第4章矿井通风动力(修)

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1、第四章矿井通风动力www.hpu.edu.cn第一节自然风压第二节矿用通风机的类型及构造第三节通风机附属装置第四节通风机实际特性曲线第五节通风机工况点及其经济运行第六节通风机的联合运转www.hpu.edu.cn第一节自然风压一、自然风压及其形成和计算1、自然风压与自然通风由自然因素作用而形成的通风叫自然通风。冬季：空气柱0-1-2比5-4-3的平均温度较低，平均空气密度较大，导致两空气柱作用在2-3水平面上的重力不等。它使空气源源不断地从井口1流入，从井口5流出。夏季：相反。自然风压：在通风系统中，由于重力差引起的通风压力，就叫该系统的自然风压。其大小

2、等于作用在最低水平两侧空气柱重力差。012345dzρ1dzρ2zwww.hpu.edu.cn2、自然风压的计算根据自然风压定义，自然风压是“势函数”，是一种势能，因此要注意选取计算的参考面，即0势位面，图所示系统的自然风压HN可用下式计算：为了简化计算，一般采用测算出0-1-2和5-4-3井巷中空气密度的平均值ρm1和ρm2，用其分别代替上式的ρ1和ρ2，则上式可写为：在实际测量计算中，常取：注意：1）自然风压的计算必须取一闭合系统。2）进风系统和回风系统必须取相同的标高。3）一般选取最低点作为基准面。012345dzρ1dzρ2zwww.hpu.ed

3、u.cn二、自然风压的影响因素及变化规律影响自然风压的决定性因素是两侧空气柱的密度差，而空气密度又受温度T、大气压力P、气体常数R(气体常数，是一个只与气体的种类有关，与气体所处的状态无关的一个物理量)和相对湿度φ等因素影响。因此，影响自然风压的因素可用下式表示：HN=f(ρZ）=f[ρ(T,P,R,φ)，Z]1、温差：矿井某一回路中两侧空气柱的温差是影响HN的主要因素。影响气温差的主要因素是地面入风流气温和风流与围岩的热交换。其影响程度随矿井的开拓方式、开采深度、地形、地质原因不同而有不同的影响，在山区浅井，受地面温度影响大，深井偏小。10121234

4、567891112月份HNwww.hpu.edu.cn二、自然风压的影响因素及变化规律2、空气成分和湿度：它影响空气的密度，因而对自然风压也有一定影响，但影响较小。3、井深：HN与矿井或回路最高与最低点间的高差Z成正比。4、主要通风机：主要通风机工作对自然风压的大小和方向也有一定影响。因为矿井主要通风机工作决定了主风流的方向，加之风流与围岩的热交换，使回风井气温高于进风井，在进风井周围形成了冷却带以后，即使风机停转或通风系统改变，这两个井筒之间在一定时期内仍有一定的气温差，从而仍有一定的自然风压起作用。www.hpu.edu.cn三、自然风压的控制和利用

5、自然风压既可作为矿井通风的动力，也可能是事故的肇凶。因此，研究自然风压的控制和利用具有重要意义。1、新设计矿井在选择开拓方案、拟定通风系统时，应充分考虑利用地形和当地气候特点。新井设计应尽量使自然风压全年的方向与机械通风机方向一致。2、根据自然风压的变化规律，应适时调整主通风机的工况点，使其既能满足矿井通风需要，又可节约电能。3、在建井时期，要注意因地制宜和因时制宜利用自然风压通风，如在表土施工阶段可利用自然通风；在主副井与风井贯通之后，有时也可利用自然通风；有条件时还可利用钻孔构成回路。4、利用自然风压做好非常时期通风。一旦主要通风机因故遭受破坏时，便

6、可利用自然风压进行通风。www.hpu.edu.cn三、自然风压的控制和利用5、在多井口通风的山区，尤其在高瓦斯矿井，要掌握自然风压的变化规律，防止因自然风压作用造成某些巷道无风或反向而发生事故。如图是四川某矿因自然风压使风流反向示意图。ABB’CEFA系统的自然风压为：DBB’CED系统的自然风压为：自然风压与主要通风机作用方向相反。相当于在平硐口A和进风立井口D各安装一台抽风机（向外）。abcdb′abcdefb′RDRCZwww.hpu.edu.cn三、自然风压的控制和利用设AB风流停滞，对回路ABDEFA和ABB’CEFA可分别列出压力平衡方程：

7、式中：HS—风机静压，Pa；Q—DBB’C风路风量，m3/S;RD、RC—分别为DB和BB’C分支风阻，N·S2/m8。两式相除：此即AB段风流停滞条件式。当上式变为则AB段风流反向。由此可知防止AB风路风流反向的措施有：（1）加大RD；（2）增大HS；（3）在A点安装风机向巷道压风。www.hpu.edu.cn第二节矿用通风机的类型及构造矿井的通风动力主要是通风机，每个风井至少有2台主要通风机（一台使用、备用）一般功率都很大，其电耗一般为全矿的20%～25%，有的矿井甚至高达50%，原因是功率大效率低，平均只有52.79%。矿用通风机按其服务范围可分为

8、三种：1、主要通风机，服务于全矿或矿井的某一翼（部分）；2、辅助通风机，服务于矿