通风
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矿井通风:利用机械或自然通风为动力,使地面空气进入井下,并在井巷中做定向和定量的流动,以供给井下人员呼吸,同时稀释和排除井下各种有毒有害气体和矿尘,创造良好的矿内工作环境,保障井下工作人员的身体健康和劳动安全。
矿井通风的基本任务: 1连续不断地供给井下足够的新鲜空气 2把井下有毒有害气体和矿尘冲淡到安全浓度以下,并排出矿井3为井下创造良好的气候条件。
地面空气是干空气和水蒸气组成的混合气体
地面空气进入矿井后成分和性质发生变化:氧气浓度下降,二氧化碳浓度上升,混入了各种有害有毒气体和矿尘,空气的状态参数发生改变。
造成矿井空气中的氧浓度降低的原因:人员呼吸;煤岩和其他有机物的缓慢氧化;煤炭自燃;瓦斯、煤尘爆炸;煤岩和生产过程中产生的各种有害气体。
矿井空气中的有毒气体:一氧化碳、硫化氢、二氧化硫、氮氧化合物、二氧化碳、甲醛。CO性质:极毒,CO与血色素亲和力比氧大250-300倍,使血液中毒,阻止氧与血色素的结合,引起窒息和死亡。来源:爆破作业、火灾、瓦斯与煤尘爆炸、煤炭自燃等。H2S性质:有强烈的毒性,能使血液中毒,对眼睛粘膜及呼吸系统有强烈的刺激作用。来源:有机物腐烂、硫化矿物水解、煤岩中放出。SO2性质:与眼、呼吸道的湿表面接触后能形成硫酸,对眼、呼吸道有强烈腐蚀作用,严重会引起肺水肿。来源:含硫矿物氧化、含硫矿物中爆破。
扩散器回收动能:在风流出口加设一段断面逐渐扩大的风道,使得出口风速变化,从而达到减少流入大气的风流动能。扩散器安装是否合理,可用回收值扩散器自身的通风阻力相比来确定,△hv=hvex-hvex'>hRd 合理△hv=hvex-hvex'<hRd 不合理
气候条件:温度,湿度和风速三者结合的作用状态。对人体特平衡影响,空气温度:对人体对流散热起着主要作用。相对湿度:影响人体蒸发散热的效果。风速:影响人体的对流散热和蒸发散热的效果。
通风阻力:单位体积空气在流动过程中的能量损失。
位压:单位体积内空气在地球引力作用下,相对于某一基准面产生的重力位能所呈现的压力。
静压:空气分子热运动不断撞击器壁所呈现的压力
全压:单位体积风流具有的静压能和动压能所呈现的压力之和。
动压:单位体积空气风流定向流动所具有的动能呈现的压力。
相对压力:以当地当时同标高的大气压为基准测算的压力
绝对压力:以真空为测算点而测得的压力称为绝对压力
正压通风和负压通风:在压入式通风矿井中,井下空气的绝对压力都高于当地当时同标高的大气压力,相对压力值是正值,是正压通风;在抽入式通风矿井中,井下空气的绝对压力值都低于当地当时间同标高大气压力,相对压力是负值,是负压通风。
通风机静压:克服管网通风阻力的风压,通风机的全压和动压之差。
绝对湿度:是指单位体积的湿空气中包含的水蒸汽质量。
相对湿度:指某一体积的湿空气中实际含有的水蒸汽量与同温度下的饱和水蒸汽量之比的百分数。
矿井通风系统:是矿井通风方法,通风方式和通风网络的总称。
摩擦阻力:井下风流沿井巷或管道流动时,由于空气的粘性受到井巷壁面的限制,造成了空气分子之间相互摩擦以及空气与与井巷或管道壁面间的摩擦,从而产生阻力。 局部阻力:在风流运动的过程中,由于井巷边壁条件的变化,风流在局部地区受到局部阻力物的影响和破坏,引起风流流速大小、方向和分布的突然变化,导致风流本身长生很强的冲击,形成极为絮乱得涡流,造成风流能量的损失。
并联通风:两条或两条以上风支在某一节点分开后,又在另一节点汇合,其间无分支的通风。
串联通风:两条或两条以上风路彼此首尾相连在一起,中间没有风流分合点的通风。
通风网络图:用图论的方法对通风系统进行抽象描述,把通风系统变成一个由点、线及其属性组成的系统。
降低摩擦阻力的方法1减少摩擦阻力系数2避免巷道内风量过于集中3保证井巷通风断面4:减少巷道长度5选用周长较小的巷道断面
降低局部阻力的方法。1最大限度地降低局部阻力的地点数量2尽量避免断面的突然变化拐弯处平缓,不能直角和锐角3减少局部阻力地点的风流流速及巷道的粗糙程度4在风筒或通风机的入口处安装集风器,在出口处安装扩散器5将少巷道正面阻物,及时清理巷道中的堆积物,
等积孔:假定在无限的空间有一薄壁,在薄壁上开以面积为A的孔口,但孔口通过的风量等于等于矿井风量,而且孔口两侧的风压差等于矿井通风阻力时,则孔口面积A称为该矿井的等积孔
矿用通风机按期服务范围可分为:1)主要通风机,服务于全矿或矿井的某一翼。2)辅助通风机,服务于矿井网络的某一分支分路,帮助主要通风机通风,以保证该分支风量。3)局部通风机;服务于独头掘进的井简共巷道的局部地区。按构造和工作原理可分为矿用通风机可分为离心式通风和轴流式通风机两种。
离心式通风机主要有G4-73、4-73型和K4-73型等。轴流式通风机主要有1K58、2K58、GAF、BD、BAK型
局部风量调节是指早采取内部各工作面,采取间或生产水平之间的风量调节,调节方法有增阻发、减阻法及辅助通风机调节法。调节方法有:增阻调节法:是一种耗能的调节方法,调节风窗;临时风窗;空气幕调节装置。减阻调节方法1)扩大巷道断面2)降低摩擦阻力系数3)清除巷道中该巷道中的局部阻力物4)采用并联风路5)缩短风流路线的总长度。增能调节法:辅助通风机调节方法;利用自然风压调节方法。
总风量调节方法:改变主要通风机的特性曲线(轴流式风机:调整叶片角度,更换电动机。离心式风机:改变主风机转速),或是改变矿井风网总风阻(在井上换大管径风箱,在井下再打一条并联巷道)。
工况点:既是风机在某一特定转速和工作风阻条件下的工作参数,如风压H、风量Q、风机轴功率N、效率η,一般是指H和Q两参数。工况点的调节方法:1改变风阻特性曲线2改变风机特性曲线。
自然风压:就是由于进风侧与出风侧的空气密度不等,造成空气柱的重力差,从而形成风压。影响自然风压的因素:1)矿井某一回路中两侧空气柱的温差是影响HN的主要因素2)空气成分和湿度影响空气的密度,因而对自然风压也有一定影响,但影响较小3)井深4)主要通风机工作队自然风压的大小和方向也有一定的影响。变化规律:在冬季低位空气柱比高位空气柱的平均温度低,平均空气密度大,导致两空气住作用在矿井水平面上的重力不等。 其重力之差就是该系统的自然风压。 它使空气从低位井口流入,高位井口流出。在夏季时,空气柱高位比低位温度低,平均密度大,则系统产生的自然风压方向与冬季相反,地面空气从高位井口流入,从低位流出。
通风网络图绘制原则: 1)图形对称,线条分布尽量均匀2)用弧线连接节点,全图成椭圆形3)进风节点在图上部,用风地点和漏风分支并排在图中部,回风节点在图下部。4)进风井在图上部,回风井和风机在图下部5)节点编号尽量连续。6)分支编号从左到右,从上到下
通风三大定律:风量平衡定律:即在单位时间内流入一个汇点的空气质量,等于单位时间内流出该汇点的空气质量。风压平衡定律:在通风网络中,任一网孔或回路的风流遵守能量守恒定律,网孔或回路中不同流向的风流,其压力(或阻力)必须平衡或相等。通风阻力定律:通风网络中某一网络的阻力,等于该风路的风阻与风量平方的积。