注意:说明一下,碟型阀门是垂直开启,开启状态是平行风流,关闭时垂直风流方向。有手动和电动两种操作方法。
《煤矿安全规程》第一百二十三条规定:“主要通风机的运转应由专职司机负责,司机应每小时将通风机运转情况记入运转记录簿内;发现异常,立即报告。”
各矿均建立了主扇运行记录台帐,每小时对主扇的电机的电流、电压、轴承温度、风量、负压等数据进行记录,发现异常立即汇报。
11
单独讲一下关于自然风压基本理论
自然风压是矿井中客观存在的一种自然现象,其作用有时对矿井通风有利,有时却相反。我国一些山区平峒开拓的矿井,冬季自然通风的作用有的基本可以代替主扇工作。这表明,自然风压在矿井通风中是一种不可忽视的重要动力。人们一般认为,风流流动所发生的热交换等因素使矿井进出风侧(或进出风井筒,下同)产生温度差而导致其平均空气密度不等,使两侧空气柱底部压力不等,其压差就是自然风压。有高差的回路是产生自然风压的必要条件;有高差井巷的空气平均密度不等是产生自然风压的充分条件。
实际上,自然风压是井上下多种自然因素所造成的促使空气沿井巷流动的一种能量差,这种能量差存在于包括平巷在内的所有井巷中。 根据矿井和地下工程的实际情况,由地面地下自然因素和生产活动的热力效应所产生的自然能量差可概括为三种形式:自然热位差、水平热压差(或称水平气压差)、大气自然风。
1、自然热位差
12
如图所示,由地面气温、井下热力因素、含湿量、气体成分等变化所引起的进回风井筒内空气平均密度不等,密度大的井筒的空气柱压力大于密度小的井筒空气柱压力。这两井筒中的空气柱压差称做自然热位差。在主扇通风停止后,因自然热位差的作用,在图2.1所示情况下,冬季风流从进风井筒进入,经井底平巷由出风井筒流出;夏季炎热时,其风流方向则相反。在有机械通风的矿井,冬季自然风压与主扇风压方向相同,帮助扇风机克服通风阻力;夏天则可能相反,起削弱机械通风压力作用。
2、水平热压差:
在地表,由于多种因素造成空气温度、湿度、成分等的差异,同一标高水平上的大气压力也有差别。这种同一标高水平上的气压差,气象上称为气压梯度,由气压梯度所产生的旁压力称为气压梯度力。即水平气压梯度力的方向是由高指向低,其大小与空气密度成反
比。在水平气压梯度力的作用下,形成大气风。气压梯度力越大,风
13
速也越大。在矿井水平井巷中也能因温度等自然因素变化导致风流密度上的差异,从而造成同一标高水平上的压力不同。井巷中同一水平上主要因温差而形成的压力差称为水平热压差。这种水平热压差也能促使空气沿井巷流动,形成自然风。一般情况下这种自然风速很小,往往不被人所注意,但在某些条件下,仍能明显的显现出来。
如图2.2所示一个地温较高或正在掘进的平峒,由于峒内空气与峒壁热交换的结果,在冬天造成平峒底部空气密度较峒外小,顶部则较峒外大,促使峒外空气从平峒底部流入,从顶部流出的自然风流。成渝高速公路中梁山隧道单孔长度3I00m左右,进出口高差仅40m,1993年6月双向掘进在中间贯通后,仅有500m3/min左右的自然风从西向东流过隧道,如果没有隧道内外温度效应而导致空气密度变化所造成的水平热压差,仅靠40m高差是形不成隧道自然风的。因为高峒口的大气压力加上两峒口间的位压差应与低峒口大气压相等。所以,以上现象的产生都缘于水平热压差。
3、大气自然风:
地面吹向平峒口的大气风,其动压可转变成静压,形成矿井自然风,对抽出式通风矿井的进风平峒和压入式通风矿井出风平峒的风量
14
影响较显著。
综上所述,以上三种形式的能量差都应属于自然风压的范畴。所以,自然风压是由井内外自然因素所造成促进所有井巷风流流动的能量,而单位体积风流所具有的这种能量称做自然风压。自然风压的实质:矿井是地面空间的延伸,与地面形成大气风的道理一样,只要在一定的自然因素条件下,形成了足以克服井巷阻力的压力差,就会产生自然风。
井下发生火灾或者大爆破产生大量温度稍高的有毒有害气体,特别是当井下发生火灾产生大量温度较高的火烟气体时,就会出现局部自然风压(所谓”火风压”),进而扰乱原来通风系统的风流状况。其实火灾时只是产生了更强烈的热力效应,使风流超出了不可压缩气体的范畴。但在压差关系方面,火风压与自然风压对风流状态的影响是一样的。 自然风压的基本计算方法
当自然风压对矿井开采的影响达到一定程度时,矿井通风计算就必须考虑自然风压的影响。《煤炭工业矿井设计规范(GB50215-94 )》第 101.7条规定,进、出风井井口的标高差在150m以上,或进、出风井井口的标高相同但井深400 m以上时,宜计算矿井的自然风压。 矿井自然风压计算中,遇到的情况往往比较复杂。计算自然风压时,既要尽可能反映既要尽可能反映实际情况,又要便于计算,并以满足矿井主扇风机的选型为最终目标。计算回风井口的温度可按每上升100米气温下降0.4~0.5度计算,回风井底的气温可按该深度处岩体温度减去1 ~2℃,一定深度的岩石温度可用下式进行计算。
15