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第四章 通风动力;上一章内容回顾;本章重点难点; 思考题;第一节 自然风压
第二节 扇风机的类型和构造
第三节 主要通风机附属装置
第四节 通风机实际特性曲线
第五节 通风机的工况点及其经济运行
第六节 通风机的联合运转
第七节 矿井通风设备选型
第八节 主要通风机性能测试
第九节 噪声控制概述 ;一、自然风压及其形成和计算
1.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:
作用在最低水平两侧空气柱重力差;一、自然风压及其形成和计算
2. 自然风压的计算
根据自然风压定义,上图所示系统的自然风压HN可用下式计算:
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ρm1和ρm2,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
自然风压影响因素
HN=f (ρZ)=f [ρ(T,P,R,φ),Z ]
1、矿井某一回路中两侧空气柱温差是影响HN的主要因素。
2、空气成分和湿度影响空气的密度,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高差Z成正比。
4、主要通风机工作对自然风压的大小和方向有一定影响。;三、自然风压的控制和利用
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。
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。;三、自然风压的控制和利用
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???巷道无风或反向而发生事故。;三、自然风压的控制和利用
如图是四川某矿因自然风压使风流反向示意图。
ABB’CEFA系统的自然风压为:
DBB’CED系统的自然风压为: ;三、自然风压的控制和利用
设AB风流停滞,对回路ABDEFA和ABB’CEFA可分别列出压力平衡方程:
AB段风流停滞条件式:
当上式变为:
则AB段风流反向。
;三、自然风压的控制和利用
由此可知防止AB风路风流反向的措施有:
(1)加大RD;
(2)增大HS;
(3)在A点安装风机向巷道压风。;四、自然风压测定
1、平均密度测算法
密度变化大的地方—井口、
井底、倾斜巷道上、下,风温
变化较大,变坡布置测点。
较短时间测定:P,td,tw,ρi
若高差相等:
若高差不等:;四、自然风压测定
1、平均密度测算法
;四、自然风压测定
2、直接测定
1)有闸门
2)井下密闭墙
3、停主要通风机测定
测定总回风量Q,HN=RQ2
;四、自然风压测定
4、简略计算法
新井或延深,估算
1)以该区域最冷或最热月份平均气温作为最冷或最热进风温度;
2)井底温度比原岩温度低3~4℃,
3)回风井按每上升100m降低1 ℃估算平均值,;矿用通风机按其服务范围可分为三种:
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),帮助主通风机通风,以保证该分支风量;
3、局部通风机,服务于独头掘进井巷道等局部地区。
按构造和工作原理可分为:
离心式通风机和轴流式通风机。
;一、离心式通风机的构造和工作原理
1、风机构造
离心式通风机一般由:进风口、工作轮(叶轮)、螺形机壳和扩散器等部分组成。有的型号通风机在入风口中还有前导器。
吸风口有:单吸和双吸两种。;一、离心式通风机的构造和工作原理
1、风机构造
叶片出口构造角:风流相对速度W2的方向与圆周速度u2的反方向夹角称为叶片出口构造角,以β2表示。
;一、离心式通风机的构造和工作原理
1、 风机构造
离心式风机可分为:前倾式(β290o)、径向式(β2=90o)和后倾式(β290o)三种。
因为后倾叶片的通风机当风量变化时风压
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