矿井通风-学习情景5矿井通风动力控制与利用素材.ppt

2、本章要求：能陈述矿井通风设备和通风设施的特点 3、本章的重点： 1)自然风压的产生、计算、利用与控制 2)轴流式和离心式主要通风机特性 3)主要通风机的联合运转 4)主要通风机的合理工作范围 任务1 矿井自然风压利用和控制 一、 自然风压及其形成和计算 1、自然风压与自然通风 由自然因素作用而形成的通风叫自然通风。 冬季：空气柱0-1-2比5-4-3的平均温度 较低，平均空气密度较大，导致两空气柱作用 在2-3水平面上的重力不等。它使空气源源不 断地从井口1流入，从井口5流出。 夏季：相反。 自然风压：在通风系统中，由于 重力差引起的通风压力，就叫该系统的自然风压。其大小等于作用在最低水平两侧空气柱重力差。 2、自然风压的计算 根据自然风压定义，自然风压是“势函数”，是一种势能，因此要注意选取计算的参考面，即0势位面，图所示系统的自然风压HN可用下式计算 ： 为了简化计算，一般采用测算出0-1-2和5-4-3井巷中空气密度的平均值ρ均进和ρ均回，用其分别代替上式的ρ1和ρ2，则上式可写为： 注意：1）自然风压的计算必须取一闭合系统。 2）进风系统和回风系统必须取相同的标高。 3）一般选取最低点作为基准面。 二、 自然风压的影响因素及变化规律 影响自然风压的决定性因素是两侧空气柱的密度差，而空气密度又受温度T、大气压力P、气体常数R(气体常数，是一个只与气体的种类有关，与气体所处的状态无关的一个物理量)和相对湿度φ等因素影响。 1、温差：矿井某一回路中两侧空气柱的温差是影响HN的主要因素。影响气温差的主要因素是地面入风流气温和风流与围岩等的热交换。其影响程度随矿井的开拓方式、开采深度、地形、地质原因不同而有不同的影响，在山区浅井，受地面温度影响大，深井偏小。 影响井下风流温度的因素 1）矿井进风温度； 2）井下风流的自压缩热； 3）机电设备放热； 4）氧化放热； 5）地下热水散热； 6）围岩散热； 7）运输中煤炭及矸石散热等。 2、空气成分和湿度：它影响空气的密度，因而对自然风压也有一定影响，但影响较小。 3、井深：HN与矿井或回路最高与最低点间的高差Z成正比。 4、主要通风机：主要通风机工作对自然风压的大小和方向也有一定影响。因为矿井主要通风机工作决定了主风流的方向，在进风井周围形成了冷却带，加之风流与围岩的热交换，使回风井气温高于进风井，即使风机停转或通风系统改变，这两个井筒之间在一定时期内仍有一定的气温差，从而仍有一定的自然风压起作用。 三、自然风压的控制和利用 自然风压既可作为矿井通风的动力，也可能是事故的肇凶。因此，研究自然风压的控制和利用具有重要意义。 1、新设计矿井在选择开拓方案、拟定通风系统时，应充分考虑利用地形和当地气候特点。新井设计应尽量使自然风压全年的方向与机械通风机方向一致。 2、根据自然风压的变化规律，应适时调整主通风机的工况点，使其既能满足矿井通风需要，又可节约电能。 3、在建井时期，要注意因地制宜和因时制宜利用自然风压通风，如在表土施工阶段可利用自然通风；在主副井与风井贯通之后，有时也可利用自然通风；有条件时还可利用钻孔构成回路。 4、利用自然风压做好非常时期通风。一旦主要通风机因故遭受破坏时，便可利用自然风压进行通风。 5、在多井口通风的山区，尤其在高瓦斯矿井，要掌握自然风压的变化规律，防止因自然风压作用造成某些巷道无风或反向而发生事故。 三、自然风压测定 1、直接测定法 在矿井中任一地点制做临时密闭，堵截风流，主要通风机停止运转后，用压差计测出密闭两侧的压差，即为该矿的HN。要求是密闭不漏风，否则测值不准。 2、间接测定法 如上图所示的抽出式通风矿井，因风硐中通风机入口风流的相对全压h全与自然风压HN的代数和等于矿井的通风阻力，即 h全+HN=RQ2 HN=RQ自2 首先在通风机正常运转时测出矿井总风量Q及通风机入风口处风流的相对全压h全， 而后停止主要通风机得运转，若有自然风流，立即测出自然风流的风速，求出风量Q自，那么有 任务2 矿用主要通风机及其附属装置 矿井的通风动力主要是通风机，每个风井至少有2台主要通风机（一台使用、备用）,一般功率都很大，其电耗一般为全矿的20%～30%，有的矿井甚至高达50%。 矿用通风机按其服务范围和所起的作用可分为三种： 1、主要通风机，服务于全矿或矿井的某一翼（部分）； 2、辅助通风机，服务于矿井网络的某一分支（采区或工作面），帮助主