主通风机司机培训讲义

115/115前言

第一章概论

第二章通风机的基本理论

第一节风流的基本性质

第二节通风机的工作原理

第三章通风机的构造及性能参数

第一节通风机的构造

第二节通风机主要性能参数

第三节矿井通风机和通风网络的性能曲线

第四节通风机参数的比例定律

第四章通风机的调节与联合运转

第一节通风机的调节

第二节矿井总风量的调节

第三节通风机联合运转

第五章通风机的反风

第一节矿井主要通风机(主扇)的布置

第二节矿井通风设备的反风装置

第六章矿井通风设备的安装

第一节安装前的准备工作

第二节轴流式通风机的安装

第三节联轴节安装

第四节离心式通风机安装

第五节主扇通风机的试运转

第七章通风机的噪声控制

第一节通风机噪声产生的原因

第二节通风机的噪声特性

第三节通风机噪声的控制

第八章通风机防瓦斯爆炸的安全要求

第一节主要通风机

第二节局部通风机

第九章矿井通风机装置性能的测定

第一节工况调节

第二节参数测定

第三节测定步骤

第四节通风机装置实测特性曲线的应用

第十章矿井通风系统

第一节统一通风与分区通风

第二节进风井与回风井的布置

第三节通风方式和主通风机安装地点

第四节通风网路

第十一章多级机站通风与井下风机的选用

第一节多级机站通风系统的特点

第二节各级机站的通风机选取

第十二章矿井通风的操作运行、维护保养与安全管理

第一节矿井通风管理规程

第二节主扇风机操作工岗位管理制度(岗位责任制)

第三节主扇风机的操作、运行与维护

第四节矿用轴流式通风机检修规程第五节煤矿常用新型节能FBCDZ防爆抽出式对旋轴流通风机维护第六节主扇风机操作工岗位标准流程操作

第七节主扇风机事故案例分析第一章概论矿井通风的作用就是不断地向井下各个地点供给足够数量的新鲜空气，稀释并排放出各种有害、有毒及放射性气体和粉尘，调节井下空气的温度和湿度，保持井下空气有合适的气候条件，给井下工作人员造成一个良好的工作环境，以便不断提高劳动生产率。矿井内常见的对安全生产威胁最大的有毒气体有：一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、硫化氢等等。这些有毒、有害气体的本源的主要途径是：爆破时产生的炮烟、柴油机工作时所产生的废气、硫化矿物的氧化井下燃火、瓦斯和煤粉爆炸、井下涌出的沼气，由于地热作用和机电设备散发的热量等等。矿井的通风安全工作时保护工人安全健康、促进采矿工业高速发展的一个很重要的方面。我们党和国家在生产建设中一贯坚持安全生产的方针，国务院颁布了“关于防止厂、矿企业中矽尘危害的决定”以及其它劳动保护法令和安全规章制度，建立了各级劳动保护组织机构。近年来，随着不断地改革开放，我国矿山不断革新和充实，已经形成一个较为完整地体系。我国矿山安全过程对矿井内污浊空气有以下规定：矿内空气中氧含量不得低于20％；有人工作或可能有人到达的井巷，二氧化碳不得大于0.5％，总回风流中，二氧化碳不超过1％；矿井内空气中一氧化碳浓度不得超过0.0024％（按体积计算），按重量计算不得超过0.03毫克/升。爆破后，通风机连续运转条件下，一氧化碳的浓度降至0.02％时，就可以进入工作面。井下空气中氮氧化合物不得超过0.00025％；井下空气中硫化氢含量不得超过0.00066％；井下空气中二氧化碳含量不得超过0.0005％；作业场所空气中粉尘允许浓度：含游离二氧化矽大于10％者，不得超过2毫克/米3;小于10％者，不得超过10毫克/米3；采掘工作的空气干球温度不得超过27℃；热水型矿井和高硫矿井的空气湿球温度不得超过27.5℃。矿井通风系统的有效风量率不得低于60％；矿井工作场所放射性气体氡在空气中的最大允许浓度为1×10-10居里/升，氡子体的潜能值不超过1×104兆电子伏/升。为了不断提高矿山通风机操作人员的技术水平和管理水平，了解矿井主要通风设备的基本理论知识，本书在以后的章节中将重点介绍通风设备的结构和工作原理性能、通风系统的附属设施、操作、维修及故障处理方法，并对矿山通风机的现场测定方法作相应的介绍。第二章通风机的基本理论第一节风流基本性质大气压力在地球的表面，空气的流动产生的风流就是风。由于各地海拔高度、湿度的不同，形成了有的地方气压高，有的地方气压低。空气是从气压高的地方流向气压低的地方，气压的高低差就是引起空气流动的原因。这种空气流动的现象就是风流。在一条水平巷道的两端，若空气压力的不同，就会产生风流。但在倾斜及垂直巷道的两端，由于空气具有不同的能量，仅用空气压力的大小说明风流的运动方向就不够确切。而矿井空气流动是从能量大的一端流向能量小的一端，这就是风流运动的必要条件。矿井通风是借助于通风机压力驱动空气流动，供给井下通风空间足够的风量。单位体积空气所具有的质量称为空气的密度。当温度为20℃，相对湿度50％、绝对压力为760毫米汞柱、重力加速度为9.807米/秒2时，干燥空气的状态称为大气的标准状态。在标准大气状态下空气的密度为1.293公斤/米3，也就是说每一立方米空气的重量在标准状态下只有1.293公斤我们来做一个有关大气压力的试验。如图2-1所示。把装满水银的玻璃管倒立在水银中，这是玻璃管中的水银下降760毫米高度并不继续下降。这是因为玻璃上端是真空状态，没有空气压力，而水银槽的水银面上却作用着大气压力的缘故。这也说明大气压力可以支持760毫米水银高度，玻璃管内水银柱的压力和大气压力相等，并保持了平衡。这就是前面所说的，在标准状态下，一个标准大气压用水银柱来表示它的高度。同理，也可以用水来表示它的高度。通过试验证明：压力是可以用液柱来表示的。可以写成：1标准大气压＝760毫米汞柱＝10336毫米水柱通风机的压力，就是利用水柱高度来表示的，称为毫米水柱（mmH2O）。矿井通风压力矿井风流的点压力（1）静压。空气的静压是气体分之间的压力或气体分子对容器壁所施加的压力。所以，空气中某一点的静压在各个方向都相等。静压有绝对静压与相对静压之分。绝对静压是以真空状态为零点计算的压力方式，某点绝对静压的值，就是该点空气压力的真实值，因为绝对静压总是一个大于零的值。矿井通风中所说的空气压力都指定是压强，即单位面积上的压力。矿井通风中常用的静压一般是相对压力，就是以当地大气压力为计算基准的静压差。这个差值往往是由于通风机械或某种自然力所造成的。因而，相对静压所表示的不是该点压力的真实大小，而是该点的真实压力与当地同一标高大气压力之差，所以其值可为正，亦可为负。（2）动压。空气流动时，施加于与风流垂直的平面上的压力除静压外，还有动压。动压的大小与风流的运动速度有关。只有运动的风流才有动压，静止的风流没有动压，并且动压永远是大于零点值。（3）全压。风流的全压是该点的静压和动压的叠加。这里值得指出的是，静压和动压的叠加不单纯是一种计算方法，而且显示了两者的内在联系。这两种压力实际是空气具有不同形式的能量，在一定条件下，这两种形式的能量可以互相转化。全压则表示这两种能量之和。2.矿井风流的压差空气在全压的作用下沿着一定的通道，向能量低的地方运动，并在运动过程中消耗本身的能量。从这个意义上讲，压差是产生风流的原因。所谓压差，就是风流中不同断面上两点的总能量差。上风点的能量必定大于下风点的能量。如果管道中两个不同断面的能量相等，则不产生风流。风流中任意一点必须具有三个能量：静压、动压、相对于某一水平的位能。观察图2-2中，a、b、c三个U型管的水柱变化现象。a两端管都承受同样的大气压力，玻璃管两端液面保持同样的水平。b从管一端向管内吹气，这时吹气一端管内液面承受的压力增大，两液面不能保持水平，另一端液面就要升高，两液面产生高度差h。从管的一端用嘴抽气，这时抽气管内液面承受的压力变小，两液面不保持平衡，也产生一个高度差h。由上面的现象可以看出，液面高度差h是因为两液面上所承受的压力不同而造成的。管内液面受到的压力越大，液面就越低，反之，管内液面受到的压力越小，液面就越高。矿井空气流动，就是利用通风机造成压差，达到通风的目的。第二节通风机的工作原理矿用通风机按其用途可分为三种：(1)用于全矿井或矿井某一翼(区)的，称为主扇(主力扇风机)；(2)用于矿井通风网路内的某些分支风路中借以调节其风量、帮助主扇工作的称为辅扇(辅助扇风机)；(3)用于矿井局部地点通风的，它产生的全压几乎全部用于克服它的连接的风筒阻力，称为局扇(局部扇风机)。矿用通风机按其构造原理可分为离心式与轴流式两大类。一、离心通风机工作原理图2—3是离心通风机构造简图。1．进气室2．进气口3．叶轮4．蜗壳5．主轴6．出气口7．出口扩压器气体在离心通风机内的流动方向是：从进风口沿轴向进入叶轮，随着叶轮流道的改变，气流又从径向出叶轮，在这个流动过程中，风压和流速不断增大，气流汇集在螺线形机壳中，气流速度下降而压力上升，最后经过锥形扩散器排入大气。离心通风机的工作原理：已知气体在离心通风机中的流动先为轴向，后转变为垂直于通风机轴的径向运动，当气体通过旋转叶轮的流道间，由于叶片的作用，气体获得能量，即气体压力提高和动能增加。当气体获得的能量足以克服其阻力时，则可将气体输送到高处或远处。离心式通风机是靠旋转的叶轮产生的离心力作用增加压力的。由于离心力作用气流被甩到叶轮出口，这时叶轮的入口产生负压，在大气压力作用下气流不断由进风口继续进入叶轮，在叶轮中气流获得高速度，在经过螺旋形机壳时，因为断面不断扩大使气流速度逐渐降低，压力继续增大，在气流到达扩散器出口时，气流具有的压力基本上和大气压相等。由此可见，通风机内的气流压力是低于大气压的。通风机的作用就是把低于大气压力的气流吸进去，经过叶轮又给气流增加了压力，然后排向大气。如此不断地吸、排，以达到输送空气的目的。如果能制造足够长度的扩散器，则排向大气的空气压力就完全和大气压力相等。在气流从进风口到达扩散器出口的流动过程中，叶轮是增加压力的唯一部件。当原动机拖动叶轮旋转时，叶轮就对气体做功，使气体获得能量(静压和动能)，气体离开叶轮后仍具有一定的速度进入蜗壳，在蜗壳中速度降低，将部分动能转变为静压而离开通风机。蜗壳、扩散器的作用是减低气流的动压，增加静压以避免叶轮产生的高速气流直接排出大气而造成损失。叶轮是一个使气体获得能量的重要部件。不同叶片型式对压力有着不同的影响。离心式通风机叶轮的叶片可以分为三种不同类型。它是按照叶片出口安装角度大小和叶片几何形状来决定的。叶片的三种形式如图2—4所示。图2—4叶片的三种形式(1)前向叶片。叶片出口安装角p。>90。。它分为一般前向叶片和多翼式前向叶片。产生的理论压头最大，动压占的比例大，损失也大。(2)后向叶片。叶片出口安装角卢。<90。。它分为曲线形后向叶片和直线形后向叶片。产生的理论压头最小，静压的比例大，动压占的比例小，损失也小。(3)径向叶片。叶片出口安装角p：一90。。一般有径向出口叶片和径向直叶片。产生的理论压头介于前向叶片和后向叶片之间。通过比较可以看出，在其他条件相同时三种叶片形式的比较结果：从气体所获得的压力看，前向叶片压头最大，径向叶片居中，后向叶片最小。从效率观点看，后向叶片损失最小，故效率最高，径向叶片介于前、后向叶片之间，前向叶片损失最大，故效率最低。从结构尺寸看，在流量和转速一定时，达到相同的压力前提下，前向叶轮直径最小，径向叶轮稍次，后向叶轮直径最大。因此，大功率的通风机一般用后向叶片较多。后向叶片的通风机效率高，压头特性曲线平缓稳定，这对两台通风机的并联运转非常有利。如果对通风机的压力要求较高，而转速或圆周速度又受到一定限制时，则往往选用前向叶片。如果从磨损和积垢角度看，选用径向直叶片较有利。图2—5是叶片形状图。a为平板型，b为圆弧板型，c为机翼型。平板型制造最简单，但效率较低，一般很少应用。机翼型制作较复杂，但效率高，应用广泛。图2—5叶片形状图二、轴流通风机的工作原理轴流通风机与离心通风机一样，由于叶片与气流相互作用而产生压差，使空气沿轴向流动。图2—6是轴流通风机构造简图。气流从集风器进入，通风叶轮使气体获得能量，然后流入导叶，导叶将一部分偏转的气流动能变为静压能，最后通过扩散筒将一部分轴向气流的动能转变为静压能，然后从扩散筒流出，输入管路。1．气体的绕流和升力效应工程中常见到气体绕物体的流动，简称绕流。研究绕流问题的目的，就是研究作用在物体周围的气流速度、压力等的变化情况。首先我们来看一个理想流体流过静止圆柱体的情况。如图2—7a所示：图2—7理想流体流过圆柱体流体在流近静止圆柱体前，是一组均匀的平行流线，当流体流近圆柱体时，由于圆柱体的阻碍，使流线逐层发生弯曲。绕过c、d点后，鉴于理想流体没有粘性，不会产生附面层分离，因此流线又合拢。因为圆柱体是一对称物体，圆柱体并不受任何作用，即使对于实际流体，也只会产生平行于流动方向的阻力，在垂直于流动的方向，仍无外力产生。如果圆柱体在静止的空气中转动，根据实际观察，圆柱体周围的流体也将随圆柱一起绕轴心流动，如图2—7b所示。这种流动称为环流。离开圆柱越远的流体转得越慢。如果把转动的圆柱体放在均匀平行的流体中，这时圆柱体上面的流体速度较快，但压力较低，圆柱体下面的流体因速度较慢而压力增大。因为圆柱上下压差的作用，产生一个向上的推力，称为升力，如图2—7c所示。上面所产生的这种现象，称为升力效应。理想流体流过轴流通风机叶片翼型的情况和流过圆柱体相类似(图2—8)。图2—8理想流体流过轴流通风机叶片翼型的情况当实际流体流过叶型时，表面上存在着附面层，由于起动涡的产生，一个与起动涡大小相等、方向相反的环流在翼型周围产生。实际气流绕叶型的流动，可以看成是理想流体绕叶型的流动与叶型的环流的迭加。迭加的结果改变了叶型上下表面的速度分布，使叶型上表面速度增加，下表面速度减小，于是产生了压差，也就产生了把叶片推向低压区的力，使叶片上升。但是轴流通风机的叶片是均匀固定在轮毂表面上排列成栅形的，所以叶片底面的高压气流在叶片推动下向出口流出，叶片上凸面的低压气流会不断地将空气引进来，穿过两叶片的通道，向后流动。这样在叶轮的旋转下形成连续不断的气流。轴流通风机在叶轮后面安装了固定不动的后导叶，它可以改变风流方向并将一部分动压变为静压。有时为了提高通风机的压力，在一台风机上安装两个转动叶轮，这种两级通风机的第一个叶轮之后必须安装中间导叶，以使流入第二个叶轮的气流方向与流入第一个叶轮的气流方向相同。2．介绍几种轴流通风机中常用的叶型已有的性能良好的机翼或螺旋桨叶型均可作为通风机的原始叶型。它们的种类很多，这里仅介绍常用的几种翼型。(1)葛延根叶型。该叶型是德国研究发明的，见图2—9a。(2)RAF～6E叶型。它是英国发明的一种叶型，见图2—9b。(3)Ls叶型。它是参照英国LS型螺旋翼型加以修改而得到的一种叶型，见图2—9c。(4)CI。ARKY叶型。它是美国早期研究发明的，见图2—9d。(5)圆弧板叶型。圆弧板叶型特性数据是德国葛延根大学发明的。圆弧板叶型的优点是制造成型方便，但是效率比机翼型叶片低。见图2—9e。图2—9几种轴流通风机中常用的叶型a．葛延根叶型b．RAF一6E叶型c．Ls叶型d．cLARKY叶型e．圆弧板叶型任何一种具有尖后缘的机翼叶型，都可以在较宽广的攻角范围内工作。各种叶型的空气动力特性，只有数量上的差别，而无实质上的区分。对已有的任何一种叶型，只要在无分离的攻角最佳范围内，均可以采用于轴流通风机中。各种不同几何形状的叶型对其气动特性都有影响，其中最主要的因素是叶型的最大厚度及其位置、叶型的相对弯度等。三、离心式通风机与轴流式通风机的比较矿井主要通风机，通常使用离心式和轴流式两大类。离心式通风机因以离心力形成风压而得名；轴流式通风机因气流沿轴向流动而得名。故一般说来，离心式通风机适用于小流量、高压力的场所，而轴流式通风机则常用于大流量、低压力的情况，它们各有不同的特点。1．在结构方面，轴流式通风机结构紧凑，体积较小，重量较轻；旧式离心式通风机结构尺寸较大，安装占地较大，新式离心式通风机为翼型风叶，提高了转速，体积与轴流式通风机近似。2．轴流式通风机部件装在筒式机壳内，结构复杂，维修比较困难，离心式通风机结构简单，运行比较可靠。3．轴流式通风机运转时产生很大噪声，如不采取消声措施，大都超过国家对噪声的规定，违反环境保护法，而采取消声装置需要一定费用或增加通风阻力。离心式通风机产生的噪声较小，一般不超过国家环境保护法的规定，但大型高速离心式通风机，噪声也较大，应装消声装置。4．在通风机的效率方面，离心式通风机的最高效率比轴流式要高一些，但离心式通风机平均效率不如轴流式通风机高。5．在通风机调节方面，轴流式通风机可改变动叶片或静导叶安装角度，改变叶轮级数、叶片片数、导流器等多种方法进行调节风量，以适应矿井需要，经济性能较好。离心式通风机一般用闸门调节，阻力损失大，不经济，也有用改变主轴转数、导流器调节或尾翼调节等。总之离心式通风机可调性能不如轴流式通风机。6．在特性方面，轴流式特性曲线陡斜，适合于矿井阻力变化大而风量变化不大的矿井；离心式特性曲线平缓，适合于风量变化大而矿井阻力变化不大的矿井。所以离心式通风机可用闸门调节风量，阻力变化较小。轴流式特性曲线有驼峰，工况点只能在驼峰右侧，所以相对应用范围减小；离心式特性曲线一般没有驼峰，应用范围较宽。此外，离心式通风机在起动时，须关闭闸门，以减小起动负荷；而轴流式通风机在起动时，可以关闭闸门，也可以打开闸门，起动负荷变化不大。综上所述，两种类型的通风机在许多方面各有特点。现综合各种不同特点列表如下：第二节通风机主要性能参数一、通风机工作的基本参数风量、风压、转速、功率及效率是表示通风机性能的主要参数，称为通风机的性能参数。它们共同表达通风机的规格和特性。这里简单地说明它们的概念。1．风量Q表示单位时间流过通风机的空气量，常用单位为米。／秒、米。／分、米。／小时。2．风压H当空气流过通风机时，通风机给予每立方米空气的总能量(千克·米)称为通风机的全压H。(千克·米／米。)，它总是由静压H，和动压H。所组成，即：H。一H，+H。(千克／米。)通风机无论抽出或压入工作，其全压H。总是消耗于克服矿井通风阻力矗和扩散器出口(抽出式)或风井出口(压入式)的动压损失。那么，通风机压入式工作时，一般常用它的全压H，来表示它的风压参数，而抽出式工作时，常用它的“有效静压”来表示其风压参数。3．转速”通风机转子旋转速度的快慢将直接影响通风机的风量、风压、效率。单位为转／分，即rpm。4．功率N驱动通风机所需要的功率N称为轴功率，或者说是单位时间内传递给通风机轴的能量。通风机工作有效的总功率为：N。===Q·H。／102(千瓦)如果通风机风压是用其有效静压H，来表示，则N，一Q·H，／102(千瓦)5．效率通风机轴上的功率Ⅳ因为有部分损失而不能全部传给空气，所以就用效率来反映损失的大小及其工作的优劣，效率高，即损失小。从不同角度出发有不同的效率，因所用风压参数不同就有：全压效率仇一Q·H。／102。N静压效率r／s=Q·H，／102·N二、通风机的主要无因次参数将通风机的主要性能参数风量(米。／秒)、风压H(千克／米。)、功率Ⅳ(千瓦)，转速n(转／分)与通风机特性值：叶轮外径D(米)、叶轮外缘的圆周速度U(米／秒)以及气体密度J0(千克／米。)之间的关系用无因次参数来表示，它们分别是：压力系数HH一赫流量系数QQ—i型一功率系数Ⅳ比转数，N一一—100—ON第三节矿井通风机和通风网络的性能曲线一、通风机的个体特性曲线通风机的风量、风压、功率、效率等几个参数之间存在着一定的依存关系。如果风量发生了变化，相应地风压、功率、效率等也要发生变化。通风机的特性曲线，就是在既定转速下，反映风量、风压、功率、效率之间的关系曲线，它表明通风机的各种工作性能和变化规律，对通风机的选型和分析通风机的工作状态是十分有用的。因为空气在通风机内流动情况非常复杂，所以至今我们还无法用理论计算的方法得到它的特性曲线，而只能用试验的方法求得。新通风机在出厂之前，一般进行模拟试验给出特性曲线。通常通风机样本给出的特性曲线，是通风机气动特性曲线，其效率为气动效率，而在现场测定的曲线为通风机装置曲线，其效率为装置效率。实际使用时，常将矿井风阻特性曲线与通风机特性曲线绘在一张图上，矿井风阻曲线R与通风机Q—H特性曲线的交点A为通风机的工况点。根据工况点的位置，便可由图中纵横坐标查出相应的风机、风量、风压、功率、效率。1．离心式通风机的特性曲线图3—10是后弯式离心式通风机特性曲线。图3一lO后弯式离心式通风机特性曲线(1)风量、风压曲线通风机风量和风压之间的关系曲线叫做风量一风压曲线(Q—H曲线)。轮叶后弯式通风机Q—H曲线一般呈单斜状；轮叶前弯式通风机Q—H曲线一般呈驼峰状。当风量接近零时会出现一最大值，随着风压的增加，风量逐渐下降，所以Q—H曲线是一条变化较为平缓的曲线。(2)风量功率曲线通风机的风量和功率之间的关系曲线叫做风量一功率曲线(Q—N曲线)。当风量为零时，功率最小，这是Q—N特性曲线的一个特点，所以利用这一特点离心通风机是在闸门全闭下起动，此时电机消耗功率是最小的，利于安全启动，避免电流过大烧坏电机。随着风量的增加，功率是缓缓上升的，最后达到功率的最大值。(3)风量效率曲线通风机的风量和效率之间的关系曲线，叫做风量一效率曲线(Q一7曲线)。当风量为零时，效率也为零，随着风量的增加，效率也逐渐上升，在P处到达最大值时又逐渐下降，P点是最高效率点，也就是通风机运行最经济的一点。图3-11轴流式通风机的特性曲线2．轴流式通风机的特性曲线如图3—11所示，轴流式通风机与离心式通风机的特性曲线差异较大。(1)风量风压曲线轴流通风机的Q—H曲线一般呈马鞍一驼峰状，在马鞍的左端是不稳定的工作段。多台通风机联合运转时，要特别注意这一点。每一个安装角对应一条Q—H曲线。当风量为零时风压有一较大值，随着风量的增加风压逐渐下降，当风量再继续增加时，风压又上升到最大峰值F，尔后又突然下降，形成了一个“马鞍形”的驼峰区。风量虽然变化不大，风压却有着明显的变化。在轴流式通风机中增加了稳流环装置后的Q—日曲线有所不同，Q一日曲线较稳定，见图3—12。图3—12增加稳流环装置后的曲线(2)风量功率曲线轴流式通风机叶片每一组不同的安装角对应一条Q—H曲线。当风量为零时，功率有较大值，随着风量的增加，功率逐渐变为最小值，再到最大值，最后逐渐呈下降趋势。轴流通风机在启动时，闸门不允许全闭起动，如果全闭起动电机消耗的功率最大。轴流式通风机可以直接启动。(3)风量效率曲线同样地，每一个安装角对应着一条Q一叩曲线。其中，设计安装角时所对应的效率最高。由于通风机本身存在能量损失，因此，其输出功率小于输入功率。两者之比即为通风机的效率。Q一7曲线近似为一条抛物线，随风量的增加而增加，当增到最大值后，又随风量的增加而降低。二、通风机的工况及其合理工作段通风机在网路中运行时，所产生的风量等于通过网路的风量，而风量通过该网路时，对应的阻力即等于通风机的风压。也就是图3—13通风机的工况点说，矿井的通风工作是由网路与通风机的配合来完成的。网路有多大的阻力，通风机就对应地产生多大的压力；网路需要多大风量：通风机就对应产生多大风量。能量的消耗和供给是平衡的。如图3-13将网路风阻特性曲线与通风机特性曲线画在同一坐标中，两曲线的交点就是它的工况点，根据此工况点就可以决定通风机的效率、轴功率。当网路风阻发生变化时，其特性曲线由oR1，变到0R：或OR。，此时工况点随之变为M。和Ms。工况点发生变化后，通风机的风量、风压、功率、效率等都随之变化。为了保证通风机稳楚、经济、安全地运行，其工况点要限制在一定的范围内。从稳定性考虑，离心式通风机工作稳定性较好。一般的轴流通风机特性曲线呈马鞍形，且有驼峰点，工况点需选择在驼峰的右侧才能保证其稳定性。从经济性考虑，要求通风机的静压效率大于60％。运干丁工况点的选择应不低于最高效率的s5％～90％范围内最为经济。从安全性考虑，对于叶轮外径较大的轴流通风机，不宜选用较高转速，叶轮直径超过150厘米时，通风机的转速应选择8级以下，以免超载烧机。第四节通风机参数的比例定律同一类型通风机的风量、风压、功率与通风机尺寸(叶轮直径)和转数的关系，称之为通风机参数的比例定律。通风机属于同一类型就是指彼此的结构几何上相似，通风机内风流的运动相似和动力相似。在通风机中相似理论的应用是非常重要的，它主要应用于通风机的相似设计及性能的相似换算。两个通风机相似是指叶轮与气体的能量传递过程以及气体在通风机内流动过程相似，或者说它们在任一对应点的同名物理量之比保持常数，这些常数叫做比例常数。1．几何相似通风机备部件的对应边成比例。例如，一台离心式通风机的叶轮外径、出口宽度、入口直径、入口宽度与另外一台同类型的离心式通风机的上述尺寸之比为常数。2．运动相似对应点的速度方向相同，比值保持为常数。即对应点的速度三角形相似，对应气流角相等。3．动力相似对应点上各作用力成比例。即作用于运动相似的流体备对应点的力相似，外力方向相同，大小之比保持常数。根据通风机的相似理论，我们可以证明，只要两个通风机满足上述相似条件，那么它们的无因次参数就一定是相等的。两个相似的通风机，在转速、尺寸及气体密度J0发生变化时，它们之间的风量Q、风压H、功率N等特性有表3—12所述的关系。表3—12是相似通风机在各种情况下的性能换算公式。上表中的公式就是同类型通风机的比例定律。必须在此强调指出两点：(1)不同类型通风机或者同类型而叶片安装角度不相等时，都不能利用上述定律进行参数换算。图314两种不同转数的QH曲线(2)上述公式所表示的参数之间的比例关系只是当通风机所工作的网路网风阻无变化时才成立。例如，图3—14所示两种不同转数的Q—H曲线；n。、n。表示同一通风机两种不同转数时的Q-H曲线，R和R，是工作网路两种情况时的风阻曲线。图3-14中工况占∥．、∥：或者尬、M。，彼此才是相似的工况点，比例定律对相似工况点才成立；也只有在这种条件下，再加上转数、尺寸变化不大，在运用比例定律换算时才可以认为通风机工作的效率不高于1即刁：叩，。不同风阻的工况点，如图上的M。同M’·或M，同M’z都不是相似工况点，不能直接用比例定律换算彼此的参数。第七章通风机的噪声控制第一节通风机噪声产生的原因离心式通风机和轴流式通风机在运行中都会发出噪声，其中轴流式通风机的噪声更甚。如果长期在强噪声环境中工作，不断受到噪声的刺激，就会使人的听觉神经疲劳，损害人体健康。噪声是声波的一种，有强有弱。噪声是用“声压级”来表示它的大小，声压级的单位是“分贝”。其表示方法一般叫做A声级，记做A声级分贝(A)。A声级是在声学测量中，与人耳对声音的感觉比较接近的一种评价方法。通风机的噪声一般说来比较高，其噪声产生的原因有下面三个：因空气动力所产生的、由于机械振动产生的、两者互相作用所产生的噪声。一、空气动力性噪声1．冲击噪声叶轮高速旋转时，叶片作周期性运动，空气质点受到周期性力的作用，冲击压力波以声速传播所产生的噪声。压力越大，噪声就越大。2．涡流噪声叶轮高速旋转时因气体边界层分离而产生的涡流所引起的噪声。由于涡流无规则的运动，时而生长时而衰减，于是使得涡流噪声具有宽广的频率范围。二、机械振动性噪声通风机叶轮转子及传动组的不平衡、轴承的磨损等原因所产生的振动必然引起噪声，当叶片刚性较差时，由于气流作用使叶片振动也会产生噪声。三、两者相互作用产生的噪声通风机叶片旋转引起自身的振动通过管道传递，往往在管道弯曲部位发生冲击和涡流，造成加振使噪声增大。如果当气流压力声波频率和管道自然振动频率一致时，就会发生强烈共振，噪声突然增大，严重时使得通风机损坏。另外，通风机主轴通过电机、齿轮增速装置或皮带传动时，也会引起振动而产生二次噪声。第二节通风机的噪声特性一、离心式通风机的噪声特性1．后弯叶轮后弯叶片与前弯叶片比较，叶片流道长，气体流动均匀，不易产生涡流，所以涡流噪声小。图7—1所示为后弯式离心通风机的噪声特性和性能关系曲线。以通风机流量系数Q为横坐标，声压级5PL和比声功率级PwL。为纵坐标的变化关系曲线，称为通风机的噪声特性。在最高效率点，通风机噪声最小，随着风量的增加，噪声逐渐增大。2．多翼叶轮图7—2为多翼通风机的噪声特性。声压级5PL在压力线P的谷部最高。这是由于谷部涡流加剧使噪声变大。在最高效率点附近，声压级5PL和比声功率级Pw厶几乎没有变化，随着风量增加，声压级和比声功率略有增大的趋向。由于前弯叶片通道短，气体流过叶片槽道时容易产生涡流现象，所以多翼通风机叶轮涡流噪声大。二、轴流式通风机的噪声特性图7—3为轴流式通风机的噪声特性和性能关系。轴流式通风机的噪声特性与多翼通风机有些类似。由于翼列旋转失速使气流分离产生激烈的旋涡流，以致在压力线的谷部，声压级SPL和比声功率级最大。轴流式通风机的效率高，圆周速度大，通常用于大流量的场合。在相同的风量下，轴流式通风机的圆周速度约为离心式通风机圆周速度的两倍。而噪声随着圆周速度的增加成比例地增大，所以轴流式通风机的噪声要比离心式通风机大些。图7—3轴流式通风机的噪声特性和性能关系第三节通风机噪声的控制用分贝还不能完全表达噪声的特性。因为人耳对声音的感觉不单和声压有关，和频率也有关系。对尖叫高频率声音的感觉灵敏，对沉哑低频率声音的感觉迟钝。所以虽然声压级相同而频率不同的声音是不一样的。人们可听见的频率在20～20000赫。为方便起见，把它划分成八个频段，这就是频程或频带。如果用频率(频程)为横坐标，声压级为纵坐标，作出噪声测量图形，就可以得出不同频率时不同噪声，这就是频谱分析。图7—4就是一台通风机的频谱图。对产生噪声的通风机进行频谱分析，就能清楚地了解到噪声的成分和性质，从而选择合理的消声材料，提高消声效果。图7—4通风机的频谱图一、通风机噪声减噪量的确定1．通风机基本频率^一篙(赫)式中：z——叶片数(片)；”——转数(转／分)。2．各处声功率级PⅣL(1)进气口(或排汽口)的PⅣLPⅣL—SPL+10tg2=r。(dB)式中：5PL——声压级；(dB)r一通风机叶轮距进(排)气口中心的直线距离(米)。(2)机壳处的PWL。Pw’L。一5P工+10lgS(dB)式中：S——机壳的表面积(米。)。(3)管道(风筒)声功率级PWLoPⅣLD一5PL+10lgS(dB)式中：S一一管道(风筒)截面积(米。)。(4)电机的PWLMPⅥ厂LM一5PL+10lgS(dB)式中：s…一电机的表面积(米。)。3．通风机总声功率级的确定通风机声源的总声功率级由进气口或排气口、机壳、管道、电机等处的声功率级合成，其合成总声功率级：PWL按下式确定：PⅣL一10lg(10’M1／1。十10。P叭。／’。+…+10’眦4．各声源处至接收器衰减量的确定声源随距离的增大将成比例地衰减。从各声源到接收器的衰减量，即接收器的声压级SPI。按下式决定：SPL—PⅥ，L+10lg2~rr。(dB)5．接收器总声压级SPL接的确定接收器总声压级SPI。接等于各声源作用于接收器声压级的合成，即5PL椿一10lg(10。PL。／’。+10。’‘。0’。+…+10。’6．确定各处声源的减噪量各处声源的减噪量，可按下式确定：5PL接一必需的减噪量一lg”(dB)式中：n——各处声源个数(个)。7．根据必需的减噪量，考虑噪声控制的方法二、通风机噪声控制的一般原理通风机噪声的控制方法有：①降低声源的噪声；②传输路径的噪声控制；③接收器的防护措施。1．通风机声源的噪声控制通风机噪声控制最根本的办法就是使声源的噪声降低。声源的噪声控制办法是：(1)降低声源的激发力：减少因空气动力产生的冲击和涡流噪声；提高叶轮及转轴的平衡精度，减少因不平衡所产生的噪声；提供良好的润滑以减少摩擦力；声源隔振可以有效地减少激发力。(2)降低系统中噪声辐射部件对激发力的响应：改变共振构件的固有频率；采用阻尼材料增加能量损耗，减少噪声的辐射。(3)正确地安装、合理使用通风机，防止异常声发生。2．传输路径的噪声控制(1)在噪声源周围或接收器四周，使用合理的隔声罩，密闭声源，防止或减少噪声向外传播。(2)利用声的吸收原理，采用良好的吸声材料，使噪声在传输途中不断地衰减。(3)利用声的反射原理，采用不连续结构，使声能量反射给声源，阻挡噪声的传播。3．接收器的防护措施这里的接收器指的可能是一个人或一群人，也可能是噪声敏感设备。在噪声过高的环境下，可以采用某些防护工具，如耳塞、耳罩，或设置隔声室，使噪声控制在允许水平，防止噪声的伤害。三、通风机噪声控制方法根据防噪原理，通风机噪声控制的主要方法如下：1．通风机噪声源控制合理选择通风机的转数，因为通风机的噪声为圆周速度的6次方比例关系。对于压力不高的离心式通风机，可选用低噪声通风机。对于高压大容量通风机，其噪声源的控制是一个比较困难尚待解决的问题。2．消声器煤矿安全规程规定：在井下和地面的工作地点，噪声不应超过90分贝(A声级)，超过时应采取消声措施。否则工作人员应有个体保护用具。消声器或消声装置是消除空气动力噪声的一种技术措施。它阻止、减弱声音的传播而不影响空气流动。通常安设在通风机排风巷道中的消声装置大都用松软、多孔的吸声材料制成。消声器对不同频率的噪声有不同的消声效果。中、高频的噪声通过消声器后转化为低调的声音。评价消声器的优劣可从三个方面来考虑。(1)消声性能：消声装置能够消除超出标准的那部分噪声就认为是合格的。(2)对通风机性能的影响：消声器安设在风道里必然产生一部分阻力影响风流。安设消声器以后不应对通风机性能有过大的影响。(3)消声器装置的结构性能：矿井下空气潮湿，容易引起消声装置的腐蚀。所以选用的消声装置应坚固耐用、体积小，成本也不宜过高。3．通风机出口的管道消声在通风机管道出口或通风机进口设置吸声板，可以使噪声有效地得以降低。4．设置隔声室(间)将通风机放置在具有吸声性能的隔声室内。为防止产生噪声穿透应在进气口设置消声器，使噪声衰减。5．防声罩为了使通风机上配套的电动机噪声尽量降低，往往采用内表面贴有吸声材料的防声罩，阻止电动机产生的噪声向外扩散。第八章通风机防瓦斯爆炸的安全要求第一节主要通风机为防止瓦斯爆炸，主要通风机(供全矿井、一翼或一个分区使用)的安装和使用，必须符合下列要求：1．矿井必须采用机械通风。机械通风可以使矿井获得足够的新鲜空气和克服巷道阻力所必须的压力。2．主要通风机必须安装在地面，装有通风机的井口必须封闭严密，其外部漏风率在无提升设备时不得超过5％，有提升设备时不得超过15％。3．主要通风机必须保证经常运转，不得随意停机。4．主要通风机必须装置两套同等能力的通风机(包括电动机)，其中一套作备用。备用通风机必须能在10分钟内开动。矿井不得采用局部通风机群作为主要通风机用。5．装有主要通风机的出风井口，应安装防爆门。6．主要通风机每月至少由矿井机电部门检查一次。改变风机转数或风叶安装角度时，必须报矿上级部门批准。7．新安装矿井主要通风机投产前，必须进行通风机性能的测定和试运转工作。’以后每5年至少进行一次性能测定。生产矿井主要通风机必须装有反风设施，必须能在10分钟内改变巷道中的风流方向。当风流方向改变后，通风机的供给风量不应小于正常风量的60％。主要通风机在停风期间必须打开井口防爆门和有关风门，以便充分利用自然通风。8．主要通风机应有两路直接由变电所馈出的供电线路，线路上不应分接任何负荷。第九章矿井通风机装置性能的测定第二节局部通风机掘进巷道采用局部通风机的安装和使用，必须符合下列要求：1．压力式局部通风机和启动装置，必须安装在进风巷道中，距风口不得小于10米。局部通风机的吸入风量必须小于全压风压供给该处风量，以免发生循环风。采区工作面以及机电硐室的空气温度不得超过规定。2．局部通风机必须装有风电闭锁装置。当局部通风机停止运转时，能立即自动切断局部通风机供风的巷道中一切电源。3．在易爆等级比较高的矿井中，所有掘进工作面的局部通风机都应装设三专(专用变压器、专用开关、专用线路)、一闭锁(风电)设施，保证局部通风机可靠运转。4．使用局部通风机进行通风的掘进工作面，无论工作或交换班时，都不准停风。因检修、停电等原因停风时，必须撤出人员，切断电源。在恢复通风前，首先必须检查瓦斯，局部通风机及其开关地点附近10米以及风流中易爆气体的浓度不超过0．5％时，方可人工开动局部通风机，恢复正常通风。输送含有易燃易爆成分的气体介质也可选用防爆通风机。这类通风机叶轮与机壳的材料都是选用铝合金制作，这样当叶轮与机壳碰撞或磨擦时，不会出现火花而引起气体燃烧爆炸，避免造成事故。矿井通风机性能测定的主要任务是：测出通风机在不同工况时的风量、风压、功率等参数，分析通风机风量是虿满足矿井生产的实际需要；计算矿井通风阻力；分析通风机的运转参数与矿井通风网路的匹配是否适当，确定是否需要进行通风机的工况调节。在进行遍风机测定时，需要测定和计算的项目有：风量、风压、转数、功率、效率及大气参数。生产矿井使用的通风机，都装设了扩散器或外接扩散器，因此实际静压特性曲线与通风机出厂静压特性曲线有所不同。通常，将扩散器看作通风机的组成部分，总称为通风机装置。通风机全压为通风机出口与通风机入口的全压差，而通风机装置的全压则为扩散器出口与通风机入口的全压差。通风机装置性能的现场测定是一项较复杂的工作，一般分为测定前的准备、测定、资料整理与分析三个阶段。其中测风、测压地点的确定，直接影响测值的精确度，非常关键。第一节工况调节调节工况的目的是为了改变通风机的工作风量和风压。可供选择的工况调节地点有：风硐中、矿井总回风道中。在停产条件下测定轴流式通风机装置性能时，可在工况调节处预先安装调节风窗的框架，测定时用木板搁在框架上，以缩小风道的通风面积，增加风阻。测定离心式通风机装置时，可利用风硐中原有闸门调节工况。工况调节的次数应能保证测得连续完整的特性曲线，一般不应少于8～10个工况点。特别在轴流式通风机Q—H曲线的“驼峰区”附近测点多一些。工况调节的顺序：轴流式通风机一般应开路(风阻最小时)启动，逐渐增阻调节。离心式通风机一般采用闭路(风阻最大时)启动，逐渐降阻调节，原则是根据具体的通风机功率特性曲线特点来确定调节顺序。一、静压测定第二节参数测定．为求得通风机装置的静压，应测出通风机进风端空气的相对静压，其测定位置应布置在工况调节装置与通风机进风口之间的风道直线段上，尽量选择在接近通风机进风口而又风流稳定处。通常轴流式通风机可在距离进风口一倍叶轮直径处测量。对单吸风口的离心式风机则应布置在控制闸门后两倍叶轮直径以远处测量。对双吸风口的离心式风机应在风道分支一倍叶轮直径处的稳定风流中测量。为了能够测出测压断面上空气的平均相对静压，可参考图9—1所示的测压装置。二、风量测定1．用风表测风在条件允许的情况下，应尽量将测风断面选在工况调节装置与通风机间的风硐直线段内，以减少漏风对测定结果的影响。有时也可在矿井总回风道或通风机外接扩散器的出风口测定。在矿井总回风道中的测风点，应设在断面无变化的巷道直线段且风流稳定处。此处测得的风量不含风机附近的地面漏风，所以不能作为通过通风机的风量，但可作参考之用。如果地面漏风很小，而在风硐或扩散器内又无法测风时，也可以近似地把它看作是通风机的风量。轴流式通风机外接扩散器的出风口断面大，风流与出风口平面斜交，一般不宜在此断面测风。2．用皮托管和压差计测风压差计的种类很多，测定动压宜采用单管倾斜式压差计，它操作简便、易于读数。若用微压计测动压，当波动较大时调节困难，测值不易读准。皮托管可安设在风硐中距通风机进风口3～4倍叶轮直径处，也可设在圆锥扩散器的环形空间内，在扩散器环形空间测压的结果表明：(1)由于通风机叶轮的旋转作用，风流在环形空间内是呈螺旋形路线向前运动的。(2)环形空间的同一断面上，各点的风速不相等，有时差别很大。不同工况时，最大风速点的位置也不同。(3)虽然环形空间内风速分布不均匀，但用整个断面的平均风速计算风量时，精度还是可以满足测定的要求。在同一测量断面上要有足够的测点数，可以提高测值的精度。皮托管的全压孔口必须正对风流方向，要固定，不会因风流吹动而偏移。三、电动机的功率与效率的测算电动机的输入和输出功率，可以用两只单相瓦特表或一只三相瓦特表(配合电流互感器和电压互感器)采用常规的方法测定。也可同时采用电流表、电压表和功率因数表测量。在实际测定中，常同时采用两种方法测量，以便互相校对。通风机的效率可按下式计算：nIT≮17一』102N‰'q100％0e吼“。／“式中：1——通风机装置效率；Q——通风机装置风量(米。／秒)；H——通风机装置风压(毫米水柱)；N——驱动通风机的电机输入功率(千瓦)；礓——驱动电机的效率；≮m——驱动电机与通风机间的传动效率。四、通风机转数测定通风机的实际转数可用转速表直接测量，也可用闪影法(频闪测速法)测量。测量前在电动机或通风机轴头上加装一硬纸圆盘，黑白相间地涂满数个扇形。电源频率变化对测值有影响，所以还要：用频率计测定电源频率。五、空气重率测定分别使用空盒气压计、水银温度计、湿度计测量大气物理条件、大气压力、温度和湿度。然后计算空气的重率。第三节测定步骤一、测定前的准备根据测定方案组织分工，准备仪表、工具、记录表格等；记录通风机和电动机的铭牌技术数据并测量通风机的有关结构尺寸；测量各处风道的断面尺寸；在工况调节地点及测压处安设测压管、胶皮管和调节风窗框架，准备足够的用于调节工况的木板；校正各种仪表，熟悉使用方法；清除风硐内的杂物和积水；采取措施堵塞地面漏风；检查通风机、电动机等各部件运转的安全、可靠性。测定使用的仪表，见表9-1。表9—1扇风机装置性能测定使用仪器一览表二、测定工作通风机启动后5～10分钟，待风流稳定，可正式测定。根据需要调节工况，连续测定。为消除由于电压波动导致通风机转数变化引起的误差，同一工况的各参数尽可能同时测定，而且至少连续测量两次，取平均值。如有必要时，在所有工况点都测完后，可再沿着相反的调节顺序测定几个工况点的参数，以校对测定值的可靠性。要防止工况点突然进入不稳定区段，逐步调节。三、资料整理以-抽出式通风机为例，将资料整理时所用计算公式汇总。1．通风机风量Q(1)用风表测量时，Q—S·V(米3／秒)式中：5——风流通过的断面积(米z)；y——风表测得的实际平均风速(米／秒)。(2)用皮托管测量时Q—S·式中：So——测风点断面积(米z)；——各测点的动压(毫米水柱)；——实测空气重率(公斤／米s)。2．通风机静压矗．静(毫米水柱)式中：静——风硐内静压断面的相对静压(毫米水柱)；动——风硐测静压断面的平均动压(毫米水柱)；动一去(等)(毫米水柱)；S——风硐内测静压断面的面积(米z)。3．通风机输入功率Ⅳ、和输出静压功率Ⅳ静传(千瓦)一紫(千瓦)式中：U——电压值(伏特)，——电流值(安培)；cosr功率因数(％)；——电动机效率(％)；——传动效率(％)。4．通风机的静压效率孙静一Ⅳ静／Nx×100％5．通风机转数的校正系数k。式中：Io——固定转数(转／分)。一般用铭牌转数。ni——某一工况实测得的通风机转数(转／分)。6．空气重率校正系数k，——某一工况实测得的空气重率(千克／米。)。7．校正后的通风机风量Q8．校正后的通风机静压^静(毫米水柱)9．校正后的通风机输入功率Ⅳ。和输出静压功率N静根据以上所测算的数据可给出相应的三条曲线。第四节通风机装置实测特性曲线的应用掌握通风装置的实测特性曲线，结合矿井阻力测定资料，就能较为准确地解决矿井通风中的许多实际问题。一、合理使用通风机，挖掘通风机潜力为使通风机安全、经济地运转，它的工况点正落在合理的工作范围内，运转效率不应低于60％。由于矿井通风网路风阻随生产而变化，因此通风机工况点也在变化。特别是在采区，水平接替，通风系统调整时变化更突出，所以对矿井主通风机是否在合理区段运行应经常进行分析，根据实际可能及时进行调整。二、合理调节矿井总风量改变通风机特性或改变通风机的工作风阻可以调节矿井总风量。改变通风机特性曲线的办法：改变通风机转数、改变轴流式通风机的叶片安装角、拆除轴流式通风机的几个叶片、调节前导器等。改变通风机工作风阻的办法：升降风硐内的闸门、改变井下风路的风阻。三、改进通风机装置的安装质量通风机装置安装质量差，不但降低了通风机的性能，而且可能使通风机发生剧烈震动，甚至毁坏。离心式通风机安装质量上的问题：(1)在通风机进口，集流器与叶轮之间的间隙偏大或偏小，增大了涡流损失。(2)叶轮、外壳和进风结构的轴线不一致，造成间隙不均匀。(3)叶轮轴偏斜，叶轮的垂直偏斜度过大。轴流式通风机安装质量上的问题：(1)通风机的径向间隙过大。(2)叶轮轮毂与整流罩之间的轴向间隙过大。(3)叶轮上各叶片的安装角度不一致。(4)通风机与电动机轴不同心、联轴节安装不正。第十二章矿井通风的操作运行、维护保养与安全管理第一节矿井通风管理规程一、一般规定1．矿井应采用机械通风，并建立完善的通风系统。2．矿井通风系统应严格遵循安全可靠、便于管理、通风基建费和经营费最低的原则，并经设计确定。3．矿山(坑口)应有通风系统立体图。图中应标出主扇位置、风流方向、风量、风速及井下主要通风设施；发生变化时，应及时予以修正。4．在一个井筒中，一般应采用单一风机工作制。如因风机规格限制而采用并联运转时，并联运转的风机一般应为同型号、同规格，且需作并联运转曲线和校验风机运转的稳定性。5．采用的主通风机，应符合下列规定：(1)轴流式通风机的最大风压不应超过性能曲线最高点的0．9倍，且应位于最高点的右方。(2)离心式通风机周速不得大于最大周速的80％。(3)轴流式通风机叶片安装角一般为15。～30。(或按说明书要求)。(4)通风机效率不应低于70％。(5)高硫或有腐蚀性气体的矿山应采用耐腐蚀通风机。(6)通风机应能在较大的范围内工作，经调整后能适应开采不同时期的最大、最小风量及其负压的要求。6．一般矿床开采的全矿井负压应≤4．5五P口，高硫矿床≤2．5。7．采用对角双翼式通风时，两台通风机公共进风段的压差不得超过25％。8．离心式通风机应关闭闸门起动，该闸门应装在通风机进风道一侧。9．主扇应设有风量、风压、电流、电压和轴承温度等测量仪表。10．主扇必须连续运转，当发现故障或需要停机检查时，应立即报告矿山总工程师或主管矿长。11．每台主扇必须配有相同型号和规格的备用电机，并设有能迅速调换电机的装置。12．主扇应安设能在10分钟内使风流反向的反风装置。每年至少应进行一次反风试验，并应测定反风后主要风路的风量。主扇的反风，应根据矿井救灾计划，由矿山总工程师或主管矿长下令执行。13．采用多级机站抽压式通风系统时，应设置集中控制装置。通风机要求风压小、风量大、噪声低、效率高和防潮，其特性曲线为单调下降，无明显的马鞍形，以保证并联通风机运转的稳定性，同一机站的通风机和电机应为同一型号规格。二、主扇风机操作工1．操作工必须专职、专责。2．操作工必须经过培训、考试合格、取得合格证方准上岗操作。3．操作工应熟悉通风机的一般构造、工作原理、技术特征、各部性能、供电系统和控制回路以及地面风道系统和各风门的用途。4．操作工每班应对通风机运转情况进行认真检查，并如实填写和保存好运转记录。自动监控和测试的主扇，每周应对自控系统进行一次检查。5．操作工必须严格执行交接班制度和工种岗位责任制。6．工具、备品等要摆放整齐，搞好设备及室内外卫生。第二节主扇风机操作工岗位管理制度(岗位责任制)1．操作工要遵守劳动纪律，接班前及班中禁止喝酒，班中不得睡觉、打闹，不得擅自离开工作岗位，不干与本职工作无关的事情。2．操作工必须保证设备的安全、正常运转。在保证安全的前提下，完成系统的通风排烟，使系统风流畅通。3．操作工要按规定维护保养设备，要及时向领导或点检员提供设备的隐患或故障，了解掌握设备检修情况，并参加检修和检修后的验收工作。4．操作工必须了解设备的简单工作原理、主体构造及主要部件的保养与维修方法。5．机房内不得有明火炉和点明火作业、检查等。6．机塞虫防火器具、用具等应齐全完好，并按消防要求，做到定期检查和更换，操作工要具备机房消防基本知识和技能，做好防火防盗工作。7．联轴节应有安全防护罩。8．操作工要遵守岗位操作技术规程，遵守各项规章制度。9．操作工要做到工具齐全，保管和爱护好厂房所有工具及用具；要搞好文明生产，使厂房和设备整洁，物品摆放整齐。10．操作工要服从领导指挥，听从分配。二、交接班制度1．交班人员必须认真向接班人员介绍当班设备运转情况，要做到交班清楚，接班明白，尤其对设备故障和隐患必须交接详细，必要时要分清责任。2．必须在现场按时交接班，交班人员要认真填写运转日记和交接班记录本，双方要签字，并定期交设备点检员。3．交接班不认真，接班后发生问题均由当班负责。4．交班不符合交接班制度时，接班人员可拒绝接班。三、操作技术规程1．运转前的检查和要求(1)机体各部螺丝不得松动，各部轴承润滑油应符合规定，运转前手动盘车应灵活，通道内不得有异物堵塞(每日检查一次)。(2)电器接触应良好，电动机和通风机声音应正常，电器各部不得有打火和过热现象。(3)检查电动机的炭刷磨损程度、温度和引线处温度。(4)地面风道进风门要锁固；开闭风闸门，如设置机动、手动两套装置时，须将手动摇把取下，以免伤人。(5)不得随意变更保护装置的整定值。(6)操作高压电器时，应用绝缘工具，并注意操作的先后顺序，高压系统接地应可靠。(7)在更换备用通风机和做空转试验时，须按现场指挥的正确指令进行，发现指挥有误时，运转工有权说明情况要求重发指令。2．启动操作方法(1)开机前，按规定项目检查完毕后，将主电机的电源开关和油开关合好。(2)将控制回路电源合好。(3)检查电机转子频敏电阻器的接触是否在断开位置。(4)将“(3)”的控制电源合好，即可启动电动机。3．运转中的检查(1)各部轴承温度不得超过规定值，各部螺丝不得有松动和缺少现象，运转声音应正常，发现异声后立即停车。(2)电动机温度不得超过其规定值，电流表、电压表和功率因数表应在正常范围内。(3)除故障和事故紧急停机外，严禁无请示停机。(4)停机后，应按规定及时对机器各部进行检查和保养。第三节主扇风机的操作、运行与维护一、操作前的准备工作1．通风机的开动，必须取得主管上级准许的开车命令。2．通风机起动前应对下列部位进行检查：(1)轴承润滑油油量合适，油质符合规定，油圈完整灵活。(2)各紧固件及联轴器防护外罩齐全，紧固牢靠。传动皮带松紧适度和无裂纹。(3)电动机炭刷完整，接触良好。滑环清洁无烧伤。(4)继电器整定合格，各保险装置灵活可靠。(5)电器和电动机接触良好。(6)各指示仪表、保护装置齐全可靠。(7)各起动开关手把都处于断开位置。(8)电压要求：10kl厂以下时，电压在额定电压的±7％范围内；3801厂时，电压在额定电压的+7％～一10％范围内(GBl2325—90)。(9)风道内无杂物。3．正确开启和关闭风门：(1)轴流式通风机应开风门起动，即应将通往井下的进风门关闭，同时将地面进风门打开，并要支撑牢靠，以防吸地面风时自动吸合关闭。(2)离心式通风机应关闭风门起动，即将通往井下的风门和地面进风门全部关闭。4．人工盘车1～2圈，应灵活无卡阻。二、操作、运行方法1．起动操作(1)采用磁力站自动、半自动起动装置时，应按设计说明书操作。(2)绕线式异步电动机采用变阻器手动起动时，电动机滑环手把应在起动位置，将电阻全部接入，起动器手把在“停止”位置，待起动电流开始回落时，逐步扳动手把缓缓切除电阻，直至全部切除，将转子短路，电动机进入正常转速，然后将电动机滑环手把打到“运行”位置，再将起动器手把返回“停止”位置。(3)鼠笼式异步电动机采用电抗器起动时，起动前电动机定子应接入全部电抗。起动后，待起动电流回落后，立即手动(或自动)切除全部电抗，使电动机进入正常运行。(4)同步电动机异步起动后，在达到额定异步转速后及时励磁牵入同步，不宜过早。励磁调至过激时，直流电压、电流要符合所用励磁装置工作曲线。同步电动机允许连续起动两次，如需进行第三次起动，必须查明前两次未能起动的原因及设备状况后，再决定是否起动。2．通风机起动后风门操作(1)轴流式通风机：打开通往井下的风门，同时关闭地面进风门。(2)离心式通风机：打开通往井下的风门。3．主要通风机的正常停机操作(1)接到主管上级的停机命令。(2)断电停机。(3)关闭所停通风机的进风门。(4)根据停机命令决定是否开动备用通风机。(5)如需开动备用通风机，则应按第3点的第(2)条进行检查。(6)不开备用通风机则要打开井口防爆门和有关风门i以充分利用自然通风。4．主要通风机紧急停机的操作(1)直接断电停机(高压先停油开关)。(2)立即报告矿井调度室和主管部门。(3)按领导决定，关闭和开启有关风门。(4)电源失压自动停机时，先拉掉油开关，后拉开隔离开关，并立即报告矿井调度室和主管部门，待查明原因并处理后，再行开机。5．主要通风机有以下情况之一时，允许先停机后汇报(1)各主要传动部件有严重异响或意外震动。(2)电动机单相运转或冒烟冒火。(3)进风闸门掉落关闭，无法立即恢复。(4)突然停电或电源故障停电造成停机，先拉下机房电源开关后汇报。(5)其他紧急事故或故障。6．主要通风机的反风操作(1)反风应在矿长或总工程师在场指挥下进行。(2)用反风道反风时：①保持通风机正常运转。②用地锁将防爆门或防爆盖固定牢固。③根据现场指挥的指令操作各风门，改变风流方向，使抽出式通风机风流由通风机压入井下，使压入式通风机风流由通风机抽入大气。(3)用反转电动机反风时：①停止通风机运转。②用地锁将防爆门(盖)固定牢固。③用换向装置反转启动电动机。④各风门保持原状不变。⑤对于导翼固定的通风机直接反转启动通风机；对于导翼可调角度的通风机，则先调整导翼调整器，改变导翼角度，然后反转启动电机。(4)其他形式通风机按说明书要求进行。7．主通风机应进行班中巡回检查(1)巡回检查的时间一般为每小时一次。(2)巡回检查内容为：①各转动部位应无异响。②轴承温度不得超限。③电动机温升不超过厂家或主管部门的规定。④各仪表指示正常。⑤电动机和电器的接地系统应符合规定。⑧电压应在额定值允许的范围内(见本节第一点的第2条中的第(8)点)，否则应经主管技术人员审核，确定是否继续运行。⑦地面进风侧进风门固定牢固。(3)巡回检查中发现的问题及处理经过，必须及时填入运转日记．三、日常维护(点检内容)通风机操作工的日常维护内容(部分内容由电工或维修工指导进行)：1．主电动机(1)电动机的清洁。电动机在运行过程中必须注意清洁，避免水、油及大量灰尘进入机内。积存在电动机内部的灰尘或杂物可用0．2～O．3mPn的干燥而清洁的压缩空气或除尘器来清除。可用破布或棉纱头擦净电动机的机座、端盖、轴承等，可用浸有少许煤油的清洁破布将滑环擦干净。(2)温升检查。运转的电动机要注意各部分的温度，查看量热仪表读数。当周围环境温度<35℃时，铁心和绕组的温升：对于A级绝缘应≤65℃，对于B级绝缘应≤75℃(3)轴承的维护。必须每小时检查一次轴承的温度、油位及油环的工作情况。油位应保持在油位标记以内或以上。油环应能自由地带油转动(即不卡住也不摇晃)。对于油环润滑的轴承，温度应≤80_C；对于循环油润滑的轴承应≤65℃；对于滚动轴承应≤95(4)滑环检查。滑环表面应清洁光亮，运转时基本上应无火花产生，并检查炭刷的磨损情况，电刷被磨损严重时必须更换同型号的新电刷。试验电刷的压力应符合要求。同一刷架上每个电刷的压力其相互差值不应超过10％。2．高压开关柜在不停电的情况下进行检查，主要从外部观察，一般内容为：(1)开关柜外表是否完好，螺栓是否齐全，电缆头是否漏油或承受外力。(2)各瓷瓶、瓷套管有无裂纹、损坏及表面放电的痕迹。(3)油开关是否漏油，油位计的油面高度不应低于油标线以下。(4)检查油开关操作机构的拉杆、弹簧、开口锁的脱落变形等情况。(5)检查母线、隔离开关与油开关连接线的接头，是否有因过热而发红(夜间观察较为明显)或焊接头的焊锡滴落等异状。(6)听一听有无异常声音(如轻微的放电声等)。(7)开关柜上仪表读数是否正常，如不准确应进行校正。(8)检查信号装置及指示灯是否正常。(9)柜内的电气设备表面是否清洁，有无灰尘及油污。(10)检查接地是否良好。3．操作工每班应对设备外部清擦一次，并经常保持室内外的清洁。旋转部分的清擦必须在停机后进行。4．叶轮～叶片部件、轴承部件、齿轮箱部件、联轴节等备部螺栓不得松动。5．设备运转中应无异声、异味和异热。6．轴承润滑(1)轴承温度应正常；日常运行中要及时加油，保持规定油位，润滑系统应无漏油现象；油泵运行应正常，油压应在规定范围内，油泵电机温度应正常，运转中无异声。(2)滑动轴承每2000～2500小时换油一次。(3)滚动轴承按说明书用油，如无规定时，可用二硫化钼式钙基脂润滑，油量≤油腔的1／3。(4)禁止不同油号混用。四、定期维护(点检内容)1．风机的轮毂在出厂时均作了严格的静平衡试验，安装或维修中，端盖、叶片不得随意调换。检查叶片时，可用硬刷清除掉叶片上的粉尘，用手摇动叶片看叶柄有无松动，叶片因腐蚀和磨损出现小孑L时必须更换。新、旧叶片的重量应相同，并应作力矩平衡试验。通风机均可长期连续运行，一般不需要进行经常维修，但每月应对叶轮进行一次外部清洁和检查，每隔半年对各大部件全部拆卸清理和检查(亦可根据实际状况适当延长)。2．备用通风机(1)备用通风机应经常保持完好的技术状态。(2)每1～3个月进行一次轮换运行，最长不超过半年。(3)轮换超过一个月的备用通风机应每月空运转一次，每次不少于1小时，以保证通风机正常完好，使其可在10分钟内投入运行。3．备用电动机备用电动机(存放在仓库内的或在安装地点长期间断工作的)应放在空气温度不低于5℃和一昼夜的温度变化范围不超过10℃的干燥地方。电刷必须从刷握上取下来，用油纸包好，放在刷握环上，这时铜辫不需断开。4．电动机准备启动前的一般检查内容对于长期不工作的电动机在启动前需很好地清扫(扫掉灰尘、赃物和清除异物)，用压缩空气或吸尘器清扫电动机。电动机清洁以后，需做下述检查：(1)检查螺丝的连接。(2)检查电刷和刷握。电刷的高度应高出刷握的表面约5～10mm。电刷和刷握内壁一般保持O．1～0．2mm的游隙，以保证电刷在刷握内有一定的游移余地。电刷应该很好地紧贴在滑环接触表面并能在刷握内自由地滑动(不卡住)。(3)烘干电动机并检查它的绝缘。(4)观察电动机内部有无杂物。盘车检查电动机，内部应无碰撞声响与摩擦等不正常现象。并检查油环是否自由地旋转。(5)各端应良好紧固，引出线应有良好的绝缘。(6)检查电动机线路的连接及导线的连接是否正确。(7)电刷与刷架相连接的铜辫(相间)应无短接或过于靠拢的情况。5．电动机定期检查内容电动机运行3000小时或半年以上，应做一次定期检查，检查内容如下：(1)各部螺钉、螺栓应紧固。(2)定子与转子绕组外表有无破损，定子绕组端线的绑扎和转子绑扎是否牢固；定子和转子的槽楔有无活动情况等，并消除发现的问题。(3)定子和转子绕组的绝缘情况。对于500V以上的电动机可用1000V或2500V摇表，对于500V以下的电动机使用500V摇表进行测定。测定应在电动机发热后进行，并且应断开电缆线，否则会影响测量的准确性。测得的绝缘电阻数值应同过去的记录校对一下。如绝缘电阻很低或显著下降，应查明原因并清除之，如受潮应干燥。一般要求高压电动机的定子绕组的绝缘电阻每千伏工作电压不低于1mfl，转子绕组和低压电动机绕组的绝缘电阻不低于0．5Ω。(4)测量定子和转子间的间隙，用塞尺从上、下、左、右四点进行测量，要求各间隙之差与平均值之比不超过10％，即：100％≤10％平均间隙(5)检查电刷装置的工作情况，需更换电刷时则应用与磨损的电刷同型号的电刷，更换时必须进行研磨，使新电刷接触面与滑环曲率相符，且电刷在刷握内应能自由活动。检查滑环，清除滑环上的污物，如滑环起伏不平、跳动或表面变黑，有严重烧痕时，必须研磨或车光。6．研磨新更换的电刷用()O号玻璃砂布背面贴在滑环上，安上新电刷，加上弹簧压力，然后用手沿着滑环表面左右移动砂布，使新电刷接触面与滑环曲率相符。用弹簧测力计检查电刷的压力，当压力符合一般要求即可。7．电刷压力的大小标准电刷的压力应参照电刷标号、制造厂规定的数值调整到不产生火花为宜，一般压力要求1．05～1．23N／cm2。第四节矿用轴流式通风机检修规程一、总则1．本篇适用于叶轮直径在1．8米以上的矿用轴流式通风机的检修。二、检修周期和内容2．检修周期一般按表1规定执行。3．检修内容：3．1小修3．1．1检查、清洗各部轴承，更换轴承润滑脂，并调整止推轴承间隙。3．1．2检查各部密封情况，清扫内部尘垢。3．1．3检查并清洗联轴节，更换润滑脂。3．1．4检查叶片有无裂纹、锈蚀、角度变化和螺栓松动等情况，并进行处理。3．1．5检查和紧固各部螺栓。3．1．6检查、修理反风装置，保证其灵活可靠。3．2中修3．2．1更换叶片，并做静平衡试验。3．2．2修理或更换联轴节。3．2．3检查或更换轴承。3．2．4检查、调整传动轴和主轴同轴度及水平度。3．2．5修理或更换轴承座。3．2．6除锈防腐。3．3大修3．3．1修理或更换传动轴及主轴。3．3．2更换叶轮总成，并做静平衡试验。3．3．3修理或更换部分机壳。3．3．4修理或重新浇灌基础。三、检修质量标准4．传动轴和主轴的同轴度不得超过。．15毫米；水平度不得超过每米0．2毫米。5·齿轮联轴节的齿厚最大磨损量不应超过原齿厚的20％。6·向心推力轴承，允许轴向间隙为0．07～0．1毫米，最大不应超过0·5毫米；双列调心短圆柱轴承，径向允许间隙为0．06"--0·09毫米，最大不应超过0．3毫米。7．叶片外径与机壳间隙为3～5毫米。8·轮毂的静不平衡重大于250克时，不允许与叶片安装在一起做静平衡试验，应单独做静平衡试验。9·轮毂与叶片装配后的静平衡试验，允许剩余不平衡重不大于10～20克。四、试运转10·更换新叶轮或叶轮大修后应以超过最大工作转数10％～20％的转速，进行超转速试验。试验时间不小于5分钟。11·试运转时间，无负荷时不宜多于10分钟；满负荷时不宜少于1小时(对于新安装的风机不宜少于4～8小时)。12·叶片角度从5。开始逐渐增大到45。。13·轴承振动的正常振幅应符合表2规定。注：如振幅超过表中数值，但不超过50％时，属允许范围，如超过50％，必须停机采取措施消除过大振动。第五节煤矿常用新型节能FBCDZ防爆抽出式对旋轴流通风机维护1概述1.1产品特点FBCDZ系列煤矿地面用防爆抽出式对旋轴流通风机（以下简称通风机）采用弯掠组合正交型三维扭曲叶片技术，该系列高效低噪主通风机的叶片设计是基于集中参数最优控制理论、分布参数最优控制理论、全三维湍流流场正、反问题数值模拟等现代理论，以流动损失和气动噪声最小为目标，通过叶片弯掠量等多参数控制，利用计算机进行综合气动、结构优化设计的一种设计方法。该系列通风机是一种适用于煤矿作主要通风机的高效节能、低噪声新型通风机。结合大、中型煤矿的通风网络参数，采用弯掠组合正交技术联合设计制造。该系列风机具有效率高、噪声低、结构紧凑、性能可靠、安装便利等特点；采用的弯掠组合正交三维扭曲叶片技术。该系列通风机可根据用户提供的工况参数采用个性化设计，以确保在高效区运行。该系列通风机执行标准为：GB/T21151-2007《煤矿用轴流主通风机技术条件》和Q/DAKP019-2008《FBCDZ系列煤矿地面用防爆抽出式对旋轴流通风机技术条件》。1.2主要用途及适用范围通风机是根据我国煤矿的生产条件而研制的新型防爆通风机，适应于煤矿地面作抽出式主通风机。1.3型号的组成及其代表意义例:FBCDZ-№×/2×Y装机功率kW叶轮直径分米数主通风机对旋抽出式防爆风机通风机的防爆型式：隔爆型，防爆标志：ExdⅠ。电动机的防爆型式：隔爆型，防爆标志：ExdⅠ。1.4技术性能及参数型号规格与主要技术参数见表1。空气动力性能曲线见图一。该通风机采用个性化设计，本说明书只适用于表1所对应出厂编号的通风机。表1型号规格与主要技术参数表型号规格BD-Ⅱ-6-№16出厂编号：040812040813风量(m3/S)69