矿井通风和防护
通风动力
第四章
矿井通风动力
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通风动力
第一节 自然风压 第二节 矿用通风机的类型及构造 第三节 通风机附属装置 第四节 通风机实际特性曲线 第五节 通风机工况点及其经济运行 第六节 通风机的联合运转
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1、上一章内容回顾 1)、 1)、上一章所讲的主要内容 风速在井巷断面上的分布、摩擦阻力定律及摩擦阻力的计算、 风速在井巷断面上的分布、摩擦阻力定律及摩擦阻力的计算、 摩擦阻力系数、摩擦风阻、尼古拉兹实验、 摩擦阻力系数、摩擦风阻、尼古拉兹实验、矿井局部阻力系数的计 算方法、矿井风阻特性曲线及画法、 算方法、矿井风阻特性曲线及画法、总风阻与等积孔的计算及降低 矿井通风阻力的措施。 矿井通风阻力的措施。 2)、 2)、能解决的实际问题 (1)判断井巷风流状态 判断井巷风流状态； (1)判断井巷风流状态； (2)摩擦阻力系数及摩擦风阻值的计算 摩擦阻力系数及摩擦风阻值的计算； (2)摩擦阻力系数及摩擦风阻值的计算； (3)矿井通风阻力计算问题 (3)矿井通风阻力计算问题 (4)降低矿井通风阻力的技术措施 (4)降低矿井通风阻力的技术措施
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2、本章的重点： 本章的重点： 1)自然风压的产生 计算、 自然风压的产生、 1)自然风压的产生、计算、利用与控制 2)轴流式和离心式主要通风机特性 2)轴流式和离心式主要通风机特性 3)主要通风机的联合运转 3)主要通风机的联合运转 4)主要通风机的合理工作范围 4)主要通风机的合理工作范围 本章的难点： 3、本章的难点： 1)自然风压的计算 自然风压的计算、 1)自然风压的计算、利用与控制 2)主要通风机的联合运转 2)主要通风机的联合运转 3)主要通风机的合理工作范围 3)主要通风机的合理工作范围 4、本章的思考题 1)烟囱为什么能够排烟？ 烟囱为什么能够排烟 1)烟囱为什么能够排烟？ 2)矿井主要通风机为什么要有反风装置？ 矿井主要通风机为什么要有反风装置 2)矿井主要通风机为什么要有反风装置？ 3)通风机为啥有个体特性曲线、类型曲线和通用特性曲线？ 通风机为啥有个体特性曲线 3)通风机为啥有个体特性曲线、类型曲线和通用特性曲线？ 4)矿井主要通风机工况点是静态的 还是动态 矿井主要通风机工况点是静态 动态的 为什么？ 4)矿井主要通风机工况点是静态的，还是动态的，为什么？ 5)轴流式通风机为什么会出现喘振现象？ 轴流式通风机为什么会出现喘振现象 5)轴流式通风机为什么会出现喘振现象？ 6)两台风机并联运行时矿井风量一定增大吗 6
)两台风机并联运行时矿井风量一定增大吗？ 两台风机并联运行时矿井风量一定增大河南理工大学 安全学院4/60
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概述通风动力两种：自然通风与 通风动力两种：自然通风与机械通风 风流在矿井中流动，新鲜空气进入，浑浊气体(乏风)排出， 风流在矿井中流动，新鲜空气进入，浑浊气体(乏风)排出，这都需要通 风动力，不论是自然风压还是机械通风机，这些都是通风动力。 风动力，不论是自然风压还是机械通风机，这些都是通风动力。 通风动力的发展情况总体上来说：纯自然风压→风箱、牛皮囊、水车→ 通风动力的发展情况总体上来说：纯自然风压→风箱、牛皮囊、水车→蒸 汽机→现在的通风机。 汽机→现在的通风机。 古代采煤，井深一般在20丈之内(50米)。(唐.李善对《魏都赋》的注中 古代采煤，井深一般在20丈之内(50米 。(唐 李善对《魏都赋》 20丈之内 讲明井深8 讲明井深8丈(约27米)),由于没有机械设备，通风动力人们就自发地利用 27米)),由于没有机械设备， 由于没有机械设备 自然风压。 自然风压。 最初采用是一个独眼井( 天工开物》中有记载) 首先是依靠井壁温度与 最初采用是一个独眼井(《天工开物》中有记载)。首先是依靠井壁温度与 大气温度(或燃火)不同造成空气流动来进行通风，后来井下有了通风回路， 大气温度(或燃火)不同造成空气流动来进行通风，后来井下有了通风回路，靠 进、出井口的高度来通风，这时也利用火炉(在回风井筒内),靠热动力来通 出井口的高度来通风，这时也利用火炉(在回风井筒内),靠热动力来通 来通风 利用火炉 ), 风，空气加热密度变轻上升，来产生空气流动。 空气加热密度变轻上升，来产生空气流动。
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概述随着开采深度的增加，通风阻力增大， 随着开采深度的增加，通风阻力增大，这时人们就采用井下多设置 火炉，就是提高温度，加快气流上升的动力。 火炉，就是提高温度，加快气流上升的动力。 自然风压利用到了极限后，仍不能满足开采用风时，开始利用水车、 自然风压利用到了极限后，仍不能满足开采用风时，开始利用水车、 风箱、风扇、牛皮囊等机械装置向矿井内压风。 风箱、风扇、牛皮囊等机械装置向矿井内压风。这标志着机械通风的开 始。 随着科学技术的发展，瓦特发明了蒸汽机， 随着科学技术的发展，瓦特发明了蒸汽机，真正意义上的机械通风开 始了瓦特。 始了瓦特。 虽然现在矿井要求必须进行机械通风，但自然风压是始终存在的， 虽然现在矿井要求必须进行
机械通风，但自然风压是始终存在的，任 何矿井中都不可避免自然风压， 何矿井中都不可避免自然风压，它在现代矿井通风中也起着很重要的作 用，。
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第一节一、 自然风压及其形成和计算1、自然风压与自然通风
自然风压
由自然因素作用而形成的通风叫自然通风。 自然因素作用而形成的通风叫自然通风。 作用而形成的通风叫自然通风 冬季：空气柱0 冬季：空气柱0-1-2比5-4-3的 平均温度较低， 平均温度较低，平均 空气密 度较大， 度较大，导致两空气柱作用 在2-3水平面上的重力不等。 水平面上的重力不等。 它使空气源源不断地从井 口1流入，从井口5流出。 流入，从井口5流出。 夏季：相反。 夏季：相反。
0 ρ2 dz 3
5 dz 4 z
1 ρ1 2
自然风压：在通风系统中，由于重力差引起的通风压力 就叫该系统的自然风压。 重力差引起的通风压力， 自然风压：在通风系统中，由于重力差引起的通风压力，就叫该系统的自然风压。 其大小等于作用在最低水平两侧空气柱重力差 作用在最低水平两侧空气柱重力差。 其大小等于作用在最低水平两侧空气柱重力差。
