1、矿井通风与安全黑龙江科技学院张锦鹏Email: zhangjin_安全工程学院 n2第四章 通风动力前一章我们学习了矿井通风阻力的产生及如何计算；这一章我们学习提供矿井通风动力的来源、计算和设备选型4.1 自然风压4.1.1 自然 风压 形成和 计 算1、概念自然 风压 ： 作用在风流路线上最低水平两侧空气柱 位能 差。自然通 风 ：利用自然风压的作用而实现的矿井通风。2、形成由于风流路线上最低水平两侧的空气柱 温度 不同，而导致空气柱 密度 不同，继而 位能不同 ，形成了 能量差 。如图所示，夏天，地表空气温度大于井下，012 段平均温度大于 345 段， 012 段平均密度就小，所以风流从
2、井口 5进 1出；相反冬天，地表空气温度小于井下， 012 段平均温度小于 345 段， 012 段平均密度就大，所以风流从井口 1进 5出。3、 计 算 m1、 m2 两 侧 空气柱的平均密度 012 345dz1dz2zn34.1.2 自然 风压 的影响 因素及 变 化 规 律所以，影响自然风压的因素有两侧空气柱的 温度 T、 大气压力 P、气体常数（成分） R、相对湿度 等，另外还有主要通风机工作对其影响。变化规律 ：随温度的变化规律。影响温度差的主要因素是地面入风气温、风流与围岩的热交换。其影响程度随矿井的开拓方式、采深、地形和地理位置等有关。其中大陆性气候山区的浅井自然风压的大小与方
3、向受地面气温影响较为明显。4.1.3 自然 风压 的控制和利用自然风压既是矿井的动力，也可能是事故的肇因。 必须控制和利用1、新设计矿井在选择开拓方案、拟定通风系统时，应充分考虑利用地形和当地气候特点。1012 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12月份HNn52、根据自然风压的变化规律，应适时调整主通风机的工况点，使其既能满足矿井通风需要，又可节约电能。3、在建井时期，要注意因地制宜和因时制宜利用自然风压通风，如在表土施工阶段可利用自然通风；在主副井与风井贯通之后，有时也可利用自然通风；有条件时还可利用钻孔构成回路。4、利用自然风压做好非常时期通风。一旦主要通风机因故遭受破坏时，便可
4、利用自然风压进行通风。5、在多井口通风的山区，尤其在高瓦斯矿井，要掌握自然风压的变化规律，防止因自然风压作用造成某些巷道无风或反向而发生事故。如图是四川某矿因自然风压使风流反向示意图。ABBCEFA系统的自然风压为： DBBCED系统的自然风压为： a bcda bcdefbRD RCZ夏季 自然风压与主要通风机作用方向相反 ,相当于在平硐口 A和进风立井口 D各安装一台抽风机（向外），到一定程度，就会造成 反风设 AB风流停滞，对回路 ABDEFA和 ABBCEFA可分别列出压力平衡方程：式中： HS 风机静压， Pa；Q DBBC 风路风量， m3/S;RD、 RC 分别为 DB和 BBC
5、分支风阻， NS2/m8。两式相除：此即 AB段风流停滞条件式。当上式变为则 AB段风流反向。由此可知 防止 AB风路风流反向的措施有：（ 1）加大 RD；（ 2）增大HS；（ 3）在 A点安装风机向巷道压风。n74.2 矿井通风机的类型及构造矿用通风机按其服务范围可分为三种：1、 主要通风机 ，服务于全矿或矿井的某一翼（部分）； 2、 辅助通风机 ，服务于矿井网络的某一分支（采区或工作面），帮助主通风机通风，以保证该分支风量；3、 局部通风机 ，服务于独头掘进井巷道等局部地区。按构造和工作原理可分为：离心式通风机轴流式通风机。4.2.1 离心式通 风 机1、构造由进风口、工作轮（叶轮）、螺形机壳和扩散器等部分组成。2、工作原理叶轮旋转时，叶片流道间的空气随叶片旋转而旋转，获得离心力。经叶端被抛出叶轮，进入机壳。在机壳内速度逐渐减小，压力升高，然后经扩散器排出。与此同时，在叶片入口（叶根）形成较低的压力（低于吸风口压力），于是，吸风口的风流便在此压差的作用下流入叶道，自叶根流入，在叶端流出，如此源源不断，形成连续的流动。（ 见下页 ）10
