第四章 通風動力

1、一、教學內容：一、教學內容：1、自然風壓及其特性、控制利用的方法、測定方法；2、礦井通風機械相關知識及其附屬裝置；3、礦井通風機特性；4、礦井反風技術；5、礦井通風機風壓與通風阻力之間的關系；6、礦井主要通風機性能測定。二、重點難點：二、重點難點：1、礦井通風機特性；2、礦井通風機風壓與通風阻力之間的關系。三、教學要求：三、教學要求：1、了解自然風壓、礦井通風機械、礦井主要通風機性能測定的相關知識、礦井反風技術；2、掌握通風機特性、礦井通風機風壓與通風阻力之間的關系。為了達到礦井通風的目的，必須使井巷中的空氣不斷地流動，空氣在井巷流動過程中會遇到礦井通風阻力，克服礦井通風阻力的能量或壓力稱為礦

2、井通風動力。礦井通風動力可以由機械設備和自然條件產生，由通風機產生的風壓稱為機械風壓機械風壓；由機械風壓克服礦井阻力進行通風的叫機械通風機械通風。由礦井自然條件產生的風壓稱為自然風壓自然風壓；由自然風壓克服礦井阻力進行通風的叫自然自然通風通風。機械運轉-機械風壓機械通風礦井通風動力自然條件-自然風壓自然通風第一節(jié)自然風壓第一節(jié)自然風壓第二節(jié)礦用通風機第二節(jié)礦用通風機第三節(jié)通風機的特性第三節(jié)通風機的特性第四節(jié)礦井反風技術第四節(jié)礦井反風技術第五節(jié)礦井通風機風壓與通風阻力第五節(jié)礦井通風機風壓與通風阻力第六節(jié)通風機的性能試驗第六節(jié)通風機的性能試驗一、自然風壓的產生一、自然風壓的產生1.自然風壓的產生礦

3、井產生自然風壓的原因是由于礦井進風井筒與出風由于礦井進風井筒與出風井筒空氣柱的溫度、濕度、井筒空氣柱的溫度、濕度、壓力的差異性，導致進回、壓力的差異性，導致進回、風井筒位壓不同而產生的自風井筒位壓不同而產生的自然壓力差，從而形成自然風然壓力差，從而形成自然風壓。壓。如圖4-1所示為自然通風礦井。自然風壓的大小與兩井筒內空氣的溫度、濕度、空氣成分和井筒的深度有關，影響自然風壓的主要因素是兩井筒深度和兩井筒內空氣柱的溫度差。2.自然風壓的計算礦井自然風壓的大小可以用下式計算： (4-1)式中 h自 礦井自然風壓，Pa； z 礦井深度，m； 進礦井進風井空氣柱平均密度，kg/m3； 回 礦井回風井空

4、氣柱平均密度，kg/m3； g重力加速度，m/s2。二、自然風壓的特性二、自然風壓的特性自然風壓的大小主要決定于兩井筒深度和兩井筒內空氣柱的溫度差，所以，自然風壓的大小隨季節(jié)氣溫的變化而變化，并且自然風壓供給礦井的風量大小也是變化的，圖4-2是某礦井全年自然風壓隨時間變化的曲線。在機械通風的礦井，自然風壓仍然存在。自然風壓有正負之分，自然風壓幫助礦井機械通風為正值，如果自然風壓反對礦井機械通風為負值。()hzg進回自三、自然風壓對礦井通風的影響三、自然風壓對礦井通風的影響采用機械通風的礦井，隨著一年四季氣溫的變化，同樣會因為自然風壓的變化而引起井巷風流的風量發(fā)生變化，有的甚至造成井巷風流停滯或

5、風流反向，由此可能引發(fā)礦井通風安全方面的嚴重事故。在礦井通風管理上，應特別注意自然風壓對礦井通風的影響，預防自然風壓使井巷風流反向。在礦井通風設計和管理上，還要充分利用自然風壓來幫助礦井通風。盡可能采取措施，擴大進、回風側空氣柱的重力差。圖42自然風壓隨時間變化曲線圖一、礦用通風的分類一、礦用通風的分類通風機(結構）離心式通風機離心式通風機，有4-72-11型、G4-73-11型和K4-73-01型，離心式通風 機結構簡單，維護方便，效率較高，運轉可靠平穩(wěn)，噪音較低，便于調節(jié)通風機的工作點。軸流式通風機軸流式通風機，有2K60型、62A14-11型和GAF型，軸流式通風機結構復雜緊湊，體積較小

6、，各部件安裝在機殼內，維護困難，軸流式通風機效率高，可反轉實現礦井反風，但高效區(qū)域小，噪音較大。對旋式通風機對旋式通風機，如BDK系列高效節(jié)能礦用防爆對旋式主通風機，該系列風機具有氣動性能優(yōu)良、效率高、振動小、噪聲低、反風量大、高效區(qū)域寬廣等優(yōu)點。通風機服務范圍礦井主要通風機礦井主要通風機，服務于全礦井或礦井的一翼，是礦井的主要通風設備。礦井輔助通風機礦井輔助通風機，服務于礦井中的某一分支（如某采區(qū)或某工作面），幫助主要通風機。礦井局部通風機，礦井局部通風機，服務于掘進工作面或局部通風地點，是礦井掘進通風的主要設備二、通風機的構二、通風機的構造造1.離心式通風機結構如圖4-3所示，(動畫演示）

7、離心式通風機主要組成部分是葉輪1、螺形機殼2、擴散器3、軸4、前導器7及吸風口12。圖45 離心式通風機構造示意圖1葉輪；2螺型外殼；3擴散器；4軸；5止推軸承；6徑向軸承；7前導器；8機架；9軸用齒輪聯軸節(jié)；10制動器；11機座；12吸風口；13機房；14電動機；15風硐2.軸流式通風機如圖4-4所示（動畫演示），軸流式通風機主要組成部分由通風機進風口、葉輪、導葉、擴散器和傳動部分組成。通風機運轉時，風流經集風器、流線體進入第一級葉輪，再經中整流器進入第二級葉輪，經后整流器進入擴散器，最后排入大氣。達到通風的目的。圖46 軸流式通風機構造示意圖1集風器；2流線體；3前導器；4第一級葉輪；5中

8、間整流器；6第二級葉輪；7后整流器；8環(huán)行水泥整流器；9機架；10電動機；11機房；12風硐；13導風板；14基礎；15徑向軸承；16止推軸承；17制動閘；18齒輪聯軸節(jié)軸流式通風機工作原理示意圖圖47葉片安裝角三、通風機的附屬裝置三、通風機的附屬裝置 通風機的附屬裝置1.風硐風硐是連接礦井主要通風機和風井的一段巷道，如圖4-6所示。一般來講，通過風硐的風量很大，且風硐內外壓差較大，服務年限也比較長，所以對風硐的設計和施工的質量要求較高，故風硐多用混凝土、磚石等材料建筑。如圖從礦井通風的要求，風硐應滿足以下要求：（1）風硐要有足夠大的斷面，風速不宜超過15m/s。（2）風硐的阻力不宜過大，一般

9、應小于100200Pa。因此，要求風硐不宜過長，風硐與風井連接和拐彎處要平緩，呈圓弧形，內壁要光滑，并保持無堆積物，以減少風硐的通風阻力。（3）風硐內應安設測量風速和壓力的裝置，因此風硐的長度不應小于1020D（D為主要通風機葉輪的直徑）。（4）風硐及閘門等裝置，結構要嚴密，以防止漏風。風硐防爆門反風裝置擴散器消音裝置2.防爆門防爆門是在裝有通風機的井筒上為防止瓦斯爆炸時毀壞通風機而安裝的安全裝置。圖4-7所示為抽出式通風礦井出風井口的防爆門。當井下發(fā)生瓦斯爆炸時，防爆門即能被爆炸沖擊波沖開，從而起到保護通風機的作用。規(guī)程規(guī)定：裝有主要通風機的出風井口應安裝防爆門，防爆門每6個月檢查維修1次。

10、防爆門應正對出風井口的風流方向，其面積不得小于出風井口的斷面積。為了防止防爆門的漏風，防爆門的密閉采用水封或油封密閉，所以井口圈的凹槽應經常保持足夠的水量，槽的深度必須大于防爆門內外的壓力差要求的深度值。 問題：為什么不把通風問題：為什么不把通風機安裝到井口？機安裝到井口？、反風裝置當礦井在進風井口附近、井筒或井底車場及其附近的進風巷道發(fā)生火災、瓦斯或煤塵爆炸時，為了防止災害范圍擴大，有利于災害事故的處理和救護工作，有時需要改變礦井的風流方向，稱為礦井反風。離心式通風機的常用反風方法為利用反風門和旁側反風道反風。如圖4-8所示，通風機正常工作時，反風門1和2處于實線位置；反風時，將反風門1提起

11、，把反風門2放下，地表空氣自活門2進入通風機，再從活門1進入旁側反風道3，進入風井到井下，達到反風的目的。軸流式通風機常用的反風方法為通風機反轉反風。也可以利用反風門和旁側反風道反風，如圖4-9所示為利用反風門和旁側反風道反風裝置，通風機1正常工作時，反風門a和b處于實線位置(風流方向如實線箭頭所示)；反風時，可提起反風門a，把反風門b放下(如虛線位置)，地表空氣經百葉窗、活門b進入通風機，再由活門 a進入旁側反風道3，進入風井到井下(如虛線箭頭所示)，達到反風的目的。4.擴散器為了降低通風機出口的動壓以提高通風機的靜壓，在通風機出口處外接一定長度、斷面逐漸擴大的風道，稱為擴散器。小型離心式通

12、風機的擴散器由金屬板焊接而成，大型離心式通風機的擴散器用磚或混凝土砌筑。擴散器的敞角（如圖4-3所示）一般為810；出口斷面與入口斷面之比為34。軸流式通風機的擴散器由環(huán)行擴散器與水泥擴散器組成（如圖4-4所示），環(huán)行擴散器由圓錐形內筒和外筒構成，外圓錐體的敞角一般為712，內圓錐體的敞角一般為34。水泥擴散器為一段向上彎曲的風道，它與水平線所成的夾角為60，其高為葉輪直徑的2倍，長為葉輪直徑的2.8倍，出風口為長方形斷面（長為葉輪直徑的2.1倍，寬為葉輪直徑的1.4倍）。擴散器的拐彎處為雙曲線形，并安設一組導流葉片，以降低阻力。5.消音裝置礦井通風機特別是軸流式通風機屬于強噪聲源，其噪聲一般

13、在90dB左右，有的甚至高達110dB，嚴重影響工業(yè)場地和居民區(qū)人員的工作和休息。為了保護環(huán)境，降低噪聲污染，需要對通風機采取消音措施，把噪聲降到人們可以承受的程度，規(guī)程規(guī)定：作業(yè)場所的噪聲，不應超過85dB，大于90dB時，應采取消音措施。通風機運轉時產生空氣動力噪聲和機件震動的機械噪聲。機械噪聲主要由機殼向外傳播，一般采用隔音材料將機殼密封的辦法隔離噪聲?？諝鈩恿υ肼暤姆乐挂话阍跀U散器風道內裝設用吸聲材料做成的消音裝置來降低噪聲。四、通風機運轉的規(guī)定四、通風機運轉的規(guī)定礦井通風機是礦井的主要設備，必須保證礦井通風機安全可靠的運轉，在礦井生產過程中，必須嚴格按照規(guī)程的有關規(guī)定執(zhí)行，做到下列要

14、求：（1）主要通風機必須安裝在地面；裝有通風機的井口必須封閉嚴密，其外部漏風率在無提升設備時不得超過5%，有提升設備時不得超過15%。（2）必須保證主要通風機連續(xù)運轉。（3）必須安裝2套同等能力的主要通風機裝置，其中1套作備用，備用通風機必須能在10min內開動。在建井期間可安裝1套通風機和1部備用電動機。生產礦井現有的2套不同能力的主要通風機，在滿足生產要求時，可繼續(xù)使用。（4）嚴禁采用局部通風機或風機群作為主要通風機使用。（5）裝有主要通風機的出風井口應安裝防爆門，防爆門每6個月檢查維修1次。（6）至少每月檢查1次主要通風機。改變通風機轉數或葉片角度時，必須經礦技術負責人批準。（7）新安裝

15、的主要通風機投入使用前，必須進行1次通風機性能測定和試運轉工作，以后每5年至少進行1次性能測定。（8） 嚴禁主要通風機房兼作他用。主要通風機房內必須安裝水柱計、電流表、電壓表、軸承溫度計等儀表，還必須有直通礦調度室的電話，并有反風操作系統(tǒng)圖、司機崗位責任制和操作規(guī)程。主要通風機的運轉應由專職司機負責，司機應每小時將通風機運轉情況記入運轉記錄簿內；發(fā)現異常，立即報告。（9）因檢修、停電或其他原因停止主要通風機運轉時，必須制定停風措施。變電所或電廠在停電以前，必須將預計停電時間通知礦調度室。主要通風機停止運轉時，受停風影響的地點，必須立即停止工作、切斷電源，工作人員先撤到進風巷道中，由值班礦長迅速

16、決定全礦井是否停止生產、工作人員是否全部撤出。主要通風機停止運轉期間，對由1臺主要通風機擔負全礦通風的礦井，必須打開井口防爆門和有關風門，利用自然風壓通風；對由多臺主要通風機聯合通風的礦井，必須正確控制風流，防止風流紊亂。一、通風機的基本參數一、通風機的基本參數反映通風機工作特性的基本參數有4個，即通風機的風量、風壓、功率和效率。1.通風機的風量Q通單位時間內通過通風機的空氣體積，用Q通表示，單位為m3/s、m3/min或m3/h。抽出式通風：Q通Q回Q漏壓入式通風：Q通Q進Q漏通風機的風量一般用高速風表或皮托管在風硐或通風機圓錐形擴散器處測量。2.通風機的風壓通風機的風壓有通風機全壓（h通全

17、）、靜壓（h通靜）和動壓（h通動）之分。通風機的全壓表示單位體積的空氣通過通風機后所獲得的能量，單位為Pa，通風機的全壓為通風機的出口斷面與入口斷面的總能量差。因為出口斷面與入口斷面高差一般相對較小，即位壓一般忽略不計，所以通風機的全壓為通風機出口斷面與入口斷面的絕對全壓之差。即：h通全=P全出- P全入 通風機的全壓包括通風機的靜壓和動壓兩部分。無論通風機是壓入式還是抽出式工作，都有如下關系： h通全= h通靜+ h通動 通風機的動壓等于通風機擴散器出口的動壓，即：h擴動= h通動 3.通風機的功率（1）通風機的輸入功率通風機的功率表示通風機軸從電動機得到的功率，通風機的輸入功率可用下式計算

18、：，KW （2）通風機的輸出功率通風機的輸出功率也叫有效功率，是指單位時間內通風機對通過的風量為Q 的空氣所做的功，即： ；KW 傳電通入1000cos3IUN1000通通通出QhNN通出N通出全（h通全）N通出靜（h通靜）4.通風機的效率通風機的效率是指通風機輸出功率與輸入功率之比。因為通風機的輸出功率有全壓輸出功率和靜壓輸出功率，所以通風機的效率分全壓效率和靜壓效率，即： 通風機的效率越高，說明通風機的內部阻力越小，通風機的性能越好。輸入通全輸入通全通全NQhNN1000輸入通靜輸入通靜通靜NQhNN1000二、通風機的個體特性曲線及工作范圍二、通風機的個體特性曲線及工作范圍1.通風機的個

19、體特性曲線通風機的風量、風壓、功率和效率這四個基本參數可以反映通風機的工作特性。通風機在一定的轉速下，對應于一定的風量，就有一定的風壓、功率和效率，如果調節(jié)通風機的風量，其它三者也隨之發(fā)生改變，我們把通風機的風壓、功率和效率隨風量變化而變化的關系分別用曲線表示出來，稱為通風機的個體特性曲線。通風機的個體特性曲線通過通風機的性能試驗測定來繪制。（1）通風機的風壓特性曲線圖4-10為實測繪制的離心式通風機的靜壓特性曲線、靜壓效率曲線和功率曲線。圖4-11為實測繪制的軸流式通風機的全壓與靜壓特性曲線、全壓和靜壓效率及功率曲線。因為抽出式通風機的靜壓克服礦井通風阻力，壓入式通風機的全壓克服礦井通風阻力

20、，所以現場離心式通風機繪制靜壓特性曲線，壓入式通風機繪制全壓特性曲線。從圖4-10與圖4-11可以看出，離心式通風機的風壓特性曲線比較平緩，當風量發(fā)生變化時，風壓變化不太大；軸流式通風機的風壓特性曲線比較陡斜，有一個“馬鞍形”的“駝峰”區(qū)，當風量發(fā)生變化時，風壓變化較大。圖412離心式通風機特性曲線 圖413軸流式通風機特性曲線（2）功率特性曲線離心式通風機當風量增加時，功率也隨之增大，為防止通風機啟動時電流過大，引起電動機過負荷，所以在啟動離心式通風機時，注意要關閉通風機入口風硐的閘門，啟動后再逐漸打開閘門，稱為“閉啟動”。軸流式通風機在B點的右下側功率是隨著風量增加而減少，所以在啟動軸流式

21、通風機時，注意要敞開通風機入口風硐的閘門，啟動后再逐漸關閉閘門調至合適位置，稱為“開啟動”。（3）效率曲線離心式通風機和軸流式通風機的效率曲線都是當風量逐漸增加時，效率也逐漸增加，當效率增到最大值后便逐漸下降。軸流式通風機的葉片可以調整，葉片的每個安裝角都相應地有一條風壓特性曲線和效率曲線，一般情況下，軸流式通風機的效率曲線用等效率曲線來表示，如圖4-12所示。軸流式通風機的等效率曲線是把各條風壓曲線上的效率相同的點連接起來繪制而成的。如圖4-13所示，為軸流式通風機等效率曲線的繪制方法，軸流式通風機的兩個葉片安裝角1和2的風壓特性曲線分別為1和2，效率曲線分別為3和4。自各個效率值（如0.2

22、、0.4、0.6、0.8）畫水平虛線，分別與3和4曲線相交，得到4對效率相等的交點，從這4對交點作垂直橫坐標的虛線分別與相應的個體風壓曲線1和2相交，在曲線1和2上得到4對效率相等的交點，把效率相等的交點連接起來，即得出圖中4條等效率曲線，即：=0.2、0.4、0.6、0.8。圖414軸流式通風機合理工作范圍圖415等效率曲線繪制2.通風機的工作范圍以同樣的比例把礦井總風阻曲線繪制到通風機的個體特性曲線上，風阻曲線與風壓曲線的交點（如圖4-10、4-11所示A點），此點為通風機的工作點或稱為通風機的工況點。通風機的工作點表明通風機在一定的轉速下服務礦井時，產生的風量和風壓，以及通風機輸入的功率

23、和通風機的效率，稱為通風機的工況參數。通風機的主要作用是保證向井下輸送足夠的新鮮空氣，因此，必須保證通風機在運轉時的可靠性，另外還要求通風機具有較高的效率。所以通風機的工作范圍要受到一定的限制，滿足上述條件的通風機的工作范圍稱為通風機的合理工作范圍。離心式通風機的合理工作范圍應為，通風機的轉速應小于額定轉速，實際工作風壓不得超過最高風壓的90%，通風機的效率不得低于0.6。軸流式通風機的合理工作范圍除通風機的轉速應小于額定轉速外，應滿足以下條件：左限：左限：軸流式通風機的葉片安裝角度最小值:一級葉輪為10；二級葉輪為15。右限：右限：軸流式通風機的葉片安裝角度最大值:一級葉輪為40；二級葉輪為

24、45。下限：下限：從經濟角度考慮，通風機的效率不得低于0.6。上限：上限：從安全穩(wěn)定考慮，應在“駝峰區(qū)”右側，實際工作風壓不得超過最高風壓的90%。軸流式通風機的合理工作范圍為圖中陰影部分。三、同類型通風機的比例定律三、同類型通風機的比例定律1.同類型通風機的比例定律同類型（或同系列）通風機是指通風機的幾何尺寸、運動和動力相似的一組通風機，如前面提到的BDK系列高效節(jié)能礦用防爆對旋式主通風機，包括葉輪直徑1.44.2m不等的多種機號的通風機。對于同類型通風機，當通風機的轉數、葉輪直徑和空氣密度發(fā)生變化時，通風機的性能也發(fā)生變化，這種變化用同類型通風機的比例定律說明，同類型通風機的比例定律為：

25、（4-9） （4-10） （4-11）上述公式說明：通風機的風壓與空氣密度的一次方、轉數的二次方、葉輪直徑的二次方成正比；通風機的風量與轉數的一次方、葉輪直徑的三次方成正比；通風機的功率與空氣密度的一次方、轉數的三次方、葉輪直徑的五次方成正比；同類型通風機對應工況點的效率相等。應用通風機的比例定律，可以根據一臺通風機的個體特性曲線，推算或繪制另一臺同類型通風機的個體特性曲線。2212212121)()(DDnnhh3212121)(DDnnQQ5213212121)()(DDnnNN2.同一臺通風機改變轉數時的比例定律對于同一臺通風機，當通風機改變轉數時，符合同類型通風機的比例定律，即： （4

26、-12） （4-13） （4-14）在實際工作中，空氣的密度變化在短時間內變化不大，可以認為相等，同一臺通風機在改變轉數時的比例定律變化為： （4-15） （4-16） （4-17）上述公式說明：對于同一臺通風機，當通風機改變轉數時，通風機的風壓與轉數的二次方成正比；通風機的風量與轉數的一次方成正比；通風機的功率與轉數的三次方成正比；同類型通風機對應工況點的效率相等。2212121)(nnhh2121nnQQ3212121)(nnNN22121)(nnhh2121nnQQ32121)(nnNN礦井反風技術是當井下發(fā)生火災時，利用已設的反風設施，改變火災煙流方向，限制災區(qū)范圍，安全撤退受煙流威脅

27、的人員的安全技術措施。一、礦井反風的要求一、礦井反風的要求在進行新建或改擴建礦井設計時，必須同時作出反風技術設計，并說明采用的反風方式與反風方法及適用條件。生產礦井編制災害預防和處理計劃時，必須根據火災可能發(fā)生的地點，對采取的反風方式、方法及人員的避災路線作出明確規(guī)定。多進風井和多回風井的礦井，應根據各臺主要通風機的服務范圍和風網結構特點，經反風試驗或計算機模擬，制定出反風技術方案，在災害預防和處理計劃中作出明確規(guī)定。遵照規(guī)程規(guī)定：生產礦井主要通風機必須裝有反風設施，并能在10min內改變巷道中的風流方向；當風流方向改變后，主要通風機的供給風量不應小于正常供風量的40。每季度應至少檢查1次反風

28、設施，每年應進行1次反風演習；礦井通風系統(tǒng)有較大變化時，應進行1次反風演習。二、礦井反風方法二、礦井反風方法礦井反風方法主要采用兩種方法：1.反風道反風利用主要通風機裝置，設置的專用反風道和控制風門，使通風機的排風口與反風道相連，風流由風硐壓入回風道，而使風流反向的方法，稱為反風道反風。離心式通風機和軸流式通風機都可以采用這種反風方法。2.反轉反風利用主要通風機反轉，使風流反向的方法，稱為反轉反風。軸流式通風機采用這種反風方法。主要通風機利用反風道反風的詳細操作見反風裝置的敘述。三、礦井反風方式三、礦井反風方式礦井反風方式主要采用三種：1.全礦井反風實現全礦井總進風、回風井巷及采區(qū)主要進、回風

29、巷風流全面反向的反風方式稱為全礦井反風。當礦井在進風井口附近、井筒或井底車場及其附近的進風巷道發(fā)生火災、瓦斯或煤塵爆炸時，為了防止災害范圍擴大，有利于災害事故的處理和救護工作，需要采用全礦井反風。2.區(qū)域性反風在多進風井、多回風井的礦井一翼（或某一獨立通風系統(tǒng)）進風大巷發(fā)生火災時，調節(jié)一個或幾個主要通風機的反風設施，而實現礦井部分地區(qū)的風流反向的反風方式稱為區(qū)域性反風。3.局部反風當采區(qū)內發(fā)生火災時，主要通風機保持正常運行，通過調整采區(qū)內預設風門開關狀態(tài)，實現采區(qū)內部部分巷道風流的反向，把火煙直接引向回風道的反風方式，稱為局部反風。救災指揮人員應根據火災發(fā)生的部位、災情、蔓延情況和實施反風的可

30、能條件，確定采取正確的反風方式。四、礦井反風演習四、礦井反風演習1.礦井反風的要求（1）每一個礦井每年至少進行一次反風演習，北方的礦井應在冬季結冰時期進行。當礦井有新的井翼、水平投產或更換主要通風機時，都應進行反風演習。對多臺主要通風機通風的礦井，應分別作多臺主要通風機同時反風和單臺主要通風機各自反風的演習，以分別觀測反風效果。（2）反風演習持續(xù)時間不應小于從礦井最遠地點撤人到地面所需的時間，且不得小于2小時。（3）反風演習前，必須制訂反風演習計劃內容。（4）反風演習后，由礦井主要技術負責人組織總結，并填寫反風演習報告書，并報有關部門審查。礦通風區(qū)（隊）和礦山救護隊各備一份，并保存一年，對反風

31、演習中發(fā)現的設備、操作以及其它問題，必須限期解決。2.反風演習報告內容反風演習前，必須制訂反風演習計劃，內容包括：（1）按照礦井災害預防和處理計劃的要求，規(guī)定火災發(fā)生的假設地點；（2）確定反風演習開始時間和持續(xù)時間；（3）明確反風設備的操作順序；（4）確定反風演習觀測項目和方法；（5）預計反風后的通風網絡、風量和瓦斯情況；（6）制訂反風演習的安全措施；（7）明確恢復正常通風的操作順序和制訂排除瓦斯的安全措施；（8）規(guī)定參加反風演習的人員的分工和培訓工作。反風演習計劃有礦總技術負責人組織編制，報主管部門審批。3.反風演習時的火源管理反風演習必須嚴格管理火源，并遵守下列規(guī)定：（1）反風演習前，應切

32、斷井下電源。反風結束，在風流恢復正常后，風流中瓦斯?jié)舛炔怀^1%時，方可恢復送電；（2）反風演習持續(xù)時間內，在反風后出風井井口附近20m的范圍內以及與反風后出風井井口相連通的井口房等建筑物內，都必須切斷電源，禁止一切火源存在，并禁止交通；（3）反風演習前，井下火區(qū)必須進行封閉或消除，并加強反風時及其前后的觀測。4.反風演習的觀測項目（1）觀測主要通風機運轉狀態(tài)，包括電機負荷、軸承溫升、風量和風壓項目。電機不得超負荷運轉；（2）測定全礦井、井翼、水平、采區(qū)的進、回風流中的瓦斯、二氧化碳的濃度和風量。瓦斯和二氧化碳的濃度每隔10min測定一次，并觀測巷道中風流方向。風量每隔半小時測定一次；（3）選

33、擇瓦斯或二氧化碳涌出量大或涌出不正常的采掘工作面，測定瓦斯或二氧化碳的濃度、涌出量，并記錄濃度達到2%的時間。5.編寫反風演習報告書反風演習報告書應表明礦井名稱和反風起止時間，并包括以下內容：（1）礦井通風情況，可參照表4-1填寫；（2）主要通風機運轉情況，可參照表4-2填寫；（3）井巷中風量和瓦斯?jié)舛龋蓞⒄毡?-3填寫；（4）反風演習時，空氣中瓦斯或二氧化碳達到2%的井巷，可參照表3-4填寫；（5）反風設備的反風操作時間，恢復正常通風操作時間；（6）礦井通風系統(tǒng)圖（包括反風前、反風時的通風系統(tǒng)圖）；（7）反風演習參加人數，包括井下人數，地面人數；（8）經驗與教訓；（9）存在問題，解決辦法和

34、日期。一、抽出式通風機風壓與通一、抽出式通風機風壓與通風阻力的關系風阻力的關系如圖4-16所示抽出式通風礦井，則有：h h通全通全= h= h靜靜4 4-h-h動動4 4+h+h動動5 5= h= h全全4 4+h+h動動5 5 （4-19）抽出式通風通風機全壓測算式。緒論：抽出式通風機的全壓等于該通風機進口斷面4的相對靜壓減去該斷面上的動壓，再加上擴散器出口斷面上的動壓。h h通靜通靜= h= h靜靜4 4-h-h動動4 4 （4-20）抽出式通風通風機靜壓測算式。緒論：抽出式通風機的靜壓等于緒論：抽出式通風機的靜壓等于該通風機進口斷面該通風機進口斷面4 4的相對靜壓減去的相對靜壓減去該斷面

35、上的動壓。該斷面上的動壓。圖416抽出式通風礦井由第三章知：礦井通風阻力和通風機入口4斷面的相對壓力的關系為：h阻= h靜4-h動4h自，因此公式4-19和公式4-20可變化為： h通全h自= h阻+h動5 （4-21）h通靜h自= h阻 （4-22）結論：抽出式通風機的全壓與自然風壓用來克服礦井通風阻結論：抽出式通風機的全壓與自然風壓用來克服礦井通風阻力與風流從擴散器出口進入大氣的局部阻力；抽出式通風機的靜力與風流從擴散器出口進入大氣的局部阻力；抽出式通風機的靜壓與自然風壓用來克服礦井通風阻力。壓與自然風壓用來克服礦井通風阻力。由此可見，抽出式通風機是依靠通風機產生的靜壓來克服礦井通風阻力的

36、，也就是說，對于同一個礦井來說，通風機產生的靜壓越大，通風機的通風能力也越大。我們知道h通全= h通靜+ h通動，當通風機所產生的h通全（通風機對單位體積空氣造成的能量差）一定時，h通動越大，h通靜則越小，要增大h通靜，就必須盡可能減少h通動。所以抽出式通風機的靜壓是有效風壓，動壓則為無效風壓。因此，抽出式通風機必須安裝擴散器，使通風機出口斷面由小變大，以減少h通動，達到增大h通靜的目的。所以擴散器是通風機必不可少的組成部分。二、壓入式通風機風壓與二、壓入式通風機風壓與通風阻力的關系通風阻力的關系如圖4-17所示，對于壓入式通風礦井：h通全=h全3+h全2 （4-23）式中 h通全通風機的全壓

37、，Pa；h全3、h全23、2斷面相對全壓，Pa。壓入式通風礦井通風機全壓測算式。結論：壓入式通風機的全壓等于該通風機出口斷面3的相對全壓和入口斷面的相對全壓之和。h通靜= h靜3+h全2= h靜3+h靜2-h動2 （4-24）壓入式通風礦井通風機靜壓測算式。結論：壓入式通風機的靜壓結論：壓入式通風機的靜壓等于該通風機出口斷面等于該通風機出口斷面3 3的相對全的相對全壓和入口斷面的相對全壓之和減去壓和入口斷面的相對全壓之和減去2 2斷面上的動壓。斷面上的動壓。圖417壓入式通風礦井由第三章知：礦井通風阻力和通風機入口2斷面和出口3斷面的相對壓力的關系為：h阻= h全3+h全2h自，因此公式4-2

38、3和公式4-24可變化為：h通全h自= h阻 （4-25）h通靜h自= h阻-h動3 （4-26）結論：壓入式通風機的全壓與自然風壓用來克服礦井通風阻力；結論：壓入式通風機的全壓與自然風壓用來克服礦井通風阻力；壓入式通風機的靜壓與自然風壓用來克服礦井通風阻力與通風機動壓壓入式通風機的靜壓與自然風壓用來克服礦井通風阻力與通風機動壓之差。之差。壓入式通風礦井，如果主要通風機不設置抽出段，使其進風口2直接和地表大氣相通時，則通風機的全壓和靜壓為：h通全= P全3- P 0=（P靜3+ h動3）-P0=h靜3+h動3 （4-27）h通靜= =h靜3 （4-28）因為，h阻= h全3h自，所以有：h通全

39、h自= h阻h通靜h自= h阻-h動3可以得出，對于壓入式通風礦井，主通風機不設抽出段與設抽出段時風壓與阻力的關系的結論是相同的。抽出式通風的礦井，應用通風機的靜壓特性曲線對礦井進行工作，抽出式通風的礦井，應用通風機的靜壓特性曲線對礦井進行工作，通風機的靜壓效率衡量通風機的工作質量；壓入式通風的礦井，應用通風機的靜壓效率衡量通風機的工作質量；壓入式通風的礦井，應用通風機的全壓特性曲線對礦井進行工作，通風機的全壓效率衡量通風通風機的全壓特性曲線對礦井進行工作，通風機的全壓效率衡量通風機的工作質量。機的工作質量。礦井新購置的通風機的特性曲線，是廠方根據通風機設計模型試驗獲得的，實際運行的通風機都安

40、裝擴散器，另外由于通風機安裝質量和磨損的原因，通風機的實際運轉性能和廠方提供的通風機的特性曲線是不相同的。因此，為了更好地利用通風機，規(guī)程規(guī)定：新安裝的主要通風機投入使用前，必須進行1次通風機性能測定和試運轉工作，以后每5年至少進行1次性能測定。通風機的性能試驗的內容是測量通風機通過的風量、風壓、輸入功率和轉數，計算通風機的效率，然后繪制通風機實際運轉的特性曲線。因為抽出式通風礦井是通風機的靜壓克服全礦井通風阻力，壓入式通風礦井是通風機的全壓克服全礦井通風阻力，所以抽出式通風礦井，一般測算通風機的靜壓特性曲線、輸入功率和靜壓效率曲線，壓入式通風礦井，一般測算通風機的全壓特性曲線、輸入功率和全壓

41、效率曲線。主要通風機的性能試驗，一般安排在節(jié)假日礦井停產檢修時進行，根據礦井具體情況，采用打開防爆門短路或帶上井下通風網路進行通風機的工況調節(jié)。為測量風機風量和風壓應選擇風硐內風流穩(wěn)定區(qū)域，以使測出的數據準確可靠。一、通風機的性能試驗布置和參數測定一、通風機的性能試驗布置和參數測定對于生產礦井，主要通風機的性能試驗是利用通風機的風硐進行實驗，其試驗布置如圖4-16所示。在-斷面處設框架，用木板來調節(jié)通風機的工況；在-斷面處設靜壓管，測量該斷面的相對靜壓；用風表在-斷面之后測量風硐的平均風速，或者在-斷面的圓錐形擴散器的環(huán)行空間用皮托管和微壓計測算風速。1.通風機工況調節(jié)的位置和方法通風機性能試

42、驗時，逐點改變通風阻力（改變通風機的風量）。測定通風機相應點的風壓、輸入功率，并計算效率，這種改變通風機阻力的過程叫通風機的工況調節(jié)。通風機的工況調節(jié)地點一般在與回風井交接處的風硐內，如圖4-16所示的-斷面處，（條件不許可時，也可以設在井下總回風道內或利用井口、防爆門和風硐閘門進行工況調節(jié)）。其方法是在調節(jié)地點的風硐內事先安設穩(wěn)固的框架（框架采用木料或工字鋼），如圖4-17所示布置，靠通風機的負壓將木板吸附在框架上，縮小或增大框架通風面積以改變通風阻力?？蚣鼙仨毨喂獭⒔Y實，安裝時必須插入巷道，深度不小于150mm。木板應有足夠的強度，備有多種規(guī)格以備使用。調節(jié)工況點的數目不應少于810個，以

43、保證測得的特性曲線光滑、連續(xù)。在軸流式通風機風壓曲線的“駝峰”區(qū)，測點應密些，在穩(wěn)定區(qū)測點可以疏些。啟動通風機時，離心式通風機采用 “閉啟動”。軸流式通風機采用 “開啟動”。1通風機；2風硐；3擴散器；4反風繞道；5風門圖418通風機性能試驗布置2.靜壓的測定靜壓測量的位置在通風機入口前的穩(wěn)定風流的直線段布置，如圖4-16中的-斷面處。為了測出-斷面處的平均相對靜壓，可在風硐內設十字形連通管，在連通管上均勻設置靜壓管，然后將總管連接到壓差計上，如圖4-18所示。圖419工況調節(jié)框架圖420靜壓管的布置3.風速的測定（1）用風表在工況調節(jié)處與通風機入口之間的風流穩(wěn)定區(qū)測量風硐內的平均風速，并計算

44、通風機的風量，例如可在圖4-16中的-斷面附近測風。（2）用皮托管和微壓計測量風流動壓，然后換算成平均風速，并計算風量。皮托管可安裝在測量靜壓的-斷面處，也可以安裝在通風機圓錐形擴散器的環(huán)行空間，如圖4-19所示。為了使測量數據準確可靠，在測量斷面上按等面積布置多根皮托管。安裝時將皮托管固定牢靠，使皮托管的頭部正對風流方向，如微壓計臺數足夠時，每支皮托管配一臺微壓計，連接方法如圖4-19所示，然后求動壓的算術平均值。如微壓計臺數不足時，可采用幾支皮托管并聯于一臺微壓計上，對測量結果影響不大。圖421測動壓時皮托管的布置4.電動機功率及效率的測定電動機輸入功率可用兩個單相瓦特表或一個三相瓦特表來

45、測量，也可以采用電壓表、電流表和功率因數表測量。電動機的效率可根據制造廠家提供的曲線選取，使用時間較久的電動機可采用間接方法即耗損法測定。5.通風機與電動機轉數的測定通風機與電動機轉數，可以用轉數表測定。通風機與電動機直接聯動時，應測定電動機的轉數。如果用皮帶輪聯動，應分別測定通風機和電動機的轉數。6.空氣密度的測定用空盒氣壓計或數字式氣壓計測量風流的絕對靜壓，用干濕溫度計測量風流的干溫度和濕溫度，根據大氣壓力和干濕溫度讀數計算空氣的密度。二、通風機的性能試驗測定方法二、通風機的性能試驗測定方法1.通風機的性能試驗準備工作（1）制定通風機性能試驗方案首先了解礦井通風系統(tǒng)，對回風井、風硐、通風機

46、設備及周圍環(huán)境做周密的調查，根據礦井實際情況，確定合理可行的性能試驗方案。包括確定工況點調節(jié)位置，通風機壓力、風量、轉數、空氣密度等參數測定位置和方法。必要時還要測定通風機停風時，井下各地點的壓力變化和有害氣體涌出的情況。（2）測量儀器儀表、工具和測量表格通風機性能試驗所需要的儀表和工具如表4-5所示。所用的儀器儀表都必須經過校正，要求測量人員能夠正確熟練使用。測量記錄表格如表4-6至4-14所示。3.其它準備工作（1）記錄通風機和電動機的銘牌技術數據，并檢查通風機和電動機各部件的完好情況。（2）測量測風地點和安設工況調節(jié)框架處的巷道斷面尺寸。（3）在工況調節(jié)地點安設調節(jié)框架，并準備足夠的木板；在測風、測壓地點安