《矿山机械设计通风排水压气》由会员分享，可在线阅读，更多相关《矿山机械设计通风排水压气（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、矿山机械设计一井下通风1.1 井下通风的目的及意义矿井通风的目的：依靠机械动力，将适量新鲜的空气沿着设定的 路线连续不断地送入井下，以满足采矿工作面、掘进工作面、机电硐 室、火药库，以及其他用风地点的需要，同时将这些地点的污浊空气 连续不断地排出井口。矿井通风的意义：保证井下空气质量符合国家安全卫生标准，确 保井下作业人员生存和生产有足够的氧气，冲淡并排出井下空气中的 各类有毒有害气体和粉尘，调节井下气温，创造良好的生产环境，保 证设备的正常运行，保障井下人员身体健康和生命安全， 充分发挥劳 动效能，提高生产率，提高矿井抗灾与灾害发生时的救灾能力，以达 到安全生产的目的。1。2矿井通风方式和通
2、风系统矿井通风方式：通风方式分为抽出式（图1 1-a）和压入式（图1 1 b）两种.（a）（b）图1-1矿井通风方式示意图1 -风井；2 井底车场；3 石门;4 - 运输平巷;5 -回采工作面；6 - 回风巷;7出风井；8 - 风硐;9 -通风机；10 -风门抽出式通风运行方式：装在地面的通风机9运行时，在其入口处 产生一定的负压，由于外部大气压力的作用，迫使新鲜空气进入风井 1,流经井底车场2、石门3、运输平巷4，到达回采工作面5，与工 作面的有害气体及粉尘混合变成污浊气体，沿回风巷 6、出风井7、 风硐8，最后由通风机9抽出排出地面。通风机连续不断地运转，新鲜 空气不断流入矿井，污浊空气又
3、不断地排出，在井巷中形成连续的风 流，从而达到通风目的。压入式通风运行方式：将地面的新鲜空气由通风机9压入井下巷 道和工作面，再由风井排出.（注：目前矿山通常采用抽出式通风方式）122矿井通风系统：连接在一起的所有通风巷道及通风机构成了矿井通风系统。按通风机和巷道布置方式的不同，有以下三种通风方式：1 ” FV十卩丨 ”八:*11.1（a）（b）（c）图1-2矿井通风系统示意图（a）中央并列式；（b）对角式；（c）中央边界式（a）中央并列式通风系统：进风井和出风井均在通风系统中部， 一般布置在同一工业广场内。（b）对角式通风系统：中央主要井筒作为进风井，并在两翼各 开一个出风井进行抽出式通风的
4、通风系统。（c）中央边界式通风系统：中央主要井筒作为进风井，在井田 边界开一个出风井进行抽出式通风的通风系统。1。3矿井通风机的分类及要求1.3.1 矿井通风机的分类通风机根据风流在风机叶轮内部的流动方式不同，一般分为轴流式通风机（风沿轴向进入叶轮，经叶轮后仍沿轴向流出）和离心式通风机（风沿轴向流入叶轮，在叶轮内转为径向流出）两种 离心式与轴流式风机在矿井通风中均广泛使用，它们各有特点： （1 ）结构：轴流式结构紧凑 ,体积较小,重量较轻 ,可采用高速电动 机直接拖动，传动方式简单，但结构复杂，维修困难 ;离心式风机结 构简单，维修方便，但结构尺寸较大 ,安装占地大，转速低，传动方 式教轴流式
5、复杂。目前新型的离心式风机由于采用机翼形叶片,提高了转速，使体积与轴流式接近。（ 2）性能：一般来讲，轴流式风机的风压低，流量大，反风方 法多;离心式风机则相反。在联合运行时，由于轴流式风机的特性曲 线呈马鞍型，因此可能会出现不稳定的工况点， 联合工作稳定性较差； 而离心式风机联合运行则比较可靠。 轴流式风机的噪声较离心式风机 大,所以应采取消声措施。离心式风机的最高效率比轴流式风机要高 一些，但离心式风机的平均效率不如轴流式高 .（ 3）起动、运转特点：离心式风机起动时 ,闸门必须关闭，以减 小起动负荷；轴流式通风机起动时，闸门可半开或全开。在运转过程 中，当风量突然增大时，轴流式风机的功率
6、增加不大，不宜过载，而 离心式风机则相反。（4）适应范围：离心式风机适应于流量小、风压大、转速较低的情况，轴流式风机则相反。通常当风压在 30003200Pa以下时, 应尽量选用轴流式通风机。 另外，由于轴流式风机的特性曲线有效部 分陡斜，适应于矿井阻力变化大而风量变化不大的矿井； 而离心式风 机的特性曲线较平缓，适应风量变化大而矿井阻力变化不大的矿井。一般来讲，大、中型矿井的通风应采用轴流式通风机；中、小型 矿井应采用叶片前弯式叶轮的离心式风机，因为这种风机的风压大， 但效率低；对于特大型矿井， 应选用大型的叶片后弯式叶轮的离心式 风机，主要因为这种风机的效率高。1.3。 2 对矿井通风机的
7、要求 通风设备的选型设计及安装运行必须遵照 金属非金属矿山安全 规程的有关规定，其中主要有以下几条 :6.4 。2.1 矿井应建立机械通风系统。 对于自然风压较大的矿井， 当风量、风速和作业场所空气质量能够达到 的规定时，允许暂 时用自然通风替代机械通风。6.4 。2.5 箕斗井不应兼作进风井。 混合井作进风井时， 应采取 有效的净化措施，以保证风源质量 .每台主扇应具有相同型号和规格的备用电动机，并有 能迅速调换电动机的设施。 3 主扇应有使矿井风流在 10min 内反向的措施。当利 用轴流式风机反转反风时 ,其反风量应达到正常运转时风量的 60% 以 上。每年至少进行一次反风试验 ,并测定
8、主要风路反风后的风量。 采用多级机站通风系统的矿山， 主通风系统的每一台通风机都应 满足反风要求，以保证整个系统可以反风。主扇或通风系统反风，应按照事故应急预案执行。6.4 。3.4 主扇风机房，应设有测量风压、风量、电流、电压和 轴承温度等的仪表。 每班都应对扇风机运转情况进行检查， 并填写运 转记录。有自动监控及测试的主扇， 每两周应进行一次自控系统的检 查。主要通风机的安装和使用应符合下列要求：（ 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
9、套同等能力的主要通风机装置，其中 1 套作备 用，备用通风机必须能在 10min 内开动 .（4）严禁采用局部通风机或风机群作为主要通风机使用。（5 ）装有主要通风机的出风口应安装防爆门， 防爆门每 6 个月检查维修 1 次（ 6）至少每月检查 1 次主要通风机。改变通风机转速或叶片角 度时,必须经矿技术负责人批准。（ 7）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 测定和试转工作 ,以后每 5 年至少进行 1 次性能测定。1。 4 矿井通风机主要技术参数 通风机工作状况可用风量、风压、有益功率、轴功率、效率，以 及转速等参数表达。风量 指单位时间内通风机输出风量的体积量，用符
10、号“ Q ”表 示,单位为 m 3/s 或 m 3 /min 。风压 指单位体积风流自通风机获得的能量，用符号“ H 表示， 单位为Pa。通风机风压分为全压 Ht、静压Hs和动压Hv，三者关系 为：Ht=H s+H v有益功率指通风机的输出功率，用符号“ Na表示，单位为kW。通风机的风压 H 可以被理解为通风机输出给定单位体积空气的 功，而风量 Q 为输出风流体积量，故其有益功率为N a= 错误 !轴功率 指由电动机输入通风机的功率，用符号“ N表示，单 位为 kW 。N= 错误 !效率 指通风机有益功率对轴功率的比值，用符号“n”表示， 为无量纲参数，可用以下式表达：n= 错误 !转速 指
11、通风机叶轮每分钟的转速，用符号“ n”表示，单位为r/mi n 。1。5矿井通风机我国矿山目前使用的新一代轴流式通风机有K系列矿用节能通风机K系列轴流式通风机（1）通风机的符号及意义（D） K 40矿用风机1（“ DK为对旋型矿用风机）轮毂比d =0.40 （“ 45为 d =0。45）（4 No。151机号为15（即工作直径D=15dr） 电机级数为4,n=1450r/min“6为 6 级，n=980r/min ；“ 8” 为 8 级，n=730r/min）（2）通风机的特点K、DK系列矿用节能风机，是在原矿用节能风机的基础上，通 过技术改进、完善结构、提高性能和扩大机号而设计成功的。该系列
12、 风机运转效率更高、噪声更低、性能范围更大，节点效果更为显著。 同时主风筒内设有稳流环装置，特性曲线无驼峰，可以保证风机在任 何阻力状态下都可以稳定运转.DK型对旋式通风机由两台电动机组成，每台电动机轴伸端安装 叶轮，两叶轮相对互为反向旋转，组成对旋结构。两级叶轮既是工作 论又为导叶，它避免了普通轴流通风机的中、 后导叶的能量损失和电 动机与叶轮之间传动装置的能量损失因此，对旋式通风机与其他类 型通风机相比，可以获得较高的装置惊讶效率和全压效率， 具有突出 的节能效果.由于叶轮直接安装在电机轴上，结构简单，除电动机轴承达到寿 命时需要更换外，一般不需要进行其他维修，可节约大量维修费用。 安装工
13、程量与其他类型通风机相比，可节省 85%以上。风机可以或任意倾角安装，即使地表塌陷仍可稳定运行。为了确保风机的高效运行，全部产品均可按矿山提供的开采各阶段的通风参数进行匹配设计与制造。在开采初期通风参数较低时，可 以单开一级风机；在开采前、后期通风机参数相差悬殊时 ，可配备两 套叶轮，确保各阶段的高效运行.DK型通风机系统组成如图1 3所示11级主机；2 n级主机；3扩散器；4 方圆接头；5消声器；6扩散塔通风机的性能曲线见风机样本。1.6 矿井通风机的选型选型设计基本原则矿井通风机选型设计的基本原则：保证通风机运转的可靠性及经 济技术合理性。矿井通风机选型设计的主要任务是合理选择通风机的形式
14、、型号(叶轮直径)，确定电动机的容量，型号及传动方式，确定通风机的运转工况点。在矿井通风机选型设计中，应充分考虑以下问题：a。保证安全运转；b.设备性能符合矿井的需要；c。经济合理；d.噪声符合 规定.选择通风设备应符合下列规定：(1) 应满足矿井第一水平开采各个时期的工况变化需要，并要求通风设备在较长时期高效运行；当工况变化较大时，应根据矿井采区分 期投产时间及节能情况分期选择电动机； 必要时，可采用电气调速装 置调整风量及负压满足工况要求 .（2）通风机能力应留有一定余量。轴流式通风机在最大设计风 量和负压时，叶轮运转角度应比设备允许范围小 5;离心式通风机的 选择设计转速不应大于设备允许
15、最高转速的 90 。（ 3）通风机电动机的选择， 一般宜采用鼠笼型或绕线型异步电动 机,但容量较大时宜采用同步电动机传动 ,电网容量允许时应采用直接 启动方式。（4）对轴流式通风机应校验电动机的正常启动容量和反风容量1。6。 2 选型设计的任务和步骤1 。6。2.1 选型设计的主要依据（1）矿井需要的风量、通风阻力（可按服务年限分为初、中、 末期三组数据 ）和通风系统简图；（ 2）矿井服务年限 ,通风方式及反风要求；（3）安装风机的井口标高及其附近的局部地形图、常年风向；（4）高海拔地区的主要气象资料： 大气压力、空气温度和密度； （ 5）排送有害或腐蚀性气体的主要成分；（6）自然风压。 前三项资料是设计的主要依据，必要时补充后三项的内容。1.6.2 。2 选型设计的具体任务选型设计的具体任务包括：（1）选择风机类型的型号；（2）选配辅助装置；（3）确定设备组合（ 4）提出经济核算结果。1。6.2 。3 选型设计步骤选型设计时，可以参考如下步骤进行各方案计算：（ 1
