【正文】 風容易時期 9 6 通風困難時期 軸流式主要通風機在我國礦井中有著很廣泛的應用，所以在該礦井的建設中我們業(yè)考慮用軸流式主要通風機。主要通風機的風量、風壓、功率、和效率這四個基本參數(shù)可以反映主要通風機的工作特性，對每一臺主要通風機來說，在額定轉(zhuǎn)速的條件下，對應于一定的風量，就有一定的風壓、功率和效率與之對應。風量如果變動，其它三者也隨之改變。因此，可將主要通風機的風壓、功率和效率變化而變化的關系，分別用曲線表示出來，即成為主要通風機的個體特性曲線。這些個體特性曲線必須通過實測來繪制。其曲線見圖 5— 2。 礦井通風 學 課設計 26 以同樣的比例把礦井總風阻 R 曲線繪制于通風機個體特性曲線圖中，則風阻 R 曲線與風壓曲線交于 A 點，此點就是通風機工況點或工作點。工況點的坐標值就是該主要通風機實際產(chǎn)生的靜壓和風量。通風機的選擇方法是：根據(jù)礦井通風設計所算出的需要風量 fQ ，和風壓 H 的數(shù)據(jù)，在從許多條表示不同型號、尺寸、不同轉(zhuǎn)數(shù)或不同葉片安裝角的主要通風機運轉(zhuǎn)特性曲線中選擇一條合適的特性曲線，所選的這條特性曲線，表明了它所屬的主要通風機型號、尺寸、轉(zhuǎn)數(shù)和葉片安裝角度等。這就是選擇主要通風機的方法。 在選擇通風機的時候，工況 點要在通風機的合理工作范圍內(nèi)，軸流式通風機的合理工作范圍如下，見圖 53： 上限：應在“駝峰”右側(cè)，實際應用的最大風壓值的 倍以下。 下限：通風機的運轉(zhuǎn)效率，不得低于 。 左限：葉片安裝角θ的最小值，對一級葉輪為 10176。，二級葉輪為 15176。 右限：葉片安裝角θ的最大值，對一級葉輪為 40176。，二級葉輪為 45176。 礦井通風 學 課設計 27 圖 53 軸流式主要通風機合理工況點 根據(jù)上述條件及風機效率的要求可找到相宜的風機： 東翼采區(qū) ： 2 60 18K No 風機（轉(zhuǎn)速為 n=1000rpm）， 西翼采區(qū)： 2 60 18K No 風機（轉(zhuǎn)速為 n=750rpm）。將通風機兩個時期的工作風阻特性曲線等比例畫在通風機的特性曲線中，可以得到如圖54。 由圖可得在通風容易時期工況點為： 風機風壓為： 1150 aP ，風量為 70 3/ms，葉片角度為 30o，效率為 。 困難時期工況點為： 2780 aP ，風量為 77 3/ms，葉片角度為 35 o ，效率為 。 通風機的輸出功率 單位時間內(nèi)通過通風機的流量和通風機給予每 1 3m空氣的全部能量之乘積，稱為通風機的輸出功率，由于通風機壓力有通風機全壓 fth 和通風機靜壓 fsh 之分，所以通風機的輸出功率也分為通風機全壓輸出功率 fotN 和通風機靜壓輸出功 率 fosN ，即： fotN ＝ fth fQ /1000， kW （ 5— 1） fosN ＝ fsh . fQ /1000， kW （ 5— 2） 礦井通風 學 課設計 28 圖 54 東翼通風機選擇 2 60 18K No 風機 主要通風機的軸功率（輸入功率） 電動機經(jīng)傳動部件輸入給主要通風機的功率叫軸功率，用 N 表示，單位為 KW ，主要通風機的軸功率可用從通風機風壓特性曲線圖上查得。也可按照下式計算： 3 c o s1000 dcUIN K W? ??? （ 5— 3） 式中： U — 線電壓，Ｖ； I — 線電流，Ａ； cos? — 功率因數(shù)； d? — 電 礦井通風 學 課設計 29 動機效率，％； c? — 傳動效率，％。 由于風流在風機內(nèi)流動時會產(chǎn)生沖擊、摩擦等各種能量損失，故輸入主要通風機的功率要大于有效功率。有效功率與輸入功率之比，叫風機效率，用 ? 表示。 電動機的選擇 電動機功率計算 通風機輸入功率按通風容易及困難時期，分別計算通風機所需要輸入功率 minN 、 maxN ： m in m in (1 0 0 0 )fN Q H ?? （ 5— 5） m a x m a x (1 0 0 0 )fN Q H ?? （ 5— 6） 式中： ? — 表示通風機效率，可以是全壓效率也可以是靜壓效率，但是一定要一致； minN 、 maxN — 風別表示礦井通風容易時期和通風困難時期通風機的輸入功率。 將東翼采區(qū)，通風容易和困難時期的風量和風壓代入上式，計算可得： m in 70 11 50 ( 10 00 0. 63 ) 12 7. 8 ( )N k W? ? ? ? m a x 7 7 2 7 8 0 ( 1 0 0 0 0 .7 1 ) 3 0 1 .5 ( )N k W? ? ? ? 電動機臺數(shù)的確定 當 min ? 時，可選用一臺電動機，電動機的功率為： m ax /( )e e e trN N k ??? （ 5— 7） 當 min ? 時，選用兩臺電動機，電動機功率為： 初期： m in m in m a x /( )e e e trN N N k ??? （ 5— 8） 后期： m ax /( )e e e trN N k ??? （ 5— 9） 式中： ek — 電動機容量備用系數(shù)，取 ~； e? — 電動機效率，取 ~（大型電機取大值） 礦井通風 學 課設計 30 tr? — 傳動效率，電動機與通風機直聯(lián)是取 1，皮帶出動時取 。 對于東翼來說：由于 min ? ，所以要選用兩臺電機。 初期電機功率為： m i n 1 2 7 . 8 3 0 1 . 5 1 . 1 5 / ( 0 . 9 2 0 . 9 5 ) 2 5 8 . 3 ( )eN k W? ? ? ? ? 后期電機功率為： 3 0 1 .5 1 .1 5 /( 0 .9 2 0 .9 5 ) 3 9 6 .7 ( )eN k W? ? ? ? 根據(jù)周圍的工作環(huán)境，通風機一般選用開啟 式或防護式電動機。選擇電動機時還應全面考慮通風機調(diào)整及礦井功率因數(shù)補償?shù)囊?。一般情況下，當電動機功率小于 200kW 時，宜選用低壓鼠籠式，大于 250kW 時，宜選公用高壓鼠籠電動機；大于 400kW 時宜選公用同步電動機。 由以上計算可知道，東翼礦井，在初期和后期都可以選公用高壓鼠籠電動機。 重復以上方法選定西翼電機： 通風容易時期通風所需要輸入的功率為： m in 57 12 50 ( 10 00 0. 63 ) 11 3. 09 ( )N k W? ? ? ? 通風困難時期通風所需要輸入的功率為： m a x 6 6 2 4 4 0 .0 3 ( 1 0 0 0 0 .7 1 ) 2 2 6 .8 ( )N k W? ? ? ? 由于 min ? ，所以要選用兩臺電機。 初期電機功率為： m i n 1 1 3 . 0 9 2 2 6 . 8 1 . 1 5 / ( 0 . 9 2 0 . 9 5 ) 2 1 0 . 7 ( )eN k W? ? ? ? ? 后期電機功率為： 2 2 6 .8 1 .1 5 /( 0 .9 2 0 .9 5 ) 2 9 8 .4 2 ( )eN k W? ? ? ? 所以在通風容易時期可以選擇低壓鼠籠電動機，在通風困難時期可以選擇高壓鼠籠電動機。 通風費用計算是一個多方面的計算，包括設備的折舊和專門為通風所開掘的巷道的費用，管理通風工人的工資等，在這里計算的時候只計算礦井通風的電費。 去工業(yè)用電電費按照 元 /度 在通風容易時期東西 兩翼每天總電費為： 0 0 ) 1 5 8( ???????? xidongyi CCC （元） 年費用為： ???? yiyy CC （萬元） 通風容易時期東西兩翼每天總電費為： 礦井通風 學 課設計 31 ( 3 9 6 . 7 2 4 2 9 8 . 4 2 2 4 ) 0 . 8 1 3 3 4 6 . 3 ( )n a n d o n g x iC C C? ? ? ? ? ? ? ? 元年費用為： 8 01 0 0 0 0/ 3 3 4 63 6 03 6 0 ???? nanny CC （萬元） 按照有關原則，并根據(jù)現(xiàn)場科技人員的經(jīng)驗，可對通風設備提出以下幾點安全技術(shù)要求： １主通風機運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性能好，主通風機的穩(wěn)定性運轉(zhuǎn)與否決定著礦井通風系統(tǒng)的安全可靠程度。 ２通風設備的自動監(jiān) 控系統(tǒng)完備。主要通風機和局部通風機正常運轉(zhuǎn)很重要；風門失控會造成風流短路和通風系統(tǒng)紊亂，危及井下生產(chǎn)的安全。所以，它們要安裝自動監(jiān)控系統(tǒng)。 ３反風系統(tǒng)的靈活程度要高。進行反風是井下發(fā)生火災、爆炸事故時防止災害擴大的重要設施，主要通風機必須安裝反風設施， 并能在 10min 內(nèi)改變巷道內(nèi)風流方向且風量不小于正常值的 40％。 ４防爆裝置要有很高的完善程度。它是防止瓦斯、煤塵爆炸傳播的有效方法。當?shù)V井開采煤塵具有爆炸性危險和瓦斯含量高的煤層時，其兩翼、相臨的采區(qū)、煤層和工作面，都要設置水棚或巖粉棚實行隔離。 風附屬裝置及其安全技術(shù) 為了保證主扇運轉(zhuǎn)的安全可靠，除扇風機機體外，仍需設置一系列附屬裝置，如反風裝置、防爆門、風硐和擴散器等。 礦井反風就是當?shù)V井發(fā)生突變的時候及時使風流反向，控制災害和災情的發(fā)展的應變措施。反風裝置就是使正常風流反向的設施。當進風井附近和井底車場發(fā)生火災或瓦斯煤塵爆炸時，為了避免大量的 CO 和 CO2等有害氣體進入采掘空間，危及井下工人的生命安全，則利用反風裝置迅速使風流逆轉(zhuǎn)。本設計選取 2K58 型軸流風機，這種風機反轉(zhuǎn)后的風量可以達到正常時期風量的 40%，故不須設置反風裝置進 行反風。 本礦每年進行反風演習一次，每季度都要檢查反風功能，保證隨時可用。 為保護風機，在風井井口設置鐘形防爆門。防爆門放入井口圈的凹內(nèi)，槽中盛水以防漏風，深度必須大于防爆門的內(nèi)外壓差。如圖 81 所示 礦井通風 學 課設計 32 圖 81 立井井口防爆蓋示意圖 1防爆井蓋； 2密封液槽； 3滑輪； 4平衡重錘； 5壓腳； 6風硐 本設計選用由圓錐形內(nèi)筒和外筒構(gòu)成的環(huán)狀擴散器，它可以將風機出口的大部分速壓轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓，以減少風機出風口的速壓損失，提高風機的靜壓。如圖 82 所示 圖 82 軸流式通風機擴散器 風硐是礦井主扇和出風井之間的一段聯(lián)絡巷道，風硐通風量很大，其內(nèi)外壓差較大，因此要特別注意減小風硐阻力和防止漏風。 《規(guī)程》規(guī)定礦井主扇噪音不得超過 90dB，本設計采用主動式消音裝置，把大部分噪音吸收掉。 礦井通風 學 課設計 33 參考文獻 [1] 王德明 .礦井通風與安全 [M].徐州 :中國礦業(yè)大學出版社 ,2020 [2] 張國樞 .通風安全學 [M].徐州 :中國礦業(yè)大學出版社 ,2020 [3] 汪理全 ,徐金海 ,屠世浩等 .礦業(yè)工程概論 [M].徐州 :中國礦業(yè)大學出版社 ,2020 [4] 張榮立 ,何國緯 ,李鐸等 .采礦工程設計手冊 [M].北京 : 煤炭工業(yè)出版社2020 [5] 中國統(tǒng)配煤礦總公司物資供應局編 ,煤炭工業(yè)設備手冊 [M]:徐州 :中國礦業(yè)大學出版社 1992 礦井通風 學 課設計 34 附 ：通風容易時期通風網(wǎng)絡圖 242322 21201917161413121098754東普采工作面東掘進四東掘進三東變電所東備采工作面東炸藥庫西炸藥庫西變電所西掘進二西掘進一西綜采工作面西普采工作面1815116321東絞車房東綜采工作面西絞車房 礦井通風 學 課設計 35 附 ：通風容易時期網(wǎng)絡立體圖 安全04201040168 礦井通風 學 課設計 36 附 ： 通風困難時期通風網(wǎng)絡圖 通 風 困 難 時 期巖石下山西絞車房西普采工作面西綜采工作面西掘進一西掘進二西變電所西炸藥庫東炸藥庫東備采工作面東變電所東掘進三東掘進四東普采工作面東綜采工作面東絞車房123456