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文檔簡介
1、礦井通風與安全礦井通風與安全中國礦業(yè)大學中國礦業(yè)大學課程體系與學習方法一、教學參考書一、教學參考書1.張國樞通風安全學2.王德明 礦井通風與安全3.黃元平礦井通風4.趙以蕙 礦井通風與空氣調節(jié)5.俞啟香礦井瓦斯防治6.中國礦井通風工程圖集課程體系與學習方法二、學習方法二、學習方法u課程教學與實驗結合u課程設計與現場實習結合三、基礎課程(流體力學、傳熱學)三、基礎課程(流體力學、傳熱學)四、考試要求四、考試要求u評定成績:期末考試成績?yōu)闇蕌考試范圍:平時的復習思考題礦井通風科學技術的發(fā)展n1640 自然通風n1650 回風線路設置火爐(熱風壓)n1849 蒸汽離心式通風機n1898 電力軸流式通
2、風機n1862 關于煤自燃的文章n1813 安全油燈檢查O2、CH4、CO2n1960s 風流環(huán)境參數監(jiān)測n1970s 電子計算機應用早期的通風裝置:人踩風箱鼓風風箱風箱管管 道道踏板踏板早期的通風裝置:馬踩輪子通風 早期的通風裝置:馬轉圈通風現代化的局部通風機現代化的主要通風機第一章第一章 礦內空氣礦內空氣n礦井通風目的:為井下各工作地點提供足夠的新鮮空氣,使其中有毒有害氣體、粉塵不超過規(guī)定值,并有適宜的氣候條件。n礦井通風系統(tǒng):主要通風機、通風網絡巷道和通風構筑物組成。n礦井通風系統(tǒng)礦井的心臟與動脈,是保障礦井安全的最主要技術手段之一。n本章重點闡述礦內空氣的主要成分、井下常見的有害氣體、
3、礦井的氣候條件。通風通風機機巷巷道道網網絡絡通風通風設施設施1.1 礦內空氣成分及其基本性質礦內空氣成分及其基本性質氣體成份(分子式)體積百分比(%)質量百分比(%)氮氣(N2)78.0975.55氧氣(O2)20.9523.13二氧化碳(CO2)0.030.05氬氣,其它稀有氣體0.931.25礦內空氣礦內空氣n地面空氣進入礦井以后,其成分和性質要發(fā)生一系列變化,如氧濃度降低,二氧化碳濃度增加;混入各種有毒、有害氣體和礦塵;空氣的狀態(tài)參數(溫度、濕度、壓力等)發(fā)生改變等。n一般來說,將井巷中經過用風地點以前、受污染程度較輕的進風巷道內的空氣稱為新鮮空氣(新風)新鮮空氣(新風);經過用風地點以
4、后、受污染程度較重的回風巷道內的空氣,稱為污濁污濁空氣(乏風)空氣(乏風)。有毒有害氣體成分有毒有害氣體成分n盡管礦井空氣與地面空氣相比,在性質上存在許多差異,但在新鮮空氣中其主要成分仍然是氧、氮和二氧化碳。在污濁空氣中含有大量有毒有害氣體:一氧化碳(CO)、二氧化氮(NO2)、二氧化硫(SO2)、硫化氫(H2S)等。1.1.1 氧氣(O2)n 氧氣是維持人體正常生理機能所需要的氣體。人類在生命活動過程中,必須不斷吸入氧氣,呼出二氧化碳。人體維持正常生命過程所需的氧氣量,取決于人的體質、精神狀態(tài)和勞動強度等。人體需氧量與勞動強度的關系勞動強度呼吸空氣量/Lmin-1氧氣消耗量/Lmin-1休息
5、0.20.4輕勞動0.6.0中度勞動1.2.6重勞動1.82.4極重勞動2.53.0人體缺氧癥狀與氧濃度的關系當空氣中氧濃度降低時,人體就可能產生不良生理反應,出現種種不適癥狀,嚴重時可能導致缺氧死亡。氧濃度(體積)/%主要癥狀17靜止時無影響,工作時能引起喘息和呼吸困難15呼吸及心跳急促,耳鳴目眩,感覺和判斷能力降低,失去勞動能力1012失去理智,時間稍長有生命危險69失去知覺,呼吸停止,如有及時搶救幾分鐘內可能導致死亡礦內空氣中氧濃度降低的主要原因n人員呼吸n煤巖和其他有機物的緩慢氧化n煤炭自燃n瓦斯、煤塵爆炸n煤巖和生產過程中產生的各種有害氣體在井下通風不良的地點,如果不經檢查而貿然進入
6、,就可能引起人員的缺氧窒息。煤礦安全規(guī)程規(guī)定,礦內采掘工作面的進風流中氧含量不得低于20%。1.1.2 氮氣(N2)n氮氣是一種惰性氣體,是新鮮空氣中的主要成分,它本身無毒、不助燃,也不供呼吸。但空氣中若氮氣濃度升高,則勢必造成氧濃度相對降低,從而也可能導致人員的窒息性傷害。正因為氮氣為惰性氣體,因此又可將其用于井下防滅火和防止瓦斯爆炸。n礦井空氣中氮氣主要來源是:井下爆破和生物的腐爛,有些煤巖層中也有氮氣涌出。1.1.3 二氧化碳(CO2)n二氧化碳是無色,略帶酸臭味的氣體,比重為比重為1.52,很難與空氣 均勻混合,故常積存在巷道的底部,在靜止的空氣中有明顯的分界。二氧化碳不助然也不能供人
7、呼吸,易溶于水,生成碳酸,使水溶液成弱酸性,對眼、鼻、喉粘膜有刺激作用。在新鮮空氣中含有微量的二氧化碳對人體是無害的,但如果空氣中完全不含有二氧化碳,則人體的正常呼吸功能就不能維持。二氧化碳對人呼吸的影響n在搶救遇難者進行人工輸氧時,往往要在氧氣中加入5%的二氧化碳,以刺激遇難者的呼吸機能。n當空氣中二氧化碳的濃度過高時,也將使空氣中的氧濃度相對降低,輕則使人呼吸加快,呼吸量增加,嚴重時也可能造成人員中毒或窒息。二氧化碳中毒癥狀與濃度的關系二氧化碳濃度(體積)/%主 要 癥 狀1呼吸加深,但對工作效率無明顯影響3呼吸急促,心跳加快,頭痛,人體很快疲勞2呼吸困難,頭痛,惡心,嘔吐,耳鳴6嚴重喘息
8、,極度虛弱無力79動作不協調,大約十分鐘可發(fā)生昏迷911數分鐘內可導致死亡礦內二氧化碳的主要來源n礦井空氣中二氧化碳的主要來源是:煤和有機物的氧化;人員呼吸;碳酸性巖石分解;炸藥爆破;煤炭自然;瓦斯、煤塵爆炸等。此外,有的煤層和巖層中也能長期連續(xù)地放出二氧化碳,有的甚至能與煤巖粉一起突然大量噴出,給礦井帶來極大的危害。n規(guī)程規(guī)定:進風流中二氧化碳不超過0.5%;總回風流中,二氧化碳不超過1%。1.1.4 一氧化碳(CO)nCO是一種無色、無味、無臭的氣體,相對對密度為0.97,微溶于水,能與空氣均勻地混合。CO能燃燒,濃度在1375%時有爆炸的危險;CO與人體血液中血紅素的親合力比氧大1503
9、00倍(血紅素是人體血液中攜帶氧氣和排出二氧化碳的細胞)。一旦CO進入人體后,首先就與血液中的血紅素相結合,因而減少了血紅素與氧結合的機會,使血紅素失去輸氧的功能,從而造成人體血液“窒息”。HbCO指數nCO隨空氣吸入后,通過肺泡進入血液血液循環(huán),與血液血液中的血紅蛋白(Hb)和血液血液外的其他某些含鐵蛋白質(如肌紅蛋白、二價鐵的細胞素等)形成可逆性的結合。由于其與血紅蛋白的親和力要比氧與血紅蛋白的親和力大240倍,故把血液血液內氧合血紅蛋白中的氧排擠出來,而形成碳氧血紅蛋白(HbCO);又由于碳氧血紅蛋白的離解比氧合血紅蛋白(HbO2)的離解慢3600倍,故HbCO較之HbO2更為穩(wěn)定。毒理
10、和臨床表現毒理和臨床表現一氧化碳(CO) CO + Hb HbCO 親和力 HbCO HbO2 300倍解離速度 HbCO HbO2 3600倍 毒理和臨床表現(1)CO所致組織缺氧及其程度取決于以下因素:HbCO飽和度:空氣中 CO 濃度愈高,肺泡氣中 CO分壓愈大,血液中 HbCO飽和度愈高。吸入空氣中氧和CO分壓:吸入高氧分壓氣體,可加速HbCO解離和CO排出。每分鐘肺通氣量:勞動量大、空氣和血液中CO達到平衡的時間縮短。HbCO動脈血氧量對缺氧最敏感的中樞神經系統(tǒng)能量供應障礙,使大腦和基底神經節(jié),尤其是蒼白球和黑質發(fā)生變性、軟化或壞死,出現中樞神經系統(tǒng)損害。毒理和臨床表現(2)急性中毒
11、臨床表現主要為中樞神經、心血管以及血液系統(tǒng)方面癥狀,如劇烈頭痛、頭昏、惡心、嘔吐;短暫昏厥、不同程度意識障礙或昏迷,皮膚粘膜呈櫻桃紅色。重者并發(fā)腦水腫、休克或嚴重心肌損害、呼吸衰竭。出現以錐體系或錐體外系癥狀精神意識障礙為主要表現的CO神經精神后發(fā)癥或遲發(fā)腦病。CO中毒癥狀與濃度的關系CO( % )主 要 癥 狀0.0223小時內可能引起輕微頭痛0.0840分鐘內出現頭痛,眩暈和惡心。2小時內發(fā)生體溫和血壓下降,脈搏微弱,出冷汗,可能出現昏迷0.32510分鐘內出現頭痛,眩暈。半小時內可能出現昏迷并有死亡危險。1.28幾分鐘內出現昏迷和死亡。一氧化碳對人的生理作用礦內CO的來源與允許濃度n空氣
12、中一氧化碳的主要來源有:井下爆破;礦井火災;煤炭自然以及煤塵、瓦斯爆炸事故等。n規(guī)程規(guī)定:礦內空氣中CO濃度不得超過0.0024% 。 1.1.5 二氧化硫(SO2) SO2是一種無色,有強烈硫磺味的氣體,易溶于水,在風速較小時,易積聚于巷道的底部。對眼睛有強烈刺激作用。SO2與水后生成都市硫酸,對呼吸器官有腐蝕作用,使用喉嚨和支氣管發(fā)炎,呼吸麻痹,嚴重時引起肺病水腫,當空氣中含二氧化硫為0.0005%時,嗅覺器官能聞到刺激味。0.002%時,有強烈的刺激,可引起頭痛和喉痛。0.05%時,引起急性支氣管炎和肺水腫,短期間內即死亡。規(guī)程規(guī)定:空氣中二氧化硫含量不得超過0.0005%。1.1.6
13、二氧化氮(NO2)n二氧化氮是一種褐紅色的氣體,有強烈的刺激氣味,相對密度為1.59,易溶于水。n二氧化氮溶于水后生成腐蝕性很強的硝酸,對眼睛、呼吸道粘膜和肺部組織有強烈的刺激及腐蝕作用,嚴重時可引起肺水腫。二氧化氮中毒有潛伏期,有的在嚴重中毒時尚無明顯感覺,還可堅持工作。但經過624小時后發(fā)作,中毒者指頭出現黃色斑點,并出現嚴重的咳嗽、頭痛、嘔吐甚至死亡。二氧化氮中毒癥狀與濃度的關系二氧化氮(體積)/%主 要 癥 狀0.00424小時內可出現咳嗽癥狀。0.006短時間內感到喉嚨刺激,咳嗽,胸疼。0.01短時間內出現嚴重中毒癥狀,神經麻痹,嚴懲咳嗽,惡心,嘔吐。0.025短時間內可能出現死亡。
14、 二氧化氮的來源與允許濃度n礦內空氣中二氧化氮的主要來源:井下爆破工作。n規(guī)程規(guī)定氮氧化合物不得超過0.00025%。1.1.7 硫化氫(H2S)n 硫化氫無色、微甜、有濃烈的臭雞蛋味,當空氣中濃度達到0.0001%即可嗅到。硫化氫相對密度為1.19,易溶于水,在常溫、常壓下一個體積的水可溶解2.5個體積的硫化氫,可能積存于舊巷積水中。空氣中硫化氫濃度為4.3%45.5%時有爆炸危險。n 硫化氫劇毒,有強烈的刺激作用。當空氣中硫化氫濃度較低時主要以腐蝕刺激作用為主;濃度較高時能引起人體迅速昏迷或死亡。n規(guī)程規(guī)定硫化氫的允許濃度為0.00066%。2003年12月23日22時左右,重慶市開縣高橋
15、鎮(zhèn)的川東北氣礦16H井發(fā)生特大井噴事故,造成243人死亡。1.1.8 氨氣(NH3)n 氨氣是一種無色、有濃烈臭味的氣體,比重為0.596,易溶于水,空氣濃度中達30%時有爆炸危險。n 氨氣對皮膚和呼吸道粘膜有刺激作用,可引起喉頭水腫。n 礦內空氣中氨氣的主要來源:爆破工作,用水滅火等;部分巖層中也有氨氣涌出。n規(guī)程允許濃度為0.004%。1.1.9 氫氣(H2)n氫氣無色、無味、無毒,相對密度為0.07。氫氣能自燃,其點燃溫度比甲烷低100200,當空氣中氫氣濃度為4%74%時有爆炸危險。n 井下空氣中氫氣的主要來源:井下蓄電池充電時可放出氫氣;有些中等變質的煤層中也有氫氣涌出。 1.2 礦
16、內氣候條件礦內氣候條件 1.2.1 礦內空氣溫度n礦內空氣溫度是影響礦內氣候條件的重要因素。氣溫過高或過低,對人體都有不良的影響。最適宜的礦內空氣溫度是1520。n1影響礦內空氣溫度的主要因素1)巖石溫度n巖層溫度的三帶(1)變溫帶:隨地面氣溫的變化而變化的地帶;(2)恒溫帶:地表下地溫常年不變的地帶;(3)增溫帶:恒溫帶以下地帶;不同深度處的巖層溫度可按式計算: tt0+G ( ZZ0)式中 t0恒溫帶處巖層的溫度,;G地溫梯度,即巖層溫度隨深度變化率,/m, 常用百米地溫梯度,即/100m;Z巖層的深度;Z0恒溫帶的深度。影響礦內空氣溫度的主要因素n2)空氣的壓縮與膨脹 空氣向下流動時,空
17、氣受壓縮產生熱量,一般垂深每增加100米,溫度升高1;相反,空氣向上流動時,則因膨脹而降溫,平均每升高100米,溫度下降0.80.9。n3)氧化生熱 礦井內的有機礦物、坑木、充填材料、油垢、布料等都能氧化發(fā)熱。例如,經氧化生成2g二氧化碳時,可使1 m3空氣升溫14.5。在煤層中的采掘巷道,暴露煤面氧化產生的熱量較大,故回采工作面是通風系統(tǒng)中溫度最高的區(qū)段。影響礦內空氣溫度的主要因素n4)水分蒸發(fā) 水分蒸發(fā)時從空氣中吸收熱量,使空氣溫度降低。每蒸發(fā)一克水可吸收0.585千卡的熱量,能使1 m3空氣降溫1.9,可見水的蒸發(fā)對降低氣溫起著重要的作用。n5)通風強度 (指單位時間進入井巷的風量),溫
18、度較低的空氣流經巷道或工作面時,能夠吸收熱量,供風量越大,吸收熱量越多。因此,加大通風強度是降低礦井溫度的主要措施之一。影響礦內空氣溫度的主要因素n6) 地面空氣溫度的變化 地面氣溫對井下氣溫有直接影響,尤其是較淺的礦井,礦內空氣溫度受地面氣溫的影響更為顯著。n7) 地下水的作用 礦井地層中如果有高溫熱泉,或有熱水涌出時,能使地溫升高,相反,若地下水活動強烈,則地溫降低。n) 其它因素 如機械運轉以及人體散熱等都對井下氣溫有一定影響。特別是隨著機械化程度的不斷提高,機械運轉所產生的熱量不能忽視。2礦內空氣溫度的變化規(guī)律n在進風路線上礦內空氣的溫度與地面氣溫相比,有冬暖夏涼冬暖夏涼的現象?;夭晒?/p>
19、作面的氣溫在整個風流路線上,一般是最高的區(qū)段。在回風路線上,因通風強度大,水分蒸發(fā)吸熱,氣流向上流動而膨脹降溫,使氣溫略有下降,但基本上常年變化不大。1.2.2 礦內空氣的濕度n礦內空氣濕度是指礦內空氣中所含水蒸汽量。n絕對濕度指每1m3或1kg的濕空氣中所含水蒸汽量的克數。n相對濕度指濕空氣中實際含有水蒸汽量與同溫度下的飽和水蒸汽量之比的百分數n 式中 w空氣中所含水蒸汽量(即絕對濕度),g/m3; s在同一溫度下空氣中的飽和水蒸汽量, g/m3 。 空氣中飽和水蒸汽量的大小取決于空氣的溫度。,%100wsn井下空氣濕度的變化規(guī)律井下空氣濕度的變化規(guī)律 進風線路有可能出現冬干夏冬干夏濕濕的現
20、象。進風井巷有淋水的情況除外。在采掘工作面和回風線路上,氣溫長年不變,濕度也長年不變,一般都接近100,隨著礦井排出的污風,每晝夜可從礦井內帶走數噸甚至上百噸的地下水。1.3 1.3 礦內空氣的熱物理參數礦內空氣的熱物理參數1.3.1 空氣的密度、比容 單位體積空氣所具有的質量稱為空氣的密度,用符號表示??諝饪梢钥醋魇蔷|氣體,故:n式中 M空氣的質量,kg V空氣的體積,m3 ; 空氣的密度,kgm3; 當空氣的溫度和壓力改變時,其體積會發(fā)生變化。所以空氣密度是隨溫度、壓力而變化的,從而得出空氣的密度是空間點坐標和時間的函數。如在大氣壓P0為101325Pa,氣溫為0(273.15K)時,干
21、空氣密度0為1.293 kgm3。VMn濕空氣的密度是1 m3空氣中所含干空氣質量和水蒸氣質量之和: 式中,d1m3濕空氣中干空氣的質量,kg ; v1m3濕空氣中水蒸氣的質量,kg。vdn由氣體狀態(tài)方程和道爾頓分壓定律可以得出濕空氣的密度計算公式:n式中,P空氣的壓力,Pa ; t空氣的溫度, ; Ps溫度t時飽和水蒸氣的分壓,Pa ; 相對濕度,用數表示。n空氣的比容是指單位質量空氣所占有的體積,用符號(m3kg)表示,比容和密度互為倒數,它們是一個狀態(tài)參數的兩種表達方式。則:PPtPs378.01273003484.01MV1.3.2空氣的比熱、內能、焓n比熱比熱單位物量的物質在單位溫度
22、變化時所吸收或放出的熱量稱為比熱。定義式為:比熱的單位取決于熱量單位和物量單位。表示物量的單位不同,比熱的單位也不同。通常采用的物量單位 :質量(kg)、標準容積(Nm3)和千摩爾(kmo1)。因此,相應的就有質量比熱、容積比熱和摩爾比熱之分。xdTqcn 空氣的內能空氣的內能 氣體的內能是指氣體內部分子熱運動的動能和由分子間相互吸引力所產生的位能的總和。井下空氣可視為理想氣體,而理想氣體是沒有分子間相互吸引力的氣體。因此氣體分子的內能決定于氣體的絕對溫度T,即n uf(T)n焓焓焓是一個組合的狀態(tài)參數,表示氣體熱力狀態(tài)的總能量。單位質量物質的焓稱為比焓(有時也將比焓簡稱為焓),即有pkgJp
23、vumHh/,1.3.3 空氣的粘性當流體層間發(fā)生相對運動時,在流體內部兩個流體層的接觸面上,便產生粘性阻力(內摩擦力)以阻止相對運動,流體具有的這一性質,稱作流體的粘性。由牛頓內摩擦定律得:式中,F-內摩擦力,N; S-流層之間的接觸面積,m2; -動力粘度(或稱絕對粘度),Pa.s。當流體處于靜止狀態(tài)或流層間無相對運動時,dudy=0,則F=0。礦井通風中常用運動粘度,用符號(m2s)表示: dyduSF1.4 礦內空氣的熱力變化過程礦內空氣的熱力變化過程 礦井空氣熱力學和自然風壓計算等課題都要求對井下空氣的狀態(tài)變化給予具體分析。1.4.1等容過程等容過程 就是在比容保持不變的情況下所進行
24、的熱力變化過程。當v=常數,由氣體狀態(tài)方程可知:上式表明:等容過程是v不變而絕對壓力和絕對溫度成正比變化的過程。因v不變,即dv=0,則Pdv=0,熱力學第一定律得:常數vRTPuuqd0dd上式表明:在這個過程中,空氣不對外做功,空氣所吸收或放出的熱量等于內能的增加或減少。 因 不變,空氣密度也不變,則通風常用的積分式的變化(即壓能變化)為:vv,/ 1vppppdp121221/1.4.2等壓過程當P=常數時,則v/T=R/P=常數。表明等壓過程是P不變而v和T成正比變化的過程。對外界作功為熱量變化為:vPvvPdvPPdv211221vPduPdvdudq21上式表明:在此過程中,空氣所
25、吸收或放出的熱量等于空氣焓的增加或減少。因 ,故壓能變化為:0dp021dp1.4.3等溫過程當T=常數時,則 表明等溫過程是T不變而P和v成反比變化的過程。因 ,則對外作功為:因T不變,則內能u不變,故熱量變化為:PvRT常數vRTP/2121lnln0dPPRTPPRTq21122121lnlnPPRTvvRTvdvRTdvvRT上式表明:在此過程中,空氣從外界獲得的熱量,等于空氣對外界作出的功;或者說空氣向外界放出的熱量,等于空氣從外界獲得的功。因 故壓能變化為:1,1111PvPvvpPv211121lnPPPdp1.4.4 絕熱過程絕熱過程是空氣和外界沒有熱量交換的情況下dp=0,所
26、進行的膨脹或壓縮的過程,空氣的 T、v都發(fā)生變化,而且變化規(guī)律很復雜。前人分析得出:在此過程中空氣對外界作出的功等于空氣內能的減少;空氣從外界獲得的功等于空氣內能的增加。其狀態(tài)變化規(guī)律為: 式中k絕熱指數,對于空氣, k =1.41則壓能變化為:常數kkvPPv11112211222111vPvPkkPPkkdp1.4.5 多變過程這是多種變化過程,這個過程的狀態(tài)變化規(guī)律為:式中 n多變指數,不同的n值決定不同的狀態(tài) 變化規(guī)律,描述不同的變化過程;例如,當n=0時,P=常數,表示等壓過程; n=1時,Pv=常數,表示等溫過程; n=K時,Pvk=常數,表示絕熱過程; n=時,v =常數,表示等
27、容過程。 因,則壓能變化為:常數nPv112211222111vPvPnnPPnndp1.5 實際氣體的狀態(tài)方程n 實驗證明:只有在低壓下,氣體的性質才近似符合理想氣體狀態(tài)方程式,在高壓低溫下,任何氣體對此方程都出現明顯的偏差,而且壓力愈大,偏離愈多。實際氣體的這種偏離,通常采用與RT的比值來說明這個比值稱為壓縮因子,以符號Z表示,定義式為:顯然,理想氣體的Z1,實際氣體的Z一般不等于1,而是Z1或Z1。Z值偏離1的大小,是實際氣體對理想氣體性質偏離程度的一個度量。RTpvZ復習思考題復習思考題1-1 地面空氣的主要成分是什么?礦井空氣與地面空氣有何區(qū)別?1-2 氧氣有哪些性質?造成礦井空氣中
28、氧濃度減少的主要原因有娜些?1-3 礦井空氣中常見的有害氣體有哪些?規(guī)程對礦井空氣中有害氣體的最高容許濃度有哪些具體現定?1-4 CO有哪些性質?試說明CO對人體的危害以及礦井空氣中CO的主要來源。1-5 什么是礦井氣候?簡述井下空氣溫度的變化規(guī)律。1-6 簡述風速對礦內氣候的影響。1-7 簡述濕度的表示方式以及礦內濕度的變化規(guī)律。1-8 某礦井冬季總進風流的溫度為5,相對濕度為70%,礦井總回風流的溫度為20,相對濕度為90%,礦井總進、總回風量平均為2500 m3/min。試求風流在全天之內從井下帶走多少水分?(已知總進、回空氣的飽和濕度為4.76 和15.48 g/m3)1-9 某礦一采
29、煤工作面C02的絕對涌出量為7.56 m3/min,當供風量為850 m3/min時,問該工作面回風流中CO2濃度為多少?能否進行正常工作。1-10 井下空氣中,按體積計CO濃度不超過0.0024%試將體積濃度 (%)換算為0壓力為101325 Pa狀態(tài)的質量濃度(mg/m3)。2.1 流體的概念n流體是一種受任何微小剪切力作用時都能連續(xù)變形的物質。流體可分為液體和氣體。n氣體的分子距很大,分子間的吸引力很小,因而,氣體極易變形和流動,總是充滿它所能夠達到的全部空間。n液體的分子距較小,分子間的吸引力較大,因此流動性不如氣體。一定質量的液體具有一定的體積,并取容器的形狀,但不能夠充滿全部空間。
30、n流體具有流動性,兩層流體以一定速度作相對運動時,在兩層的交界面上就要產生內摩擦力,又叫粘滯力。n一般來說,流體是可以壓縮的,當壓力改變時其體積就要改變,因而密度也隨之必變。n既沒有內摩擦又沒有壓縮性的流體,叫做理想流體。理想流體一、壓力一、壓力 壓力壓力(N/m2,Pa ,J/m3 ) 壓頭壓頭:如果將密度為 的某液體注入到一個斷面為A的垂直的管中,當液體的高度為 h時,液體的體積為: V = hA m32.2 風流壓力與能量根據密度的定義,這時液體的質量為: mass=V =hA kg液體的重力為:F=hAg N根據壓力的定義, 有 P=F/A=gh N/m2 or Pa 因此,如果液體的
31、密度已知,h就可代表壓力點壓力:靜壓、全壓、速壓相對壓力、絕對壓力、大氣壓力絕對壓力相對壓力大氣壓力二 、風流能量風流任一斷面上能量(機械能)由三部分組成:熱能位能動能在通風測量中以壓力的形式出現,這三部分能量分別表示為靜壓,位壓和動壓。n1、靜壓能(流動功、靜壓能(流動功 ) 如圖所示,有一兩端開口的水平管道,斷面為A,在其中放入一其體積為v質量為m的單元流體,即使不考慮磨擦阻力,由于管道中存在壓力P,流體的運動受阻,因此必須施加一個力F克服阻力。當力F使流體移動一段距離后,就做了功。n2、動能、動能 對一個質量為m靜止的物體,施加一個恒定的力F,在t時間內加速到u,由于是勻加速,其平均速度
32、為: (0+u)/2=u/2 m/s移動的距離為:L=(u/2) t m加速度為:a=u/ t =u/t m/s2n施加的力為: F=ma=mu/t Nn從靜止到速度為u,F做功為: Wd =Ev =FL =(mu/t)(u/2)t =mu2/2 J nEv就是質量為 m 的流體所具有的動能.n 3、位能(勢能)任何標高都可用作位能的基點。在礦井中,不同的地點標高不同,則位能不一樣。質量為m的物體位于基點上,其勢能為0。當對其施加一個能克服重力向上的力F,使其向上移動到高于基點Zm,力F做的功為: Wd=FZ=Ep=mgZ J Ep為物體在Z高度上的勢能。2.3 能量方程(伯努力方程))()2
33、2()2(22211222211212122222221111121gZgZVVPPhVgZPVgZPhff()(21222221112122hPgZuPgZu截面1能量U1截面2能量U2+損失h1-2n若認為流體不可壓縮,則密度不變,那么單位質量流體的伯努利方程表達式為:)()(2)2122212121fZZgVVPPh(2.4 壓力坡度線n通風壓力坡度線通風壓力坡度線是對能量方程的圖形描述,反映空氣在流動過程中壓力沿程的變化規(guī)律、通風壓力呵通風阻力之間的相互關系和相互轉換。n通風壓力坡度線是通風管理和均壓防滅火的有力工具。如圖所示的壓入式通風系統(tǒng),能量方程為:式中 Hs=P1-P2通風機在
34、風硐中所造成的相對靜壓; Hn自然風壓,Pa 2)2(22221211vhHvH、ns壓入式通風的壓力分布 由于通風機入口外P0,風速等于0,忽略這段巷道的阻力不計時,其能量方程式為:Hf通風機全壓,Pa。n能量方程為:此式表明,通風機全壓與自然風壓共同作用,克服了礦井阻力,并在出風井口造成動壓損失。2211vHHsf222221vhHH、nf壓入式通風的壓力坡度線壓入式通風系統(tǒng)壓力坡度圖P0為地表大氣壓,Pa;222221vhHH、ns如圖所示的抽出式通風系統(tǒng),能量方程為:通風機入口2到擴散塔出口3的能量方程式: 抽出式通風的壓力分布22222233vvHHsf因此能量方程為:當不考慮自然風
35、壓時,在通風機的全壓中,用于克服礦井阻力h1、2那一部分,常稱為通風機有效靜壓,以Hs表示: 上式說明,在抽出式通風時,通風機的有效靜壓,等于通風機在風硐中所造成的靜壓與風硐中風流動壓之差,或者等于通風機的全壓與擴散塔出口動壓之差。223321vhHH、nf2233vHHfs抽出式通風的壓力坡度線抽出式通風系統(tǒng)壓力坡度圖 如圖所示輔助通風機安裝在井下,在輔助通風機前后都有一段風路,前段為抽出式,出口端為壓入式。通風機安裝在井下時壓力分布22211222vvHHsf 斷面1、2的能量方程式: 入風井口斷面a到通風機吸風口 斷面1之間的能量方程式:21011 1()/2aaahppgzv0021z
36、zva0pppba通風機出風口斷面2到排風井口斷面b之間的能量方程式(1)、(2)相加有: 其中,222202 2/2bb bbbhppvvgz22bbba、nfvhHH)(礦井自然風壓gzgzHbbaan)(21礦井通風阻力、ba、ba、hhh21011 1()/2aaahppgzv通風機安裝在井下時壓力坡度線抽壓結合式通風系統(tǒng)壓力坡度圖n 由推導過程可知:無論壓入式、抽出式或通風機安裝在井下,用于克服礦井通風阻力和造成出風井口動壓損失的通風動力,均為通風機的全壓與自然風壓之總和。n 無論何種通風方式或安裝地點有何不同,都有必要降低出風井口風流的動壓損失以節(jié)省通風機能量。復習思考題2-1 何
37、謂空氣的靜壓,它是怎樣產生的?說明其物理意義和單位。2-2 何謂空氣的重力位能?說明其物理意義和單位。2-3 簡述絕對壓力和相對壓力的概念。為什么在正壓通風中斷面上某點的相對全壓大于相對靜壓,而在負壓通風中斷面某點的相對全壓小于相對靜壓?2-4 試述能量方程中各項的物理意義。2-5 分別敘述在單位質量和單位體積流體能量方程中,風流的狀態(tài)變化過程是怎樣反映的?2-6 在壓入式通風的風筒中,測得風流中某點i 的相對靜壓hsi 600 Pa,速壓 hvi100 Pa,已知風筒外與 i 點同標高處的壓力為 100kPa。求:(1) i 點的相對全壓、絕對全壓和絕對靜壓;(2) 將上述壓力之間的關系作圖
38、表示(壓力為縱坐標軸,真空為 0 點)。2-7 在抽出式通風風筒中,測得風流中某點i的相對靜壓1000 Pa,速壓150 Pa,風筒外與i點同標高的氣壓p101332.32 Pa,求:(1)i點的絕對靜壓;(2)i點的相對全壓;(3)i點的絕對全壓。(4)將上述壓力之間的關系作圖表示(壓力為縱坐標軸,真空為0點)。2-8 用壓差計和皮托管測得風筒內一點的相對全壓為300Pa,相對靜壓為240 Pa,已知空氣密度為1.2kg/m3,試求A點的風流速度,并判斷通風方式。第三章:通風阻力第三章:通風阻力中國礦業(yè)大學中國礦業(yè)大學本章目錄第一節(jié) 風流的流動狀態(tài)第二節(jié) 摩擦阻力一、摩擦阻力的意義和理論基礎
39、二、完全紊流狀態(tài)下的摩擦阻力定律三、層流狀態(tài)下的摩擦阻力定律四、摩擦阻力的計算方法五、降低摩擦阻力的措施第三節(jié) 局部阻力一、局部阻力的概念二、局部阻力定律三、局部阻力的計算方法四、降低局部阻力的措施第四節(jié) 通風阻力定律和特性一、通風阻力定律二、井巷的通風特性三、風流的功率與電耗本章目錄第五節(jié) 通風阻力測量一、通風阻力測量的內容與意義二、用傾斜壓差計測算井巷的風阻三、用傾斜壓差計測算井巷的摩擦阻力系數四、用氣壓計測算井巷的風阻五、測算礦井的通風總阻力和總風阻 本章目錄第三章第三章 井巷通風阻力井巷通風阻力風流流動時,必須具有一定的能量(通風壓力),用以克服井巷及空氣分子之間的摩擦對風流所產生的阻
40、力。通風壓力克服通風阻力,兩者因次相同,數值相等,方向相反。知道通風阻力的大小就能確定所需通風壓力的大小。在礦井通風中,存在著摩擦阻力和局部阻力摩擦阻力和局部阻力,必須分析研究它們的特性、測定方法以及降低措施等,從而作為選擇通風設備,進行通風管理與設計的依據。這在通風設計中尤其重要。 3.1 風流的流態(tài)風流的流態(tài)n流體產生的阻力與流體流動過程中的狀態(tài)有關。流體流動時有兩種狀態(tài);一種是流體呈層狀流動,各層間流體互不混合,流體質點流動的軌跡為直線或有規(guī)則的平滑曲線,這一狀態(tài)稱為層流層流。在流速很小、管徑很小、或粘性較大的流體流動時會發(fā)生層流。n另一種是流體流動時,各部分流體強烈地互相混合,流體質點
41、的流動軌跡是極不規(guī)則的。除了有沿流體總方向的位移外,還有垂直于液流總方向的位移,流體內部存在著時而產生時而消滅的漩渦,這種狀態(tài)稱為紊流紊流。研究層流與紊流的主要意義在于兩種流態(tài)有著不同的阻力定律。雷諾數雷諾數n試驗證明,層流與紊流彼此間的轉變關系決定于液體的密度、絕對粘性系數,流體的平均速度V與管道水力直徑d,這些因素的綜合影響可以用雷諾數來表示為: 式中,運動粘性系數,m2/s。VdVdRen當Re2000時,流體呈層流流動;n當Re2000時,液流開始向紊流流動過渡;n當Re10000時,流體完全呈現為紊流。 礦井巷道很少為圓形,對于非圓形通風巷道,以4S/U(水力直徑)代替上式中的d,即
42、: 式中,U巷道周界長度,m。 c斷面形狀系數,梯形斷面c=4.16;三心拱c=3.85;半圓拱c=3.90;圓斷面,c=3.54。USV4Re ScU BBHS)173. 0(半圓拱:BBHS)0867. 0(三心拱: 例:某巷道的斷面S2.5m2,周界U6.58m,風流的14.4106m2/s,試計算出風流開始出現紊流時的平均風速?解:當風流開始出現紊流時,則其Re2000,當完全紊流時, Re10000,因此:由于煤礦中大部分巷道的斷面均大于2.5m2,井下巷道中的最低風速均在0.25米/秒以上,所以說井巷中的風流大部為紊流,很少為層流。 smSUV/19.05.24104.1458.6
43、20004Re6smSUV/95.05.24104.1458.6100004Re63.2 摩摩 擦擦 阻阻 力力n一、摩擦阻力及影響因素n風流在井巷中作均勻流動時,沿程受到井巷固定壁面的限制,引起內外摩擦,因而產生阻力,這種阻力,叫做摩摩擦阻力擦阻力。所謂均勻流動是指風流沿程的速度和方向都不變,而且各斷面上的速度分布相同。流態(tài)不同的風流,摩擦阻力hfr的產生情況和大小也不同。一般情況下,摩擦阻力要占能量方程中通風阻力的8090,它是礦井通風設計,選擇扇風機的主要參數,也是生產中分析與改善礦井通風工作的主要對象。n前人實驗得出水流在圓管中的沿程阻力公式(達西公式)是:n式中 實驗比例系數,無因次
44、;n 水流的密度,kg/m3 ;n L圓管的長度,m; n d圓管的直徑,m;n V管內水流的平均速度,m/s。n 尼古拉茲在壁面分別膠結各種粗細砂粒的圓管中,實驗得出了流態(tài)不同的水流系數同管壁的粗糙程度、雷諾數的關系。管壁的粗糙程度用管道的直徑 d (m)和管壁平均突起的高度(即砂粒的平均直徑) k (m)之比來表示。并用閥門不斷改變管內水流速度,結果如圖所示。n試驗結果可分以下幾種情況:n1) 在lgRe3.3(Re2320)時,即當液體作層流流動,由左邊斜線可以看出,所有試驗點都分布于其上,隨Re的增加而減小,且與管道的相對粗糙度無關,這時與Re的關系式為:64/Ren2) 在3.31g
45、ReQ,Q0Q,說明串聯工作效果較好,這種情況在網路風阻R越大時,越顯著。所以,通風機串聯工作,適合于通風阻力大的通風網路。當風阻由R1降為R2,工況點為B時,則hh而h0,說明串聯后的風壓與單獨開動通風機時的風壓相等,號通風機雖在運轉,但產生的風壓為零。所以B點稱為串聯工作時的極限點。 當風路風阻由R2降到R3時,聯合工作點位于極限點B的右側,此時的聯合風壓和風量均小于通風機工單獨工作時的風壓和風量。顯然,這時通風機串聯工作是不合理的。 因此,可以得出結論,通風機串聯工作,只有在由于網路風阻增大而使風量不足的情況下才能運用。 n二、主扇和自然風壓串聯n 主扇與自然風壓串聯工作時,其通風機風壓
46、與自然風壓的關系,如下圖所示。礦井主扇的靜壓特性曲線為,礦井風阻特性曲線為R,在冬季,礦井自然風壓幫助機械通風,其特性曲線為,由曲線和按“風量相等,風壓相加”的原則,可以得到聯合工作特性曲線,它與R曲線的交點即為聯合工況點M0(Q0、h0),而通風機的實際工作點為M1(hfs,Q0)。顯然,hfshnhr,表明通風機提供的風壓hfs加上自然風壓hn用來克服礦井通風阻力hr。若無自然風壓作用時,通風機單獨工作的工況點為M(h0,Q0), Q0QN,但Q02QN。這是因為通風機并聯后,使網路的總風量增加的同時,網路的總阻力也由h1增為h,因而使風量減小。這種現象在網路風阻增加時更為明顯。n當風阻由
47、R1增加為R2時,QM2QN;只有當網路風阻變?yōu)?時,通風機并聯工作的總風量才等于單獨運轉時風量的二倍。由此得出結論:通風機并聯工作效果與通風網路的風阻有關,風阻越小,效果越好;否則并聯工作沒有意義。 2兩臺型號不同的通風機并聯工作 如下圖圖所示,、分別為兩臺通風機的靜壓特性曲線,礦井總風阻為R,同樣根據“風壓相等,風量相加”的原則,得通風機、聯合工作特性曲線,它與R曲線的交點為M0,M0即是并聯工作時的工況點。與M0對應的風量Q0則為礦井總風量,通風機并聯工作的靜壓為h0,且h0hfs1hfs2。h0是用來克服礦井井巷通風阻力hr的。由M0引水平線得M和M,與M、M對應的風量Q、Q即為通風機
48、和各自的排風量。工況點N1和N2所對應的風量Q1和Q2為兩通風機單獨在礦井風阻為R的網路上運轉時的風量,顯然:Q0h2,h3h4;由風量平衡定律Q1Q4。 則:R1Q12R2Q22 R1Q12R2Q42 R3Q32 R4Q42 R3Q12 1,便可判定Q5向上流,如得K1,而且K值越大,Q5向上流就越穩(wěn)定。故可根據實際情況,采取加大R1或R4,減少R2或R3的技術措施,并不斷進行調整,使K始終保持最大的合理值,以保證Q5的方向和數量始終穩(wěn)定。6.4.4 復雜風網n 新風在被送到各用風地點之前,以及各用風地點用過的回風,都要經過許多風路,這些風路有時形成復雜風網。在風速不超限的條件下,這些復雜風
49、網中各條分支通過的風量任其自然分配,需通過計算確定。n 計算復雜風網中自然分配風量的目的,主要是為了掌握復雜風網的通風總阻力和總風阻,其次是為了驗算各風道的風速是否符合規(guī)程的規(guī)定。 6.5 局部風量調節(jié)方法n增阻調節(jié)法n降阻調節(jié)法n增壓調節(jié)法6.5.1 增阻調節(jié)法 增阻調節(jié)法:以并聯網路中阻力大的風路的阻力值為基礎,在各阻力較小的風路中增加局部阻力(安裝調節(jié)風門、窗),使各條風路的阻力達到平衡,以保證各風路的風量按需供給。n1增阻調節(jié)的計算 有一并聯風網,其中R10.8Ns2/m8 ,R21.2Ns2/m8。若總風量Q30m3/s,則該并聯風網中自然分配的風量分別為:則 Q2QQ1=3016.
50、5=13.5m3/s31123016.5,/0.8111.2QQmsRRn 如按生產要求,1分支的風量應為Q15m3/s,2分支的風量應為Q225m3/s,顯然自然分配的風量不符合要求,按上述風量要求,兩分支的阻力分別為:n 為保證按需供風,必須使兩分支的風壓平衡。為此,需在1分支的回風段設置一調節(jié)風門,使它產生一局部阻力hev=h2h1730Pa。22111222220.8 5201.2 25750hRQPahRQPan 調節(jié)風門的形式如右圖所示,在風門或風墻的上部開一個面積可調的矩形窗口,通過改變調節(jié)風門的開口面積來改變調節(jié)風門對風流所產生的阻力hw,使hwhev730Pa。n 用下式計算
51、調節(jié)風門的面積: 或式中,Rw調節(jié)風門的風阻,Rwhw/Q2,Ns2/m8 。n 上式的由來是:hw主要是由于風流通過調節(jié)風門時,風流收縮到最小斷面S2以后,又突然擴大到巷道斷面S所造成的沖擊損失。0.759wwQSSQS h28,/1 0.759wwSSN smSR 根據水力學理論,這項損失可用下式表示:n 式中 v2風流通過調節(jié)風門后在最小收縮斷面處的平均風速m/s; v巷道內的平均風速,m/s; 空氣的密度,kg/m3。 根據實驗,風流通過調節(jié)風門時的速度變化具有以下比例關系:n式中 v1風流在調節(jié)風門處的平均風速,m/s。22(),2wvvhPa211.61.8 1.7vvvv 設通過
52、調節(jié)風門和巷道的風量為Q,巷道斷面積為S,則上式變?yōu)椋?取1.2kg/m3,得:211.7() 1.7()wQQvvvvSS 21.7()1.22wwQQSSh 化簡上式得: 在上例中,若1分支設置調節(jié)風門處的巷道斷面S14m2,則算出調節(jié)風門的面積為: 即在1分支設置一個面積為0.23m2的調節(jié)風門就能保證1和2分支都得到所需要的風量5和25m3/s。28,/0.759wwQSSN smQS h25 40.2350.759 4 730wSm2增阻調節(jié)的分析1) 增阻調節(jié)使風網總風阻增加,在一定條件下可能達不到風量調節(jié)的預期效果。 如右圖所示,已知主要通風機風壓曲線I和兩分支的風阻曲線R1、R
53、2,并聯風網的總風阻曲線R。R與I交點a即為主要通風機的工作點,自a作垂線和橫坐標相交,得出礦井總風量Q。從a作水平線和R1、R2交于b、c兩點,由這兩點作垂線分別得兩風路的風量Q1和Q2。如在1風路中安設一風阻為Rw的調節(jié)風門,則該風路的總風阻為R1R1Rw。在圖上繪出R1曲線,并繪出R1和R2并聯的風阻曲線R。由R與I的交點a得出調節(jié)后的礦井總風量Q。由a作水平線交R1和R2于b和c,自這兩點得出風量分別為Q1和Q2。 當風機性能不變時,由于礦井總風阻增加,使總風量減少,其減少值為QQQ,安裝調節(jié)風門的分支中風量也減少,其減少值為Q1Q1Q1;另一分支風量增加,其增加值為Q2Q2Q2。顯然
54、減少的多,增加的少,其差值就等于總風量的減少值,即Q=Q1Q2。2) 總風量的減少值與主要通風機性能曲線的陡緩有關。 如右圖所示,I為軸流式通風機的風壓曲線,為離心式通風機的風壓曲線。R、R為調節(jié)前后的風阻曲線,與I、分別交于a、b和a、b;從而得出總風量的減少值Q和Q。從圖中看出,QQ,表明扇風機的風壓曲線愈陡,總風量的減少值愈小,反之則愈大。3) 增阻調節(jié)有一定的范圍,超出這范圍可能達不到調節(jié)的目的。 在上頁圖中,若主要通風機性能曲線不變,且取 R10.59Ns2/m8,R2=1.64Ns2/m8 。 當不斷改變調節(jié)風門風阻Rw時,可以得到并聯風路中各分支對應的風量及其變化,如右圖。3.使
55、用增阻調節(jié)法的注意事項n 1) 調節(jié)風門應盡量安設在回風巷道中,以免妨礙運輸。當非安設在運輸巷道不可時,則可采取多段調節(jié),即用若干個面積較大的調節(jié)風門來代替一個面積較小的調節(jié)風門。n2) 在復雜的風網中,要注意調節(jié)風門位置的選擇,防止重復設置,避免增大風壓和電耗。4.增阻調節(jié)法的優(yōu)缺點與適用條件優(yōu)點:簡便易行,是采區(qū)內巷道間的主要調節(jié)措施。 缺點:使礦井的總風阻增加,若風機風壓曲線不變,勢必造成礦井總風量下降,要想保持總風量不減,就得提高風壓,增加通風電力費用。 因此,在安排產量和布置巷道時,盡量使網孔中各風路的阻力不要相差太懸殊,以避免在通過風量較大的主要風路中安設調節(jié)風門。 6.5.2 降
56、阻調節(jié)法降阻調節(jié)法與增阻調節(jié)法相反,它是以并聯網路中阻力較小風路的阻力值為基礎,使阻力較大的風路降低風阻,以達到并聯網路各風路的阻力平衡。巷道中的風阻包括摩擦風阻和局部風阻。當局部風阻較大時,應首先降低局部風阻;當局部風阻較小摩擦風阻較大時,則應降低摩擦風阻。降低摩擦風阻的主要方法是擴大巷道斷面或改變支架類型(即改變摩擦阻力系數)。1. 降阻調節(jié)的計算如圖并聯風網,兩巷道的風阻分別為R1和R2,所需風量為Q1和Q2,則兩巷道的阻力分別為: h1R1Q12,h2R2Q22如果h1h2,則以h2為依據,把h1減到h1,為此須將R1降到R1,即:h1R1Q12 h2, 其中: 2121hRQ 摩擦阻
57、力公式: 降阻的主要辦法是擴大巷道的斷面。如把巷道全長L(m)的斷面擴大到S1,則式中,1巷道1擴大后的摩擦阻力系數,Ns2/m4; U1巷道1擴大后的周界,隨斷面大小和形狀而變。3LURS111131L URSC決定于巷道斷面形狀的系數, 對梯形巷道:C4.034.28; 對三心拱巷道:C3.84.06; 對半圓拱巷道,C3.784.11。由上式得到巷道1擴大后的斷面積為:11,UC Sm2211511() ,LCSmR 如果所需降阻的數值不大,而且客觀上又無法采用擴大巷道斷面的措施時,可改變巷道壁面的平滑程度或支架型式,以減少摩擦阻力系數來調節(jié)風量。改變后的摩擦阻力系數可用下式計算:2.5
58、241111,/RSNsmL C2. 降阻調節(jié)的分析降阻調節(jié)的優(yōu)點是使礦井總風阻減少。若風機風壓曲線不變,調節(jié)后,礦井總風量增加。降阻調節(jié)多在礦井產量增大、原設計不合理、主要巷道年久失修的情況下,用來降低主要風流中某一段巷道的阻力。一般,當所需降低的阻力值不大時,應首先考慮減少局部阻力。另外,也可在阻力大的巷道旁側開掘并聯巷道。在一些老礦中,應注意利用廢舊巷道供通風用。6.5.3 增壓調節(jié)法1. 增壓調節(jié)的計算 如圖所示,一采區(qū)和二采區(qū)所需要的風量分別為27.07和34.7m3/s,風阻分別為0.69和1.27Ns2/m8。要使一、二采區(qū)得到所需的風量,兩采區(qū)將分別產生505.6Pa、 152
59、9.2Pa的阻力??傔M風段1-2的風阻為0.23Ns2/m8,通過61.77m3/s的總風量時,將產生877.6Pa的阻力,總回風段3-4的風阻為0.02Ns2/m8,則產生76.3Pa的阻力。主要通風機附近的漏風量為6.83m3/s,通過主要通風機的風量為68.6m3/s。 如果采用增加風壓的調節(jié)方法,在阻力較大的二采區(qū)內安設輔助通風機的方法有: n1)選擇合適的輔助通風機,但不調整主要通風機的風壓曲線。 如圖所示,主要通風機是70B2-21型、24號、600r/min的軸流式通風機,動輪葉片安裝角度是27.5,靜風壓特性曲線是曲線,這時風機的工作點是a點。 兩個并聯采區(qū)以外,總進風段和總回
60、風段總阻力為:h1-2h3-4877.6+76.3953.9Pa 當礦井的自然風壓很小或可忽略不計時,主要通風機能夠供給兩個并聯采區(qū)使用的剩余風壓為:hfa(h1-2h3-4)1519953.9565.1 Pa 二采區(qū)按需通過34.7m3/s的風量時,其阻力是1529.2Pa。這個數值超出主要通風機能夠供給這個采區(qū)使用的剩余風壓,故需在這個采區(qū)內安置一臺合適的輔助通風機。 這臺輔助通風機要按以下兩個數值來選擇: 通過輔助通風機的風量為二采區(qū)的風量:Qaf34.7m3/s 輔助通風機的全風壓:haft1529.2565.1964Pa 它的全風壓特性曲線應通過或大于這兩個數值所構成的工作點b。一采
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