矿井通风培训

矿井通风的作用：就是不断地向井下各个作业点供给足够数量的新鲜空气，稀释并排出各种有害、有毒及放射性气体和粉尘，调节井下空气的温度和湿度，保持井下空气有合适的气候条件，给井下工作人员造成一个良好的工作环境，以便不断提高劳动生产率。•矿井通风及通风机矿井内常见的对安全生产威胁最大的有毒气体有：一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、硫化氢等等。(CO、NO2、SO2、H2S)这些有毒有害气体的来源主要途径是：爆破时所产生的炮烟、柴油机工作时所产生的废气，硫化矿物的氧化、井下燃火、瓦斯和煤粉爆炸、井下涌出的沼气，由于地热作用和机电设备散发的热量等等。矿井通风安全工作是保护工人安全健康、促进采矿工业高速发展的一个很重要的方面。我国《矿山安全规程》对矿井内污蚀空气有以下规定：矿内空气中氧含量不得低于20%；有人工作或可能有人到达的井巷，二氧化碳不得大于0.5%,总回风流中,二氧化碳不超过1%；井下空气中硫化氢含量不得超过0.0005%；矿井通风的有效风量率不得低于60%。1、通风方式通风方法分为自然通风和机械通风。矿井必须采用机械通风。机械通风方式分为：抽出式和压入式。2、通风系统矿井通风系统是通风设备、向矿井各作业地点供给新鲜空气并排出污浊空气的通风网路和通风控制设施的总称。通风系统类型分为：中央式、对角式和混合式。（一）通风机类型矿山常用通风机，按气体在通风机叶轮中的流动情况，分为离心式通风机和轴流式通风机两大类。气体沿轴向进入叶轮，并沿径向流出的通风机称为离心式通风机。气体沿轴向进入叶轮，仍沿轴向流出的通风机称为轴流式通风机。矿用通风机按照其服务范围和所起的作用分为三种：1.主扇（主力扇风机）。用于全矿井或矿井某一翼区通风的通风机。2.辅扇（辅助扇风机）。用于矿井通风网路内的某一些分支风路中借以调节其风量、帮助主扇工作的通风机。3.局扇（局部扇风机）。供井下某一局部地点通风使用的通风机，称为局部通风机。一般服务于井巷掘进通风。矿用通风机按照构造和工作原理不同，又可分为离心式通风机和轴流式通风机。一、离心式通风机图4-4是离心式通风机的构造及其在矿井通风井口作抽出式通风的示意图。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。工作轮是由固定在机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。叶片按其在流道出口处安装角β2的不同，可分为前倾式（β2＜90。）、径向式（β2＝90。）、后倾式（β2＞90。）三种。离心式通风机型式：离心式——多用于气体输送；轴流式——一般用于通风换气。离心式和轴流式通风机示意图(a)离心式(b)轴流式(1)离心式通风机结构及工作原理①结构：主要部件：叶轮、蜗壳；叶片形式：低压风机——叶片平直；中、高压风机——叶片弯曲。②工作原理：同离心泵1－机壳2－叶轮3－吸入口4－排除口二、轴流式通风机轴流式通风机主要由进风口、工作轮、整流器、主体风筒、扩散器和传动轴等部件组成。如图4-6所示。轴流式通风机叶片的构造如图4-7所示。叶片用螺栓固定在轮毂上，呈中空梯形，横截面和机翼形状相似。在叶片迎风侧作一外切线，称为弦线，弦线与工作轮旋转方向（u）的夹角称为叶片安装角，以θ表示。为减少能量损失和提高通风机的工作效率，还设有集风器和流线体。集风器是在通风机入风口处呈喇叭状圆筒的机壳，以引导气流均匀平滑地流入工作轮；流线体是位于第一级工作轮前方的呈流线型的半球状罩体，安装在工作轮的轮毂上，用以避免气流与轮毂冲击。目前我国生产的轴流式通风机中，适用于煤矿作主要通风机的有：2K60型、GAF型、2K56型、KZS型等。图2-5FBCZ通风机结构图1、集流器；2-导流体；3-进风管；4、电动机；5-铜环；6-叶轮；7-扩散器FBCZ系列轴流式通风机外形图轴流式风机的特点:(1)轴流式风机可采用能够转动的叶片，即利用动叶调节机构改变叶片的安装角来达到调节的目的。利用动叶调节，可基本保证原来工作点的效率，或者说调节后的效率降低甚少。因此，一般说来采用动叶调节的轴流式风机的运行效率比其他类型的风机高，而且高效工作区较大。(2)轴流式风机的流量大，特大型轴流风机的流量可达150×106m3/h。因此，风量要求特大的情况下，轴流风机几乎是唯一可选择的机型。(3)轴流风机外形尺寸小，结构紧凑，重量轻。因而，可节约金属材料，节省加工时间。另外，风机占地面积少，机房建筑面积小，能有效节省投资，缩短基建工期。(4)轴流风机最大缺点是压头太低，全压值一般在1×104Pa以下，因而，应用范围受到很大限制。三、对旋式通风机对旋式局部通风机也是一种轴流式通风机，和传统轴流式通风机相比较，具有高效率、高风压、大风量、性能好、高效区宽、噪声低、运行方式多、安装检修方便等优点。现在我国已经研制成功新一代高效节能矿用防爆对旋式主要通风机。。图2-6FBCDZ通风机结构图1、集流器；2-前主体风筒；3-一级电机；4、一级中间筒；5-一级叶轮；6-二级中间筒；7-二级叶轮8-后主体筒；9-二级电机；10-扩散器；11-扩散塔集流器与流线型导流体的作用是使空气均匀地沿轴向进入叶轮，以减小气流冲击。叶轮是由轮毂、叶片和叶柄等组成，是传递能量的重要零件，叶片为中空钢板结构的机翼扭曲形，减小了气流在叶轮内的径向流动与环流，减小了损失，气动效率高。铜环设置在风机筒体内叶轮回转部分，以防止叶片在高速运行中与筒体摩擦产生火花，使风机运行安全、可靠。扩散器的作用是减小风机出口动能，使一部分动压转化为静压，提高风机效率。电动机4为专用防爆电机，安装在主体风筒中与瓦斯污风相隔绝的隔流腔内，隔流腔的进风道和排风道与机壳外的大气相通，用新鲜风流冷却电动机，并与叶轮直联，传动效率高FBCDZ系列风机两工作叶轮相对安装，旋转方向相反，气流方向相同。它比两台同型号的单级轴流式通风机串联风量大，风压高。扩散塔与扩散器的作用相同，只是扩散塔向上排风，可将污风排至上空，保护周围环境并降低噪音。FBCZ、FBCDZ系列风机的电动机安装在风机主体风筒内，减少了长轴传动的传动损失和“S”型流道的通风阻力损失，提高了运行效率。该型通风机刹车后可直接反转反风，反风量可达60%，满足《煤矿安全规程》对反风量不小于正常供风量40%的要求。通风机的叶片安装角可调，用户可以根据矿井前后期所需风量进行调整，使工况点始终保持在高效区。现在一些风机生产厂家可根据用户要求，安装变频调速电机，以实现无级调速。对旋式通风机由集流器、一级通风机、二级通风机、扩散筒和扩散塔组成。风机采用对旋式结构，一、二级叶轮相对安装，旋转方向相反；叶片采用机翼形扭曲叶片，叶面也互为反向，省去了一般轴流式通风机的中、后导叶，减少了压力损失，提高了风机效率。图4-8BDK65型轴流式通风机风机的工作原理是：工作时两级工作轮分别由两个等容量、等转速、旋转方向相反的电动机驱动，当气流通过集流器进入第一个工作轮获得能量后，再经第二级工作轮升压排出。两级工作轮互为导叶，第一级后形成的旋转速度，由第二级反向旋转消除并形成单一的轴向流动。目前，对旋式通风机有数十个系列。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（A）。局部通风机主要有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、主要通风机附属装置矿井使用的主要通风机，除了主机之外尚有一些附属装置。主要通风机和附属装置总称为通风机装置。附属装置有风硐、扩散器、防爆门和反风装置等。1.风硐风硐是连接通风机和风井的一段巷道，如图4-9所示。良好的风硐应满足以下要求：(1)应有足够大的断面，风速不宜超过15m／s。(2)风硐的风阻不应大于0.0196Ns2／m8，阻力不应大于100～200Pa。风硐不宜过长，与井筒连接处要平缓，转弯部分要呈圆弧形，内壁要光滑，并保持无堆积物，拐弯处应安设导流叶片，以减少阻力。(3)风硐及闸门等装置，结构要严密，以防止漏风。(4)风硐内应安设测量风速和风流压力的装置，风硐和主通风机相连的一段长度不应小于10～12D(D为通风机工作轮的直径)。(5)风硐与倾角大于30。的斜井或立井的连接口距风井1~2m处应安设保护栅栏，以防止检查人员和工具等坠落到井筒中；在距主要通风机入风口1~2m处也应安设保护栅栏，以防止风硐中的脏、杂物被吸入通风机。(6)风硐直线部分要有流水坡度，以防积水。2.防爆门防爆门是在装有通风机的井口上为防止瓦斯或煤尘爆炸时毁坏通风机而安装的安全装置。图4-10所示为出风井口的防爆门，正常通风时它可以隔离地面大气与井下空气。当井下发生爆炸事故时，防爆门即能被爆炸波冲开，起到卸压作用以保护通风机。3.反风装置当矿井在进风井口附近、井筒或井底车场及其附近的进风巷中发生火灾、瓦斯和煤尘爆炸时，为了防止事故蔓延，缩小灾情，以便进行灾害处理和救护工作，有时需要改变矿井的风流方向。《规程》规定：生产矿井主要通风机必须装有反风设施，并能在l0min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。1）离心式通风机的反风装置离心式通风机只能用反风门与旁侧反风道的方法反风，如图4-11所示。通风机正常工作时，反风门1和2处于实线位置，反风时将反风门1提起，把反风门2放下，地表空气自活门2进入通风机，再从活门1进入旁侧反风道3，进入风井流入井下，达到反风的目的。2）轴流式通风机的反风装置轴流式通风机的反风方法有三种：（1）利用反风门与旁侧反风道反风，如图4-12所示。通风机正常工作时反风门a、b位于实线位置(风流方向如实线箭头所示)，反风时，可提起反风门a，放下反风门b(如虚线位置)，地表空气经百叶窗、活门b进入通风机，再由活门a进入旁侧反风道，进入风井流入井下(如虚线箭头所示)，达到反风的目的。（2）调节通风机叶片角度反风。GAF型轴流式通风机有两种方法调整叶片安装角，一是运行中采用液压调节，常在电厂的通风机调节中采用。二是采用机械式调节，如图4-13所示。（3）反转通风机叶轮旋转方向反风。4.扩散器在通风机出口处外接的具有一定长度、断面逐渐扩大的风道，称为扩散器。其作用是降低出口速压以提高通风机的静压。五、通风机风压及实际特性（一）、通风机的工作参数反映通风机工作特性的基本参数有4个，即通风机的风量Q通、压力H通、功率N通和效率η。1.通风机的风量Q通风量：单位时间内通风机输送的气体的体积量，称为风量。Q通表示单位时间内通过通风机的风量，单位为m3／s。当通风机抽出式工作时，通风机的风量等于回风道总排风量与井口漏入风量之和；当通风机压入式工作时，通风机的风量等于进风道的总进风量与井口漏出风量之和。2.通风机的风压H通风压：单位体积的空气流经通风机后所获得的总能量，称为风压。通风机的风压有通风机全压(H通全)、静压(H通静)和动压(h通动)之分。风机的风压与转速的平方成正比，适当提高转速就能增大风压。在管道系统中，风压也可用调节闸门来改变。通风机的全压表示单位体积的空气通过通风机后所获得的能量，单位为Nm／m3或Pa，其值为通风机出口断面与入口断面上的总能量之差。因为出口断面与入口断面高差较小，其位压差可忽略不计，所以通风机的全压为通风机出口断面与入口断面上的绝对全压之差，即：H通全=P全出－P全入，Pa(4-6)通风机的全压包括通风机的静压与动压两个部分，即：H通全＝H通静＋h通动，Pa(4-7)由于通风机的动压是用来克服风流自扩散器出口断面进到地表大气(抽出式)或风硐(压入式)的局部阻力，所以扩散器出口断面的动压等于通风机的动压，即：h扩动=h通动(4-8)风流的基本性质大气压力：在地球的表面，空气的流动产生的气流就是风。由于各地海拔高度，温度和湿度的不同，形成了有的地方气压高，