1、第六章第六章 矿井通风设备矿井通风设备 第一节第一节 矿井通风的作用及方式矿井通风的作用及方式 第二节第二节 通风机的工作原理及安通风机的工作原理及安全保护全保护 第三节第三节 通风机的维护、运转与通风机的维护、运转与 常见故障及处理常见故障及处理 第六章第六章 矿井通风设备矿井通风设备6-1 矿井通风的作用及方式矿井通风的作用及方式一、矿井通风的作用一、矿井通风的作用 （一）稀释井下的有害气体并将其排出至地表，及时的将新鲜（一）稀释井下的有害气体并将其排出至地表，及时的将新鲜空空 气送入井下，以保证井下人员能够安全的，高效的劳动和气送入井下，以保证井下人员能够安全的，高效的劳动和工作。工作。
2、（二）排出井下混入粉尘的污浊空气。（二）排出井下混入粉尘的污浊空气。（三）降低井下工作环境的温度。（三）降低井下工作环境的温度。（四）增加井下空气的含氧量（四）增加井下空气的含氧量 u 井下由于采矿作业而产生的有害气体，在煤矿中井下由于采矿作业而产生的有害气体，在煤矿中主要有：储藏在煤层中的瓦斯，如沼气，碳酸气，主要有：储藏在煤层中的瓦斯，如沼气，碳酸气，一氧化碳，二氧化碳等。井下这些有害气体，如一氧化碳，二氧化碳等。井下这些有害气体，如不及时排出，就会毒害井下从事劳动的工作人员，不及时排出，就会毒害井下从事劳动的工作人员，轻者降低劳动生产率，重者造成中毒事故，严重轻者降低劳动生产率，重者造成
3、中毒事故，严重时甚至死亡。这些气体中，有的超过一定浓度时甚至死亡。这些气体中，有的超过一定浓度（如一氧化碳，沼气等）还会引起爆炸。（如一氧化碳，沼气等）还会引起爆炸。u 在煤矿中，在岩石巷道作业中产生的矿石和岩在煤矿中，在岩石巷道作业中产生的矿石和岩石的微粉尘会漂浮在井下空气中，造成空气污石的微粉尘会漂浮在井下空气中，造成空气污浊。特别是飘混在空气中的二氧化硅（浊。特别是飘混在空气中的二氧化硅（SiO2）粉尘，对人体的危害很大。长期工作在这种环粉尘，对人体的危害很大。长期工作在这种环境中，会使人患矽肺病。除此之外，在采煤过境中，会使人患矽肺病。除此之外，在采煤过程中，产生的大量煤尘，虽然对人的
4、危害不及程中，产生的大量煤尘，虽然对人的危害不及岩石粉尘那样严重，但是，由于它可以引起爆岩石粉尘那样严重，但是，由于它可以引起爆炸，所以，及时排出煤矿中的细煤尘就成为煤炸，所以，及时排出煤矿中的细煤尘就成为煤矿井下通风的一项重要任务。矿井下通风的一项重要任务。u 由于井下作业地处由于井下作业地处井下几百米，其温井下几百米，其温度要比地表高很多，度要比地表高很多，及时送入新鲜空气，及时送入新鲜空气，使井下温度经常保使井下温度经常保持在持在26以下，以下，以改善工人工作的以改善工人工作的高温环境。高温环境。u 井下由于坑木腐烂、矿井下由于坑木腐烂、矿物氧化、人员呼吸等造物氧化、人员呼吸等造成井下空
5、气含氧量下降，成井下空气含氧量下降，如不及时补充，会影响如不及时补充，会影响井下人员的正常工作。井下人员的正常工作。u 中央并列式中央并列式：利用布置在井田中央的主、副两个井筒，一个：利用布置在井田中央的主、副两个井筒，一个进风，一个出风。采用这种通风方式的好处是两个井筒打通进风，一个出风。采用这种通风方式的好处是两个井筒打通后就可实现通风。后就可实现通风。u 对角式：对角式：利用位于井田中央位置的主要井筒中的副井进风，利用位于井田中央位置的主要井筒中的副井进风，在井田两翼边界处各装一台风机，将井下污浊空气抽出的一在井田两翼边界处各装一台风机，将井下污浊空气抽出的一种通风方式。种通风方式。u
6、中央边界式：中央边界式：利用主要井筒进风，而通风机装在井田边界上，利用主要井筒进风，而通风机装在井田边界上，将井下污浊空气抽出的一种通风方式。将井下污浊空气抽出的一种通风方式。二、矿井通风方式二、矿井通风方式矿井通风方式，可分为三种矿井通风方式，可分为三种6-2 通风机的工作原理及安全保护通风机的工作原理及安全保护u 离心式通风机组成：离心式通风机组成：由叶轮（工作轮）、叶片、轴、吸入口、由叶轮（工作轮）、叶片、轴、吸入口、螺旋形外壳和锥形扩散器组成。螺旋形外壳和锥形扩散器组成。一、离心式通风机的工作原理一、离心式通风机的工作原理1叶轮（工作轮）；叶轮（工作轮）；2叶片；叶片；3轴；轴；4吸入
7、口；吸入口；5螺旋式外壳；螺旋式外壳；6锥形扩散器锥形扩散器 经过螺旋外壳和锥形扩散器流入大气时，由于螺经过螺旋外壳和锥形扩散器流入大气时，由于螺旋外壳和锥形扩散器的流通面积不断增大，于是旋外壳和锥形扩散器的流通面积不断增大，于是空气速度随着面积增大而降低，压力逐渐增高。空气速度随着面积增大而降低，压力逐渐增高。u 工作原理工作原理叶轮逆时针方向转动叶轮逆时针方向转动各叶片间流道中的空气受叶片各叶片间流道中的空气受叶片推动随之旋转推动随之旋转空气由叶轮中心以较空气由叶轮中心以较高的速度被甩向轮缘高的速度被甩向轮缘离心力离心力空气获得能量，经螺旋外空气获得能量，经螺旋外壳和锥形扩散器排入大气壳和
8、锥形扩散器排入大气 吸入口处形成一定程度的负压，外吸入口处形成一定程度的负压，外部空气在大气压力作用下流进叶轮部空气在大气压力作用下流进叶轮在叶轮中空气的在叶轮中空气的速度大大提高速度大大提高二二 轴流式通风机的工作原理轴流式通风机的工作原理1 一叶轮；一叶轮；2 一后导器；一后导器；3 一集流器；一集流器；4 一扩散器；一扩散器；5 一疏流罩；一疏流罩；6 一主轴一主轴4562311 轴流式通风机的主要组成轴流式通风机的主要组成2 轴流式通风机的工作原理轴流式通风机的工作原理叶轮旋转叶轮旋转叶片间气体增加叶片间气体增加了动能和压力能了动能和压力能叶轮的排出侧形成具叶轮的排出侧形成具有一定压力
9、的高压区有一定压力的高压区在入口侧形成具有一在入口侧形成具有一定真空度的低压区定真空度的低压区外部空气在大气压力作用下经集流器外部空气在大气压力作用下经集流器 进入叶轮，然后经后导器校进入叶轮，然后经后导器校正流动方向，最后以接近轴线的方向通过扩散器的筒形流道排出正流动方向，最后以接近轴线的方向通过扩散器的筒形流道排出u 1 轴流式通风机轴流式通风机（一）通风机的反风装置（一）通风机的反风装置 进风井附近或井底车场发生火灾或瓦斯煤尘爆时，产生的大进风井附近或井底车场发生火灾或瓦斯煤尘爆时，产生的大量一氧化碳和二氧化碳等有害气体，随着风流带入工作面，威胁量一氧化碳和二氧化碳等有害气体，随着风流带
10、入工作面，威胁着井下工作人员的安全。必须立即改变风流方向，以阻止灾害的着井下工作人员的安全。必须立即改变风流方向，以阻止灾害的蔓延，缩小灾情，以便进行处理和救护。为此，蔓延，缩小灾情，以便进行处理和救护。为此，煤矿安全规程煤矿安全规程 规定：规定：生产矿井主要通风机必须装有反风设施，能在生产矿井主要通风机必须装有反风设施，能在10 分钟内改变分钟内改变巷道中的风流方向。当风流方向改变后，主要通风机的供给风量巷道中的风流方向。当风流方向改变后，主要通风机的供给风量不应小于正常风量的不应小于正常风量的40。每季度应至少检查一次反风设施，每。每季度应至少检查一次反风设施，每年应进行一次反风演习；矿井
11、通风系统有较大变化时，应进行一年应进行一次反风演习；矿井通风系统有较大变化时，应进行一次反风演习。矿井采用的反风方法有两种，一种是利用反风道，次反风演习。矿井采用的反风方法有两种，一种是利用反风道，另一种是利用风机反转反风。离心式通风机是利用反风道反风。另一种是利用风机反转反风。离心式通风机是利用反风道反风。三、通风机的安全保护装置三、通风机的安全保护装置离心式通风机反风装置离心式通风机反风装置 通风机正常工作时，通风机正常工作时，反风门反风门1 和和2 处于实线位处于实线位置；反风时，反风门置；反风时，反风门1 提起，反风门提起，反风门2 放下，放下，风流自反风门风流自反风门2 进入通进入通
12、风机，再从反风门风机，再从反风门l 进入进入反风道反风道3，经风井流入井，经风井流入井下，实现反风。下，实现反风。反风装置的原理反风装置的原理轴流式通风机利用反风道反风轴流式通风机利用反风道反风A 一抽出式通风反风道反风，一抽出式通风反风道反风，B 一压人式通风反风道反风一压人式通风反风道反风轴流式通风机反风道布置图轴流式通风机反风道布置图l-通风机通风机 2-电动机电动机 3、4-反风门反风门 5-反风道反风道 6-风硐风硐 7-扩散器扩散器 （二）防爆门（二）防爆门 煤矿安全规程煤矿安全规程规定：装有主要通风机的出风井口应安规定：装有主要通风机的出风井口应安应安装防爆门，防爆门每应安装防爆
13、门，防爆门每6 6个月检查维修一次。它的作用是当井个月检查维修一次。它的作用是当井下一旦发生瓦斯、煤尘爆炸时，爆炸气浪将防爆门掀起，防止下一旦发生瓦斯、煤尘爆炸时，爆炸气浪将防爆门掀起，防止毁坏通风机，从而起到保护通风机的作用。毁坏通风机，从而起到保护通风机的作用。出风立井井口钟形防爆门出风立井井口钟形防爆门 1-门，门，2-凹槽，凹槽，3-滑轮滑轮4-平衡锤平衡锤 防爆门必须符合下列要求：防爆门必须符合下列要求：u 防爆门的面积不小于该井口的断面积；防爆门的面积不小于该井口的断面积；u 防爆门必须正对出风井的风流方向，防爆门必须正对出风井的风流方向，保证在井下发生爆炸时高压气浪能将其冲开；保
14、证在井下发生爆炸时高压气浪能将其冲开；u 防爆门的结构应坚固严密，水封槽中应经防爆门的结构应坚固严密，水封槽中应经常保持足够的水位，防止漏风。常保持足够的水位，防止漏风。u 防爆门上要挂平衡锤配重。防爆门上要挂平衡锤配重。煤矿安全规程煤矿安全规程 还规定：还规定：u 严禁主要通风机房兼作它用。严禁主要通风机房兼作它用。u 主要通风机房内必须安装水柱计、电流表、电压表、功率表、主要通风机房内必须安装水柱计、电流表、电压表、功率表、轴承、温度计等仪表，还必须有直通矿调度室的电话，并轴承、温度计等仪表，还必须有直通矿调度室的电话，并有反风操作系统图、司机岗位责任制度和操作规程。有反风操作系统图、司机
15、岗位责任制度和操作规程。u 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。机运转情况记入运转记录簿内，发现异常，立即报告。按按 煤矿安全规程煤矿安全规程 要求：要求：1、主要通风机必须安装在地面；装有通风机的井口必须封、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闭严密，其外部漏风率在无提升设备时不得超过5%，有提升，有提升设备时不得超过设备时不得超过15%。6-3、通风机维护、运转与常见故障及处理、通风机维护、运转与常见故障及处理一一 通风机
16、的试验与检查通风机的试验与检查3、必须安装、必须安装2套同等能力的主要通风机装置，其中套同等能力的主要通风机装置，其中1套作备用，套作备用，备用通风机必须能在备用通风机必须能在10min内开动。在建井期间可安装内开动。在建井期间可安装1套通套通风机和一部备用电动机。生产矿井现有的风机和一部备用电动机。生产矿井现有的2套不同能力的主要套不同能力的主要通风机，在满足生产要求时，可继续使用。通风机，在满足生产要求时，可继续使用。4、严禁采用局部通风机或风机群作为主要通风机使用。、严禁采用局部通风机或风机群作为主要通风机使用。2、必须保证主要通风机连续运转。、必须保证主要通风机连续运转。二二 通风机的
17、运转通风机的运转1 启起动前的准备工作启起动前的准备工作2 启动和运转启动和运转3 通风机的停止通风机的停止 离心式通风机启动前须完全关闭风道内的闸门，实行轻载离心式通风机启动前须完全关闭风道内的闸门，实行轻载起动，以缩短起动过程，减少功率消耗。轴流式通风机须在半起动，以缩短起动过程，减少功率消耗。轴流式通风机须在半开或全开风道内的闸门的情况下起动，使通风机大约产生一半开或全开风道内的闸门的情况下起动，使通风机大约产生一半的正常风量，保证通风机能稳定起动运转。的正常风量，保证通风机能稳定起动运转。起动时，操作高压电气设备必须带绝缘手套，穿绝缘靴，按起动时，操作高压电气设备必须带绝缘手套，穿绝缘
18、靴，按顺序起动合闸。开始起动，注意由慢渐快。离心式通风机达到正顺序起动合闸。开始起动，注意由慢渐快。离心式通风机达到正常速度后再打开风门常速度后再打开风门 按规定，正常工作中主通风机要经常保持运转，无特殊情按规定，正常工作中主通风机要经常保持运转，无特殊情况或领导批示，不得停车况或领导批示，不得停车 故障现象故障现象故障原因故障原因排除方法排除方法 通风机与电通风机与电动机发生一动机发生一致的震动，致的震动，震动频率与震动频率与转速相符合转速相符合转子不平衡：转子不平衡：叶轮重量不对称。一侧叶轮重量不对称。一侧部分叶轮被腐蚀或磨损部分叶轮被腐蚀或磨损严重；轮叶上有不均匀严重；轮叶上有不均匀的附
19、着物的附着物平衡块与位置不对；检平衡块与位置不对；检修后未找平衡修后未找平衡主轴弯曲或有裂纹主轴弯曲或有裂纹1.叶轮变形或零件松动叶轮变形或零件松动更换损坏的轮叶或更更换损坏的轮叶或更换叶轮，并找平衡；换叶轮，并找平衡；清扫轮叶上的附着物清扫轮叶上的附着物重新找平衡，并固定重新找平衡，并固定好平衡块好平衡块进行检查，更换主轴进行检查，更换主轴检查调整，消除松动检查调整，消除松动三三 通风机的常见故障及处理通风机的常见故障及处理 矿井主通风机的常见故障有：机体震动、轴承过热、轴承有矿井主通风机的常见故障有：机体震动、轴承过热、轴承有异常响声、电动机过负荷、传动胶带运行不正常等。异常响声、电动机过
20、负荷、传动胶带运行不正常等。(1)机体震动机体震动 通风机与电动机通风机与电动机发发 生程度不一样生程度不一样的震动，空载时的震动，空载时轻，重载时大轻，重载时大联轴器安装不正联轴器安装不正通风机的机轴和传动通风机的机轴和传动轴、电动机轴不同心轴、电动机轴不同心胶带轮安装不正，两胶带轮安装不正，两皮带轮轴不平行皮带轮轴不平行轴流式通风机轮毂有轴流式通风机轮毂有开焊裂纹开焊裂纹轴流式通风机的传动轴流式通风机的传动轴弯曲轴弯曲基础下沉基础下沉紧固部件松动或间隙紧固部件松动或间隙过大过大进行调整或重新安装进行调整或重新安装进行调整，重新找正进行调整，重新找正进行调整，重新找正进行调整，重新找正修理或
21、更换修理或更换调整矫直调整矫直进行修补加固进行修补加固拧紧或更换过松部件拧紧或更换过松部件发生不规则震，发生不规则震，并且集中于某一并且集中于某一部分，噪音与转部分，噪音与转速相符，在起动速相符，在起动或停止时，可以或停止时，可以听到金属弦声听到金属弦声通风机内部有摩擦：通风机内部有摩擦：叶轮歪斜与机壳内壁叶轮歪斜与机壳内壁相碰，或机壳刚度不相碰，或机壳刚度不够，产生左右摇晃够，产生左右摇晃1.叶轮歪斜与进风口相叶轮歪斜与进风口相碰碰修理叶轮和止推轴承。修理叶轮和止推轴承。对机壳进行补强对机壳进行补强修理叶轮和进风口修理叶轮和进风口电动机与通风机电动机与通风机整体振动，产生整体振动，产生机房邻
22、近的共振机房邻近的共振基础或机座的刚度不够或不基础或机座的刚度不够或不牢固：牢固：基础的灌浆不良；地脚螺基础的灌浆不良；地脚螺栓松动，机座连接不牢，联栓松动，机座连接不牢，联接螺栓松动接螺栓松动大型通风机局部基础不良大型通风机局部基础不良1.基础或机座刚度不够，促基础或机座刚度不够，促使转子不平衡，引起剧烈的使转子不平衡，引起剧烈的强迫振动强迫振动查明原因给以适当的查明原因给以适当的修补或加固，紧地脚修补或加固，紧地脚螺栓或联接螺丝螺栓或联接螺丝加固基础加固基础加固基础，或对机座加固基础，或对机座进行补强进行补强轴承箱等部分发轴承箱等部分发生局部振动，且生局部振动，且与转速无关与转速无关局部零
23、部件松动：局部零部件松动：转子的叶轮、联轴器或胶转子的叶轮、联轴器或胶带轴与轴松动带轴与轴松动1.联轴器螺栓松动，滚动轴联轴器螺栓松动，滚动轴承的固定螺母松动承的固定螺母松动修理松动的零部件，修理松动的零部件，重新装配重新装配紧固螺母紧固螺母(2)轴承过热轴承过热故障现象故障现象可能发生的原因可能发生的原因处理方法处理方法 轴承温轴承温升超过升超过正常情正常情况，用况，用手摸时手摸时烫烫轴承安装不良：轴承安装不良：轴承箱盖与座的联接螺栓轴承箱盖与座的联接螺栓过紧或过松过紧或过松滚动轴承损坏滚动轴承损坏轴承内圈与轴的配合过松轴承内圈与轴的配合过松或过紧或过紧机轴与滚动轴承安装歪斜机轴与滚动轴承安
24、装歪斜，前后两轴承不同心，前后两轴承不同心轴瓦间隙过小，或两端局轴瓦间隙过小，或两端局部接触部接触1.润滑油质不佳，或充填过润滑油质不佳，或充填过多多调节螺栓的紧固力调节螺栓的紧固力进行更换进行更换按过渡配合重新装配按过渡配合重新装配重新安装，调整找正重新安装，调整找正重新调整重新调整更换符合要求的润滑更换符合要求的润滑油；滚动轴承的注油油；滚动轴承的注油量应为其容量的量应为其容量的2/3(3)轴承有异常响声轴承有异常响声故障现象故障现象可能发生的原因可能发生的原因处理方法处理方法运行中发生各种不运行中发生各种不同异常响声，如尖同异常响声，如尖声、口哨声、或撞声、口哨声、或撞击声等击声等轴承急
25、剧磨损：轴承急剧磨损：轴承油量严重不足轴承油量严重不足轴承粒子或滚道表面剥轴承粒子或滚道表面剥落落轴承间隙过小轴承间隙过小1.滚子断裂或破碎滚子断裂或破碎加油量应符合要求加油量应符合要求更换轴承更换轴承调整间隙调整间隙更换轴承更换轴承(4)电动机电流过大温升过高电动机电流过大温升过高故障现象故障现象可能发生的原因可能发生的原因处理方法处理方法电流表指示电流电流表指示电流过大，温度计指过大，温度计指示温度过高示温度过高冷却空气不足，冷却空气冷却空气不足，冷却空气温度过高，或短路吸风现温度过高，或短路吸风现象造成风量过大象造成风量过大联轴器联接不正，皮圈过联轴器联接不正，皮圈过紧或间隙不匀紧或间隙
26、不匀有短路现象，及电机不清有短路现象，及电机不清洁洁调整冷却空气量，消调整冷却空气量，消除短路吸风现象除短路吸风现象进行调整进行调整消除短路，清扫电机消除短路，清扫电机(5)胶带运行不正常胶带运行不正常故障现象故障现象可能发生的原因可能发生的原因处理方法处理方法运行中胶带跳出，发运行中胶带跳出，发出啪啪声，胶带打滑，出啪啪声，胶带打滑，胶带轮转速降低胶带轮转速降低胶带过松或长短不胶带过松或长短不一致一致胶带层间断裂胶带层间断裂胶带轮槽磨损过限胶带轮槽磨损过限，使胶带与胶带轮产，使胶带与胶带轮产生相对位移生相对位移胶带中心不一致胶带中心不一致调整胶带长度调整胶带长度更换胶带更换胶带修理或更换胶带
27、轮修理或更换胶带轮调整调整u1、简述矿井通风的主要作用是什么？、简述矿井通风的主要作用是什么？u2、生产矿井主要通风机为什么必须有反风装置？、生产矿井主要通风机为什么必须有反风装置？u3、简述装有通风机的出风井口对安装的防爆门的要求。、简述装有通风机的出风井口对安装的防爆门的要求。u4、试分析通风机与电动机发生一致振动，振动频率与转速相符、试分析通风机与电动机发生一致振动，振动频率与转速相符 合的原因及排除方法。合的原因及排除方法。u5、试分析通风机在运行中发生各种异常响声，如尖声、口哨声、试分析通风机在运行中发生各种异常响声，如尖声、口哨声 或撞击声等的原因及排除方法。或撞击声等的原因及排除方法。u6、通风机有哪些性能参数？、通风机有哪些性能参数？各参数的意义及其单位如何？各参数的意义及其单位如何？
