通风安全学学习.pptx

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1、1二、地面空气的组成按体积计算：O220.96%，N279%，CO20.04%。三、矿井空气的主要成分及基本性质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210m上 顺 槽下 顺 槽切 顶 线煤 壁污风污风目录第2页/共232页3 O2浓度，CO2浓度；有害气体混入；固体微粒混入；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4四、矿井空气主要成分的质量（浓度）标准1规程135条规定：矿井总回风巷或

2、一翼回风巷中瓦斯或二氧化碳浓度超过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53规程139条规定：采掘工作面风流中二氧化碳浓度达到1.5%时，必须停止工作，撤出人员，查明原因，制定措施，进行处理。目录第5页/共232页6五、体积浓度和质量浓度的换算：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。如CO2的克分子量为44g,故相当于体积浓度0.5%的CO2的质量浓度为：1m3的空气0.005m3的CO20.

3、0224m3的CO244g的CO2目录第6页/共232页7六、矿井空气中常见的有害气体及其基本性质：常见的有害气体一氧化碳甲烷（第九章）氢 气氨 气二氧化硫硫化氢二氧化氮第7页/共232页81一氧化碳（CO）（1）CO是一种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，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92硫化氢（H2S）（1）H2S是一种无色、微甜、有浓烈的臭鸡蛋味的气体；（2）能燃烧，有爆炸性。（3）有剧毒，有强烈的刺激作

4、用。中毒症状见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103二氧化氮（NO2）（1）褐红色，有强烈刺激气味。（2）易溶于水：NO2H2O HNO3。（硝酸）（3）中毒有潜伏期。（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114二氧化硫（SO2）（1）无色，有强烈的硫磺味。（2）易溶于水：SO2H2O H2SO4。（硫酸）（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；

5、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12七、矿井空气中有害气体的安全浓度标准：规程第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13八、有害气体的检测1CO检测（1）取样到化验室分析。（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

6、、秒表、温度计及一次性检定管。（3）遥测目录第13页/共232页取样唧筒1气体入口；2 检定管插孔；3 三通阀阀把；4 活塞柱；5比色板；6温度计目录第14页/共232页152比长式CO检定管的使用（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4消除剂5玻璃粉6指示剂（发烟硫酸、I2O5）目录第15页/共232页162CH4检测（1）取样到化验室分析。（2）用光学瓦检器检测。（3）用便携式电子检测器检测。目录（4）遥测。第16页/共232页17九、矿井气候概念：1温度规程102条 进风井口以下的空气温度（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

7、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18影响矿井温度的因素：（1）岩石温度的影响。（2）地面空气温度对井下气温的影响。（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19进风井出现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目录第19页/共232页2

8、02对湿度（1）绝对湿度。：（2）相对温度目录井下较为适宜的值：5060%。第20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%，进入矿井后，空气温度降为27，若空气的绝对湿度不变，求进入矿井后的相对湿度。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=?目录第21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矿井第二个气候条件 “冬干夏湿

9、”？进风井会出现矿井第二个气候条件的原因：有恒温屋的存在。目录第22页/共232页23（3）矿井空气的相对湿度的测定：测定仪器：手摇式湿度计或风扇式湿度计。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24ep3.矿井的总风量Q=2500m3/min,入风温度为5，空气相对湿度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风量带走的水量Q1为：Q1=17.290%6.870%10.72 克1

10、天风量带走的水量Q水为：目录第24页/共232页253风速（1）规程101条对井下风速的限定：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

11、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目录第25页/共232页26（2）风速的测定（P322）测风仪表：风表可分为高速（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27 测风方法线路法：一分钟内走完全路程。分格定点法：一分钟，每格时间相同。目录第27页/共232页28 测风方式迎面式：侧身式：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

12、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29 风速的计算：V表 V真 V实际 Q。V真abV表V实际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,求该巷道通过的风量。2.8m1.55mS2.81.551.422 7.42 m2先求出巷道面积：目录第30页/共232页31解：V真abV表 20.934.

13、7 （m/s）V实际KV真0.9464.74.447（m/s）QV实际S4.4477.4233（m3/s）【思考】：可不可以用 QV真（S0.4）计算风量？目录第31页/共232页32测风规定：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；每次测量结果误差不应超过5%，然后取3次的平均值。目录第32页/共232页33第二章矿井空气流动基本理论一、矿井空气主要物理参数1.压力压力的单位及其换算见P396。2.密度第

14、33页/共232页34附 表 1-1目录单位名称单位名称PammH2OmmHgatmPa10.1019727.5006210-39.8693210-6mmH2O9.8066517.3555910-29.6784110-5mmHg133.32213.59511.3157910-3atm10132510332.37601第34页/共232页35Ep.已知，地面大气压P为760mmHg，温度t为15，相对湿度为90%，求空气的密度。解：查表P397，得t为15时Ps为17.04102Pa。=1.218/m3第35页/共232页36二、风流能量与压力：1静压能静压（1）绝对压力：（2）相对压力：h=P

15、P02重力位能EpogZ位能与静压可以相互转化。第36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目录第37页/共232页38 3动压目录（1）只有做定向流动的空气才具有动压，因此动压具有方向性。（2）动压总是大于0。（3）同一断面，各点的动压值不等。第38页/共232页39三、风流点压力及其相互关系绝对全压Pt 绝对静压P动压hv相对全压ht 相对静压h动压hv目录 h=PP0第39页/共2

16、32页403018Z（1）测量相对全压Pt。（2）测量相对静压ht。（3）测量动压hv。目录第40页/共232页413018Z 判断是抽出式通风还是压入式通风；判断绝对全压端和绝对静压端；写出相对全压、相对静压和动压。目录步骤：第41页/共232页42（4）两点间压力差的测量返回本节返回本章目录第42页/共232页43四、可压缩气体能量方程：21Z1Z21单位体积（m3）流体能量方程：目录式中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44其中，平均密度21Z1Z2目录第44页/共232页4521Z1Z2有压源的单位体积（m3）流体能量方

17、程：J/m3目录第45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。基准面一般应选在所讨论系统的最低水平。位能差的计算同前。（3）动能很小，m可用1，2断面上的密度代替。目录第46页/共232页Ep.用压差计测井巷通风阻力目录第47页/共232页48用压差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测定。目录第48页/共232页49第三章 井巷通风阻力一、风流流态：1.层流2.紊流

18、目录梯形C=4.16；三心拱C=3.85；半圆拱C=3.85 第49页/共232页3.紊流中风速分布规律在层流边层以外，从巷壁向巷道轴心方向，风速逐渐增大，呈抛物线分布，如图见P39。目录第50页/共232页二、摩擦阻力系数与摩擦风阻1摩擦阻力：目录第51页/共232页2摩擦阻力系数的选取：井巷各种支护形式的值一般是通过实测和模型实验得到。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：目录第52页/共232页 纵口径是指支架间距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。随的变化曲线：目录第53页/共232页三、井巷

19、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值，然后计算出该井巷的摩擦阻力。目录第54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。四、生产矿井一段巷道阻力测定（压差计法）目录第55页/共232页Ep2.某主要运输巷道长L=2000m，用不完全木支架，支柱直径d0=0.2m，棚

20、子间距l=1.0m，巷道断面S=5,巷道中流过的风量为30m3/s，预计巷道中空气密度为1.23/m3,求该巷道的通风阻力。解：查表P400，得：0198.910-40.890.0195 Ns2/m4 ,目录第56页/共232页三、局部阻力令：单位Ns2/m8,/m7。有：单位Pa。目录第57页/共232页58井巷局部阻力系数值表P405目录第58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。h=RQ2可画成曲线：3风阻定律与能量方程的联系：四、井巷阻力特性曲线：hRQ目录第59页/共232页P2=P1+mg（Z1Z2）在实

21、际中，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。当空气静止时，Q为0，hR为0，V为0，有测h测QR测Qh目录第60页/共232页1矿井通风总阻力的叠加原则：2矿井总风阻五、矿井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：Ns2/m8。多风井的矿井总风阻：（见风流功率后）目录第61页/共232页1等积孔六、矿井等积孔目录第62页/共232页2矿井通风难易程度分级：A2，通风容易；A：12，通风一般；A1，通风困难

22、。目录第63页/共232页1风流功率的概念：七、风流的功率与电耗风流在单位时间内所做的功叫做风流功率，单位为Nm/s。通风困难的井巷或矿井，其风流的功率必大，电耗必多。目录第64页/共232页2矿井一天的通风电费：其中ht、Qt分别为矿井主扇的风压、风量；e每度电的单价，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ep.如图所示的矿井，左右两翼的通风阻力分别的：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。左右目录第66页

23、/共232页解：两翼的总回风量为：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.左右Q左60m3/sQ右70m3/s目录第67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等于左右两翼的功率之和：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总目录第68页/

24、共232页第四章 通 风 动 力第69页/共232页70一、自然风压及其形成和计算1自然风压概念 如图：由于空气柱012与543的密度不等，导致两空气柱作用在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目录第70页/共232页71Ep.如图所示的通风系统，在利用气压计法测定该系统通风阻力的同时，测行了图中各测点的空气密度如表所示，求此系统自然风压HN。通风系统不同标高处空气空气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-

25、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目录第71页/共232页72解：789101165421-300+253+251.250/m3.同理求得，m6-111.213/m3.HN（m1-5m6-11）gZ（1.2501.213）9.8325117.8 Pa目录第72页/共232页73二、主要

26、通风机附属装置附属装置一、风 硐二、扩 散 器三、防 爆 门（盖）四、反风装置和功能规程规定目录第73页/共232页741风硐目录第74页/共232页75 2扩散器目录第75页/共232页763防爆门规程第121条规定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。目录第76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的距离至少要短10m。a+10bab目录第77页/共232页784.反风装置-设专用反风道反风目录第78页/共232页79反风要求规程第122条 生产矿井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

27、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；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80斜风井井口布置示意图目录第80页/共232页81三、通风系统主要参数关系和风机房水柱计示值含义如图，水柱计示值为4断面相对静压h4为负值。h454132Z目录第81页/共232页82四、通风机的个体特性曲线1工况点Q1Q2H2H1QH或hM1（R1）M2（R2）FR3Q3H3第82页/共232页832.轴流式风机个体特性曲线H（Pa）50100Q（m3/s）20004000906030（%）Q1H1N，KWQN1RH

28、tN1MPQ目录第83页/共232页84H（Pa）50100Q（m3/s）20004000906030（%）Q3H1N，KWQN1R1HtN1M1M2M3R2R3Q2Q1H2H3N2N3分析：R2R1R3时，工况点如何变化？Q3 Q1 Q2H2 H1 H3N3 N1 Q2Q1（2）当Q，H；N。Q2Q1，N2N1目录第86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全闭，待其达到正常转速后再将闸门打开。QHNHtNQ1Q2M2M1R1R2（4）当供风量超过需风量过大时，常常利用闸门加阻来减少工作风量，以节省电耗。目录第87页/共232

29、页884风机特性曲线的改变轴流式风机通过改变叶片安装角来改变风机特性曲线；离心式风机通过改变转速来改变风机特性曲线。RF2n=630当井巷风阻一定时，当改变风机特性曲线，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89五、例题 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

30、机。分析：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。目录第89页/共232页90解：1.计算主扇的工作风量：QfKQm 1.1540 46m3/s2.计算主扇工作风压Hsmax hmaxhHNOP 255119649 2796Pah=196Pa,为风机装置各部分阻力Hsminhmin hHNAS 1668196147 =1717Pa自然风压目录第90页/共232页913.通风机全压HtmaxHsmaxhvd2796492845PaHtminHsminhvd1717491766Pa4.根据设计工况点初选风机P79。见下页5.求风机实际工况点P81。风机装置动压目录第

31、91页/共232页92第92页/共232页93第93页/共232页第五章 矿井通风网络中风量分配与调节第94页/共232页95第95页/共232页967654321PQDCBA规程第120条 矿井通风系统图必须标明风流方向、风量和通风设施的安装地点。必须按季绘制通风系统图，并按月补充修改。多煤层同时开采的矿井，必须绘制分层通风系统图。矿井应绘制矿井通风系统立体示意图和矿井通矿井通风网络图风网络图。目录一、矿井通风网络与网络图 第96页/共232页97如图，为一采区的两个工作面，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目录第97页/共232页98GA

32、BCDHEPFQMCADEFHPQGMB网络图绘制如下：目录第98页/共232页99二、风量平衡定律1节点风量平衡：是指在稳定通风条件下，单位时间流入某节点的空气质量等于流出该节点的空气质量。（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。即：Q1Q2Q3Q4Q5目录第99页/共232页100三、能量平衡定律1无动力源是指任一闭合回路中，各分支的阻力代数和等于0。DC654321FEBAEp.回路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1

33、012有动力源是指任一闭合回路中，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：hABhBChCD hDE hEF Ht0 得：Ht hABhBChCD hDE hEF 目录第101页/共232页102B5A132C46ep2通风网络图如图，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。返回本章返回本节目录第102页/共232页103四、串联风路目录 煤 壁 老塘BACDEF2345112345第

34、103页/共232页1041.串联通风的特性（1）风量相等 Q总Q1Q2Q3Q4Q5（2）风压相加h总h1h2h3h4h512345（3）风阻相加R总R1R2R3R4R5（4）串联风路等积孔与各分支等积孔的关系目录第104页/共232页1052.串联风路等效特性曲线 CBADERDE=RAB+RBC目录第105页/共232页106串联风路等效特性曲线绘制如下先在hQ坐标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

35、录第106页/共232页1073串联风路 串联通风串联通风是指井下用风地点的回风再次进入其它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目录第107页/共232页108五、并联风网1概念由两条或两条以上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109五、并联风网（1）风量相加 B21345AQ总Q1Q2Q3Q4Q5（2）风压相等h总h1h2h3h4h5（3）等积孔相加 A总A1A2A3A4A5 目录1.并联风

36、网特性第109页/共232页110（4）并联风网总风阻与各分支风阻的关系 B21345A（5）并联风网的风量分配当总风量不变，Ri，Qi,Qj。h总h1h2h3h4h5 目录第110页/共232页1112并联风网等效特性曲线CDAB12ABCD目录第111页/共232页112并联风网等效特性曲线绘制如下：先在hQ坐标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1133例题：ep1通风系统如图

37、，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目录第113页/共232页114B5346ACD12解：风门关闭时，系统如图，总风阻R为：R R1 R2 R3R4 R5 0.5 k 系统的风量Q为：目录第114页/共232页115 打开风门后，巷道6中有风流，系统如图，总风阻R为：B5346ACD12系统的总风量Q为：工作面风量为：Q32.5 m3/

38、s目录第115页/共232页116六、角联风网1简单角联分支风向 7654321PQDCBA目录K1，BCK1，CBK1，风流停滞结论：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117ABCDEFGHMNPABCDEHGNMP2角联分支的应用目录第117页/共232页118七、井巷风阻变化引起风流变化的规律如图，假设总进风量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将如何变化？目录第118页/共232页119R2（R2R3）ABCD123Q（Q2 Q3）

39、h3R3 Q32 Q1 hACh1R1 Q12 hAC h2h3 h2 当R2,h1,h2,h3;Q1,Q2,Q3。目录第119页/共232页120巷道密闭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。巷道贯通时相当于新加分支的风阻由减小至巷道贯通时的风阻，其风量增大，风流方向取决于巷道两端压能差；对其他分支的影响规律与分支减阻相同目录第120页/共232页121八、矿井风量调节1矿井风量调节的类型（1）按调节设施分，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

40、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1222风量调节的意义第122页/共232页1233局部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之间的风量调节。（1）增阻调节法 最普遍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页目录第124页/共232页125调节风窗开口面积计算：当Sc/S0.5时，其中Sc调节风窗的断面积，开口面积；当Sc/S0.5时，S巷道的断面积；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

41、录第125页/共232页126（2）减阻调节法主要措施：扩大巷道断面；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127减阻调节法的特点可以降低矿井总风阻，增加矿井总风量；但降阻措施的工程量和投资一般都较大。RRhQFQQhhQ Q，h h目录第127页/共232页128（3）增能调节法主要措施辅扇。辅扇的安设主要有两种方法：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129辅助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

42、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；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。目录第129页/共232页130Ep.并联通风系统的总风量Q1=20m3/s，巷道断面为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 自然分配时：Q29.2m3/s,Q310.8m3/s Q2Q320目录第130页/共232页131BA3421

43、按需分配时：Q212 9.2,Q38 10.8 m3/sh2R2Q22395Pa,风窗应安置在分支3中，其风压h为:h h2h3270 Pa此时该系统的总阻力为:hh1h2h4 0.029.8202395 0.0259.8202 571.4 Pa或hh1h3h4 hch3R3Q32125 Pa 目录第131页/共232页132风窗的阻力为h为270 Pa，其面积为：问题：如图，CD和DE之间的压差各为多少？BA3421CDE目录第132页/共232页1334矿井总风量调节当矿井（或一翼）总风量不足或过剩时，需调节总风量，也就是调整主扇的工况点。改变主扇工作特性通过改变主扇的叶轮转速、轴流式风机

44、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134（1）改变矿井总风阻 风硐闸门调节法通过改变闸门的开口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135返回本章目录QHNHtNQ1Q2M2M1R1R2第135页/共232页第六章 局 部 通 风第136页/共232页137一、局部通风方法概念1

45、盲巷2盲巷中的盲巷目录3扩散通风4循环风第137页/共232页138二、压入式通风示意图BDCEA工 作 面 回 风 流LQ2Q3Q吸Q110m工 作 面 风 流Q1=Q吸Q3Q2与Q吸哪个大？Q39S，m3/min；（v0.15m/s）。目录第138页/共232页139萍乡矿务局规定风筒末端到齐头的距离L为：煤巷、半煤巷不大于35m；天眼1.5m，并配斜口风筒；岩巷不大于10m；使用扒碴机的巷道中，风筒不落后扒碴机或15m。目录第139页/共232页140巷道风流划定：有支架的巷道，距支架和巷底各为50mm的巷道空间内的风流；无支架或用锚喷、砌碹支护的巷道，距巷道顶、帮、底各为200mm的巷

46、道空间内的风流。风流50mm风流200mm目录第140页/共232页141瓦斯测定范围 工作面风流工 作 面 回 风 流工 作 面 风 流DCEA 工作面回风流 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142三、混合式通风混合式通风应采用“长压短抽”的方式，如图：FABCDE5m50m10m目录第142页/共232页143四、矿井全风压通风1风筒导风2平行巷道导风3钻孔导风4风障导风第143页/共232页144五、引射器通风目录第144页/共232页145六、局部通风装备由三部分组成：局部通风装备局部通风动力装备：风筒附属装置局扇柔性引射器刚

47、性消音装置风罩整流器等第145页/共232页146（一）风筒1风筒的基本要求风筒是最常见的导风装置。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1472风筒种类（1）按材料力学性质分类 刚性风筒：金属板或玻璃钢材制成。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148“

48、T”型风筒的作用：卸载作用限流作用异径风筒的作用：斜口风筒的作用：目录第148页/共232页1493.实际计算风筒百米风阻R100胶布风筒的摩擦阻力系数与百米风阻R100可参用下表P123：风筒直径风筒直径 300 300 400 400 500 500 600 600 700 700 800 800 900 9001000100010104 4 53 53 49 49 45 45 41 41 38 38 32 32 30 30 29 29R R100100 424 424 314 314 94 94 34 34 4.7 4.7 6.5 6.5 3.3 3.3 2.0 2.0目录第149页/共

49、232页1504风筒漏风（leak）（1）漏风形式连续的均匀漏风 接头漏风 针眼漏风（2）风筒风量计算式中Qa、Qh分别为通风机风量与风筒出口风量。QaQbQ目录第150页/共232页151（二）局部通风机1局扇基本要求掘进工作面通风要求局扇体积小、风压高、效率高、噪声低、性能可调、坚固防爆。目录第151页/共232页152规程第741条 作业场所的噪声，不应超过85dB（A）。大于85dB（A）时，需配备个人防护用品；大于或等于90dB（A）时，还应采取降低作业场所噪声的措施。通风质量标准规定：风机功率5.5KW要装消音器。目录第152页/共232页1532局扇安装离地高度0.3m。规程第1

50、28条 安装和使用局部通风机和风筒应遵守下列规定：（1）局部通风机必须由指定人员负责管理，保证正常运转。（2）压入式局部通风机和启动装置，必须安装在进风巷道中，距掘进巷道回风口不得小于10m；全风压供给该处的风量必须大于局部通风机的吸入风量，局部通风机安装地点到回风口间的巷道中的最低风速必须符合本规程第101条的有关规定。目录第153页/共232页1543性能曲线图。分析：当风筒加长时，风阻增大，由R1R2，风机工作风压增高，风量减小。Q，m3/sH，PaOR2R1M2M1M3BKJ66-115.05.6Q2Q1Q3H1H2H3分析：当风机型号变化时，风机的工况点也会发生变化，如图，当改用5.