1、1摘要在矿井建设和生产过程中，从各种渠道来的水源源不断的涌入矿井。如不及时排除，必将影响矿井的安全和生产被。因此，必须设置排水设备，把涌入矿井的水及时从井下排到地面。矿井通风是指将空气输入矿井下，以增加矿井中氧气的浓度并排除矿井中有害的气体。矿井通风的基本任务是：供给井下足够的新鲜空气，满足人员对氧气的需要：冲淡井下有毒有害气体和粉尘，保证安全生产；调节井下气候，创造良好的工作环境。本课题根据水文地质条件，矿井风压状况进行排水设备和通风设备的选型计算，主要包括水泵的选型计算，管路的选择计算，工况点的描述，阻力系数的计算，水泵稳定性、经济型的验算，电机的选择及功率的验算，通风机的选型计算，全压和
2、负压的计算等。关键词：排水；通风；管路；电机；风压；流量2目录1 水文地质 12 通风及排水要求 23 矿井排水概述 33.1 矿水与排水系统 .33.2 排水设备 .54 矿井排水设备选型设计 64.1 矿井水文状况 .64.2 水泵选型 .74.2.1 确定工作水泵必须的排水能力 .74.2.2 工作+备用水泵必须的排水能力 74.2.3 估算水泵必须的杨程 .74.2.4 预选水泵的形式 .84.2.5 确定管路的趟数 .94.2.6 管路材料 .94.2.7 计算水管的内径预选水管 .94.2.8 管路的壁厚验算 .94.2.9 计算管路特性 104.2.10 验算排水时间 .154.
3、2.11 校验水泵的稳定性 .164.2.12 检验水泵的经济性 .164.2.13 计算水泵安装高度 .164.2.14 电机必须的容量 .175 水泵自动化操作规程 .206 轴流风机 .236.1 轴流式通风机的工作原理和概况 236.1.1 概述 236.1.2 基本原理 2437 通风机设备选型设计 .267.1 设计依据 267.2 设备选型 277.3 供电及控制方式 30结论 .31致谢辞 .32参考文献 .3311 引言1.1 水文地质第四系覆盖全井田，第四系中部隔水层段分布稳定，隔水性好，大气降水、地表水及第四系上段水与煤系各含水层无直接水力联系，将来井下开采不会受地表水及
4、第四系上段水的影响。井田边界受大刘庄断层切割，呈半封闭的水文地质块段。本井田水文地质条件属中等类型。12 下 煤层开采的直接充水含水层为五九灰间的薄层灰岩及砂岩；16 煤层直接充水含水层为十下灰岩及深部构造和奥灰水影响。所以， 12 下 煤层为裂隙岩溶类简单型；16 煤层裂隙岩溶类中等型。矿井涌水量预计根据现有资料，结合邻近生产矿井的水文地质情况，预计矿井涌水量。1) 12 下煤层开采时涌水量由充水因素可知，首采区 12 下 煤层开采时的涌水量为太原组五灰和八到九灰涌水量之和。五灰在休城矿揭露的涌水量为 54 ，留庄矿揭露的涌水量hm/3为 24 ，考虑到五灰局部充水因素，经计算，12 下 煤
5、层开采时的正常涌水hm/3量为 85.68 。2) 16 煤层开采时涌水量由充水因素分析，16 煤层开采时的涌水量为十下灰涌水量。经计算，16 煤层开采时的正常涌水量为 198.22 。hm/33) 矿井涌水量预计根据地质报告提供的矿井涌水量情况及对各充水含水层涌水量预计，按 12下 和 16 煤层同时开采，并考虑到井筒淋水、井下消防洒水等生产工艺用水，参照邻近矿井新安、王晁、北徐楼、赵坡等生产矿井实际情况，预计矿井正常涌2水量为 450 ，最大用水量为 550 ，水质为中性。1）矿井排水垂直hm/3 hm/3高度井底标高为-465m，地面标高+38.5m，则矿井排水垂直高度为 503.5m2
6、）正常涌水量及年天数矿井正常涌水量为 450 m/h，天数为 300 天3）最大涌水量及年天数矿井最大涌水量 550 m/h，天数为 65 天4）矿井水的密度、pH 值矿井水的密度为 1020kg/m,pH 为近中性5）矿井供电电压电压等级为 36kV,6kKV6）排水管敷设角度1.2 通风及排水要求矿井排水系统矿井采用集中排水方式，主排水泵房配备 5 台 MD280-659 型排水泵，扬程 585m,并联使用；同时配备 2 台 SK-3 真空泵。排水管路 D32513 两路。水仓分内外两环，内仓容积为 1145m3，外仓容积 1697m3。井下主要防水设施：-465 水平泵房、变电所。矿井通
7、风系统通风资料：矿井初期最大通风风量：73m 3/s 矿井初期最大通风负压：1171.66Pa矿井中期最大通风风量：94m 3/s 矿井中期最大通风负压：1762.6Pa矿井后期最大通风风量： 109m3/s3矿井后期最大通风负压：2831.99Pa矿井采用中央并列抽出式通风方式，副井进风，主井回风，配备两台 BDK54-8-26 型轴流式通风机，一台运转，一台备用，叶片在-6+6之间可调。该风机电机功率为 250kw2，额定转速 750rpm,传动方式为直连传动，最大供风量为 5600m3/min，矿井有效风量率为 85%，矿井负压为 1350Pa。 42 矿井排水2.1 矿井排水概述2.1
8、.1 矿水与排水系统矿水涌入矿井的水简称矿水，矿井涌水分为矿井自然涌水与矿井开采工程涌水。矿井自然涌水来源于自然存在的地面水和地下水。地面水是指江、河、湖以及季节性雨水、融雪等，如有较大裂缝与井下沟道相通，就会造成水灾。地下水包括含水层水、断层导水和老空积水。含水层水是指地下后土层和各种各样的岩层中含有的水。断层导水是指断层附近破碎岩石中的积水。老空积水是指废弃井巷和采空区的积水。矿井开采工程涌水是与采掘方法或工艺有关的涌水。如水沙充填时矿井的填充废水、水采矿井的动力废水等。矿井涌水量就是单位时间涌入矿井水仓的总水量。由于涌水量受地面构造、地质特征、气候条件、地面积水和开采方法等多种因素的影响
9、，因此各矿涌水量可能极不相同。一个矿在不同的季节涌的水量也是有变化的，涌水高峰的水量称为最大涌水量，一年内持续时间较长的涌水量称为正常涌水量。排水系统 涌入矿井中的水根据巷道标高不同有两种排水方式。对于巷道高于地面的矿井内涌水可沿巷道（平峒）一侧的水沟自行流出矿外，对于巷道低于地面的矿井，可用排水设备将水排至地面。根据开采水平以及各水平涌水量的大小不同，可采用不同的排水系统方案。竖井单水平开采时，可采用直接排水系统将井下全部涌水集中于井底车场内的水仓内，并用排水设施将其排至地面。两个或多水平开采时，可采用多种方案。就两个水平而言，有三种方案可供选择。（1）如各水平涌水量都很大，各水平可分别设置
10、水仓、泵房和排水设置，将各水平的水直接排至地面。此方案的优点是上、下水平互不干扰，缺点是井5筒内管路多。（2）当上水平的用水量较少时，可将上水平的水位放到下水平，而后由下水平的排水装置直接排至地面。此方案的优点是只需一套排水装备，缺点是上水平的水下放后再上提，损失了位能，增加了电耗。（3）若下水平的水量较小，则可将下水位的水排至上水平的水仓内，然后集中一起排至地面。水仓用来专门储存水的巷道叫水仓，水仓有俩个主要作用：一是储存、集中矿水，排水设备可以将水从水仓排至地面。为了防止断电或排水设备发生故障被迫停止运行时淹没巷道，主泵房的水仓应有足够大的容积，必须容纳 8h 正常的涌水量。二是沉淀矿水，
11、因在从采掘工作面到水仓的流动过程中，矿水夹带有大量的悬浮物和固颗粒，为防止排水系统堵塞和减轻排水设备磨损，在水仓内要进行沉淀于仓底。为了在清理水仓沉淀物的同时，又能保证排水设备的正常运行，水仓至少有两个，一个主水仓，一个副水仓，以便清理时轮换使用。2.1.2 排水设备排水设备主要包括：水泵、配套电机、管路及其附件。1、带过滤网的底阀带过滤网的底阀用来滤去水中的木屑等固体颗粒，以防止吸入泵内阻塞流道或损坏泵的有关设备。底阀用来挡住水泵启动前冲入吸水管内的水泄露，当水泵启动后自动打开底阀。因底阀会增加吸水阻力，一般只在中、小型水泵中。大型水泵没有底阀。此时采用射流泵或水环式真空泵进行抽气灌水。2、
12、闸阀一般情况下吸水管道上不装闸阀。但是当泵的吸水管道与其他管道相连，或者处于正压进水的情况下，吸水管道上应装有闸阀。排水管路必须装有闸阀，用来调节泵的流量，启动时应将此法关闭。3、逆止阀逆止阀安装在闸阀上面，水只能自下而上，而不能从上往下流，从某种意义上来讲它是一个单向阀。其作用是来阻止排水管路中的水倒流。特别是排水6高度较大时，由于停电等事故，使水泵突然停止工作时，排水管中水突然反流形成水击，容易损坏水泵。4、真空表连接在泵的吸水口法卡接头上，用来测定泵的进口真空。5、压力表连接在泵的出口法卡接头上，用来测定泵的出口的压力。2.2 矿井排水设备选型设计2.2.1 水泵选型确定工作水泵必须的排
13、水能力式（2.1）)/(5402.1.3hmqQzzB式中 矿井正常涌水量， ；zqhm/3工作水泵必须的排水能力， 。BQ/工作+备用水泵必须的排水能力式（2.2）)/(6052.12.143maxaxmaxhqB式中 矿井最大涌水量， ；maxqh/3工作水泵+备用必须的排水能力， 。aBQ74.2.3 估算水泵必须的杨程 )(9.5634.8mHcB式（2.3）式中 矿井排水垂直高度，m；cHg管道效率，见表 4.1;水泵必须的杨程，m。B表 2.1 管道效率管路敷设角度（）90 30 3020 20管道效率 0.900.89 0.830.80 0.800.77 0.770.74预选水泵
14、的形式根据矿井实际情况初选水泵型号 D280-1006，其额定流量为 Qe=280hm/3,额定扬程为 He=600m。工作台数 93.128054e1QnB式（2.4）故取 2台备用台数 4.17.0.12n式（2.5）2.0361max2Qe式（2.6）故 1n取 2 台。8检修台数式（2.7）5.02.5.013n故取 3式中 1n工作水泵台数；备用用水泵台数；2检修水泵台数；3n水泵总台数。因此选水泵的总台数 。5321nn确定管路的趟数选用五泵三趟管路系统，二条管路工作，一条管路备用。正常涌水时，二台泵向二趟管路供水；最大涌水量时，只要三台泵同时工作就能达到在 20 小时内可以排出
15、24 小时的最大涌水量，故从减少能耗的角度可采用三泵向三趟管路供水，从而可知每趟管路的流量为泵的流量。管路材料由于井深远大于 200m，确定采用无缝钢管。计算水管的内径预选水管排水管的内径式（2.8）m)(257.01.801./pepvQd式中 Qe额定工况点流量， ；h/39pv排水管内经济流速， pv=1.52.2 m/s；/pd排水管的计算内径，m。预选 27311 钢管，则排水管的内径 m251273pd管路的壁厚验算 1.03 15.09.56301.38425).(.0）（ cpdzp式（2.9） 所以所选壁厚合适式中 标准管内径，cm；pd管材许应力， MPa，见表 4.2；z
16、排水管内流体压强，MPa， =0.011Hp；ppHp水泵排水高度，m；排水管壁厚 ，cm ；c附加厚度， cm ，见表 4.2。表 2.2 管材许应力、附加厚度管材 铸铁管 焊接钢管 无缝钢管管材许应力 MPa 20 60 80附 加 厚 度 cm 0.70.9 0.2 0.10.2吸水管壁厚根据选择的排水管径，吸水管选用 2998 无缝钢管。验算流速10式（2.10）)/(24.18336022smdQxex为提高吸水性能，防止气蚀发生，吸水管径一般比排水管径大一级，流速在 0.81.5m/s 范围内，所以所选排水管合适。计算管路特性1）管路布置 五台水泵中任何一台水泵都可以经过三趟管路中
17、的任意一趟排水，如图 4.1 所示。图 2.1 管路布置2）估算管路长度排水管长度可估算为Lp= HC+（4050）=563.9+（4050 ） 式（2.11）=603.9613.9m11取 Lp=610m，吸水管长度可估算为 7m。3）阻力系数 RT 的计算计算沿程阻力系数对于吸排水管分别为：式（2.12）036.28.1xd式（2.13）0318.25.pd表 2.3 吸排水管路附件及其阻力系数吸水管附件名称 数量 系数值底阀 1 3.790弯头 1 0.294收缩管 1 0.1094.x排水管附件名称 数量 系数值闸阀 2 0.262=0.52止回阀 1 1.790弯头 4 0.2944
18、=1.176四通 1 21.5=3直流三通 5 0.75=3.5扩大管 1 0.5弯头302 196.0324.8y计算局部阻力系数：12管路阻力系数 RT式（2.14）)/(105.48251.0863.94251.037.73852452 5452mhs ddLg pxpPxT 式中 x、p吸水管和排水管中沿程阻力损失系数；Lx、Lp吸水管和排水管长度，m；x、p吸水管和排水管中局部阻力损失系数；dx、dp吸水管和排水管内径，m；g重力加速度，g=9.81 ；2/sLdx、L dp吸水管和排水管当量长度，m。4）管路特性方程新管管路特性方程为式（2.15）2510.457QRHTC旧管管路
19、特性方程为式（4.16）252106.45.07RTC5）绘制管路特性曲线，确定工况点 根据求得新、旧管路特性方程，取 12 个流量值求得相应的损失，如表 4.4所示：表 4.4 管路曲线数值13当处于正常涌水期时,一台泵仅向一趟管路供水，此时可得管路的特性曲线如图 4.2 所示。由管路特性曲线与泵特性曲线可知，新旧管网特性曲线与扬程曲线交点分别为 M1 和 M2，即为新旧管工况点，新管工况点参数为 hmQ/3621H5Q/ 13hm50 100 150 200 250 300H/1507.9 509.0 510.8 513.3 516.6 520.6/2508.1 510.0 513.0 5
20、17.4 522.9 529.7Q/ 13hm350 400 450 500 550 600H/1525.3 530.7 536.9 543.8 551.4 559.7/2537.7 546.9 557.4 569.1 582.1 596.214%71mHs.5 /%图 4.2 管路特性曲线与泵特性曲线kWNm4021旧管工况点参数为 hQm/3452H7%82ms6.5kWNm3972因为 %1和 均大于 0.7，允许吸上真空度 mH521，符782m合规范要求。154.2.10 验算排水时间1）由旧管工况点正常涌水时的排水时间，采用二泵二管排水，则：式（4.17）.7(h)1534201m
21、zZQnqT2）由等效泵工况点验算最大涌水时的排水时间，采用四泵三管排水，等效工况点流量大约取 345 ，则：hm/3式（4.18）9.6(h)3452021axmax）（ ）（ QnqT式中 矿井正常涌水量， ；zqhm/3矿井最大涌水量， ；max /工作水泵台数；1n备用用水泵台数；2工况点流量， ；mQhm/3正常涌水时的排水时间，h；zT最大涌水时的排水时间，h。max根据安全规程要求， ZT、 max不超过 20 小时，所以满足排水要求。4.2.11 校验水泵的稳定性式（4.19）HCO5.076482.9.016式中：HO水泵零流量时扬程，m；HC矿井排水垂直高度，m； 所以水泵
22、的稳定性符合要求。 4.2.12 检验水泵的经济性m1=76%0.85max=0.850.8=0.68m2=78%0.684.2.13 计算水泵安装高度m5.944.201.8901 36028.93763 4.p184 452 na251 ）（ mxxsmX QdLgH式（4.20）式中 x吸水管沿程阻力损失系数；nap、分别为大气压和饱和蒸汽压；取 =9.8104Pa，Pn=0.2410 4 Pa，=9.810 3N/m3aLx吸水管管长度，m； x吸水管局部阻力损失系数；dx吸水管管内径，m；g重力加速度，g=9.81m/s 2Hsm工况点吸上真空度，m；17Qm工况点流量，m 3/h；
23、水泵允许安装高度，m。XH在设计和施工水仓和吸水井时，应使水泵实际安装高度小于 =4.95m。XH4.2.14 电机必须的容量 743.1KW6.03152.8911mdHgQkN式（4.21）根据产品样本取 =800kWd式中 Nd电机必须的容量，m 3/h；Qm 工况点流量，m 3/h；1Hm 工况点扬程，m ；1G重力加速度，g=9.81m/s 2矿井水密度，kg/ m 3 m工况点效率；k富裕系数，见表 4.5。表 4.5 富裕系数流量 m3/h 20 2080 81300 300富裕系数 1.5 1.31.2 1.21.1 1.14.2.15 耗电量计算1）全年耗电量全年耗电量为各涌
24、水时期投入工作的泵耗电量之总和。18式（4.22）h/y)(kW108.59.654.732 08637.01 maxa12rTnrHgQEZzwdcm式中 E全年的年耗电量，kW.h/y；Qm工况点流量，m 3/h；Hm工况点扬程，m；G重力加速度，g=9.81m/s 2;矿井水密度，kg/ m 3; m工况点效率； c传动效率，皮带传动 0.950.98 直接传动 1.0; d电机效率； w电网效率；n1工作水泵台数；n2备用用水泵台数；rz年正常涌水时期的天数；rmax年最大涌水时期的天数；Tz正常涌水时的日排水时间，h；Tmax最大涌水时的日排水时间，h。2）吨水百米电耗校验19）（
25、10t/h0.5kw41 507901.783.653H367meC2t dc 式（4.23）式中 工况点扬程，m；2H工况点效率；传动效率，皮带传动 0.950.98 直接传动 1.0；c电机效率；d电网效率。w205 水泵自动化操作规程一、水泵的就地操作1、操作前的准备先将高压开关的“远控、遥控、就地”控制旋钮开关打至远控位置（高压柜无相应转换开关则跳过此步） ，把就地控制箱的“自动、半自动、就地”旋钮开关转至“就地”位置。2、启动操作a、射流抽真空方式启动打开 1 号球阀控制旋钮打开 2 号球阀控制旋钮（开启射流）观察真空表，待泵体内达到真空（机械负压表指针摆动不停时）按下合闸按钮（水泵
26、启动）观察压力表（待水泵达到额定转速后）打开电动闸阀操作 1 号、2 号球阀控制旋钮关闭射流装置1 号 2 号球阀关到位后将1 号、2 号球阀控制旋钮打到“停”状态水泵开启完毕。在触摸屏观察电机电流、水泵流量等参数以确保水泵正常上水。b、真空泵抽真空方式启动打开 1 号（2 号）真空泵控制开关，开启真空泵打开 3 号球阀控制旋钮，对泵体进行抽真空观察真空表，待泵体内达到真空（机械负压表指针摆动不停时）按下合闸按钮（水泵启动）观察压力表（待水泵达到额定转速后）打开电动闸阀操作 3 号球阀控制旋钮关闭抽真空3 号球阀关到位后停真空泵电动闸阀开到位水泵开启完毕。在触摸屏电流表观察电机电流、水泵流量等
27、参数以确保水泵正常上水。3、停泵操作电动闸阀关闭出水阀门电动闸阀关闭到位按下分闸按钮（水泵停止运转）水泵停止完毕。4、顺序图a 启动顺序：21就 地 开 1、 2号 球 阀抽 真 空 方 式合 闸观 察 真 空 度开 电 动 闸 阀 关 1、 2号 球 阀开 真 空 泵开 3号 球 阀 合 闸 开 电 动 闸 阀停 真 空 泵关 3号 球 阀球 阀 关 到 位 后 打到 “停 ”状 态球 阀 关 到 位 后 打到 “停 ”状 态观 察 真 空 度b 停止顺序： 就 地 电 动 闸 阀 关 到 位关 电 动 闸 阀操 作 方 式分 闸二、水泵半自动操作1、操作前的准备先将高压开关的“远控、遥控、
28、就地”控制旋钮开关打至远控位置（高压柜无相应转换开关则跳过此步） ，把就地控制箱的“自动、半自动、就地”旋钮开关转至“半自动”位置。2、启动水泵2.1 井下近控点击集控柜触摸屏，使显示控制桌面点击“号泵”选择号泵的控制界面选择“近控” ，界面出现“射流泵” 、 “1 号真空泵” 、 “2 号真空泵” 、“启动”和“停止”触摸按钮点击选择“射流泵”或“真空泵”启动方式点击“启动”触摸按钮点击“确定” （或“取消” ）触摸按钮水泵自动开启（或取消开泵操作）2.2 地面远控点击集控柜触摸屏，使显示控制桌面点击“号泵”选择号泵的控制界面选择“远控”点击上位机“系统工具”“水泵风机系统”“井下排水系统”
29、“水泵控制界面”选择号泵的控制界面界面出现“射流泵” 、 “1 号真空泵” 、 “2 号真空泵” 、 “启动”触摸按钮登陆用户名和密码点击射流泵或真空泵泵体图片选择“射流泵”或“真空泵”启动方式点击“启动”触摸按钮点击“动作确定” （或“取消” ）触摸22按钮点击“执行确定” （或“取消” ）触摸按钮水泵自动开启（或取消开泵操作）3、停水泵3.1 井下近控点击集控柜触摸屏，使显示控制桌面点击“号泵”选择号泵的控制界面选择“近控” ，界面出现“射流泵” 、 “1 号真空泵” 、 “2 号真空泵” 、“启动”和“停止”触摸按钮点击“停止”触摸按钮点击“确定” （或“取消” ）触摸按钮水泵自动停止（
30、或取消停泵操作）3.2 地面远控点击集控柜触摸屏，使显示控制桌面点击“号泵”选择号泵的控制界面选择“远控”点击上位机“系统工具”“水泵风机系统”“井下排水系统”“水泵控制界面”选择号泵的控制界面界面出现“停止”触摸按钮登陆用户名和密码点击“停止”触摸按钮点击“动作确定” （或“取消” ）触摸按钮点击“执行确定” （或“取消” ）触摸按钮水泵自动停止（或取消停泵操作）4、顺序图启动顺序：选择“x 号水泵”界面 半 自 动 选 择 “近 控 ”操 作 方 式点 击 “启 动 ” 点 击 “确 定 ”点 击 “取 消 ”抽 真 空 方 式取 消 操 作启 动 水 泵选 择 “射 流 泵 ”选 择 “
31、真 空 泵 ”选 择 “远 控 ” 点 击 “启 动 ”点 击 “动 作 确定 ”点 击 “执行 确 定 ”点 击 “取 消 ”抽 真 空 方 式取 消 操 作启 动 水 泵选 择 “射 流 泵 ”选 择 “真 空 泵 ”登 陆 用 户 名和 密 码停止顺序：选择“x 号水泵”界面23半 自 动 选 择 “近 控 ”操 作 方 式点 击 “停 止 ”点 击 “动 作 确定 ”点 击 “执行 确 定 ”点 击 “取 消 ”取 消 操 作停 止 水 泵选 择 “远 控 ” 点 击 “停 止 ”登 陆 用 户 名 和 密 码246 轴流风机6.1 轴流式通风机的工作原理和概况6.1.1 概述风机是依
32、靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械，它是一种从动的流体机械。通风机广泛用于工厂、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却；锅炉和工业炉窑的通风和引风；空气调节设备和家用电器设备中的冷却和通风；谷物的烘干和选送；风洞风源和气垫船的充气和推进等。通 风 机 已 有 悠 久 的 历 史 。 中 国 在 公 元 前 许 多 年 就 已 制 造 出 简 单 的 木 制 砻谷 风 车 ， 它 的 作 用 原 理 与 现 代 离 心 式 通 风 机 基 本 相 同 。 1862 年 ， 英 国 的 圭贝 尔 发 明 离 心 通 风 机 ， 其 叶 轮 、 机 壳 为 同 心 圆 型
33、 ， 机 壳 用 砖 制 ， 木 制 叶 轮 采用 后 向 直 叶 片 ， 效 率 仅 为 40 左 右 ， 主 要 用 于 矿 山 通 风 。 1880 年 ， 人 们 设计 出 用 于 矿 井 排 送 风 的 蜗 形 机 壳 ， 和 后 向 弯 曲 叶 片 的 离 心 通 风 机 ， 结 构 已 比较 完 善 了 。 1892 年 法 国 研 制 成 横 流 通 风 机 ； 1898 年 ， 爱 尔 兰 人 设 计 出 前 向 叶 片 的西 罗 柯 式 离 心 通 风 机 ， 并 为 各 国 所 广 泛 采 用 ； 19 世 纪 ， 轴 流 通 风 机 已 应 用于 矿 井 通 风 和 冶
34、 金 工 业 的 鼓 风 ， 但 其 压 力 仅 为 100 300 帕 ， 效 率 仅 为15 25 ， 直 到 二 十 世 纪 40 年 代 以 后 才 得 到 较 快 的 发 展 。 1935 年 ， 德 国 首 先 采 用 轴 流 等 压 通 风 机 为 锅 炉 通 风 和 引 风 ； 1948 年 ,丹 麦制 成 运 行 中 动 叶 可 调 的 轴 流 通 风 机 ； 旋 轴 流 通 风 机 、 子 午 加 速 轴 流 通 风 机 、斜 流 通 风 机 和 横 流 通 风 机 也 都 获 得 了 发 展 。通风机的耐磨性能和耐磨处理：由于大量通风机应用于工厂、矿井、隧道等的通风和排尘
35、等，所以风机的叶轮和机壳都有不同程度的磨损，在一些地方直接影响到生产的顺利进行，因此对通风机的耐磨性能有着很高的要求。 目前常用的耐磨处理有堆焊，喷涂，喷焊、涂覆高分子耐磨材料等，可以相对延长通风机的使用寿命。近几年我国从国外引进一种有效的耐磨处理方法，就是在叶轮或蜗壳便面粘贴或者镶嵌耐磨陶瓷，由于耐磨陶瓷有良好的耐磨性能，可以大大提高分机的耐磨性能。并且粘贴了耐磨陶瓷片的通风机维护方25便，所以在我国相关行业得到了广泛的推广应用。按 气 体 流 动 方 向 的 不 同 ， 通 风 机 主 要 分 为 离 心 式 、 轴 流 式 、 斜 流 式 和 横流 式 等 类 型 。 不同种类的风机、甚
36、至不同厂家生产的风类型机，其性能、体积及对系统的影响均不相同。通风机是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械，它是一种从动的流体机械。6.1.2 基本原理按照我国对通风机的分类方法，风压在 4900Pa 以下，气体沿轴向流动的通风机称为轴流式通风机。图 1.1 所示为轴流式通风机的典型结构示意图，气体由集流器 1 流入，在叶轮 2 中获得能量，再流入导叶 3，导叶可将一部分偏转的气流动能转变为静压能，最后气体流经扩散筒 4，将一部分轴向气流的动能转变为静压能，然后输入到管路中。1- 集流器 2-叶轮 3-导叶 4-扩散器图 6.1 轴流式通风机结构图叶轮和导叶组成级。因为轴流式通风机的
37、压强较低，一般都采用单级，低压轴流式通风机的压强在 490Pa 以下，高压轴流式通风机一般也在 4900Pa 以下。因此，与离心式通风机相比，轴流式通风机具有低压、大流量的特点。目前，单级轴流式通风机的全压效率可达 90以上，带有扩散筒的单级通风机的静压效率可达 8385。一般轴流式通风机的压强系数较低 0.6，P而流量系数较高， = 0.30.6，单级轴流式通风机的比转速为 Q sn=1890(100500)。近年来，轴流式通风机已逐渐向高压方向发展，例如日本26某电站用的单卖的 VARIAX 型动叶片可调轴流送风机，其全压高达 14210Pa，许多大型离心式通风机有被轴流式通风机取代的趋势。277 通风机设备选型设计7.1 设计依据井口标高：+38m，井底车场标高（第一水平）：-465m；第二水平标高： -750m。通风方式：中央并列抽出式，副井进风，主井回风。通风资料：矿井初期最大通风风量：73m 3/s 矿井初期最大通风负压：1171.66Pa矿井中期最大通风风量：94m 3/s 矿井中期最大通风负压：1762.6Pa矿井后期最大通风风量： 109m3/s矿井后期最大通风负压：2831.99Pa
