第10章 局部通風(fēng)

2023/2/1第10章局部通風(fēng)第10章局部通風(fēng)

（FaceVentilation）本章主要內(nèi)容1、局部通風(fēng)方法----壓入式、抽出式、混合式、可控循環(huán)風(fēng)，全風(fēng)通風(fēng)，2、掘進(jìn)工作面需風(fēng)量計(jì)算----壓入式、抽出式、混合式、按粉塵、炸藥等3、局部通風(fēng)裝備----風(fēng)筒----種類、阻力、漏風(fēng)、安裝；局部通風(fēng)機(jī)----性能、聯(lián)合運(yùn)行4、局部通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)----原則、步驟2023/2/1第10章局部通風(fēng)

利用局部通風(fēng)機(jī)或主要通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)壓對(duì)井下獨(dú)頭巷道進(jìn)行通風(fēng)的方法稱為局部通風(fēng)（又稱掘進(jìn)通風(fēng)）。第一節(jié)局部通風(fēng)的方法

局部通風(fēng)方法有：

1總壓通風(fēng)

2擴(kuò)散通風(fēng)

3引射器通風(fēng)

4局扇通風(fēng)2023/2/1第10章局部通風(fēng)一、礦井全風(fēng)壓通風(fēng)全風(fēng)壓通風(fēng)是利用礦井主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓，借助導(dǎo)風(fēng)設(shè)施把主導(dǎo)風(fēng)流的新鮮空氣引入掘進(jìn)工作面。其通風(fēng)量取決于可利用的風(fēng)壓和風(fēng)路風(fēng)阻。按其導(dǎo)風(fēng)設(shè)施不同可分為：1.風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)在巷道內(nèi)設(shè)置擋風(fēng)墻截?cái)嘀鲗?dǎo)風(fēng)流，用風(fēng)筒把新鮮空氣引入掘進(jìn)工作面，污濁空氣從獨(dú)頭掘進(jìn)巷道中排出。特點(diǎn)：此種方法輔助工程量小，風(fēng)筒安裝、拆卸比較方便，通常用于需風(fēng)量不大的短巷掘進(jìn)通風(fēng)中。2023/2/1第10章局部通風(fēng)2.風(fēng)幛導(dǎo)風(fēng)在巷道內(nèi)設(shè)置縱向風(fēng)幛，把風(fēng)幛上游一側(cè)的新風(fēng)引入掘進(jìn)工作面，清洗后的污風(fēng)從風(fēng)幛下游一側(cè)排出。這種導(dǎo)風(fēng)方法，構(gòu)筑和拆除風(fēng)幛的工程量大。適用于短距離或無其它好方法可用時(shí)采用。2023/2/1第10章局部通風(fēng)二、引射器通風(fēng)利用引射器產(chǎn)生的通風(fēng)負(fù)壓,通過風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)的通風(fēng)方法稱引射器通風(fēng)。引射器通風(fēng)一般都采用壓入式。優(yōu)點(diǎn)：無電氣設(shè)備，無噪音;還具有降溫、降塵作用;用它代替局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)，設(shè)備簡單，安全性較高。缺點(diǎn)：風(fēng)壓低、風(fēng)量小、效率低，并存在巷道積水問題。2023/2/1第10章局部通風(fēng)三、擴(kuò)散通風(fēng)適用于短距離的獨(dú)頭工作面2023/2/1第10章局部通風(fēng)四、局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)利用局部通風(fēng)機(jī)作動(dòng)力，通過風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)的通風(fēng)方法稱局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)，它是目前局部通風(fēng)最主要的方法。常用通風(fēng)方式：壓入、抽出和混合式。1.壓入式(induction)

布置方式：≥10mLsLv2023/2/1第10章局部通風(fēng)

Le－－氣流貼著巷壁射出風(fēng)筒后,由于卷吸作用,射流斷面逐漸擴(kuò)張，直至射流的斷面達(dá)到最大值，此段稱為擴(kuò)張段；

La－－射流斷面逐漸減少，直到為零，此段稱收縮段。

Ls－－從風(fēng)筒出口至射流反向的最遠(yuǎn)距離（即擴(kuò)張段和收縮段總長）稱射流有效射程。在巷道條件下，一般有：式中S——巷道斷面,m2。

2023/2/1第10章局部通風(fēng)特點(diǎn)：（１）局扇及電器設(shè)備布置在新鮮風(fēng)流中；（２）有效射程遠(yuǎn)，工作面風(fēng)速大，排煙效果好；（３）可使用柔性風(fēng)筒，使用方便；（４）由于Ｐ內(nèi)＞Ｐ外，風(fēng)筒漏風(fēng)對(duì)巷道排污有一定作用。要求：（１）Ｑ局＜Ｑ巷，避免產(chǎn)生循環(huán)風(fēng)；（２）局扇入口與掘進(jìn)巷道距離大于10m；（３）風(fēng)筒出口至工作面距離小于Ls。2023/2/1第10章局部通風(fēng)2.抽出式

有效吸程Le:風(fēng)筒吸口吸入空氣的作用范圍。在巷道邊界條件下，其一般計(jì)算式為：式中S——巷道斷面，m2。特點(diǎn)：（１）新鮮風(fēng)流沿巷道進(jìn)入工作面，勞動(dòng)條件好；（２）污風(fēng)通過風(fēng)機(jī)；（３）有效吸程小，延長通風(fēng)時(shí)間，排煙效果不好；（４）不通使用柔性風(fēng)筒。Le2023/2/1第10章局部通風(fēng)3.壓入式和抽出式通風(fēng)的比較壓入式通風(fēng)時(shí)，局部通風(fēng)機(jī)及其附屬電氣設(shè)備均布置在新鮮風(fēng)流中，污風(fēng)不通過局部通風(fēng)機(jī)，安全性好；而抽出式通風(fēng)時(shí)，污風(fēng)通過局部通風(fēng)機(jī)，對(duì)于煤礦若局部通風(fēng)機(jī)不具備防爆性能，則是非常危險(xiǎn)的。2)壓入式通風(fēng)風(fēng)筒出口風(fēng)速和有效射程均較大，因風(fēng)速較大而提高散熱效果。然而，抽出式通風(fēng)有效吸程小，掘進(jìn)施工中難以保證風(fēng)筒吸入口到工作面的距離在有效吸程之內(nèi)。與壓入式通風(fēng)相比，抽出式風(fēng)量小,工作面排污風(fēng)所需時(shí)間長、速度慢。2023/2/1第10章局部通風(fēng)3)抽出式通風(fēng)時(shí),新鮮風(fēng)流沿巷道進(jìn)向工作面，整個(gè)井巷空氣清新，勞動(dòng)環(huán)境好；而壓入式通風(fēng)時(shí)，污風(fēng)沿巷道緩慢排出，當(dāng)掘進(jìn)巷道越長，排污風(fēng)速度越慢，受污染時(shí)間越久。4)壓入式通風(fēng)可用柔性風(fēng)筒，其成本低、重量輕，便于運(yùn)輸，而抽出式通風(fēng)的風(fēng)筒承受負(fù)壓作用，必須使用剛性或帶剛性骨架的可伸縮風(fēng)筒，成本高，重量大，運(yùn)輸不便。2023/2/1第10章局部通風(fēng)4.混合式通風(fēng)混合式通風(fēng)是壓入式和抽出式兩種通風(fēng)方式的聯(lián)合運(yùn)用,按局部通風(fēng)機(jī)和風(fēng)筒的布設(shè)位置，分為:長壓短抽、長抽短壓和長抽長壓。1)長抽短壓（前壓后抽）

10m10m10m10m2023/2/1第10章局部通風(fēng)工作面的污風(fēng)由壓入式風(fēng)筒壓入的新風(fēng)予以沖淡和稀釋，由抽出式主風(fēng)筒排出。其中抽出式風(fēng)筒須用剛性風(fēng)筒或帶剛性骨架的可伸縮風(fēng)筒，若采用柔性風(fēng)筒，則可將抽出式局部通風(fēng)機(jī)移至風(fēng)筒入風(fēng)口，改為壓出式，由里向外排出污風(fēng)(如圖b）。2023/2/1第10章局部通風(fēng)2)長壓短抽(前抽后壓)工作方式：新鮮風(fēng)流經(jīng)壓入式長風(fēng)筒送入工作面,工作面污風(fēng)經(jīng)抽出式通風(fēng)除塵系統(tǒng)凈化,被凈化后的風(fēng)流沿巷道排出。混合式通風(fēng)的主要特點(diǎn)：

a、通風(fēng)是大斷面長距離巖巷掘進(jìn)通風(fēng)的較好方式；

b、主要缺點(diǎn)是降低了壓入式與抽出式兩列風(fēng)筒重疊段巷道內(nèi)的風(fēng)量，當(dāng)掘進(jìn)巷道斷面大時(shí),風(fēng)速就更小。≥10m≥10m2023/2/1第10章局部通風(fēng)第二節(jié)局扇通風(fēng)計(jì)算一、風(fēng)量的計(jì)算1、排除炮煙所需風(fēng)量1）壓入式通風(fēng)2023/2/1第10章局部通風(fēng)2）抽出式通風(fēng)2023/2/1第10章局部通風(fēng)3）混合式通風(fēng)在長抽短壓混合式布置時(shí)，為防止循環(huán)風(fēng)和維持風(fēng)筒重疊段巷道內(nèi)具有最低的排塵或稀釋瓦斯風(fēng)速，則抽出式風(fēng)筒的吸風(fēng)量應(yīng)大于壓入式風(fēng)筒出口風(fēng)量,即

式中Ｑpc

按壓入式風(fēng)量計(jì)算。2023/2/1第10章局部通風(fēng)2排除礦塵所需風(fēng)量

風(fēng)流的排塵風(fēng)量可按下式計(jì)算：2023/2/1第10章局部通風(fēng)

二、風(fēng)筒(duct)的選擇風(fēng)筒是最常見的導(dǎo)風(fēng)裝置。對(duì)風(fēng)筒的基本要求是漏風(fēng)小、風(fēng)阻小、重量輕、拆裝簡便。1.風(fēng)筒種類風(fēng)筒按其材料力學(xué)性質(zhì)可分為剛性和柔性兩種。剛性風(fēng)筒是用金屬板或玻璃鋼材制成。玻璃鋼風(fēng)筒比金屬風(fēng)筒輕便、抗酸、堿腐蝕性強(qiáng)、摩擦阻力系數(shù)小。柔性風(fēng)筒是應(yīng)用更廣泛的一種風(fēng)筒，通常用橡膠、塑料制成。其最大優(yōu)點(diǎn)是輕便，可伸縮、拆裝運(yùn)搬方便。2023/2/1第10章局部通風(fēng)2.風(fēng)筒接頭剛性風(fēng)筒一般采用法蘭盤連接方式。柔性風(fēng)筒的接頭方式有插接、單反邊接頭、雙反邊接頭、活三環(huán)多反邊接頭、羅圈接頭等多種形式。

目前柔性風(fēng)筒最流行拉鏈接頭2023/2/1第10章局部通風(fēng)3風(fēng)筒的風(fēng)阻2023/2/1第10章局部通風(fēng)4.風(fēng)筒漏風(fēng)剛性風(fēng)筒風(fēng)筒的漏風(fēng)，主要發(fā)生在接頭處，柔性風(fēng)筒不僅接頭而且全長的壁面和縫合針眼都有漏風(fēng)，故風(fēng)筒漏風(fēng)屬連續(xù)的均勻漏風(fēng)。因此，應(yīng)用始末端風(fēng)量的幾何平均值作為風(fēng)筒的風(fēng)量Q,即：，m3/s

式中局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)量Qa與風(fēng)筒出口風(fēng)量Qh不等，Qa與Qh之差就是風(fēng)筒的漏風(fēng)量Ql，2023/2/1第10章局部通風(fēng)1)漏風(fēng)率風(fēng)筒漏風(fēng)量占局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量的百分?jǐn)?shù)稱為風(fēng)筒漏風(fēng)率ηl。ηl雖能反映風(fēng)筒的漏風(fēng)情況，但不能作為對(duì)比指標(biāo)。故常用百米漏風(fēng)率ηl100表示：ηl100＝ηl/L×100

式中L為風(fēng)簡長度。2023/2/1第10章局部通風(fēng)2)有效風(fēng)量率掘進(jìn)工作面風(fēng)量占局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量的百分?jǐn)?shù)稱為有效風(fēng)量率pe。2023/2/1第10章局部通風(fēng)3)漏風(fēng)系數(shù)風(fēng)筒有效風(fēng)量率的倒數(shù)稱為風(fēng)筒漏風(fēng)系數(shù)pq。金屬風(fēng)筒的pq值可按下式計(jì)算：

式中K——相當(dāng)于直徑為1m的金屬風(fēng)筒每個(gè)接頭的漏風(fēng)率。D——風(fēng)筒直徑,m;n——風(fēng)筒接頭數(shù),個(gè);L——風(fēng)筒全長,m。R0——每米長風(fēng)筒的風(fēng)阻,N·s2/m8;柔性風(fēng)筒的pq值：式中n——接頭數(shù)；ηj——個(gè)接頭的漏風(fēng)率。2023/2/1第10章局部通風(fēng)5風(fēng)筒直徑的選擇2023/2/1第10章局部通風(fēng)三、局部通風(fēng)機(jī)(fan)

井下局部地點(diǎn)通風(fēng)所用的通風(fēng)機(jī)稱為局部通風(fēng)機(jī)。要求：體積小、風(fēng)壓高、效率高、噪聲低、性能可調(diào)、堅(jiān)固防爆。1.局部通風(fēng)機(jī)的種類和性能目前我國煤礦大部分仍延用六十年代研制的JBT系列軸流式局部通風(fēng)機(jī)。具有低效率、低風(fēng)量風(fēng)壓、高噪聲。近年來，我國已研制開發(fā)了一些新產(chǎn)品，如沈陽鼓風(fēng)機(jī)廠研制的BKJ66-11，對(duì)旋風(fēng)機(jī)等。2023/2/1第10章局部通風(fēng)2局扇供風(fēng)量3局扇風(fēng)壓2023/2/1第10章局部通風(fēng)4.局部通風(fēng)機(jī)聯(lián)合工作（１）局部通風(fēng)機(jī)串聯(lián)(2)局部通風(fēng)機(jī)并聯(lián)當(dāng)風(fēng)筒風(fēng)阻不大，用一臺(tái)局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)不足時(shí)，可采用。集中串聯(lián)＋＋間隔串聯(lián)＋風(fēng)機(jī)間距過遠(yuǎn)2023/2/1第10章局部通風(fēng)第三節(jié)局部通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

一、局部通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則(1)礦井和采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)為局部通風(fēng)創(chuàng)造條件；(2)局部通風(fēng)系統(tǒng)要安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理和技術(shù)先進(jìn)。(3)盡量采用技術(shù)先進(jìn)的低噪、高效型局部通風(fēng)機(jī)。(4)壓入式通風(fēng)宜用柔性風(fēng)筒，抽出式通風(fēng)宜用帶剛性骨架的可伸縮風(fēng)筒或完全剛性的風(fēng)筒。風(fēng)筒材質(zhì)應(yīng)選擇阻燃、抗靜電型。(5)當(dāng)一臺(tái)風(fēng)機(jī)不能滿足通風(fēng)要求時(shí)可考慮選用兩臺(tái)或多臺(tái)風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)行。2023/2/1第10章局部通風(fēng)二、局部通風(fēng)設(shè)計(jì)步驟(1)確定局部通風(fēng)系統(tǒng)，繪制掘進(jìn)巷道局部通風(fēng)系統(tǒng)布置圖。(2)按通風(fēng)方法和最大通風(fēng)距離，選擇風(fēng)筒類型與直徑；(3)計(jì)算風(fēng)機(jī)風(fēng)量和風(fēng)筒出口風(fēng)量；(4)按掘進(jìn)巷道通風(fēng)長度變化，分階段計(jì)算局部通風(fēng)系統(tǒng)總阻力(5)按計(jì)算所得局部通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)風(fēng)量和風(fēng)壓，選擇局部通風(fēng)機(jī)；(6)按礦井災(zāi)害特點(diǎn)，選擇配套安全技術(shù)裝備。2023/2/1第10章局部通風(fēng)第四節(jié)長巷道、天井和豎井掘進(jìn)式的通風(fēng)一、長距離巷道掘進(jìn)時(shí)局部通風(fēng)2023/2/1第10章局部通風(fēng)二、天井掘進(jìn)時(shí)的通風(fēng)2023/2/1第10章局部通風(fēng)2023/2/1第10章局部通風(fēng)3豎井掘進(jìn)通風(fēng)方式2023/2/1第10章局部通風(fēng)2023/2/1第10章局部通風(fēng)2023/2/1第10章局部通風(fēng)

考慮列風(fēng)筒接頭處的局部風(fēng)阻，將α值增大25%可以近似認(rèn)為所計(jì)算出來的風(fēng)阻包括了風(fēng)訪的摩擦風(fēng)阻Rl和風(fēng)簡接頭處的局部風(fēng)阻R2。本題個(gè)鳳簡轉(zhuǎn)彎處的局部風(fēng)阻R=0，2023/2/1第10章局部通風(fēng)2023/2/1第10章局部通風(fēng)2023/2/1第10章局部通風(fēng)

計(jì)算的風(fēng)量，風(fēng)壓1640.53Pa，選用JF—52—2型局扇，功率11kW。

2023/2/1第10章局部通風(fēng)課堂練習(xí)習(xí)題集P12810-810-92023/2/1第10章局部通風(fēng)2023/2/1第10章局部通風(fēng)20