矿井主要通风设备
矿井通风设施
矿井通风设施矿井通风设施为了使井下风流沿指定路线流动分配，必须在某些巷道内建筑引导控制风流的构筑物即通风设施。
通风设施分为引导风流和隔断风流的设施。
一、引导风流的设施（1）风硐∶风硐是连接扇风机装置和风井的一段巷道。
风硐多用混凝土、砖石等建筑材料构筑成圆形或矩形巷道，这是由风硐的特点决定的，见图 2-1。
（2）风桥∶风桥是将两股平面交汇的新风流和污风流隔成立体交汇的新污分开的一种通风设施。
根据结构特点不同，风桥可分为绕道式风桥、混凝土风桥和铁筒风桥 3 种。
（3）风窗（卡）∶风窗是设在巷道内的墙或门上，面积可调的金具非金路扩j业安技术窗口，通过调节窗口面积从而达到调节风量的目的。
（4）风缝∶在巷道内利用木板、苇席、风筒布做成布幛，起到引导风流的作用。
常用此方法处理高冒处、落山角等处积聚的瓦斯。
（5）风筒∶在巷道中利用正压或负压通风动力，通过管道把指定的风量送到目的地，这个管道就叫风筒。
二、隔断风流设施（一）防爆门（帽）防爆门（帽）是装在扇风机筒，为防止井下发生瓦斯爆炸时产生的冲击波段坏扇风机的安全设施。
当井下发生瓦斯爆炸时，防爆门（唱》即能被气浪冲开，爆炸波直接冲入大气，从而起到保护扇风机的作用。
（二）挡风墙在不允许风流通过，也不允许车、人通过的井巷，如采空区、旧巷、火区以及进风与回风大巷之间的联络小眼，都必须设置挡风培，将风流截断，以免造成漏风，以致风流形成短路使通风系统失去稳定性而发生事故。
挡风墙分临时挡风墙和永久挡风墙。
临时挡风墙∶一般是在立柱上钉木板，木板上抹黄泥建成临时挡风墙。
临时挡风墙一般在服务年限不长、巷道围岩压力小、漏风率要求不严时使用。
永久挡风墙∶一般使用料石、砖土、水泥、混凝土建筑。
永久挡风墙一般在服务年限长，巷道围岩压力大、漏风率要求严时使用。
（三）风门在不允许风流通过，但允许人或车通过的巷道内，必须设置风门。
风门按结构分普通风门和自动风门。
（四）通风设施管理规定（1）通风部门做好系统的调整，尽量减少风卡，以自然分配风量为主。
矿井通风系统管理
矿井通风系统管理矿井通风系统是矿山安全生产中至关重要的设施之一。
它的管理与维护对于保障矿工的安全和提高生产效率具有重要意义。
本文将从以下几个方面介绍矿井通风系统的管理。
一、矿井通风系统的构成矿井通风系统主要由风机、风门、风道等构成。
其中，风机是通风系统的核心设备，其作用是通过产生强大的气流，将混合气排入外部环境，并将新鲜空气送入矿井。
风门用来控制气流的流向和量，而风道则是气流传输的通道。
二、矿井通风系统的管理原则1. 保证通风系统的正常运行。
通风系统是矿井安全生产的基础，必须保证其正常运行。
管理者应定期检查设备的运行情况，及时修复设备故障，保证设备的正常工作。
2. 保证通风系统的安全性能。
通风系统的安全性能是保证矿工安全的前提条件。
管理者应做好设备的维护和保养工作，定期检验设备的安全性能，确保设备达到相关的安全标准。
3. 优化通风系统的运行效率。
通风系统的运行效率直接关系到矿山的生产效率和经济效益。
管理者应根据实际情况，调整通风系统的运行参数，以提高通风系统的运行效率。
三、矿井通风系统的管理措施1. 建立健全的管理制度。
管理者应制定通风系统的管理制度，明确各项管理职责和工作流程，规范通风系统的管理活动。
2. 加强设备维护保养。
管理者应建立设备维护保养档案，定期进行设备的维护保养工作，及时清理设备的积尘和堵塞，防止设备的故障发生。
四、矿井通风系统的管理效果评估为了及时发现问题和改进管理措施，管理者应定期进行通风系统的管理效果评估工作。
评估的内容包括设备的安全性能、运行效率和维护保养情况等。
通过评估结果，及时调整管理措施，提高通风系统的管理效果。
五、矿井通风系统管理的挑战与对策矿井通风系统管理面临着一些挑战，如设备老化、维护成本高等。
针对这些挑战，管理者可以采取一些对策，如定期进行设备更新，加强人员培训，提高管理水平等。
矿井通风系统的管理工作是矿山安全生产的重要组成部分，只有保证通风系统正常运行和安全性能，才能保障矿工的安全和提高生产效率。
矿井通风设备概述和作用
主要通风机装置示意图
1 轴流式通风机
(二)通风机的工作原理 1.离心式通风机的工作 原理
离心式通风机主要由叶轮、 轴、进风口、螺线形机壳、 前导器锥形扩散器等组成。 当电动机带动转子旋转时， 叶轮流道中的空气在叶片 作用下随叶轮一起转动， 在离心力的作用下能量升 高，并由叶轮中心沿径向 流向叶轮外缘，经螺线形 外壳和锥形扩散器排至大 气。同时，在叶轮中心和 进口处形成真空，外部空 气在大气压力作用下经进 风口进入叶轮，形成连续 流动。
第六章 矿井通风设备
作用向井下输送足够的新鲜空气，稀释和
排除有害、有毒气体，调节井下所需的风量、 温度和湿度，改善劳动条件，保证矿井安全生 产。
《煤矿安全规程》规定(P58第107条)：矿井 必须有完整、独立的通风系统。
二、矿井通风机的类型和工作原理
（一）风机的类型和原理 通风机的分类 通风机按服务范围分，可分为主要通 风机（它负责全矿井或某一区域通风任务）和局部通 风机（它负责掘进工作面或加强采煤工作面通风）；
2.轴流式风机的工作原理
❖ 轴流式风机主要由叶轮(由轮毂1和叶片2组成)、轴3、 圆筒形外壳4、进风口（由集流器5和流线体6组成）、 整流器7和扩散器8组成。
❖ 当电动机通过轴带动叶轮旋转时，叶片间气体增加 了动能和压力能，在叶轮的排出侧形成具有一定压 力的高压区，以接近轴线的方向通过扩散器排出， 同时在入口侧形成具有一定真空度的低压区，外部 空气在大气压力作用下经集流器进入叶轮形成连续 风流。
矿井通风设备概述 和作用
第一节概述
矿井通风设备包括通风机、电气设备、扩散器 及反风装置等。
一、矿井空气
井下由于采矿作业而产生的有害气体，在煤矿中主要有：储藏在煤层中的瓦斯，如沼 气，碳酸气，一氧化碳，二氧化碳等。井下这些有害气体，如不及时排出，就会毒害 井下从事劳动的工作人员，轻者降低劳动生产率，重者造成中毒事故，严重时甚至死 亡。这些气体中，有的超过一定浓度（如一氧化碳，沼气等）还会引起爆炸。
矿井通风设备
图8—5
（二）轴流式通风机基本方程式
1、理论压头（风压） 不考虑任何损失的情况下，叶栅输入的功率 △P等于输出功率：
P pT Q P M pT M Q
按照动量矩定理，在稳定流动中，单位时间内 气流动量矩的变化量等于同一时间的外力对同一轴线 的外力矩。则：
2、外壳（螺壳）
风机的外壳的作用是汇集从叶轮流出的气流， 并输送到外壳的出口。
形状 外壳的截面呈螺旋状。其螺壳的型线与 其中气流要求有关。假定气流在所有径向截面中的 流速保持常数，其螺壳的型线应是阿基米德螺线； 若假定叶轮出口绝对速度在圆周方向上的分量，即 旋绕速度C2u的分布规律为C2uR=常数，则螺壳的型 线为对数螺旋线。
S2 pT A BQT 式中，A u ；B
2 2
u 2
S2
cot 2
3、影响理论风压的因素 （1）结构尺寸（D2） （2）运转工况（n） （3）叶片型式（前向、径向、后向） 4、实际风压特性曲线
（二）离心式通风机的类型系数和类型曲线 同类型风机：满足几何相似、运动相似、动力 相似的风机。
b2 c 2 r
4 D2 u 2
2 D2 u 2
b2 c 2 r
Q Q
4 D2 b2 4 r 4 D2
u2 c2r D2 u 2 u2
2 D2 u 2
Q 4 Q 2 D2 u 2 4 Q Q Q 常数 2 2 D2 u 2 D2 u 2 4 4
四、通风机的性能参数 1、风量（流量）（Q） m3/s、m3/min、m3/h 2、风压（P） 通风机的风压分为静压、动压和全压。单位为Pa（N/㎡） （1）静压（Pj） 指单位体积的气体流过通风机后所获得的 压力能（即压力势能）（2）动压（Pd） 指单位体积的气 体流过通风机后所获得的动能。 （3）全压（P） 指单位体积的气体流过通风机后所获得的 总能量。 3、功率 （1）轴功率（P） 单位KW。 （2）有效功率（Pe） 指单位时间内气体从通风机获得的 能量。
矿井主要通风机管理制度
矿井主要通风机管理制度1 总则第一条矿井主要通风机是保证煤矿安全生产的主要设备，为加强矿井主要通风机安全管理，确保主要通风机安全、可靠运行，依据《煤矿安全规程》（2011版）、《山西省煤矿安全质量标准化标准》、《矿山安全法》，结合公司实际情况，特制定本办法。
第二条矿井主要通风机是指担负整个矿井、矿井的一翼或一定区域的通风装置，主要包括有：主要通风机、风机的供（配）电设备、润滑装置、控制与监测、调节风门、防爆门（盖）和风道观察孔等。
第三条本办法适用于xx煤业地面主要通风机。
2 基础管理第四条主要通风机房必须张挂的相关制度及图表，矿机电科将相关管理制度装订成册：1、操作规程。
2、交接班制度。
3、设备维修保养制度。
4、巡回检查制度。
5、岗位责任制。
6、设备包机制度。
7、干部上岗检查制度。
8、要害场所管理制度。
9、消防管理制度。
10、反风操作系统图。
11、供电系统图。
12、巡回检查路线图表。
13、设备主要技术特征表。
电气控制原理图册应在机房内存档。
第五条矿机电科及机电队必须建立有主要通风机管理档案，包括以下内容：矿机电科建立的档案有：1、主要通风机说明书。
2、主要通风机安装图。
3、设备技术特征。
4、机房的设备供电系统图5、电气控制原理图。
6、技术测定与探伤报告。
7、事故记录。
8、风机切换记录。
9、改造及大修记录。
10、主要通风机无计划停电停风应急预案。
11、事故分析追查责任制。
第六条新安装及技术改造后的主要通风设施，必须及时修订操作规程及各项管理制度，并补充完善相关档案管理资料。
3 主要通风机及安全保护设施的要求第七条主要通风机的各部分，包括主要通风机、蝶阀及其启动设备、防爆门（盖）、供电系统、电动机、控制设备和监测装备以及各种保护设施，必须齐全完整，安全可靠。
第八条主要通风机：1、矿井主要通风机必须具有矿用产品安全标志证书（MA）。
2、主要通风机必须安装在地面；装有通风机的井口必须封闭严密，其外部漏风率不得超过5%；基本建设期间回风井有提升设备时，外部漏风率不得超过15%。
矿井通风技术
矿井通风技术矿井通风技术是矿山开采过程中必不可少的一项技术措施，其主要目的是解决矿井中因开采过程产生的有害气体和灰尘等污染物质，以维护矿工安全和健康的工作环境，并保障矿井正常生产和经济效益。
下面就来详细介绍一下矿井通风技术。
一、矿井通风的原理矿井通风的原理主要是利用风力和气流的作用，将新鲜空气从矿井口引入，利用空气流动的物理特性将有害气体和灰尘排出矿井，以维护空气流通，保障矿工安全。
二、矿井通风的分类矿井通风可以根据通风方式分为自然通风和机械通风两种。
1、自然通风：自然通风以自然风力为动力，其原理是利用自然风通过矿井开口处渗透进入矿井，经过井巷内多次反射、分散、合流和挤压，最终将废气排出矿井。
自然通风是比较常用和简单的一种通风方法，但其通风效果和稳定性不如机械通风，常用于一些小型矿井或通风条件较好的矿井中。
2、机械通风：机械通风是根据机械设备排风，通过强制流动空气，使矿井内形成稳定的通风状态。
其通风效果和稳定性较好，能够控制空气流量和空气分布，适用于通风条件较差、危害气体较多的矿井。
三、矿井通风的设备矿井通风设备主要包括风机、风筒、风门等。
1、风机：风机是产生气流的主要设备，根据矿井所需要的气体流量和压力来选择风机的型号和数量。
常用的风机有本质安全式主风机、防爆型主风机、副风机、局部通风机等。
不同的风机有不同的使用范围和使用条件，使用时应根据实际情况进行选择和使用。
2、风筒：风筒是将气流输送到需要通风的地方的设备，其主要作用是承载和传递气流，其质量好坏和安装位置的合理性直接影响矿井通风效果。
3、风门：风门是控制气流分配和方向的设备，通过调整风门的开度和位置来控制通风气流流动速度和方向，以达到最佳通风效果。
四、矿井通风管理矿井通风管理是保障矿井安全和正常生产的关键措施，其主要内容包括通风计划编制、通风系统维护、通风轮换等。
1、通风计划编制：通风计划是制定机械通风或自然通风的前提和基础，应在考虑矿井经营、生产和环境保障的前提下，制定适宜的通风计划。
矿井主要通风机工作风量
H s m in
2500
（ Q f ， min Ht min ） 2000
H=0.9Hmax 合理工况范围
0.843
次大角度 特性曲线
困难时期 （ Q f ， max
1500 最小角度 特性曲线
） H s max
1000
（ Q f ， max H t max ） 500
25°
0
50
100
0.80
设0.7计5 工况点
第五讲 矿井主要通风机选型
1 矿井主要通风机备的要求
矿井必须装设两套同能力的主通风设备，其中一 套备用；
选择通风设备应满足第一开采水平各个时期工况 变化，并使通风设备长期高效运行；
通风机能力应留有一定余量。
第五讲 矿井主要通风机选型
2 矿井主要通风机选型的关键问题
要求：风机满足一水平各个时期工况的变化。 关键点1：风机工况变化的临界点——容易时期和困难时期 关键点2：风机选型主要参数
2500
2000
1500
1000
500
0
50°
45°
40°
25°
30° 35°
0.843
1）根据实际工况点，确定 风机的功率、效率。
2）比较可选风机实际工况 点的风量、风压、功率和 效率等参数。
25°
50
100
0.80 0.75 0.70
30° 35°
150
200
50°
45° 40°
Q (m3/s)
2）矿井通风系统设计 矿井总风量求解 矿井总阻力计算 矿井主要通风机选择的步骤及参数
z
hm
困难时期 H s max hm hd H N
矿用通风机的原理
矿用通风机的原理
矿用通风机是一种用于矿井通风的设备，它的工作原理是通过机械力将新鲜的空气推入矿井，将矿尘、有毒气体和高温空气排出矿井，保持矿井内的空气清新和温度适宜。
矿用通风机通常由电动机、叶轮、轴承和外壳等部分组成。
电动机带动叶轮高速旋转，产生较大的气流。
新鲜空气通过矿井入口进入通风机，并被带动的叶轮迅速推入井下。
推出井下的空气中的矿尘、有毒气体和高温空气则被吸入通风机内部。
在通风机内部，旋转的叶轮产生了较高的动压，推动空气通过通风机的内部空腔。
同时，通风机的外壳上有出风口，可以将处理过的新鲜空气排出矿井，保持矿井内的空气流通。
为了提高矿用通风机的效果，通常会采用多台通风机串联或并联工作。
串联通风机可以提高风量和压力，适用于矿井中较长的通风管道。
并联通风机可以提高可靠性和稳定性，适用于矿井中的分支道路和较复杂的通风系统。
总之，矿用通风机利用机械的旋转力产生气流，将新鲜空气推入矿井并将有害气体排出，起到通风降温、提供良好工作环境的作用。
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P
e
Qp
1000
Qp
1000 P
η=P e =
P
1000 P
j
j
Qp
η=
H
T =
1
(u
g 2
c
2 u
-u
1
c
1u
) ..... 米空气柱
⇒p
T
=ρ(u 2 c2 u-u1c1u ) ...... N / m 2
p
t
=ρu2 c2 u
p
T
=
ρ
u
2
2
-
ρ
u
2
cot β
2
S
Q
T
2
⇒p
T
=A -BQ
T
式中，A =ρ u ；B =
2
ρ u
2
2 S
cot β
2
2
p
t
= ρu 2 c 2u ⇒ p = ρu 2 c 2u k ηSl
2 2
ρu 2 2 p
p ρu c k η ρu 2
c 2u
u k ηsl ∴ = 2 2u sl =
2
p ' ρ'u 2' c 2'u k 'ηs 'l ρ'u 2' c 2'u u 2
' k 'ηs 'l η =η' c 2u =
c 2'u 、且k = k ' sl sl 、
u 2 u 2
' ∴ p ' 2 =
2 ρu '2
∴ p
ρu 2
= p ' ρ'u '2 = p = 常数
2
2
u '
Q = σπD b c
η = 4ση
π b 2
c 2r D 2 u
2 2 2r r
r
4 D u 2 2
4ση
π b 2
c 2r
D 2 u
Q r
4 D u 2 2
∴ = 2 2
Q ' 4σ'η' π
b 2
' c 2' r D 'u ' 4 D 2' 2 2 2
π
D 2 u
∴ Q = 4 2 2 Q ' πD '2
u ' 4 2 2 ∴ Q = Q '
= Q = 常数 πD 2 u πD '2
u '
r
4 2 2 4 2 2
P =Qp
η
Qp πρD 2u 3
∴P
=
η
= 4
2 2 P'Q'p'
π
ρ'D'2u'3
η' 4 2
∴
P
=
P'
2
=P =常数π
ρD 2u 3πρ'D'2u'3
4 2 2 4 2 2
∆ P = p T ∆ Q ∆
P = ∴ p T ∆ M • ω
=
∆ M • ω
∆ Q
∆M= ρ∆Qr (c
2 u -c
1u
)
∴p
T =ρu(c
2 u
-c
1u
)
当c
1u =0时，p
T
=ρuc
2 u
∆c
u
r
c
2u
=u -
c
a
cot β
2
∴p
T
=ρu(u -c
a
cot β
2
)
R
p T = ρu R (u R - c a cot β2 )
Q T = π ( D 2
4
- d 2 )c a
∴ p T = ρu 2 - π cot β2 2 2 Q T .......... .( N / m 2
)
β2
< 90 ︒
( D - d )
4
∆c u r
理论压头特性曲线是一条下斜的直线。
p =ρ
2 2
ρ
2
T .d 2 (c
2
-c
1
) =
2
c
2
p =ρuc -ρ2=ρ(uc -1
c 2 )
T .st 2u 2 c
2u 2u 2 2u
∴p
T .d
p
T
=
1 c
2u
2 u
∴β2< 90︒即c
2u < 1 u
∴静压在全压中的比例大于动压的比例。
二、轴流式通风机的构造及性能
（一）结构
一般矿用轴流式通风机的主要气动部件有叶轮、导叶（前导叶、中导叶、后导叶）、外壳、进风口（集流器、疏流罩）以及出口处的扩散器。
1、叶轮
叶轮是风机的主要部件，决定着风机性能的主要因素是风机翼型、叶轮外径、外径对轮毂的比值（轮毂比）和叶轮转速。
适用于矿用通风机的翼型、CLARK—Y翼型和RAF—6E翼型等。
叶轮外径和风机轴转速决定圆周速度，直接影响到风机全压。
轮毂比与风机比转数有关。
一般说来，轮毂比大时，轴向速度Ca增大，叶片数目z和叶片相对宽度b/l（b为弦长，l为叶展）也相应增大，风机的风压系数提高；反之，轮毂比小，多数取0.6，风压系数也较低。
叶轮叶片安装角直接影响旋绕速度的增量，影响风机全压。
通常，可在10～45°范围内调整。
s s / l
2
+
1
ρc 2
a
+p
3 -4
=h
3
和p
1- 2
+h
2
=p
a
p。