5情境通风动力控制汇总.ppt

情境五情境五 矿井通风动力控制与利用矿井通风动力控制与利用 任务任务1 矿井自然风压利用和控制矿井自然风压利用和控制 任务任务2 矿井主要通风机及其附属装置矿井主要通风机及其附属装置 任务任务3 矿井主通风机的工作特性及其调节矿井主通风机的工作特性及其调节任务任务5 主通风机安全运转控制与管理主通风机安全运转控制与管理 任务任务6 主通风机性能测试方法主通风机性能测试方法 主要内容主要内容 任务任务1 矿井自然风压利用和控制矿井自然风压利用和控制一、自然风压的形成及特性一、自然风压的形成及特性（一）自然风压形成（一）自然风压形成现象：风流方向变化； 井下风量大小变化2.密度差：密度差：气温低处的空气密度比气温高处的空气密度大；3.重量差：不同地方的相同高度空气柱重量不等；从而使风流发生流动，形成了自然通风现象 图5-1原因：1.温度差温度差：空气温度与井筒围岩温度存在差异； 项目五任务3 工程实例分析工程实例分析把矿井进风测与回风侧空气柱的重量差称为矿井的自然风压H自 简化计算公式： Ｈ自＝（ρ均进－ρ均回）gＺ，Pa 把地表大气视为一个断面无限大、风阻为零的假想风路，则可将通风系统视为一个有高差的闭合回路，由自然风压的形成原因，可得到其计算公式，自然风压计算公式： H自=－，Pa  •自然风压的计算• 如图所示矿井通风系统：　　p为井口的大气压，Pa；Z为井深，m；ρ为空气密度，kg/m3，则自然风压为： 例例4-14-1 如图5-1所示的自然通风矿井，测得ρ0=1.3，ρ1=1.26，ρ2=1.16，ρ3=1.14，ρ4=1.15，ρ5=1.3kg/m3，Z01=45m，Z12=100m，Z34=65m，Z45=80m，试求该矿井的自然风压，并判断其风流方向。

图5-1 解：假设风流方向由0-1-2井筒进入，由3-4-5井筒排出计算各测段的空气平均空气密度：kg/m3kg/m3kg/m3kg/m3计算进、出风井两侧空气柱的平均密度：kg/m3kg/m3 则则H H自自 Pa求得的求得的H H自自为正值，说明风流方向与假设方向一致，从为正值，说明风流方向与假设方向一致，从0-0-1-21-2井筒进入，由井筒进入，由3-4-53-4-5井筒流出井筒流出 •（二）自然风压的特性（二）自然风压的特性• 1.形成矿井自然风压的主要原因是矿井进、出风井两侧形成矿井自然风压的主要原因是矿井进、出风井两侧的空气柱重量差的空气柱重量差不论有无机械通风，只要矿井进、出风不论有无机械通风，只要矿井进、出风井两侧存在空气柱重量差，就一定存在自然风压井两侧存在空气柱重量差，就一定存在自然风压• 2.矿井自然风压的大小和方向，取决于矿井进、出矿井自然风压的大小和方向，取决于矿井进、出风两侧空气柱的重量差的大小和方向。

风两侧空气柱的重量差的大小和方向自然风压的大小和自然风压的大小和方向会随季节变化，甚至昼夜之间也可能发生变化，单独方向会随季节变化，甚至昼夜之间也可能发生变化，单独用自然风压通风是不可靠的用自然风压通风是不可靠的因此因此《《规程规程》》规定，每一个规定，每一个生产矿井必须采用机械通风生产矿井必须采用机械通风• 3.矿井自然风压与井深成正比；矿井自然风压与空气矿井自然风压与井深成正比；矿井自然风压与空气柱的密度成正比柱的密度成正比所以矿井进、出风井井口的标高差越大，所以矿井进、出风井井口的标高差越大，矿井越浅，矿井自然风压受地面气温变化的影响也越大矿井越浅，矿井自然风压受地面气温变化的影响也越大• 4.主要通风机工作对自然风压的大小和方向也有一定的影响 •二、自然风压的控制和利用二、自然风压的控制和利用（一）对自然风压的控制在深井中深井中自然风压一般常年都帮助主要通风机通风，只是在季节改变时其大小会发生变化，可能影响矿井风量但在某些深度不大的矿井在某些深度不大的矿井中，夏季自然风压可能阻碍主要通风机的通风，甚至会使小风压风机通风的矿井局部地点风流反向这在矿井通风管理工作中应予重视，尤其在山区多井筒通风的高瓦斯矿井中应特别注意，以免造成风量不足或局部井巷风流反向酿成事故。

控制措施：控制措施：矿井自然通风情况作充分的调查研究和实际测量工作，掌握通风系统及各水平自然风压的变化规律在掌握自然风压特性基础上，根据情况采取安装高风压风机的方法来对自然风压加以控制，也可适时调整主要通风机的工况点，使其既能满足矿井通风需要，又可节约电能 •（二）设计和建立合理的矿井通风系统（二）设计和建立合理的矿井通风系统 在山区和丘陵地带，应尽可能利用进出风井口的在山区和丘陵地带，应尽可能利用进出风井口的标高差，将进风井布置在较低处，出风井布置在较高处标高差，将进风井布置在较低处，出风井布置在较高处如果采用平硐开拓，有条件时应将平硐作为进风井，并将如果采用平硐开拓，有条件时应将平硐作为进风井，并将井口尽量迎向常年风向，或者在平硐口外设置适当的导风井口尽量迎向常年风向，或者在平硐口外设置适当的导风墙，出风平硐口设置挡风墙进出风井口标高差较小时，墙，出风平硐口设置挡风墙进出风井口标高差较小时，可在出风井口修筑风塔，风塔高度以不低于可在出风井口修筑风塔，风塔高度以不低于10m10m为宜，以为宜，以增加自然风压增加自然风压•（三）人工调节进、出风侧的气温差（三）人工调节进、出风侧的气温差•（四）降低井巷风阻（四）降低井巷风阻•（五）消灭独井通风（五）消灭独井通风•（六）注意自然风压在非常时期对矿井通风的作用（六）注意自然风压在非常时期对矿井通风的作用 二、自然风压的测定二、自然风压的测定生产矿井自然风压的测定方法有两种：直接测定法和间接测定法。

1.直接测定法图图5-2 5-2 用通风机房中的压差计用通风机房中的压差计测自然风压测自然风压 矿井在无通风机工作或通风机停止运转时，在总风流的适当地点设置临时隔断风流的密闭，将矿井风流严密遮断，而后用压差计测出密闭两侧的静压差，该静压差便是矿井的自然风压值或将风硐中的闸门完全放下，然后由风机房水柱计直接读出矿井自然风压值 2.间接测定法以抽出式通风矿井为例风硐中通风机入口风流的相对全压h全与自然风压H自的代数和等于矿井的通风阻力，即图图5-3 5-3 自然风压的间接测定法自然风压的间接测定法 h全+H自=RQ2 式中：R——矿井总风阻，Ns2/m8； Q——矿井总风量，m3/s 在通风机正常运转时，测出矿井总风量Q及通风机入风口处风流的相对全压h全，而后停止主要通风机的运转，若有自然风流，立即测出自然风流的风速v自，计算出自然通风的风量Q  则： Q自=S×v自， 式中：S——测v自处的风硐的断面积， 可得下式： H自= RQ自2 解上述联立方程组，得矿井自然风压： 任务2 矿井主要通风机及其附属装置 矿用通风机的分类矿用通风机的分类按照其服务范围和所起的作用分按照其服务范围和所起的作用分 按照构造和工作原理分按照构造和工作原理分 主主要要通通风风机机辅辅助助通通风风机机 局局部部通通风风机机 离离心心式式通通风风机机 轴轴流流式式通通风风机机 一、矿用主要通风机类型与构造一、矿用主要通风机类型与构造 （一）离心式通风机（一）离心式通风机 离心式通风机主要由工作轮、蜗壳体、主轴和电动机等部件构成。

 图图 离心式通风机的构造离心式通风机的构造1.离心式通风机的构造离心式通风机的构造1—工作轮；2—蜗壳体；3—扩散器；4—主轴；5—止推轴承；6—径向轴承；7—前导器；8—机架；9—联轴器；10—制动器；11—机座；12—吸风口；13、通风机房；14—电动机；15—风硐 •2.离心式通风机的原理离心式通风机的原理•离心式通风机主要由动轮、蜗壳体、主轴、锥形扩散器和电动机等构成叶轮转动时，靠离心力作用，空气由吸风口12进入，经前导器7进入叶轮的中心，折转90°沿径向离开叶轮流入机壳2，经扩散器3排出•动轮1由若干个叶片构成，在主轴4带动下旋转•前导器7（有的通风机没有前导器）用来调节风流进入主要通风机叶轮时的方向，以调节主要通风机所产生的风压和风量•制动器10可使主要通风机紧急停转•通风机房13中通常设有能反映通风机工作状况的各种仪表和电力拖动装置等 3.工作轮叶片的构造角度工作轮叶片的构造角度图图5.5 5.5 工作轮叶片的构造角度工作轮叶片的构造角度w2—工作轮出风口叶片的切线速度；u2—工作轮圆周速度 叶片按其在流道出口处安装角β2的不同，可分为1、前倾式（β2＜90。

2、径向式（β2＝903、后倾式（β2＞90因为后倾叶片的通风机当风量变化时风压变化较小，且效率较高，所以矿用离心式通风机多为后倾式  按空气进入风机的形式，有单侧吸入和双侧吸入两种其他条件相同时，双吸风口风机的动轮宽度和风量是单吸风口风机的2倍 现我国生产的离心式通风机较多，适用煤矿作主要通风机的有：4-72-11型、G4-73-11型、K4-73-01型等 主要特点： 风压高，噪音小，运转平稳，造价低，维修方便但体积较大 型号参数的含义以K4-73-01№32型为例说明如下： K4-73-01№32 K —矿用； 4 —效率最高点压力系数的10倍，取整数； 73 —效率最高点比转速，取整数； 0 —通风机进风口为双面吸入； 1 —第一次设计； №32—通风机机号，为叶轮直径，dm  （二）轴流式通风机（二）轴流式通风机轴流式通风机主要由进风口、工作轮、整流器、主体风筒、扩散器和传动轴等部件组成。

1、主要原理 风机运转时，空气沿着风机的轴向方向进入叶轮，被叶片挤压向前推动，经扩散器排出轴向进入，轴向流出） 2、主要特点 结构紧凑，便于调节风量、风压但构造复杂，较难维护 •3.3.轴流式通风机的构造轴流式通风机的构造 图图5.6 5.6 轴流式通风机的构造轴流式通风机的构造1—集风器；2—流线体；3—前导器；4—第一级工作轮；5—中间整流器；6—第二级工作轮；7—后整流器；8—环形或水泥扩散器；9—机架；10—电动机；11—通风机房；12—风硐；13—导流板；14—基础；15—径向轴承；16—止推轴承；17—制动器；18—齿轮联轴节；19—扩散塔 •3.3.轴流式通风机叶片的构造轴流式通风机叶片的构造 叶片的安装角叶片的安装角θ:θ:在叶片迎风侧作一外切线，称为弦线，弦线与工作轮旋转方向（u）的夹角称为叶片安装角，以θ表示 叶片的安装角叶片的安装角θθ可以根据需要来调整，国产轴流式通风机的叶片安装角一般可调为15°、25°、30°、35°、40°和45°七种，使用时可以每隔2.5°调一次。

图5.7 轴流式通风机叶片的构造 • 叶片按等间距t安装在动轮上，当动轮的机翼形叶片在空气中快速扫过时，由于叶片的凹面与空气冲击，给空气以能量，产生正压，将空气从叶道压出，叶片的凸面牵动空气，产生负压，将空气吸入叶道如此一压一吸便造成空气流动• 一个动轮和它后面一个有固定叶片的整流器组成一段整流器用来整理动轮流出的旋转气流，以减少涡流损失为了提高通风机的风压，有些轴流式通风机安装两段动轮• 环形扩散器是轴流式通风机特有的部件，其作用是使环状气流过渡到柱状气流时，速压逐渐减少，以减少冲击损失，同时使静压逐渐增加 • 目前我国生产的轴流式通风机中，适用于煤矿作主要通风机的有：2K60型、GAF型、2K56型、KZS型等• 型号参数的含义以2K60-1- No24型为例说明如下： 2K60-1- №24• 2 —两级叶轮；• K —矿用；• 60—轮毂比的100倍；• 1 —结构设计序号；• №24—叶轮直径，dm •（三）对旋式通风机（三）对旋式通风机 对旋式局部通风机也是一种轴流式通风机，和传统轴流式通风机相比较，具有高效率、高风压、大风量、性能好、高效区宽、噪声低、运行方式多、安装检修方便等优点。

对旋式通风机在构造上属于轴流式，采用双级双电机驱动结构，两机叶轮相对并反向旋转，相当于两台同型号轴流风机对接在一起串联工作，称为对旋式风机 •1.对旋式通风机结构构造图图 对旋式通风机结构构造对旋式通风机结构构造1-1-集流器集流器 2-2-前消声器前消声器 3-3-前机壳前机壳 4-4-进气翼进气翼 5-5-电机电机 6-Ⅰ6-Ⅰ级叶轮级叶轮 7-Ⅱ7-Ⅱ级叶轮级叶轮 8-8-出气翼出气翼 9-9-后机壳后机壳 10-10-后消声器后消声器 • 目前，对旋式通风机有数十个系列作为煤矿主要通风机使用的有BD或BDK系列高效节能矿用防爆对旋式主要通风机，最高静压效率可达85%，噪声不大于85dB（A）局部通风机主要有FDC-1№6/30型、FSD-2×18.5型、DSF-6.3/60型、DSFA-5型、BDJ60系列、2BKJ-6.0/3.0型、KDF型等• 型号参数的含义以BDK65A-8- №24型为例说明如下： BDK65A-8- №24• B—防爆型；• D—对旋结构；• K—矿用；• 65—轮毂比的100倍；• A—叶片数目配比为A种；• 8—配用8极电机；• №24—机号为24，即24dm。

 •二、主要通风机附属装置及其施工二、主要通风机附属装置及其施工 通风机的附属装置包括反风装置、防爆门、风峒和扩散器、消音装置等•（一）风硐（一）风硐图5.9 风硐1—出风井；2—风硐；3—通风机风硐是主扇和出风井之间的一段联络巷道风硐设计时应满足：　　1)风硐的断面不宜太小，风速以10m/s为宜，最大不超过15m/s；　　2) 风硐的阻力不大于100～200Pa为减小阻力，风硐不宜过长，内壁光滑并保持无堆积物，转弯部分呈圆弧形，安装导流叶片 　　3) 风硐及其闸门等装置，结构要严密以防止漏风 •（二）防爆门防爆门图图5.10 5.10 立井防爆盖示意图立井防爆盖示意图1—防爆门；2—井口圈；3—滑轮；4—平衡锤；5—压脚；6—风硐 《规程》规定： 装有主要通风机的出风井口，应安装防爆门防爆门不得小于出风井口的断面积，并正对出风口的风流方向当井下发生瓦斯爆炸时，爆炸气浪将防爆门掀起，从而起到保护主通风机的作用 定义：通风机出风口外接的一段断面逐渐扩大的风道三）扩散器（三）扩散器作用：减少出风口的速压损失，提高通风机有效静压。

轴流式风机的扩散器是由圆锥形内筒和外筒构成的环状扩散器出口与混凝土砌筑成的外接扩散器相连 外接扩散器是一段向上弯曲的风道，要求阻力小，出口动压损失小，并且无回流现象 离心式通风机的扩散器是长方形，其敞角取8°～10°，出风口断面(S3)与入风口断面(S2)之比约为3～4，如图所示 •（四）反风装置反风装置•1.反风装置 《规程》规定生产矿井主风机必须装有反风装置，要求在10min内能反转矿井风流方向，反风后的风量不小于正常供风的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；当矿井通风系统有较大变化时，应进行1次反风演习 反风作用：避免灾害扩大；救灾需要 反风方法：专用反风道、备用风机做反风道、风机反转、调节动叶安装角 • 1.利用反风道反风，可靠且能满足反风的时间和风量要求•　（（1 1）轴流式风机反风道反风）轴流式风机反风道反风 轴流式风机反风情况轴流式风机反风情况如图所示，图A为正常通风时反风门1和2的位置，风机由井下吸风，然后排至大气；若将反风门1、2置于图B中的状态，风流从大气吸入风机内，再经反风道压入井下，井下风流反向。

 　离心式通风机的反风情况如图所示，正常通风时，反风门1和2为实线位置；反风时，反风门1提起，而将反风门2放下，风流自反风门2进入通风机，再从反风门1进入反风道3，经风井压入井下2）离心式主通风机利用反风门和旁侧反风道反风）离心式主通风机利用反风门和旁侧反风道反风 •2.轴流式风机反转反风 将电动机的三相电源线中的任意两相调换使电机反转即可•3.调整叶片角度 对于动叶可同时转动的轴流式风机，只要将所有叶片同时偏转一定角度，就可实现矿井风流反向图图8-5 机械式叶轮调节系统机械式叶轮调节系统1－叶片；－叶片；2－蜗杆；－蜗杆；3－叶柄；－叶柄；4－涡轮；－涡轮；5－小伞齿轮；－小伞齿轮；6－大伞齿轮；－大伞齿轮；7－小齿轮－小齿轮 五、主要通风机的使用及安全要求五、主要通风机的使用及安全要求 为了保证通风机安全可靠的运转，《规程》中规定： 1.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，其外部漏风率在无提升设备时不得超过5%，有提升设备时不得超过15% 2. 必须保证主要通风机连续运转 3. 必须安装2套同等能力的主要通风机装置，其中一套作备用，备用通风机必须能在10min内开动。

在建井期间可安装1套通风机和1部备用电动机生产矿井现有的2套不同能力的主要通风机，在满足生产要求时，可继续使用 4.严禁采用局部通风机或局部通风机群作为主要通风机使用 5.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  6.新安装的主要通风机投入使用前，必须进行1次通风机性能测定和试运转工作，以后每5年至少进行1次性能测定主要通风机至少每月检查1次改变通风机转数或叶片角度时，必须经矿技术负责人批准 7.主要通风机因检修、停电或其它原因停止运转时，必须制订停风措施主要通风机停止运转时，受停风影响的地点，必须立即停止工作、切断电源，工作人员撤到进风巷道中，由值班矿长迅速决定全矿井是否停止生产、工作人员是否全部撤出 主要通风机在停止运转期间，对由1台主要通风机担负全矿井通风的矿井，必须打开井口防爆门和有关风门，利用自然风压通风；对由多台主要通风机联合通风的矿井，必须正确控制风流，防止风流紊乱 •任务任务3 矿井主通风机的工作特性及其调节矿井主通风机的工作特性及其调节•一、通风机的工作参数一、通风机的工作参数•反映通风机工作特性的基本参数有4个，即通风机的风量 Q通、压力H通、功率 N通、效率η。

1.1.通风机的风量通风机的风量Q Q通通：： Q通表示单位时间内通过通风机的风量，单位为m3／s2.2.通风机的风压通风机的风压H H通通 通风机的风压有通风机全压(H通全)、静压(H通静)和动压(h通动)之分 通风机的全压包括通风机的静压与动压两个部分，即： H通全＝H通静＋h通动，Pa 扩散器出口断面的动压等于通风机的动压  3.3.通风机的功率通风机的功率N N 通风机的输入功率P通入表示通风机轴从电动机得到的功率，单位为KW，通风机的输入功率可用下式计算： P通入＝ KW 通风机的输出功率P通出也叫有效功率，是指单位时间内通风机对通过的风量为Q的空气所做的功，即： P通出 ＝ KW  4.4.通风机的效率通风机的效率ηη通风机的效率是指通风机输出功率与输入功率之比 通全 通静 通风机的效率越高，说明通风机的内部阻力损失越小，性能也越好  二、通风机的个体特性及合理工作范围二、通风机的个体特性及合理工作范围 1.个体特性曲线通风机的风量、风压、功率和效率这四个基本参数可以反映出通风机的工作特性。

每一台通风机，在额定转速的条件下，对应于一定的风量，就有一定的风压、功率和效率，风量如果变动，其它三者也随之改变表示通风机的风压、功率和效率随风量变化而变化的关系曲线，称为通风机的个体特性曲线  1）风压特性曲线 图图8-4 离心式通风机个体特性曲线离心式通风机个体特性曲线图图8-5 轴流式通风机个体特性曲线轴流式通风机个体特性曲线2）功率曲线 3）效率曲线  　　离离心心式式通通风风机机的风压曲线比较平缓，风压随风量变化不大；而功率曲线显示，在稳定工作区内功率随风量的增加而增加，为避免启动负荷大而烧毁电动机，离心式通风机启动时，应将闸门关闭，待启动正常后再逐渐打开闸门 离心式通风机个体特性曲线 　轴流式通通风机的风压曲线较陡，有一个类似“马鞍”的驼峰区，风压随风量变化较大；而功率曲线，在稳定工作区内(图中GF区)，功率随着风量的增加而减少，为减少启动负荷，故轴流式通风机启动时，不能关闭闸门轴流式通风机个体特性曲线轴流式通风机个体特性曲线 2.通风机的工况点及合理工作范围通风机的工况点及合理工作范围 当以同样的比例把矿井总风阻曲线绘制于通风机个体特性曲线图中时，则风阻曲线与风压曲线交于A点，此点就是通风机的工况点，如图5.14、5.15所示。

所谓工况点，即是风机在某一特定转速和工作风阻条件下的工作参数，如Q、H、P、η等，一般是指H和Q两参数 图中工况点A为，此时通风机的静压为3kPa，风量为115m3／s，功率为450kW(Ａ´点决定)，静压效率为0.68(Ｅ’点决定) （（1）通风机的工况点）通风机的工况点 •（（2 2）合理工作范围）合理工作范围• 为使通风机运转稳定，保证通风机的工况点处于一个为使通风机运转稳定，保证通风机的工况点处于一个合理的工作范围之内，对任何通风机都有如下规定：合理的工作范围之内，对任何通风机都有如下规定： 　　 1.1.实际风压不能超过最大风压的实际风压不能超过最大风压的0.90.9倍；倍；　　　　　　2.2.通风机动轮的转数不能超过它的额定转数；通风机动轮的转数不能超过它的额定转数；　　　　　　3.3.主通风机的静压效率不应低于主通风机的静压效率不应低于0.60.6 • 轴流式通风机的合理工作轴流式通风机的合理工作范围范围 上限：“驼峰”右侧，实际工作风压在最大风压值的0.9倍以下 下限：通风机的运转效率，不得低于0.6。

左限：叶片安装角θ的最小值，对一级叶轮为10°，二级叶轮为15° 右限：叶片安装角θ的最大值，对一级叶轮为40°，二级叶轮为45°图5.16 轴流式通风机合理工作范围 •三、比例定律和类型特性曲线比例定律和类型特性曲线 •1.影响通风机个体特性曲线的因素有： (1)动轮叶片安装角度(指轴流式通风机)； (2) 前导器叶片角度； (3) 通风机的新旧程度； (4) 动轮的转数； (5) 动轮的直径； (6) 空气的重率• 前3项只能通过试验观测确定而后三项对个体特性曲线的影响，则可根据比例定律求出 •2.2.比例定律比例定律•对同类型的通风机，当转数对同类型的通风机，当转数n n、叶轮直径、叶轮直径D D和空气密度和空气密度ρρ发发生变化时，通风机的性能也发生变化这种变化可应用通生变化时，通风机的性能也发生变化这种变化可应用通风机的比例定律说明其性能变化规律风机的比例定律说明其性能变化规律  四、通风机风压与通风阻力的关系四、通风机风压与通风阻力的关系 1.抽出式通风矿井　Ｈ通全±Ｈ自＝h总＋h动5 　 　　 Ｈ通静±Ｈ自＝h总 对于抽出式通风矿井，通风机的全压与自然风压都用对于抽出式通风矿井，通风机的全压与自然风压都用来克服矿井通风总阻力与风流从扩散器进入地表大气的来克服矿井通风总阻力与风流从扩散器进入地表大气的局部阻力；通风机的静压与自然风压都用来克服矿井通局部阻力；通风机的静压与自然风压都用来克服矿井通风总阻力。

风总阻力 图图8-8 抽出式通风矿井抽出式通风矿井 2.压入式通风矿井 Ｈ通全±Ｈ自＝h总　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 Ｈ通静±Ｈ自＝h总－h动3 压入式通风矿井，通风机的全压与自然风压的代数和是用来克服矿井通风总阻力的 图图8-9 压入式通风矿井压入式通风矿井 四、矿井通风机的联合运转四、矿井通风机的联合运转图图8-10 局部通风机集中串联局部通风机集中串联图图8-11 局部通风机间隔串联局部通风机间隔串联 通风机联合运转形式通风机联合运转形式： （一）串联（ 局部通风机采用） 1、集中串联 2、间隔串联 （二）并联（局部通风机和主要通风机采用） 1、集中并联（局部通风机采用） 2、分区并联（主要通风机采用） 局部通风机并联 （一）通风机的串联（一）通风机的串联在长巷掘进局部通风中，当风筒的通风阻力过大，而风量却不需要很大时，可采用局部通风机串联工作 特性：通风机串联工作时，其总风压等于各台通风机风压之和，其总通风机串联工作时，其总风压等于各台通风机风压之和，其总风量为通过各通风机的风量。

风量为通过各通风机的风量根据网路的风阻特性曲线的不同，通风机集中串联工作可能出现下述三种情况：1. 串联通风的总风压和总风量与通风机Ⅱ单独工作的风压和风量一样，通风机I在空运转，串联无效果串联无效果2.通风机串联工作的总风压H串总大于任何一台通风机单独工作时的风压，总风量Q串总大于任何一台通风机单独工作时的风量，这时串联通风串联通风是有效的是有效的3. 串联工作的总风压与总风量均小于通风机Ⅱ单独工作时的风压和风量，通风机通风机I I不仅不起作用，反而成为通风阻力了不仅不起作用，反而成为通风阻力了 图图8-12 通风机集中串联图解分析通风机集中串联图解分析 通风机串联通风条件:1、通风机串联工作适用于因风阻过大而风量不足的风网；2、风压特性曲线相同的通风机串联工作较好；3、串联合成特性曲线与工作风阻曲线要相匹配，不能出现小能力风机阻碍通风的情况，也要注意避免使每台通风机都工作在效率较低的工况下4、当单孔长距离掘进通风风筒风阻很大时，采用局部通风机串联通风效果才显著 （二）通风机的并联（二）通风机的并联当矿井通风阻力不大，而需要风量很大时，可采用通风机并联工作。

通风机并联工作 分为集中并联和分区并联 通风机并联工作时，其总风压等于各台通风机的风压，总风量等于各台通风机风量之和  根据矿井通风网路风阻值的不同，通风机并联工作可能出现下述不同情况：1.并联通风无效当通风网路风阻特性曲线为R1时，它与合成特性曲线Ⅲ的交点A恰好就是通风机Ⅰ的特性曲线与同一网路风阻特性曲线的交点，此时并联通风的总风量就等于通风机Ⅰ单独工作时的风量，通风机Ⅱ通过的风量为零，不起作用，2.当通风网路风阻特性曲线为R2时，它与合成特性曲线Ⅲ的交点B(位于A点右下侧) 即为并联通风的工作点从图中可看出，通风机并联工作时的总风量Q并总大于任一台通风机单独对该网路工作时的风量Q通I或Q通Ⅱ，并且风阻R值越小，两台通风机单独对该网路工作的风量之和与并联总风量的差值越小，这就是说通风机并联工作时，其工作点在A点的右下侧，并联通风才有效，而且风阻值越小，其效果越好3. 当通风网路风阻特性曲线为R3时，它与合成特性曲线Ⅲ交于O点(在A点左侧)此时并联通风的总风量将小于通风机I单独对该网路工作时的风量，通风机Ⅱ出现负风量(－Q通Ⅱ′)，这就是说通风机Ⅱ并不帮助通风机I对矿井网路通风，而成为通风机I的进风通路，这种并联工作是不允许的。

 图图8-14 通风机集中并联图解分析通风机集中并联图解分析 •任务4 主通风机安全运转控制与管理•一、主通风机安会运转控制与管理一、主通风机安会运转控制与管理•二、矿井主要通风机附属装置管理二、矿井主要通风机附属装置管理 •三、矿井通风设施管理三、矿井通风设施管理  •任务5 主通风机性能测试方法 原原因因：：实际运行的通风机都装有扩散器，加之安装质量和运转时的磨损等原因，通风机的实际运转性能往往与厂方提供的性能曲线不相符合　　 内内容容：：测定大气条件、通风机的出入口断面静压、通风机风峒内某断面的平均风速、通风机轴功率、转数 主要通风机的性能测定，一般在矿井停产检修时进行根据矿井具体情况，可以采用由回风井短路或带上井下通风网路进行矿井通风改造、急需了解通风机性能时，也可在矿井不停产条件下，采用备用通风机进行性能试验，由反风门楼百叶窗短路进风和调节工况 抽出式通风矿井，一般测算通风机的静压特性曲线、输入功率曲线和静压效率曲线；压入式通风矿井，一般测算通风机全压特性曲线、输入功率曲线和全压效率曲线 •一、主通风机性能测定 •（一）测定前准备• 1.制订试验方案• 制订试验方案时，应对回风井、风硐、通风机设备的周围环境作系统的周密调查，然后根据本矿的具体情况，确定合理可行的试验方案。

• 2.准备仪表、工具和记录表格• 通风机性能试验所需要的仪表、工具；制作相关表格• 3.其它准备工作• (1)记录通风机和电动机的铭牌技术数据，并检查通风机和电动机各部件的完好状况；• (2)测量测风地点和安设工况调节框架处巷道断面尺寸； •（一）测定前准备• 3.其它准备工作• (3)在工况调节地点安装调节框架，并准备足够的木板在测风地点安装皮托管在电路上接入电工仪表；• (4)安装临时的联络通讯设施；• (5) 检查地面漏风情况，并采取堵漏措施；• (6) 清除风硐内碎石等杂物和积水•4.组织分工 矿总工程师负责组织通风、机电和矿山救护队等部门成立通风机试验指挥组，设总指挥一人同时下设工况调节组、测风组、测压组，电气测量组、通讯联络组、安全组和速算组，每组的人数由工作任务而定主要通风机操作工在测定整个过程中都要参加，了解全部安排，并听从总指挥的命令 （二）测定方法与步骤（二）测定方法与步骤 通风机性能试验的布置方式应根据具体情况因地制宜地确定，其总的要求是要选择风流稳定区为测量风量和风压的地点，以使测出的数据准确可靠。

对于生产矿井，一般都是利用通风机风硐进行试验，其布置如图8-15所示图图8-15 通风机性能试验时的布置通风机性能试验时的布置1－通风机；－通风机；2－风硐；－风硐；3－扩散器；－扩散器；4－反风道；－反风道；5－防爆门－防爆门 如图8-15所示，轴流式通风机作抽出式通风的矿井，利用防爆门进风进行的通风机试验 进行试验时，须打开防爆门作为主要进风口，在风峒和风井交接处安设栏杆b，距b约2米处布置调节风量的装置c，距c约2D(D为风峒的宽度)处安置整流栅d(用1米长的木板隔成0.1米×0.1米的方格)，并在弯道内安设导向板e 离心式通风机一般采用封闭启动，即网路风阻最大时启动(又称关闸门启动)，然后逐渐提升闸门降阻调节工况轴流式通风机一般采用开路启动，即网路风阻最小时启动(又称开闸门启动)，然后逐渐放下闸门增阻调节工况 在在I-II-I断面处设框架，用木板来调节通风机的工况，在断面处设框架，用木板来调节通风机的工况，在Ⅱ—ⅡⅡ—Ⅱ断面处断面处设静压管，测该断面的相对静压，用风表在设静压管，测该断面的相对静压，用风表在Ⅱ—ⅡⅡ—Ⅱ断面之后测风速，或断面之后测风速，或者在者在Ⅲ—ⅢⅢ—Ⅲ断面的圆锥形扩散器的环形空间用皮托管测算风速。

断面的圆锥形扩散器的环形空间用皮托管测算风速1.1.工况调节的位置和方法工况调节的位置和方法 通风机性能试验时，工况调节地点一般设在与回风井交接处的风硐通风机性能试验时，工况调节地点一般设在与回风井交接处的风硐口，如图口，如图8-158-15中中I—II—I断面位置断面位置( (当条件不许可时可设在总回风道或利用风当条件不许可时可设在总回风道或利用风硐闸门与井口防爆门调节硐闸门与井口防爆门调节) )其方法是在调节地点的巷道内安设稳固的框其方法是在调节地点的巷道内安设稳固的框架架( (用工字钢、木料都可用工字钢、木料都可) )，如图，如图8-168-16所示 调节工况点的数目不应少于调节工况点的数目不应少于8 8～～1010个，以保个，以保证测得的特性曲线光滑、连续在轴流式通风证测得的特性曲线光滑、连续在轴流式通风机风压曲线的机风压曲线的““驼峰驼峰””区，测点要密些，在稳区，测点要密些，在稳定区测点可疏些定区测点可疏些 图图8-16 工矿调节框架工矿调节框架 2.通风机性能参数的测定１）静压的测定 静压测量的位置应在工况调节处与风机入口之间的直线段上，距通风机入风口的2倍叶轮直径以远的稳定风流中，如图8-15中Ⅱ—Ⅱ断面处。

为了测出测压断面上的平均相对静压，可在风硐内设十字形连通管，在连通管上均匀设置静压管，然后将总管连接到压差计上，如图4-27所示图图8-17 静压管的布置静压管的布置 ２）风速的测定(1) 用风表在工况调节处与通风机入口之间的风流稳定区测平均风速，并计算风量，例如可在图8-15中Ⅱ—Ⅱ断面附近测风2) 用皮托管和微压计测量风流动压，然后换算成平均风速，并计算风量皮托管可安设在测量静压的Ⅱ—Ⅱ断面处，也可以安设在通风机圆锥形扩散器的环形空间，如图8-17所示 •皮托管的固定位置，可按下式计算： 式中，Ri—每根钢筋上第i个测点距圆筒中心的距离，i—测点　序号； d——心筒直径，m； D——外筒直径，m； n——划分等面积环的个数，个 对于No.12～18，n＝3～4； No.24～28， n＝5～6， • 速压值的测定：利用微压计读取每支皮托管的示值 • 环形空间内测风断面的平均风速用下式计算： 式中 hv1、hv2、…hvn——分别为各支皮托管的速压值，Pa。

 ３）电动机功率及其效率的测定电动机输入功率可用两个单相瓦特表或一个三相瓦特表来测量，也可以采用电压表、电流表和功率因数表测量电动机的效率可根据制造厂家的特性曲线选取，使用时间较久的电动机可采用间接方法即损耗法测定通风机的轴功率＝电动机输入功率×电动机效率×传动效率式中：I——电流，A； 　 　 V——电压 ，V； cosψ——功率因数； η电——电动机效率，％； η传——传动效率％，直接传动取1.0，间接传动0.95 电动机的输入功率，也可以直接用瓦特表测得 •4)转数的测定 通风机与电动机的转数，可用转数表测定通风机与电动机直接联动时，应测定电动机的转数如果用皮带轮传动，应分别测定通风机和电动机的转数•５）空气密度的测定 用空盒气压计或数字式气压计测量风流的大气压力，用干湿球温度计测量风流的干温度和湿温度，根据大气压力和干湿球温度读数计算空气密度•3.操作程序及步骤 在工况调节之前，应先把防爆门打开，使矿井保持自然通风然后再由总指挥发出信号，启动通风机，待风流稳定后，即可正式测量 •3．实际操作与注意事项 　　每调节一次风量，同时测定一次风压、风量、转数、功率和大气物理条件等参数，并记入预先制定的记录表格中。

 •在通风机性能测定过程中应注意以下事项：• 1) 通风机启动时必须控制功率，离心式通风机应在关闭闸门后启动，轴流式通风机可在闸门全开状态下启动； 2) 试验时间尽可能缩短，防止通风机工况改变导致的瓦斯排放和火区管理困难；同时为避免发生意外事故，应加强井上下的检查与管理，做好安全措施； 3) 随时检查电动机的负载和各部件的温升情况，发现异常，立即报告； 4)全体人员必须思想集中，听从统一指挥，以保证测定工作协调一致； 5)各项测定数据必须记录清楚，应配备速算人员，随时核实各测定结果，并草绘出通风机的特性曲线  三、数据的整理与特性曲线的绘制三、数据的整理与特性曲线的绘制1.1.测定数据的整理测定数据的整理１）风量的计算 ２）抽出式通风机静压的计算 ３）通风机输入功率和静压输出功率的计算４）通风机静压效率的计算为了便于比较，要将通风机的上述四项数据换算到额定转速和空气密度1.2kg／m３的条件下，然后再绘制通风机特性曲线由于静压效率为通风机的输出功率与输入功率之比，故校正前后静压效率相同 2.2.特性曲线的绘制特性曲线的绘制将上述计算结果，汇总到附表7—10中，然后以Q通值为横座标，分别以H通静、N通入、H静为纵座标，将所对应的各点描绘于座标图上，即可得出若干个点，用光滑的曲线将这些点连接，便可绘出通风机的个体特性曲线。

 •3．实测数据的整理与制图• 1) 风量计算： 式中， S——测风断面1-1的面积，m2• 2) 在试验条件下通风机静压h’fs的计算： h’fs＝hs2－hv2，Pa 式中，hs2——在风峒断面2-2测得的相对静压，Pa；• S'——断面2-2的面积， m2  •3) 试验条件下通风机输入功率N‘轴和输出功率N‘fos的计算： N’fos ＝hfs·Qf/1000，kW •4) 通风机静压效率计算：  　 将试验测得的各项数据换算成标准大气状态(γ＝11.8N／m3) (为便于现场应用也可换算成该矿全年平均气象条件下的数值)和固定转数条件下的数值，然后绘制通风机的个体特性曲线　　首先计算校正系数：　　转速校正系数： 　　 空气重率校正系数： •校正后的通风机排风量 Qfs＝Q‘fs·Kn，m3/s•校正后的通风机静压 hfs＝h‘fs·Kn2·Kγ，Pa• 校正后的通风机轴功率N轴和输出功率Nfs N轴＝N’轴Kn3·Kγ，kW Nfs ＝ N’fsKn3·Kγ＝ hfs Qfs/1000，kW 　　为获得比较光滑的个体特性曲线，一般要调节十个以上工况点，将得到的数据填入预先制好的表格中。

以Qfs为横坐标，hfs、N轴、ηfs为纵坐标，将与 Qfs对应的hfs、N轴、ηfs等值绘到同一图上，即可得各工况点 连接各工况点，便得到通风机装置在矿井标准条件下的个体特性曲线     。