矿山压缩空气设备
采矿-矿山空气压缩设备
调节压力调节器中弹簧的预紧力，可以改变压力调节器 的开闭压力。
（2）部分行程压开吸气阀调节
当进气行程结束时，气阀仍被强制顶开，在进入压缩行 程后气体从气缸中回入进气管，但到行程的一定时候强制作 用取消，吸气阀关闭，在剩余的行程中气体受到压缩并排出。 按照吸气阀在压缩行程中压开时间的长短，可以得到连续的 多级调节。
2、关闭吸气管调节
关闭吸气管调节装置由减荷阀和压力调节器。（见 图9—14和图9—15）
3、压开吸气阀调节
利用一个压开装置，把吸气阀强制压开，使吸气阀全 部或部分地丧失正常工作能力，吸进的空气在压缩和排气 行程中仍回到吸气管路，不向排气管道输送压气，以达到 调节排气量的目的。
压开吸气阀调节装置由压力调节器和压开叉两部分构 成，压开叉的动作由压力调节器控制。
空气压缩设备是指压缩和输送气体的整套设 备。包括空气压缩机（简称空压机）、输气管路 和附属设备。
一、矿山空压机站的组成
矿山空压机站主要包括：空压机、电动机及电控设备、 冷却泵站、附属设备、管路等。
二、空压机的分类
现代工业中使用的压缩机种类很多，按其结构型式不同，分 类如下：
目前矿山最广泛使用的是低压（p≤106Pa）活塞式压 缩机，近年来螺杆式和滑片式压缩机的使用也逐渐增多。 常见的活塞式压缩机有以下几种：
金属网滤风器的结构（见图9-18） ：机壳 由筒体、两端封头组成；筒内滤芯由多层波纹状 铁丝做成筒形过滤网，表面涂一层粘性油（一般 用60%气缸油和40%柴油相混合），灰尘粘于网 上，空气得以过滤。
第二章煤矿固定机械复习题11
第二章煤矿固定机械复习题一、填空题1、煤矿通风、压风、排水、提升设备是煤矿四大固定机械设备。
2、《煤矿安全规程》规定，每个矿井都必须采取机械通风。
3、矿用通风机按其服务范围和所起的作用分为主要通风机、辅助通风机和局部通风机三种。
4、离心式通风机主要由工作轮、蜗壳体、主轴和电动机等部件构成。
5、工作轮由固定在主轴上的轮毂以及安装在轮毂上的一定数量的机翼形叶片构成，风流沿叶片间的流道流动。
6、空气进入风机的形式，有单侧吸人和双侧吸入两种。
7、轴流式通风机主要由进（吸）风口、工作轮、整流器、主体风筒、扩散器和传动轴等部件组成。
8、随着断面的扩大，空气的一部分动压转换为静压。
9、作为煤矿主要通风机使用的有BD或BDK系列高效节能矿用防爆对旋式主要通风机，最高静压效率可达85％，噪声不大于85dB 。
10、通风机工作轮的叶片安装角可以调整，一般分为45º、40º、35º、30º和25º五个工作角度。
1、附属装置有风硐、扩散器、防爆门和反风装置等。
2、《规程》规定:生产矿井主要通风机必须装有反风设施，并能在10 min内改变巷道中的风流方向；当风流方向改变后，主要通风机的供给风量不应小于正常供风量的40%。
每季度应至少检查1次反风设施，每年应进行1次反风演习；当矿井通风系统有较大变化时，应进行1次反风演习。
3、矿山压风设备包括空气压缩机、拖动设备、输气管路和附属设备等。
4、矿山压风设备是煤矿必备的动力设备。
5、矿山空压机站主要由空压机、电动机与电控设备、冷却泵站、附属设备（包括风包、滤风器等）和压气管道等组成。
6、按气缸中心线的相对位置可分为立式、卧式（M型、H型）、角式（V型、L型、W型）三种。
7、按压缩级数分可分为单级、双级、多级三种。
8、按活塞作用次数分可分为单动（单作用）、复动（双作用）。
9、按冷却方式分可分为水冷式、风冷式10、L型空压机是两级、双缸、复动、水冷式、固定式空压机。
矿用风泵结构与原理_理论说明以及概述
矿用风泵结构与原理理论说明以及概述1. 引言1.1 概述矿用风泵作为矿山通风、降尘和排水等系统中的重要设备，在现代矿山生产中发挥着至关重要的作用。
矿用风泵通过将空气进行压缩或抽出，实现对矿井内空气的流动控制，保证了矿山生产的正常进行。
本文旨在深入探讨矿用风泵的结构与原理，并对其在实际应用中的工程计算方法进行探讨和分析。
通过论述不同应用场景下的案例分析，总结出矿用风泵存在的问题并提出改进方向。
最后，展望未来矿用风泵发展的趋势。
1.2 文章结构本文共分为五个主要部分：引言、矿用风泵结构与原理、理论说明、实际应用案例分析以及结论与展望。
首先，在引言部分我们将介绍文章的背景及目标，并概括性地阐述文章各个章节内容和组织结构。
1.3 目的本文旨在全面介绍矿用风泵的结构、工作原理和应用场景。
同时，通过对流体力学、空气压缩理论和风泵工程计算方法的理论说明，为读者提供相关基础知识。
通过实际应用案例分析，读者将了解到矿用风泵在矿山通风系统、矿井降尘系统和矿山排水系统等多个领域的应用情况。
最后，在结论与展望部分，我们将对本文所述内容进行总结，并指出矿用风泵存在的问题，并对未来发展趋势进行展望。
通过本文的阅读，读者将更加深入地了解矿用风泵及其在矿业生产中的重要作用。
2. 矿用风泵结构与原理2.1 结构说明矿用风泵是一种用于通风、降尘和排水等矿山工程中的重要设备，其结构主要包括电机、叶轮、进出口法兰、离心机壳和支撑座等组成部分。
其中，电机是驱动风泵旋转的动力源，叶轮则通过电机的转动产生气流的压力和流量。
进出口法兰连接了管道系统与风泵，起到了导流和密封作用。
离心机壳则包裹着叶轮和法兰，使得气流能够在内部形成高速运动，并将压力能转化为气体功。
支撑座用于固定整个风泵设备。
2.2 工作原理当电机启动后，通过传动装置带动叶轮旋转。
此时，在离心机壳内部形成一个低压区域，使得外界空气通过进口法兰进入风泵内部。
随着电机驱动叶轮不断旋转，外界空气被迅速吸入并加速，在离心力的作用下向外侧抛出，并沿着离心机壳的方向流动。
压缩空气工作原理
压缩空气工作原理
压缩空气工作的原理是利用压缩机将空气压缩到较高的压力，然后将压缩后的空气储存起来，以供后续使用。
压缩机是压缩空气的关键设备，其工作原理一般为利用机械或动力将空气压缩。
常见的压缩机有活塞式压缩机、螺杆式压缩机和离心式压缩机等。
其中，活塞式压缩机通过活塞来压缩空气，螺杆式压缩机则是通过两个螺杆之间的转动将空气压缩，而离心式压缩机则是通过离心力将空气压缩。
压缩后的空气会进入储气罐中进行暂时存储，以平衡供需关系和满足突然的用气需求。
储气罐通常是钢制或其他材料制成的密封容器，可以承受较高的压力。
当需要使用压缩空气时，可以从储气罐中释放出来，通过管道输送到需要的地方。
压缩空气广泛应用于各行各业，如汽车制造、建筑工程、冶金、矿山等领域。
它可以用于驱动机械设备、喷涂、清洗、输送物料等工作。
使用压缩空气的好处是可以提供更高的动力和更大的功率输出，使工作更高效、更便捷。
总之，压缩空气工作的原理是通过压缩机将空气进行压缩并储存起来，以供后续使用的过程。
这种技术在各个领域都起到了重要的作用，并为人们的生活和工作带来了许多便利。
矿山机械设备简介
通风机通常分为离心式和轴流 式两种，根据矿井通风需求选
择合适的类型。
通风机的主要性能参数包括风 量、风压和功率，这些参数的 选择直接影响矿井通风效果和 能耗。
为了确保通风机的正常运行和 延长使用寿命，需要定期进行 维护和保养，检查轴承、叶片 等关键部件的磨损情况。
运转。
矿山机械维护保养
日常保养
每天对机械进行清洁、润 滑、检查等日常保养工作， 保持机械的良好状态。
定期保养
按照规定的时间间隔对机 械进行全面的保养，包括 更换机油、清洗滤清器等。
特殊保养
根据机械的使用情况，进 行针对性的保养，如修复 磨损部位、更换易损件等。
矿山机械常见故障与排除
发动机故障
如发动机无法启动、启动困难等，可能是由于点火系统、 供油系统、气缸压力等方面的故障，需要进行相应的检查 和维修。
输送带
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输送带是用于连续运输物料的 机械设备，广泛应用于矿山、
港口、码头等场所。
输送带由承载托辊、输送带和 驱动装置组成，能够实现物料
的水平或倾斜运输。
输送带具有输送能力强、运输 距离长、能够输送多种物料等
特点。
在使用输送带，需要定期检 查和维护，确保其正常运转和
安全使用。
提升机
传动系统故障
如传动轴异响、传动轴断裂等，可能是由于轴承、齿轮、 轴承座等部件的损坏或松动，需要更换或紧固相关部件。
液压系统故障
如液压油温度过高、液压泵噪音过大等，可能是由于液压 油的污染、液压泵的磨损或液压系统的设计不合理等原因， 需要进行相应的清洁、更换或调整。
第六章 提升、通风、排水及压缩空气设备
第六章提升、通风、排水与压缩空气设备6.1提升设备6.1.1概述本矿井设计生产能力为3.0Mt/a，采用一对立井开拓方式。
矿井主要开采水平为-325.0m，主井井口标高为＋139.0ｍ，副井井口标高为＋139.6ｍ，主井井筒净直径为D5000mm,装备一对立井四绳20t箕斗，担负全矿井的煤炭提升任务。
副井井筒净直径为D6500mm, 装备一对1.5t矿车双层四车四绳罐笼(一宽一窄), 担负全矿井提人、矸石、设备与升降材料等任务，宽罐除满足上述提升任务外,还可以满足整体升降大型设备、综采支架等任务。
对主、副井提升设备的选型，设计根据矿井提升高度和提升量采用多绳摩擦轮提升方式，并对多绳摩擦轮提升机从安装方式上进展了塔式与落地式两种布置方式的比拟，通过分析比拟知道，塔式多绳摩擦轮提升机具有占地面积小，钢丝绳在井塔内运行条件好，在同样摩擦系数情况下防滑性能好等优点，但也存在抗震能力差，安装不方便，辅助设施多，建井期占用井口时间长，总投资较高等缺点；而落地式多绳摩擦轮提升机那么具有抗震能力强，建井期占用井口时间短，辅助设施少，投资省等优点，但占地面积较大。
通过与总平面布置相结合，落地式多绳摩擦轮提升机机房占地对整个工业广场的占地影响不大，因此，本设计主、副井提升设备均选用落地式多绳摩擦轮提升机。
设计推荐主井提升机采用交流同步提升电机全数字矢量控制交直交变频供电系统方案，实现无级调速、高效运行。
副井提升机的电气传动设备, 采用电枢换向12脉动顺序控制SCR-D供电系统, 实现无级调速、高效运行。
6.1.2主井提升设备1、设计依据主井年产量：3.0 Mt/a；主井井口标高：＋139.0 ｍ；主井井底标高：－325.0 ｍ；工作制度： 330d/a，16h/d；装载位置箕斗底标高： -295.0 m(水平上装载)；卸载位置箕斗底标高： +153.0 m。
2、提升设备选型〔1〕提升容器选择本矿主井选用一对立井四绳20t箕斗，担负全矿井的煤炭提升任务,其主要参数为：载重G＝20t，质量G z＝25.707t〔含悬挂装置〕，箕斗本体高度14.32m, 箕斗全高18.52m。
空气炮说明书
空气炮说明书空气炮是以压缩空气的脉冲力推动散装材料的工作系统，是防止和清除各种类型料仓、料斗、水泥预热器和管道分叉及矿山溜井、溜坡的物料起拱，粘仓闭塞等现象的专用装置。
广泛用于煤炭、冶金、化工、水泥、电力、矿山、钢铁、焦化等行业。
具有能耗低、能量大、噪音低、安全可靠、投资小、易维护等特点，是一种理想的破拱清堵设备。
空气炮系统是由一台或多台安装在贮存器上的空气炮组成的。
空气炮本体充入压力为0.4-0.8Mpa由球阀控制的工业用空气或氮气时，空气炮即充气。
压缩空气是由安装在炮体上的进气孔进入并通过活塞进行密封的，炮本体的压力等于管路的压力时，气流为静态，空气炮就可以等待工作指令了。
通过启动电磁阀，快速排放阀和电磁阀之间的管路中的空气被释放。
这使得快速排放阀能够迅速释放顶住活塞的压力。
活塞立即被炮本体中的高压气流推回，高压气流通过喷管管路排出，释放出贮存在炮本体中的脉冲空气压力。
排出的空气经过喷管管路进入贮存物料的闭塞事故区。
空气炮气罐的是按照国家规定的压力容器规范进行设计和制造的，符合压力容器质量标准。
空气炮的工作原理空气炮是利用气压平衡的原理,先将压缩空气贮存于钢制炮体中,当炮体内气压达到0.4—0.8Mpa时,透过电动式气动元件操作,切断压缩气流,打开电磁阀的排气口,活塞瞬间形成前后压力差,迫使活塞后移,打开排气口,使压缩空气刹时向预定方向以超音速喷出,利用压缩空气突然释放势能,产生强烈冲击波,直冲物料堵塞区,克服物料的静摩擦,使起拱的或粘冻结的物料再次恢复重力流动,使堵塞消除,工作连续;S进气管道 S’空气炮专用快速排气阀 B活塞 C 排气管 D筒体1、打开进气阀门，空气通过S进入炮体，由于活塞通过复位装置始终封闭排气口，活塞后部与炮体内相通，产生气压平衡。
2、空气炮专用快速排气阀通电工作打开排气孔O，缸套中的空气顺利排出。
缸套内部无压力，在筒体内压缩空气的压力作用下，形成压力差，活塞迅速向右回返，打开排气管C，筒体内的压缩空气瞬间排出，冲击物料.空气炮的安装示意图安装技术要求1、安装时喷射接管应向下布置，其角度与水平线应不小于15°；、气动控制时，炮体与气动控制阀之间的距离不得超过15米；、气源各个接头部位及管路不得漏气。
潜孔钻机
１、CM351中高风压露天潜孔钻机CM351潜孔钻车以压缩空气作动力完成钻机全部动作用凿岩作业。
主要适用于露天矿山开采，建筑基础开挖、水利、电站、交通等工程项目施工，钻凿岩石炮孔。
露天潜孔凿岩钻车主要用于露天矿山开采，建筑基础开挖、水利、电站、建材、交通及国防建设等多种工程中的凿岩钻孔工作。
还可钻凿锚固孔，地质压力测孔和排水孔等特殊用途的岩石孔。
120钻车全部以压缩空气作动力，动力单一，使用风压为中高风压（1.0-2.4Mpa）。
采用气动马达分别驱动钻车的行走，回转推进与提升。
该系统钻车关键部件采用国际、国内优质元件，有可靠的质量保证。
２、一体化履带式全液压露天潜孔钻机DXA-165说明：DXA-165履带式全液压露天潜孔钻机是一种高效能全液压钻机，适应中软至中硬岩石硬度，适用于各种露天矿山、采石场等高梯段的边坡预裂及深爆破孔的穿爆工程。
该钻机采用了先进的结构和功能高计，选用螺杆式空气压缩机，主要配套件选用国际著名品牌的优质产品，包括柴油机发动机，液压元器件，结合世界先进的传统制造工艺和完美的品质保证体系，使钻机具有高可靠性。
特点：１、钻凿孔径115mm至165mm，配用ＤＨＤ360、ＤＨＤ350系列潜孔冲击器，（可选配ＤＨＤ340Ａ冲击器和89毫米钻杆，钻孔直径120mm），适用于各种露天矿山，采石场的穿孔作业。
２、钻机履带自行、标准工程履带底盘，坚固耐久，四支分别控制的液压支腿油缸使钻机保高的钻孔精度。
３、机载柴油发动机驱动空压机和液压油泵，克服了传统产品拖带电缆和风管，导致转声移位费时费工的弊端，更重要的是消除空气压力的管路损失，导致燃料效率和穿孔速度的提高。
４、全液压操作提高了设备运行可靠性和减轻劳动强度。
５、低速大扭矩双液压马达驱动回转头，扭矩3280牛顿米，使得高风压潜孔钻进实现回转无级调速。
６、机械接卸钻杆，储杆器可储4.2米钻杆5根，另外配有4.0米启动钻杆一根，最大钻孔深度可以达到30米，可以满足矿山的普遍需要。
气动风镐工作原理
气动风镐工作原理1. 概述气动风镐是一种常用于建筑施工和矿山作业中的工具，主要用于破除岩石、混凝土和硬质地面等材料。
其工作原理是利用气动能将空气压缩后释放，产生高压气体，驱动风镐产生高频率的冲击力。
2. 工作原理气动风镐的工作原理可以分为下面几个步骤：2.1 压缩空气供应系统气动风镐的工作源自于压缩空气供应系统。
在工作前，需要将空气经过压缩机进行压缩，达到一定的压力。
通常使用的是电动或柴油驱动的压缩机，将大气中的空气压缩成高压气体。
2.2 压缩空气传输经过压缩的空气通过管道系统被传输到气动风镐的气动驱动装置中。
通常使用的是柔性高强度管道，以确保空气的传输效率和安全性。
2.3 气动驱动装置气动风镐的气动驱动装置包括气缸和活塞。
气缸是一个密封的金属筒体，内部装有活塞。
通过压缩空气的供应，空气被推入气缸内，使活塞向前运动。
2.4 活塞冲击机构活塞冲击机构是气动风镐的核心部件。
它主要由活塞、锤头和减震机构组成。
当空气推动活塞快速向前运动时，锤头也将跟随活塞一起向前运动一段距离，然后迅速回弹。
这个过程会不断重复，形成高频率的冲击力。
2.5 冲击力传递和工作效果冲击力通过风镐的工作端（通常是一个尖锐的锤头）传递给被破碎的材料。
由于锤头的高频率冲击力，可以迅速破碎硬质材料，如岩石、混凝土等。
同时，风镐的工作端和材料之间还有减震机构，用于吸收和降低冲击力对操作者的反作用力，提高工作效率和操作的稳定性。
3. 工作过程气动风镐的工作过程包括下面几个步骤：3.1 压缩空气供应首先，需要通过压缩机将空气进行压缩，产生足够的高压空气。
这一步通常是通过电动或柴油驱动的压缩机进行操作，将大气中的空气吸入，经过多级压缩后产生高压气体。
3.2 空气传输到气动驱动装置经过压缩的空气通过管道系统被传输到气动风镐的气动驱动装置中。
管道系统需要具备足够的耐压性和安全性，以确保空气传输的顺畅和可靠。
3.3 活塞冲击机构驱动空气通过管道进入气缸内，推动活塞向前运动。
单级高速离心鼓风机工作原理
单级高速离心鼓风机工作原理单级高速离心鼓风机是一种常用于工业生产过程中的关键设备，其工作原理简单而有效。
它使用离心力将空气或气体引入并加速转动，然后通过叶轮的排放获得压缩空气。
这种鼓风机被广泛应用于矿山、化工、冶金、水泥、制药等行业，为工业生产提供可靠的空气供应。
单级高速离心鼓风机的工作原理可以分为三个主要步骤：引入、加速和排放。
首先，工作过程开始时，离心鼓风机通过进气口将空气或气体引入。
进气口通常位于鼓风机的侧面，并有一个适当大小的通道来确保充足的气流进入。
进气口的设计和位置对鼓风机的工作效率和性能有重要影响。
接下来，引入的气体经过进气导向叶轮，进入机壳中的转子。
叶轮通常由若干弯曲的叶片组成，其形状和角度能够产生强烈的离心力。
当转子开始旋转时，离心力作用于气体，使其加速并朝着排气室方向移动。
最后，气体进入排气室，经过出口流道排放出去。
排气室和出口流道的设计可以确保气体排放时的平稳流动，并使气体保持较高的压力。
出口处通常设有一些可调节的装置，如风门或挡板，以便根据工艺需求调整排放量和压力。
鼓风机的整体性能和效率受多个因素影响。
首先是叶轮的形状和尺寸，其决定了离心力的大小和转子的旋转速度。
其次是鼓风机的动力系统，通常由电动机驱动。
电动机的功率和效率直接影响鼓风机的运行稳定性和能耗。
此外，鼓风机的结构和材料也对其性能和寿命有影响。
因此，在选择单级高速离心鼓风机时，需要综合考虑这些因素，以确保最佳的工作效率和可靠性。
总之，单级高速离心鼓风机以其简单而高效的工作原理受到广泛应用。
通过引入、加速和排放，鼓风机能够为工业生产过程提供可靠的空气供应。
在选购和使用鼓风机时，要充分考虑其设计、动力系统和材料，并根据生产需求进行合理的调整和控制，以确保设备的有效运行。
空气炮说明书
空气炮安装使用说明书空气炮是以压缩空气的脉冲力推动散装材料的工作系统，是防止和清除各种类型料仓、料斗、水泥预热器和管道分叉及矿山溜井、溜坡的物料起拱，粘仓闭塞等现象的专用装置。
广泛用于煤炭、冶金、化工、水泥、电力、矿山、钢铁、焦化等行业。
具有能耗低、能量大、噪音低、安全可靠、投资小、易维护等特点，是一种理想的破拱清堵设备。
空气炮系统是由一台或多台安装在贮存器上的空气炮组成的。
空气炮本体充入压力为0.4-0.8mpa由球阀控制的工业用空气或氮气时，空气炮即充气。
压缩空气是由安装在炮体上的进气孔进入并通过活塞进行密封的，炮本体的压力等于管路的压力时，气流为静态，空气炮就可以等待工作指令了。
通过启动电磁阀，快速排放阀和电磁阀之间的管路中的空气被释放。
这使得快速排放阀能够迅速释放顶住活塞的压力。
活塞立即被炮本体中的高压气流推回，高压气流通过喷管管路排出，释放出贮存在炮本体中的脉冲空气压力。
排出的空气经过喷管管路进入贮存物料的闭塞事故区。
空气炮气罐的是按照国家规定的压力容器规范进行设计和制造的，符合压力容器质量标准（pvq）。
空气炮的工作原理空气炮是利用气压平衡的原理,先将压缩空气贮存于钢制炮体中,当炮体内气压达到0.4—0.8mpa时,透过电动式(或手动式)气动元件操作,切断压缩气流,打开电磁阀的排气口,活塞瞬间形成前后压力差,迫使活塞后移,打开排气口,使压缩空气刹时向预定方向以超音速喷出,利用压缩空气突然释放势能,产生强烈冲击波,直冲物料堵塞区,克服物料的静摩擦,使起拱的或粘冻结的物料再次恢复重力流动,使堵塞消除,工作连续; s进气管道 s’空气炮专用快速排气阀 b活塞 c 排气管 d筒体1、打开进气阀门，空气通过s进入炮体，由于活塞通过复位装置始终封闭排气口，活塞后部与炮体内相通，产生气压平衡。
2、空气炮专用快速排气阀通电工作打开排气孔o，缸套中的空气顺利排出。
缸套内部无压力，在筒体内压缩空气的压力作用下，形成压力差，活塞迅速向右回返，打开排气管c，筒体内的压缩空气瞬间排出，冲击物料.空气炮的安装示意图安装技术要求1、安装时喷射接管（仓内部分）应向下布置，其角度与水平线应不小于15°；2、气动控制时，炮体与气动控制阀之间的距离不得超过15米； 3、气源各个接头部位及管路不得漏气。
矿井空气压缩设备的用途
矿井空气压缩设备的用途、组成及分类
空气压缩设备是矿井用于产生和输送压缩空气（简称压气）的必备的动力设备，是矿井的原动力之一，它产生的压缩空气用以驱动风镐、风钻等风动机械工作。
矿山机械设备产生压气的空气压缩机（简称空压机）一般设在井的上，用管道把压气送入井下，顺大巷、上山或下山到达工作面，带动风动机械工作。
使用压缩空气的最大优点是能够利用取之不尽、用之不竭的自由空气。
矿山机械设备与电力相比，它具有以下特点：不产生火花；不怕超负荷；无触电危险；在湿度大、温度高、灰尘多的环境中能很好地工作；风动机械排出的空气，在某种程度上有助于改善井下的通风状况。
矿山机械设备但空压机运转效率低、耗电量大、成本高，因此在使用中应注意提高空压机的效率，减少压气管道内的压力损失和泄漏，节约压气的消耗量。
二、空气压缩设备的组成
空气压缩设备主要包括：空压机、电动机及电控设备、冷却泵站、附属设备、管路等，如图1-4-1所示。
三、空压机的分类
空压机的种类繁多，使用广泛，它是一种通用机械。
矿山机械设备空压机按工作原理可分为容积型和速度型2种。
容积型空压机是利用减小空气体积，提高单位体积内气体的质量来提高气体压力的；速度型空压机是利用增加空气质点的速度，然后在扩压器中急剧降速，使动能转化为压力能来提高气体压力的。
容积型空压机可分为回转式和往复式2种，而回转式又可分为：滑片式、螺杆式、转子式；往复式又可分为：膜式和活塞式。
矿山机械设备速度型空压机可分为离心式和轴流式2种。
我国煤矿广泛使用的是容积型活塞式空压机。
现代矿山空气压缩设备技术的探索研究
缩｝ 往唢油机方面的能牦教相当。但是在无油压 几 （） ７由于活塞式空压机压力波动较大 ，必须安 缩饥中，因黏性剪切损失大幅度降低， 螺杆压缩
缩 机 的工作 原理 及特 点 ，并根 据 当前各 种设 备技 术 的 发展 状 况 来阐述 不 同设备 的 适 用范 围及 其优
缺点 。
硐室内。同时风包也是压风系统 ｒ最容易发生爆 移动方便，安全可靠 ，运转平稳，噪音低、寿命 ｛ ｌ 自动化徉度高等优点，更适合做为矿山空气 炸的地方。
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１ ．２螺杆式压缩机
动 ／源设 备。特 别是井下空 挟窄、环境恶劣 ， ｊ
用 气地点 不 固定 ，螺 杵 Ｊ 压 机 比活 塞式 空 压机 弋
大 、小２ 个方向发展刨造 丁条仆。这种新型螺杆 压缩 ｝被誉为 “ 几 长寿 能单 杆压缩机” ，月前
已获 多围发明 争利。单螺扦压缩机新齿廓的发明 及其高精度加工技术的解决，改变 ｒ星轮是 “ 易
（） １活塞式空压机 ，特别是多级活塞式空压机 动力传到螺杆轴上 ，由螺忏带动星轮齿在螺朴槽 损 件” 的 历 史 ，也 改 变 ｒ星轮 寿 命 不 如双 螺 杆转 封 Ｊ Ｉ Ｉ 】 体积大、结构复杂、零什多、附属设备 多、移动 内柏对移动 ， 闭的基元容千 发应变化 ，气体被 子 的历鬯，是 【国 基础理论方 的重火成就， 输送压缩 ，当达到设ｉ压 力值，由主ｆ 壳『 ｆ Ｊ 本上左 也是中国对ｆ： ｃ Ｈ界单螺杆 缩饥技术的重大贡献 ， 不便。 ９ １ 『 Ｊ 今我围还保持着新靠形加 【 技术上的优势。目 （） 在 气缸 中 作复运 动 ，工作 分吸 气 、压 右两ｆ对称的三角形排 气ｕ排至油气分离器 。 ２活塞 Ｔ 缩、膨胀、排气 ４ 个过程柬完成，不『 义振动和噪 螺杆压缩机的主机壳体均开有喷油孔 ，凭借 自身 前，无油螺 ｆ压缩机 尚勾国内空白，国内已有厂 的压力差 ，住压缩过程中将油喷到压缩 腔，以冷 家正在积十 研制，样 处于寿命考核之中，性能 醍 音大，而且 力波动也较火。 Ｈ 】 （） ３由丁结构、制造 、装配、运转等方面的需 却气体 、密封各部件１隙 ，井起到吸振 、消声及 表现良好，不， 人 将有产品 ｝ － 市。 要，在气缸中必须留有一定的余隙容积。由于余 润滑 的作用 。 ４ 、结语 （） ３单螺杆压缩机的特点 ：由丁受余隙客积和 螺杆式李压机制造投术在国内总体上还处于 隙容积的存在，致使气缸工作客积的一部分失去 ， 起步阶段 ，冈而设 备造价较高，同时凼饥电配件 了吸气 作用 ，对 空 压机 的 排气 量 影响较 大 ，实际 润滑油温度的限制 ，活塞式空压机压缩比只有５ 而螺杆式空压机的压缩比 可高达ｌ 。螺杆压缩帆 价格高，维修 、 ６ ｌ 川生强，设备维护 费夫， 选用 排气量随余隙容积的增大而减小。 Ｉ ； ！ Ｊ （） 气阀 存存 着弹 簧阻 力 ，使吸 气终 点 压 力 ４吸 巾，由螺扦、星轮＿成的啮 合副是最关键， 也是 肘还要进ｆ 经济件分析，以追求设备寿命同期费 通常 低于 公称 吸 气 压 力，要 想 使气 缸里 的 压 力达 最困难的部分。它们 齿部的形状一甫廓决定了压 用最低。近年来 ，螺杆压缩｝ 几得列 了飞速 发展， 几 到公 称吸 气 力 ，需 经 慑 的预 压 缩 ，这 相 当ｆ 缩｝ 的寿命 密封性能，也决定了它们的加工技 以 至现 存 和 可 以预 见 的将 来 它将 很 大范 围内 取 术与工艺装备（机床、刀具 量仪） 。因此齿廓是 代往 复压缩 栅 。 吸气容 积减 小，吸 气能 力下 降 。
四篇压气设备
活塞环镶嵌于活塞的环槽内。环的外缘紧贴气缸镜面，背向高压 气体一侧的端面紧压在环槽上。
活塞环的开口形式有搭接开口、直开口和斜开口三种。L型空压 机采用斜开口密封环。
6、气缸部件
• 材质：灰铸铁； • 作用：形成一定压缩容积； • 结构：L型空压机的气缸为开式铸造气缸，水冷双层壁 结构。 • （根据排气压力、排气量、结构方案、气体性质以及所 用材料，气缸的结构有各种型式）
• 1．工作原理
• 组 成：机壳、一个螺杆与两个星轮。 • 工作原理：螺杆的螺槽、机壳内表面和星轮齿面构成工作容 积。运转时，由螺杆带动星轮旋转，气体由吸气腔进入螺槽 内，经压缩后，通过机壳座上的排气孔口排入排气腔排出体 外。
• 机壳上开有喷油孔，将油喷入工作容积内，完成油的密封、 冷却和润滑作用。 • 螺杆有六个螺槽与两个星轮配合使用，单螺杆压缩机相当于 一台六缸双作用的活塞式压缩机。
第十七章 活塞式空压机的工作理论及结构
§17-1 活塞式空压机理论工作循环
1、吸气过程 2、压缩过程 3、排气过程 4、膨胀过程
• §17-2 活塞式空压机实际工作循环
• §17-3 活塞式空压机两级压缩
• §17-4 活塞式空压机排气量、功率和效率
§17-5 活塞式空压机的构造
活塞式空压机的典型代表： L型空压机：两级、双缸、复动、水冷式 主要组成：压缩机构、传动机构、润滑机构、冷却机构、 排气量调整机构、安全保护装置等六部分 型号意义：
• 3．单螺杆压缩机结构特点
• （1）结构简单、体积小和无气阀组件等。
• （2）由于两个星轮在螺杆两侧对称配置，结构合理，具有 理想的动力平衡性。
• （3）单机容量大，无余隙容积。
• （4）主机星轮材料采用特殊的高分子复合材料，具有自润 滑性、耐磨性好、寿命长及能吸收振动等。 • （5）螺杆转速在3000r/min以下，螺杆与电动机直接联接， 无变速器装置，不需加增速齿轮。 • （6）噪声低、振动小、对基础无特殊要求。
变频调速技术在矿山中的应用
变频调速技术在矿山中的应用摘要：随着变频技术的日趋成熟，它在地下矿山中起着不可或缺的作用，它能够提高矿山生产设备的效率，节约电能。
变频技术能够应用在矿井提升机、空气压缩机、通风和井下排水中，本文主要介绍变频器的应用现状和应用前景。
关键词：变频调速、排水、通风、规格【中图分类号】tp8721 概述矿山按产品类型可分为煤矿、金属矿和非金属等；按采掘方式可分为露天开采矿山和地下开采矿山两大类。
本文主要介绍变频调速器在地下开采煤山中的应用的现状和应用前景，地下矿山需要考虑设备的防爆问题。
地下矿山的生产较复杂。
由于井下生产的空间窄小，使生产设备环境潮湿、阴暗，粉尘大、噪音大、振动大、并有塌方的危险，工作条件十分恶劣。
因此，井下生产设备的体积受限，这些设备以小型化为主，体积小、重量轻，对电气传动的要求不高。
但提升、排水、通风、压气等固定设备是地下矿山的要害部门，也是耗电大户，因此，这些设备的安全运行和节能就显得至关重要。
根据多年来矿山电气传动的经验及在矿山进行变频调速的应用实践，我认为，在矿山应用变频调速技术对于提高矿山生产设备的效率，节约电能都是至关重要的。
但遗憾的是在矿山应用变频调速技术还很不普遍，除了因变频器的投资问题外，与人们对变频器的认识不够有关，也与不能正确了解矿山设备对变频器的特殊要求、不能正确地应用变频器，因此所带来的负面影响有很大关系。
本文主要介绍目前矿山应用变频器的状况，矿山设备对电气传动的特殊要求，以及如何正确地选用变频器等。
2 变频器在地下矿山中的应用2.1 变频调速技术在矿井提升机中的应用矿井提升机是地下矿山运输的主要设备。
它是用一定的装备沿井筒运出矿石、废石、升降人员及材料、设备等运输环节。
矿井提升设备按井筒倾角可分为竖井提升设备和斜井提升设备；按提升容器可分为罐笼提升机和箕斗提升机等；按提用途可分为主提升机（专门或主要提升矿石，一般称为主井提升机），副井提升机（提升废石、升降人员、运送材料和设备等，一般称为副井提升机）和辅助提升机（如天井电梯、检修提升等）。
矿山机电设计分工及基础
按传统分工，机电主要分为五个专 业 1、四大件（机械、电控） 2、供电 3、配电（地面配电、井下供电） 4、弱电（自动化）
一、四大件（矿井主要固定设备）
分机（械设备）、电（电控、配电及控制） 原指矿井四大主要固定设备： 1、矿井提升设备，地面及井下（带式输送机属于机制专业） 2、地面主通风设备（局部通风机属于采矿专业） 3、排水设备，主排水及采区排水设备 4、压缩空气（压风）设备，含地面集中及井下移动设备 新增内容： 1、瓦斯抽排设备 2、制氮设备
（二）、通风设备
1、分类 离心式：反风困难，需设反风风道，效率低、噪音大，已较少应用 轴流式：普通轴流风机GAF、ANN、MAF、VMMF，矿用防爆对旋轴流风机FBCDZ
矿用防爆对旋轴流风机，采用两台防爆电动机，安装在风机内部，一般情况下可不设提升机房，仅 设电控及值班室，土建工程量小、费用低，安装简单，施工快，在中小型矿井中应用较多。设备性能可 靠性及稳定性不如普通轴流风机，大型矿井采用对旋风机则因防爆电动机价格高，检修较困难，风机效 率不够高，不宜采用。 轴流风机反风有反转反风和调节叶片反风两种方式。 风机因适用不同开采时期风量与负压的变化需调节风机叶片，叶片调节方式有动叶可调、一次停车静 叶可调和单叶片调节等方式。采用变频器传动调节电机转速也可调整风机的运行工况。 2、选型 根据采矿专业提供的风量负压，选择合适的通风机并进行方案比较，设备价格与运行费用是主要考 虑因素。 高效率、易调节，远程或自动倒换风机是技术发展方向。 3、注意事项 1 ）通风分期采矿专业资料应提供前后期的时间，必要时与机电专业协商如何分期。 避免时间较短的通风最容易期和困难期在高效区，而其他时期运行时间长却效率低。 2 ）并联通风采矿专业资料应提供通风网络图。 3 ）通风机采用变频器并不一定节能，节能评估办法安装变频器按20-30%计算节电量是错误的 。
地下矿山压缩空气系统节能探讨
空气 系统 工 程 中节 能 降 耗 的有 效 途 径 。 关键 词 ：压 缩 空 气 ；节 能 ；供 气 系统 中 图分 类 号 ：Ｔ ６ ． 文献 标 识 码 ：Ａ 文章 编号 ： １０— ３８ （０６ ５ ００ — ３ Ｄ ３７ ０６ ００ ２０ ）０— ０３ ０
Ｄ ｓｕｓ ｎ ｎ Ｅ ｅｇ － ａｉｇｉ ｅＡ ｒＣ ｍｐｅｓＳ ｓ ｍ ｆ ｎ ｅｇｏ ｎ ｎＩ ｉ ｓｉ ｓｏ ｎ ｒｙ ｓｖｎ ｔ ｉ ｏ ｒｓ ｙｔ ｏ ｄ ｒ ｒｕ ｄＭｉｉｇ ｃ ｏ ｎｈ ｅ Ｕ ｌ
能耗 和产 品成 本 的一个 重要 途径 ，并且 节 能潜力 巨 大 。 因此 ，对整个 压 气系统 进行 节能研 究 ，尽 而提
统工程。要 以系统工程 的思想 、方 法 ，对 压缩空气系 统 的节能进行研究 ，会达到更大 的节能效益 。本文从 系统工程的角度 ，针对这四个部分所存在 的问题进行 了全面 的分析 并提 出 了解 决 方案 ，以便 达到 节 能降
金属非金属地下矿山压风自救系统建设规范详解
金属非金属地下矿山压风自救系统建设规范1 范围本标准规定了金属非金属地下矿山压风自救系统的安装、维护和管理要求。
本标准不适用于与煤共生、伴生的金属非金属地下矿山。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB 16423 金属非金属矿山安全规程GB7231 工业管路的基本识别色和识别符号3 术语和定义3.1压风自救系统compressed-air self-help system在矿山发生灾变时，为井下提供新鲜风流的系统，包括空气压缩机、送气管路、供气阀门、油水分离器、压风自救装置等。
3.2压风自救装置compressed-air self-help equipment安装在压风管道上，通过防护袋或面罩向使用人员提供新鲜空气的装置，具有减压、节流、消噪声、过滤、开关等功能。
3.3油水分离器oil mist separator分离压缩空气中油滴和水分的装置。
4 建设要求4.1金属非金属地下矿山应根据安全避险的实际需要，建设完善压风自救系统。
压风自救系统可以与生产压风系统共用。
4.2压风自救系统应进行设计，并按照设计要求进行建设。
4.3压风自救系统的空气压缩机应安装在地面，并能在10min内启动。
空气压缩机安装在地面难以保证对井下作业地点有效供风时，可以安装在风源质量不受生产作业区域影响且围岩稳固、支护良好的井下地点。
4.4空气压缩机站设备应符合下列规定：必须设有压力表和安全阀。
压力表和安全阀应定期校准。
安全阀和压力调节器应动作可靠，安全阀动作压力不得超过额定压力的1.1倍。
必须使用闪点不低于215℃的压缩机油。
使用油润滑的空气压缩机必须装设断油保护装置或断油信号显示装置。
水冷式空气压缩机必须装设断水保护装置或断水信号显示装置。
4.5空气压缩机站的储气罐应符合下列规定：储气罐上应装有动作可靠的安全阀和放水阀，并有检查孔。
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机身（Pg111）
过去矿山最广泛使用的是低压（p≤106Pa）活塞式压 缩机，目前螺杆式和滑片式压缩机以基本替代活塞式。常 见的活塞式压缩机有以下几种：
1、按气缸中心线的相对位置分 可分为立式、卧式、 角式（可分为V型、L型、W型）三种。
2、按压缩级数分 可分为单级、双级、多级三种。
3、按活塞往复一次作用次数分 可分为单作用、双作用。
顶杆
四、排气量调整机构
1、停止空压机工作 n=0，则Q=0。此法虽能节省电能消耗，但电动机经
常启动和停止，对于电路负荷极为不利。因此， 只能用于小容量的空压机调节。采用此法调节时， 应根据空压机的功率，电网容量，以及启动的次 数，来选择电动机及启动方式。阀和压力调节器。（见 图9—14和图9—15）
对于两级空压机，各级吸气阀均应设置压开叉，调节时 各级吸气阀应同时压开。根据气量变化，压开一侧或两侧的 吸气阀，可以实现排气量100%、50%、0%三级调节。气量 的变化是通过双压力调节器来控制压开叉动作。
调节压力调节器中弹簧的预紧力，可以改变压力调节器 的开闭压力。
（2）部分行程压开吸气阀调节
当进气行程结束时，气阀仍被强制顶开，在进入压缩行 程后气体从气缸中回入进气管，但到行程的一定时候强制作 用取消，吸气阀关闭，在剩余的行程中气体受到压缩并排出。 按照吸气阀在压缩行程中压开时间的长短，可以得到连续的 多级调节。
（1）完全压开吸气阀
调节时，在空压机的全部行程中吸气阀始终处于压开 状态，吸进的气体将全部自吸气阀返回到吸气管中，故排 气量为零，属间断调节。
压开吸气阀时，空压机处于空运行状态，因为仅需克 服吸气阀阻力造成的功耗，故调节的经济性较好。
压开叉因其驱动机构不同分为隔膜式压开叉和活塞式压开 叉（图9—16）两种。
压开吸气阀调节，运转经济性好，但阀开因受额外的负 荷（弯曲与冲击），寿命较短，密封性差。
190oC，双缸不得超过160oC。以此为条件，可计算出在最不利 的情况下（即绝热压缩），单级压缩的极限压缩比约为5。 （4）矿用空压机属中压空压机，排气压力为（0.7～0.8）MPa， 其压缩比为7～8，所以必须采用两级压缩。高压空压机还有采 用多级压缩的。
➢ 两级压缩的工作系统（Pg105）
图中“→”为气流方向；“－ →”为冷却水流方向
2．润滑系统
空压机有两套润滑系统。一套靠齿轮泵输送润滑油润 滑曲轴、连杆、十字头等传动系统，润滑油池位于机 架内底部，润滑油通过粗过滤器、油冷却器后被吸进 齿轮泵，增压后通过精过滤器进入空压机内润滑部位， 最后又流回油池。另一套靠注油器将空压机油压入气 缸进行润滑，油进入气缸后即随着压气排走。图1417为L型空压机润滑系统。
3、压开吸气阀调节
利用一个压开装置，把吸气阀强制压开，使吸气阀全 部或部分地丧失正常工作能力，吸进的空气在压缩和排气 行程中仍回到吸气管路，不向排气管道输送压气，以达到 调节排气量的目的。
压开吸气阀调节装置由压力调节器和压开叉两部分构 成，压开叉的动作由压力调节器控制。
压开吸气阀的调节装置可分为两种形式：
4、按冷却方式分 可分为水冷式、风冷式。
空气压缩机的两级压缩
1、定义
两级压缩是将气体的压缩过程分两级，在第一级压缩后，将气 体导入中间冷却器进行冷却，再经第二级压缩后排出以供使用。
2、采用两级压缩的原因
（1）容积系数的减小 限制了压缩比的提高； （2）排气温度增高限制了压缩比的提高； （3）《煤矿安全规程》规定：空压机排气温度，单缸不得超过
空气压缩设备是指压缩和输送气体的整套设 备。包括空气压缩机（简称空压机）、输气管路 和附属设备。
一、矿山空压机站的组成
矿山空压机站主要包括：空压机、电动机及电控设备、 冷却泵站、附属设备、管路等。
二、空压机的分类（Pg96）
现代工业中使用的压缩机种类很多，按其结构型式不同，分 类如下：
空压机的主要结构：（Pg107，L型，气缸直角式布置）
三、冷却系统与润滑系统
1、空压机冷却的意义和方式
（1）意义（Pg101，按等温压缩最有利）
（2）方式
空压机的冷却方式可分为风冷式和水冷式两种， 风冷是使压缩过程放出的热量由气缸壁辐射，发散于 大气中。为了增加发散面积，通常在气缸外壁制成许 多散热薄片。但其散热效果很差，只限于小型空压机 采用。一般空压机采用水冷方式。 2、空压机的水冷系统（见图9-12）
压缩空气一直是矿山所采用的原动力之一， 用以带动凿岩机、风镐及其它风动机械进行。由 于像凿岩机这类风动工具的冲击力强，适用于钻 削坚硬的岩石，而且风动工具结构简单、重量轻、 操作方便，尤其在有瓦斯和煤层爆炸危险的矿井 里，使用这种动力比电力安全。虽然整个气力系 统（包括压缩空气的生产和输送，以及在风动机 具中的使用）的效率很低，成本较高，但目前矿 山采掘工作，仍然普遍采用风动工具来凿岩和落 煤。
图9-6
➢ 两级压缩的优点
1、节省功耗。采用两级压缩除了可以提高空压机排气量和降低排气温度
外，还可以节省功率的消耗；
图9-7
2、降低排气温度； 3、提高空压机的排气量； 4、可以降低活塞力；采用两级压缩还能大大地降低活塞上的最大
气体作用力。使运动机构轻巧，机械效率改善。
5、中间冷却器可以分离一部分油和水，提高压 气的质量。
空压机的水冷系统由气缸水套、中间冷却器（见 图9-13）、后冷却器、水泵、管路以及冷却水池（或 冷却水塔）组成。
1．冷却系统
（1）作用：降低压气的温度 。 （2）组成：由冷却水管、气缸水套、中间冷却器和后
冷却器等组成。
图14-16 两级空压机串联冷却系统 1-一级缸；2-中间冷却器；3-二级缸；4-后冷却器；5-闸阀
图14-17 L型空压机润 滑系统原理图
1-曲轴；2-传动空心轴； 3-蜗轮蜗杆；4-外壳； 5-从动轮；6-主动轮； 7-油压调节阀；8-螺帽； 9-调节螺钉；12-回油管； 13-压力表；14-滤油器； 13-连杆；14-十字头； 15-十字头销；16-气缸； 17-凸轮；18-杠杆；19柱塞阀；20-球阀；21吸油管；22-油槽；23-