矿井通风设备

❖ §1 概述
❖ 一、矿井通风设备的作用
❖ 向井下输送新鲜空气，稀释和排除有毒、有害气体，调节井下所 需风量、温度和湿度，改善劳动条件，保证安全生产。
❖ 二、矿井通风方法及方式 ❖ 1、通风方法 ❖ 自然通风： ❖ 机械通风： ❖ 2、主通风设备的工作方式 ❖ 抽出式：即通风机的进风侧与巷道相接， 将井下污风抽至地
流体力学
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通风设备
万英盛
2009.7
重、难点
1.连续介质和理想液体的概念。 2.流体的主要物理力学性质，重点是流体的易 流动性和粘滞性。牛顿内摩擦定律。 3.作用在液体上的力：质量力、表面力。 对象：
液体、气体等，各部分易发生相对运动，具有 流动性。
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矿井通风设备
矿井通风设备包括通风机、 电气设备、扩散器及反风装置等。
（2）轴流式通风机的工作原理 组成：主要由圆筒形外壳、整流器、扩散器、以及
进风口和叶轮组成。其中：进风口由集风器和流 线体组成；叶轮由叶片和轮毂组成。叶轮和轴固 定在一起形成风机的转子，并支承在轴承上。
原理：当叶轮旋转时，叶片推动空气质点作圆周运 动，同时又迫使空气质点沿轴向流动，经整流器、 扩散器排出风机，与此同时，在叶轮入口处形成 负压，外部空气在大气压力作用下，经集风器进 入叶轮，叶轮连续转动，气流就被连续推出。由 于气流在风机中是沿轴向流动，故称为轴流式通 风机。
2、离心式风机的理论流量
理论流量计算方程式为：
Ql D2b2C2r D1b1C1r
3、、理论风压与理论流量的关系式及理论风压特性曲线
HL
u22
u2 cot 2 D2b2
QL
H L A BQL
式中，A
u22；B
u2 D2b2
c ot 2
4、影响理论风压的因素 （1）结构尺寸（D2） （2）运转工况（n） （3）叶片型式（前向、径向、后向） 5、实际风压特性曲线
（2）两翼对角式：进风井位于井田中央，出风井 分别位于井田走向的两翼。
（3）混合式：井田内有两种或两种以上通风方 式组成的通风系统。
❖ 三、矿井生产对通风设备的要求
❖ 1、必须安装在地面；装有通风机的井口必须封闭严密； ❖ 2、主要通风系统必须装置两套同等能力的通风机（包括电动
机），一套工作，一套备用，备用通风机必须能在10min内启动。 ❖ 3、生产矿井主要通风机必须装有反风设施，并能在10min内改
（3）全压（H） 指单位体积的气体流过通风机后所获得 的总能量。
3、功率
（1）轴功率（N） 单位KW。
（2）有效功率（Nx） 指单位时间内气体从通风机获得的实际能
量。
NX
QH 1000
4、效率 （1）全效率（η） 指通风机的有效功率与轴功率之比。
NX QH
N 1000N （2）静效率（ηj） 指在上式中如果用静压代替全压，则
（二）离心式通风机的类型系数和类型特性曲线 同类型风机：满足几何相似、运动相似、动力
相似的风机。 1、类型系数 风压系数
变巷道中的风流方向。且反风风量不应小于正常风量的60%。 ❖ 4、为保证通风机用电，必须装备两套专用供电线路。 ❖ 5、装有主要通风机的出风井必须安装防爆门，其面积不得小于
该井筒横断面积，并且必须正对风流方向。 ❖ 6、主通风机因检修、停电或其它原因需要停风时，必须制定停
风措施，报总工程师批准。 ❖ 7、安装在工业广场地或居民区的通风设备，噪声超过允许值时，
组成：叶轮、螺线形外壳、进风口及锥形扩散器等。 原理：当叶轮旋转时，叶轮中的空气在叶片作用下， 随同叶轮一起旋转。由于叶片对空气的动力作用，使叶 轮中的空气获得能量，并由中心流向外缘，最后经螺线 外壳和扩散器排至大气中。与此同时，叶轮中心处形成 负压，外部空气在大气压作用下，不断经进风口进入叶 轮。由于气流在这种风机中是受到离心力的作用产生的 连续风流，故称为离心式通风机。 该风机的气流运动方向为：轴向流入，径向流出。
所得的效率称为静效率。
j
QH j 1000 N
5、转速（n） 风机叶轮每分钟的转数，单位为r/min。
❖小 结
❖ 1、通风机的作用：通风机是矿井的“肺脏”，承担着 向井下输送新鲜空气，保障作业人员身心健康和矿井设 备安全运转的重任。
❖ 2、通风机的工作方式：抽出式、压入式。 ❖ 3、矿井通风系统：中央式、两翼对角式、混合式。 ❖ 4、离心式、轴流式风机的工作原理，都是由于气流通
面。在抽出式通风矿井中，井下任何一点的空气压力，都小于大 气压力，称为负压通风。（我国常采用） ❖ 压入式：即通风机的出风侧与巷道相接，向井下压送新鲜空 气，井下巷道空气压力高于大气压，称为正压通风。
。
3、矿井通风系统
矿井通风设备与通风网路组成的系统称为矿 井通风系统。有：
（1）中央式：出风井与进风井大致位于矿 井井田走向中央。中央式分为中央并列式和 中央边界式。
应配备有消声装置或采取相应的措施。 ❖ 8、尽可能采用自动控制装置。 ❖ 9、整个系统应有较高的工作效率。
四、通风机的工作原理
通风机的分类 通风机按服务范围分，可分为主要 通风机（它负责全矿井或某一区域通风任务）和局部通 风机（它负责掘进工作面或加强采煤工作面通风）；按 气体在叶轮内部流动方向分，可分为离心式通风机和轴 流式通风机 （1）离心式通风机的工作原理
过叶轮时，受到叶轮作用而获得能量，从而实现通风的 目的。离心式风机，气流径向流动；轴流式风机，气流 沿轴向流动。 ❖ 5、性能参数：风量，风压，功率，效率，转速。
§2 通风机的特性曲线
（一）理论风压方程式与个体特性曲线
1、理论风压方程式
HL
1 g
(u2c2u
u1c1u ).....米. 空气柱
H L (u2c2u u1c1u )......N / m2 H L u2c2u
该风机的气流运动方向为：轴向流入，轴向流出。
五、通风机的性能参数
1、风量（Q）：单位时间内通风机输送的气பைடு நூலகம்体积量。
m3/s、m3/min、m3/h
2、风压（H）
风压分为静压、动压和全压。单位为Pa（N/㎡）
（1）静压（Hj） 指单位体积的气体流过通风机后所获得 的压力能（即压力势能）
（2）动压（Hd） 指单位体积的气体流过通风机后所获得 的动能。