通风安全学实用教案

1二、地面(dmin)空气的组成按体积(tj)计算：O220.96%，N279%，CO20.04%。三、矿井空气的主要成分(chng fn)及基本性质1新鲜空气： 2污浊空气：3 矿井空气与地面空气的不同：第1页/共232页第一页，共232页。2 10m上 顺 槽下 顺 槽切 顶 线煤 壁污风污风目录(ml)第2页/共232页第二页，共232页。3 O2浓度(nngd) ，CO2浓度(nngd) ； 有害气体(qt)混入； 固体(gt)微粒混入； 气象变化：湿度、温度、压力。CH4，CO2，H2S，SO2，NO2等有害气体增加。岩尘、煤尘等混入。由于井下空气温度、气压和湿度的变化引起井下空气的体积和浓度的变化。矿井空气与地面空气的不同：目录第3页/共232页第三页，共232页。4四、矿井空气主要成分的质量(zhling)（浓度）标准1规程(guchng)135条规定： 矿井总回风巷或一翼回风巷中瓦斯或二氧化碳(r yng hu tn)浓度超过0.75%时，必须立即查明原因，进行处理。2规程136条规定：采区回风巷、采掘工作面回风巷风流中瓦斯浓度超过1.0%或二氧化碳浓度超过1.5%时，必须停止工作，撤出人员，采取措施，进行处理。目录第4页/共232页第四页，共232页。53规程(guchng)139条规定：采掘工作面风流中二氧化碳浓度达到1.5%时，必须(bx)停止工作，撤出人员，查明原因，制定措施，进行处理。目录(ml)第5页/共232页第五页，共232页。6五、体积浓度(nngd)和质量浓度(nngd)的换算：任何气体的克分子量就是该气体在标准状态下1mol即22.4L的质量(zhling)。如CO2的克分子量为44g,故相当于体积浓度0.5%的CO2的质量(zhling)浓度为：3/,821.9%5 .00224.044mg1m3的空气(kngq)0.005m3的CO20.0224m3的CO244g的CO2目录第6页/共232页第六页，共232页。7六、矿井空气中常见(chn jin)的有害气体及其基本性质：常见(chn jin)的有害气体一氧化碳(yynghutn)甲烷（第九章）氢 气氨 气二氧化硫硫化氢二氧化氮第7页/共232页第七页，共232页。81一氧化碳(yynghutn)（CO）（1）CO是一种(y zhn)无色无味无臭的气体；比空气轻，能与空气均匀地混合。（2）能燃烧(rnsho)，有爆炸性。（3）有毒性。中毒最显著的特征的中毒者粘膜和皮肤呈樱桃红色。中毒症状与浓度的关系见表1-2-1。 （4）主要来源：井下爆破、火灾；自燃、瓦斯或煤尘爆炸事故。目录第8页/共232页第八页，共232页。92硫化氢（H2S）（1） H2S是一种(y zhn)无色、微甜、有浓烈的臭鸡蛋味的气体；（2）能燃烧(rnsho)，有爆炸性。（3）有剧毒，有强烈的刺激作用。中毒(zhng d)症状见P5。（4）易溶于水，但不稳定，常存在旧巷的积水中。（5）主要来源：有机物腐烂；矿物氧化燃烧；从老塘和旧巷水放出。 目录第9页/共232页第九页，共232页。103二氧化氮（NO2）（1）褐红色，有强烈刺激(cj)气味。（2）易溶于水：NO2H2O HNO3。（硝酸(xio sun)）（3）中毒(zhng d)有潜伏期。（5）主要来源：井下爆破。（4）中毒者指头出现黄色斑点。中毒与浓度的关系见P6表1-2-3。目录第10页/共232页第十页，共232页。114二氧化硫(r yng hu li)（SO2）（1）无色(w s)，有强烈的硫磺味。（2）易溶于水：SO2H2O H2SO4。（硫酸(li sun)）（3）有毒性。对眼睛及呼吸系统粘膜有强烈的刺激作用，可引起喉炎和肺水肿。 （5）主要来源：含硫矿物的氧化与自燃；在含硫的矿物中爆破；从含硫矿层中涌出。（4）在风速较小时，易积聚于巷道的底部。目录第11页/共232页第十一页，共232页。12七、矿井空气中有害气体的安全(nqun)浓度标准：规程(guchng)第100条规定：名名 称称最高允许浓度（最高允许浓度（% %）名名 称称最高允许浓度（最高允许浓度（% %）一氧化碳一氧化碳0.00240.0024硫化氢硫化氢0.000660.00066二氧化氮二氧化氮0.000250.00025氨氨 气气0.0040.004二氧化硫二氧化硫0.00050.0005%24ppm第12页/共232页第十二页，共232页。13八、有害气体(qt)的检测1CO检测(jin c)（1）取样(qyng)到化验室分析。（2）用便携式仪器在现场快速测试。此法广泛采用。使用的仪器包括抽气唧筒、秒表、温度计及一次性检定管。（3）遥测目录第13页/共232页第十三页，共232页。取样(qyng)唧筒1气体(qt)入口；2 检定管插孔； 3 三通阀阀把；4 活塞柱； 5比色板； 6温度计目录(ml)第14页/共232页第十四页，共232页。152比长式CO检定管的使用(shyng)（带实物）：612345图1-1 比长式CO检定管1堵塞物 2活性碳3硅胶(u jio)4消除剂5玻璃粉6指示剂（发烟硫酸、 I2O5 ） 目录(ml)第15页/共232页第十五页，共232页。162CH4检测(jin c)（1）取样(qyng)到化验室分析。（2）用光学(gungxu)瓦检器检测。（3）用便携式电子检测器检测。目录（4）遥测。第16页/共232页第十六页，共232页。17九、矿井(kungjng)气候概念：1温度(wnd)规程102条 进风井口以下的空气(kngq)温度（干球温度，下同）必须在2以上。目录生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26，机电设备硐室的空气温度不得超过30；当空气温度超过时，必须缩短超温地点工作人员的工作时间，并给予高温保健待遇。采掘工作面的空气温度超过30、机电设备硐室的空气温度超过34时，必须停止作业。第17页/共232页第十七页，共232页。18影响(yngxing)矿井温度的因素：（1）岩石温度(wnd)的影响。（2）地面空气温度(wnd)对井下气温的影响。 （3）井下生成热和吸热对矿井气温的影响。（5）通风强度对矿井温度有较大的影响。（4）空气压缩产生热。 目录第18页/共232页第十八页，共232页。19进风井出现(chxin)矿井第一个气候条件 “冬暖夏凉” 的主要原因是恒温层的存在。t夏=302030m恒温层地温增升层变温层地表进风井口地表t恒 20t冬=2目录(ml)第19页/共232页第十九页，共232页。202对湿度(shd)（1）绝对湿度(judu shd)。：（2）相对(xingdu)温度目录SV井下较为适宜的值：5060% 。第20页/共232页第二十页，共232页。21ep1.在夏季地表空气温度为30，空气的相对湿度1为70%，进入(jnr)矿井后，空气温度降为27，若空气的绝对湿度不变，求进入(jnr)矿井后的相对湿度。若空气温度降为25、23呢？解： V = 30.170% = 21.07 g/m3 （1）t=27 ， S = 25.6 g/m32 = 21.0725.6 = 82 % （2）t=25 ， S = 22.9g/m32 = 21.0722.9 = 92 % （3）t=23 ， S = 20.4g/m3 ， 3 = ?目录(ml)第21页/共232页第二十一页，共232页。222030m恒温层变温层地表进风井口地表为什么进风井会出现(chxin)矿井第二个气候条件 “冬干夏湿” ？进风井会出现矿井第二个气候条件的原因(yunyn)：有恒温屋的存在。SV目录(ml)第22页/共232页第二十二页，共232页。23（3）矿井空气(kngq)的相对湿度的测定：测定(cdng)仪器：手摇式湿度计或风扇(fngshn)式湿度计。 右图为风扇式湿度计。 ep2.某地点干温度计读数为t=22, 湿温度计读数为t=20,求该空气的相对湿度。解： 查表P398，得=0.83。 目录第23页/共232页第二十三页，共232页。24ep3.矿井的总风量Q=2500m3/min,入风温度为5，空气(kngq)相对湿度1为70%，排风温度为20，相对湿度2为90%，求每昼夜风流由矿井中带走的水蒸气量。 解： Q水 = Q1 25006024= 38.592 吨1m3风量(fngling)带走的水量Q1为：Q1= 17.290%6.870%10.72 克1天风量(fngling)带走的水量Q水为：目录第24页/共232页第二十四页，共232页。253风速(fn s)（1） 规程101条对井下风速(fn s)的限定： 井井 巷巷 名名 称称允许风速允许风速m/sm/s井井 巷巷 名名 称称允许风速允许风速m/sm/s最低最低最高最高最低最低最高最高无提升设备的风井无提升设备的风井1515架线电机车巷道架线电机车巷道1.01.08 8专为升降物料的井筒专为升降物料的井筒1212运输机巷，采区进、回风巷运输机巷，采区进、回风巷0.250.256 6风桥风桥1010采煤面、掘进煤、半煤巷采煤面、掘进煤、半煤巷0.250.254 4升降人员和物料的井筒升降人员和物料的井筒8 8掘进中的岩巷掘进中的岩巷0.150.154 4主要进、回风巷主要进、回风巷8 8其他通风人行巷道其他通风人行巷道0.150.15目录(ml)第25页/共232页第二十五页，共232页。26（2）风速(fn s)的测定（P322） 测风仪表(ybio)：风表可分为(fn wi)高速（v10m/s）、中速（v=0.510m/s）、低速（v=0.10.5m/s）三种。高速风表一般为杯式；中、低速风表一般为翼式。 目录第26页/共232页第二十六页，共232页。27 测风方法(fngf)线路法：一分钟内走完全(wnqun)路程 。分格定点法：一分钟，每格时间(shjin)相同。目录第27页/共232页第二十七页，共232页。28 测风方式(fngsh)迎面(yng min)式：侧身(c shn)式：SSk4 . 0测风员面向风流来的方向，手持风表，将手臂向正前方伸出进行测风；需将测得的风速在风表校正曲线上查出真风速，再乘以校正系数（一般取1.14）,得实际表速。是测风员面向巷道壁站立，手持风表，将手臂向风流垂直方向伸出进行测风。校正系数K值计算： 目录第28页/共232页第二十八页，共232页。29 风速(fn s)的计算： V表 V真 V实际(shj) Q。V真abV表V实际(shj)KV真QV实际S246246Ep.已知风表特性曲线如图，当测得表速分别为4、 6m/s时，对应真风速应分别为3、 4m/s。目录第29页/共232页第二十九页，共232页。30Ep.如图，某半圆拱巷道，墙高1.55m，巷宽2.8m，用侧身法测得的表风速为3m/s，该风表的校正曲线表达式是V真20.9 V表,求该巷道通过(tnggu)的风量。2.8m1.55mS2.81.551.422 7.42 m2先求出巷道(hng do)面积：目录(ml)第30页/共232页第三十页，共232页。31解：946.042.74 .042.74 .0SSkV真abV表 20.934.7 （m/s） V实际(shj)KV真0.9464.74.447 （m/s）QV实际(shj)S4. 4477.4233 （m3/s）【思考(sko)】：可不可以用 QV真（S0.4）计算风量？目录第31页/共232页第三十一页，共232页。32测风规定(gudng)：规程第105条 矿井必须建立测风制度，每10天进行1次全面测风。对采掘工作面和其他用风地点，应根据实际需要(xyo)随时测风，每次测风结果应记录并写在测风地点的记录牌上。应根据测风结果采取措施，进行风量调节。在同一地点测风次数不应少于3次；每次测量结果误差(wch)不应超过5%，然后取3次的平均值。目录第32页/共232页第三十二页，共232页。33第二章矿井空气流动(lidng)基本理论一、矿井(kungjng)空气主要物理参数1 .压力(yl)压力的单位及其换算见P396。2 .密度)378. 01 (15.273003484. 0SPPtP第33页/共232页第三十三页，共232页。34附 表 1 - 1目录(ml)单位名称单位名称PammH2OmmHgatmPa10.1019727.5006210-39.8693210-6mmH2O9.8066517.3555910-29.6784110-5mmHg133.32213.59511.3157910-3atm10132510332.37601第34页/共232页第三十四页，共232页。35Ep.已知，地面大气压P为760mmHg，温度t为15，相对湿度(xingdu shd)为90%，求空气的密度。解：查表P397，得t为15时Ps为17.04102Pa。)378. 01 (15.273003484. 0SPPtP)17049 . 0101325378. 01 (1515.273101325003484. 0=1.218/m3第35页/共232页第三十五页，共232页。36二、风流(fngli)能量与压力：1静压能静压（1） 绝对(judu)压力：（2） 相对(xingdu)压力： h = PP02重力位能EpogZ位能与静压可以相互转化。第36页/共232页第三十六页，共232页。37解： Ep.某矿井口标高+200m,大气压力P0为750mmHg,矿井空气的平均密度(md)为1.2/m3,求在井下-500m处深处的大气压力？P P0gZ 750133.3221.29.81700 108231.9 Pa 811 mmHg目录(ml)第37页/共232页第三十七页，共232页。38 3动压221iivvh目录(ml)（1） 只有做定向流动的空气(kngq)才具有动压，因此动压具有方向性。（2） 动压总是(zn sh)大于0。（3）同一断面，各点的动压值不等。第38页/共232页第三十八页，共232页。39三、风流点压力及其相互(xingh)关系绝对(judu)全压Pt 绝对(judu)静压P动压hv相对全压ht 相对静压h动压hv目录(ml) h = PP0第39页/共232页第三十九页，共232页。403018Z（1） 测量(cling)相对全压Pt。（2） 测量(cling)相对静压ht。（3）测量(cling)动压hv。目录第40页/共232页第四十页，共232页。413018Z 判断是抽出式通风(tng fng)还是压入式通风(tng fng)；判断(pndun)绝对全压端和绝对静压端； 写出相对(xingdu)全压、相对(xingdu)静压和动压。目录步骤：第41页/共232页第四十一页，共232页。42（4）两点间压力(yl)差的测量返回(fnhu)本节返回(fnhu)本章目录第42页/共232页第四十二页，共232页。43四、可压缩气体(qt)能量方程：21Z1Z21单位(dnwi)体积（m3）流体能量方程：)()22(21222121ZZgVVPPhmmR目录(ml)式中hR1m3空气流动过程中的能量损失，即通风阻力， J/m3 。 J/m3可转化为Pa。第43页/共232页第四十三页，共232页。44其中(qzhng)，平均密度21Z1Z2)()(1211122112121222121PPPPLnPPLnPPPPnnPPm目录(ml)第44页/共232页第四十四页，共232页。4521Z1Z2有压源的单位体积(tj)（m3）流体能量方程：tmmRHZZgVVPPh)()22(21222121 J/m3目录(ml)第45页/共232页第四十五页，共232页。462注意事项：（1）1m3空气流动过程中的能量损失等于(dngy)两断面间的机械能差。 （2）mg (Z1-Z2)是指1，2断面的位能差。基准面一般(ybn)应选在所讨论系统的最低水平。位能差的计算同前。（3）动能(dngnng)很小，m可用1，2断面上的密度代替。目录第46页/共232页第四十六页，共232页。Ep.用压差(y ch)计测井巷通风阻力vvhhR22211222目录(ml)232QSLURQ第47页/共232页第四十七页，共232页。48用压差(y ch)计测量巷道通风阻力布置图2：第119条 新井投产前必须进行1次矿井通风阻力(zl)测定，以后每3年至少进行1次。矿井转入新水平生产或改变一翼通风系统后，必须重新进行矿井通风阻力(zl)测定。目录(ml)第48页/共232页第四十八页，共232页。49第三章 井巷通风(tng fng)阻力一、风流(fngli)流态： 1.层流(cn li)2.紊流目录梯形C=4.16；三心拱C=3.85；半圆拱C=3.85 mSCU,第49页/共232页第四十九页，共232页。3.紊流中风速(fn s)分布规律在层流边层以外，从巷壁向巷道轴心(zhu xn)方向，风速逐渐增大，呈抛物线分布，如图见P39。目录(ml)第50页/共232页第五十页，共232页。二、摩擦阻力系数(xsh)与摩擦风阻1摩擦阻力：23QSLUhf目录(ml)3SLURf2QRhff第51页/共232页第五十一页，共232页。2摩擦阻力系数(xsh)的选取： 井巷各种支护形式的值一般是通过实测(sh c)和模型实验得到。查表P400-404，得标准状态条件下的各类井巷的摩擦阻力系数0。 当井巷空气密度1.2/m3时，其值应按下式修正(xizhng)：2 . 10目录第52页/共232页第五十二页，共232页。 纵口径(kujng)是指支架间距(jin j)l与支柱的直径或纵向厚度之比，表示巷道的轴向相对糙度。 0dl随的变化(binhu)曲线：目录第53页/共232页第五十三页，共232页。三、井巷摩擦阻力计算方法在进行新矿井或新采区的通风设计时，需要计算井巷的摩擦阻力，即按所设计的井巷长度、净断面积、周长、支护形式和要求通过的风量，用查表法确定该井巷的摩擦阻力系数(xsh)值，然后计算出该井巷的摩擦阻力。目录(ml)第54页/共232页第五十四页，共232页。用压差计法测定通风阻力的实质是测量风流两点间的势能(shnng)差和动压差，计算出两测点间的通阻力。其中：右侧的第二项为动压差，通过测定(cdng)1、2两断面的风速、大气压、干湿球温度，即可计算出它们的值。第一项和第三项之和称为势能差，需通过实际测定(cdng)。四、生产矿井一段巷道阻力(zl)测定（压差计法 ）2m21m122212121Rgg2v2vPPhZZ目录第55页/共232页第五十五页，共232页。Ep2. 某主要运输巷道(hng do)长L=2000m，用不完全木支架，支柱直径d0=0.2m，棚子间距l=1.0m，巷道(hng do)断面S=5,巷道(hng do)中流过的风量为30m3/s，预计巷道(hng do)中空气密度为1.23/m3,求该巷道(hng do)的通风阻力。 解： mU, 3 . 9516. 4 52 . 010dl查表P400，得：0198.910-40.890.0195 Ns2/m4 ,420/,0211. 02 . 123. 10195. 02 . 1mNsPaQSLUhf,28293053 . 920000211. 02323目录(ml)第56页/共232页第五十六页，共232页。三、局部(jb)阻力令： 212SR 单位(dnwi)Ns2/m8,/m7。 有： 211QRh 单位(dnwi)Pa。 22112QShm目录第57页/共232页第五十七页，共232页。58井巷局部(jb)阻力系数值表P405目录(ml)第58页/共232页第五十八页，共232页。对于特定井巷，当空气密度和摩擦阻力系数不变时，其风阻为定值，且有一定稳定性，风量与风压成二次曲线关系(gun x)。h=RQ2可画成曲线：3风阻定律与能量(nngling)方程的联系：四、井巷阻力特性(txng)曲线：hRQ),()22(21222121ZZgVVPPhmmR2RQh Rhh 目录第59页/共232页第五十九页，共232页。P2 = P1+mg（Z1Z2） 在实际(shj)中，可通过测量矿井或巷道的P、m、V、Z及Q，通过能量方程求h,再通过风阻定律求R。而R在一定的时间内相对稳定，确定后，只要测出风量Q，又可计算出h。 当空气(kngq)静止时，Q为0，hR为0，V为0，有221222121)()22(RQZZgVVPPhmm测h测QR测Qh目录(ml)第60页/共232页第六十页，共232页。1矿井(kungjng)通风总阻力的叠加原则：2矿井(kungjng)总风阻五、矿井(kungjng)总风阻从入风井口到主要通风机入口，把顺序连接的各段井巷的通风阻力累加起来，就得到矿井通风总阻力。 单风井、单风路的矿井总风阻：2QhRRmmNs2/m8。 多风井的矿井总风阻：（见风流功率后）目录第61页/共232页第六十一页，共232页。1等积孔六、矿井(kungjng)等积孔2,19. 1mRAm目录(ml)第62页/共232页第六十二页，共232页。2矿井通风难易程度(chngd)分级：A2，通风(tng fng)容易；A：12，通风(tng fng)一般；A1，通风困难。2,19.1mRAm目录第63页/共232页第六十三页，共232页。1风流(fngli)功率的概念： 七、风流(fngli)的功率与电耗kWhQN,1000风流在单位时间内所做的功叫做风流功率(gngl)，单位为Nm/s。通风困难的井巷或矿井，其风流的功率(gngl)必大，电耗必多。目录第64页/共232页第六十四页，共232页。2矿井一天(y tin)的通风电费：dyeQhCft/,100024其中(qzhng)ht、Qt分别为矿井主扇的风压、风量；e每度电的单价(dnji)，y/（kWh）；风机的总效率。一般，风机与电机直接传动时，取0.6；间接传动取0.5。 目录第65页/共232页第六十五页，共232页。ep. 如图所示的矿井，左右两翼的通风(tng fng)阻力分别的：h左1274Pa，h右1960Pa，通过两主扇的风量分别是Q左60m3/s，Q右70m3/s。两翼的外部漏风率分别为 L左4%，L右5%。求矿井的等积孔。左右目录(ml)第66页/共232页第六十六页，共232页。解： 两翼(lingy)的总回风量为：Q左总（1L左）Q左57.6 m3/s,Q右总（1L右）Q右66.5 m3/s两翼(lingy)不包括外漏的风阻为 :R左h左Q 2左总0.39Ns/m8 R右h右Q 2右总0.44Ns/m8， A右1.79. 292. 139. 019. 1mA左左右Q左60m3/sQ右70m3/s目录(ml)第67页/共232页第六十七页，共232页。h总Q总h左Q左总h右Q右总全矿的风流总功率(gngl)等于左右两翼的功率(gngl)之和：h总（h左Q左总h右Q右总） Q总1641.6PaR总0.11Ns/m8， A3.64 A左A右=3.71（Q总 Q左总Q右总）（127457.6196066.5）（57.666.5）左右57.6m3/s66.5m3/sh总R总 Q2总目录(ml)第68页/共232页第六十八页，共232页。第四章 通 风 动 力第69页/共232页第六十九页，共232页。70一、自然(zrn)风压及其形成和计算1自然(zrn)风压概念 如图 ：由于空气(kngq)柱012与543的密度不等，导致两空气(kngq)柱作用在23水平面上的重力不等，其重力之差就是该系统的自然风压。051432Z3Z目录PagZHmmN，)(21第70页/共232页第七十页，共232页。71Ep.如图所示的通风系统(xtng)，在利用气压计法测定该系统(xtng)通风阻力的同时，测行了图中各测点的空气密度如表所示，求此系统(xtng)自然风压HN。通风系统不同标高处空气(kngq)空气(kngq)密度测算结果表测点测点1 12 23 34 45 56 67 78 89 910101111标高标高+25+25-60-60-150-150-220-220-300-300-300-300-250-250-200-200-130-130-130-130+25+25密度密度1.2151.2151.2291.2291.2431.2431.2751.2751.2291.2291.2871.2871.2461.2461.2311.2311.2011.2011.1991.1991.1771.1773789101165421-300+25+25目录(ml)第71页/共232页第七十一页，共232页。72解： 789101165421-300+253+25iiimZZ51511)2229. 1275. 1802275. 1243. 1702243. 1229. 1902229. 1215. 185(32511.250/m3 .同理求得，m6-111.213/m3 . HN（m1-5m6-11）gZ（1.2501.213）9.8325117.8 Pa目录(ml)第72页/共232页第七十二页，共232页。73二、 主要通风机附属(fsh)装置附属(fsh)装置一、风 硐二、扩 散 器三、防 爆 门（盖）四、 反风装置(zhungzh)和功能规程规定目录第73页/共232页第七十三页，共232页。741风硐目录(ml)第74页/共232页第七十四页，共232页。75 2扩散器目录(ml)第75页/共232页第七十五页，共232页。763防爆(fn bo)门规程第121条规定(gudng)装有主要通风机的出风井口应安装防爆门，防爆门每6个月检查维修1次。目录(ml)第76页/共232页第七十六页，共232页。77出风井与风硐的交叉点到防爆门的距离，比该点到主扇吸风口(fngku)的距离至少要短10m。a+10bab目录(ml)第77页/共232页第七十七页，共232页。784.反风装置-设专用(zhunyng)反风道反风目录(ml)第78页/共232页第七十八页，共232页。79反风要求(yoqi)规程第122条 生产矿井(kungjng)主要通风机必须装有反风设施，并能在10min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(zhsho)检查1次反风设施，每年应进行1次反风演习；矿井通风系统有较大变化时，应进行1次反风演习。目录第79页/共232页第七十九页，共232页。80斜风井井口布置(bzh)示意图抽出式斜风井井口平面布置图安安全全出出口口正正反反风风门门防防爆爆门门主主要要通通风风机机回回风风风风流流方方向向抽抽出出式式斜斜风风井井井井口口平平面面布布置置图图目录(ml)第80页/共232页第八十页，共232页。81三、通风系统(xtng)主要参数关系和风机房水柱计示值含义如图，水柱(shu zh)计示值为4断面相对静压h4为负值。h454132Z目录(ml)NvRHhhh4144544vRdvthhhHh第81页/共232页第八十一页，共232页。82四 、通风机的个体(gt)特性曲线1工况点Q1Q2H2H1QH或hM1（R1）M2（R2）FR3Q3H3第82页/共232页第八十二页，共232页。832. 轴流式风机个体特性(txng)曲线H（Pa）50100Q（m3/s）20004000906030（%）Q1H1N，KWQN1RHtN1MPQ目录(ml)第83页/共232页第八十三页，共232页。84H（Pa）50100Q（m3/s）20004000906030（%）Q3H1N，KWQN1R1HtN1M1M2M3R2R3Q2Q1H2H3N2N3分析(fnx)：R2R1R3时，工况点如何(rh)变化？Q3 Q1 Q2H2 H1 H3N3 N1 Q2Q1（2）当Q，H；N。 Q2Q1 ， N2N1目录(ml)第86页/共232页第八十六页，共232页。87（3）为保证安全启动，避免因启动负荷过大而烧坏风机，离心式风机在启动时应将风硐中的闸门(zhmn)全闭，待其达到正常转速后再将闸门(zhmn)打开。QHNHtNQ1Q2M2M1R1R2（4）当供风量(fngling)超过需风量(fngling)过大时，常常利用闸门加阻来减少工作风量(fngling)，以节省电耗。目录(ml)第87页/共232页第八十七页，共232页。884风机特性(txng)曲线的改变轴流式风机(fn j)通过改变叶片安装角来改变风机(fn j)特性曲线；离心式风机(fn j)通过改变转速来改变风机(fn j)特性曲线。RF2n=630当井巷风阻一定时，当改变风机特性曲线(qxin)，可改变风机的工况点，可改变井巷的风量与风压。QHF1n=56047211型离心式风机M1M2Q1Q2H1H2有Q2Q1, H2H1。目录第88页/共232页第八十八页，共232页。89五、例题(lt) ep.某矿为抽出式通风，高瓦斯矿井，矿井需风量为Qm=40m3/s，矿井投产后20年内最大和最小通风阻力分别为hmax=2551Pa和hmin=1668Pa，阻力最大和最小时(xiosh)自然风压分别为HNOP=49Pa和HNAS=147Pa，风井不作提升用，试选矿井主要通风机。分析(fnx)： 1. 矿井需风量不变；2. 阻力最大时自然风压为负；阻力最小时自然风压为正。514vRdRNthhhHH目录第89页/共232页第八十九页，共232页。90解：1.计算主扇的工作(gngzu)风量：QfKQm 1.1540 46m3/s2.计算(j sun)主扇工作风压Hsmax hmaxhHNOP 255119649 2796Pah=196Pa,为风机(fn j)装置各部分阻力514vRdRNthhhHHHsminhmin hHNAS 1668196147 =1717Pa自然风压目录第90页/共232页第九十页，共232页。913.通风机全压HtmaxHsmaxhvd2796492845PaHtminHsminhvd1717491766Pa4.根据(gnj)设计工况点初选风机P79 。见下页5.求风机(fn j)实际工况点P81。风机(fn j)装置动压目录第91页/共232页第九十一页，共232页。92第92页/共232页第九十二页，共232页。93第93页/共232页第九十三页，共232页。第五章 矿井(kungjng)通风网络中风量分配与调节第94页/共232页第九十四页，共232页。95第95页/共232页第九十五页，共232页。967654321PQDCBA规程第120条 矿井通风(tng fng)系统图必须标明风流方向、风量和通风(tng fng)设施的安装地点。必须按季绘制通风(tng fng)系统图，并按月补充修改。多煤层同时开采的矿井，必须绘制分层通风(tng fng)系统图。矿井应绘制矿井通风(tng fng)系统立体示意图和矿井通风(tng fng)网络图。目录(ml)一、矿井通风网络与网络图 第96页/共232页第九十六页，共232页。97如图，为一采区(ci q)的两个工作面，有两条上山，其中一条为进风上山，一条为回风上山。其通风路线如图：CDEFHPQGMBA目录(ml)第97页/共232页第九十七页，共232页。98GABCDHEPFQMCADEFHPQGMB网络图绘制(huzh)如下：目录(ml)第98页/共232页第九十八页，共232页。99二、风量平衡(pnghng)定律1节点风量(fngling)平衡： 是指在稳定通风条件下，单位时间流入某节点的空气质量(kn q zh lin)等于流出该节点的空气质量(kn q zh lin)。（流入为正，流出为负）12345不考虑风流密度的变化，则流入与流出某节点的各分支的体积流量的代数和等于0。0iQ即：Q1Q2Q3Q4Q5目录第99页/共232页第九十九页，共232页。100三、能量平衡(pnghng)定律1无动力源是指任一闭合回路(hul)中，各分支的阻力代数和等于0。DC654321FEBAEp.回路(hul)BCDE：hBChCD hDE hEB0 hBEhBChCD hDE只要起始点相同，任一条路的通风阻力相等。 结论：目录第100页/共232页第一百页，共232页。1012有动力源是指任一闭合(b h)回路中，各分支的通风阻力代数和等于该回路中通风机风压与自然风压的代数和。DC654321FEBAEp.如图ABEFA：RiNthHHhABhBChCD hDE hEF Ht0 得：Ht hABhBChCD hDE hEF 目录(ml)第101页/共232页第一百零一页，共232页。102B5A132C46ep2通风(tng fng)网络图如图，已知巷道的阻力h2=18，h3=10mmH2O,巷道2、4的风阻分别为R2=0.18，R4=0.02千缪，总风量Q1为40m3/s，求巷道2、3、4、5、6的风量及巷道4的风流方向。返回(fnhu)本章返回(fnhu)本节目录第102页/共232页第一百零二页，共232页。103四、串联(chunlin)风路目录(ml) 煤 壁 老塘BACDEF2345112345第103页/共232页第一百零三页，共232页。1041. 串联(chunlin)通风的特性（1）风量(fngling)相等 Q总Q1Q2Q3Q4Q5 （2）风压相加h总h1h2h3h4h512345（3）风阻相加R总R1R2R3R4R5（4）串联(chunlin)风路等积孔与各分支等积孔的关系RA19. 12219. 1AR 2522211111AAAAs目录第104页/共232页第一百零四页，共232页。1052.串联风路等效(dn xio)特性曲线 CBADERDE=RAB+RBC目录(ml)第105页/共232页第一百零五页，共232页。106串联风路等效特性(txng)曲线绘制如下先在hQ坐标(zubio)图上分别做出串联风路1，2的阻力曲线R1，R2。h1+ h2R1+ R2R2QR1hQ1Q2h1h2h3h4h3+ h4在等风量线上将(shngjing)1，2分支阻力h1，h2叠加。 然后根据“风量相等，风压相加”的原则，做平行于h轴的若干条等风量线。目录第106页/共232页第一百零六页，共232页。1073串联(chunlin)风路 串联(chunlin)通风串联通风是指井下用风地点的回风再次进入其它(qt)用风地点的通风方式。如采煤工作面串采煤工作面；采煤工作面串掘进工作面等。1234512345目录(ml)第107页/共232页第一百零七页，共232页。108五、并联(bnglin)风网1概念(ginin)由两条或两条以上(yshng)具有相同始节点和末节点的分支所组成的通风网络，称为并联风网。B21345A如图，从A点至B点有5条分支，这5条分支是具有相同的始节点和末节点，属于并联关系。目录第108页/共232页第一百零八页，共232页。109五、并联(bnglin)风网（1）风量(fngling)相加 B21345AQ总Q1Q2Q3Q4Q5 （2）风压相等(xingdng)h总h1h2h3h4h5 （3）等积孔相加 A总A1A2A3A4A5 RARhQ19. 1,1.并联风网特性第109页/共232页第一百零九页，共232页。110（4）并联(bnglin)风网总风阻与各分支风阻的关系 B21345A（5）并联(bnglin)风网的风量分配当总风量(fngling)不变，Ri ，Qi ,Qj 。2521)111(1RRRRs2552112QRQRQRssijjkiRRQQjijsisiQRRQRRQh总h1h2h3h4h5 目录第110页/共232页第一百一十页，共232页。1112并联风网等效特性(txng)曲线CDAB12)11(121RRRsABCD目录(ml)第111页/共232页第一百一十一页，共232页。112并联风网等效特性(txng)曲线绘制如下：先在hQ坐标(zubio)图上分别做出并联风路1，2的阻力曲线R1，R2。在等风量线上将(shngjing)1，2分支风量Q1，Q2叠加。 然后根据“风压相等，风量相加”的原则，做平行于Q轴的若干条等压线；h2R1QR2hh1Q1R1+ R2Q3Q2Q4Q1+ Q2Q3+ Q4目录第112页/共232页第一百一十二页，共232页。1133例题(lt)：ep1通风系统如图，已知各项道的风阻R1=0.05，R2=0.15, R3=0.10，R4=0.15，R5=0.05，R6=0.10k。该系统的风压为h=18mmH2O。正常通风时风关闭，求此时各巷道(hng do)的风量；若打开风门，而且系统的总风量保持不变，求该种情况下系统的总风压及工作面和风门短路的风压。B5346ACD12目录(ml)第113页/共232页第一百一十三页，共232页。114B5346ACD12解：风门关闭(gunb)时，系统如图，总风阻R为 ： R R1 R2 R3R4 R5 0.5 k 系统(xtng)的风量Q为：smRhQ/,02. 481. 95 . 081. 91 . 83目录(ml)第114页/共232页第一百一十四页，共232页。115 打开风门后，巷道(hng do)6中有风流，系统如图，总风阻R为：B5346ACD12KRRRRR,144. 01112623451系统(xtng)的总风量Q为： smRhQ/, 5 . 73工作面风量(fngling)为：Q32.5 m3/s目录第115页/共232页第一百一十五页，共232页。116六、角联风网1简单角联分支(fnzh)风向 7654321PQDCBA目录(ml)3241RRRRK K1， BCK1，CBK1，风流(fngli)停滞结论：简单角联风网中角联分支的风向完全取决于边缘风路的风阻比，而与角联分支本身的风阻无关。第116页/共232页第一百一十六页，共232页。117ABCDEFGHMNPABCDEHGNMP2角联分支(fnzh)的应用目录(ml)第117页/共232页第一百一十七页，共232页。118七、井巷风阻变化引起(ynq)风流变化的规律如图，假设总进风量(fngling)Q不变，分支2、3串联后再与分支1并联，当R2 ，R1、R3不变。ABCD123Q试问Q1、Q2、Q3， h1 、 h 2、 h3将如何(rh)变化？目录第118页/共232页第一百一十八页，共232页。119R2 （R2R3） ABCD123Q （Q2 Q3） h3R3 Q32 Q1 hACh1R1 Q12 hAC h2h3 h2 当R2 , h1 , h2 , h3 ; Q1 , Q2 ,Q3。目录(ml)第119页/共232页第一百一十九页，共232页。120巷道密闭(mb)相当于该分支的风阻增至无穷大，故本分支风量减少到趋近于0；对其它分支的影响规律与分支增阻相同。巷道(hng do)贯通时相当于新加分支的风阻由减小至巷道(hng do)贯通时的风阻，其风量增大，风流方向取决于巷道(hng do)两端压能差；对其他分支的影响规律与分支减阻相同目录(ml)第120页/共232页第一百二十页，共232页。121八、 矿井风量(fngling)调节1矿井(kungjng)风量调节的类型（1）按调节(tioji)设施分，有：通风机、射流器、风窗、风幕和增加并联井巷或扩大通风断面等。（2）按其调节的范围，有：局部风量调节与矿井总风量调节。（3）从通风能量的角度看，有增能调节、耗能调节和节能调节。目录第121页/共232页第一百二十一页，共232页。1222风量(fngling)调节的意义第122页/共232页第一百二十二页，共232页。1233局部(jb)风量调节是指在采区内部各工作面间，采区之间或生产水平(shupng)之间的风量调节。（1）增阻调节法 最普遍(pbin)的方法增阻调节法是通过在巷道中安设调节风窗等设施，增大巷道的局部阻力，从而降低与该巷道处于同一通路中的风量，或增大与其关联的通路上的风量。目录第123页/共232页第一百二十三页，共232页。目录(ml)第124页/共232页第一百二十四页，共232页。125调节风窗开口面积(min j)计算： 当Sc/S0.5时，其中Sc调节风窗的断面积(min j)，开口面积(min j)；cccRSShSQQSS84. 065. 084. 065. 0当Sc/S0.5时，cccRSShSQQSS759. 01759. 0S巷道(hng do)的断面积；Q通过的风量；hc调节风窗的阻力；Rc调节风窗的风阻。Rchc/Q2目录第125页/共232页第一百二十五页，共232页。126（2）减阻调节(tioji)法主要(zhyo)措施： 扩大巷道(hng do)断面； 降低摩擦阻力系数； 清除巷道中的局部阻力物； 采用并联风路； 缩短风流路线的总长度。目录第126页/共232页第一百二十六页，共232页。127减阻调节(tioji)法的特点可以降低矿井总风阻，增加矿井总风量；但降阻措施(cush)的工程量和投资一般都较大。RRhQFQQhhQ Q，h h目录(ml)第127页/共232页第一百二十七页，共232页。128（3）增能调节(tioji)法主要(zhyo)措施辅扇。辅扇的安设主要(zhyo)有两种方法：有风墙的辅扇和无风墙的辅扇。无风墙的辅扇主要(zhyo)是利用辅扇的出口动能增加风量。特点：增加矿井总风量，减少矿井主扇能耗。目录第128页/共232页第一百二十八页，共232页。129辅助(fzh)通风机的安装示意图第125条 矿井通风系统中，如果某一分区风路的风阻过大，主要通风机不能供给其足够风量时，可在井下安设辅助通风机，但必须供给辅助通风机房新鲜风流(fngli)；在辅助通风机停止运转期间，必须打开绕道风门。严禁在煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井中安设辅助通风机。目录(ml)第129页/共232页第一百二十九页，共232页。130Ep.并联通风系统的总风量Q1=20m3/s，巷道断面(dun min)为4m2，左翼需风量12m3/s,右翼需风量8m3/s。各巷道的风阻为R1=0.02, R2=0.28, R3=0. 2 ，R4=0.025k。采用风窗调节风量，求风窗的面积和该系统的阻力 。解：BA3421 自然(zrn)分配时：Q29.2m3/s , Q310.8m3/s Q2Q32028. 02 . 02332RRQQ目录(ml)第130页/共232页第一百三十页，共232页。131BA3421 按需分配(n x fn pi)时：Q212 9.2, Q38 10.8 m3/sh2R2Q22395Pa , 风窗应安置(nzh)在分支3中，其风压h为:h h2h3270 Pa此时该系统(xtng)的总阻力为:hh1h2h4 0.029.8202395 0.0259.8202 571.4 Pa或hh1h3h4 hch3R3Q32125 Pa 目录第131页/共232页第一百三十一页，共232页。132风窗的阻力(zl)为h为270 Pa，其面积为：2,53. 0270484. 0865. 04884. 065. 0mhSQQSScc问题(wnt)：如图，CD和DE之间的压差(y ch)各为多少？BA3421CDE目录第132页/共232页第一百三十二页，共232页。1334矿井(kungjng)总风量调节当矿井（或一翼）总风量不足(bz)或过剩时，需调节总风量，也就是调整主扇的工况点。改变(gibin)主扇工作特性通过改变主扇的叶轮转速、轴流式风机叶片安装角和离心式风机前导器叶片角度等，可以改变通风机的风压特性，从而达到调节风机所在系统总风量的目的。目录第133页/共232页第一百三十三页，共232页。134（1）改变(gibin)矿井总风阻 风硐闸门(zhmn)调节法通过改变闸门的开口(ki ku)大小可以改变风机的总工作风阻，从而可调节风机的工作风压。对于离心式风机，当风量过剩时，用风硐中的闸门增加风阻以降低风量，可减少电耗。 降低矿井总风阻当矿井总风量不足时，如果能降低矿井总风阻，则不仅可增大矿井总风量，而且可以降低矿井总阻力。目录第134页/共232页第一百三十四页，共232页。135返回(fnhu)本章目录(ml)QHNHtNQ1Q2M2M1R1R2第135页/共232页第一百三十五页，共232页。第六章 局 部 通 风第136页/共232页第一百三十六页，共232页。137一、局部(jb)通风方法概念1盲巷2盲巷中的盲巷目录(ml)3扩散(kusn)通风4循环风第137页/共232页第一百三十七页，共232页。138二、压入式通风(tng fng)示意图BDCEA工 作 面 回 风 流LQ2Q3Q吸Q1 10m工 作 面 风 流Q1=Q吸Q3Q2与Q吸哪个(n ge)大？Q39S，m3/min；（v0.15m/s）。 目录(ml)第138页/共232页第一百三十八页，共232页。139萍乡矿务局规定风筒末端到齐头(q tu)的距离L为： 煤巷、半煤巷不大于35m； 天眼(tin yn) 1.5m，并配斜口风筒； 岩巷不大于10m； 使用(shyng)扒碴机的巷道中，风筒不落后扒碴机或15m。目录第139页/共232页第一百三十九页，共232页。140巷道风流(fngli)划定： 有支架的巷道(hng do)，距支架和巷底各为50mm的巷道(hng do)空间内的风流； 无支架或用锚喷、砌碹支护(zh h)的巷道，距巷道顶、帮、底各为200mm的巷道空间内的风流。 风流50mm风流200mm目录第140页/共232页第一百四十页，共232页。141瓦斯测定(cdng)范围 工作面风流(fngli)工 作 面 回 风 流工 作 面 风 流DCEA 工作面回风流(fngli) 局部瓦斯（积聚） 风机及其开关附近MNPCCH42.0%V0.5m3目录第141页/共232页第一百四十一页，共232页。142三、混合式通风(tng fng)混合式通风应采用(ciyng)“长压短抽”的方式，如图：FABCDE5m50m 10m目录(ml)第142页/共232页第一百四十二页，共232页。143四、矿井(kungjng)全风压通风1风筒导风2平行(pngxng)巷道导风3钻孔(zun kn)导风4风障导风第143页/共232页第一百四十三页，共232页。144五、引射器通风(tng fng)目录(ml)第144页/共232页第一百四十四页，共232页。145六、局部通风装备由三部分(b fen)组成：局部(jb)通风装备局部通风动力(dngl)装备：风筒附属装置局扇柔性引射器刚性消音装置风罩整流器等第145页/共232页第一百四十五页，共232页。146（一）风筒1风筒的基本(jbn)要求风筒是最常见的导风装置(zhungzh)。对风筒的基本要求是漏风小、质量轻、拆装方便。规程第128条 安装和使用局部通风机和风筒应遵守下列规定：必须采用抗静电、阻燃风筒。风筒口到掘进(jujn)工作面的距离以及混合式通风的局部通风机和风筒的安设，应在作业规程中明确规定。目录第146页/共232页第一百四十六页，共232页。1472风筒种类(zhngli)（1）按材料力学(ci lio l xu)性质分类 刚性风筒：金属板或玻璃(b l)钢材制成。 柔性风筒：胶布、橡胶、帆布、人造革制成。常用胶布风筒。严禁使用塑料、尼龙纺织风筒。（2）按用途分类导风风筒、“T”型风筒、弯风筒、异径风筒、斜口风筒。目录第147页/共232页第一百四十七页，共232页。148“T”型风筒的作用(zuyng)：卸载(xi zi)作用限流作用(zuyng)异径风筒的作用：斜口风筒的作用：目录第148页/共232页第一百四十八页，共232页。1493.实际(shj)计算风筒百米风阻R100胶布风筒的摩擦阻力系数(xsh)与百米风阻R100可参用下