5m3、加強風筒的維護管理、加強風筒的維