文档介绍：第四章矿井通风动力本章重点与难点 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 1 第四章矿井通风动力第一节自然风压一、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: 作用在最低水平两侧空气柱重力差 0123 4 5dz ρ 1dz ρ 2z 2 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 H N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 m1和ρ m2,用其分别代替上式的ρ 1和ρ 2,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 H N=f ( ρZ)=f [ ρ(T,P,R, φ),Z ] 1、矿井某一回路中两侧空气柱的温差是影响 H N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。 gdZ gdZ H zN???? 53 2 0 1??)( 21m m N Zg H????3 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、主要通风机工作对自然风压的大小和方向也有一定影响。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。 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。 10 12123 4567891112 月份 H N4 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。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: 自然风压与主要通风机作用方向相反。相当于在平硐口 A 和进风立井口 D各安装一台抽风机(向外)。 ab cdab cd efb’ R DR CZ)( ' AF CB NA Zg H????)( ' BE CB ND Zg H???? 5 设AB风流停滞,对回路 ABDEFA 和ABB ’CEFA 可分别列出压力平衡方程: 式中: H S—风机静压, Pa; Q — DBB ’C风路风量, m 3/S; R D、R C—分别为 DB和BB’C分支风阻, N·S 2/m 8。两式相除: 此即 AB段风流停滞条件式。当上式变为则AB段风流反向。由此可知防止 AB 风路风流反向的措施有:( 1 )加大 R D ;( 2 )增大 H S;( 3)在 A点安装风机向巷道压风。 2 2QRHH QRHH C NA S D ND NA????C D NA S ND NAR RHH HH???C D NA S ND NAR RHH HH???6 第二节矿用通风机的类型及构造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。 7 叶片出口构造角: 风流相对速度 W 2的方向与圆周速度 u 2的反方向夹角称为叶片出口构造角,以β 2表示。离心式风机可分为: 前倾式( β 2>90 o) 、径向式( β 2=90 o) 和后倾式(β 2<90 o)三种。β 2不同,通风机的性能也不同。矿用离心式风机多为后倾式。 w 2c 2u 2c 2uβ 2w 2c 2u 2β 2u 2c 2w 2β 28 2、工作原理当电机通过传动装置带动叶轮旋转时,叶片流道间的空气随叶片旋转而旋转,获得离心力。经叶端被抛出叶轮,进入机壳。在