第4章通风动力
《第4章通风动力》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第4章通风动力（160页珍藏版）》请在文档大全上搜索。
1、1安全工程学院安全工程学院 仲晓星仲晓星 Mine Ventilation and Safety中国矿业大学多媒体教学课件中国矿业大学多媒体教学课件23本章将就对通风动力（来自于自然风压和机械风压）本章将就对通风动力（来自于自然风压和机械风压）对矿井通风的作用、影响因素、特性进行分析研究，对矿井通风的作用、影响因素、特性进行分析研究，以便合理地使用通风动力，从而使矿井通风达到技术以便合理地使用通风动力，从而使矿井通风达到技术先进、经济合理，安全可靠。先进、经济合理，安全可靠。 44.1 4.1 自然风压自然风压4.2 4.2 矿用通风机类型及构造矿用通风机类型及构造4.3 4.3 通风机工作参
2、数及个体特性曲线通风机工作参数及个体特性曲线4.4 4.4 比例定律与通风机类型特性曲线比例定律与通风机类型特性曲线4.5 4.5 矿井主要通风机附属装置矿井主要通风机附属装置4.6 4.6 矿井主要通风机联合运转矿井主要通风机联合运转4.7 4.7 矿井主要通风机性能测定矿井主要通风机性能测定主主 要要 内内 容容5问问 题题自然风压是怎样产生的？进、排风井井口标高相同的自然风压是怎样产生的？进、排风井井口标高相同的井巷系统内是否会产生自然风压？井巷系统内是否会产生自然风压？描述主要通风机特性的主要参数有哪些？其物理意义描述主要通风机特性的主要参数有哪些？其物理意义是什么？是什么？轴流式和离
3、心式通风机的风压和功率特性曲线各有什轴流式和离心式通风机的风压和功率特性曲线各有什么特点？在启动时应注意什么问题？么特点？在启动时应注意什么问题？何谓通风机的工况点？如何用图解法求单一工作或联何谓通风机的工况点？如何用图解法求单一工作或联合运转通风机的工况点？合运转通风机的工况点？6基基 本本 概概 念念 空气在矿井中源源不断地流动，须克服空气沿井巷流动时所空气在矿井中源源不断地流动，须克服空气沿井巷流动时所受到的阻力。这种克服通风阻力的能量或压力叫受到的阻力。这种克服通风阻力的能量或压力叫通风动力通风动力。 机械风压和自然风压机械风压和自然风压均是矿井通风的动力，用以克服矿井的均是矿井通风的
4、动力，用以克服矿井的通风阻力，促使空气流动。通风阻力，促使空气流动。 机械风压机械风压空气能在井巷中流动，是由于风流的起末点间存空气能在井巷中流动，是由于风流的起末点间存在着能量差，由通风机造成的能量差在着能量差，由通风机造成的能量差 自然风压自然风压由矿井自然条件产生的能量差由矿井自然条件产生的能量差74.1 自然风压自然风压4.1.1自然风压及其形成和计算自然风压及其形成和计算4.1.2自然风压的变化规律及其影响因素自然风压的变化规律及其影响因素4.1.3自然风压的控制和利用自然风压的控制和利用4.1.4自然风压测定自然风压测定8 一种现象一种现象：在非机械通风的矿井常观测到：风流从气温较
5、低的井筒经工：在非机械通风的矿井常观测到：风流从气温较低的井筒经工作面流到气温较高的井筒。作面流到气温较高的井筒。1、自然通风 由自然因素作用而形成的通风叫由自然因素作用而形成的通风叫自然通风自然通风。 冬季：冬季：空气柱空气柱0-1-20-1-2比比5-4-35-4-3的的 平均温度较低，平均平均温度较低，平均 空气密空气密 度较大，导致两空气柱作用度较大，导致两空气柱作用 在在2-32-3水平面上的重力不等。水平面上的重力不等。 它使它使 空气源源不断地从井空气源源不断地从井 口口1 1流入，从井口流入，从井口5 5流出。流出。 夏季：夏季：相反。相反。自然风压：自然风压：作用在最低水平两
6、侧空气柱重力差。作用在最低水平两侧空气柱重力差。进、出风井空气柱由于进、出风井空气柱由于密度不同引起的能量之差值，称为自然通风的压差或自然压差。密度不同引起的能量之差值，称为自然通风的压差或自然压差。012345dz1dz2z9 如图所示的井如图所示的井巷系统，巷系统，1-41-4为为水平线，水平线，2-32-3为为水平巷道。水平巷道。( (平平硐及竖井开拓硐及竖井开拓) )p为井口的大气压，为井口的大气压，Pa；Z为井深，为井深，m；为空气密度，为空气密度，kg/m3，则自然风压为：，则自然风压为：)432-1210gZ(pph10gdZgdZHzN532012 2、自然风压的计算、自然风压
7、的计算 根据自然风压定义，右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m1和m2，用其分别代替上式的1和2，则上式可写为： 012345dz1dz2z注意：注意：1）自然风压的计算必须取一闭合系统。）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。）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。）一般选取最低点作为基准面。)(21mmNZgH114.1.2自然风压的变化规律及其影响因素自然风压的变化规律及其影响因素1 1、自然风压的变化规律、自然风压的变化规律 自然风压的大小和方向
8、，主要受地面空气温度变自然风压的大小和方向，主要受地面空气温度变化的影响。化的影响。如右图，冬季地面气温低，空气柱如右图，冬季地面气温低，空气柱0-1-2比比5-4-3重，风流由重，风流由1流向流向2，经出井口，经出井口5排出；排出；冬季地面气温高于井筒内的平均气温，风流冬季地面气温高于井筒内的平均气温，风流由由2-1排出；春秋，地面气温和井筒内空气排出；春秋，地面气温和井筒内空气柱的平均气温相差不大，自然风压很小，造柱的平均气温相差不大，自然风压很小，造成井下风流的停滞现象。成井下风流的停滞现象。012345dz1dz2z1432z在一些山区，地面气温在一昼夜之内也有较在一些山区，地面气温在
9、一昼夜之内也有较大变化，所以自然风压也会随之发生变化，大变化，所以自然风压也会随之发生变化，夜晚，夜晚，12段进风；午间，段进风；午间，21段出风。段出风。124.1.2自然风压的变化规律及其影响因素自然风压的变化规律及其影响因素1 1、自然风压的变化规律、自然风压的变化规律对于浅井，夏季自然风压出现负值；对于浅井，夏季自然风压出现负值；对于我国北部的深井，全年自然风压均为正值。对于我国北部的深井，全年自然风压均为正值。132 2、自然风压影响因素、自然风压影响因素 Hn=f(,Z)=f (T,P,R,), Z，即自然风压受温度、压力、，即自然风压受温度、压力、气体常数、相对湿度及位置的影响。
10、气体常数、相对湿度及位置的影响。 两侧空气柱的温度差两侧空气柱的温度差 矿井某一回路中两侧空气柱的矿井某一回路中两侧空气柱的温差温差是影响自然风压的主要因素是影响自然风压的主要因素（地面入风气温和风流与围岩的热交换地面入风气温和风流与围岩的热交换）。其影响程度随矿井）。其影响程度随矿井的开拓方式、采深、地形和地理位置的不同而有所不同。的开拓方式、采深、地形和地理位置的不同而有所不同。 矿井深度矿井深度 当两侧空气柱温差一定时，自然风压与矿井或回路最高与最低当两侧空气柱温差一定时，自然风压与矿井或回路最高与最低点间的高差点间的高差Z Z成正比。深成正比。深1000m1000m的矿井，的矿井，“自
11、然通风能自然通风能”占总占总通风能量的通风能量的30%30%。14主要通风机工作对自然风压的大小和方向也有一定影主要通风机工作对自然风压的大小和方向也有一定影响。由于风流与围岩的热交换，冬季回风井气温高于响。由于风流与围岩的热交换，冬季回风井气温高于进风井，风机停转或通风系统改变，这两个井筒之间进风井，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存在温差，从而仍有一定的自然风压在一定时期内仍存在温差，从而仍有一定的自然风压起作用，有时甚至会干扰通风系统改变后的正常通风起作用，有时甚至会干扰通风系统改变后的正常通风工作。工作。地面大气压、空气成分和湿度影响空气的密度，因而地面大气压、空气
