非煤地下矿山机械通风课件.ppt

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1、金属非金属井下矿山金属非金属井下矿山机械通风机械通风20072007年年年年1010月月月月一、井下空气一、井下空气二、二、自然通风不能取代机械通风系统自然通风不能取代机械通风系统三、矿井机械通风系统三、矿井机械通风系统四、主扇工况测定四、主扇工况测定五、关于局部通风五、关于局部通风六、注意的问题六、注意的问题一、井下空气一、井下空气 矿井通风是把新鲜空气送入井下，对象是矿井通风是把新鲜空气送入井下，对象是空气空气。作用作用 要求要求 表征表征 人员呼吸人员呼吸 品品 质质 组成成分组成成分井下空气井下空气 排稀污物排稀污物 流动能量流动能量 压压 力力 安全舒适作业环境安全舒适作业环境1、井

2、下空气主要成分、井下空气主要成分 地面空气（新鲜空气）按体积计算的组成成分：氧 20.90%（17）二氧化碳 0.03%（2）氮 78.13%其他稀有气体 0.94%另外有一定量的水蒸汽、微生物、粉尘。金属非金属矿山安全规程规定：6.4.1.1 井下采掘工作面进风流中的空井下采掘工作面进风流中的空气成分气成分(按体积计算按体积计算)，氧气应不低，氧气应不低于于20，二氧化碳应不高于，二氧化碳应不高于0.5。6.4.1.2 入风井巷和采掘工作面的风源含尘量，应不超入风井巷和采掘工作面的风源含尘量，应不超过过0.5mg/m3。2 2、空气压力、空气压力、空气压力、空气压力 物体（物质）具有物体（物

3、质）具有能量能量。空气属于流体物质，也具有能量，。空气属于流体物质，也具有能量，体现为体现为压能，压能，或称之为或称之为压力压力。1）静止空气压力）静止空气压力静止空气具有静止空气具有静压能（静压）静压能（静压）：空气的静压能：空气的静压能 是该处空气是该处空气上部空气柱的重量，静压能的大小与海拔高度有关上部空气柱的重量，静压能的大小与海拔高度有关。海拔。海拔高度越高，上部空气柱的重量越小，空气具有的静压能就高度越高，上部空气柱的重量越小，空气具有的静压能就越小。这种静压能即通常说的当地的越小。这种静压能即通常说的当地的大气压（力）。大气压（力）。一般一般垂直高度每降低垂直高度每降低100m就

4、要增加就要增加910毫米水银柱（毫米水银柱（1.22 1.36kPa）的压力。）的压力。矿井中空气的静压大小也服从这样的规律。矿井中空气的静压大小也服从这样的规律。静压在任何方向上测量都相等，没有方向性。静压在任何方向上测量都相等，没有方向性。2）流动空气（风流）压力）流动空气（风流）压力由于气象等原因或者人为提供动力，静止的空气发生流动。由于气象等原因或者人为提供动力，静止的空气发生流动。对矿井来说，气象原因造成的风流即自然风流，使用扇风机对矿井来说，气象原因造成的风流即自然风流，使用扇风机等动力设备而使空气流动即机械通风。等动力设备而使空气流动即机械通风。流动的空气不仅具有静压，而且还有流

5、动的空气不仅具有静压，而且还有动能动能（即（即动压动压）。动压）。动压大小取决于空气流动的快慢。人可以感觉到动压，逆风大小取决于空气流动的快慢。人可以感觉到动压，逆风行走困难顺风被推动。行走困难顺风被推动。动压具有方向性，我们只关心对着风流方向的最大风动压具有方向性，我们只关心对着风流方向的最大风速值速值v的最大动压。动压与风速的最大动压。动压与风速 v 之间成正比平方关系。之间成正比平方关系。静压静压与与动压动压之和之和称称全压，全压，即即全压全压=静压静压+动压动压。矿井中风流的矿井中风流的静压静压、动压动压是能够通过仪表是能够通过仪表检测出来的。检测出来的。3）风流压力的表述方法）风流压

6、力的表述方法根据比较的基准不同，压力可以用根据比较的基准不同，压力可以用绝对压力绝对压力和和相对压力相对压力表示。表示。绝对压力是以真空状态绝对零压为比较基准，即以零压绝对压力是以真空状态绝对零压为比较基准，即以零压为起点表示的静压。为起点表示的静压。绝对静压、绝对全压始终是正绝对静压、绝对全压始终是正值。值。如大气压（力）就是绝对静压。如大气压（力）就是绝对静压。相对压力是以当地大气压力相对压力是以当地大气压力p0为比较基准的压力。即某为比较基准的压力。即某处绝对压力与大气压力处绝对压力与大气压力p0之差。之差。相对压力可为正值，相对压力可为正值，也可为负值。也可为负值。如果井巷中某点的绝对

7、压力大于大气如果井巷中某点的绝对压力大于大气压力压力p0就叫就叫正压（压入式通风系统）正压（压入式通风系统），反之是，反之是负压负压（抽出式通风系统）。（抽出式通风系统）。矿井通风中，基本上使用相对压力，如矿井通风中，基本上使用相对压力，如相对静压相对静压、相对相对全压全压，通常简称静压、全压，一般用，通常简称静压、全压，一般用 H 或或 h 符号表符号表示。示。动压恒为动压恒为正值正值。（伯努利方程（伯努利方程压力和阻力之间的关系）压力和阻力之间的关系）压力单位：国际法定的单位是压力单位：国际法定的单位是 pa（帕、（帕、帕帕斯卡、斯卡、N/m2）。它与矿井惯用的单位。它与矿井惯用的单位“m

8、m水水柱柱”之间的换算如下：之间的换算如下：1mm水柱水柱=9.8 pa（N/m2）一个标准大气压一个标准大气压=760mm水银柱水银柱=101.3kPa二、自然通风不能取代矿井机械通风系统二、自然通风不能取代矿井机械通风系统金属非金属矿山安全规程金属非金属矿山安全规程规定：规定：6.4.2.1 矿井应建立机械通风系统。对于矿井应建立机械通风系统。对于自然风压较大的自然风压较大的矿井矿井，当风量、风速和作业场所空气质量能够达到，当风量、风速和作业场所空气质量能够达到6.4.1的规定时，允许的规定时，允许暂时暂时用自然通风替代机械通风。用自然通风替代机械通风。1）矿井自然风流的形成）矿井自然风流

9、的形成 由于矿井两侧空气温度不同，较低温度侧的空气密度大、由于矿井两侧空气温度不同，较低温度侧的空气密度大、压力大（空气较重），较高温度侧空气的密度小、压力小压力大（空气较重），较高温度侧空气的密度小、压力小（空气较轻），则空气由压力大处流向压力小处，因此而（空气较轻），则空气由压力大处流向压力小处，因此而产生的流动空气称产生的流动空气称自然风流自然风流。两侧的压力差即。两侧的压力差即自然风压自然风压。在机械通风时，矿井两侧也有温度差，所以自然风压同时在机械通风时，矿井两侧也有温度差，所以自然风压同时存在于机械通风系统之中。存在于机械通风系统之中。2）平硐竖井开拓的自然风流）平硐竖井开拓的自然

10、风流夏季时，左侧空气温度高，夏季时，左侧空气温度高，空气的密度较低，自然风空气的密度较低，自然风压使空气按双线箭头方向压使空气按双线箭头方向流动。此时竖井进风，平流动。此时竖井进风，平硐出风。硐出风。冬季时，左侧空气温度低，冬季时，左侧空气温度低，空气的密度较大，自然风空气的密度较大，自然风压使空气按单线箭头方向压使空气按单线箭头方向流动。则平硐进风，竖井流动。则平硐进风，竖井出风。出风。矿井进、回风侧空气温度差矿井进、回风侧空气温度差越大，造成的自然风压越大越大，造成的自然风压越大 ，自然风流也越大。，自然风流也越大。如图平硐竖井开拓矿井如图平硐竖井开拓矿井夏季夏季的的自然通风风流方向（双线

11、箭头）自然通风风流方向（双线箭头）冬季时风向则为单线箭头冬季时风向则为单线箭头所示所示基准线基准线3）竖井开拓的矿井）竖井开拓的矿井夏季夏季时的自然风流时的自然风流 0 0 热空气侧热空气侧 冷空气侧冷空气侧 1 分析基准线分析基准线 2 3 2 3 2 3 2 3 影响矿井进、回风侧温差的因素很多，归纳起来说有影响矿井进、回风侧温差的因素很多，归纳起来说有影响矿井进、回风侧温差的因素很多，归纳起来说有影响矿井进、回风侧温差的因素很多，归纳起来说有 地表气温地表气温地表气温地表气温变化、变化、变化、变化、矿岩温度矿岩温度矿岩温度矿岩温度、矿井深度矿井深度矿井深度矿井深度、地面大气压、地面大气压

12、、地面大气压、地面大气压、湿度和矿内空气成分等，这些因素综合影响的结果湿度和矿内空气成分等，这些因素综合影响的结果湿度和矿内空气成分等，这些因素综合影响的结果湿度和矿内空气成分等，这些因素综合影响的结果就形成自然风压就形成自然风压就形成自然风压就形成自然风压3、动压、动压 自然风压使空气流动，流动的空气具有动能，并以动压的自然风压使空气流动，流动的空气具有动能，并以动压的形式表现出来。形式表现出来。空气动压使逆风行走困难、田径赛顺风出成绩。空气动压使逆风行走困难、田径赛顺风出成绩。所以，流动空气（风流）除了具有静止空气的静压能和位所以，流动空气（风流）除了具有静止空气的静压能和位压能外还有动能

13、：静压能压能外还有动能：静压能+位能位能+动能，在流体力学中通常说成动能，在流体力学中通常说成静压、位压、动压，即某处风流的能量总合由静压、位压和动静压、位压、动压，即某处风流的能量总合由静压、位压和动压压3部分组成，并且总能量高的空气总是流向低处。部分组成，并且总能量高的空气总是流向低处。4 4 4 4）矿井自然风流的特点）矿井自然风流的特点）矿井自然风流的特点）矿井自然风流的特点风量大小风量大小风量大小风量大小不稳定：直接受季节气温变化影响，春不稳定：直接受季节气温变化影响，春不稳定：直接受季节气温变化影响，春不稳定：直接受季节气温变化影响，春秋季节自然风压很小，通风效果较差，甚至会出秋季

14、节自然风压很小，通风效果较差，甚至会出秋季节自然风压很小，通风效果较差，甚至会出秋季节自然风压很小，通风效果较差，甚至会出现零风量的情况。现零风量的情况。现零风量的情况。现零风量的情况。这种情况甚至发生在白昼和夜间。这种情况甚至发生在白昼和夜间。这种情况甚至发生在白昼和夜间。这种情况甚至发生在白昼和夜间。风流方向风流方向风流方向风流方向不稳定：夏冬季节风流方向相反。不稳定：夏冬季节风流方向相反。不稳定：夏冬季节风流方向相反。不稳定：夏冬季节风流方向相反。矿井矿井矿井矿井不能不能不能不能实施实施实施实施强制反风强制反风强制反风强制反风：在矿井火灾、有毒有害：在矿井火灾、有毒有害：在矿井火灾、有毒

15、有害：在矿井火灾、有毒有害气体扩散蔓延的情况下，自然通风不能反风控制。气体扩散蔓延的情况下，自然通风不能反风控制。气体扩散蔓延的情况下，自然通风不能反风控制。气体扩散蔓延的情况下，自然通风不能反风控制。风量很难满足生产需要，也难以增阻风量很难满足生产需要，也难以增阻风量很难满足生产需要，也难以增阻风量很难满足生产需要，也难以增阻按需调节按需调节按需调节按需调节。鉴于自然通风存在这些严重的问题，所以只宜在一年鉴于自然通风存在这些严重的问题，所以只宜在一年鉴于自然通风存在这些严重的问题，所以只宜在一年鉴于自然通风存在这些严重的问题，所以只宜在一年的部分时段即自然风流较大的季节采用自然通风，而且必的

16、部分时段即自然风流较大的季节采用自然通风，而且必的部分时段即自然风流较大的季节采用自然通风，而且必的部分时段即自然风流较大的季节采用自然通风，而且必须设有机械通风作为矿井通风系统的主体。须设有机械通风作为矿井通风系统的主体。须设有机械通风作为矿井通风系统的主体。须设有机械通风作为矿井通风系统的主体。利用自然通风时还需要考虑到：利用自然通风时还需要考虑到：利用自然通风时还需要考虑到：利用自然通风时还需要考虑到：1 1 1 1）所利用的自然风压）所利用的自然风压）所利用的自然风压）所利用的自然风压 尽量与主扇工作时的压力方向一尽量与主扇工作时的压力方向一尽量与主扇工作时的压力方向一尽量与主扇工作时

17、的压力方向一致，以便有利于致，以便有利于致，以便有利于致，以便有利于污风控制污风控制污风控制污风控制，和，和，和，和减少减少减少减少机械通风时的主扇机械通风时的主扇机械通风时的主扇机械通风时的主扇能耗；能耗；能耗；能耗；2 2 2 2）条件许可时，调整进、回风井空气的温差，旨在增大）条件许可时，调整进、回风井空气的温差，旨在增大）条件许可时，调整进、回风井空气的温差，旨在增大）条件许可时，调整进、回风井空气的温差，旨在增大自然风量。一般是在进风井巷设置水幕或者淋水，同时也自然风量。一般是在进风井巷设置水幕或者淋水，同时也自然风量。一般是在进风井巷设置水幕或者淋水，同时也自然风量。一般是在进风井

18、巷设置水幕或者淋水，同时也可净化进风流；可净化进风流；可净化进风流；可净化进风流；3 3 3 3）“暂时用自然通风替代机械通风暂时用自然通风替代机械通风”不是凭感觉，而是不是凭感觉，而是要建立在测定的基础上要建立在测定的基础上 ，分析停开风机后，分析停开风机后 整个周期内整个周期内 风量够不够，风质满不满足要求。风量够不够，风质满不满足要求。4 4 4 4）降低风阻：清理回风道堆积物，尽可能采用并联风路，尽可）降低风阻：清理回风道堆积物，尽可能采用并联风路，尽可）降低风阻：清理回风道堆积物，尽可能采用并联风路，尽可）降低风阻：清理回风道堆积物，尽可能采用并联风路，尽可能在上风季节利用采空区回风

19、等。能在上风季节利用采空区回风等。能在上风季节利用采空区回风等。能在上风季节利用采空区回风等。例：年产例：年产例：年产例：年产2 2 2 2万吨万吨万吨万吨*铅锌矿铅锌矿铅锌矿铅锌矿 A A A A、A1A1A1A1采场采场采场采场 自然通风自然通风自然通风自然通风4 4条竖井条竖井条竖井条竖井a a 无设计先后开凿无设计先后开凿无设计先后开凿无设计先后开凿 4 4条自然通风井条自然通风井条自然通风井条自然通风井 b b 规划好一条即可规划好一条即可规划好一条即可规划好一条即可 （抵消、混乱抵消、混乱抵消、混乱抵消、混乱）c c 应设主扇应设主扇应设主扇应设主扇 （规程要求、（规程要求、（规程

20、要求、（规程要求、A1A1更经济可靠）更经济可靠）更经济可靠）更经济可靠）A A1243 三、矿井机械通风系统三、矿井机械通风系统中国冶金百科全书（采矿卷）中国冶金百科全书（采矿卷）中国冶金百科全书（采矿卷）中国冶金百科全书（采矿卷）概括通风系统为：概括通风系统为：概括通风系统为：概括通风系统为：矿井通风系统即矿井供、排风工程设施体系。矿井通风系统即矿井供、排风工程设施体系。矿井通风系统即矿井供、排风工程设施体系。矿井通风系统即矿井供、排风工程设施体系。解释为：解释为：解释为：解释为：根据井下各作业地点需风要求，根据井下各作业地点需风要求，根据井下各作业地点需风要求，根据井下各作业地点需风要求

21、，用通风动力设备用通风动力设备用通风动力设备用通风动力设备将地面将地面将地面将地面新鲜空气通过新鲜空气通过新鲜空气通过新鲜空气通过进风井巷进风井巷进风井巷进风井巷和和和和通风控制设施通风控制设施通风控制设施通风控制设施输送到需风点，并通输送到需风点，并通输送到需风点，并通输送到需风点，并通过过过过回风井巷回风井巷回风井巷回风井巷将作业时形成的污风排出矿井。将作业时形成的污风排出矿井。将作业时形成的污风排出矿井。将作业时形成的污风排出矿井。则矿井（机械）通风系统主要包括则矿井（机械）通风系统主要包括3 3部分，即：部分，即：通风动力设备（扇风机）、通风动力设备（扇风机）、矿井通风网络、矿井通风网

22、络、矿井通风构筑物。矿井通风构筑物。1 1 1 1、机械通风的发展：机械通风的发展：机械通风的发展：机械通风的发展：国外国外国外国外1556155615561556年有用手动风箱通风的记载，我国明崇祯年有用手动风箱通风的记载，我国明崇祯年有用手动风箱通风的记载，我国明崇祯年有用手动风箱通风的记载，我国明崇祯1637163716371637年用竹筒排放矿井有毒气体，欧洲年用竹筒排放矿井有毒气体，欧洲年用竹筒排放矿井有毒气体，欧洲年用竹筒排放矿井有毒气体，欧洲17171717世纪有火炉通风世纪有火炉通风世纪有火炉通风世纪有火炉通风的记载，的记载，的记载，的记载，19191919世纪中叶开始风机通风

23、；冶金矿山建国初期世纪中叶开始风机通风；冶金矿山建国初期世纪中叶开始风机通风；冶金矿山建国初期世纪中叶开始风机通风；冶金矿山建国初期在东北夹皮沟矿开始介绍机械通风，在东北夹皮沟矿开始介绍机械通风，在东北夹皮沟矿开始介绍机械通风，在东北夹皮沟矿开始介绍机械通风，50505050年代金属矿山逐步年代金属矿山逐步年代金属矿山逐步年代金属矿山逐步建立机械通风系统，建立机械通风系统，建立机械通风系统，建立机械通风系统，60606060年代已有主扇统一通风、分区通风年代已有主扇统一通风、分区通风年代已有主扇统一通风、分区通风年代已有主扇统一通风、分区通风的经验，的经验，的经验，的经验，80808080现代

24、末节能风机研制成功、引入多级机站通风，现代末节能风机研制成功、引入多级机站通风，现代末节能风机研制成功、引入多级机站通风，现代末节能风机研制成功、引入多级机站通风，目前矿井已经普遍采用机械通风。目前矿井已经普遍采用机械通风。目前矿井已经普遍采用机械通风。目前矿井已经普遍采用机械通风。（费寇）（费寇）（费寇）（费寇）武钢矿山不断完善和健全矿井机械通风系统：武钢矿山不断完善和健全矿井机械通风系统：武钢矿山不断完善和健全矿井机械通风系统：武钢矿山不断完善和健全矿井机械通风系统：19601960年程潮年程潮年程潮年程潮铁矿快速通风，上世纪铁矿快速通风，上世纪铁矿快速通风，上世纪铁矿快速通风，上世纪70

25、707070年代大冶采年代大冶采年代大冶采年代大冶采用爆堆通风，用爆堆通风，用爆堆通风，用爆堆通风，80808080年代快速密闭，年代快速密闭，年代快速密闭，年代快速密闭，90909090年代使用空气年代使用空气年代使用空气年代使用空气幕密闭，近几年来大冶铁矿针对露天转地下开采幕密闭，近几年来大冶铁矿针对露天转地下开采幕密闭，近几年来大冶铁矿针对露天转地下开采幕密闭，近几年来大冶铁矿针对露天转地下开采的特点，有效地建立了多级机站通风系统。的特点，有效地建立了多级机站通风系统。的特点，有效地建立了多级机站通风系统。的特点，有效地建立了多级机站通风系统。2、矿井通风系统的称谓、矿井通风系统的称谓1

26、）统一通风与分区通风）统一通风与分区通风 统一通风统一通风：一个矿井构成一个整体的通风系统。：一个矿井构成一个整体的通风系统。分区通风分区通风：一个矿井划分成若干个独立的通风系统，且：一个矿井划分成若干个独立的通风系统，且风流互不干扰。有独立的进、回风井。风流互不干扰。有独立的进、回风井。柴河铅锌矿柴河铅锌矿水平分区通风系统水平分区通风系统西华山钨矿西华山钨矿中段分区通风系统中段分区通风系统2）按进风井与回风井的布置称谓）按进风井与回风井的布置称谓 中央式通风中央式通风：进风井与回风井均位于矿体走向中央，风流：进风井与回风井均位于矿体走向中央，风流在井下的流动路线是折返式的。非煤矿井少用。在井

27、下的流动路线是折返式的。非煤矿井少用。对角式通风对角式通风：进风井在矿体一异，回风井在矿体另一异（左图），称进风井在矿体一异，回风井在矿体另一异（左图），称单异对单异对角式通风角式通风;进风井在矿体中央，回风井在矿体两异（右图），进风井在矿体中央，回风井在矿体两异（右图），称称两异对角式通风两异对角式通风。风流在井下的流动路线是直向式的。非煤矿山大多采用这种方风流在井下的流动路线是直向式的。非煤矿山大多采用这种方式通风。式通风。单异对角式通风单异对角式通风 两异对角式通风两异对角式通风中央对角混合式中央对角混合式：当矿体走向长，开采范围广，采用中央开：当矿体走向长，开采范围广，采用中央开拓，可

28、在中部布置进风井和回风井，用于解决中部矿体开采拓，可在中部布置进风井和回风井，用于解决中部矿体开采时的通风，而在矿体两异另开掘回风井，解决边远矿体开采时的通风，而在矿体两异另开掘回风井，解决边远矿体开采时的通风。如下图所示：时的通风。如下图所示：中央对角混合式通风中央对角混合式通风一般所说的通风系统，都是按进风井与回风井的布置来称一般所说的通风系统，都是按进风井与回风井的布置来称谓的谓的3）主扇工作方式和安装地点）主扇工作方式和安装地点主扇工作方式有主扇工作方式有3种：压入式、抽出式、压抽混合式种：压入式、抽出式、压抽混合式 压入式压入式：可直接把新鲜风流送入井下，污染少，风质较：可直接把新鲜

29、风流送入井下，污染少，风质较好好;但漏风问题突出。但漏风问题突出。抽出式抽出式：污风易于迅速排出，也便于安设风量调节控制：污风易于迅速排出，也便于安设风量调节控制装置，这是他能广泛应用的优点；但也有容易造成短路吸风装置，这是他能广泛应用的优点；但也有容易造成短路吸风的问题，特别是对于崩落采矿的矿山。的问题，特别是对于崩落采矿的矿山。压抽混合式压抽混合式：具有压入式和混合式两者的优点；但所需：具有压入式和混合式两者的优点；但所需设备较多，通风动力消耗也大一些。设备较多，通风动力消耗也大一些。主扇安装地点：可安装在地表，也可安装在井下主扇安装地点：可安装在地表，也可安装在井下 安装在地表安装在地表

30、：安装、检修、维护比较方便，火灾事故时：安装、检修、维护比较方便，火灾事故时扇风机比较安全，井下发生火灾时便于停风、反风；但井口扇风机比较安全，井下发生火灾时便于停风、反风；但井口密闭要求较严格，漏风较大。密闭要求较严格，漏风较大。安装在井下安装在井下：一般与安装在地表的优缺点相反。常在下：一般与安装在地表的优缺点相反。常在下面的情况采用：地表险峻，有山崩、滚石、滑坡等危险因素，面的情况采用：地表险峻，有山崩、滚石、滑坡等危险因素，威胁主扇安全时威胁主扇安全时；矿井深部开采，工作面距地表主扇越来越矿井深部开采，工作面距地表主扇越来越远，且沿途漏风增大时远，且沿途漏风增大时；采用多级机站等采用多

31、级机站等。多级机站通风系统多级机站通风系统 由几级进风机站以接力方式将新鲜空气经进风井巷送到作业由几级进风机站以接力方式将新鲜空气经进风井巷送到作业区，再由几级回风机站以接力方式将作业时形成的污风浊空气区，再由几级回风机站以接力方式将作业时形成的污风浊空气经回风井巷排出矿井的通风系统。其风机工作方式属于压抽混经回风井巷排出矿井的通风系统。其风机工作方式属于压抽混合式。合式。对进风段、需风段、回风段均设有风机，有均压的作用，对进风段、需风段、回风段均设有风机，有均压的作用，可有效地控制漏风（特别是对露天转井下的矿山，如大冶铁矿）可有效地控制漏风（特别是对露天转井下的矿山，如大冶铁矿），节省通风电

32、能，风量调节较灵活；但通风设备多、管理较复，节省通风电能，风量调节较灵活；但通风设备多、管理较复杂。杂。进 提 需风巷 回 风 升 风 井 井 井 1234多级机站反风是个问题！多级机站反风是个问题！如图所示，需如图所示，需8处风机都要协调反风，否则即或单台风机处风机都要协调反风，否则即或单台风机反风量在反风量在60%，也达不到全系统反风量，也达不到全系统反风量60%的效果。的效果。另外，火灾发生在图中的另外，火灾发生在图中的红线范围红线范围，1站风机将很有烧毁站风机将很有烧毁的可能，这种情况下反风量非常微弱，很难控制火灾生成的可能，这种情况下反风量非常微弱，很难控制火灾生成的有毒有害物质和火

33、势向工作区域漫延。的有毒有害物质和火势向工作区域漫延。进 提 需风巷 回 风 升 风 井 井 井 1234 3 3、矿井通风机械：扇风机、矿井通风机械：扇风机、矿井通风机械：扇风机、矿井通风机械：扇风机 1)1)矿用扇风机分类矿用扇风机分类 作用：提供空气运动的能量作用：提供空气运动的能量 分类分类 按其构造原理可以分为按其构造原理可以分为轴流式与离心式轴流式与离心式两大类。两大类。金属非金属矿山大多使用金属非金属矿山大多使用叶片式轴流扇风机叶片式轴流扇风机。矿用扇风机按其在井下使用的功能分为：矿用扇风机按其在井下使用的功能分为：主扇、辅扇和局扇（见下页图）主扇、辅扇和局扇（见下页图）。为全矿

34、井或者矿井某一翼通风的风机简称为全矿井或者矿井某一翼通风的风机简称主扇主扇，主扇外配，主扇外配 扩散器扩散器，厂家经常有配套的扩散器供选用；，厂家经常有配套的扩散器供选用；为矿井通风网路进行风量调节的风机简称为矿井通风网路进行风量调节的风机简称辅扇辅扇；借助风筒为矿井局部地点通风的扇风机简称为借助风筒为矿井局部地点通风的扇风机简称为局扇局扇。主扇 1 2 辅扇 3 局扇2)2)轴流式主扇结构轴流式主扇结构动轮（工作轮）1、叶片2、圆筒形外壳3、集风器4、整流器5、前流线体6、机内环形扩散器7 23）扇风机的特性）扇风机的特性扇风机是应用电动机提供的能量使叶片（动轮）转动，以一定的效率转变为空气

35、的压能，并造成流动空气。评价扇风机的性能有评价扇风机的性能有2 2个基本的特征参数，个基本的特征参数，即即压力压力（风压）和（风压）和风量风量，通常标记为，通常标记为 H H 和和 Q Q，常用单位分别是，常用单位分别是 Pa Pa 和和 m m3 3/s/s 表示。表示。此外，扇风机性能还有两个此外，扇风机性能还有两个特征参数，即：特征参数，即：功率功率 N N 和和效率效率。这这4 4个特征参数可以用曲线描述个特征参数可以用曲线描述（1 1）风量风量-风压特性曲线风压特性曲线 扇风机的风量和压力扇风机的风量和压力不是定值不是定值。不同工作压力对应不同的。不同工作压力对应不同的风量风量 风

36、压 A(HA-QA)H B(HB-QB)H-Q 风量Q 风量风量-风压特性曲线风压特性曲线驼峰驼峰90-95%90-95%究竟在哪一点工作（工况点究竟在哪一点工作（工况点K）由负荷（矿井阻力）决定）由负荷（矿井阻力）决定 R 矿井风阻特性曲线矿井风阻特性曲线风压 H A(HA-QA)B(HB-QB)H-Q 风量Q风量风量-风压特性曲线风压特性曲线K 轴流扇风机的叶片可以调整，不同的叶片安装角有轴流扇风机的叶片可以调整，不同的叶片安装角有不同的不同的 Q-H曲线，所以一台扇风机曲线，所以一台扇风机有一组有一组 Q-H曲线曲线（2）风量风量-功率、风量功率、风量-效率特性曲线效率特性曲线 为了便于

37、选择电动机，因此备有所需电动机功率的为了便于选择电动机，因此备有所需电动机功率的曲线一组（曲线一组（Q-N曲线曲线）有了扇风机的有了扇风机的 Q-H曲线和曲线和 Q-N曲线就可以算出不曲线就可以算出不同风量时的效率，因此附有一组效率曲线（同风量时的效率，因此附有一组效率曲线（Q-曲线曲线）轴流扇风机的轴流扇风机的 Q-H曲线、曲线、Q-N曲线、曲线、Q-曲线见下曲线见下页页Q-NQ-HQ-4 4）金属非金属矿井）金属非金属矿井常用的常用的主、辅扇型号主、辅扇型号（1）K系列扇风机：系列扇风机：K-40、K-45、（K-54）（对旋的有（对旋的有：DK-40、DK-45）叶轮直径：叶轮直径：0.

38、72.6 m 反转反风反转反风（2）2K56、2K60扇风机扇风机 叶轮直径：叶轮直径：1.8、2.4、2.8 m 反转反风反转反风（3）BDK、FBDCZ（防爆对旋轴流式扇风机）（防爆对旋轴流式扇风机）叶轮直径：叶轮直径：1.22.8；反转反风反转反风（4）TAF扇风机扇风机 叶轮直径：叶轮直径：2.8 m；调节叶片反风调节叶片反风扇风机扇风机铭牌符号铭牌符号 5）主扇选择及其参数计算）主扇选择及其参数计算 （1）主扇参数计算主扇参数计算 选择主扇风机的基本参数：风量选择主扇风机的基本参数：风量Qf、风压、风压Hf ，然后计然后计算功率算功率 Nf 和效率和效率f。主扇风机风量主扇风机风量Q

39、f表示单位时间流过扇风机的空气量，其计算依据是矿表示单位时间流过扇风机的空气量，其计算依据是矿井风量和扇风机装置的漏风系数。井风量和扇风机装置的漏风系数。计算公式：计算公式：Qf=Kf Qk ，m3/s，式中式中：Kf扇风机装置的漏风系数，也称扇风机装置扇风机装置的漏风系数，也称扇风机装置 备用系数，一般取备用系数，一般取1.11.15；Qk矿井风量矿井风量m3/s，根据矿井，根据矿井需风量计算需风量计算得到。得到。矿井矿井最基本的需风量最基本的需风量，其计算方法在安全规程中已明确给出，其计算方法在安全规程中已明确给出6.4.1.5 矿井所需风量，按下列要求分别计算，矿井所需风量，按下列要求分

40、别计算，并取其中最大值：并取其中最大值：按井下同时工作的最多人数计算，供风量应不按井下同时工作的最多人数计算，供风量应不少于每人少于每人4m3min：按排尘风速计算，按排尘风速计算，硐室型采场最低风速应不小于硐室型采场最低风速应不小于0.15ms，巷道型采场和掘进巷道应，巷道型采场和掘进巷道应不小于不小于0.25ms；电耙道和二次破碎巷道应不小于电耙道和二次破碎巷道应不小于0.5ms；箕斗硐室、破碎硐室等作业地点，可根据具体条件，在保证作业地点空气中有箕斗硐室、破碎硐室等作业地点，可根据具体条件，在保证作业地点空气中有害物质的接触限值符合害物质的接触限值符合GBZ 2规定的前提下，分别采用计算

41、风量的排尘风速；规定的前提下，分别采用计算风量的排尘风速；有柴油设备运行的矿井，按同时作业机台数有柴油设备运行的矿井，按同时作业机台数 每千瓦每分钟供风量每千瓦每分钟供风量4m3计计算算。主扇主扇风机全机全压Hf为扇扇风机提供的全部机提供的全部压力。它等于力。它等于矿井通井通风总阻力、反向自阻力、反向自然然风压、扇、扇风机装置的通机装置的通风阻力以及空气流入到大气的出阻力以及空气流入到大气的出口口动压损失之和。失之和。计算公式：算公式：Hf=hk+Hz+hzh+hd ，Pa 22-2式中：式中：hk矿井通井通风总阻力，阻力，Pa，根据，根据矿井通井通风阻力阻力计算算 得，得，h hk k=RQ

42、2；Hz自然自然风压，Pa，根据，根据矿井自然井自然风压计算得；算得；hzh扇扇风机装置的通机装置的通风阻力，阻力，Pa，一般取，一般取150200 Pa；hd出口出口动压损失，失，测出口出口风速速v计算而得，算而得，Pa：见下下页图 风井风井 风硐风硐 主扇装置在地主扇装置在地 表抽出式工作表抽出式工作 （测出口风速处）（测出口风速处）风机房风机房 扩散器扩散器 扩散塔：扩散塔：降低出口风速，减少扇风机动压降低出口风速，减少扇风机动压 损失，提高有效静压。出口断面损失，提高有效静压。出口断面 积要大。积要大。出口动压损失出口动压损失hd根据下式计算得根据下式计算得 h hd d=vv 2 2

43、/2/2 ，PaPa 式中式中 动压损失系数一般取动压损失系数一般取 0.250.450.250.45；v v出口平均风速，出口平均风速，m/s/s；空气密度，空气密度，kg/kg/m3 3。计算求得，一般条件下取计算求得，一般条件下取 1.205 kg/1.205 kg/m3。根据上面计算出的主扇风量根据上面计算出的主扇风量Qf和主扇风压和主扇风压Hf，就可，就可以在众多的扇风机（特性曲线）上选定主扇。然后以在众多的扇风机（特性曲线）上选定主扇。然后再选择电机和计算有关参数。再选择电机和计算有关参数。主扇主扇风机功率机功率Nf和效率和效率f 根据主扇根据主扇风机的机的风量量Qf和和风压Hf，

44、在扇，在扇风机特性曲机特性曲线 上上查出相出相应的效率的效率f，再，再计算扇算扇风机的机的产生的功率生的功率Nf：，kwkw 电动机功率电动机功率NeNe计算计算 ，kwkw式中：式中：K K电动机功率机功率备用系数，用系数，轴流式流式风机取机取 1.11.11.21.2；离心式；离心式风机取机取1.21.21.31.3；传动效率，直效率，直连传动=1=1，皮，皮带传动 取取0.950.95 e e电动机效率机效率（2 2）主扇选择要点）主扇选择要点1、通风设计中，所选的扇风机要兼顾通通风设计中，所选的扇风机要兼顾通风最容易时期和最困难时期的需要；风最容易时期和最困难时期的需要；2、扇风机工况

45、点应位于特性曲线驼峰点扇风机工况点应位于特性曲线驼峰点的右侧，且不超过驼峰点风压的的右侧，且不超过驼峰点风压的9095%，曲线平缓取大值，曲线陡峭取小，曲线平缓取大值，曲线陡峭取小值；值；3、扇风机效率不小于扇风机效率不小于60%；4、所选的扇风机的工况风量和风压应略所选的扇风机的工况风量和风压应略高于计算出的风量和风压；高于计算出的风量和风压；5、同一位置上并联或者串联的扇风机，同一位置上并联或者串联的扇风机，宜采用相同的扇风机；宜采用相同的扇风机；6、尽量选择能反转反风的风机做作主扇，反风量要达尽量选择能反转反风的风机做作主扇，反风量要达到到60%；安全规程关于反风的要求：安全规程关于反风

46、的要求：6.4.3.3 主扇应有使矿井风流在主扇应有使矿井风流在10min内反向的措施。内反向的措施。当利用轴流式风机反转反风时，其反风量应达到正常运当利用轴流式风机反转反风时，其反风量应达到正常运转时风量的转时风量的60以上。以上。采用多级机站的矿山采用多级机站的矿山主通风系统主通风系统的的每一台通风机每一台通风机都应满都应满足反风要求，以保证整个系统都能反风。足反风要求，以保证整个系统都能反风。7、主扇应按要求配置备用电机主扇应按要求配置备用电机。安全规程关于备用电动机的要求：安全规程关于备用电动机的要求：6.4.3.2 每台主扇应具有相同型号和规格的备用电动机，每台主扇应具有相同型号和规

47、格的备用电动机，并有能迅速调换电动机的设施。并有能迅速调换电动机的设施。大冶程潮金山店矿的多级机站均配置同型号的备用风机大冶程潮金山店矿的多级机站均配置同型号的备用风机 4 4、通风网路（络）、通风网路（络）矿井风流流经的井巷、采空区、漏风孔隙所组成的通道网。如进风井巷、回风井巷、中段巷道、贯穿风流的采场、漏风等通道组成的通道网称之为矿井通风网络。非煤矿山通常是多中段同时作业，如果对各中段的入、回风流不适当敢安排，势必造成新鲜风流污染。为使各中段作业面都能从入风井得到新鲜风流，并将所排出的污凤送入回风井，各作业面的风流互不串联，就必须对各中段的入排风巷道统一安排，构成一定形式的中段通风网络结构

48、。非煤矿山中段通风网络结构的形式：非煤矿山中段通风网络结构的形式：1）阶梯式：）阶梯式：当矿体由边当矿体由边界回风井向入风井方向界回风井向入风井方向后退后退式回采式回采时，可以利用上中段时，可以利用上中段已结束作业的运输道做下中已结束作业的运输道做下中段的回风道，如下图。段的回风道，如下图。结构简单、工程量小、风流稳结构简单、工程量小、风流稳定；要求严格的后退式回采定；要求严格的后退式回采2）平行双巷通风网：一条）平行双巷通风网：一条靠近矿体底盘，另一条靠近靠近矿体底盘，另一条靠近顶盘；一条做进风道，另一顶盘；一条做进风道，另一条做回风道。采场由本中段条做回风道。采场由本中段得到新鲜风流，污风

49、经上中得到新鲜风流，污风经上中段或本中段的回风道排出。段或本中段的回风道排出。结构简单，解决风流串联很有结构简单，解决风流串联很有效；工程量较大，适于厚大、效；工程量较大，适于厚大、开采强度大的富矿体开采强度大的富矿体风门风门风窗风窗1231233）棋盘式：由各阶段进风道、）棋盘式：由各阶段进风道、集中回风天井集中回风天井和和总回风道总回风道构成。一般每隔一定距离构成。一般每隔一定距离（60120m）保留一条贯）保留一条贯通各阶段上下各中段的回通各阶段上下各中段的回风天井，并与总回风道连风天井，并与总回风道连通。通。适于多中段作业，通风构适于多中段作业，通风构筑（风门、桥、窗）物多筑（风门、桥

50、、窗）物多4）上、下行间隔式：每隔一）上、下行间隔式：每隔一个阶段建立一条个阶段建立一条脈外集中脈外集中回风平巷回风平巷做回风用。做回风用。有利于解决多阶段作业的有利于解决多阶段作业的工作面风流串联问题，开工作面风流串联问题，开凿工程量较平行双巷少；凿工程量较平行双巷少；回风平巷必须专用，还须回风平巷必须专用，还须加强主扇对他的风量控制加强主扇对他的风量控制总回风道总回风道集中回集中回风天井风天井5 5、通风构筑物、通风构筑物 通风构筑物是引导、遮断风流和控制风量的设施。凡是引导风流、遮断风流和调节风量的装置都叫通风管构筑物，其作用是让进入矿井的风流按要求流动，为保证工作面的风量、风质提供前提