采礦學(xué)第07章 礦井通風(fēng)方法

1、3/4/2022整理課件17 7 礦井通風(fēng)方法礦井通風(fēng)方法3/4/2022整理課件27.1 礦井自然通風(fēng)礦井自然通風(fēng)7.1.1 礦井自然通風(fēng)的形成礦井自然通風(fēng)的形成 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)工作面流到氣溫較高的井筒。這主要是因?yàn)轱L(fēng)流流過(guò)井巷時(shí)與巖石發(fā)生了熱交換，進(jìn)、回風(fēng)井里的氣溫出現(xiàn)差異，回風(fēng)井里的空氣密度小，因而兩個(gè)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(guò)礦井，形成自然通風(fēng)過(guò)程。如圖7-1所示。ABCDE冬 季夏 季圖7-1 礦井自然風(fēng)流方向3/4/2022整理課件37.1.2 7.1.2 自然風(fēng)壓的性質(zhì)自然風(fēng)壓的性質(zhì)n形成礦井自然風(fēng)

2、壓的主要原因是礦井進(jìn)、出風(fēng)井兩側(cè)的空氣柱重量差。不論有無(wú)機(jī)械通風(fēng)，只要礦井進(jìn)、出風(fēng)井兩側(cè)存在空氣重量差，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)空氣柱重量差，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(huì)隨季節(jié)變化，甚至?xí)円怪g也可能發(fā)生變化。n機(jī)械通風(fēng)時(shí)，扇風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，進(jìn)、出風(fēng)井的溫度不會(huì)立即發(fā)生改變，自然風(fēng)流也不會(huì)立即反向。3/4/2022整理課件47.1.3 7.1.3 通風(fēng)網(wǎng)路通風(fēng)網(wǎng)路 通風(fēng)網(wǎng)路連接形式多種多樣，基本連接形式分為：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(méi)有風(fēng)流分合點(diǎn)時(shí)的通風(fēng)，稱(chēng)為串聯(lián)通風(fēng)。

3、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； 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3/4/2022整理課件5 等積孔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(gè)無(wú)限的空間有一薄板(壁),在薄板(壁)上開(kāi)一面積為A(m2)的孔，當(dāng)孔口通過(guò)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h,則這個(gè)孔的面積A稱(chēng)為等積孔。 它和風(fēng)阻同樣是反映井巷(或礦井)通風(fēng)難易程度的一個(gè)重要指標(biāo)，以平方米表示。通常根據(jù)礦井等

4、積孔值或礦井風(fēng)阻值大小(即按礦井通風(fēng)難易程度)將其分為三級(jí)，即大阻力礦、中阻力礦、小阻力礦。等級(jí)孔愈大，通風(fēng)愈容易。反之亦然。3/4/2022整理課件6 （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(diǎn)分開(kāi)后，又在另一節(jié)點(diǎn)匯合。其間無(wú)交叉分支時(shí)的通風(fēng)，稱(chēng)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3/4/2022整理課件7 （3）串聯(lián)與并聯(lián)的比較 從安全、可靠和經(jīng)濟(jì)角度看，并聯(lián)通風(fēng)與

5、串聯(lián)通風(fēng)相比，具有明顯的優(yōu)點(diǎn)： 總風(fēng)阻小，等積孔大，通風(fēng)容易，通風(fēng)動(dòng)力費(fèi)用少； 并聯(lián)各分支獨(dú)立通風(fēng)，風(fēng)流新鮮，互不干擾，有利于安全生產(chǎn)；而串聯(lián)時(shí)，后面風(fēng)路的入風(fēng)是前面風(fēng)路排出的污風(fēng)，風(fēng)流不新鮮，空氣質(zhì)量差，不利于安全生產(chǎn)； 并聯(lián)各分支的風(fēng)量，可根據(jù)生產(chǎn)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)；而串聯(lián)各風(fēng)路的風(fēng)量則不能進(jìn)行調(diào)節(jié)，不能有效地利用風(fēng)量； 并聯(lián)的某一分支風(fēng)路發(fā)生事故，易于控制與隔離，不致影響其他分支巷道，事故波及范圍小，安全性好；而串聯(lián)的某一風(fēng)路發(fā)生事故，容易波及整個(gè)風(fēng)路，安全性差。3/4/2022整理課件8（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連接形式稱(chēng)為角聯(lián)通風(fēng)網(wǎng)路。如圖7-4。其

6、特征是：一方面具有容易調(diào)節(jié)風(fēng)向的優(yōu)點(diǎn)，另一方面角聯(lián)分支又有出現(xiàn)風(fēng)流方向不穩(wěn)定的可能性。13132424圖7-4 簡(jiǎn)單角聯(lián)通風(fēng)網(wǎng)路3/4/2022整理課件97.2 扇風(fēng)機(jī)通風(fēng) 礦用通風(fēng)機(jī)按照其服務(wù)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(gè)礦井或礦井的一翼，或一個(gè)較大區(qū)域通風(fēng)的扇風(fēng)機(jī)，又稱(chēng)主扇； （2）輔助扇風(fēng)機(jī)。用來(lái)幫助礦井主要通風(fēng)機(jī)對(duì)一翼或一個(gè)較大區(qū)域克服通風(fēng)阻力，增大風(fēng)量的扇風(fēng)機(jī)，又稱(chēng)輔扇； （3）局部扇風(fēng)機(jī)。供井下某一局部地點(diǎn)通風(fēng)使用的扇風(fēng)機(jī)，又稱(chēng)局扇，一般服務(wù)于井巷掘進(jìn)或采場(chǎng)通風(fēng)。 礦用扇風(fēng)機(jī)按構(gòu)造和工作原理不同，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

7、用扇風(fēng)機(jī)礦用扇風(fēng)機(jī)3/4/2022整理課件10u離心式扇風(fēng)機(jī)工作原理： 當(dāng)電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)工作輪要機(jī)殼中旋轉(zhuǎn)時(shí)，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)葉端被拋出工作輪，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)擴(kuò)散器排出。與此同時(shí)，在葉片的入口即葉根處形成較低的壓力，使吸風(fēng)口處的空氣自葉根流入葉道，從葉端流出，如此形成連續(xù)風(fēng)流。u軸流式扇風(fēng)機(jī)原理： 當(dāng)動(dòng)輪葉片在空氣中快速掃過(guò)時(shí)，由于翼面（葉片的凹槽）與空氣沖擊，產(chǎn)生正壓力，空氣則從葉道流出；翼背牽動(dòng)背面的空氣，產(chǎn)生負(fù)壓力，將空氣吸入葉道，如此一吸一推形成連續(xù)風(fēng)流。3/4/2022整理課件117.2.2 7.2.

8、2 扇風(fēng)機(jī)聯(lián)合作業(yè)扇風(fēng)機(jī)聯(lián)合作業(yè)u兩臺(tái)或兩臺(tái)以上扇風(fēng)機(jī)串聯(lián)或并聯(lián)在一起運(yùn)行，以增加總風(fēng)量，升高總風(fēng)壓，稱(chēng)為扇風(fēng)機(jī)聯(lián)合作業(yè)。u扇風(fēng)機(jī)聯(lián)合工作的應(yīng)用。 扇風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作是壓差相等，風(fēng)量相加；串聯(lián)工作是風(fēng)量相等，壓差相加。在長(zhǎng)巷道掘進(jìn)局部通風(fēng)中，當(dāng)風(fēng)筒的通風(fēng)阻力過(guò)大，而風(fēng)量不需要很大時(shí)，可采用局部扇風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作；當(dāng)?shù)V井通風(fēng)阻力不大，而需要風(fēng)量很時(shí)，可采用扇風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作。u自然通風(fēng)對(duì)機(jī)械通風(fēng)的影響。 若自然風(fēng)流方向與扇風(fēng)機(jī)風(fēng)流方向一致，風(fēng)量增加，離心式扇風(fēng)機(jī)的功率隨之增加，效率下降；若相反，則風(fēng)量減少，軸流式扇風(fēng)機(jī)的功率增加。故自然通風(fēng)的反作用對(duì)軸流式扇風(fēng)機(jī)更為有害。3/4/2022整理課件127.2.

9、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(guò)進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)送入的新鮮風(fēng)流，到達(dá)作業(yè)地點(diǎn)，達(dá)到了通風(fēng)目的風(fēng)流。u漏風(fēng)：未經(jīng)作業(yè)地點(diǎn)，而通過(guò)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，增加了通風(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)煙塵倒流現(xiàn)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(wú)益電耗增加。3/4/2022整理課件137.3 7.3 掘進(jìn)工作面通風(fēng)掘進(jìn)工作面通風(fēng)7.3.1 7.3.1 平巷掘進(jìn)通風(fēng)平巷掘進(jìn)通風(fēng) 平巷掘進(jìn)通風(fēng)按通風(fēng)動(dòng)力形式不同分

10、為局部扇風(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 7.3.1.1 局部扇風(fēng)機(jī)通風(fēng)局部扇風(fēng)機(jī)通風(fēng) 根據(jù)局扇及風(fēng)筒的布置形式,局部扇風(fēng)機(jī)通風(fēng)可以分為壓入式、抽出式、混合式三種形式。 壓入式通風(fēng):局扇和啟動(dòng)裝置安裝在離掘進(jìn)巷道口10m以外的進(jìn)風(fēng)側(cè)巷道中,風(fēng)筒引入工作面,新鮮風(fēng)流經(jīng)風(fēng)筒送入掘工作面,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，新鮮風(fēng)流沿掘進(jìn)巷道流入工作面，污風(fēng)經(jīng)風(fēng)筒由局扇排出。3/4/2022整理課件1410m10m圖7-5 壓入式通風(fēng)圖7-6 抽出式通風(fēng)3/4/2022整理課件15 混合式通風(fēng)：一個(gè)掘進(jìn)工作面同時(shí)采用壓入式和抽出式聯(lián)合工作。其中壓入式向工作面供風(fēng)，抽出式從工作排出污風(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)3/4/2022整理課件167.3.1.2 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)所造成的風(fēng)壓,借助風(fēng)障或風(fēng)筒等導(dǎo)風(fēng)設(shè)施將新鮮風(fēng)流引入工作面,并將污風(fēng)排出掘進(jìn)巷道。如圖7-8。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)ab3/4/2022整理課件177.3.1.