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礦井通風(fēng)培訓(xùn)

		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年12月01日
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礦井通風(fēng)的作用：就是不斷地向井下各個作業(yè)點供給足夠數(shù)量的新鮮空氣，稀釋并排出各種有害、有毒及放射性氣體和粉塵，調(diào)節(jié)井下空氣的溫度和濕度，保持井下空氣有合適的氣候條件，給井下工作人員造成一個良好的工作環(huán)境，以便不斷提高勞動生產(chǎn)率。
礦井通風(fēng)及通風(fēng)機(jī)
礦井內(nèi)常見的對安全生產(chǎn)威脅最大的有毒氣體有：一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、硫化氫等等。(CO、NO2 、SO2 、H2S )
這些有毒有害氣體的來源主要途徑是：爆破時所產(chǎn)生的炮煙、柴油機(jī)工作時所產(chǎn)生的廢氣，硫化礦物的氧化、井下燃火、瓦斯和煤粉爆炸、井下涌出的沼氣，由于地?zé)嶙饔煤蜋C(jī)電設(shè)備散發(fā)的熱量等等。

礦井通風(fēng)安全工作是保護(hù)工人安全健康、促進(jìn)采礦工業(yè)高速發(fā)展的一個很重要的方面。我國《礦山安全規(guī)程》對礦井內(nèi)污蝕空氣有以下規(guī)定：

礦內(nèi)空氣中氧含量不得低于20%；
有人工作或可能有人到達(dá)的井巷，二氧化碳不得大于0.5%,總回風(fēng)流中,二氧化碳不超過1%；
井下空氣中硫化氫含量不得超過0.0005%；
礦井通風(fēng)的有效風(fēng)量率不得低于60%。

1、通風(fēng)方式
通風(fēng)方法分為自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)。
礦井必須采用機(jī)械通風(fēng)。
機(jī)械通風(fēng)方式分為：抽出式和壓入式。
2、通風(fēng)系統(tǒng)
礦井通風(fēng)系統(tǒng)是通風(fēng)設(shè)備、向礦井各作業(yè)地點供給新鮮空氣并排出污濁空氣的通風(fēng)網(wǎng)路和通風(fēng)控制設(shè)施的總稱。
通風(fēng)系統(tǒng)類型分為：
中央式、對角式和混合式。

（一）通風(fēng)機(jī)類型
      礦山常用通風(fēng)機(jī)，按氣體在通風(fēng)機(jī)葉輪中的流動情況，分為離心式通風(fēng)機(jī)和軸流式通風(fēng)機(jī)兩大類。
       氣體沿軸向進(jìn)入葉輪，并沿徑向流出的通風(fēng)機(jī)稱為離心式通風(fēng)機(jī)。
     氣體沿軸向進(jìn)入葉輪，仍沿軸向流出的通風(fēng)機(jī)稱為軸流式通風(fēng)機(jī)。
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. 主扇（主力扇風(fēng)機(jī)）。 用于全礦井或礦井某一翼區(qū)通風(fēng)的通風(fēng)機(jī)。
       2. 輔扇（輔助扇風(fēng)機(jī)）。用于礦井通風(fēng)網(wǎng)路內(nèi)的某一些分支風(fēng)路中借以調(diào)節(jié)其風(fēng)量、幫助主扇工作的通風(fēng)機(jī)。
       3.局扇（局部扇風(fēng)機(jī)）。供井下某一局部地點通風(fēng)使用的通風(fēng)機(jī)，稱為局部通風(fēng)機(jī)。一般服務(wù)于井巷掘進(jìn)通風(fēng)。
       礦用通風(fēng)機(jī)按照構(gòu)造和工作原理不同，又可分為離心式通風(fēng)機(jī)和軸流式通風(fēng)機(jī)。
一、離心式通風(fēng)機(jī)
      圖4-4是離心式通風(fēng)機(jī)的構(gòu)造及其在礦井通風(fēng)井口作抽出式通風(fēng)的示意圖。
      離心式通風(fēng)機(jī)主要由工作輪、蝸殼體、主軸和電動機(jī)等部件構(gòu)成。工作輪是由固定在機(jī)軸上的輪轂以及安裝在輪轂上的一定數(shù)量的機(jī)翼形葉片構(gòu)成。風(fēng)流沿葉片間的流道流動。葉片按其在流道出口處安裝角β2的不同，可分為前傾式（β2＜90。）、徑向式（β2＝90。）、后傾式（β2＞90。）三種。
離心式通風(fēng)機(jī)
       型式： 離心式——多用于氣體輸送；
                     軸流式——一般用于通風(fēng)換氣。
離心式和軸流式通風(fēng)機(jī)示意圖
(a)
離心式
(b)
軸流式
  (1) 離心式通風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理
     ① 結(jié)構(gòu)：
           主要部件：葉輪、蝸殼；
             葉片形式： 低壓風(fēng)機(jī) ——葉片平直；
          中、高壓風(fēng)機(jī)—— 葉片彎曲。
 ② 工作原理 ：同離心泵
1－機(jī)殼
2－葉輪
3－吸入口
4－排除口
二、軸流式通風(fēng)機(jī)
       軸流式通風(fēng)機(jī)主要由進(jìn)風(fēng)口、工作輪、整流器、主體風(fēng)筒、擴(kuò)散器和傳動軸等部件組成。如圖4-6所示。
     軸流式通風(fēng)機(jī)葉片的構(gòu)造如圖4-7所示。
      葉片用螺栓固定在輪轂上，呈中空梯形，橫截面和機(jī)翼形狀相似。在葉片迎風(fēng)側(cè)作一外切線，稱為弦線，弦線與工作輪旋轉(zhuǎn)方向（u）的夾角稱為葉片安裝角，以θ表示。
      為減少能量損失和提高通風(fēng)機(jī)的工作效率，還設(shè)有集風(fēng)器和流線體。集風(fēng)器是在通風(fēng)機(jī)入風(fēng)口處呈喇叭狀圓筒的機(jī)殼，以引導(dǎo)氣流均勻平滑地流入工作輪；流線體是位于第一級工作輪前方的呈流線型的半球狀罩體，安裝在工作輪的輪轂上，用以避免氣流與輪轂沖擊。
     目前我國生產(chǎn)的軸流式通風(fēng)機(jī)中，適用于煤礦作主要通風(fēng)機(jī)的有：2K60型、GAF型、2K56型、KZS型等。

圖2-5   FBCZ通風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖
1、集流器；2-導(dǎo)流體；3-進(jìn)風(fēng)管；4、電動機(jī)；5-銅環(huán)；6-葉輪；7-擴(kuò)散器
FBCZ系列軸流式通風(fēng)機(jī)外形圖
軸流式風(fēng)機(jī)的特點:
(1)軸流式風(fēng)機(jī)可采用能夠轉(zhuǎn)動的葉片，即利用動葉調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)改變?nèi)~片的安裝角來達(dá)到調(diào)節(jié)的目的。利用動葉調(diào)節(jié)，可基本保證原來工作點的效率，或者說調(diào)節(jié)后的效率降低甚少。因此，一般說來采用動葉調(diào)節(jié)的軸流式風(fēng)機(jī)的運行效率比其他類型的風(fēng)機(jī)高，而且高效工作區(qū)較大。
(2) 軸流式風(fēng)機(jī)的流量大，特大型軸流風(fēng)機(jī)的流量可達(dá)150×106m3/h。因此，風(fēng)量要求特大的情況下，軸流風(fēng)機(jī)幾乎是唯一可選擇的機(jī)型。
 (3) 軸流風(fēng)機(jī)外形尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕。因而，可節(jié)約金屬材料，節(jié)省加工時間。另外，風(fēng)機(jī)占地面積少，機(jī)房建筑面積小，能有效節(jié)省投資，縮短基建工期。
 (4) 軸流風(fēng)機(jī)最大缺點是壓頭太低，全壓值一般在1×104Pa以下，因而，應(yīng)用范圍受到很大限制。
三、對旋式通風(fēng)機(jī)
        對旋式局部通風(fēng)機(jī)也是一種軸流式通風(fēng)機(jī)，和傳統(tǒng)軸流式通風(fēng)機(jī)相比較，具有高效率、高風(fēng)壓、大風(fēng)量、性能好、高效區(qū)寬、噪聲低、運行方式多、安裝檢修方便等優(yōu)點?，F(xiàn)在我國已經(jīng)研制成功新一代高效節(jié)能礦用防爆對旋式主要通風(fēng)機(jī)。。

圖2-6   FBCDZ通風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖
1、集流器；2-前主體風(fēng)筒；3-一級電機(jī)；4、一級中間筒；5-一級葉輪；6-二級中間筒；7-二級葉輪8-后主體筒；9-二級電機(jī)；10-擴(kuò)散器；11-擴(kuò)散塔
        集流器與流線型導(dǎo)流體的作用是使空氣均勻地沿軸向進(jìn)入葉輪，以減小氣流沖擊。葉輪是由輪轂、葉片和葉柄等組成，是傳遞能量的重要零件，葉片為中空鋼板結(jié)構(gòu)的機(jī)翼扭曲形，減小了氣流在葉輪內(nèi)的徑向流動與環(huán)流，減小了損失，氣動效率高。銅環(huán)設(shè)置在風(fēng)機(jī)筒體內(nèi)葉輪回轉(zhuǎn)部分，以防止葉片在高速運行中與筒體摩擦產(chǎn)生火花，使風(fēng)機(jī)運行安全、可靠。擴(kuò)散器的作用是減小風(fēng)機(jī)出口動能，使一部分動壓轉(zhuǎn)化為靜壓，提高風(fēng)機(jī)效率。電動機(jī)4為專用防爆電機(jī)，安裝在主體風(fēng)筒中與瓦斯污風(fēng)相隔絕的隔流腔內(nèi)，隔流腔的進(jìn)風(fēng)道和排風(fēng)道與機(jī)殼外的大氣相通，用新鮮風(fēng)流冷卻電動機(jī)，并與葉輪直聯(lián)，傳動效率高 
        FBCDZ系列風(fēng)機(jī)兩工作葉輪相對安裝，旋轉(zhuǎn)方向相反，氣流方向相同。它比兩臺同型號的單級軸流式通風(fēng)機(jī)串聯(lián)風(fēng)量大，風(fēng)壓高。擴(kuò)散塔與擴(kuò)散器的作用相同，只是擴(kuò)散塔向上排風(fēng)，可將污風(fēng)排至上空，保護(hù)周圍環(huán)境并降低噪音。
        FBCZ、FBCDZ系列風(fēng)機(jī)的電動機(jī)安裝在風(fēng)機(jī)主體風(fēng)筒內(nèi)，減少了長軸傳動的傳動損失和“S”型流道的通風(fēng)阻力損失，提高了運行效率。該型通風(fēng)機(jī)剎車后可直接反轉(zhuǎn)反風(fēng)，反風(fēng)量可達(dá)60%，滿足《煤礦安全規(guī)程》對反風(fēng)量不小于正常供風(fēng)量40%的要求。通風(fēng)機(jī)的葉片安裝角可調(diào)，用戶可以根據(jù)礦井前后期所需風(fēng)量進(jìn)行調(diào)整，使工況點始終保持在高效區(qū)。現(xiàn)在一些風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠家可根據(jù)用戶要求，安裝變頻調(diào)速電機(jī)，以實現(xiàn)無級調(diào)速。

對旋式通風(fēng)機(jī)由集流器、一級通風(fēng)機(jī)、二級通風(fēng)機(jī)、擴(kuò)散筒和擴(kuò)散塔組成。風(fēng)機(jī)采用對旋式結(jié)構(gòu)，一、二級葉輪相對安裝，旋轉(zhuǎn)方向相反；葉片采用機(jī)翼形扭曲葉片，葉面也互為反向，省去了一般軸流式通風(fēng)機(jī)的中、后導(dǎo)葉，減少了壓力損失，提高了風(fēng)機(jī)效率。
圖4-8BDK65型軸流式通風(fēng)機(jī)
      風(fēng)機(jī)的工作原理是：工作時兩級工作輪分別由兩個等容量、等轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)方向相反的電動機(jī)驅(qū)動，當(dāng)氣流通過集流器進(jìn)入第一個工作輪獲得能量后，再經(jīng)第二級工作輪升壓排出。兩級工作輪互為導(dǎo)葉，第一級后形成的旋轉(zhuǎn)速度，由第二級反向旋轉(zhuǎn)消除并形成單一的軸向流動。
    目前，對旋式通風(fēng)機(jī)有數(shù)十個系列。作為煤礦主要通風(fēng)機(jī)使用的有BD或BDK系列高效節(jié)能礦用防爆對旋式主要通風(fēng)機(jī)，最高靜壓效率可達(dá)85%，噪聲不大于85dB（A）。局部通風(fēng)機(jī)主要有FDC-1№6/30型、FSD-2×18.5型、DSF-6.3/60型、DSFA-5型、BDJ60系列、2BKJ-6.0/3.0型、KDF型等。 
四、主要通風(fēng)機(jī)附屬裝置
    礦井使用的主要通風(fēng)機(jī)，除了主機(jī)之外尚有一些附屬裝置。主要通風(fēng)機(jī)和附屬裝置總稱為通風(fēng)機(jī)裝置。附屬裝置有風(fēng)硐、擴(kuò)散器、防爆門和反風(fēng)裝置等。
1.風(fēng)硐
風(fēng)硐是連接通風(fēng)機(jī)和風(fēng)井的一段巷道，如圖4-9所示。
      良好的風(fēng)硐應(yīng)滿足以下要求：
      (1)應(yīng)有足夠大的斷面，風(fēng)速不宜超過15m／s。
      (2)風(fēng)硐的風(fēng)阻不應(yīng)大于0.0196Ns2／m8，阻力不應(yīng)大于100～200Pa。風(fēng)硐不宜過長，與井筒連接處要平緩，轉(zhuǎn)彎部分要呈圓弧形，內(nèi)壁要光滑，并保持無堆積物，拐彎處應(yīng)安設(shè)導(dǎo)流葉片，以減少阻力。
      (3)風(fēng)硐及閘門等裝置，結(jié)構(gòu)要嚴(yán)密，以防止漏風(fēng)。
      (4)風(fēng)硐內(nèi)應(yīng)安設(shè)測量風(fēng)速和風(fēng)流壓力的裝置，風(fēng)硐和主通風(fēng)機(jī)相連的一段長度不應(yīng)小于10～12D(D為通風(fēng)機(jī)工作輪的直徑)。
      (5)風(fēng)硐與傾角大于30。的斜井或立井的連接口距風(fēng)井1~2m處應(yīng)安設(shè)保護(hù)柵欄，以防止檢查人員和工具等墜落到井筒中；在距主要通風(fēng)機(jī)入風(fēng)口1~2m處也應(yīng)安設(shè)保護(hù)柵欄，以防止風(fēng)硐中的臟、雜物被吸入通風(fēng)機(jī)。
      (6)風(fēng)硐直線部分要有流水坡度，以防積水。
2.防爆門
    防爆門是在裝有通風(fēng)機(jī)的井口上為防止瓦斯或煤塵爆炸時毀壞通風(fēng)機(jī)而安裝的安全裝置。
    圖4-10所示為出風(fēng)
井口的防爆門，正常通風(fēng)
時它可以隔離地面大氣
與井下空氣。當(dāng)井下發(fā)
生爆炸事故時，防爆門
即能被爆炸波沖開，起
到卸壓作用以保護(hù)通風(fēng)
機(jī)。
 3.反風(fēng)裝置
      當(dāng)?shù)V井在進(jìn)風(fēng)井口附近、井筒或井底車場及其附近的進(jìn)風(fēng)巷中發(fā)生火災(zāi)、瓦斯和煤塵爆炸時，為了防止事故蔓延，縮小災(zāi)情，以便進(jìn)行災(zāi)害處理和救護(hù)工作，有時需要改變礦井的風(fēng)流方向?！兑?guī)程》規(guī)定：生產(chǎn)礦井主要通風(fēng)機(jī)必須裝有反風(fēng)設(shè)施，并能在l0min內(nèi)改變巷道中的風(fēng)流方向；當(dāng)風(fēng)流方向改變后，主要通風(fēng)機(jī)的供給風(fēng)量不應(yīng)小于正常供風(fēng)量的40％。每季度應(yīng)至少檢查1次反風(fēng)設(shè)施，每年應(yīng)進(jìn)行1次反風(fēng)演習(xí)；當(dāng)?shù)V井通風(fēng)系統(tǒng)有較大變化時，應(yīng)進(jìn)行1次反風(fēng)演習(xí)。
    1）離心式通風(fēng)機(jī)的反風(fēng)裝置
      
    離心式通風(fēng)機(jī)只能用反風(fēng)門與旁側(cè)反風(fēng)道的方法反風(fēng)，如圖4-11所示。
    通風(fēng)機(jī)正常工作時，
反風(fēng)門1和2處于實線位
置，反風(fēng)時將反風(fēng)門1
提起，把反風(fēng)門2放下，
地表空氣自活門2進(jìn)入
通風(fēng)機(jī)，再從活門1進(jìn)
入旁側(cè)反風(fēng)道3，進(jìn)入
風(fēng)井流入井下，達(dá)到
反風(fēng)的目的。
2）軸流式通風(fēng)機(jī)的反風(fēng)裝置
    軸流式通風(fēng)機(jī)的反風(fēng)方法有三種：
  （1）利用反風(fēng)門與旁側(cè)反風(fēng)
道反風(fēng)，如圖4-12所示。
    通風(fēng)機(jī)正常工作時反風(fēng)門a、
b位于實線位置(風(fēng)流方向如實線
箭頭所示)，反風(fēng)時，可提起反
風(fēng)門a，放下反風(fēng)門b(如虛線位
置)，地表空氣經(jīng)百葉窗、活門
b進(jìn)入通風(fēng)機(jī)，再由活門a進(jìn)入旁
側(cè)反風(fēng)道，進(jìn)入風(fēng)井流入井下
(如虛線箭頭所示)，達(dá)到反風(fēng)的目的。
   （2）調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)葉片角度反風(fēng)。GAF
型軸流式通風(fēng)機(jī)有兩種方法調(diào)整葉片安
裝角，一是運行中采用液壓調(diào)節(jié)，常在
電廠的通風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)中采用。二是采用機(jī)
械式調(diào)節(jié)，如圖4-13所示。
   （3）反轉(zhuǎn)通風(fēng)機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)方向反風(fēng)。
4.擴(kuò)散器
    在通風(fēng)機(jī)出口處外接的具有一定長
度、斷面逐漸擴(kuò)大的風(fēng)道，稱為擴(kuò)散器。
其作用是降低出口速壓以提高通風(fēng)機(jī)的
靜壓。

五、通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓及實際特性
（一）、通風(fēng)機(jī)的工作參數(shù)
      反映通風(fēng)機(jī)工作特性的基本參數(shù)有4個，即通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量Q通、壓力H通、功率N通和效率η。
1.通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量Q通
風(fēng)量：單位時間內(nèi)通風(fēng)機(jī)輸送的氣體的體積量，稱為風(fēng)量。
      Q通表示單位時間內(nèi)通過通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，單位為m3／s。
      當(dāng)通風(fēng)機(jī)抽出式工作時，通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量等于回風(fēng)道總排風(fēng)量與井口漏入風(fēng)量之和；當(dāng)通風(fēng)機(jī)壓入式工作時，通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量等于進(jìn)風(fēng)道的總進(jìn)風(fēng)量與井口漏出風(fēng)量之和。
2.通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓H通
風(fēng)壓：單位體積的空氣流經(jīng)通風(fēng)機(jī)后所獲得的總能量，稱為風(fēng)壓 。      通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓有通風(fēng)機(jī)全壓(H通全)、靜壓(H通靜)和動壓
(h通動)之分。
風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓與轉(zhuǎn)速的平方成正比，適當(dāng)提高轉(zhuǎn)速就能增大風(fēng)壓。

在管道系統(tǒng)中，風(fēng)壓也可用調(diào)節(jié)閘門來改變。

通風(fēng)機(jī)的全壓表示單位體積的空氣通過通風(fēng)機(jī)后所獲得的能量，單位為Nm／m3或Pa，其值為通風(fēng)機(jī)出口斷面與入口斷面上的總能量之差。因為出口斷面與入口斷面高差較小，其位壓差可忽略不計，所以通風(fēng)機(jī)的全壓為通風(fēng)機(jī)出口斷面與入口斷面上的絕對全壓之差，即：      
H通全=P全出－P全入，Pa        (4-6)
     通風(fēng)機(jī)的全壓包括通風(fēng)機(jī)的靜壓與動壓兩個部分，即：
H通全＝H通靜＋h通動，Pa	    (4-7)
        由于通風(fēng)機(jī)的動壓是用來克服風(fēng)流自擴(kuò)散器出口斷面進(jìn)到地表大氣(抽出式)或風(fēng)硐(壓入式)的局部阻力，所以擴(kuò)散器出口斷面的動壓等于通風(fēng)機(jī)的動壓，即：
h擴(kuò)動=h通動	              (4-8)

風(fēng)流的基本性質(zhì)
大氣壓力：在地球的表面，空氣的流動產(chǎn)生的氣流就是風(fēng)。由于各地海拔高度，溫度和濕度的不同，形成了有的地方氣壓高，有的地方氣壓低?？諝馐菑臍鈮焊叩牡胤搅飨驓鈮旱偷牡胤?，氣壓的高低差就是引起空氣流動的原因。這種空氣流動的現(xiàn)象就是風(fēng)流。
	在一條水平巷道的兩端，若空氣壓力不同，就會產(chǎn)生風(fēng)流。但在傾斜及垂直巷道的兩端，由于空氣具有不同的能量，僅用空氣壓力的大小說明風(fēng)流的運動方向就不夠確切。而礦井空氣流動是從能量大的一端流向能量小的一端，這就是風(fēng)流運動的必要條件。
	礦井通風(fēng)是借助于通風(fēng)機(jī)壓力驅(qū)動空氣流動，供給井下通風(fēng)空間足夠的風(fēng)量。
	單位體積空氣所具有的質(zhì)量稱為空氣的密度。當(dāng)溫度為20攝氏度、相對濕度為50%、絕對壓力為760毫米汞柱、重力加速度為9.807米/秒時，干燥空氣的狀態(tài)稱為大氣的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。在標(biāo)準(zhǔn)的狀態(tài)下空氣的密度為1.293公斤/米3，，也就是說每一立方米空氣的重量在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下只有1.293公斤，它對地面產(chǎn)生的壓力叫做大氣壓力。
1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=760毫米汞柱=10336毫米水柱
1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=760毫米汞柱=10336毫米水柱通風(fēng)機(jī)的壓力，就是利用水柱高度來表示的，稱為毫米水柱。（mmH2O）。
靜壓：空氣的靜壓是氣體分子間的點壓力或氣體分子對容器壁所施加的壓力，所以，空氣某一點的靜壓在各個方向都相等。
靜壓有絕對靜壓與相對靜壓之分，絕對靜壓是以真空狀態(tài)為零點計算的壓力，某點絕對靜壓的值，就是該點空氣壓力的真實值，因此絕對靜壓總是一個大于零的值。
礦井通風(fēng)中所說的空氣壓力指的都是壓強，即單位面積上的壓力。
礦進(jìn)通風(fēng)中常使用的靜壓一般是相對壓力，就是以當(dāng)?shù)卮髿鈮毫橛嬎慊鶞?zhǔn)的靜壓差。這個差值往往是由于通風(fēng)機(jī)械或某種自然力所造成的。因而，相對靜壓所表示的不是該點壓力的真實大小，而是該點的真實壓力與當(dāng)?shù)赝粯?biāo)高大氣壓之差，所以其值可為正，也可為負(fù)。
動壓：空氣流動時，施加于與風(fēng)流垂直的平面上的壓力除靜壓外，還有動壓，動壓的大小與風(fēng)流的運動速度有關(guān)。
只有運動的風(fēng)流才有動壓，靜止的空氣沒有動壓，并且動壓永遠(yuǎn)是大于零的值。
全壓：風(fēng)流的全壓是該點的靜壓和動壓的疊加，這里值得指出的是，靜壓和動壓的疊加不單純是一種計算方法，而且顯示了兩者內(nèi)在聯(lián)系，這兩種壓力實際是空氣具有的兩種不同形式的能量，在一定條件下，這兩種形式的能量可以互相轉(zhuǎn)化。全壓則表示這兩種能量之和。
礦井風(fēng)流的壓差
空氣在全壓的作用下沿著一定的通道，向能量低的地方運動，并在運動過程中消耗本身的能量，從這個意義上講，壓差是產(chǎn)生風(fēng)流的原因，所謂壓差，就是風(fēng)流中不同斷面上兩點的總能量差，上風(fēng)點的能量必定大于下風(fēng)點的能量。如果管道中兩個不同斷面的能量相等，則不產(chǎn)生風(fēng)流。
風(fēng)流中任意一點必須具有三個能量：靜壓、動壓、相對于某上水平的位能。
礦井空氣流動，就是利用通風(fēng)機(jī)造成壓差，達(dá)到通風(fēng)的目的。
3.通風(fēng)機(jī)的功率P
(1)軸功率 電動機(jī)傳遞給通風(fēng)機(jī)軸的功率，即通風(fēng)機(jī)的輸入功率，用P通入表示。
(2)有效功率 單位時間內(nèi)空氣自通風(fēng)機(jī)所獲得的實際能量，即通風(fēng)機(jī)的輸出功率
 
       通風(fēng)機(jī)的輸入功率P通入表示通風(fēng)機(jī)軸從電動機(jī)得到的功率，單位為KW，通風(fēng)機(jī)的輸入功率可用下式計算：
  
      P通入＝                                 ，KW   (4-9)

通風(fēng)機(jī)的輸出功率P通出也叫有效功率，是指單位時間內(nèi)通風(fēng)機(jī)對通過的風(fēng)量為Q的空氣所做的功，即：

P通出 ＝                ，KW 	     (4-10)

4.通風(fēng)機(jī)的效率η  (效率是指有效功率和軸功率的比值。) 
      通風(fēng)機(jī)的效率是指通風(fēng)機(jī)輸出功率與輸入功率之比。因為通風(fēng)機(jī)的輸出功率有全壓輸出功率與靜壓輸出功率之分，所以通風(fēng)機(jī)的效率分全壓效率    通全與靜壓效率   通靜，即：

通全 ＝                 ＝	                 （4-11）

通靜 ＝                 ＝		      （4-12）

六、通風(fēng)機(jī)的個體特性及合理工作范圍
1.個體特性曲線
      通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、風(fēng)壓、功率和效率這四個基本參數(shù)可以反映出通風(fēng)機(jī)的工作特性。每一臺通風(fēng)機(jī)，在額定轉(zhuǎn)速的條件下，對應(yīng)于一定的風(fēng)量，就有一定的風(fēng)壓、功率和效率，風(fēng)量如果變動，其它三者也隨之改變。表示通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓、功率和效率隨風(fēng)量變化而變化的關(guān)系曲線，稱為通風(fēng)機(jī)的個體特性曲線。這些個體特性曲線不能用理論計算方法來繪制，必須通過實測來繪制。
 1）風(fēng)壓特性曲線
       圖4-14為離心式通風(fēng)機(jī)的靜壓特性曲線。圖4-15為軸流式通風(fēng)機(jī)的全壓、靜壓特性曲線以及全壓效率與靜壓效率曲線。在煤礦中因主通風(fēng)機(jī)多采用抽出式通風(fēng)，因此要繪制靜壓特性曲線；當(dāng)采用壓入式通風(fēng)時，則繪制全壓特性曲線。
      從圖4-14與圖4-15可看出，離心式與軸流式通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓特性曲線各有其特點：離心式通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓特性曲線比較平緩，當(dāng)風(fēng)量變化時，風(fēng)壓變化不太大；軸流式通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓特性曲線較陡，并有一個“馬鞍形”的“駝峰”區(qū)，當(dāng)風(fēng)量變化時，風(fēng)壓變化較大。
2）功率曲線
   圖中N通入為通風(fēng)機(jī)的輸入功率曲線。從兩個圖中可看出：離心式通風(fēng)機(jī)當(dāng)風(fēng)量增加時，功率也隨之增大，所以啟動時，為了避免因啟動負(fù)荷過大而燒毀電動機(jī)，應(yīng)先關(guān)閉閘門然后待通風(fēng)機(jī)達(dá)到正常工作轉(zhuǎn)速后再逐漸打開。當(dāng)供風(fēng)量超過需風(fēng)量過多時，礦井常常利用閘門加阻來減少工作風(fēng)量，以節(jié)省電能。軸流式通風(fēng)機(jī)在B點的右下側(cè)功率是隨著風(fēng)量的增加而減小，所以啟動時應(yīng)先全敞開或半敞開閘門，待運轉(zhuǎn)穩(wěn)定后再逐漸關(guān)閉閘門至其合適位置，以防止啟動時電流過大，引起電動機(jī)過負(fù)荷。
3）效率曲線
   如圖4-14、4-15中η為通風(fēng)機(jī)的效率曲線。當(dāng)風(fēng)量逐漸增加時，效率也逐漸增大，當(dāng)增大到最大值后便逐漸下降。因為軸流式通風(fēng)機(jī)葉片的安裝角是可調(diào)控的，因此葉片的每個安裝角θ都相應(yīng)地有一條風(fēng)壓曲線和功率曲線。 
 為了使圖清晰，軸流式通風(fēng)機(jī)的效率一般用等效率曲線來表示，如圖4-16所示。
      等效率曲線是把各條風(fēng)壓曲線上的效率相同的點連接起來繪制成的。等效率曲線的繪制方法如圖4-17所示，軸流式通風(fēng)機(jī)兩個不同的葉片安裝角θ1與θ2的風(fēng)壓特性曲線分別為1與2，效率曲線分別為3與
4。自各個效率值(如0.2、0.4、
0.6、0.8)畫水平虛線，分別
和3與4曲線相交，可得4對
效率相等的交點，從這4對交
點作垂直虛線分別與相應(yīng)的
個體風(fēng)壓曲線1與2相交，又
在曲線1與2上得出4對效率
相等的交點，然后把相等效
率的交點連結(jié)起來，即得出
圖中4條等效率曲線：η＝0.2、0.4、0.6、0.8。
通風(fēng)機(jī)的工況點及合理工作范圍
      當(dāng)以同樣的比例把礦井總風(fēng)阻曲線繪制于通風(fēng)機(jī)個體特性曲線圖中時，則風(fēng)阻曲線與風(fēng)壓曲線交于A點，此點就是通風(fēng)機(jī)的工作點，如圖4-14、4-15所示。從圖4-15中工作點A可看出，此時通風(fēng)機(jī)的靜壓為3kPa，風(fēng)量為115m3／s，功率為450kW(Ａ′點決定)，靜壓效率為0.68(Ｅ′點決定)。試驗證明，如果軸流式通風(fēng)機(jī)的工作點位于風(fēng)壓曲線“駝峰”的左側(cè)時(Ｄ點左側(cè))，通風(fēng)機(jī)的運轉(zhuǎn)就可能產(chǎn)生不穩(wěn)定狀況，即工作點發(fā)生跳動，風(fēng)量忽大忽小，聲音極不正常，所以通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)壓不應(yīng)大于最大風(fēng)壓的0.9倍，即工作點應(yīng)在B點以下。為了經(jīng)濟(jì)，主通風(fēng)機(jī)的效率不應(yīng)低于0.6，即工作點應(yīng)在C點以上。BC段就是通風(fēng)機(jī)合理的工作范圍。對于圖4-16，其合理工作范圍為圖中陰影部分。
抽出式通風(fēng)礦井，一般測算通風(fēng)機(jī)的靜壓特性曲線、輸入功率曲線和靜壓效率曲線；壓入式通風(fēng)礦井，一般測算通風(fēng)機(jī)全壓特性曲線、輸入功率曲線和全壓效率曲線 。

七、主扇工作方式
   主要通風(fēng)機(jī)的工作方式有三種：抽出式、壓入式、壓抽混合式。                  
1、 抽出式   
   主要通風(fēng)機(jī)安裝在回風(fēng)井口，在抽出式主要通風(fēng)機(jī)的作用下，整個礦井通風(fēng)系統(tǒng)處在低于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ呢?fù)壓狀態(tài)。當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)因故停止運轉(zhuǎn)時，井下風(fēng)流的壓力提高，比較安全。
2、壓入式 
   主要通風(fēng)機(jī)安設(shè)在入風(fēng)井口，在壓入式主要通風(fēng)機(jī)作用下，整個礦井通風(fēng)系統(tǒng)處在高于當(dāng)?shù)卮髿鈮旱恼龎籂顟B(tài)。在冒落裂隙通達(dá)地面時，壓入式通風(fēng)礦井采區(qū)的有害氣體通過塌陷區(qū)向外漏出。當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)因故停止運轉(zhuǎn)時，井下風(fēng)流的壓力降低。
3、壓抽混合式 
   在入風(fēng)井口設(shè)一風(fēng)機(jī)作壓入式工作，回風(fēng)井口設(shè)一風(fēng)機(jī)作抽出式工作。通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)部分處于正壓，回風(fēng)部分處于負(fù)壓，工作面大致處于中間，其正壓或負(fù)壓均不大，采空區(qū)通連地表的漏風(fēng)因而較小。其缺點是使用的通風(fēng)機(jī)設(shè)備多，管理復(fù)雜。
壓入式
    在一般情況下，抽出式通風(fēng)應(yīng)用比較廣泛，其優(yōu)點主要是無需在主要進(jìn)風(fēng)道安設(shè)控制風(fēng)流的通風(fēng)構(gòu)筑物，便于運輸，行人和通風(fēng)管理工作，采場炮煙也易于排出。  
   但是下列情況適于采用壓入式通風(fēng)。          
  （1）在回采過程中，回風(fēng)系統(tǒng)易受破壞難于維護(hù)。
  （2）礦井有專用進(jìn)風(fēng)井巷，能將新鮮風(fēng)流直接送往工作面。
  （3）當(dāng)用崩落法采礦而覆蓋巖層透氣性很強，構(gòu)成大量漏風(fēng)，從而減少工作面實得風(fēng)量時。
  （4）巖石裂隙及采空區(qū)中的氡，對進(jìn)風(fēng)部分造成污染。
   下列情況適于采用壓抽混合式：
  （1）采場距地表近，漏風(fēng)大，采用壓抽混合可平衡坑內(nèi)外壓差，控制漏風(fēng)量。
  （2）具有自燃危險的礦井，為了防止大量風(fēng)流漏入采空區(qū)引起自燃。
  （3）開采具有放射性氣體危害的礦井時，壓入式主扇的正壓控制進(jìn)風(fēng)和整個作業(yè)區(qū)段，以控制氡的滲流方向，減少氡的析出；抽出式主扇控制回風(fēng)段，以使廢風(fēng)迅速排出地表。

八、主要通風(fēng)機(jī)的使用及安全要求
    為了保證通風(fēng)機(jī)安全可靠的運轉(zhuǎn)，《規(guī)程》中規(guī)定： 
    1.主要通風(fēng)機(jī)必須安裝在地面；裝有通風(fēng)機(jī)的井口必須封閉嚴(yán)密，其外部漏風(fēng)率在無提升設(shè)備時不得超過5%，有提升設(shè)備時不得超過15%。
    2. 必須保證主要通風(fēng)機(jī)連續(xù)運轉(zhuǎn)。
    3. 必須安裝2套同等能力的主要通風(fēng)機(jī)裝置，其中一套作備用，備用通風(fēng)機(jī)必須能在10min內(nèi)開動。在建井期間可安裝1套通風(fēng)機(jī)和1部備用電動機(jī)。生產(chǎn)礦井現(xiàn)有的2套不同能力的主要通風(fēng)機(jī)，在滿足生產(chǎn)要求時，可繼續(xù)使用。
      4.嚴(yán)禁采用局部通風(fēng)機(jī)或局部通風(fēng)機(jī)群作為主要通風(fēng)機(jī)使用。
      5.裝有主要通風(fēng)機(jī)的出風(fēng)井口應(yīng)安裝防爆門，防爆門每6個月檢查維修1次。
      6.新安裝的主要通風(fēng)機(jī)投入使用前，必須進(jìn)行1次通風(fēng)機(jī)性能測定和試運轉(zhuǎn)工作，以后每5年至少進(jìn)行1次性能測定。主要通風(fēng)機(jī)至少每月檢查1次。改變通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)或葉片角度時，必須經(jīng)礦技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)。
      7.主要通風(fēng)機(jī)因檢修、停電或其它原因停止運轉(zhuǎn)時，必須制訂停風(fēng)措施。

1、為什么要進(jìn)行礦井通風(fēng)？礦井通風(fēng)的任務(wù)是什么？
答：煤礦井工生產(chǎn)是地下作業(yè)，自然條件比較復(fù)雜。地面空氣在進(jìn)入井下并流經(jīng)各作業(yè)場所的過程中，將摻入有毒有害氣體和礦塵，成分逐漸發(fā)生變化。同時，由于地?zé)嶙饔?，人體和機(jī)械的散熱、水分的蒸發(fā)等，井下空氣的溫度和濕度都會顯著提高，造成不良的氣候條件。因此，對礦井必須進(jìn)行通風(fēng)。?礦井通風(fēng)的任務(wù)是：?（1）供給足夠的井下工作人員呼吸用的新鮮空氣。?（2）沖淡和排除有害氣體及浮游礦塵，使之符合《煤礦安全規(guī)程》的要求。?（3）提供適宜的溫、濕度良好的氣候條件；維持合適的勞動條件。
2、礦井通風(fēng)系統(tǒng)是怎樣組成的？通風(fēng)方法有幾種？
答：礦井通風(fēng)系統(tǒng)是由通風(fēng)機(jī)和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)兩部分組成。風(fēng)流由入風(fēng)井口進(jìn)入礦井后，經(jīng)過井下各用風(fēng)場所，然后進(jìn)入回風(fēng)井，由回風(fēng)井排出礦井，風(fēng)流所經(jīng)過的整個路線稱為礦井通風(fēng)系統(tǒng)。 　　礦井通風(fēng)方法以風(fēng)流獲得的動力來源不同，可分為自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)兩種。 ??（1）自然通風(fēng)：利用自然氣壓產(chǎn)生的通風(fēng)動力，致使空氣在井下巷道流動的通風(fēng)方法叫做自然通風(fēng)。自然風(fēng)壓一般都比較小，且不穩(wěn)定，所以《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：每一礦井都必須采用機(jī)械通風(fēng)。??（2）機(jī)械通風(fēng)：利用扇風(fēng)機(jī)運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的通風(fēng)動力，致使空氣在井下巷道流動的通風(fēng)方法叫做機(jī)械通風(fēng)。采用機(jī)械通風(fēng)的礦井，自然風(fēng)壓也是始終存在的，并在各個時期內(nèi)影響著礦井的通風(fēng)工作，在通風(fēng)管理工作中應(yīng)給予充分重視，特別是高沼氣礦井尤應(yīng)注意。
3、礦井常用的通風(fēng)設(shè)施有幾種？各有什么作用？
答：礦井常用的通風(fēng)設(shè)施有風(fēng)門、密閉、風(fēng)橋、測風(fēng)站等四種。 
風(fēng)門按用途分為永久性風(fēng)門、臨時性風(fēng)門以及帶調(diào)風(fēng)窗用來調(diào)節(jié)風(fēng)量的調(diào)節(jié)風(fēng)門。風(fēng)門是用以在需要通車和行人的巷道隔斷風(fēng)流或調(diào)節(jié)風(fēng)量的設(shè)施。 
密閉是在不許通車、行人的巷道截斷風(fēng)流的設(shè)施。永久性密閉應(yīng)以磚、石、水泥等材料構(gòu)筑；臨時密閉則用木板、坑木、黃泥構(gòu)筑。 　　風(fēng)橋的作用是使分別從兩巷道流經(jīng)的新鮮風(fēng)流與乏風(fēng)流交叉相遇時，采用立體交叉方式分開通過的構(gòu)筑物。 　　測風(fēng)站是指固定的測風(fēng)地點。 
4、為什么對井下風(fēng)流風(fēng)速作出規(guī)定？ 
答：對最高風(fēng)速的限制理由：一是風(fēng)速過高對人體健康不利，二是風(fēng)速過高會增加巷道通風(fēng)阻力；三是風(fēng)速高時可使煤塵飛揚。 井巷中規(guī)定最低風(fēng)速，主要是防止巷道或工作面中的風(fēng)流呈紊流狀態(tài)。
5、什么叫串聯(lián)通風(fēng)？其主要害處有哪些？ 
答：串聯(lián)通風(fēng)是指風(fēng)流經(jīng)過用風(fēng)地點或區(qū)域后，不排入回風(fēng)系統(tǒng)而進(jìn)入另一用風(fēng)地點的通風(fēng)方式。其主要害處有：?（1）前一個工作面的沼氣、二氧化碳、炮煙、粉塵及其有毒有害氣體被帶入下一個工作面，故使被串聯(lián)的工作面的空氣質(zhì)量下降；??（2）串聯(lián)通風(fēng)風(fēng)路比并聯(lián)要長，風(fēng)阻大，影響采區(qū)供風(fēng)量；??（3）一旦發(fā)生火災(zāi)、瓦斯（煤塵）爆炸或煤與瓦斯突然事故，會擴(kuò)大災(zāi)害范圍，因此必須對使用串聯(lián)通風(fēng)的條件加以限制。 	
6、局扇停止運轉(zhuǎn)和恢復(fù)送風(fēng)時，各需要采取哪些安全措施？ 
答：局扇停止運轉(zhuǎn)時，必須撤出人員，切斷電源，設(shè)上“免進(jìn)”柵欄。 恢復(fù)送風(fēng)前，必須檢查瓦斯，在局扇和開關(guān)地點附近10m內(nèi)風(fēng)流中沼氣濃度不超過0.5%，在停風(fēng)區(qū)中沼氣和二氧化碳分別不超過1%和0.5%的情況下，方可人工開動局扇恢復(fù)通風(fēng)。否則必須制定排除瓦斯的安全措施，控制風(fēng)流，使排出的風(fēng)流同全風(fēng)壓風(fēng)流混合處的沼氣或二氧化碳濃度都不得超過1.5%，回風(fēng)系統(tǒng)必須停電撤人。只有經(jīng)過檢查，證實恢復(fù)通風(fēng)巷道中沼氣濃度降到1%以下，方可向掘進(jìn)巷道中的電氣設(shè)備送電。 
7、什么叫新鮮風(fēng)流？什么叫乏風(fēng)？
答：地面的空氣進(jìn)入礦井后，成分就要發(fā)生變化，這種變化主要是氧含量減少，二氧化碳、沼氣、一氧化碳、硫化氫、水蒸氣增加。井下主要進(jìn)風(fēng)井井底車場、運輸大巷的空氣與地面空氣相關(guān)不大，稱之為新鮮風(fēng)流。 經(jīng)過采掘工作面以及其他用風(fēng)地點的風(fēng)流稱為乏風(fēng)。
8、《煤礦安全規(guī)程》對主要通風(fēng)機(jī)的要求。
        第一百二十一條規(guī)定，礦井必須采用機(jī)械通風(fēng)。

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