第4章礦井主要通風(fēng)機(jī)

1、第四章第四章通風(fēng)動(dòng)力通風(fēng)動(dòng)力礦井中的空氣之所以能在巷道中運(yùn)動(dòng)而形成風(fēng)流，是由于風(fēng)流的起末點(diǎn)間存在著能量差。這種能量差的產(chǎn)生，若是由通風(fēng)機(jī)提供的，則稱為機(jī)械風(fēng)壓；若是由礦井自然條件產(chǎn)生的，則稱為自然風(fēng)壓。機(jī)械風(fēng)壓和自然風(fēng)壓都是礦井通風(fēng)的動(dòng)力，用以克服礦井的通風(fēng)阻力，促使空氣流動(dòng)。但自然風(fēng)壓一般較小且不穩(wěn)定，難以滿足礦井通風(fēng)的要求，因此我國《煤礦安全規(guī)程》第121條規(guī)定：礦井必須采用機(jī)械通風(fēng)。故我國煤礦已普遍使用主要通風(fēng)機(jī)進(jìn)行機(jī)械通風(fēng)，使礦

2、井通風(fēng)條件得到了根本保證和改善。第一節(jié)第一節(jié)自然風(fēng)壓自然風(fēng)壓一、自然風(fēng)壓及其形成和計(jì)算一、自然風(fēng)壓及其形成和計(jì)算1、自然、自然風(fēng)壓風(fēng)壓與自然通與自然通風(fēng)圖411為一個(gè)簡(jiǎn)化的礦井通風(fēng)系統(tǒng)，23為水平巷道，05為通過系統(tǒng)最高點(diǎn)的水平線。如果把地表大氣視為斷面無限大，風(fēng)阻為零的假想風(fēng)路，則通風(fēng)系統(tǒng)可極為一個(gè)閉合的回路。在冬季，由于空氣柱012比543的平均溫度較低，平均空氣密度較大，導(dǎo)致兩空氣柱作用在23水平面上的重力不等。其重力之差就是該系

3、統(tǒng)的自然風(fēng)壓。它使空氣源源不斷地從井口1流入，從井口5流出。在夏季時(shí)，若空氣柱543比012溫度低，平均密度大，則系統(tǒng)產(chǎn)生的自然風(fēng)壓方向與冬季相反。地面空氣從井口5流人，從井口1流出。這種由自然因素作用而形成的通風(fēng)叫自然通風(fēng)。圖411簡(jiǎn)化礦井通風(fēng)系統(tǒng)2、自然、自然風(fēng)壓風(fēng)壓的計(jì)算由上述例子可見，在一個(gè)有高差的閉合回路中，只要兩側(cè)有高差巷道中空氣的溫度或密度不等，則該回路就會(huì)產(chǎn)生自然風(fēng)壓。根據(jù)自然風(fēng)壓定義，圖411所示系統(tǒng)的自然風(fēng)壓可用下式

4、計(jì)算：NH的影響，還受大氣壓力P、氣體常數(shù)R和相對(duì)濕度等因素影響。因此，影響自然風(fēng)壓的因素可用下式?表示：????NHfZfTPRZ?????????（1）礦井某一回路中兩側(cè)空氣柱的溫差是影響的主要因素。影響氣溫差的主要因素是地面入風(fēng)NH氣溫和風(fēng)流與圍巖的熱交換。其影響程度隨礦井的開拓方式、采深、地形和地理位置的不同而有所不同。（2）空氣成分和濕度影響空氣的密度，因而對(duì)自然風(fēng)壓也有一定影響，但影響較?。?）井深。由式（412）可見，當(dāng)兩

5、側(cè)空氣柱溫差一定時(shí)，自然風(fēng)壓與礦井或回路最高與最低點(diǎn)（水平）間的高差Z成正比。（4）主要通風(fēng)機(jī)工作對(duì)自然風(fēng)壓的大小和方向也有一定影響。因?yàn)榈V井主要通風(fēng)機(jī)工作決定了主風(fēng)流的方向，加之風(fēng)流與圍巖的熱交換，使冬季回風(fēng)井氣溫高于進(jìn)風(fēng)井，在進(jìn)風(fēng)井周圍形成了冷卻帶以后。即使風(fēng)機(jī)停轉(zhuǎn)或通風(fēng)系統(tǒng)改變，這兩個(gè)井筒之間在一定時(shí)期內(nèi)仍有一定的氣溫差，從而仍有一定的自然風(fēng)壓起作用。有時(shí)甚至?xí)蓴_通風(fēng)系統(tǒng)改變后的正常通風(fēng)工作，這在建井時(shí)期表現(xiàn)尤其明顯。如淮南潘一

6、礦及浙江長(zhǎng)廣一號(hào)井在建井期間改變通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)都曾遇到這個(gè)問題。三、自然風(fēng)壓的控制和利用三、自然風(fēng)壓的控制和利用自然風(fēng)壓既可作為礦井通風(fēng)的動(dòng)力，也可能是事故的肇因。因此，研究自然風(fēng)壓的控制和利用具有重要意義。（1）新設(shè)計(jì)礦井在選擇開拓方案、擬定通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)充分考慮利用地形和當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)，使在全年大部分時(shí)間內(nèi)自然風(fēng)壓作用的方向與機(jī)械通風(fēng)風(fēng)壓的方向一致，以便利用自然風(fēng)壓。例如，在山區(qū)要盡量增大進(jìn)、回風(fēng)井井口的高差；進(jìn)風(fēng)井井口布置在背陽處等。（

7、2）根據(jù)自然風(fēng)壓的變化規(guī)律，應(yīng)適時(shí)調(diào)整主要通風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)，使其既能滿足礦井通風(fēng)需要，又可節(jié)約電能。例如在冬季自然風(fēng)壓幫助機(jī)械通風(fēng)時(shí)，可采用減小葉片角度或轉(zhuǎn)速方法降低機(jī)械風(fēng)壓。（3）在多井口通風(fēng)的山區(qū)，尤其在高瓦斯礦井，要掌握自然風(fēng)壓的變化規(guī)律，防止因自然風(fēng)壓作用造成某些巷道無風(fēng)或反向而發(fā)生事故。圖414是某礦因自然風(fēng)壓使風(fēng)流反向示意圖。該礦為抽出式通風(fēng)，風(fēng)機(jī)型號(hào)為BY228，冬季NoAB平硐和BD立井進(jìn)風(fēng)，，夏季平硐自然風(fēng)壓作用方向與主