通风安全学课件.ppt

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1、通风安全学第1页，此课件共59页哦本章主要内容第一节第一节 局部通风方法局部通风方法 一、局部通风机通风一、局部通风机通风 二、矿井全风压通风二、矿井全风压通风 三、引射器通风三、引射器通风第二节第二节 掘进工作面需风量计算掘进工作面需风量计算一、排除炮烟所需风量一、排除炮烟所需风量二、排除瓦斯所需风量二、排除瓦斯所需风量三、排除矿尘所需风量三、排除矿尘所需风量 四、按风速验算风量四、按风速验算风量第三节第三节 局部通风装备局部通风装备一、风筒一、风筒第2页，此课件共59页哦本章主要内容二、引射器通风二、引射器通风三、局部通风机三、局部通风机第四节第四节 局部通风系统设计局部通风系统设计一、局

2、部通风系统的设计原则一、局部通风系统的设计原则二、局部通风设计步骤二、局部通风设计步骤第五节第五节 掘进安全技术装备系列化掘进安全技术装备系列化 一、保证局部通风机稳定可靠运转一、保证局部通风机稳定可靠运转 二、加强瓦斯检查和监测二、加强瓦斯检查和监测 三、综合防尘措施三、综合防尘措施 四、防火防爆安全措施四、防火防爆安全措施 五、隔爆与自救措施五、隔爆与自救措施第3页，此课件共59页哦本章重点和难点 局部通风方法和掘进工作面需风量计算。局部通风方法和掘进工作面需风量计算。第4页，此课件共59页哦第六章 局部通风第5页，此课件共59页哦第一节 局部通风方法 利用局部通风机或主要通风机产生利用局

3、部通风机或主要通风机产生的风压对井下独头巷道进行通风的方法称为的风压对井下独头巷道进行通风的方法称为局部通风局部通风（又称掘进通风）。（又称掘进通风）。第6页，此课件共59页哦第一节 局部通风方法一、局部通风机通风一、局部通风机通风 利用局部通风机作动力，通过风筒导风的通风方法称局部通利用局部通风机作动力，通过风筒导风的通风方法称局部通风机通风，它是目前局部通风最主要的方法。风机通风，它是目前局部通风最主要的方法。常用通风方式：常用通风方式：压入、抽出和混合式压入、抽出和混合式。1.1.压入式压入式 布置方式：布置方式：10m压入式布置方式压入式布置方式LeLaLs有效贴壁射流有效贴壁射流扩张

4、段收缩段第7页，此课件共59页哦第一节 局部通风方法L Ls s从风筒出口至射流反向的最远距离（即从风筒出口至射流反向的最远距离（即扩张段和收缩段总长）称扩张段和收缩段总长）称射流有效射程射流有效射程。LsLv有效射程示意图有效射程示意图第8页，此课件共59页哦第一节 局部通风方法特点特点：（）局扇及电器设备布置在新鲜风流中；（）局扇及电器设备布置在新鲜风流中；（）有效射程远，工作面风速大，排烟效果好；（）有效射程远，工作面风速大，排烟效果好；（）可使用柔性风筒，使用方便；（）可使用柔性风筒，使用方便；（）由于（）由于内内外外，风筒漏风对巷道排污有一定作用。，风筒漏风对巷道排污有一定作用。要求

5、要求：（）局巷，避免产生循环风；：（）局巷，避免产生循环风；（）局扇入口与掘进巷道距离大于（）局扇入口与掘进巷道距离大于10m10m；（）风筒出口至工作面距离小于（）风筒出口至工作面距离小于LsLs。21迎头区巷道排烟压入式排烟过程压入式排烟过程第9页，此课件共59页哦第一节 局部通风方法2.2.抽出式抽出式 布置方式布置方式：有效吸程有效吸程L Le e:风筒吸口吸入空气的作用范围。风筒吸口吸入空气的作用范围。在巷道边界条件下，其一般计算式为：在巷道边界条件下，其一般计算式为：特点：特点：（）新鲜风流沿巷道进入工作面，劳动条件好；（）新鲜风流沿巷道进入工作面，劳动条件好；（）污风通过风机；（

6、）污风通过风机；（）有效吸程小，延长通风时间，排烟效果不好；（）有效吸程小，延长通风时间，排烟效果不好；（）不通使用柔性风筒。（）不通使用柔性风筒。Le第10页，此课件共59页哦第一节 局部通风方法3.3.压入式和抽出式通风的比较压入式和抽出式通风的比较：1)1)压入式通风时压入式通风时，局部通风机及其附属电气设备均布置，局部通风机及其附属电气设备均布置在在新鲜风流中新鲜风流中，污风不通过局部通风机，污风不通过局部通风机，安全性好安全性好；而抽；而抽出式通风时，含瓦斯的污风通过局部通风机，若出式通风时，含瓦斯的污风通过局部通风机，若局部通风机局部通风机不具备防爆性能，则是非常危险的不具备防爆性

7、能，则是非常危险的。第11页，此课件共59页哦第一节 局部通风方法2)2)压入式通风风筒出口风速和有效射程均较大压入式通风风筒出口风速和有效射程均较大，可防止瓦斯层状积聚，可防止瓦斯层状积聚，且因风速较大而提高散热效果。然而，抽出式通风且因风速较大而提高散热效果。然而，抽出式通风有效吸程小有效吸程小，掘进施工，掘进施工中难以保证风筒吸入口到工作面的距离在有效吸程之内。与压入式通风中难以保证风筒吸入口到工作面的距离在有效吸程之内。与压入式通风相比，抽出式风量小相比，抽出式风量小,工作面排污风所需时间长、速度慢。工作面排污风所需时间长、速度慢。3)3)压入式通风时压入式通风时,掘进巷道涌出的瓦斯向

8、远离工作面方向排走掘进巷道涌出的瓦斯向远离工作面方向排走,而用而用抽出式抽出式通风时通风时,巷道壁面涌出的瓦斯随风流向工作面，巷道壁面涌出的瓦斯随风流向工作面，安全性较差安全性较差。第12页，此课件共59页哦第一节 局部通风方法4)4)抽出式通风时抽出式通风时,新鲜风流沿巷道进向工作面，新鲜风流沿巷道进向工作面，整个井巷空整个井巷空气清新，劳动环境好；而压入式通风时，气清新，劳动环境好；而压入式通风时，污风沿巷道缓慢污风沿巷道缓慢排出，当掘进巷道越长，排污风速度越慢，受污染时间越久。排出，当掘进巷道越长，排污风速度越慢，受污染时间越久。5)5)压入式通风可用柔性风筒，其压入式通风可用柔性风筒，

9、其成本低、重量轻成本低、重量轻，便于运，便于运输，而抽出式通风的风筒承受负压作用，必须使用刚性或带输，而抽出式通风的风筒承受负压作用，必须使用刚性或带刚性骨架的可伸缩风筒，刚性骨架的可伸缩风筒，成本高，重量大，运输不便。成本高，重量大，运输不便。第13页，此课件共59页哦第一节 局部通风方法适用条件：压入式通风：以排瓦斯为主的煤巷或半煤巷。抽出式通风：以排尘为主的井筒或岩巷掘进。第14页，此课件共59页哦第一节 局部通风方法4.4.混合式通风混合式通风 混混合合式式通通风风是是压压入入式式和和抽抽出出式式两两种种通通风风方方式式的的联联合合运运用用,按按局局部部通通风风机机和和风风筒筒的的布布

10、设设位位置置，分分为为:长长压压短短抽抽、长长抽抽短短压压和和长长抽抽长长压压。1)1)长抽短压（前压后抽）长抽短压（前压后抽）工工作作面面的的污污风风由由压压入入式式风风筒筒压压入入的的新新风风予予以以冲冲淡淡和和稀稀释释，由由抽抽出出式式主主风筒排出。风筒排出。10m10m10m10m采用柔性风筒采用柔性风筒第15页，此课件共59页哦第一节 局部通风方法2)2)长压短抽长压短抽(前抽后压前抽后压)工作方式工作方式：新鲜风流经压入式长风筒送入工作面：新鲜风流经压入式长风筒送入工作面,工作面污风经抽出式通工作面污风经抽出式通风除尘系统净化风除尘系统净化,被净化后的风流沿巷道排出。被净化后的风流

11、沿巷道排出。10m10m第16页，此课件共59页哦第一节 局部通风方法混合式通风的主要特点：混合式通风的主要特点：a a、通风是大断面长距离岩巷掘进通风的较、通风是大断面长距离岩巷掘进通风的较好方式；好方式；b b、主要缺点是降低了压入式与抽出式两列、主要缺点是降低了压入式与抽出式两列风筒重叠段巷道内的风量，当掘进巷道断面大风筒重叠段巷道内的风量，当掘进巷道断面大时时,风速就更小风速就更小,则此段巷道顶板附近易形成瓦则此段巷道顶板附近易形成瓦斯层状积聚。斯层状积聚。第17页，此课件共59页哦第一节 局部通风方法5.5.可控循环通风可控循环通风 当当局局部部通通风风机机的的吸吸入入风风量量大大于

12、于全全风风压压供供给给设设置置通通风风机机巷巷道道的的风风量量时时，则则部部分分由由局局部部用用风风地地点点排排出出的的污污浊浊风风流流，会会再再次次经经局局部部通通风风机机送送往往用用风风地点，故称其为地点，故称其为循环风。循环风。除尘器压入式抽出式除尘器抽出式压入式闭路循环通风闭路循环通风 可控制循环通风可控制循环通风第18页，此课件共59页哦第一节 局部通风方法 在在煤煤矿矿掘掘进进通通风风中中当当使使用用闭闭路路循循环环系系统统时时，因因既既无无任任何何出出口口，也也无无法法除除去去这这些些气气体体，在在封封闭闭的的循循环环区区域域中中的的污污染染物物浓浓度度必必然然会会越越来来越越大

13、大。因此，因此，规程规程严禁采用循环通风。严禁采用循环通风。如果如果循环通风是在一个敞开的区域内循环通风是在一个敞开的区域内，且连续不断地有适量的，且连续不断地有适量的 新鲜风流掺入到循环风流中新鲜风流掺入到循环风流中,经理论与实践证明，这部分有控制的循环经理论与实践证明，这部分有控制的循环风流中的污染物浓度仅仅取决于该地区内污染物的产生率及流过该地区风流中的污染物浓度仅仅取决于该地区内污染物的产生率及流过该地区的新鲜风量的大小，故循环区域中任何地点的污染物浓度，都不会无限的新鲜风量的大小，故循环区域中任何地点的污染物浓度，都不会无限制地增大，而是趋于某一限值。制地增大，而是趋于某一限值。第1

14、9页，此课件共59页哦第一节 局部通风方法第20页，此课件共59页哦第一节 局部通风方法可控循环局部通风可控循环局部通风-优点优点:(1)(1)采用混合式可控循环通风时采用混合式可控循环通风时,掘进巷道风流循环区内侧的风速掘进巷道风流循环区内侧的风速较高，避免了瓦斯层状积聚较高，避免了瓦斯层状积聚,同时也降低了等效温度，改善了掘进巷同时也降低了等效温度，改善了掘进巷道中的气候条件。道中的气候条件。(2)(2)当在局部通风机前配置除尘器时，可降低矿尘浓度。当在局部通风机前配置除尘器时，可降低矿尘浓度。(3)(3)在供给掘进工作面相同风量条件下，可降低通风能耗。在供给掘进工作面相同风量条件下，可降

15、低通风能耗。第21页，此课件共59页哦第一节 局部通风方法可控循环局部通风可控循环局部通风-缺点：缺点：(1)(1)由于流经局部通风机的风流中含有一定浓度的瓦斯与粉尘，因由于流经局部通风机的风流中含有一定浓度的瓦斯与粉尘，因此，必须研制新型防爆除尘风机。此，必须研制新型防爆除尘风机。()循环风流通过运转风机加热循环风流通过运转风机加热,再返回掘进面，使风温上升。再返回掘进面，使风温上升。(3)(3)当当工工作作面面附附近近发发生生火火灾灾时时，烟烟流流会会返返回回掘掘进进工工作作面面，故故安安全全性性差差，抗抗灾灾能能力力弱弱，灾灾变变时时有有循循环环风风流流通通过过的的风风机机应应立立即即进

16、进行行控控制制,停停止止循循环环通风通风,恢复常规通风。恢复常规通风。第22页，此课件共59页哦第一节 局部通风方法对使用可控循环通风提出下列要求：对使用可控循环通风提出下列要求：1)1)在可控循环通风系统中，必须装有瓦斯、风量、粉尘自动监测装置在可控循环通风系统中，必须装有瓦斯、风量、粉尘自动监测装置及报警装置，必须进行常规环境检测分析；及报警装置，必须进行常规环境检测分析；2)2)对循环风机实现自动开关和风量控制。对循环风机实现自动开关和风量控制。它仅适用于需要它仅适用于需要除尘和排炮烟的掘进巷道通风，故在冶金矿山中应除尘和排炮烟的掘进巷道通风，故在冶金矿山中应用较多。用较多。第23页，此

17、课件共59页哦第一节 局部通风方法二、矿井全风压通风二、矿井全风压通风全风压通风全风压通风是利用矿井主要通风机的风压，借助导风设施把主导风流的新鲜空气引入掘进是利用矿井主要通风机的风压，借助导风设施把主导风流的新鲜空气引入掘进工作面。其通风量取决于可利用的风压和风路风阻。工作面。其通风量取决于可利用的风压和风路风阻。按其导风设施不同可分为：按其导风设施不同可分为：1.1.风筒导风风筒导风 在巷道内设置挡风墙截断主导风流，用风筒把新鲜空气引入掘进工在巷道内设置挡风墙截断主导风流，用风筒把新鲜空气引入掘进工作面，污浊空气从独头掘进巷道中排出。作面，污浊空气从独头掘进巷道中排出。特特点点：此此种种方

18、方法法辅辅助助工工程程量量小小，风风筒筒安安装装、拆拆卸卸比比较较方方便便，通通常常用用于于需需风风量量不不大大的的短短巷巷掘进通风中。掘进通风中。第24页，此课件共59页哦第一节 局部通风方法.平行巷道导风平行巷道导风 在掘进主巷的同时，在附近与其平行掘一条配风巷，每隔一定距离在在掘进主巷的同时，在附近与其平行掘一条配风巷，每隔一定距离在主、配巷间开掘联络巷，形成贯穿风流，当新的联络巷沟通后，旧联络巷主、配巷间开掘联络巷，形成贯穿风流，当新的联络巷沟通后，旧联络巷即封闭。两条平行巷道的独头部分可用风幛或风筒导风，巷道的其余部分即封闭。两条平行巷道的独头部分可用风幛或风筒导风，巷道的其余部分用

19、主巷进风，配巷回风。用主巷进风，配巷回风。特点：特点：此方法常用于煤巷掘进，尤其是厚煤层的采区巷道掘进中，此方法常用于煤巷掘进，尤其是厚煤层的采区巷道掘进中，当运输、通风等需要开掘双巷时。此法也常用于解决长巷掘进独头通当运输、通风等需要开掘双巷时。此法也常用于解决长巷掘进独头通风的困难。风的困难。适于长距离的巷道掘进通风适于长距离的巷道掘进通风第25页，此课件共59页哦第一节 局部通风方法3.3.钻孔导风钻孔导风 离地表或邻近水平较近处掘进长巷反眼或上山时，可用钻孔提前离地表或邻近水平较近处掘进长巷反眼或上山时，可用钻孔提前沟通掘进巷道，以便形成贯穿风流。沟通掘进巷道，以便形成贯穿风流。这种通

20、风方法曾被应用于煤层上山的掘进通风，取得了良好排瓦这种通风方法曾被应用于煤层上山的掘进通风，取得了良好排瓦斯效果。斯效果。第26页，此课件共59页哦第一节 局部通风方法4.4.风幛导风风幛导风 在巷道内设置纵向风幛，把风幛上游侧的新风引入掘进工作面，清在巷道内设置纵向风幛，把风幛上游侧的新风引入掘进工作面，清洗后污风从风幛下游一侧排出。这种导风方法，构筑和拆除风幛工程洗后污风从风幛下游一侧排出。这种导风方法，构筑和拆除风幛工程量大。适用短距离或无其它好方法可用时采用。量大。适用短距离或无其它好方法可用时采用。风墙的构筑可用砖、石风墙，木板墙及帆布，塑料等柔性风幛。后风墙的构筑可用砖、石风墙，木

21、板墙及帆布，塑料等柔性风幛。后两种漏风大，只适用于短距离的导风。砖、石风墙漏风小，导风距离两种漏风大，只适用于短距离的导风。砖、石风墙漏风小，导风距离可超过可超过 500m500m；墙需有一砖至一砖半厚，并用砂浆勾缝。；墙需有一砖至一砖半厚，并用砂浆勾缝。第27页，此课件共59页哦第一节 局部通风方法三、引射器通风三、引射器通风 利利用用引引射射器器产产生生的的通通风风负负压压,通通过过风风筒筒导导风风的的通通风风方方法法称称引引射射器器通通风风。引射器通风一般都采用压入式。引射器通风一般都采用压入式。优优点点：无无电电气气设设备备，无无噪噪音音;还还具具有有降降温温、降降尘尘作作用用;在在煤

22、煤与与瓦瓦斯斯突突出出严严重重的的煤煤层层掘掘进进时时，用用它它代代替替局局部部通通风风机机通通风风，设设备备简简单单，安安全全性性较较高。高。缺缺点点：风风压压低低、风风量量小小、效效率率低低，并存在巷道积水问题。并存在巷道积水问题。第28页，此课件共59页哦第二节 掘进工作面需风量计算一、排除炮烟所需风量一、排除炮烟所需风量 1.1.压入式通风压入式通风前苏联前苏联.沃洛宁公式，当风筒出口到工作面的距离沃洛宁公式，当风筒出口到工作面的距离L LopopLLs s(4(45)5)时，工作面所需风量或风筒出口的风量应为：时，工作面所需风量或风筒出口的风量应为：m m3 3/min/minA A

23、同时爆破炸药量；同时爆破炸药量；b b每每kgkg炸药产生的炸药产生的COCO当量，煤巷当量，煤巷b=100L/kgb=100L/kg；岩巷；岩巷b=40L/kgb=40L/kgPqPq风筒漏风系数风筒漏风系数 ；C CP P氧化炭浓度允许值，氧化炭浓度允许值，C CP P=0.02%=0.02%第29页，此课件共59页哦第二节 掘进工作面需风量计算L L取值：取值：当巷道距离较短当巷道距离较短，巷道出口断面的最大炮烟浓度，巷道出口断面的最大炮烟浓度 C CP P 时，时，取独头巷道取独头巷道长度长度；当巷道较长当巷道较长，炮烟排到离工作面一定距离处，断面上的平均最大浓度已稀，炮烟排到离工作面

24、一定距离处，断面上的平均最大浓度已稀释到允许浓度释到允许浓度C CP P 时，这一距离称为时，这一距离称为炮烟稀释安全长度炮烟稀释安全长度LdLd；K K紊流扩散系数，取决于风筒出口距面距离和风筒直径紊流扩散系数，取决于风筒出口距面距离和风筒直径 之比，之比，k=1k=1第30页，此课件共59页哦第二节 掘进工作面需风量计算2.2.抽出式通风抽出式通风前苏联前苏联.沃洛宁公式沃洛宁公式,当风筒末端至工作面的距离当风筒末端至工作面的距离 时时,工作面所需风量或风筒入口风量应为：工作面所需风量或风筒入口风量应为：m m3 3/min/min 电雷管起爆时,炮烟抛掷长度火雷管起爆时,炮烟抛掷长度第3

25、1页，此课件共59页哦第二节 掘进工作面需风量计算3.3.混合式通风混合式通风 在在长抽短压长抽短压混合式布置时，为防止循环混合式布置时，为防止循环风和维持风筒重叠段巷道内具有最低的排风和维持风筒重叠段巷道内具有最低的排尘或稀释瓦斯风速，则抽出式风筒的吸风尘或稀释瓦斯风速，则抽出式风筒的吸风量应大于压入式风筒出口风量量应大于压入式风筒出口风量,即即 式中式中pcpc 按压入式风量计算。按压入式风量计算。Q QececQ Qpcpc60VS60VS V V排尘的最低风速排尘的最低风速0.150.150.25m/s0.25m/s；或稀释瓦斯的最低风速或稀释瓦斯的最低风速0.5m/s0.5m/s；S

26、 S风筒重叠段的巷道面积，风筒重叠段的巷道面积，m m2 210m10m10m10m第32页，此课件共59页哦第二节 掘进工作面需风量计算二、排除瓦斯所需风量二、排除瓦斯所需风量 在在有有瓦瓦斯斯涌涌出出的的巷巷道道掘掘进进工工作作面面内内，其其所所需需风风量量应应保保证证巷巷道道内内任任何何地地点点瓦瓦斯斯浓浓度度不不超超限限，其值可按下式计算：其值可按下式计算：三、排除矿尘所需风量三、排除矿尘所需风量 风流的排尘风量可按下式计算：风流的排尘风量可按下式计算：N-N-同同时时工工作作的的钻钻机机台台数数；v-v-钻钻眼眼速速度度；S-S-钻钻眼眼面面积积；-岩岩石石密密度度；i-i-呼呼吸吸

27、性性粉粉尘尘生生成率；成率；K-K-呼吸性粉尘未捕捉系数呼吸性粉尘未捕捉系数第33页，此课件共59页哦第二节 掘进工作面需风量计算四、按风速验算风量四、按风速验算风量 岩岩巷巷按按最最低低风风速速0.15m/s0.15m/s或或风风量量Q Q 9S(m9S(m3 3/min);/min);半半煤煤岩岩巷巷和和煤煤巷巷按按不不能能形形成成瓦瓦斯斯层层的的最最低低风风速速0.25m/s0.25m/s或或Q Q 15S 15S(m(m3 3/min);/min);验算验算五、掘进巷道需风量五、掘进巷道需风量 按按排排炮炮烟烟、排排瓦瓦斯斯、排排尘尘分分别别计计算算，取取最最大大值值，然然后后才才进进

28、行风速验算。行风速验算。第34页，此课件共59页哦第三节 局部通风装备局部通风装备是由局部局部通风装备是由局部通风动力设备通风动力设备、风筒及附属装置风筒及附属装置组成。组成。一、风筒一、风筒 风筒是最常见的导风装置。对风筒的基本要求是风筒是最常见的导风装置。对风筒的基本要求是漏风小、风阻小、重漏风小、风阻小、重量轻、拆装简便。量轻、拆装简便。1.1.风筒种类风筒种类 风筒按其材料力学性质可分为风筒按其材料力学性质可分为刚性和柔性刚性和柔性两种。两种。刚刚性性风风筒筒是是用用金金属属板板或或玻玻璃璃钢钢材材制制成成。玻玻璃璃钢钢风风筒筒比比金金属属风风筒筒轻轻便便、抗酸、碱腐蚀性强、摩擦阻力系

29、数小。抗酸、碱腐蚀性强、摩擦阻力系数小。柔柔性性风风筒筒是是应应用用更更广广泛泛的的一一种种风风筒筒，通通常常用用橡橡胶胶、塑塑料料制制成成。其最大优点是轻便，可伸缩、拆装运搬方便。其最大优点是轻便，可伸缩、拆装运搬方便。第35页，此课件共59页哦第三节 局部通风装备为满足抽出式通风要求，目前用金属整体螺旋弹簧钢丝为骨架塑料布风筒。为满足抽出式通风要求，目前用金属整体螺旋弹簧钢丝为骨架塑料布风筒。常用风筒直径有常用风筒直径有300300、400400、500500、600600和和800mm800mm等。等。2.2.风筒接头风筒接头 刚性风筒刚性风筒一般采用一般采用法兰盘法兰盘连接方式。连接方

30、式。柔柔性性风风筒筒的的接接头头方方式式有有插插接接、单单反反边边接接头头、双双反反边边接接头头、活活三三环环多反边接头多反边接头、罗圈接头罗圈接头等多种形式。等多种形式。第36页，此课件共59页哦第三节 局部通风装备3.3.风筒的阻力风筒的阻力风风筒筒风风阻阻包包括括风风筒筒的的摩摩擦擦风风阻阻R Rfrfr和和局局部部风风阻阻R Rerer 包包括括接接头头风风阻阻R Rjojo、弯弯头风阻头风阻R Rbebe和风筒的出口风阻和风筒的出口风阻R Rouou(压入式压入式)或是或是入口风阻入口风阻R Rinin(抽出式抽出式)。压入式风筒的总风阻为：压入式风筒的总风阻为：第37页，此课件共5

31、9页哦第三节 局部通风装备抽出式风筒的总风阻为：抽出式风筒的总风阻为：式中式中,L风筒全长，风筒全长，m；d 风筒直径，风筒直径，m；s风筒断面积，风筒断面积，m2；风筒摩擦阻力系数，风筒摩擦阻力系数，Ns2m4。金属风筒内壁粗糙度大致相同，所以金属风筒内壁粗糙度大致相同，所以值只与直径有关值只与直径有关(表表6-3-3和和6-3-4）。）。柔性风筒和带刚性圈的柔性风筒的摩擦阻力系数都与风压有关。柔性风筒和带刚性圈的柔性风筒的摩擦阻力系数都与风压有关。第38页，此课件共59页哦第三节 局部通风装备jojo风筒接头的局部阻力系数，无因次。当风筒全长风筒接头的局部阻力系数，无因次。当风筒全长共有共

32、有n n个接头时，则接头总的局部阻力系数按个接头时，则接头总的局部阻力系数按nnjojo计算。计算。bsbs风筒拐弯局部阻力系数，无因次，按拐弯角度风筒拐弯局部阻力系数，无因次，按拐弯角度查表；查表；ouou风筒出口局部阻力系数，取风筒出口局部阻力系数，取ouou1 1；inin风筒入口局部阻力系数，当入口处完全修圆时风筒入口局部阻力系数，当入口处完全修圆时inin 0.10.1，不修圆的直角入口不修圆的直角入口inin 0.50.50.60.6。第39页，此课件共59页哦第三节 局部通风装备金属风筒直径（mm）2003004005006008001044944.139.234.329.424

33、.5第40页，此课件共59页哦第三节 局部通风装备 在实际应用中，一般将实测在实际应用中，一般将实测百米风筒平均风阻百米风筒平均风阻(包括局部风阻包括局部风阻)作为作为衡量风筒管理衡量风筒管理质量和设计质量和设计的数据。的数据。根据风筒的百米风阻值根据风筒的百米风阻值R R100100可以直接计算长度为可以直接计算长度为L L的风筒实际风阻：的风筒实际风阻：第41页，此课件共59页哦第三节 局部通风装备 表表6-3-5 6-3-5 开滦等矿和重庆研究所实测风筒百米风阻值开滦等矿和重庆研究所实测风筒百米风阻值第42页，此课件共59页哦第三节 局部通风装备4.4.风筒漏风风筒漏风 刚性风筒刚性风筒

34、风筒的漏风，主要发生在接头处，风筒的漏风，主要发生在接头处，柔性风筒柔性风筒不仅接头而且全长的壁面和缝合针眼都有漏风，不仅接头而且全长的壁面和缝合针眼都有漏风，故风筒漏风属故风筒漏风属连续的均匀漏风。连续的均匀漏风。因此，应用始末端风量的几何平均值作为风筒的风量因此，应用始末端风量的几何平均值作为风筒的风量Q,Q,即：即：m m3 3/min/min 式中局部通风机风量式中局部通风机风量QaQa与风筒出口风量与风筒出口风量Q Qh h不等，不等，QaQa与与Q Qh h之差就是风筒之差就是风筒的漏风量的漏风量Q Ql l，第43页，此课件共59页哦第三节 局部通风装备1)1)漏风率漏风率风筒漏

35、风量占局部通风机工作风量的百分数称为风筒漏风率风筒漏风量占局部通风机工作风量的百分数称为风筒漏风率l l。l l虽能反映风筒的漏风情况，但不能作为对比指标。故常用百米漏风率虽能反映风筒的漏风情况，但不能作为对比指标。故常用百米漏风率l100l100表示：表示：l100l100l l/L100/L100 L L 为风简长度。为风简长度。柔性风筒的百米漏风率柔性风筒的百米漏风率第44页，此课件共59页哦第三节 局部通风装备2)2)有效风量率有效风量率 掘进工作面风量占局部通风机工作风量的百分数称为有效风量率掘进工作面风量占局部通风机工作风量的百分数称为有效风量率p pe e。3)3)漏风系数漏风系

36、数 风筒有效风量率的倒数称为风筒漏风系数风筒有效风量率的倒数称为风筒漏风系数p pq q。金属风筒的金属风筒的p pq q值值 柔性风筒的柔性风筒的p pq q值：值：K K相当于直径为相当于直径为1m1m的金属风筒每个接头的漏风率。的金属风筒每个接头的漏风率。D D风筒直径风筒直径,m;n,m;n风筒接头数风筒接头数,个个;L;L风筒全长风筒全长,m,m。R R0 0每米长风筒的风阻每米长风筒的风阻,N,Ns2/ms2/m8 8;n;n接头数；接头数；j j个接头的漏风率。个接头的漏风率。第45页，此课件共59页哦第三节 局部通风装备5 5风筒的直径风筒的直径 风筒直径的选择主要取决于送风量

37、、送风距离以及巷道断面的大小等因素。生产中，一般是根据经验选取标准直径。下表是鸡西、开滦等矿区局部通风机和风筒配套的经验。第46页，此课件共59页哦第三节 局部通风装备二、局部通风机二、局部通风机 井下局部地点通风所用的通风机称为井下局部地点通风所用的通风机称为局部通风机局部通风机。要求：要求：体积小、风压高、效率高、噪声低、性能可调、坚固防体积小、风压高、效率高、噪声低、性能可调、坚固防爆。爆。1.1.局部通风机的种类和性能局部通风机的种类和性能 目前我国煤矿大部分仍延用六十年代研制的目前我国煤矿大部分仍延用六十年代研制的JBTJBT系列轴流式局部通系列轴流式局部通风机。具有低效率、低风量风

38、压、高噪声。风机。具有低效率、低风量风压、高噪声。近年来，我国已研制开发了一些新产品，如沈阳鼓风机厂研制的近年来，我国已研制开发了一些新产品，如沈阳鼓风机厂研制的BKJ66-11BKJ66-11，对旋风机等。，对旋风机等。第47页，此课件共59页哦第三节 局部通风装备2.确定局部通风机的工作参数1)局部通风机工作风量Qf根据掘进工作面所需风量Q、距离L和风筒百米漏风率Le100，确定风筒的漏风率Le,：然后确定风筒的漏风备用系数:再用下式计算风机的风量：再用下式计算风机的风量：Q Qf fQ Q，m m3 3/s/s第48页，此课件共59页哦第三节 局部通风装备2.2.局部通风机联合工作局部通

39、风机联合工作（）局部通风机串联（）局部通风机串联(2)(2)局部通风机并联局部通风机并联 当风筒风阻不大，用一台局部通风机供风不足时，可采用。当风筒风阻不大，用一台局部通风机供风不足时，可采用。集中串联间隔串联风机间距过远第49页，此课件共59页哦第四节 局部通风系统设计 一、局部通风系统的设计原则一、局部通风系统的设计原则 (1)(1)矿井和采区通风系统设计应为局部通风创造条件；矿井和采区通风系统设计应为局部通风创造条件；(2)(2)局部通风系统要安全可靠、经济合理和技术先进。局部通风系统要安全可靠、经济合理和技术先进。(3)(3)尽量采用技术先进的低噪、高效型局部通风机。尽量采用技术先进的

40、低噪、高效型局部通风机。(4)(4)压入式通风宜用柔性风筒，抽出式通风宜用带刚性骨架的可伸缩风筒压入式通风宜用柔性风筒，抽出式通风宜用带刚性骨架的可伸缩风筒或完全刚性的风筒。风筒材质应选择阻燃、抗静电型。或完全刚性的风筒。风筒材质应选择阻燃、抗静电型。(5)(5)当一台风机不能满足通风要求时可考虑选用两台或多台风机联合运行。当一台风机不能满足通风要求时可考虑选用两台或多台风机联合运行。第50页，此课件共59页哦第四节 局部通风系统设计 二、局部通风设计步骤二、局部通风设计步骤 (1)(1)确定局部通风系统，绘制掘进巷道局部通风系统布置图。确定局部通风系统，绘制掘进巷道局部通风系统布置图。(2)

41、(2)按通风方法和最大通风距离，选择风筒类型与直径；按通风方法和最大通风距离，选择风筒类型与直径；(3)(3)计算风机风量和风筒出口风量；计算风机风量和风筒出口风量；(4)(4)按掘进巷道通风长度变化，分阶段计算局部通风系统总阻力按掘进巷道通风长度变化，分阶段计算局部通风系统总阻力(5)(5)按计算所得局部通风机设计风量和风压，选择局部通风机；按计算所得局部通风机设计风量和风压，选择局部通风机；(6)(6)按矿井灾害特点，选择配套安全技术装备。按矿井灾害特点，选择配套安全技术装备。第51页，此课件共59页哦第五节 掘进安全技术装备系列化一、掘进工作面产生事故的原因：一、掘进工作面产生事故的原因

42、：(1)(1)掘掘进进工工作作面面是是最最先先揭揭露露煤煤层层，它它破破坏坏了了煤煤层层中中的的瓦瓦斯斯静静平平衡衡状状态态，使使大大量量瓦瓦斯斯从从煤煤壁壁和和顶顶板板向向巷巷道道内内涌涌入入。当当穿穿地地质质构构造造带带时时，瓦瓦斯斯涌涌出出也也会会增增大大，因因此此，在在掘掘进进工作面易形成瓦斯积聚超限。工作面易形成瓦斯积聚超限。(2)(2)掘掘进进工工作作面面是是依依靠靠局局部部通通风风机机进进行行独独头头巷巷道道通通风风的的，其其可可靠靠性性差差，容容易易发发生生无无计计划划突突然然停停电停风，形成瓦斯积聚。电停风，形成瓦斯积聚。(3)(3)掘掘进进巷巷道道断断面面有有限限、空空间间

43、狭狭窄窄，打打眼眼放放炮炮、机机掘掘落落煤煤、装装煤煤运运输输等等各各生生产产环环节节均均不不断断地地产产生大量煤尘，若防尘效果不良，就会潜伏煤尘爆炸危险。生大量煤尘，若防尘效果不良，就会潜伏煤尘爆炸危险。(4)(4)掘掘进进巷巷道道可可燃燃物物集集中中，有有风风筒筒、电电缆缆等等，机机电电设设备备多多，容容易易发发生生机机电电事事故故和和违违章章放放炮炮，从从而形成多种火源，导致瓦斯煤尘爆炸，造成火灾。而形成多种火源，导致瓦斯煤尘爆炸，造成火灾。第52页，此课件共59页哦第五节 掘进安全技术装备系列化二、保证局部通风机稳定可靠运转二、保证局部通风机稳定可靠运转1 1双风机、双电源、自动换机和

44、风筒自动倒风装置双风机、双电源、自动换机和风筒自动倒风装置 正正常常通通风风时时由由专专用用开开关关供供电电，使使局局部部通通风风机机运运转转通通风风;一一旦旦常常用用局局部部通通风风机机因因故故障障停停机机时时，电电源源开开关关自自动动切切换换，备备用用风风机机即即刻刻启启动动，继继续续供供风风，从从而而保保证证了了局局部部通通风风机机的的连连续续运运转转。由由于于双双风风机机共共用用一一趟趟主主风风筒筒，风风机机要要实实现现自自动动倒倒台台，则则连连接接两两风风机机的的风风筒筒也也必须能够自动倒风。风筒自动倒风装置有以下两种结构必须能够自动倒风。风筒自动倒风装置有以下两种结构:第53页，此

45、课件共59页哦第五节 掘进安全技术装备系列化1)1)短节倒风短节倒风 如如图图6-5-1(a)6-5-1(a)所所示示，将将连连接接常常用用风风机机风风筒筒一一端端的的半半圆圆与与连连接接备备用用风风机机风风筒筒一一端端的的半半周周胶胶粘粘、缝缝合合在在一一起起(其其长长度度为为风风简简直直径径的的1 12 2倍倍)，套套入入共共用用风风筒筒，并并对对接接头头部部进进行行粘粘联联防防漏漏风风处处理理，即即可可投投入入使使用用。常常用用风风机机运运转转时时，由由于于风风机机风风压压作作用用，连连接接常常用用风风机机的的风风筒筒被被吹吹开开，将将与与此此并并联联的的备备用用风风机机风风筒筒紧紧压压

46、在在双双层层风风筒筒段段内内，关关闭闭了了备备用用风风机机风风筒筒。若若常常用用风风机机停停转转，备备用用风风机机启启动动，则则连连接接常常用用风风机机的的风风筒筒被被紧紧压压在在双双层风简段内，关闭了常用风机风筒。从而达到自动倒风换流的目的。层风简段内，关闭了常用风机风筒。从而达到自动倒风换流的目的。第54页，此课件共59页哦第五节 掘进安全技术装备系列化2)2)切换片倒风切换片倒风 如如图图6-5-1(b)6-5-1(b)所所示示，在在连连接接常常用用风风机机的的风风筒筒与与连连接接备备用用风风机机的的风风简简之之间间平平面面夹夹粘粘一一片片长长度度等等于于风风简简直直径径1 1，5 53

47、 30 0倍倍、宽宽度度大大于于1/1/风风筒筒周周长长的的倒倒风风切切换换片片，将将其其嵌嵌套套在在共共用用风风简简内内并并胶胶粘粘在在一一起起，经经防防漏漏风风处处理理后后便便可可投投入入使使用用。常常用用风风机机运运行行时时，由由于于风风机机风风压压作作用用，倒倒风风切切换换片片将将连连接接备备用用风风机机的的风风简简关关闭闭。若若常常用用风风机机停停机机，备备用用风风机机启启动动，则则倒倒风风切切换换片片又又将将连连接接常常用用风风机机的的风风筒筒关关闭闭，从从而而达达到到自自动动倒倒风风换换流流的目的。的目的。第55页，此课件共59页哦第五节 掘进安全技术装备系列化2 2“三专二闭锁

48、三专二闭锁”装置装置 三专三专 是指专用变压器、专用开关、专用电缆是指专用变压器、专用开关、专用电缆，两闭锁两闭锁 则指风、电闭锁和瓦斯、电闭锁。则指风、电闭锁和瓦斯、电闭锁。其功能是其功能是:只有在局部通风机正常供风、掘进巷道内的瓦斯浓度不超过规定限值时，方能向巷道内机电只有在局部通风机正常供风、掘进巷道内的瓦斯浓度不超过规定限值时，方能向巷道内机电设备供电设备供电;当局部通风机停转时，自动切断所控机电设备的电源当局部通风机停转时，自动切断所控机电设备的电源;当瓦斯浓度超过规定限值时，系统能自动当瓦斯浓度超过规定限值时，系统能自动切断瓦斯传感器控制范围内的电源，而局部通风机仍可照常运转。若局

49、部通风机停转、停风区内瓦斯浓度切断瓦斯传感器控制范围内的电源，而局部通风机仍可照常运转。若局部通风机停转、停风区内瓦斯浓度超过规定限值时，局部通风机便自行闭锁，重新恢复通风时，要人工复电，先送风，当瓦斯浓度降到安全超过规定限值时，局部通风机便自行闭锁，重新恢复通风时，要人工复电，先送风，当瓦斯浓度降到安全容许值以下时才能送电。从而提高了局部通风机连续运转供风的安全可靠性。容许值以下时才能送电。从而提高了局部通风机连续运转供风的安全可靠性。3 3局部通风机遥讯装置局部通风机遥讯装置4 4积极推行使用局部通风机消声装置积极推行使用局部通风机消声装置第56页，此课件共59页哦第五节 掘进安全技术装备

50、系列化三、加强瓦斯检查和监测三、加强瓦斯检查和监测(1)(1)安安设设瓦瓦斯斯自自动动报报警警断断电电装装置置，实实现现瓦瓦斯斯遥遥测测。当当掘掘进进巷巷道道中中瓦瓦斯斯浓浓度度达达到到1%1%时时，通通过过低低浓浓度度瓦瓦斯斯传传感感器器自自动动报报警警;瓦瓦斯斯浓浓度度达达到到1 15%5%时时，通通过过瓦瓦斯斯断断电电仪仪自自动动断断电电。高高瓦瓦斯斯和和突突出出矿矿井井要要装装备备瓦瓦斯斯断断电电仪仪或或瓦瓦斯斯遥遥测测仪仪，对对炮炮掘掘工工作作面面迎迎头头5m5m内内和和巷巷道道冒冒顶顶处处瓦瓦斯斯积积聚聚地地点点要要设设置置便便携携式式瓦瓦斯斯检检测测报报警警仪仪，班班组组长长下下