矿井通风机优化：提高工作效率与安全性

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，若空气压力不同，就会产生风流。矿井空气流动是从能量大的一端流向能量小的一端，这就是风流流动的必要条件。

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。对矿井不断输入新鲜空气和不断排出污浊空气的作业过程叫矿井通风。它是煤矿生产中不可缺少的系统。

由于矿井中不断涌出瓦斯、二氧化碳等有毒有害气体，在生产过程中还产生煤尘、岩尘、炮烟等；此外，由于地热作用、矿井涌水以及机电设备散发的热量会使井下空气的温度和湿度显著增加。矿井工作人员在这样的条件下从事生产，不仅影响健康，而且对人身和整个矿井的安全都有很大威胁。

矿井通风机的任务：

1）向井下输送足够的新鲜空气。

2）稀释和排出有毒有害气体和矿尘。

3）调节井下空气的湿度和温度，创造良好的气候条件。

以保证井下工作人员的身体健康和安全生产，为此主要通风机必须安全可靠。

1.矿区大气环境污染标准

（1）空气中有害物质最高容许浓度制定空气中有害物质的最高允许浓度，是为了控制毒物在人们劳动环境中浓度的分布量，以预防职业中毒。关于空气中有害物质的容许浓度的概念，各国所用的定义不一，可分为下列三种。

1）最高容许浓度。最高容许浓度 是指在工人工作地点的空气中经长期多次有代表性的采样测定后，有害物质均不超过的数值。该浓度是以保障生产工人健康为目的，接触有害物质时间以每天8h、每周5天计算。在不超过该浓度的情况下，工人长期接触亦不致产生用现代检查方法所能发现的任何病理改变。我国目前采用的就是这种标准。

2）阈限值。阈限值对大多数毒物是指每个工作日7～8h、每周40h内所接触的时间加权平均浓度限值。该值可容许波动在一定限度内。大多数工人在每天反复接触该浓度时，不致引起“有害作用”，由于个体敏感性的不同，在该浓度下可引起少数工人不适，使既往病患恶化，甚至发生职业病……

3）一次接触限值。一次接触限值，或称最高容许峰值、应急接触限值等，是一次临时性接触时的容许标准。此标准比最高容许浓度的尺度为宽，但除规定浓度外，还有接触极限的限制。在我国的卫生标准中，对一氧化碳规定这种限值，其目的主要是防止急性中毒。

（2）矿区大气环境标准 大气环境质量一级标准为保护自然生态和人群健康，在长期接触情况下，环境不发生任何危害影响的空气质量要求；二级标准为保护人群健康，城市、乡村、动植物在长期和短期接触情况下不发生伤害的空气质量要求；三级标准为保护人群不发生急、慢性中毒和城市一般动植物（敏感者除外）正常生长的空气质量要求。

2.通风机类型

井下巷道中空气流动的压力差是由通风机械造成的则为机械风压，靠机械风压进行通风者称为机械通风。通风机械按其服务范围可分为主要通风机（为全矿井进行通风的通风机，简称主通或主扇）、局部通风机（为某一局部加强通风的通风机，简称局通或局扇）两种。按其结构不同又可分为离心通风机和轴流通风机两种类型。(www.xing528.com)

（1）按结构分

1）离心通风机。离心通风机如图16-1所示。

由于叶轮不停地旋转，井下的空气就不断地进入通风机，而被排出到地面。

2）轴流通风机。轴流通风机如图16-2所示。

轴流通风机运转时，空气沿着通风机轴的方向进入集风口，由于叶轮的旋转把空气向前推动，并造成压力，然后经扩散器排出。

（2）按服务范围分

图16-1 离心通风机

1—动轮 2—螺形外壳 3—扩散器 4—通风机轴 5—推力轴承 6—径向轴承 7—前导器 8—轴承架 9—齿轮联轴器 10—制动器 11—机座 12—吸风口 13—通风机房14—电动机15—风硐

1）矿井主通风机。矿井主通风机多用轴流风机。因为轴流风机转子的直径和重量比同容量离心风机小和轻、转速较高、惯性矩小、调节范围宽、运行效率高等。应采用计算机控制的动叶可调或变速轴流或离心通风机，由井下测量提供的数据自动调节性能。并应采用与空调装置联机的主通风机，使井下保持恒温环境。

2）矿井局部通风机。矿井局扇为小巷道通风用。局部通风机应缩小体积，减轻重量，降低噪声并能收集粉尘。局部通风机的总电耗量相当于主风机的电耗量。所以提高局部通风机的效率很重要。

图16-2 轴流通风机

1—集风口 2—流线罩 3—前导器 4—第一级动轮 5—中间整流器 6—第二级动轮 7—后整流器 8—扩散器 9—通风机架 10—电动机 11—通风机房 12—风硐 13—流线形导风板

现井下使用的局部通风机有单级子午加速轴流风机，压力较高。有的在叶轮前加分流器，能消除叶片顶部产生的涡流，消除性能曲线上的驼峰，扩大工况范围。有的用混流风机加后导叶，还有对旋式轴流风机，加消声装置降低噪声。