最新矿井主要通风机选型设计指导书

矿井主要通风机选型设计指导书

河南理工大学机械系

2004.8

矿井主要通风机选型设计

矿井主要通风机是煤矿生产中的重要固定设备，它担负着向井下输送新鲜空气、排除有害有毒气体、创造良好生产环境，确保矿井安全生产的重任。选型设计当否，对保证矿井正常通风，确保矿井安全生产，具有决定性意义。选型设计的主要任务，就是根据给定的原始资料，在已有的风机系列产品中，选择适合矿井需要的风机类别及型号，以及与之配套的电动机。主通风机功率大，耗能多，除要求其可靠之外，还应有较高的经济性。选型设计必须遵守《煤矿安全规程》（简称“规程”）和《煤矿工业设计规范》（简称“规范”）的有关规定。

第一节、必备资料和设计步骤

一、必备资料

选型设计时必须具备的原始资料有：

1.矿井通风方式及通风系统图；

2.各时期的通风量及负压的变化；

3.矿井沼气等级；

4.矿井供电电压；

5.矿井年产量及服务年限；

6.当地气候条件；

7.其它相关资料。

二、设计步骤

选型设计时，可以参考如下步骤，进行各方案计算；

1.计算通风机必须产生的风量和负压；

2.选择通风机的类型和型号；

3.求实际工况点及工况参数；

4.计算电动机的必须容量并选择电动机；

5.计算耗电量；

6.筛选并确定方案。

第二节选型设计的预备知识

一、《煤矿安全规程》、《煤矿工业设计规范》的有关重要规定。

1.在一个井筒中应尽量采用单一风机工作制（仅用一台风机工作），确有困难时，采用两台并联，最好是采用同类型同型号的风机。这是因为：通风机串、并联运行时，若设计不当或原始资料不准确、或井下实际条件发生较大变化时，容易出现不稳定工况。

2.选择的风机应能满足第一水平各个时期的负压变化，并适当照顾下一水平的通风要求。负压变化较大时，可考虑分期选配电机，大型风机可分3～4期考虑，但初装电机的使用年限不宜少于10年。

3.选用轴流风机时，在最大负压和风量时，用的叶片安装角应比最大安装角小5°（如2K60风机，αm ox=45°，选型设计时最多只能用到40°）。选用离心风机时，用的转速应比最大转速小10％，以留有余量。

4.选择的风机应有足够的调节范围，以满足使用年限内，工况不超出工业利用区的要求。工业利用区是指风机工况点合理的工作范围，合理的工作范围是指：○1从经济角度考虑，不论初期和末期，风机工况点的效率都必须大于70％；○2从安全角度考虑，风机使用的静压必须小于风机所能产生的最大静压的90％。

5.要优先选用效率高、高效区宽的风机，对风量风压变化大的矿井，进行方案比较时，应把风机可调性作为主要因素考虑。

6.为简化供电系统，避免中间变化，当电动机功率较大时，应优先选用高压电动机。

二、矿井常用通风机的种类及性能范围

矿井常用通风机的种类及性能范围见下表：

型号含义：

G A F 25

B D K 618(65)-8-№28

2 K 60 - 4 -№24

G 4 - 73 - 11 №28 D

K 4 -73 - 01 №32

三.选型设计注意事项

1.应优先选用轴流式风机，这是因为轴流式风机具有以下优点：

①调节方便：改变叶片的安装角度即可改变风机的风量和风压；

②体积小，结构紧凑；

③可反转反风，不必设置反风道，可减少基建费用。

2.应根据已有的特性曲线进行选择。

3.课程设计说明书中必须附特性曲线。

第三节选型设计的具体内容

一、原始资料

1.通风系统：中央边界式（进风井位于井田中央，出风井位于井田上部边界）。

2.通风方式：抽出式。

3.矿井所需风量Q：（见原始资料附页）。

4.矿井通风阻力h:

初期（投产时）最小负压：h mm (见原始资料附页)。

末期（达产时）最大负压：h mox (见原始资料附页)。

5.沼气等级：低诏气矿井。

6.供电电压：6000V.（或1140V、660V、380V）。

7.服务年限：50年。

8.进出风井口标高基本相同，自然风压忽略不计。

9.风井不作提升之用。

二、计算风源必须产生的风量和负压

原始资料仅提供矿井通风的风量和负压，并不包括通风设备中风源以外的风道及装置漏风和阻力损失。因此，应求出风源必须产生的风量和负压。

1.风源必须产生的风量

风源必须产生的风量按下式计算： Q y =KQ(m 3/s)

式中：Q －矿井所需风量（即原始资料提供的风量）（m 3/s ）

K －设备漏风系数。 依《规范》第2-113条的规定： 当风井不作提升用途时，K ＝1.1～1.15；

兼作箕斗井时，K ＝1.15～1.20；罐笼时，K ＝1.25～130。 2.风源必须产生的负压

风机制造厂提供轴流风机的同时，一般都随机提供扩散器；而离心风机则不带扩散器。各制造厂提供的特性曲线也不统一，对于轴流风机装置，通常提供的是静压特性；对于离心式风机，通常提供的是风机的全压特性。因此，在进行选型设计时，应根据已知风源的不同特性，选用不同的计算方法。当已知风源静压特性的情况下，应计算风源必须产生的静压，其计算公式如下：

在通风容易时期：H ′y.st =h min +∑'∆h （Pa ） 在通风困难时期：H ″y.st =h max +∑"∆h （Pa ）

当已知风源的全压特性时，应计算风源必须产生的全压，其计算公式如下：

在通风容易时期：H ′y =h min +∑'∆h +(

2

2k

F

ρ

)Q 2y (Pa)