矿井通风与安全中国矿业大学.pptx

矿井通风与安全;第四章 通风动力; 通风动力基本概念;4.1 自然风压;自然风压的形成和计算;自然风压的计算 如图所示矿井通风系统： 　　p为井口的大气压，Pa；Z为井深，m；ρ为空气密度，kg/m3，则自然风压为： ;1、自然风压变化规律 　　自然风压的大小和方向，主要受地面空气温度变化的影响。如图所示分别为浅井和我国北部地区深井的自然风压随季节变化的情形。由图可以看出，对于浅井，夏季的自然风压出现负值；而对于我国北部地区的一些深井，全年的自然风压都为正值。 浅井自然风压示意图 深井自然风压示意图;自然风压特性;自然风压特性;自然风压的控制和利用;自然风压测定;4.2 通风机类型和构造;4.2.1 离心式通风机;; 径向式 后倾式 前倾式;4.2.2 轴流式通风机; 叶片的安装角θ可以根据需要来调整，国产轴流式通风机的叶片安装角一般可调为15°、25°、30°、35°、40°和45°七种，使用时可以每隔2.5°调一次。 叶片按等间距t安装在动轮上，当动轮的机翼形叶片在空气中快速扫过时，由于叶片的凹面与空气冲击，给空气以能量，产生正压，将空气从叶道压出，叶片的凸面牵动空气，产生负压，将空气吸入叶道。如此一压一吸便造成空气流动。;一个动轮和它后面一个有固定叶片的整流器组成一段。整流器用来整理动轮流出的旋转气流，以减少涡流损失。为了提高通风机的风压，有些轴流式通风机安装两段动轮。 环形扩散器是轴流式通风机特有的部件，其作用是使环状气流过渡到柱状气流时，速压逐渐减少，以减少冲击损失，同时使静压逐渐增加。 ;4.2.3 对旋式通风机 ;4.2.4 通风机附属装置; 利用反风道反风，可靠且能满足反风的时间和风量要求。 　　轴流式风机反风情况如图所示，图A为正常通风时反风门1和2的位置，风机由井下吸风，然后排至大气；若将反风门1、2置于图B中的状态，风流从大气吸入风机内，再经反风道压入井下，井下风流反向。; 　　离心式通风机的反风情况如图所示，正常通风时，反风门1和2为实线位置；反风时，反风门1提起，而将反风门2放下，风流自反风门2进入通风机，再从反风门1进入反风道3，经风井压入井下。 ;利用通风机反转反风只适用于轴流式风机，将电动机的三相电源线中的任意两相调换使电机反转即可。 对于动叶可同时转动的轴流式风机，只要将所有叶片同时偏转一定角度，就可实现矿井风流反向。 ;2.防爆门 《规程》规定：装有主要通风机的出风井口，应安装防爆门。防爆门不得小于出风井口的断面积，并正对出风口的风流方向。当井下发生瓦斯爆炸时，爆炸气浪将防爆门掀起，从而起到保护主扇的作用。 ;3．风峒 　　风峒是主扇和出风井之间的一段联络巷道。由于风峒风量和内外压差较大，应降低风峒阻力、减少漏风。风峒设计时应满足： 　　1)风峒的断面不宜太小，风速以10m/s为宜，最大不超过15m/s； 　　2) 风峒的阻力不大于100～200Pa。为减小阻力，风峒不宜过长，内壁光滑并保持无堆积物，转弯部分呈圆弧形，安装导流叶片 。 　　3) 风峒及其闸门等装置，结构要严密以防止漏风。;4. 扩散器 　　定义：通风机出风口外接的一段断面逐渐扩大的风道。 　作用：减少出风口的速压损失，提高通风机有效静压。 　　轴流式风机的扩散器是由圆锥形内筒和外筒构成的环状扩散器。出口与混凝土砌筑成的外接扩散器相连。 　　外接扩散器是一段向上弯曲的风道，要求阻力小，出口动压损失小，并且无回流现象。;　　离心式通风机的扩散器是长方形，其敞角取8 °～10°，出风口断面(S3)与入风口断面(S2)之比约为3～4，如图所示。;5．消音装置 我国规定通风机的噪音不得超过90dB。 速度较大的风流在通风机内和高速旋转的动轮叶片迅猛冲击，产生空气动力噪音，同时机件振动产生机械噪音。当通风机的圆周速度大于20m/s时，空气动力噪音占主要地位。 正对通风机出口方向的噪音最大，侧向逐渐减少。;　　消音装置分为主动式与反射式。主动式是吸收声音的能量，反射式是把声能反射回声源。通风机多采用主动式，风流通过多孔材料装成的通道时，其噪音被吸收。 　　为有效降噪，消音板要有足够的厚度，也可制成空心，以节省材料。;4.3 通风机特性曲线;2．压力 　　(1)主风机全压 hft 通风机工作时，对每1 m3空气做的功称为风机全压。它用于克服管网阻力和消耗于出口处的动能损失。其值等于通风机出口断面上空气的绝对全压 (P2+hv2)与通风机入口断面上空气的绝对全压 (P1+h