采礦學(xué)第07章 礦井通風(fēng)方法ppt課件

1、7 7 礦井通風(fēng)方法礦井通風(fēng)方法7.1 礦井自然通風(fēng)礦井自然通風(fēng)7.1.1 礦井自然通風(fēng)的構(gòu)成礦井自然通風(fēng)的構(gòu)成 在非機(jī)械通風(fēng)的礦井里，風(fēng)流從氣溫較低的井筒經(jīng)任務(wù)面流到氣溫較高的井筒。這主要是由于風(fēng)流流過井巷時與巖石發(fā)生了熱交換，進(jìn)、回風(fēng)井里的氣溫出現(xiàn)差別，回風(fēng)井里的空氣密度小，因此兩個井筒底部的空氣壓力不相等。其壓差就是自然風(fēng)壓。在自然風(fēng)壓的作用下，風(fēng)流不斷流過礦井，構(gòu)成自然通風(fēng)過程。如圖7-1所示。ABCDE冬 季夏 季圖7-1 礦井自然風(fēng)流方向7.1.2 7.1.2 自然風(fēng)壓的性質(zhì)自然風(fēng)壓的性質(zhì)n構(gòu)成礦井自然風(fēng)壓的主要緣由是礦井進(jìn)、出風(fēng)井兩側(cè)的空氣柱分量差。不論有無機(jī)械通風(fēng)，只需礦井進(jìn)、

2、出風(fēng)井兩側(cè)存在空氣分量差，就一定存在自然風(fēng)壓。n自然風(fēng)壓的大小和方向取決于礦井進(jìn)、出風(fēng)兩側(cè)空氣柱分量差，而最終取決于大氣壓力、空氣溫度和濕度。故自然風(fēng)壓的大小和方向會隨季節(jié)變化，甚至?xí)円怪g也能夠發(fā)生變化。n機(jī)械通風(fēng)時，扇風(fēng)機(jī)停頓運轉(zhuǎn)時，進(jìn)、出風(fēng)井的溫度不會立刻發(fā)生改動，自然風(fēng)流也不會立刻反向。7.1.3 7.1.3 通風(fēng)網(wǎng)路通風(fēng)網(wǎng)路 通風(fēng)網(wǎng)路銜接方式多種多樣，根本銜接方式分為：串聯(lián)、并聯(lián)及角聯(lián)。 1串聯(lián)通風(fēng)網(wǎng)路 兩條或兩條以上風(fēng)路彼此首尾相連，中間沒有風(fēng)流分合點時的通風(fēng)，稱為串聯(lián)通風(fēng)。如圖7-2。其特性是： 串聯(lián)風(fēng)路的總風(fēng)量等于各段風(fēng)路的分風(fēng)量； 串聯(lián)風(fēng)路的總風(fēng)壓等于各段風(fēng)路的分風(fēng)壓之和；

3、串聯(lián)風(fēng)路的總風(fēng)阻等于各段風(fēng)路的分風(fēng)阻之和； 串聯(lián)風(fēng)路的總等積孔平方的倒數(shù)等于各段風(fēng)路等積孔平方的倒數(shù)之和。 12312圖7-2 串聯(lián)風(fēng)路 等積孔是衡量礦井或井巷通風(fēng)難易程度的假想薄板孔口的面積值，即假等積孔是衡量礦井或井巷通風(fēng)難易程度的假想薄板孔口的面積值，即假定在一個無限的空間有一薄板定在一個無限的空間有一薄板(壁壁),在薄板在薄板(壁壁)上開一面積為上開一面積為A(m2)的孔，當(dāng)?shù)目祝?dāng)孔口經(jīng)過的風(fēng)量等于礦井風(fēng)量孔口經(jīng)過的風(fēng)量等于礦井風(fēng)量Q，孔口兩側(cè)的靜壓差等于礦井通風(fēng)阻力，孔口兩側(cè)的靜壓差等于礦井通風(fēng)阻力h,那那么這個孔的面積么這個孔的面積A稱為等積孔。稱為等積孔。 它和風(fēng)阻同樣是反映井

4、巷它和風(fēng)阻同樣是反映井巷(或礦井或礦井)通風(fēng)難易程度的一個重要目的，以平通風(fēng)難易程度的一個重要目的，以平方米表示。通常根據(jù)礦井等積孔值或礦井風(fēng)阻值大小方米表示。通常根據(jù)礦井等積孔值或礦井風(fēng)阻值大小(即按礦井通風(fēng)難易程度即按礦井通風(fēng)難易程度)將其分為三級，即大阻力礦、中阻力礦、小阻力礦。等級孔愈大，通風(fēng)愈容將其分為三級，即大阻力礦、中阻力礦、小阻力礦。等級孔愈大，通風(fēng)愈容易。反之亦然。易。反之亦然。 2并聯(lián)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò) 兩條或兩條以上的分支在某一節(jié)點分開后，又在另一節(jié)點集合。其間無交叉分支時的通風(fēng)，稱為并聯(lián)通風(fēng)。如圖7-3。其特性是： 并聯(lián)網(wǎng)路的總風(fēng)量等于并聯(lián)各分支風(fēng)量之和； 并聯(lián)網(wǎng)路的總風(fēng)壓等于任

5、一并聯(lián)分支的風(fēng)壓； 并聯(lián)網(wǎng)路的總風(fēng)阻平方根的倒數(shù)等于并聯(lián)各分支風(fēng)阻平方根的倒數(shù)之和； 并聯(lián)網(wǎng)路的總等積孔等于并聯(lián)各分支等積孔之和。1212圖7-3 并聯(lián)風(fēng)路 3串聯(lián)與并聯(lián)的比較 從平安、可靠和經(jīng)濟(jì)角度看，并聯(lián)通風(fēng)與串聯(lián)通風(fēng)相比，具有明顯的優(yōu)點： 總風(fēng)阻小，等積孔大，通風(fēng)容易，通風(fēng)動力費用少； 并聯(lián)各分支獨立通風(fēng)，風(fēng)流新穎，互不干擾，有利于平安消費；而串聯(lián)時，后面風(fēng)路的入風(fēng)是前面風(fēng)路排出的污風(fēng)，風(fēng)流不新穎，空氣質(zhì)量差，不利于平安消費； 并聯(lián)各分支的風(fēng)量，可根據(jù)消費需求進(jìn)展調(diào)理；而串聯(lián)各風(fēng)路的風(fēng)量那么不能進(jìn)展調(diào)理，不能有效地利用風(fēng)量； 并聯(lián)的某一分支風(fēng)路發(fā)惹事故，易于控制與隔離，不致影響其他分支巷

6、道，事故涉及范圍小，平安性好；而串聯(lián)的某一風(fēng)路發(fā)惹事故，容易涉及整個風(fēng)路，平安性差。4角聯(lián)通風(fēng)網(wǎng)路 在并聯(lián)的兩條分支之間，還有一條或幾條分支相通的銜接方式稱為角聯(lián)通風(fēng)網(wǎng)路。如圖7-4。其特征是：一方面具有容易調(diào)理風(fēng)向的優(yōu)點，另一方面角聯(lián)分支又有出現(xiàn)風(fēng)流方向不穩(wěn)定的能夠性。13132424圖7-4 簡單角聯(lián)通風(fēng)網(wǎng)路7.2 扇風(fēng)機(jī)通風(fēng) 礦用通風(fēng)機(jī)按照其效力范圍和所起的作用分為三種： 1主要扇風(fēng)機(jī)。擔(dān)負(fù)整個礦井或礦井的一翼，或一個較大區(qū)域通風(fēng)的扇風(fēng)機(jī)，又稱主扇； 2輔助扇風(fēng)機(jī)。用來協(xié)助礦井主要通風(fēng)機(jī)對一翼或一個較大區(qū)域抑制通風(fēng)阻力，增大風(fēng)量的扇風(fēng)機(jī)，又稱輔扇； 3部分扇風(fēng)機(jī)。供井下某一部分地點通風(fēng)運

7、用的扇風(fēng)機(jī)，又稱局扇，普通效力于井巷掘進(jìn)或采場通風(fēng)。 礦用扇風(fēng)機(jī)按構(gòu)造和任務(wù)原理不同，分為離心式扇風(fēng)機(jī)和軸流式扇風(fēng)機(jī)兩種。7.2.1 7.2.1 礦用扇風(fēng)機(jī)礦用扇風(fēng)機(jī)u離心式扇風(fēng)機(jī)任務(wù)原理：u 當(dāng)電動機(jī)傳動安裝帶開任務(wù)輪要機(jī)殼中旋轉(zhuǎn)時，葉片流道間的空氣隨葉片的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，獲得離心力，經(jīng)葉端被拋出任務(wù)輪，流到螺旋狀機(jī)殼里。在機(jī)殼內(nèi)空氣流速逐漸減小，壓力升高，然后經(jīng)分散器排出。與此同時，在葉片的入口即葉根處構(gòu)成較低的壓力，使吸風(fēng)口處的空氣自葉根流入葉道，從葉端流出，如此構(gòu)成延續(xù)風(fēng)流。u軸流式扇風(fēng)機(jī)原理：u 當(dāng)動輪葉片在空氣中快速掃過時，由于翼面葉片的凹槽與空氣沖擊，產(chǎn)生正壓力，空氣那么從葉道流出；

8、翼背牽動反面的空氣，產(chǎn)生負(fù)壓力，將空氣吸入葉道，如此一吸一推構(gòu)成延續(xù)風(fēng)流。7.2.2 7.2.2 扇風(fēng)機(jī)結(jié)協(xié)作業(yè)扇風(fēng)機(jī)結(jié)協(xié)作業(yè)u兩臺或兩臺以上扇風(fēng)機(jī)串聯(lián)或并聯(lián)在一同運轉(zhuǎn)，以添加總風(fēng)量，升高總風(fēng)壓，稱為扇風(fēng)機(jī)結(jié)協(xié)作業(yè)。u扇風(fēng)機(jī)結(jié)合任務(wù)的運用。u 扇風(fēng)機(jī)并聯(lián)任務(wù)是壓差相等，風(fēng)量相加；串聯(lián)任務(wù)是風(fēng)量相等，壓差相加。在長巷道掘進(jìn)部分通風(fēng)中，當(dāng)風(fēng)筒的通風(fēng)阻力過大，而風(fēng)量不需求很大時，可采用部分扇風(fēng)機(jī)串聯(lián)任務(wù)；當(dāng)?shù)V井通風(fēng)阻力不大，而需求風(fēng)量很時，可采用扇風(fēng)機(jī)并聯(lián)任務(wù)。u自然通風(fēng)對機(jī)械通風(fēng)的影響。u 假設(shè)自然風(fēng)流方向與扇風(fēng)機(jī)風(fēng)流方向一致，風(fēng)量添加，離心式扇風(fēng)機(jī)的功率隨之添加，效率下降；假設(shè)相反，那么風(fēng)量減少

9、，軸流式扇風(fēng)機(jī)的功率添加。故自然通風(fēng)的反作用對軸流式扇風(fēng)機(jī)更為有害。7.2.3 7.2.3 礦井漏風(fēng)及其危害礦井漏風(fēng)及其危害u有效風(fēng)流：經(jīng)過進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)送入的新穎風(fēng)流，到達(dá)作業(yè)地點，到達(dá)了通風(fēng)目的風(fēng)流。u漏風(fēng)：未經(jīng)作業(yè)地點，而經(jīng)過采空區(qū)、地表塌陷區(qū)以及通風(fēng)構(gòu)筑物的縫隙直接滲入回風(fēng)道或直接排出地表的風(fēng)流。u礦井漏風(fēng)危害：降低了作業(yè)面的有效風(fēng)量，添加了通風(fēng)困難。使通風(fēng)系統(tǒng)的可靠性和風(fēng)流的穩(wěn)定性遭到破壞，易使角聯(lián)巷道風(fēng)流反向，出現(xiàn)煙塵倒流景象。大量漏風(fēng)的存在，可使礦井總風(fēng)阻降低，從而破壞主扇的正常工況，效率降低，無益電耗添加。7.3 7.3 掘進(jìn)任務(wù)面通風(fēng)掘進(jìn)任務(wù)面通風(fēng)7.3.1 7.3.1 平巷掘進(jìn)通

10、風(fēng)平巷掘進(jìn)通風(fēng) 平巷掘進(jìn)通風(fēng)按通風(fēng)動力方式不同分為部分扇風(fēng)機(jī)通風(fēng)、礦井全風(fēng)壓通風(fēng)、引射器通風(fēng)三種。7.3.1.1 部分扇風(fēng)機(jī)通風(fēng) 根據(jù)局扇及風(fēng)筒的布置方式,部分扇風(fēng)機(jī)通風(fēng)可以分為壓入式、抽出式、混合式三種方式。 壓入式通風(fēng):局扇和啟動安裝安裝在離掘進(jìn)巷道口10m以外的進(jìn)風(fēng)側(cè)巷道中,風(fēng)筒引入任務(wù)面,新穎風(fēng)流經(jīng)風(fēng)筒送入掘任務(wù)面,污風(fēng)沿掘進(jìn)巷道排出。 抽出式通風(fēng)：局扇安裝在離掘進(jìn)巷道口10m以外的回風(fēng)側(cè)巷道中，新穎風(fēng)流沿掘進(jìn)巷道流入任務(wù)面，污風(fēng)經(jīng)風(fēng)筒由局扇排出。10m10m圖7-5 壓入式通風(fēng)圖7-6 抽出式通風(fēng) 混合式通風(fēng)：一個掘進(jìn)任務(wù)面同時采用壓入式和抽出式結(jié)合任務(wù)。其中壓入式向任務(wù)面供風(fēng)，抽出

11、式從任務(wù)排出污風(fēng)。圖7-7是混合式通風(fēng)的其中一種扇風(fēng)機(jī)布置方式。1015m50200m2030m10m圖7-7 混合式通風(fēng)7.3.1.2 7.3.1.2 礦井全風(fēng)壓通風(fēng)礦井全風(fēng)壓通風(fēng) 礦井全壓通風(fēng)是直接利用礦井主扇風(fēng)機(jī)所呵斥的風(fēng)壓礦井全壓通風(fēng)是直接利用礦井主扇風(fēng)機(jī)所呵斥的風(fēng)壓, ,借助風(fēng)借助風(fēng)障或風(fēng)筒等導(dǎo)風(fēng)設(shè)備將新穎風(fēng)流引入任務(wù)面障或風(fēng)筒等導(dǎo)風(fēng)設(shè)備將新穎風(fēng)流引入任務(wù)面, ,并將污風(fēng)排出掘進(jìn)巷并將污風(fēng)排出掘進(jìn)巷道。如圖道。如圖7-87-8。圖7-8 全風(fēng)壓通風(fēng)a 利用縱向風(fēng)障導(dǎo)風(fēng)b 利用風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)ab7.3.1.3 引射器通風(fēng)引射器通風(fēng) 利用高壓水或緊縮空氣為動力，經(jīng)過噴嘴噴頭高速射出利用高壓水或緊縮空氣為動力，經(jīng)過噴嘴噴頭高速射出氣流或水流，在噴出射流周圍呵斥負(fù)壓區(qū)而吸入空氣，并經(jīng)混合