第十六章通風(fēng)設(shè)備

1、第十六章第十六章 礦井通風(fēng)設(shè)備礦井通風(fēng)設(shè)備16.1 概述概述一、井下有害氣體的種類一、井下有害氣體的種類1.CO2:無色略帶酸臭味，對空氣的相對密度為無色略帶酸臭味，對空氣的相對密度為1.52，常聚集于，常聚集于巷道的底部、井筒和下山的掘進(jìn)迎頭。不助燃也不能供呼吸，巷道的底部、井筒和下山的掘進(jìn)迎頭。不助燃也不能供呼吸，略毒，易溶于水。略毒，易溶于水。20%-25%時人將中毒死亡。時人將中毒死亡。2.CO：無色、無味、無嗅。相對密度為：無色、無味、無嗅。相對密度為0.967，微溶于水，有，微溶于水，有毒。對血液、神經(jīng)有害，與血紅蛋白的結(jié)合力比氧氣高毒。對血液、神經(jīng)有害，與血紅蛋白的結(jié)合力比氧氣高

2、200-300倍。倍。3.H2S：無色、有臭雞蛋味、有毒，易溶于水。刺激粘膜，引：無色、有臭雞蛋味、有毒，易溶于水。刺激粘膜，引發(fā)肺水腫、缺氧。發(fā)肺水腫、缺氧。4.NO2：褐紅色、有強(qiáng)烈刺激性氣味。相對密度：褐紅色、有強(qiáng)烈刺激性氣味。相對密度1.59，易溶于，易溶于水水(HNO3)，引發(fā)肺水腫。，引發(fā)肺水腫。5.SO2：無色、有強(qiáng)烈硫酸味及酸味，濃度在：無色、有強(qiáng)烈硫酸味及酸味，濃度在0.0005%時即可時即可嗅到。相對密度嗅到。相對密度2.22，積聚于巷道底部。易溶于水，積聚于巷道底部。易溶于水(常溫常常溫常壓下一個體積水可溶入壓下一個體積水可溶入4個體積的個體積的SO2，形成，形成H2SO

3、4，引發(fā)，引發(fā)喉炎、肺水腫，濃度達(dá)喉炎、肺水腫，濃度達(dá)0.05%時，短時可致命。時，短時可致命。6.NH3：無色、有濃烈臭味，相對密度：無色、有濃烈臭味，相對密度0.596，易溶于水，易溶于水，達(dá)達(dá)30%濃度時可爆。刺激粘膜，引發(fā)喉頭水腫。濃度時可爆。刺激粘膜，引發(fā)喉頭水腫。7.H2：無色無味無毒，相對密度：無色無味無毒，相對密度0.07，可自燃，濃度達(dá)，可自燃，濃度達(dá)4%-74%時可爆。時可爆。8.瓦斯：成煤過程的伴生物，其成分十分復(fù)雜，含瓦斯：成煤過程的伴生物，其成分十分復(fù)雜，含CH4、CO2、N2等，主要成分是等，主要成分是CH4(甲烷甲烷)，無色，無味，相，無色，無味，相對密度對密度0

4、.554，聚集于巷道頂部、上山掘進(jìn)面及頂板冒，聚集于巷道頂部、上山掘進(jìn)面及頂板冒落的空洞中，擴(kuò)散性很強(qiáng)，無毒，但不能供人呼吸。落的空洞中，擴(kuò)散性很強(qiáng)，無毒，但不能供人呼吸。不助燃，但與空氣混合達(dá)到一定濃度后遇火可燃或爆不助燃，但與空氣混合達(dá)到一定濃度后遇火可燃或爆炸。炸。瓦斯爆炸的三個條件：瓦斯爆炸的三個條件：1)瓦斯含量瓦斯含量5%-16%2)氧氣含量氧氣含量大于大于12%3)火源火源(650)三個危害：三個危害：1)爆炸溫度爆炸溫度1850 -2650 2)爆后氣體壓力爆后氣體壓力是爆前的是爆前的7-10倍（沖擊波）倍（沖擊波）3）爆后產(chǎn)生大量有害氣）爆后產(chǎn)生大量有害氣體（瓦斯爆炸中死于體

5、（瓦斯爆炸中死于CO中毒的達(dá)中毒的達(dá)70%以上）以上）二、礦井氣候：二、礦井氣候：指礦井空氣的溫度、溫度、風(fēng)速三個參數(shù)的指礦井空氣的溫度、溫度、風(fēng)速三個參數(shù)的綜合作用狀態(tài)，礦井氣候條件對井下人員的身體綜合作用狀態(tài)，礦井氣候條件對井下人員的身體健康和勞動安全有重要影響。健康和勞動安全有重要影響。三、礦井通風(fēng)設(shè)備的作用三、礦井通風(fēng)設(shè)備的作用向井下輸送新鮮空氣供人呼吸；稀釋和排除向井下輸送新鮮空氣供人呼吸；稀釋和排除有害氣體；調(diào)節(jié)井下氣候，改善勞動條件，保證有害氣體；調(diào)節(jié)井下氣候，改善勞動條件，保證安全生產(chǎn)。安全生產(chǎn)。四、礦井通風(fēng)系統(tǒng)四、礦井通風(fēng)系統(tǒng)礦井通風(fēng)系統(tǒng)是向礦井各作業(yè)點供給新鮮空礦井通風(fēng)系統(tǒng)

6、是向礦井各作業(yè)點供給新鮮空氣、排出污濁空氣的進(jìn)、回風(fēng)井的布置方式，主氣、排出污濁空氣的進(jìn)、回風(fēng)井的布置方式，主要通風(fēng)機(jī)的工作方法，通風(fēng)網(wǎng)路和風(fēng)流控制設(shè)施要通風(fēng)機(jī)的工作方法，通風(fēng)網(wǎng)路和風(fēng)流控制設(shè)施的總稱。的總稱。1.通風(fēng)系統(tǒng)類型通風(fēng)系統(tǒng)類型1）中央式：進(jìn)、回風(fēng)井位于井田走向的中央，）中央式：進(jìn)、回風(fēng)井位于井田走向的中央，分為中央并列和中央分列兩種。分為中央并列和中央分列兩種。2）對角式：）對角式：兩翼對角式：進(jìn)風(fēng)井位于中央，兩翼對角式：進(jìn)風(fēng)井位于中央，2個回風(fēng)井位于邊界兩翼。個回風(fēng)井位于邊界兩翼。分區(qū)對角式：進(jìn)風(fēng)井位于中央，各采區(qū)分區(qū)對角式：進(jìn)風(fēng)井位于中央，各采區(qū)設(shè)一回風(fēng)井。設(shè)一回風(fēng)井。區(qū)域式：

7、每個生產(chǎn)區(qū)域開進(jìn)、回風(fēng)井，區(qū)域式：每個生產(chǎn)區(qū)域開進(jìn)、回風(fēng)井，分別構(gòu)成獨立的通風(fēng)系統(tǒng)。分別構(gòu)成獨立的通風(fēng)系統(tǒng)。3）混合式）混合式四、主要通風(fēng)機(jī)的工作方式及安裝地點四、主要通風(fēng)機(jī)的工作方式及安裝地點1）抽出式：主通風(fēng)機(jī)安裝在回風(fēng)井口）抽出式：主通風(fēng)機(jī)安裝在回風(fēng)井口特點：整個礦井通風(fēng)系統(tǒng)處于低于大氣壓的負(fù)特點：整個礦井通風(fēng)系統(tǒng)處于低于大氣壓的負(fù)壓狀態(tài)，當(dāng)主通風(fēng)機(jī)因故停機(jī)時，井下風(fēng)流的壓壓狀態(tài)，當(dāng)主通風(fēng)機(jī)因故停機(jī)時，井下風(fēng)流的壓力處于提高狀態(tài)，比較安全。使用最多。力處于提高狀態(tài)，比較安全。使用最多。2）壓入式：主通風(fēng)機(jī)安設(shè)在入風(fēng)井口）壓入式：主通風(fēng)機(jī)安設(shè)在入風(fēng)井口特點：整個系統(tǒng)處于正壓狀態(tài)，當(dāng)冒落裂隙

8、通達(dá)地特點：整個系統(tǒng)處于正壓狀態(tài)，當(dāng)冒落裂隙通達(dá)地面時，井下有害氣體通過塌陷區(qū)向外漏出，主通面時，井下有害氣體通過塌陷區(qū)向外漏出，主通風(fēng)機(jī)停機(jī)時，井下風(fēng)流壓力降低?？傔M(jìn)風(fēng)通道上風(fēng)機(jī)停機(jī)時，井下風(fēng)流壓力降低?？傔M(jìn)風(fēng)通道上需設(shè)通風(fēng)構(gòu)筑物，以引導(dǎo)、隔斷、控制風(fēng)流，管需設(shè)通風(fēng)構(gòu)筑物，以引導(dǎo)、隔斷、控制風(fēng)流，管理困難。理困難。3）壓抽混合式：入風(fēng)井設(shè)風(fēng)機(jī)做壓入式工作，回）壓抽混合式：入風(fēng)井設(shè)風(fēng)機(jī)做壓入式工作，回風(fēng)井設(shè)風(fēng)機(jī)做抽出式工作，通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)風(fēng)部分正風(fēng)井設(shè)風(fēng)機(jī)做抽出式工作，通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)風(fēng)部分正壓，回風(fēng)部分負(fù)壓，工作面大致處于中間。便使壓，回風(fēng)部分負(fù)壓，工作面大致處于中間。便使用設(shè)備多，管理繁雜，成本高。

9、用設(shè)備多，管理繁雜，成本高。五、通風(fēng)機(jī)分類五、通風(fēng)機(jī)分類1.按服務(wù)范圍分：按服務(wù)范圍分：1）主要通風(fēng)機(jī)：負(fù)責(zé)全礦或某一區(qū)域通風(fēng)任務(wù)）主要通風(fēng)機(jī)：負(fù)責(zé)全礦或某一區(qū)域通風(fēng)任務(wù)2）局部通風(fēng)機(jī)：負(fù)責(zé)掘進(jìn)工作面或采煤工作面的）局部通風(fēng)機(jī)：負(fù)責(zé)掘進(jìn)工作面或采煤工作面的通風(fēng)使用的風(fēng)機(jī)通風(fēng)使用的風(fēng)機(jī)2.按氣體在葉輪內(nèi)部流動方向分按氣體在葉輪內(nèi)部流動方向分1）離心式通風(fēng)機(jī)：氣體沿軸向進(jìn)入葉輪，在葉輪）離心式通風(fēng)機(jī)：氣體沿軸向進(jìn)入葉輪，在葉輪內(nèi)轉(zhuǎn)為徑向流出。內(nèi)轉(zhuǎn)為徑向流出。2）軸流式通風(fēng)機(jī)：氣體沿軸向進(jìn)入葉輪，經(jīng)葉輪）軸流式通風(fēng)機(jī)：氣體沿軸向進(jìn)入葉輪，經(jīng)葉輪后仍為軸向流出。后仍為軸向流出。六、通風(fēng)機(jī)的工作原理六、

10、通風(fēng)機(jī)的工作原理P4081.離心式通風(fēng)機(jī)的工作原理：軸向進(jìn)風(fēng)、徑向出風(fēng)。離心式通風(fēng)機(jī)的工作原理：軸向進(jìn)風(fēng)、徑向出風(fēng)。空氣沿軸向進(jìn)入葉輪，在葉輪內(nèi)轉(zhuǎn)為徑向流出空氣沿軸向進(jìn)入葉輪，在葉輪內(nèi)轉(zhuǎn)為徑向流出2.軸流式通風(fēng)機(jī)工作原理軸流式通風(fēng)機(jī)工作原理JCZ系列抽出式局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)機(jī) 七、通風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)七、通風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)1.風(fēng)量（排量）風(fēng)量（排量）Q（m3/s）：單位時間內(nèi)排出）：單位時間內(nèi)排出氣體的體積。氣體的體積。2.風(fēng)壓風(fēng)壓1）靜壓）靜壓pj（Pa）：單位體積的氣體流過通風(fēng)）：單位體積的氣體流過通風(fēng)機(jī)后所獲得的壓力能（勢能）。機(jī)后所獲得的壓力能（勢能）。2）動壓）動壓pd（Pa）：單位體積的氣體

11、流過通）：單位體積的氣體流過通風(fēng)機(jī)后所獲得的動能。風(fēng)機(jī)后所獲得的動能。3）全壓）全壓pa（Pa）：單位體積的氣體流過通）：單位體積的氣體流過通風(fēng)機(jī)后所獲得的總能量。風(fēng)機(jī)后所獲得的總能量。3.功率功率1）軸功率）軸功率P（kw）：輸入功率，電機(jī)）：輸入功率，電機(jī)-風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)軸軸2）有效功率）有效功率Pe(kw)：單位時間內(nèi)氣體從通風(fēng)：單位時間內(nèi)氣體從通風(fēng)機(jī)獲得的能量，輸出功率。機(jī)獲得的能量，輸出功率。4.效率：效率：1）全效率：）全效率：Pe/p2）靜效率：）靜效率：jPe/p5.轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n(r/min)；通風(fēng)機(jī)葉輪每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)；通風(fēng)機(jī)葉輪每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)16.2 通風(fēng)機(jī)的特性曲線通風(fēng)機(jī)的特性曲線一、

12、離心式通風(fēng)機(jī)的特性曲線一、離心式通風(fēng)機(jī)的特性曲線離心式通風(fēng)機(jī)的工作原理與離心式水泵相似離心式通風(fēng)機(jī)的工作原理與離心式水泵相似通風(fēng)機(jī)理論風(fēng)壓方程式：通風(fēng)機(jī)理論風(fēng)壓方程式：pTABQT該方程為一直線，考慮有限葉片和風(fēng)力損失對壓力的影響后，該方程為一直線，考慮有限葉片和風(fēng)力損失對壓力的影響后，得個性特性曲線。得個性特性曲線。二、軸流式通風(fēng)機(jī)特性曲線二、軸流式通風(fēng)機(jī)特性曲線理論風(fēng)壓特性曲線：實際風(fēng)壓特性曲線：理論風(fēng)壓特性曲線：實際風(fēng)壓特性曲線：為使通風(fēng)機(jī)穩(wěn)定工作，最高點為使通風(fēng)機(jī)穩(wěn)定工作，最高點A點以左的區(qū)點以左的區(qū)域均不畫出，同時不同的安裝角有不同的域均不畫出，同時不同的安裝角有不同的功率曲線和效率

13、曲線。功率曲線和效率曲線。通風(fēng)機(jī)出廠時特性曲線是根據(jù)不帶擴(kuò)散器的通風(fēng)機(jī)出廠時特性曲線是根據(jù)不帶擴(kuò)散器的模型實驗得到的，實際運(yùn)行曲線與之不符，模型實驗得到的，實際運(yùn)行曲線與之不符，需測繪個體特性曲線。需測繪個體特性曲線。 FBCZ54N08-20#5.5KW-132 系列礦用地面抽出式主扇風(fēng)機(jī)系列礦用地面抽出式主扇風(fēng)機(jī)設(shè)設(shè)計計制制造造特特點點: FBCZ54N08-20#5.5KW-132系列礦用地面防爆對旋軸出式主扇通風(fēng)機(jī) FBD54N03.5-10#5.5KW2-55KW2系列礦用防爆對旋式軸流局部通風(fēng)機(jī)16.3通風(fēng)機(jī)的構(gòu)造及反風(fēng)裝置通風(fēng)機(jī)的構(gòu)造及反風(fēng)裝置一、離心式通風(fēng)機(jī)的構(gòu)造：葉輪、機(jī)殼、

14、進(jìn)一、離心式通風(fēng)機(jī)的構(gòu)造：葉輪、機(jī)殼、進(jìn)風(fēng)口、傳動部。風(fēng)口、傳動部。二、軸流式通風(fēng)機(jī)的構(gòu)造：進(jìn)風(fēng)口、葉輪、二、軸流式通風(fēng)機(jī)的構(gòu)造：進(jìn)風(fēng)口、葉輪、中后導(dǎo)葉、傳動部、擴(kuò)散器（風(fēng)筒）中后導(dǎo)葉、傳動部、擴(kuò)散器（風(fēng)筒）中、后導(dǎo)葉：不旋轉(zhuǎn)，作用是將葉輪出口的氣流方中、后導(dǎo)葉：不旋轉(zhuǎn)，作用是將葉輪出口的氣流方向調(diào)速為軸向。又稱整流器。向調(diào)速為軸向。又稱整流器。擴(kuò)散風(fēng)筒：由于結(jié)構(gòu)限制，出口截面不太大，因此擴(kuò)散風(fēng)筒：由于結(jié)構(gòu)限制，出口截面不太大，因此出口流速較高，全壓中動壓占了較大比例，而動出口流速較高，全壓中動壓占了較大比例，而動壓沒有利用就散失在空氣中，造成不必要的浪費。壓沒有利用就散失在空氣中，造成不必要

15、的浪費。擴(kuò)散器可將部分動壓轉(zhuǎn)變成靜壓，提高靜壓效率。擴(kuò)散器可將部分動壓轉(zhuǎn)變成靜壓，提高靜壓效率。三、通風(fēng)機(jī)的反風(fēng)三、通風(fēng)機(jī)的反風(fēng)1.反風(fēng)的意義和要求反風(fēng)的意義和要求P420反風(fēng)是將正常風(fēng)流反向流動。要求主要通風(fēng)機(jī)必須反風(fēng)是將正常風(fēng)流反向流動。要求主要通風(fēng)機(jī)必須裝有反風(fēng)裝置，必須能在裝有反風(fēng)裝置，必須能在10min內(nèi)改變巷道中的內(nèi)改變巷道中的風(fēng)流方向。當(dāng)風(fēng)流方向改變后，主要通風(fēng)機(jī)的借風(fēng)流方向。當(dāng)風(fēng)流方向改變后，主要通風(fēng)機(jī)的借給風(fēng)量不應(yīng)小于正常風(fēng)量的給風(fēng)量不應(yīng)小于正常風(fēng)量的40%。2.離心式離心式通風(fēng)機(jī)通風(fēng)機(jī)的反風(fēng)的反風(fēng)3.軸流式通風(fēng)機(jī)的反風(fēng)軸流式通風(fēng)機(jī)的反風(fēng)1）反轉(zhuǎn)反風(fēng)法）反轉(zhuǎn)反風(fēng)法P4202）

16、反風(fēng)道反風(fēng)法）反風(fēng)道反風(fēng)法3）無反風(fēng)道反風(fēng)）無反風(fēng)道反風(fēng)16.4通風(fēng)機(jī)在網(wǎng)通風(fēng)機(jī)在網(wǎng)路上工作路上工作一、風(fēng)壓分析一、風(fēng)壓分析全壓全壓 p=pj+pd其中其中pj是克服和阻是克服和阻力的壓力，稱為力的壓力，稱為靜壓靜壓pd為出口動能損失，為出口動能損失，稱為動壓稱為動壓二、通風(fēng)網(wǎng)路特性二、通風(fēng)網(wǎng)路特性曲線曲線三、通風(fēng)機(jī)的工況點和工業(yè)利用區(qū)三、通風(fēng)機(jī)的工況點和工業(yè)利用區(qū)1.工況點：將通風(fēng)網(wǎng)路特性曲線與通風(fēng)機(jī)特工況點：將通風(fēng)網(wǎng)路特性曲線與通風(fēng)機(jī)特性曲線按同一比例繪制在同一坐標(biāo)系上所性曲線按同一比例繪制在同一坐標(biāo)系上所得的交點為工況點。得的交點為工況點。2.穩(wěn)定工作條件：穩(wěn)定工作條件：PjM0.9Pj

17、max3.經(jīng)濟(jì)工作條件：經(jīng)濟(jì)工作條件： jM0.8 Pjmax jM0.64.工業(yè)利用區(qū)：既滿足穩(wěn)定工作條件又滿足工業(yè)利用區(qū)：既滿足穩(wěn)定工作條件又滿足經(jīng)濟(jì)工作條件的工作范圍。經(jīng)濟(jì)工作條件的工作范圍。四、工況調(diào)整四、工況調(diào)整1.改變網(wǎng)路特性曲線調(diào)節(jié)法改變網(wǎng)路特性曲線調(diào)節(jié)法改變閘門，不經(jīng)濟(jì)改變閘門，不經(jīng)濟(jì)2.改變通風(fēng)機(jī)特性曲線調(diào)節(jié)法改變通風(fēng)機(jī)特性曲線調(diào)節(jié)法1）改變?nèi)~輪轉(zhuǎn)速（比例定律）改變?nèi)~輪轉(zhuǎn)速（比例定律）2）改變?nèi)~片安裝角度）改變?nèi)~片安裝角度軸流式軸流式3）改變前導(dǎo)器角度）改變前導(dǎo)器角度離心式離心式4）改變?nèi)~片數(shù)目法）改變?nèi)~片數(shù)目法五、通風(fēng)機(jī)的聯(lián)合工作五、通風(fēng)機(jī)的聯(lián)合工作1.串聯(lián)：目的是為了增加風(fēng)壓，適用于網(wǎng)路阻力較大的系統(tǒng)，串聯(lián)：目的是為了增加風(fēng)壓，適用于網(wǎng)路阻力較大的系統(tǒng)，2.并聯(lián)：目的是為了增加風(fēng)量，適用于網(wǎng)路阻力較小的系統(tǒng)。并聯(lián)：目的是為了增加風(fēng)量