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1、矿井通风设备发展,安全12-3班 马亚飞 王炼 李欣,矿井通风设备发展,一、矿用通风机类型,矿用通风机按其服务范围和所起作用分为3种：,（一）主通风机,（二）辅助通风机,（三）局部通风机,辅助通风机大多安装在井下，目前已很少使用，因此主要介绍主通风机以及局部通风机的发展现状。,（一）主通风机,主要通风机担负整个矿井或矿井的一翼或一个较大区域通风，必须昼夜运转，它对矿井安全生产和井下工作人员的身体健康、生命安全关系极大。主通风机一般安装在地面上，也是矿井的重要耗电设备。所以对主通风机的选用， 必须从安全、技术和经济 等方面进行综合考虑。,（二）辅助通风机,辅助通风机用来帮助矿井主要通风机对一翼或
2、一个较大区域克服通风阻力、增加风量的通风机，大多安装在井下，目前很少使用。,（三）局部通风机,为满足井下某一局部地点通风需要而使用的通风机称为局部通风机，主要用做井巷掘进通风。,矿井通风设备发展,二、国内主要通风机的发展,（一）主通风机的发展：建国初的20多年，国内矿井主通风机几乎都是仿制苏联BY系列70B2型以及老式的G系列离心式通风机。目前我国煤矿使用的主通风机种类繁多，性能参差不齐。2K系列、BD(K)系列、GAF系列、G4-73系列以及4-72系列 的使用占90%以上。,二、国内主要通风机的发展,随着煤矿通风机技术不断发展进步，涌现出大量的新型高效节能的矿用通风机，其中在国内应用较多的
3、是GAF系列新型轴流式通风机。该系列通风机结合了国内的实际情况，由上海鼓风机厂和德国TLT公司合作改造，特别适用于需要经常改变运行工况的矿井使用。,二、国内主要通风机的发展,我国矿井使用的离心式风机主要有G4-73、Y4-73和4-72等系列，种类较多，但其共有的优点也较为突出，如特性曲线较平缓，运行噪声较小，效率高等。其中4-72系列离心式风机主要用于风量和通风阻力不大的中小型矿井，其机型较小，配置电机容量相对也小，适用于低压供电的煤矿通风系统，多应用在国内小型煤矿通风系统中。,二、国内主要通风机的发展,（二）局部通风机的发展：矿用局部通风机的主要作用是排出矿井系统中的有毒有害气体和粉尘，为
4、工作面提供新鲜风流供作业人员呼吸、改善作业环境。作为矿井通风系统中的一部分，矿用局部通风机使用量大、面广。,二、国内主要通风机的发展,20世纪70年代，国内煤矿主要采用单级和双级高压轴流式通风机。到20世纪90年代，我国的新型局部通风机有了长足的发展。矿用局部通风机几乎全部采用双级或三级高压对旋和双级高压轴流风机，其功率达264kW，压力达8000Pa，风量达= 1000m3/min。,二、国内主要通风机的发展,近年来，我国的新型局部通风机有了长足的发展。在压入式掘进通风作业中推广了对局部通风机；在瓦斯排放和掘进除尘方面又出现了新型抽出式局部通风机和多功能局部通风机；在风机材质方面采用了无摩擦
5、火花和安全摩擦火花材料；在驱动方面，除了传统的防爆电动机外，还采用了气马达。所有新型风机都设计了各种形式的消声结构。,矿井通风设备发展,三、煤矿主要通风机现状分析,（一）通风机效率煤矿地面主通风机担负着向全矿井提供新鲜空气、排出有毒、有害气体的重任，被誉为整个矿井的“肺脏”，其安全、可靠运行事关整个矿井的安全。着世界范围内能源短缺和经济增长对能源需求的增加，迫切要求人们节约能源和保护环境。而矿井主通风机每天都必须运行，矿井的重要耗电设备，选择节电、低噪型通风机就显得非常重要。,（一）通风机效率,20世纪80年代后，由于采用了新技术、新工艺，通风机的效率提高了510%，扩大了调节范围，提高了变负
6、荷条件下通风机的运行效率。据统计，风机的电能消耗约占全国发电量的810%。因此，提高风机的效率和运行效率是十分必要的。,加工手段落后 质量难以保证,高噪声,叶片等关键部件 检验手段缺乏， 存在故障隐患,（二）煤矿主要通风机存在的问题,风机低效率运行,设计方法落后,（二）煤矿主要通风机存在的问题,（1）风机低效率运行：中煤集团和煤科总院2004年的调查表明，我国在役的矿用主通风机运行效率低于40%的占20%，运行效率高于70%的不足10%。对于在役的局部通风机，平均运行效率低于60%，其中地方煤矿平均运行效率仅为48%。这同西方发达国家约85%的平均运行效率相差甚远，节能潜力巨大。,（二）煤矿主
7、要通风机存在的问题,（2）高噪声：噪声对人们的听觉、视觉、神经系统、心血管系统、消化系统和内分泌系统都有严重危害。风机是一个较强的噪声源。如锅炉送风机的噪声可达124dB。对噪声的控制也是我国风机行业广大技术人员一直在努力的一个重要方向。,（二）煤矿主要通风机存在的问题,（3）设计方法落后 目前国内矿用通风机的研究和设计还基本停留在二维无粘假设的基础上，矿井通风系统的设计与计算甚至还停留在一维损失模型的水平上，矿用风机准三维和全三维数值研究与应用工作，还基本上是空白。,（二）煤矿主要通风机存在的问题,（4）加工手段落后，质量难以保证：世界上较著名的通风机企业主要有德国TLT公司、英国豪登公司、
8、丹麦诺文科公司、德国K.K.K公司及日本荏原制作所等等，这些公司技术先进，科研实力雄厚，都能设计三元叶轮并进行计算机仿真和优化设计，他们加工三元叶轮的工艺方法也非常先进。（3）加工手段落后，质量难以保证,（二）煤矿主要通风机存在的问题,（5）叶片等关键部件检验手段缺乏，存在故障 隐患 目前国内煤矿多采用轴流式通风机，其气动性能已被广大用户认可接受。但是由于风机从设计、制造到使用维护过程中，都有一些造成风机运行可靠性不足的问题，运行故障率较高，如叶片断裂、电机温度过高、主通风机运行工况不稳定、气动风机齿轮马达易损坏、轴承润滑结构不完善等，这些给煤矿生产带来一定的安全隐患，并大大增加了风机生产厂家
9、和用户的维护费用。,矿井通风设备发展,四、矿用主通风机的系列品种、应用范围,（一）矿用主通风机的系列品种（1）电动机外置式单级轴流通风机（GAF单级, K40, K54, K55, K58, K61, K65）（2）电动机外置式双级轴流通风机（70B2,2K56, 2K58, 2K60, GAF 双级）（3）对旋通风机（BD40,54,56,58, 60, 65, 66）（4）离心通风机（电动机外置）（4- 72,K4-73，G4-73，Y4-73）,（一）矿用主通风机的系列品种,（一）矿用主通风机的系列品种,（1）轴流式目前我国生产的轴流式风机主要有 K58(1K58、2K58）系列、 K5
10、6(1K56、2K56）系列、 GAF系列、 BK54系列等。,（一）矿用主通风机的系列品种,2K58系列风机均为双级叶轮，机翼型扭曲叶片，叶片数为12，共有11种规格型号，适合大中型矿井使用。BK54系列适合中小型矿井使用。上述各种系列轴流风机均可直接反转反风，反风量均可达到40%以上。,（一）矿用主通风机的系列品种,（2）对旋轴流式对旋轴流式风机作为目前我国矿用通风机的新生代产品，已有多家风机厂投入生产，结构性能也不断改进和提高。,（一）矿用主通风机的系列品种,目前我国生产的对旋轴流式通风机主要有FBCDZ系列和FCDZ等系列。其中FBCDZ系列风机叶轮直径为1.4-4.4m，共有24个机
11、号；叶片总数有32片或24片，适合作为各种类型的矿井主要通风机使用。,（一）矿用主通风机的系列品种,（3）离心式我国矿井使用的离心式风机主要有G4-73、K4-73、Y4-73和4-72等系列。,（一）矿用主通风机的系列品种,该类风机的特点是特性曲线较平缓、无驼峰、运行噪声较小、效率高，且具有启动功率较小等特点。运行时调节门（前导器）可在0-70范围内调节，用以改变运行工况，适应性较好。其中4-72系列离心式风机主要用于风量和通风阻力不是太大的小型矿井。,（二）主通风机系列品种的应用范围,一般说来, BK40、54 等单级通风机适用于压力较低, 需风量较大的低风阻矿井; 2K56、2K60 和
12、 BD 系列适用于中、高压矿井; 而离心通风机适合用高压、需风量较小的矿井。与之相对应, 从表 4 可看出: 无量纲压力系数较低的通风机适合于低风阻矿井, 反之适合于高风阻矿井;比转数较低的通风机适合于风量要求较小的矿井, 反之适合于风量要求较大的矿井。,矿井通风设备发展,五、矿用通风机的发展趋势,目前我国的矿用通风机得到了快速的发展，给通风机行业带了发展空间，同时通风机行业也将面临巨大的竞争压力。为满足矿用通风机的需要，提出以下发展方向：（1）重视基础理论研究，提高产品的性能，促进新技术的研发和应用； （2）加强专业化生产，应用国外先进的设计方法，提高工艺水准；,五、矿用通风机的发展趋势,（3）改进通风机设备,增强通风机的叶轮和机壳的耐磨性,实现通风机的变转速调节及自动化调节,加强动叶可调的轴流通风机的研发,用其代替大型离心通风机； （4）加强高效节能低噪的研究； （5）加快通风机的优化控制调节； （6）发展诊断维修技术。,谢谢大家！,
