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空气压缩机设备选型能力核算一、计算依据根据国家煤矿安全监察局安监总煤装[2010]146号文件精神，要求“煤矿和非煤矿山要制定和实施生产技术装备标准，安装监测监控系统、井下人员定位系统、紧急避险系统、压风自救系统、供水施救系统和通信联络系统等技术装备，并于3年之内完成”的要求。
压风管路通过主斜井送至井下。
最大班下井人数73人，其中回采工作面34人，每个掘进工作面14人。
现根据国家安监总局、国家煤监局2007年8月9日颁发安监总煤行[2007]第167号文件，按用于灾害防治时，最大班下井总人数每人0.3m3/min计算确定压风系统供风量。
矿井风动设备配备见表7-4-1。
表7-4-1 风动工具配备表二、空气压缩机选型1.压缩机必须的供气量（1）风动工具所需压缩机必须的供气量Q=a 1a 2γΣq i n i k i =32.72m 3/min式中： a 1——沿管路全长的漏气系数，a 1=1.2；a 2——机械磨损耗气量增加系数，取1.15；γ——海拔高度修正系数，a 3=1.01；q i ——每台风动工具的耗气量，ZP-Ⅱ型混凝土喷射机耗风量8m 3/min ，G10型风镐耗风量1.2m 3/min ，MFC-1218/2962型气动锚杆钻机耗风量2.8m 3/min ，ZY24型凿岩机耗风量2.8m 3/min ，ZQS-20型风煤钻耗风量1.2m 3/min ；n i ——用气量最大班次内，同型号风动机具的台数，ZP-Ⅱ型混凝土喷射机1台，G10型风镐2台， MFC-1218/2962型气动锚杆钻机2台，ZY24型凿岩机2台，ZQS-20型风煤钻3台；k i ——同型号风动机具的同时工作系数，ZP-Ⅱ型混凝土喷射机取1，G10型风镐取0.90，MFC-1218/2962型气动锚杆钻机取0.9，ZY24型凿岩机取0.90，ZQS-20型风煤钻取0.90。
（2）井下发生事故时，工作人员所需压缩机必须的供气量 Q ＝3.0731⨯⨯⨯γα＝1.2×1.01×73×0.3＝26.54m 3/min 。
矿井空气压缩设备的用途、组成及分类
空气压缩设备是矿井用于产生和输送压缩空气（简称压气）的必备的动力设备，是矿井的原动力之一，它产生的压缩空气用以驱动风镐、风钻等风动机械工作。
矿山机械设备产生压气的空气压缩机（简称空压机）一般设在井的上，用管道把压气送入井下，顺大巷、上山或下山到达工作面，带动风动机械工作。
使用压缩空气的最大优点是能够利用取之不尽、用之不竭的自由空气。
矿山机械设备与电力相比，它具有以下特点：不产生火花；不怕超负荷；无触电危险；在湿度大、温度高、灰尘多的环境中能很好地工作；风动机械排出的空气，在某种程度上有助于改善井下的通风状况。
矿山机械设备但空压机运转效率低、耗电量大、成本高，因此在使用中应注意提高空压机的效率，减少压气管道内的压力损失和泄漏，节约压气的消耗量。
二、空气压缩设备的组成
空气压缩设备主要包括：空压机、电动机及电控设备、冷却泵站、附属设备、管路等，如图1-4-1所示。
三、空压机的分类
空压机的种类繁多，使用广泛，它是一种通用机械。
矿山机械设备空压机按工作原理可分为容积型和速度型2种。
容积型空压机是利用减小空气体积，提高单位体积内气体的质量来提高气体压力的；速度型空压机是利用增加空气质点的速度，然后在扩压器中急剧降速，使动能转化为压力能来提高气体压力的。
容积型空压机可分为回转式和往复式2种，而回转式又可分为：滑片式、螺杆式、转子式；往复式又可分为：膜式和活塞式。
矿山机械设备速度型空压机可分为离心式和轴流式2种。
我国煤矿广泛使用的是容积型活塞式空压机。
空气压缩技术的应用领域标题：空气压缩技术的应用领域引言：空气压缩技术是一种广泛应用于各个行业和领域的关键工艺。
通过将空气压缩成高压气体，空气压缩技术为许多应用提供了能量来源和操作动力，同时还能实现物质输送、冷却和气体分离等功能。
本文将深入探讨空气压缩技术的应用领域，从采矿、制造业、交通运输到医疗保健等多个方面，展示了空气压缩技术的价值和广泛应用。
一、采矿行业中的应用1. 空气压缩在矿山工程中的重要性- 采矿机械和设备的动力来源- 矿井通风和气体排除2. 空气压缩技术在矿山安全管理中的应用- 煤气抽采和瓦斯控制- 衡量和监测矿井环境的气体检测仪器二、制造业中的应用1. 工业自动化和机械设备- 压缩空气驱动的气动工具和设备- 自动化生产线中的压缩空气供应2. 制冷与空调系统- 压缩空气制冷系统的工作原理- 制冷剂压缩与循环的过程- 空调设备中的压缩空气用途三、交通运输领域中的应用1. 汽车制动系统- 压缩空气制动系统的原理和优势 - 制动气压的控制和维护2. 铁路和舰船动力系统- 蒸汽动力和气力传动系统- 空气压缩机在铁路和舰船中的应用四、医疗保健领域中的应用1. 医用氧气和气体输送系统- 压缩空气在医疗气体输送中的作用 - 气体压缩的安全考虑和规范2. 压缩空气供应和净化- 医疗仪器和器械的运行需求- 空气过滤和杀菌技术的应用总结：空气压缩技术具有广泛的应用领域，从采矿、制造业、交通运输到医疗保健，它在不同行业中发挥着重要作用。
通过将空气压缩成高压气体，空气压缩技术为各个领域提供了能量来源和操作动力。
同时，它还能实现物质输送、冷却和气体分离等功能，提高了生产效率和工作安全性。
在采矿行业中，空气压缩技术在矿山工程和安全管理中发挥了重要作用。
在制造业中，压缩空气驱动的气动工具和设备以及空气压缩制冷系统的应用大大提高了生产效率和产品质量。
在交通运输领域，压缩空气用于汽车制动系统、铁路和舰船动力系统。
此外，空气压缩技术还广泛应用于医疗保健领域，用于医疗气体输送和仪器器械的运行。
《矿山机械》试题库总题量(156)第一章流体力学基础填空题:10判断题:4选择题:3术语解释:5简答题：10计算题：3（共35）第二章矿井排水设备填空题:9判断题:3选择题:2术语解释:2简答题：10计算题：1（共27）第三章矿井通风设备填空题:9判断题:3选择题:2术语解释:2简答题：8计算题：1（共27）第四章矿山空气压缩设备填空题:9判断题:2选择题:5术语解释:4简答题：12解释含义：2（共34）第五章矿井提升设备填空题:10判断题:2选择题:4简答题：14解释含义：3（共33）第一章流体力学基础一、填空题（每空1分）1、流体是液体和气体的总称。
2、流体的体积随温度的升高而膨胀的性质叫做流体的膨胀性。
3、流体粘性的大小用粘度表示，常用的粘度有动力粘度、运动粘度、相对粘度。
4、液体在管路中流动时的能量损失有沿程（水头）损失和局部（水头）损失。
5、以真空为基准的压强称为绝对压强。
6、以环境压强为基准的压强称为相对压强。
7、液体中压强相等的点组成的面称为等压面。
8、单位时间内流过某通流截面的液体体积称为流量。
9、沿程损失只发生在管路的直线段上。
10、局部损失发生在管路的非直线段上。
二、判断题（每题1分）1、所有的流体都具有粘性。
（√）2、只有运动的流体才具有粘性。
（×）3、静止的流体中任一点所受到的各个方向的静压强均相等。
（√）4、静止的液体中任一水平面都是等压面。
（×）三、选择题：1、流体的温度不变，压力增加时，体积会（B ）。
A、不变B、减小C、增大2、（A ）损失只发生在管路的直线段上。
A、沿程B、局部C、能量3、在流体的管路中，通流面积大的地方，流速（B ）。
A 、大B、小C、不变四、术语解释（每个5分）1、流动性流体分子内聚力小，易于流动，没有固定形状的性质。
2、流量单位时间内流过某通流截面的流体体积称为流量。
3、等压面液体中压强相等的点组成的面叫做等压面。
4、绝对压强以完全真空为基准的压强称为绝对压强。
移动式空气压缩机工作原理移动式空气压缩机是一种常见的工业设备，广泛应用于建筑、矿山、制造业等领域。
它的工作原理是将空气压缩并储存起来，以供后续的工艺或设备使用。
一、空气压缩原理空气压缩是指将气体压缩成较高压力的过程。
在移动式空气压缩机中，通常采用活塞式压缩机来完成这一过程。
活塞式压缩机由气缸、活塞、连杆和曲轴等组成。
当活塞向下运动时，气缸内的空气被吸入；当活塞向上运动时，气缸内的空气被压缩。
通过连杆和曲轴的联动，驱动活塞的往复运动，从而实现空气的不断压缩。
二、空气压缩过程空气在经过活塞的压缩过程中，温度会升高，因为压缩过程会将空气的分子紧密压缩，使其动能增加。
为了避免过高的温度对设备造成损坏，移动式空气压缩机通常通过冷却系统进行冷却。
冷却系统通常采用冷却风扇和散热器，将压缩空气冷却至合适的温度。
三、储存空气经过压缩后的空气需要被储存起来，以便随时供给使用。
移动式空气压缩机通常采用气罐来储存压缩空气。
气罐的设计和制造需要考虑到压力和容量的要求，以确保安全和可靠的运行。
在气罐中，压缩空气会被储存起来，等待后续使用。
四、供气系统移动式空气压缩机通过供气系统将储存的压缩空气供给使用。
供气系统通常由气管、阀门和连接件组成。
通过控制阀门的开关，可以控制压缩空气的流动和压力。
供气系统的设计应考虑到工艺或设备的需求，以确保稳定的气压和可靠的供气。
五、动力来源移动式空气压缩机通常需要外部动力源来驱动活塞运动和冷却系统的工作。
常见的动力源包括电动机和内燃机。
电动机驱动的空气压缩机通常用于室内或电源充足的场所，而内燃机驱动的空气压缩机则适用于室外或没有电源的场合。
六、控制系统为了确保移动式空气压缩机的安全和高效运行，通常会配备控制系统。
控制系统可以监测和控制压力、温度和润滑等参数，以及保护设备免受过载、过热等情况的影响。
同时，控制系统还可以提供故障提示和报警，方便及时维修和保养。
总结：移动式空气压缩机通过活塞式压缩机将空气压缩并储存起来，通过供气系统将压缩空气供给使用。
矿山空气压缩设备的安全运行矿山空气压缩设备是矿山中重要的生产设备之一，用于为下井的矿工提供空气供应。
由于矿山空气压缩设备的安全性直接关系到矿工的安全和人身财产的安全，因此其安全运行至关重要。
一、矿山空气压缩设备的组成矿山空气压缩设备主要由压缩机、冷却器、油分离器、出气阀和储气罐等组成。
其中，压缩机是整个设备的中心部件，冷却器用于降温，油分离器用于分离压缩机过程中产生的润滑油，出气阀用于调节空气流量和压力，储气罐用于储存压缩机排放的空气。
二、矿山空气压缩设备的安全运行1.设备安装在安装设备时，应按照厂家提供的产品参数和工作要求进行安装。
同时，还要注意设备安装位置应远离易燃易爆的物质和电源、水源等，以避免火灾等安全事故的发生。
2.设备操作操作设备前，矿工必须接受相关培训和安全教育，了解设备的原理和操作规程，并做好防护措施。
同时，还要注意设备的负荷状态和运行参数，及时检查设备的状态，发现故障及时解决。
3.设备维护设备的安全运行还需要定期维护。
主要包括定期清洗设备、更换润滑油和滤芯、检查设备的防护装置是否完好等，以保证设备的正常运行。
4.设备停机在停机时，应注意先关闭排气阀和电源，以确保设备可以安全停机。
如果在停机时需要换班操作，必须检查压缩机本体是否完好，确认设备处于安全状态再进行换班操作。
5.设备故障设备故障时，应立即停机，查找并排除故障，并做好安全措施，避免后续事故发生。
同时，还要严格按照“小修小检，大修大检”的原则，执行设备维修和更换操作。
三、结论矿山空气压缩设备的安全运行关系到矿工人身安全和生产安全，因此需要重视设备的维护和管理。
只有做好矿山空气压缩设备的预防性维护和安全管理，保证设备的正常运行和安全性，才能更好地保障矿工的生产和生活。
第＋七章矿山空气压缩设备第一节概述空气压缩设备是指压缩和输送气体的整套设备。
包括空气压缩机（简称空压机）、输气管路和附属设备等。
压缩空气是重要的动力源，驱动气动凿岩机、风钻、锚喷机等风动机械工作。
目前，在我国矿山主要使用L系列活塞式空压机。
这种机型是我国60年代的产品，用以取代卧式和立式老型号空压机。
80年代初期，我国引进了新技术，贯彻执行国际标准，使我国活塞式空压机有了长足的进步，研制出井下用的无基础空压机，同时改进了L型空压机，提高了易损件的寿命和设备的安全性，降低了机器的噪声，特别是在比功率方面已经达到或接近世界先进水平。
一、矿山空压机站的组成矿山空压机站主要包括：空压机、电动机及电控设备、冷却泵站、附属设备、管路等，如图17-1示。
二、空压机的分类空压机按工作原理可分为容积型和速度型两种。
容积型空压机是利用减小空气体积，提高单位体积内气体的质量，来提高气体的压力的；速度型空压机是利用增加空气质点的速度，提高气体的压力的。
容积型空压机又可分为活塞式、螺杆式、滑片式三种；速度型又可分为离心式和轴流式两种。
我国矿山普遍使用活塞式空压机（又称往复式空压机），近年来少数矿井也使用螺杆式空压机。
在压缩空气消耗量特别大的矿山，也有使用离心式空压机的。
本章将以活塞式空压机为重点，介绍其工作原理、结构特点、附属设备。
活塞式空压机的分类见图17-2。
(1)按气缸中心线的相对位置分，可分为立式、卧式、角式三种。
立式是指气缸中心线与地面垂直仁见图17-2(a),(e)I；卧式是指气缸中心线与地面平行〔见图17-2(f),(8)7;角式是指气缸中心线彼此成一定角度。
由于相交的角度不同，角式又可分为V型【见图17-2(b) 】,L型【图17-2(d) 】,W型［见图17-2(c) ］(2)按压缩级数分，可分为单级、双级、多级三种。
(3)按活塞往复一次作用次数分，可分为单作用、双作用。
(4)按冷却方式分，可分为水冷式、风冷式。
三、活塞式空压机的工作原理如图17-3所示，电动机转动时，通过曲柄和连杆机构，将转动变为活塞的往复运动。
当活塞从气缸的左端向右运动时，活塞左侧将呈现真空状态，外界空气推开吸气阀进入气缸，随活塞的移动空气将充满气缸，这个过程叫做吸气过程。
当活塞返回运动的瞬间，吸气阀自动关闭，气缸内的空气被封闭，随活塞的运动，气缸容积逐渐减小，空气被压缩压力逐渐提高，这个过程叫做压缩过程。
当空气压力增大到一定值时，排气阀打开，压缩空气经排气阀进入排气管，直到活塞移动到气缸的左端为止，压缩空气被全部排出，这个过程叫做排气过程。
活塞在气缸内往复运动一次称为一个循环，移动的距离叫行程。
活塞式空压机是利用往复运动的活塞与气缸壁面构成的容积变化进行工作的，所以属于容积型空压机。
第二节活塞式空压机的工作循环一、活塞式空压机的性能参数（一）排气量在单位时间内测得空压机排出的气体体积数，然后换算到空压机吸气状态下的体积数，称为空压机的排气量。
用符号V表示，单位3m/min。
（二）排气压力空压机出口的压力称为空压机的排气压力，用相对压力度量（理论计算时采用绝对压力）。
以符号p表示，单位Pa。
（三）吸、排气温度空压机吸入气体与排出气体的温度。
用符号T和2T表示，单位K。
1（四）比功率当吸人的空气为标准状态时，其轴功率与排气量之比称为空压机的比功率。
用符号N表示，单位kW/3m/min。
b二、一级活塞式空压机的工作循环（一）一级活塞式空压机的理论工作循环空压机工作时，空气状态的变化是很复杂的，为讨论问题方便，做如下假设：(1)在吸、排气过程中，气体状态分别与吸、排气管内的气体状态相同，在吸、排气过程中压力保持不变；(2)气缸内没有余隙容积，密封良好，气阀关闭及时；(3)在压缩过程中，压缩规律保持不变。
符合上述三点假设条件的循环称为理论工作循环。
空压机的理论工作循环可以用示功图表示，图17- 4所示为一单作用气缸的理论示功图。
1.吸气过程活塞自气缸的左端向右移动时，吸气阀开启，吸气管中的气体以P ，的压力进入气缸，依据假设条件，吸气压力不变，在示功图上用一水平直线O-1表示吸气过程中压力与容积的变化规律。
如果活塞的面积为A ，移动的距离为L ，吸入气体作功W X 为111V p AL p W X == (17-1)式中 V —吸气终了时，气体的容积。
由图17-4可知。
吸气线O-1下的面积O11'O'可以表示吸气功。
2压缩过程当活塞返回行程时，吸气阀关闭，气缸呈封闭状态，空压机进入压缩过程，随着活塞向左移动，气缸的容积不断减小，气体压力逐渐升高。
此时属于热力过程，其压缩规律归纳为以下三种情况：1)按等温规律压缩这个过程的特点是：温度T=常数，气体的温度自始至终保持不变。
在压缩过程中产生的热量，全部释放到气缸的外部。
其等温过程的压缩功w ，用等温压缩线1-2下的面积1'124表示。
也可用下式计算2111303.2p p I V p W g Y = (17-2)式中 1p —排气压力。
2)按绝热规律压缩这个过程的特点是：加给气体的热量q=0，压缩过程中产生的热量全部用以气体温度的升高，与外界无热量交换。
其绝热过程压缩功jy W 可用绝热压缩线1一2"下的面积表示。
也可用下式计算]1)[(1112111--=-k k jy p p V p k W (17-3)式中 k —绝热指数，k =1.403）按多变规律压缩这个过程的特点是：压缩过程中产生的热量，一部分释放到气缸的外部，另一部分使气体的温度升高。
其多变过程的压缩功gy W 。
可用多变压缩线12'-下的面积表示。
也可用下式计算]1)[(1112111--=-n n gy p p V p n W (17-4)式中 n —多变指数，在冷却条件较好时，1<n<k 。
3．排气过程在压缩过程终了时，气体压力达到排气压力2p 时，压缩过程结束，排气阀打开，空压机进人排气过程。
依据假设条件，排气时排气压力不变，在示功图上用一水平直线2-3表示排气压力与容积的变化规律，线下的面积230'4表示排气功。
也可用下式计算排气功p W22V p W p = (17-5)式中 2V —压缩终了时，气体的容积。
4．理论循环功活塞回到气缸的左端，排气过程结束。
依据假设条件，气缸没有余隙，气缸内没有残留气体。
曲轴旋转1周，活塞在气缸内往复1次，经过三个过程完成一个理论循环。
一个理论工作循环的功，应为三个过程的功之和。
通常规定：活塞对气体做功为正，气体对活塞做功为负。
所以一个循环的理论功w 为p y x W W W W ++-= (17-6)理论循环功相当于吸气、压缩、排气三过程线所包围的面积0123。
空压机按不同规律进行压缩，所消耗的功及压缩后气体的状态也不相同。
如果按等温规律压缩，理论循环功最小，排气温度最低，压缩后气体的密度最大。
如果按绝热规律压缩，理论循环功最大，排气温度最高，压缩后的气体密度最小。
按多变规律压缩，介于两者之间。
因此，从理论上讲，空压机按等温规律压缩最有利。
所以，加强对空压机的冷却是十分重要的。
（二）一级活塞式空压机的实际工作循环空压机的理论工作循环与实际工作循环有着很大区别。
空压机实际上都存在着余隙容积，这样在排气过程结束时，气缸余隙中总要残留一部分高压气体不能排出。
因此，在吸气过程开始时，余隙中的高压气体将随气缸容积的增大开始膨胀，吸气阀不能及时开启，直至缸内残留气体的压力降到低于吸气管内的压力为止，吸气阀才能自动开启。
这样在实际工作循环中又增加一个残留气体的膨胀过程，如图17-5所示0V ，为余隙容积，3-4线表示余隙气体膨胀的过程。
故实际工作循环由膨胀、吸气、压缩、排气等四个过程组成。
其中，膨胀与压缩过程为热力过程。
影响实际工作循环的因素：1．余隙容积的影响由于余隙容积的客观存在，使吸气过程的吸气量减小。
2．吸、排气阻力的影响在吸气过程中，外界大气需要克服滤风器、进气管道及吸气阀的阻力后才能进入气缸内，使吸气过程的压力低于理论吸气压力，吸气阀才能开启，所以实际吸气线4-1低于理论吸气线O-r ；而在排气过程中，压气需克服排气阀和排气管道的阻力后才能进人风包，所以排气压力高于理论排气压力，排气阀才能开启，实际排气线2-3高于理论排气线''32 。
由于气阀的阀片和弹簧的惯性作用，使得实际吸、排气线的起点出现尖峰，随惯性力的消失，尖峰压力也消失了；又由于吸、排气的周期性，使吸、排气过程中阻力发生脉动变化，因而实际吸、排气线呈波浪状。
由于吸、排气过程阻力的影响，使压缩相同体积气体的循环功增加。
3．压缩过程中压缩规律变化的影响实际上，空压机工作时压缩规律是变化的，由于气缸壁温度较高，而吸入的气体温度较低，在压缩开始时产生的热量散不出去，使气体温度升高而且还要接受气缸壁散发的热量，此时的压缩指数大于k 值。
当气体温度高于气缸壁温度后，气体才能向气缸壁散出热量，压缩指数随之下降。
所以，在实际工作循环中压缩指数并不是常数，图中压缩线1-2为实际压缩线，虚线为绝热压缩线。
4．其他因素的影响空压机在工作时除上述因素影响外，还有吸入气体温度的影响，空压机的漏气影响，吸入空气温度的影响，这些影响因素都将使空压机的循环功增加，排气量减少。
三、活塞式空压机的两级压缩如果空压机气缸的强度足够大，活塞力也是无穷大时，从理论工作循环示功图上可以得出这样的结论：一级压缩可以得到很大排气压力，但实际上是不能的。
因为空压机存在着余隙容积，当压力增大到某一数值时，气缸内的气体全部被压缩到余隙容积中，此时空压机就不能吸气和排气。
这表明：空压机的排气压力不能无限增大，而是存在一个极限排气压力；另外，如果一级压缩的排气压力很高，排气温度也将增高，当排气温度超过气缸润滑油的闪点温度（一般为215℃~240℃）时，油的蒸气有自燃的危险。
因此，对排气压力必须有一定限制，如欲得到较高的排气压力就必须采用多级压缩。
《煤矿安全规程》规定：“单缸空气压缩机的排气温度不得超过190℃，双缸不得超过160℃”以此为条件，可计算出在最不利情况下（按绝热压缩），单级压缩的极限压缩比（12p p ）为4％。
矿用空压机一般所需排气压力为(7~8) x 510 Pa ，其压缩比为7~8,所以必须采用两级压缩。
两级压缩是在两个气缸内完成，即低压气缸和高压气缸。
其每级气缸内的工作原理与一级压缩的理论相同，从结构上只是在两级气缸之间，增加了一个中间冷却器，形成一个串联的体系，如图17-6所示。
空气经低压气缸压力增加到p，排气温度为z T，送至中间冷却器，保持压力z不变，气体温度降至吸气温度T后，再送到高压气缸中，连续压缩达到需1要的压力排出。
