【正文】 ⑤裝有主要通風(fēng)機(jī)的出風(fēng)井口應(yīng)安裝防爆門，防爆門每6個(gè)月檢查維修1次。 ③必須安裝2套同等能力的主要通風(fēng)機(jī)裝置，其中1套作備用，備用通風(fēng)機(jī)必須能在10min內(nèi)開動(dòng)。這種方法反風(fēng)后的風(fēng)量較小(一般要求軸流式通風(fēng)機(jī)的反風(fēng)量達(dá)到60％以上)，如果能夠保證反風(fēng)后原來進(jìn)風(fēng)井的風(fēng)流方向改變，也可以采用此辦法。在進(jìn)行反風(fēng)時(shí)，2號(hào)通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行，1號(hào)通風(fēng)機(jī)啟動(dòng)反風(fēng)。(二)無地道反風(fēng)圖13—17是抽出式主軸流式通風(fēng)機(jī)無地道反風(fēng)布置圖。 (一)地道反風(fēng)圖13—16是抽出式主軸流式通風(fēng)機(jī)地道反風(fēng)布置圖。 二、礦井通風(fēng)設(shè)備的反風(fēng)裝置 反風(fēng)裝置就是引導(dǎo)正常風(fēng)流反向流動(dòng)的一套裝置。 (二)擴(kuò)散器與擴(kuò)散塔 主通風(fēng)機(jī)出風(fēng)口外聯(lián)接一段斷面逐漸擴(kuò)大的風(fēng)筒稱為擴(kuò)散器，在擴(kuò)散器后段是方形風(fēng)硐和擴(kuò)散塔。直風(fēng)硐是測定風(fēng)速和風(fēng)壓的地方，為使風(fēng)速分布均勻，其長度應(yīng)大于10～12倍的風(fēng)機(jī)葉輪直徑，與水平線所成的傾斜角可取10176。由于通過風(fēng)硐的風(fēng)量大，而且風(fēng)硐內(nèi)外壓差也很大，因此應(yīng)特別注意降低風(fēng)硐阻力和減少風(fēng)硐漏風(fēng)。只有在進(jìn)風(fēng)井筒或井底車場發(fā)生火災(zāi)，或瓦斯爆炸時(shí)，為防止煙火和有害氣體隨風(fēng)流進(jìn)入采區(qū)，危害井下工作人員生命時(shí)，才進(jìn)行反風(fēng)。 光電法：利用光電傳感器顯示儀，把機(jī)械轉(zhuǎn)速通過光電傳感器變成電脈沖信號(hào)并利用數(shù)字顯示儀顯示出來。 機(jī)械表法：對于中小型通風(fēng)機(jī)，常使用手持式轉(zhuǎn)速表測量，測量的范圍為30～4800r/min。 用測壓管測量風(fēng)量簡單易行，預(yù)先在被測斷面上，設(shè)置若干個(gè)鐵棍支柱，將多支測壓管均勻地固定在支柱上，測出風(fēng)硐斷面的平均動(dòng)壓值后，按下式求出平均風(fēng)速，進(jìn)而求得風(fēng)量。 二、風(fēng)量的測量 由于現(xiàn)場條件的限制，往往通風(fēng)機(jī)進(jìn)(或出)風(fēng)口風(fēng)硐同一斷面內(nèi)各點(diǎn)的風(fēng)速不相等，有的點(diǎn)與點(diǎn)之間的風(fēng)速差好幾倍。然后用軟管將它們與壓力計(jì)連接就可測出小孔所在斷面的靜壓，如圖13—14所示。此時(shí)端孔所感受到的是氣流的全壓，即靜壓與動(dòng)壓之和。測壓過程中，首先要用感受器將被測壓力接收，然后再將它傳送到壓力計(jì)中顯示出來。測試中不能再轉(zhuǎn)動(dòng)小圓盤。它結(jié)構(gòu)精密。液體桶的面積與玻璃管的面積之比一般不小于700，因而在測量中可將液體桶內(nèi)的液面看成是不變的，玻璃管中的液柱即顯示出被測壓差。若所測壓力較低，為減少讀數(shù)相對誤差，可將U形管傾斜放置。壓力計(jì)的作用是將壓力感受器所感受到的壓力顯示出來。圖13—10中工況點(diǎn) M1′、M2′或者M(jìn)M2，彼此才是相似的工況點(diǎn)，比例定律對相似工況點(diǎn)才成立；也只有在這種條件下，再加上轉(zhuǎn)數(shù)、尺寸變化不大，在運(yùn)用比例定律換算時(shí)才可以認(rèn)為通風(fēng)機(jī)工作的效率不高于1，即 η=η′。必須在此強(qiáng)調(diào)指出兩點(diǎn)： (1)不同類型通風(fēng)機(jī)或者同類型而葉片安裝角度不相等時(shí)，都不能利用上述定律進(jìn)行參數(shù)換算。 根據(jù)通風(fēng)機(jī)的相似理論，我們可以證明，只要兩個(gè)通風(fēng)機(jī)滿足上述相似條件，那么它們的無因次參數(shù)、就一定是相等的。 通風(fēng)機(jī)各部件的對應(yīng)邊成比例。五、通風(fēng)機(jī)參數(shù)的比例定律 同一類型通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、風(fēng)壓、功率與通風(fēng)機(jī)尺寸(葉輪直徑)和轉(zhuǎn)數(shù)的關(guān)系，稱之為通風(fēng)機(jī)參數(shù)的比例定律。一般的軸流式通風(fēng)機(jī)特性曲線呈馬鞍形，且有駝峰點(diǎn)，工況點(diǎn)需選擇在駝峰的右側(cè)才能保證其穩(wěn)定性。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)風(fēng)阻發(fā)生變化時(shí)，其特性曲線由OR1變到OR2和0R3，圖139 通風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)此時(shí)工況點(diǎn)隨之變?yōu)镸2和M3。也就是說，礦井的通風(fēng)工作是由網(wǎng)絡(luò)與通風(fēng)機(jī)的配合來完成的。由于通風(fēng)機(jī)本身存在能量損失，因此，其輸出功率小于輸入功率。軸流式通風(fēng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)，閘門不允許全閉啟動(dòng)，如果全閉啟動(dòng)，則電機(jī)消耗的功率最大。當(dāng)風(fēng)量為零時(shí)風(fēng)壓有一較大值，隨著風(fēng)量的增加風(fēng)壓逐漸下降，當(dāng)風(fēng)量再繼續(xù)增加時(shí)，風(fēng)壓又上升到最大峰值F，爾后又突然下降，形成了一個(gè)“馬鞍形”的駝峰區(qū)，風(fēng)量雖然變化不大，風(fēng)壓卻有著明顯的變化。 如圖13—7所示，軸流式通風(fēng)機(jī)與離心式通風(fēng)機(jī)的特性曲線差異較大。隨著風(fēng)量的增加，功率是緩緩上升的，最后達(dá)到功率的最大值。輪葉后彎式通風(fēng)機(jī)Q—H曲線一般呈單斜狀；輪葉前彎式通風(fēng)機(jī)Q—H曲線一般呈駝峰狀。 實(shí)際使用時(shí)，常將礦井風(fēng)阻特性曲線與通風(fēng)機(jī)特性曲線繪在一張圖上，礦井風(fēng)阻曲線R與通風(fēng)機(jī)Q—H特性曲線的交點(diǎn)A為通風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)。 通風(fēng)機(jī)的特性曲線，就是在既定轉(zhuǎn)速下，反映風(fēng)量、風(fēng)壓、功率、效率之間關(guān)系的曲線，它表明通風(fēng)機(jī)的各種工作性能和變化規(guī)律，對通風(fēng)機(jī)的選型和分析通風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)是十分有用的。 驅(qū)動(dòng)通風(fēng)機(jī)所需要的功率N稱為軸功率，或者說是單位時(shí)間內(nèi)傳遞給通風(fēng)機(jī)軸的能量。m)稱為通風(fēng)機(jī)的全壓(kgf/m2)，它總是由靜壓和動(dòng)壓所組成，即： (kgf/m2) 通風(fēng)機(jī)無論抽出或壓入工作，其全壓Ht總是消耗于克服礦井通風(fēng)阻力h和擴(kuò)散器出口(抽出式)或風(fēng)井出口(壓入式)的動(dòng)壓損失。它們共同表達(dá)通風(fēng)機(jī)的規(guī)格和特性。這樣在葉輪的旋轉(zhuǎn)下形成連續(xù)不斷的氣流。圖135 理想流體流過軸流通風(fēng)機(jī)葉片翼型的情況 當(dāng)實(shí)際流體流過葉片翼型時(shí)，表面上存在著附面層，由于起動(dòng)渦的產(chǎn)生，一個(gè)與起動(dòng)渦大小相等、方向相反的環(huán)流在葉片翼型周圍產(chǎn)生。 如果把轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱體放在均勻平行的流體中，這時(shí)圓柱體上面的流體速度較快，但壓力較低，圓柱體下面的流體因速度較慢而壓力增大。因?yàn)閳A柱體是一對稱物體，它不受任何作用，即使對于實(shí)際流體，也只會(huì)產(chǎn)生平行于流動(dòng)方向的阻力，在垂直于流動(dòng)的方向，仍無外力產(chǎn)生。首先我們來看一個(gè)理想流體流過靜止圓柱體的情況。圖13—3是軸流式通風(fēng)機(jī)構(gòu)造簡圖。后向葉片的通風(fēng)機(jī)效率高，壓頭特性曲線平緩穩(wěn)定，這對兩臺(tái)通風(fēng)機(jī)的并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)非常有利。 通過比較可以看出，在其他條件相同時(shí)3種葉片形式的比較結(jié)果如下： 從氣體所獲得的壓力看，前向葉片壓頭最大，徑向葉片居中，后向葉片最小。 (圖13—2(c))。 (圖13—2(b))。圖13—2 葉片的3種形式 (圖13—2(a))。 葉輪是一個(gè)使氣體獲得能量的重要部件。如果能制造足夠長度的擴(kuò)散器，則排向大氣的空氣壓力就完全和大氣壓力相等。由于離心力的作用氣流被甩到葉輪出口，這時(shí)葉輪的入口產(chǎn)生負(fù)壓，在大氣壓力作用下氣流不斷由進(jìn)風(fēng)口繼續(xù)進(jìn)入葉輪，在葉輪中氣流獲得高速度，經(jīng)過螺旋形機(jī)殼時(shí)，因?yàn)閿嗝娌粩鄶U(kuò)大使氣流速度逐漸降低，壓力繼續(xù)增大，在氣流到達(dá)擴(kuò)散器出口時(shí)，氣流具有的壓力基本上和大氣壓相等。在這個(gè)流動(dòng)過程中，風(fēng)壓和流速不斷增大，氣流匯集在螺線形機(jī)殼中，氣流速度下降而壓力上升，最后經(jīng)過錐形擴(kuò)散器排入大氣。離心式通風(fēng)機(jī)因以離心力形成風(fēng)壓而得名；軸流式通風(fēng)機(jī)因氣流沿軸向流動(dòng)而得名。一般說來，離心式通風(fēng)機(jī)適用于小流量、高壓力的場所，而軸流式通風(fēng)機(jī)則常用于大流量、低壓力的情況，它們各有優(yōu)點(diǎn)。 離心式通風(fēng)機(jī)的工作原理：已知?dú)怏w在離心式通風(fēng)機(jī)中的流動(dòng)先為軸向，后轉(zhuǎn)變?yōu)榇怪庇谕L(fēng)機(jī)軸的徑向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)氣體通過旋轉(zhuǎn)葉輪的流道間，由于葉片的作用，氣體獲得能量，即氣體壓力提高和動(dòng)能增加。由此可見，通風(fēng)機(jī)內(nèi)的氣流壓力是低于大氣壓的。 在氣流從進(jìn)風(fēng)口到達(dá)擴(kuò)散器出口的流動(dòng)過程中，葉輪是增加壓力的惟一部件。不同葉片形式對壓力有著不同的影響。葉片出口安裝角β2＞90176。葉片出口安裝角β2＜90176。葉片出口安裝角β2＝90176。 從效率觀點(diǎn)看，后向葉片損失最小，故效率最高；徑向葉片介于前、后向葉片之間；前向葉片損失最大，故效率最低。如果對通風(fēng)機(jī)的壓力要求較高，而轉(zhuǎn)速或圓周速度又受到一定限制時(shí)，則往往選用前向葉片。氣流從集風(fēng)器進(jìn)入，通風(fēng)葉輪使氣體獲得能量，然后流入導(dǎo)葉，導(dǎo)葉將一部分偏轉(zhuǎn)的氣流動(dòng)能變?yōu)殪o壓能，最后通過擴(kuò)散筒將一部分軸向氣流的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，然后從擴(kuò)散筒流出，輸入管路。如圖13—4(a)所示。圖13—3 軸流式通風(fēng)機(jī)構(gòu)造簡圖1—集風(fēng)器；2—葉輪；3—導(dǎo)葉；4—擴(kuò)散筒圖13—4 理想流體流過圓柱體 如果圓柱體在靜止的空氣中轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)實(shí)際觀察，圓柱體周圍的流體也將隨圓柱一起繞軸心流動(dòng)，如圖13—4(b)所示。因?yàn)閳A柱上下壓差的作用，產(chǎn)生一個(gè)向上的推力，稱為升力，如圖13—4(c)所示。實(shí)際氣流繞葉片翼型的流動(dòng)，可以看成是理想流體繞葉片翼型的流動(dòng)與葉片翼型的環(huán)流的疊加。軸流式通風(fēng)機(jī)在葉輪后面安裝了固定不動(dòng)的后導(dǎo)葉，它可以將一部分動(dòng)壓變?yōu)殪o壓。這里簡單地說明它們的概念。那么，通風(fēng)機(jī)壓入式工作時(shí)，一般常用它的全壓Ht來表示它的風(fēng)壓參數(shù)，而抽出式工作時(shí)，常用它的“有效靜壓”來表示其風(fēng)壓參數(shù)。通風(fēng)機(jī)工作有效的總功率為： (kW)如果通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓是用其有效靜壓Hs來表示，則 (kW) 通風(fēng)機(jī)軸上的功率N因?yàn)橛胁糠謸p失而不能全部傳給空氣，所以就用效率來反映損失的大小及其工作的優(yōu)劣，效率高，即損失小。 因?yàn)榭諝庠谕L(fēng)機(jī)內(nèi)流動(dòng)情況非常復(fù)雜，所以至今我們還無法用理論計(jì)算的方法得到它的特性曲線，而只能用試驗(yàn)的方法求得。根據(jù)工況點(diǎn)的位置，便可由圖中縱橫坐標(biāo)查出相應(yīng)的風(fēng)機(jī)、風(fēng)量、風(fēng)壓、功率、效率。當(dāng)風(fēng)量接近零時(shí)會(huì)出現(xiàn)一最大值，隨著風(fēng)壓的增加，風(fēng)量逐漸下降，所以Q—H曲線是一條變化較為平緩的曲線。 (3)風(fēng)量—效率曲線 通風(fēng)機(jī)風(fēng)量和效率之間的關(guān)系曲線，叫做風(fēng)量—效率曲線(Q—η曲線)。 (1)風(fēng)量—風(fēng)壓曲線 軸流式通風(fēng)機(jī)的Q—H曲線一般呈馬鞍—駝峰狀，在馬鞍的左端是不穩(wěn)定的工作段。 在軸流式通風(fēng)機(jī)中增加了穩(wěn)流環(huán)裝置后的Q—H曲線有所不同，Q—H曲線較穩(wěn)定，見圖13—8。軸流式通風(fēng)機(jī)可以直接啟動(dòng)。兩者之比即為通風(fēng)機(jī)的效率。網(wǎng)絡(luò)有多大的阻力，通風(fēng)機(jī)就對應(yīng)地產(chǎn)生多大的壓力；網(wǎng)絡(luò)需要多大風(fēng)量，通風(fēng)機(jī)就對應(yīng)地產(chǎn)生多大風(fēng)量。工況點(diǎn)發(fā)生變化后，通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、風(fēng)壓、功率、效率等都隨之變化。 從經(jīng)濟(jì)性考慮，要求通風(fēng)機(jī)的靜壓效率大于60％。 通風(fēng)機(jī)屬于同一類型就是指彼此的結(jié)構(gòu)幾何上相似，通風(fēng)機(jī)內(nèi)風(fēng)流的運(yùn)行相似和動(dòng)力相似。例如，一臺(tái)離心式通風(fēng)機(jī)的葉輪外徑、出口寬度、入口直徑、入口寬度與另外一臺(tái)同類型的離心式通風(fēng)機(jī)的上述尺寸之比為常數(shù)。兩個(gè)相似的通風(fēng)機(jī)，在轉(zhuǎn)速、尺寸及氣體密度發(fā)生變化時(shí)，它們之間的風(fēng)量Q、風(fēng)壓H、功率N等特性有表13—1所述的關(guān)系。 (2)上述公式所表示的參數(shù)之間的比例關(guān)系只是當(dāng)通風(fēng)機(jī)所工作的網(wǎng)絡(luò)風(fēng)阻無變化時(shí)才成立。不同風(fēng)阻的工況點(diǎn)，如圖上的M1同M1′或M1同M2′都不是相似工況點(diǎn)，不能直接用比例定律換算彼此的參數(shù)。風(fēng)機(jī)測定中常用的有U形管和微壓計(jì)。 微壓計(jì)結(jié)構(gòu)精密，適于測量微小壓差。當(dāng)壓差不變時(shí)，改變玻璃管的傾角便可改變管內(nèi)液柱長度。測量范圍是0～150mm液柱。圖13—12 補(bǔ)償式微壓計(jì)1—精刻度盤；2—外殼；3—低壓接口；4—絲桿；5—調(diào)位螺釘；6—平衡器； 7—粗刻度尺；8—高壓接口； 9—小圓盤；l0—觀察鏡；11—反射鏡；l2—透鏡 測量時(shí)，將接口8和3分別接高壓和低壓。風(fēng)機(jī)測試中經(jīng)常用到的壓力感受器有靜壓測孔和皮托管。側(cè)孔感受到的只是氣流靜壓。通風(fēng)機(jī)進(jìn)口處的氣流靜壓就是用這種方法測得的。因此，必須測得斷面平均風(fēng)速后，方能利用下式算出通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量。式中 —被測斷面平均動(dòng)壓值，Pa； —空氣密度，kg／m3。在使用手持式轉(zhuǎn)速表時(shí)，要雙手握緊表殼，將頂針頂在通風(fēng)機(jī)主軸端面的中心孔中，便可從表盤上讀出轉(zhuǎn)速。這種方法精度高(誤差約177。反風(fēng)可改變風(fēng)流方向，縮小災(zāi)害范圍，以保證井下人員的安全撤出。風(fēng)硐斷面應(yīng)適當(dāng)大些，其風(fēng)速在10～15m/s；風(fēng)硐轉(zhuǎn)彎部分要呈圓弧形，內(nèi)壁光滑，其風(fēng)壓損失應(yīng)小于主通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)壓的l0％；風(fēng)硐應(yīng)用混凝土砌筑，總的漏風(fēng)量不應(yīng)超過主通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量的5％；風(fēng)硐上的人員進(jìn)出口應(yīng)用雙層密閉關(guān)閉，以防漏風(fēng)；風(fēng)硐內(nèi)應(yīng)安設(shè)測壓管?！?5176。它們的作用都是為了降低出風(fēng)口的風(fēng)速，從而減少通風(fēng)機(jī)排風(fēng)口的動(dòng)壓損失，提高通風(fēng)機(jī)的有效靜壓。它是由反風(fēng)道、閘門、慢速絞車等組成，是礦井主通風(fēng)機(jī)必須裝置的安全設(shè)備，也是災(zāi)害發(fā)生時(shí)急救的重要設(shè)施。 通風(fēng)機(jī)正常工作時(shí)反風(fēng)閘板3提到上方位置，使通風(fēng)機(jī)與風(fēng)硐6聯(lián)通，同時(shí)把反風(fēng)閘板4放到下面，使通風(fēng)機(jī)出口與反風(fēng)繞道5隔絕與擴(kuò)散器7聯(lián)通，井下的風(fēng)流經(jīng)過風(fēng)硐通風(fēng)機(jī)l、擴(kuò)散器7，直接排到大氣。圖13—17 無地道反風(fēng)布置圖1—分風(fēng)門；4—反風(fēng)用進(jìn)風(fēng)門；6—反風(fēng)用擋風(fēng)門 圖中1號(hào)與2號(hào)通風(fēng)機(jī)互為備用。將1號(hào)通風(fēng)機(jī)的頂部入風(fēng)門2和側(cè)邊入風(fēng)門3打開，引入地面新鮮風(fēng)流，同時(shí)將反風(fēng)門6設(shè)置到虛線位置上，進(jìn)入通風(fēng)機(jī)的風(fēng)流，就通過2號(hào)通風(fēng)機(jī)被壓入井下，實(shí)現(xiàn)反風(fēng)。第五節(jié) 礦井主要通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行 一、礦井通風(fēng)管理規(guī)定 (一)一般規(guī)定 。在建井期間可安裝1套通風(fēng)機(jī)和1臺(tái)備用電動(dòng)機(jī)。 ⑥至少每月檢查1次主要通風(fēng)機(jī)。 每季度應(yīng)至少檢查1次反風(fēng)設(shè)施，每年應(yīng)進(jìn)行1次反風(fēng)演習(xí)；礦井通風(fēng)系統(tǒng)有較大變化時(shí)，應(yīng)進(jìn)行1次反風(fēng)演習(xí)。 、停電或其他原因停止主要通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，必須制定停風(fēng)措施。 ，如果某一分區(qū)風(fēng)路的風(fēng)阻過大，主要通風(fēng)機(jī)不能供給其足夠的風(fēng)量時(shí)，可在井下安設(shè)輔助通風(fēng)機(jī)，但必須供給輔助通風(fēng)機(jī)房新鮮風(fēng)流；在輔助通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)期間，必須打開繞道風(fēng)門。 、工作原理、技術(shù)特征、各部性能、供電系統(tǒng)和控制回路以及地面風(fēng)道系統(tǒng)和各風(fēng)門的用途。 、備品等要擺放整齊，搞好設(shè)備及室內(nèi)外衛(wèi)生。 (2)配備兼職義務(wù)消防員，負(fù)責(zé)消防器材的管理。 (5)發(fā)生火災(zāi)后，要堅(jiān)持“四不放過原則”，防止類似事故再次發(fā)生。 (2)保持電氣設(shè)備完好，發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)處理。用過的棉紗必須放在蓋嚴(yán)的鐵桶內(nèi)，定期送至安全處處理。 (1)發(fā)生電氣火災(zāi)時(shí)，應(yīng)盡快切斷電源，以防火災(zāi)蔓延，并防止滅火時(shí)造成人員觸電。 (4)撲滅油火時(shí)，不能用水，只能用砂子或二氧化碳滅火器、干粉滅火器等。 (6)當(dāng)火勢較大時(shí)，要用足夠水量。噴粉時(shí)，對于油類、電氣設(shè)備火災(zāi)噴嘴離火源的