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1、第第5章章 局部通风局部通风中国矿业大学多媒体教学课件1上一章内容上一章内容第第4章章 通风动力通风动力4.1 自然风压自然风压 4.2 矿用通风机类型及构造矿用通风机类型及构造4.3 通风机工作参数及个体特性曲线通风机工作参数及个体特性曲线4.4 比例定律与通风机类型特性曲线比例定律与通风机类型特性曲线4.5 矿井主要通风机附属装置矿井主要通风机附属装置4.6 矿井主要通风机联合运转矿井主要通风机联合运转4.7 矿井主要通风机性能测定矿井主要通风机性能测定2第第5章章 局部通风局部通风本章讨论局部通风方法，局部通风装备，本章讨论局部通风方法，局部通风装备，局部通风系统设计，局部通风技术管理及
2、局部通风系统设计，局部通风技术管理及其安全措施。其安全措施。5.1 局部通风方法局部通风方法5.2 局部通风装备局部通风装备5.3 局部通风系统设计局部通风系统设计5.4 局部通风技术管理及安全措施局部通风技术管理及安全措施3局部通风的概念局部通风的概念矿井新建、扩建或生产时，都要掘进巷道，在掘进过程中，为了稀释和排出自煤(岩)体涌出的有害气体、爆破产生的炮烟和矿尘，以及创造良好的气候条件，必须对独头掘进工作面进行通风。CH4炮烟粉尘怎么工作嘛？4矿井风压通风方法局部动力设备通风局部局部通风通风5当当总总风风压压不不能能满满足足掘掘进进通通风风的的要要求求时时，借借助助专专门门的的动动力力设设
3、备备对对掘掘进进巷巷道道进进行行局局部部通通风风。局局部部动动力力设设施施主主要要有有局局部部通通风风机机和和引引射器射器。一、一、局部通风机通风局部通风机通风 6局部通风机通风局部通风机通风7局部通风机通风是矿井广泛采用的局部通风方法，按其工作方式分为压入式、抽出式和混合式三种。1)压入式通风局部通风机和启动装置安装在离掘巷道口10m外的进风侧，局部通风机把新鲜风流经风筒压送到掘进工作面，污风沿巷道排出。8扒斗装载机扒斗装载机9掘进机掘进机重车重车车场车场空车空车 压入式风筒压入式风筒压入式风机压入式风机10工作面爆破后，烟、尘充满迎头，形成一个炮烟抛掷区。风流由风筒射出后，按紊动射流的特性
4、使炮烟被卷吸到射出的风流中，二者掺混共同向前移动。风流从风筒出口到转向点的距离叫有效射程Lj，风筒出口与工作面的距离不能超过有效射程，否则会在工作附近出现烟流停滞区。据经验，压入式风筒出口到工作面的距离Lp约为：Lp Lj(45)，m(S掘进巷道净断面积，m2。112)抽出式通风这种通风方式是把局部通风机安装在离巷道口10m以外的回风侧。新鲜风流沿巷道流入，污风通过铁铁风筒风筒由局部通风机排出。12SCF-6湿式除尘风机湿式除尘风机可伸缩风筒可伸缩风筒胶带输送机胶带输送机水管水管转载机转载机掘进机掘进机13这这种种通通风风方方式式在在风风筒筒吸吸口口附附近近形形成成一一股股流流入入风风筒筒的的
5、风风流流，离离风风筒筒越越远远风风速速越越小小，只只能能在在一一定定距距离离以以内内有有吸吸入入炮炮烟烟的的作作用用，这这段段距距离离称称为为有有效效吸吸程程l ls s。在在有有效效吸吸程程以以外外的的炮炮烟烟处于停滞状态。处于停滞状态。因此，抽出式风筒口离工作面的距离因此，抽出式风筒口离工作面的距离l le e应小于有效吸程：应小于有效吸程：le ls 1.5 S0.5，m14压入式通风与抽出式通风优缺点比较：压入式通风与抽出式通风优缺点比较：(1)压入式通风时，局部通风机及其附属电气设备均布置在新鲜风压入式通风时，局部通风机及其附属电气设备均布置在新鲜风流中，污风不通过局部通风机，安全性
6、好；而抽出式通风时，含瓦流中，污风不通过局部通风机，安全性好；而抽出式通风时，含瓦斯的污风通过局部通风机，若局部通风机防爆性能出现问题，则非斯的污风通过局部通风机，若局部通风机防爆性能出现问题，则非常危险。常危险。(2)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，且因风速较大而提高散热效果。而抽出式通风有效吸程小，积聚，且因风速较大而提高散热效果。而抽出式通风有效吸程小，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。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。与压入式通风相比，抽出式风量小，工作面排
7、污风所需时间长、速与压入式通风相比，抽出式风量小，工作面排污风所需时间长、速度慢。度慢。(3)压入式通风时，掘进巷道涌出的瓦斯向远离工作面方向排走，压入式通风时，掘进巷道涌出的瓦斯向远离工作面方向排走，而用抽出式通风时，巷道壁面涌出的瓦斯随风流流向工作面，安全而用抽出式通风时，巷道壁面涌出的瓦斯随风流流向工作面，安全性较差。性较差。15(4)抽出式通风时，新鲜风流沿巷道进入工作面，整个井巷空抽出式通风时，新鲜风流沿巷道进入工作面，整个井巷空气清新，劳动环境好；而压入式通风时，污风沿巷道缓慢排出，气清新，劳动环境好；而压入式通风时，污风沿巷道缓慢排出，掘进巷道越长，排污风速越慢，受污染时间越久。
8、这种情况在掘进巷道越长，排污风速越慢，受污染时间越久。这种情况在大断面长距离巷道掘进中尤为突出。大断面长距离巷道掘进中尤为突出。(5)压入式通风可用柔性风筒，其成本低、重量轻，便于运输，压入式通风可用柔性风筒，其成本低、重量轻，便于运输，而抽出式通风的风筒承受负压作用，必须使用刚性或带刚性骨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，成本高，重量大，运输不便。架的可伸缩风筒，成本高，重量大，运输不便。基于上述分析，当以排除瓦斯为主的煤巷、半煤岩巷掘进时基于上述分析，当以排除瓦斯为主的煤巷、半煤岩巷掘进时应采用压入式通风，而当以排除粉尘为主的井巷掘进时，宜采应采用压入式
9、通风，而当以排除粉尘为主的井巷掘进时，宜采用抽出式通风。用抽出式通风。16 3）混合式通风 混合式通风的布置如图所示。其中压入式风筒出风口与工作面的距离仍应小于有效射程长度，抽出式风筒吸风口与工作面的距离和压入式局部通风机所在位置有关。压压入入式式局局部部通通风风机机可可随随工工作作面面的的推推进进及及时时向向前前移动。移动。抽抽出出式式风风筒筒吸吸风风口口应应超超前前压压入入式式局局部部通通风风机机10米米以以上上，同同时时其其风风筒筒吸吸风风口口距距工工作作面面的的距距离离还还应应大大于于炮炮烟烟抛抛掷掷长长度度，一般为一般为30米左右。米左右。压抽结合压抽结合17当局部通风机的吸入风量大
10、于全压供给设置通风机巷道的风量时，则部分由局部用风地点排出的污浊风流，会再次经局部通风机送往用风地点，故称其为循环风。循环通风分为掺有适量外界新风的循环通风和不掺有外界新风的循环通风。前者即为可控循环通风，也称为开路循环通风；后者称为闭路循环通风。掘进工作面连续不断涌出瓦斯等有害气体，当使用闭路循环系统时，因既无任何出口，无法除去这些气体，封闭循环区域中污染物浓度必然会越来越大。规程严禁采用循环通风。4）可控循环通风18 如图所示，若要采用常规的压入式通风，它虽能有效地解决瓦斯和气候条件问题，但无法控制掘进巷道内的矿尘浓度，并且对采煤工作面进风流的矿尘浓度也会产生影响；若要采用常规的抽出式通风
11、，由于采煤工作面内无法安设局部通风机，故只能安装在工作面外部，当工作面平巷很长时，这样做是很困难的。19在回风巷一侧如下图所示，情况正好相反，采用抽出式通风采煤工作面含尘风流直接进入掘进头，采用压入式通风则需把局部通风机置于采场通风系统之外。另一种方法是混合式，但因超前掘进巷道长度一般很短，难以布置两台局部通风机，另外掘进巷道内的风速也会很低,因此都非最佳方案。20 如果采用可控循环通风，进风侧采用抽出式通风，局部通风机安在进风巷内，如图所示，经风机前置除尘器过滤后，流出局部通风机与外部新风混合，其中一部分会再次进入掘进头循环使用。由于污风在与新风混合前经过了过滤，因而可以减轻或消除掘进头产生
12、的矿尘对采、掘工作面进风流的污染。21 在回风侧采用压入式通风，局部通风机安在回风巷内，如图 所示，风流过滤后再经局部通风机压入掘进头，清洗掘进头后与采煤工作面回风流混合，其中一部分流入回风道，另一部分再次进入掘进头循环使用。用这种方法可减轻或消除采煤工作面产生的矿尘对掘进头进风的污染。22可控循环通风除了在压入式和抽出式通风中应用外，可控循环通风除了在压入式和抽出式通风中应用外，在长距离巷道掘进的混合式通风中也有采用。在长在长距离巷道掘进的混合式通风中也有采用。在长抽短压式通风中，如图所示，先启动抽出式风机后抽短压式通风中，如图所示，先启动抽出式风机后启动压入式风机，外部进入的新风先清洗掘进
13、头，启动压入式风机，外部进入的新风先清洗掘进头，其中一部分污风经风筒，由抽出式风机排出；另一其中一部分污风经风筒，由抽出式风机排出；另一部分污风在压入式局部通风机的作用下，流过两列部分污风在压入式局部通风机的作用下，流过两列风筒重叠段巷道，再次与外部新风混合经风机前置风筒重叠段巷道，再次与外部新风混合经风机前置除尘器过滤后，由局部通风机压入掘进头循环使用，除尘器过滤后，由局部通风机压入掘进头循环使用，从而形成可控循环通风。从而形成可控循环通风。23 在长压短抽式通风中，如图所示，当抽出式风机风在长压短抽式通风中，如图所示，当抽出式风机风量大于压入式风机风量时也能产生循环风。先启动压入量大于压入
14、式风机风量时也能产生循环风。先启动压入式风机后启动抽出式风机，新风由压入式风机和风筒送式风机后启动抽出式风机，新风由压入式风机和风筒送入掘进头，污风全部通过抽出风筒，经前置除尘器过滤入掘进头，污风全部通过抽出风筒，经前置除尘器过滤后，由抽出式风机排出，其中一部分风流后，由抽出式风机排出，其中一部分风流(其其量约等于量约等于压入式风机风量压入式风机风量)沿掘进巷道排入外部贯穿风流中，另沿掘进巷道排入外部贯穿风流中，另一部分风流一部分风流(其数量等于两其数量等于两风机风量差风机风量差)在抽出式风机的在抽出式风机的作用下通过两列风筒重叠段巷道，再次与压入风筒流出作用下通过两列风筒重叠段巷道，再次与压
15、入风筒流出的新风的新风混合进入掘进头循环使用，从而形成可控循环通混合进入掘进头循环使用，从而形成可控循环通风风 24可控循环局部通风具有下列优点：可控循环局部通风具有下列优点：(1)采采用用混混合合式式可可控控循循环环通通风风时时，掘掘进进巷巷道道风风流流循循环环区区内内(即即从从后后置置风风筒筒口口至至掘掘进进工工作作面面)的的风风速速较较高高，避避免免了了瓦瓦斯斯层层状状积积聚聚，同同时时也也降降低低了了等等效温度，改善了掘进巷道中的气候条件。效温度，改善了掘进巷道中的气候条件。(2)当当在在局局部部通通风风机机前前配配置置除除尘尘器器时时，可可降降低低矿尘浓度。矿尘浓度。(3)在供给掘进
16、工作面相同风量条件下，可降在供给掘进工作面相同风量条件下，可降低通风能耗低通风能耗。25可控循环局部通风的缺点是：可控循环局部通风的缺点是：(1)循环风流通过运转风机的加热，再返回掘循环风流通过运转风机的加热，再返回掘进工作面，使风温上升。进工作面，使风温上升。(2)由于流经局部通风机的风流中含有一定浓由于流经局部通风机的风流中含有一定浓度的瓦斯和粉尘，因此，必须研制新型防爆除尘度的瓦斯和粉尘，因此，必须研制新型防爆除尘风机风机 (3)当工作面附近发生火灾时，烟流会返回掘当工作面附近发生火灾时，烟流会返回掘进工作面，故安全性差，抗灾能力弱，灾变时有进工作面，故安全性差，抗灾能力弱，灾变时有循环
17、风流通过的风机应立即进行控制，停止循环循环风流通过的风机应立即进行控制，停止循环通风，恢复常规通风。通风，恢复常规通风。26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)在在可可控控循循环环通通风风系系统统中中，必必须须装装有有瓦瓦斯斯、风风量量、粉粉尘尘自自动动监监测测装装置置及及可可靠靠的的报报警警装装置置，同同时还必须进行时还必须进行常规环境检测分析常规环境检测分析 (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。对对使使用用可可控控循循环环风风的的混混合合式式通通风风，抽抽出出式式与与压压入入式式的的两两台台风风机机间间须须设设闭闭锁锁
18、装装置置，保保证证主主要要的的局局部部通通风风机机启启动动后后，有有循循环环风风通通过过的的风风机机再再启启动动，以以免免形形成成闭闭路路循循环环风风流流同同时时必必须须适适当当地地控控制制抽抽出出式式与与压压入入式式两两台台局局部部通通风风机机的的风风量量比比，以以获获得得可可控循环通风的最佳除尘和降温效控循环通风的最佳除尘和降温效果。果。27二、矿井全风压通风 这种方法不需增设其它动力设备，直接利用矿井主要通风机造成的风压对掘进巷道和工作面进行通风为了将新鲜风流引入工作面并排出污风，必须采用挡风墙、风幛和风筒等导风设施。优点是安全可靠，管理方便，但要有足够的总风压。28 风墙的构筑可用砖、
19、石风墙，木板墙及帆布，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，导风距离可超过 500m。1.利用纵向风墙导风利用纵向风墙导风29 2.利用风筒导风利用风筒导风采用风筒导风需设置挡风墙，墙上开有风窗的调节风门。30火区封闭火区的独头巷道313.利用平行巷道通风 在掘进主巷的同时，距主巷1020m另掘一条平行的配风巷，主、配巷之间按一定距离开掘联络眼，前一个联络眼掘通后，后一个联络眼便密封。主巷进风，配巷回风。两条平行的独头巷道可用风幛或风筒导风。适于长距离的巷道掘进通风适于长距离的巷道掘进通风324、钻孔导风、钻孔导风如图所示，离地表或邻近水平较近处掘进长巷反眼或如
20、图所示，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，以便形成贯穿上山时，可用钻孔提前沟通掘进巷道，以便形成贯穿风流。为克服钻孔阻力，增大风量，可用大直径钻孔风流。为克服钻孔阻力，增大风量，可用大直径钻孔(300400 mm)或在钻孔口安装风机。这种通风方法或在钻孔口安装风机。这种通风方法曾被应用于煤层上山的掘进通风，取得了良好的排瓦曾被应用于煤层上山的掘进通风，取得了良好的排瓦斯效果。斯效果。33三、引射器通风参考书：余常昭，环境流体力学34引射器通风引射器的通风原理是利用压力水或压缩空气经喷嘴高速射出产生射流。周围的空气被卷吸到射流中，空气和射流在混合管内掺混，整流
21、后共同向前运动，使风筒内有风流不断流过。引射作用的实质引射作用的实质:高压射流将自身的部分能量传递给被引射的流体。高压射流将自身的部分能量传递给被引射的流体。35引射器通风具有设备简单、安全、水引射器有利于除尘和降温(水温低时)的优点。但 产 生 的 风 压 低，送 风 量 小（20 200 m3/min)，效率低，费用高，只有在用水砂充填采煤法的矿井中，才可顺便使用水风扇引射器。为满足掘进通风的风压与风量要求，可用多喷咀进行串联通风。优点与缺点36局部通风装备是由局部通风动力设备、风筒及其附属局部通风装备是由局部通风动力设备、风筒及其附属装置组成。装置组成。一、局部通风机一、局部通风机 井下
22、局部地点通风所用的通风机称为局部通风机。掘进工井下局部地点通风所用的通风机称为局部通风机。掘进工作面通风要求局部通风机体积小、风压高、效率高、噪声作面通风要求局部通风机体积小、风压高、效率高、噪声低、性能可靠、坚固防爆。低、性能可靠、坚固防爆。上世纪上世纪60年代研制的年代研制的JBT系列轴流式局部通风机，仍在许系列轴流式局部通风机，仍在许多矿山使用。其全风压效率只有多矿山使用。其全风压效率只有60 70，风量、风，风量、风压偏低，尤其噪声高达压偏低，尤其噪声高达103118 dB(A)，已属淘汰产品，已属淘汰产品近年来研制的新产品如沈阳鼓风机厂的近年来研制的新产品如沈阳鼓风机厂的BKJ66-
23、11系列系列,具具有效率高，最高效率达有效率高，最高效率达90%。37我国还研制生产出对旋轴流式局部通风机。其特点是：我国还研制生产出对旋轴流式局部通风机。其特点是：噪声较低，效率较高，且高效区宽；可采用单级运转噪声较低，效率较高，且高效区宽；可采用单级运转或双级运转。或双级运转。近年来开发研制了用于通风除尘和抽排瓦斯的局部通近年来开发研制了用于通风除尘和抽排瓦斯的局部通风机。如风机。如SCF-6型湿式除尘风机，该机最大的特点是型湿式除尘风机，该机最大的特点是将电动机独立于风筒风流之外，以防电气火花引燃风将电动机独立于风筒风流之外，以防电气火花引燃风筒风流中的瓦斯，并装备了湿式除尘器。筒风流中
24、的瓦斯，并装备了湿式除尘器。但局部通风机内部通风能耗较大，风筒积水积尘清理但局部通风机内部通风能耗较大，风筒积水积尘清理较难，故适用于瓦斯涌出量较小、掘进距离较难，故适用于瓦斯涌出量较小、掘进距离600 m以以内的机掘巷道。内的机掘巷道。382、局部通风机联合工作、局部通风机联合工作1）局部通风机串联）局部通风机串联当在通风距离长、风筒风阻大，一台局部通风机风压当在通风距离长、风筒风阻大，一台局部通风机风压不能保证掘进需风量时，可采用两台或多台局部通风不能保证掘进需风量时，可采用两台或多台局部通风机串联。串联的方式有集中串联和间隔串联。机串联。串联的方式有集中串联和间隔串联。若两台或多台局部通
25、风机之间仅用较短若两台或多台局部通风机之间仅用较短(12 m)的铁的铁风筒连接称为集中串联；若局部通风机分别布置在风风筒连接称为集中串联；若局部通风机分别布置在风筒的端部和中部，则称为间隔串联。筒的端部和中部，则称为间隔串联。39局部通风机串联的布置方式不同，沿风筒的压力分布也局部通风机串联的布置方式不同，沿风筒的压力分布也不同。不同。集中串联的风筒全长均应处于正压状态，以防柔性风筒集中串联的风筒全长均应处于正压状态，以防柔性风筒抽瘪。但靠近风机侧的风筒承压较高，柔性风筒易胀裂，抽瘪。但靠近风机侧的风筒承压较高，柔性风筒易胀裂，且漏风较大。且漏风较大。间隔串联的风筒承压较低，漏风较少。但当两台
26、局部通间隔串联的风筒承压较低，漏风较少。但当两台局部通风机相距过远时，其连接风筒可能出现负压段，如图风机相距过远时，其连接风筒可能出现负压段，如图5-2-4(c)所示，使柔性风筒抽瘪而不能正常通风。所示，使柔性风筒抽瘪而不能正常通风。据实验两台据实验两台JBT-52型局部通风机间隔串联间距不应超型局部通风机间隔串联间距不应超过风筒全长的三分之一。过风筒全长的三分之一。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，当风筒风阻不大，用一台局部通风机供风不足时，可采用两台或多台局部通风机集中并联工作。可采用两台或多台局部通风机集中并联工作。40二、风筒二、风筒风筒是最
27、常见的导风装置。对风筒的基本要求是漏风小、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、质量轻、拆装方便。风阻小、质量轻、拆装方便。1、风筒的种类、风筒的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刚性和和柔性柔性两种。两种。刚性风筒刚性风筒是用金属板或玻璃钢材料制成。玻璃钢风筒比是用金属板或玻璃钢材料制成。玻璃钢风筒比金属风筒轻便、抗酸、碱腐蚀性强、摩擦阻力系数小。金属风筒轻便、抗酸、碱腐蚀性强、摩擦阻力系数小。柔性风筒柔性风筒是应用更广泛的一种风筒，通常用胶布、橡胶、是应用更广泛的一种风筒，通常用胶布、橡胶、塑料制成。其最大优点是轻便、可伸缩、拆装运搬方便。塑料
28、制成。其最大优点是轻便、可伸缩、拆装运搬方便。41风筒直径/mm 风筒节长/m壁厚/mm垫圈厚/mm风筒质量/kgm-14002，2.52823.45002.5，32828.36002.5，32834.87002.5，32.5846.180032.5854.590032.5860.8100032.5868.0直径/mm节长/m壁厚/mm风筒质量/kgm-1风筒断面/m2300101.21.30.071400101.21.60.126500101.21.90.196600101.22.30.283800101.23.20.5031000101.24.00.785表表5-2-2 铁风筒规格参数表铁
29、风筒规格参数表表表5-2-3 胶布风筒规格参数表胶布风筒规格参数表42随着大断面巷道机械化掘进的增多，混合式通风除尘随着大断面巷道机械化掘进的增多，混合式通风除尘技术得到了广泛应用，为了满足其抽出式通风的要求，技术得到了广泛应用，为了满足其抽出式通风的要求，采用采用金属整体螺旋弹簧钢圈为骨架的可伸缩风筒金属整体螺旋弹簧钢圈为骨架的可伸缩风筒。它既可承受一定的负压，又具有可伸缩的特点，它既可承受一定的负压，又具有可伸缩的特点，比铁风筒质量轻，使用方便。比铁风筒质量轻，使用方便。矿山常用的风筒直径有矿山常用的风筒直径有300 mm、400 mm、500 mm、600 mm、800 mm和和1000
30、mm等规格。等规格。432、风筒接头、风筒接头刚性风筒一般采用法兰盘连接方式。柔性风筒刚性风筒一般采用法兰盘连接方式。柔性风筒的接头方式有插接、单反边接头、双反边接头、的接头方式有插接、单反边接头、双反边接头、活三环多反边接头、螺圈接头等多种形式。活三环多反边接头、螺圈接头等多种形式。目前井下广泛采用接头严密、漏风小的反边接目前井下广泛采用接头严密、漏风小的反边接头法。反边接头又分单反边、双反边和多反边头法。反边接头又分单反边、双反边和多反边等。等。44双双反反边边接接头头的的连连接接顺顺序序如如图图所所示示，先先在在风风筒筒两两端端套套上上铁铁环环l、2，并并各各留留200 300mm的的反
31、反边边(图图A)顺顺风风流流方方向向把把有有铁铁环环1的的风风筒筒插插入入有有铁铁环环2的的风风筒筒内内，拉拉紧紧风风筒筒使使两两环环靠靠拢拢，要要防防止止风风筒筒歪歪斜斜出出褶褶皱皱(图图B)，然然后后把把风风筒筒1的的反反边边翻翻套套过过来来，再再把把风风筒筒2的的反反边边翻翻套套过过来来(图图C)。45 多多反反边边接接头头如如图图示示，是是在在双双反反边边的的基基础础上上多多一一个个活活环环3。活活环环3先先套套在在有有铁铁环环2的的风风筒筒上上(图图A)，当当风风筒筒1反反边边翻翻套套在在风风筒筒2上上时时，再再把把活活环环3套套在在风风筒筒2的的反反边边和和风风筒筒1的的翻翻边边上
32、上(图图B)，然然后后把把风风筒筒2的的反反边边和和风风筒筒l的的翻翻边边都都翻翻套套在在活活环环3和和铁铁环环1上上(图图C)。此此外外，及及时时修修补补风风筒筒和和堵堵补补风风筒筒的的针针眼眼也也是是常常用用的的减减少少漏漏风的手段。风的手段。463、风筒的阻力、风筒的阻力风筒风阻可按下式计算风筒风阻可按下式计算R风筒的总风阻，风筒的总风阻，Ns2/m8；R1风筒的摩擦风阻，风筒的摩擦风阻，Ns2/m8；R2风筒接头处的局部风阻，风筒接头处的局部风阻，Ns2/m8；R3风筒拐弯处的局部风阻，风筒拐弯处的局部风阻，Ns2/m8；a风筒的摩擦阻力系数，风筒的摩擦阻力系数，Ns2/m4；l 风筒
33、长度，风筒长度，m；d风筒直径风筒直径m；n风筒的接头数目；风筒的接头数目；j风筒接头的局部阻力系数，无因次；风筒接头的局部阻力系数，无因次；b风筒拐弯的局部阻力系数，无因次；风筒拐弯的局部阻力系数，无因次；空气密度，空气密度，kg/m3。47在实际应用中在实际应用中，整列风筒风阻除与长度和接头等有关外，还，整列风筒风阻除与长度和接头等有关外，还与风筒的吊挂维护等管理质量密切相关，一般根据实测风筒与风筒的吊挂维护等管理质量密切相关，一般根据实测风筒百米风阻作为衡量风筒管理质量和设计的数据。百米风阻作为衡量风筒管理质量和设计的数据。根据风筒根据风筒的百米风阻值的百米风阻值R R100100可以直
34、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：表表5-3是开滦等矿和重庆研究所实测的风筒百米风阻值的结果是开滦等矿和重庆研究所实测的风筒百米风阻值的结果484、风筒的漏风、风筒的漏风漏风量的大小与风筒种类、规格尺寸、接头方法、接头质量以漏风量的大小与风筒种类、规格尺寸、接头方法、接头质量以及风筒风压等因素有关，而更重要的是与风筒的维护及管理有及风筒风压等因素有关，而更重要的是与风筒的维护及管理有密切的关系。密切的关系。金属风筒的漏风主要发生在接头处，且随风压增加而增加。柔金属风筒的漏风主要发生在接头处，且随风压增加而增加。柔性风筒不仅接头漏风，在其全长（如粘缝、针眼等）都
35、有漏风。性风筒不仅接头漏风，在其全长（如粘缝、针眼等）都有漏风。考虑风筒漏风的大小，可用漏风量备用系数考虑风筒漏风的大小，可用漏风量备用系数来表示。来表示。（5-2-2）式中：式中：局部通风机的供风量，局部通风机的供风量，m3/s；风筒末端的风量，风筒末端的风量，m3/s。49金属风筒的漏风主要发生在连接处。若把风筒漏风看成是连续金属风筒的漏风主要发生在连接处。若把风筒漏风看成是连续的，且漏风状态是紊流，在风筒全长上的漏风风量备用系数可的，且漏风状态是紊流，在风筒全长上的漏风风量备用系数可按下式计算按下式计算式中式中 d风筒直径，风筒直径，m；n风筒的接头数目；风筒的接头数目；R风筒全长的摩擦
36、风阻，风筒全长的摩擦风阻，Ns2/m8；K相当于直径为相当于直径为1 m的风筒的透风系数；的风筒的透风系数；K值的大小值的大小与风筒的连接质量有关：插接时可取与风筒的连接质量有关：插接时可取0.00260.0032，法兰盘，法兰盘连接用草绳垫圈时可取连接用草绳垫圈时可取0.00190.0026，法兰盘连接用胶皮垫，法兰盘连接用胶皮垫圈可取圈可取0.000320.0019。50柔性风筒不仅接头漏风，在风筒全长上都有漏风，而漏风量随柔性风筒不仅接头漏风，在风筒全长上都有漏风，而漏风量随风筒内风压增大而加大。风筒内风压增大而加大。柔性风筒的漏风风量备用系数柔性风筒的漏风风量备用系数可以根据风筒可以根
37、据风筒100 m长度的漏长度的漏风率风率p来计算。来计算。式中，式中，柔性风筒漏风风量备用系数；柔性风筒漏风风量备用系数；p风筒风筒100 m长度的漏风率，长度的漏风率，%百米漏风率可从表百米漏风率可从表5-2-6中查取；中查取；L风筒总长度，风筒总长度，m.51表表5-2-6 柔性风筒百米漏风率柔性风筒百米漏风率p风风筒接筒接头类头类型型100m漏漏风风率率p（%）胶接胶接0.10.4多反多反边边0.60.4多多层层反反边边3.05插接插接12.8525、风筒的安装与要求、风筒的安装与要求我国煤矿在长距离独头巷道掘进通风技术管理和风筒安装方面，我国煤矿在长距离独头巷道掘进通风技术管理和风筒安
38、装方面，积累了丰富的经验。可归纳如下：积累了丰富的经验。可归纳如下：（1）适当增加风筒节长，减少接头数目，降低风筒的局部风）适当增加风筒节长，减少接头数目，降低风筒的局部风阻和漏风。阻和漏风。（2）改进接头连接方式，淮北沈庄煤矿用铁圈压板接头代替）改进接头连接方式，淮北沈庄煤矿用铁圈压板接头代替插接方式，送风距离达插接方式，送风距离达3033 m，工作面风量为，工作面风量为63.2 m3/min，风筒百米漏风率减少了，风筒百米漏风率减少了75。枣庄矿使用的螺圈接头，内。枣庄矿使用的螺圈接头，内壁光滑，接头局部风阻小，漏风也小，送风距离达壁光滑，接头局部风阻小，漏风也小，送风距离达3795 m。
39、（3）风筒悬吊要平、直、稳、紧，逢环必吊，缺环必补，防）风筒悬吊要平、直、稳、紧，逢环必吊，缺环必补，防止急拐弯。风机安装、悬吊也要与风筒保持平直。风机与风筒止急拐弯。风机安装、悬吊也要与风筒保持平直。风机与风筒直径不同时，要用异径缓变接头连接。直径不同时，要用异径缓变接头连接。（4）在每隔一定距离风筒上安装放水嘴，随时放出风筒中凝）在每隔一定距离风筒上安装放水嘴，随时放出风筒中凝结的积水。结的积水。535.3 局部通风系统设计局部通风系统设计根据开拓、开采巷道布置、掘进区域煤岩层的根据开拓、开采巷道布置、掘进区域煤岩层的自然条件以及掘进工艺，确定合理的局部通风自然条件以及掘进工艺，确定合理的
40、局部通风方法及其布置方式，选择风筒类型和直径，计方法及其布置方式，选择风筒类型和直径，计算风筒出入口风量，计算风筒通风阻力，选择算风筒出入口风量，计算风筒通风阻力，选择局部通风机等工作局部通风机等工作称之为局部通风系统设计称之为局部通风系统设计。54一、局部通风系统的设计原则一、局部通风系统的设计原则局部通风是矿井通风系统的一个重要组成部分，其新局部通风是矿井通风系统的一个重要组成部分，其新风取自矿井主风流，其污风又排入矿井主风流。其设风取自矿井主风流，其污风又排入矿井主风流。其设计原则可归纳如下：计原则可归纳如下：(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
41、部通风创造条件。(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)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低噪、高效型局部通风机。(4)压入式通风宜用柔性风筒，抽出式通风宜用带刚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。选择阻燃、抗静电型。(5)当一台风机不能满足通风要求时可考虑选用两台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。或多台风机联合运行。55二、局部通风设计步骤二、局部通风设计步骤（1
42、）确定局部通风系统，绘制掘进巷道局部通风系）确定局部通风系统，绘制掘进巷道局部通风系统布置图。统布置图。（2）按通风方法和最大通风距离，选择风筒类型与）按通风方法和最大通风距离，选择风筒类型与直径。直径。（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）按掘进巷道通风长度变化，分阶段计算局部通）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。风系统总阻力。（5）按计算所得局部通风机设计风量和风压，选择）按计算所得局部通风机设计风量和风压，选择局部通风机。局部通风机。（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。561、风筒的选择、
43、风筒的选择选用风筒要与局部通风机选型一并考虑其原则是：选用风筒要与局部通风机选型一并考虑其原则是：（1）风筒直径能保证最大通风长度时，局部通风机）风筒直径能保证最大通风长度时，局部通风机供风量能满足工作面通风的要求；供风量能满足工作面通风的要求；（2）风筒直径主要取决于送风量及送风距离。）风筒直径主要取决于送风量及送风距离。送风量大，距离长，风筒直径应大一些，以降低风阻，减少漏送风量大，距离长，风筒直径应大一些，以降低风阻，减少漏风，节约通风电耗。此外，还应考虑巷道断面的大小，使风筒风，节约通风电耗。此外，还应考虑巷道断面的大小，使风筒不致影响运输和行人的安全。不致影响运输和行人的安全。一般来
44、说，一般来说，立井凿井时，选用立井凿井时，选用6001000 mm的铁风筒或玻璃钢风筒；的铁风筒或玻璃钢风筒；距离在距离在200 m以内，送风量不超过以内，送风量不超过23 m3/s，可用直径为，可用直径为300400 mm的风筒；的风筒；距离在距离在200500 m时，可用直径为时，可用直径为400500 mm的风筒；的风筒；距离在距离在5001000 m时，可用直径为时，可用直径为8001000 mm的风筒。的风筒。572、局部通风机的选型、局部通风机的选型已知井巷掘进所需风量和所选用的风筒，即可求算风筒的通风已知井巷掘进所需风量和所选用的风筒，即可求算风筒的通风阻力。根据风量和风筒的通风
45、阻力，在可供选择的各种通风动阻力。根据风量和风筒的通风阻力，在可供选择的各种通风动力设备中选用合适的设备。力设备中选用合适的设备。（1）确定局部通风机的工作参数）确定局部通风机的工作参数根据掘进工作面所需风量根据掘进工作面所需风量 和风筒的漏风情况，用下式计算和风筒的漏风情况，用下式计算风机的工作风量风机的工作风量式中式中 漏风系数。漏风系数。58压入式通风时，设风筒出口动压损失为压入式通风时，设风筒出口动压损失为hv0，则局部通风机全，则局部通风机全风压（风压（Pa）为）为Ht：式中式中 Rf 压入式风筒的总风阻，压入式风筒的总风阻，Ns2/m8抽出式通风时，设风筒入口局部阻力系数抽出式通风
46、时，设风筒入口局部阻力系数e=0.5，则局部通风，则局部通风机静风压机静风压Hs（Pa）为：）为：59（2）选择局部通风机）选择局部通风机根据需要的根据需要的 、值在各类局部通风机特性曲线上，确定值在各类局部通风机特性曲线上，确定局部通风机的合理工作范围，选择长期运行效率较高的局部通局部通风机的合理工作范围，选择长期运行效率较高的局部通风机。风机。60 如果选用的局部通风机工作风压不能满足要求，可选用二台或二台以上局部通风机进行串联作业。其串联作业方式分为集中串联和间隔串联。皆可达到增加风压的目的。但从两种串联方式的风压分布图可以看出，在相同条件下集中串联时，风筒中最大的风压大于间隔串联，所以
47、集中串联风筒漏风将大于间隔串联。61 间隔串联时，如果两台局部通风机相隔较远，便会在第二台局部通风机后面一段风筒内产生负压，因而在这个区段内会有部分污风漏入风筒，造成循环风。为避免这种现象，两台局部通风机的间距一般不得大于风筒全长的三分之一，使风压分布情况如图B所示。掘进长距离瓦斯巷道，一台局部通风机的风压不够用时，间隔串联不安全，可用局部通风机集中串联的方式；局部通风机之间须用一段风筒隔开，使第一台局部通风机出口的紊乱风流不影响第二台局部通风机的运转效率。625.4 局部通风技术管理及安全措施局部通风技术管理及安全措施掘进工作面是瓦斯、煤尘事故的多发地点，因掘进工作面是瓦斯、煤尘事故的多发地
48、点，因此加强掘进工作面的地质工作、通风设计、安此加强掘进工作面的地质工作、通风设计、安全技术装备系列化和施工管理，不仅有利于提全技术装备系列化和施工管理，不仅有利于提高掘进速度，而且对保证安全生产具有重要意高掘进速度，而且对保证安全生产具有重要意义。义。63一、长距离巷道掘进时的局部通风一、长距离巷道掘进时的局部通风矿井开拓期常要掘进长距离的巷道，掘进这类巷道时，矿井开拓期常要掘进长距离的巷道，掘进这类巷道时，多采用局部通风机通风。为了保证通风效果，需要注多采用局部通风机通风。为了保证通风效果，需要注意以下几方面问题：意以下几方面问题：（1）通风方式要选择得当，一般采用混合式通风；）通风方式要
49、选择得当，一般采用混合式通风；（2）条件许可时，尽量选用大直径的风筒，以降低）条件许可时，尽量选用大直径的风筒，以降低风筒风阻，提高有效风量；风筒风阻，提高有效风量；（3）保证风筒接头的质量。根据实际情况，尽量增）保证风筒接头的质量。根据实际情况，尽量增长每节风筒的长度，减少风筒接头处的漏风；长每节风筒的长度，减少风筒接头处的漏风；（4）风筒悬吊力求）风筒悬吊力求“平、直、紧平、直、紧”以消除局部阻力；以消除局部阻力；（5）要有专人负责，经常检查和维修。）要有专人负责，经常检查和维修。64在实际工作中，还可用采用局部通风机串联通风方法在实际工作中，还可用采用局部通风机串联通风方法来解决长距离巷
50、道掘进时的通风问题。在没有高风压来解决长距离巷道掘进时的通风问题。在没有高风压局部通风机的情况下，可用多台局部通风机串联工作，局部通风机的情况下，可用多台局部通风机串联工作，如图如图5-4-1（a）、（）、（b）所示为局部通风机集中串联）所示为局部通风机集中串联与间隔串联。与间隔串联。65在相同在相同(风机和风筒风机和风筒)条件下，一般集中串联比间隔串联漏风大，条件下，一般集中串联比间隔串联漏风大，这是因为漏风量的大小与风筒内外压差有关。这是因为漏风量的大小与风筒内外压差有关。与间隔串联时风筒内外压差比较，集中串联时风筒内外压差成与间隔串联时风筒内外压差比较，集中串联时风筒内外压差成倍增加。倍