风补器的研制及其在间隔串联通风中的应用.pdf

瑚 坳 ∞蛐坳 啦 蛐 i 井巷掘进 l 卿呱 噼 风补器的研制及其在间隔 串联 通风 中的应用 铁道建筑研究所 申晋明王首魁胡加庆 箱} 要l使舟柔性风筒昀问 隔串联通风常口意外事故烧坏风机， 针对这一情况， 藏们在解决东闯盒矿 YDz 坑独头长巷通风的过程辛 ．研制了一种间隔串联风机保护装置 本文称风补器．实践证明，风补 器的使芹 j ，既改善了通风敏 果，咒提高了通最系统的可靠性．本文详细弁绍了这一装置的结构 性能及 其实践中的应用 及效果． 一 、前 言 目前，非瓦 斯矿独头 长巷通 风，常采 用 。多 台 风机间隔 串联 通_ 风。 由于胶皮 风筒具有 重量轻，拆卸方便等优点，风机之间都采用 胶皮风筒连接，也就是采用柔性风筒的间隔 串联 通风 。这种 通风方式 ，铝保 证整 个通 风 系统 正常运行 ，但 经常出现下 列意 外情况， 1 ． 某段 风简破损 、开 缝、脱 节，而造成 整 个通 风系统不正常 运转 ， 2 ． 某 台局扇由于断相，起动失灵或其它 电 路原 因 ，局扇 不能正常运转， 3 ． 间隔 串联 的局 扇没按正常顺序起动 。 上述这些 问题 的出现，常使 整个通 风系 统 受到破坏 ，导致 所有 风机不能正常运转， 甚 至烧坏 风机，也正是上述原 因，限制 了间 隔 串联 通风使 用柔 性风筒 的实践 直用，有时 ，不得不采用低 效的间断式 通风。 能否设计一种装 置 ，在 通 风 系 统异 常 时，保 证局扇有足够 的入风量 ，使 风机能稳 定 运行，避免烧坏 风机呢我们 设计 了一种 类 倾于单向阀 门的装 置，逮种 装置 安装在间 厢 串联风机入风 口处 。在上 台风机 送达下 台 风 机的风量满足需要时 ， 风 简内出现正压 ， 阀 门 闭合 ，风流不外嘏} 当供 风量不 足时 或 有 色矿 山一 1 9 9 1 ． 5 不能正常供风时，阎门能 自动开启进风， 保 证风机正常运转 。本文 就我们在解决 东闽 金矿YDz 坑 独头 长巷 通风 问题 时使 用 的一种 间隔 串联局扇保 护装 置的结构 、性能 及使用 效果 作介 绍。 二、风补器 的结构 YD 坑 采用J F 5 2 2 及J K 5 5 2 NO 4 局 扇 阉隔 串联 通风，局扇 之闾 用 4 0 O 胶皮风筒 连 接 ，由于局 扇与风筒 4 O 0 要用变径接头 连接，这种装置就可由变轻 接头改制而成。 由 于这种 装置可 起到 风量补偿作用 ，亦可 称 之为风朴 器 ， 图 1 是现场使用风补器韵基本结构示意 图。这种装置在变径接头上加工一栅形孔 ， 并在栅形孔 内装风 门，风 门用 胶 皮 帆 布 做 成，它用螺拴和铁皮垫片固定在 变 径 接 头 上，这样当变径接头 内为正压时，风门紧贴 栅形孔 ，防止风l流外漏 当管 路漏风 ，变径 接头 内负 压达到一定程 度时 ，风 门打 开，蚪 边空气漏入，使风 流稳 定，起到保护风机的 作用 。风补器 亦可在异径 接头进风 部位 用电 钻钻孔形成 ，现场实际使用的风补器有栅形 孔及圆孔式 两种结 构。 风补器在管 路上 的工 作示意见图 2。在 一 l 7 一 维普资讯 围1风 扑器结构 图2风补最在蕾路上 的工 作示 意 l 一醢皮风筒1 2 一螺性3 一栅酷孔； 风 ‘ f 1 5 一扇风机 设 计和制作风朴器时 要考虑 下述 问题 t 1 ． 栅形 孔进 风面 积与局 部风 阻韵 关系及 局 部阻力的大【， j 、 。 ‘ ’ 2 ． 风补器内压力 风门紧贴程 度与漏 风量 尢小的关系 。 3 ． 风门动作要灵 活可 靠o 三，风补器 的性能测试 栅形孔进风 面积 与局 部风阻 的关系，可 首 先’冽 出局扇 的风量 风压曲线 测定布置方 式 可参考文 献[ 1 ， 然后测定局 扇在 不加入 风补器 时各工况 点的 风量 图3 ，求 得 局 部 阻力R 。卸下 集风器 ，安装上风补器 ， 保 持 其它部分 不变，测 出仅从栅形孔进风时 的 局 扇风量 图4 ，并从 图3 上查 出相应 的风 压值，求 出风 阻R ，则风补器 的局 部 阻 力 1 8 帅 LL 8 8 4 风 补器进风阻 力测定布 置 - ， - 0 ● 弼 阉；午一 风补 器 ；3 一 整流栅 ；4． 9 一 铁皿茼 5 一局赢；6 一变径接头 7 ． 一度托曾； 8 一蕨皮风 筒 ；l 2 一 愤斜式撇 压计 【 0 一垂 直式水 柱计 R R． 一R 。可以测 出不 同栅形孔进 风 面 积 与其局部风阻 的关 系 ‘ 见表I ，围 5 。局 s l l_ 5 5 0 5 5 6． 0 6 ． 5 7 0 1 0 S。 f m 围5 风扑警 进风 面积 与局部风 阻关 系 注图中檬韭标l 0 s 应为s 军1 0 。 。 部风阻R， 随进风面 积A增加而迅 速降低 ， 栅 形孔进风面积达 到O ． 0 6 m 时，风 补 器 阻 力 有 色矿 山一 1 9 9 1 ． 5 维普资讯 风 补器 局部服 力涮算 表 袭 1 参数l风 量 Q m ／ I 风 压 H P 。 。 B i 】 ． 8 2 i n 9 6 ． C 【91 1【 86 3 i ” ； i “ E 2 0 5 f 1l 5 5． 9 F 2 L ． _ I 4 1 ． 1 { 面 科 s J m 。 { 风 阻f R J k p l且瞳 R A J k IR Rt ‘ B A 局部阻 力 一一一一一 一 一一一I一⋯ 一- 卜 一 - 一 o 0 45 3 6． 3 f 2 0 ．2 o f 【 3 0 6 9 0 0 w s ．- L 0 2 Jl 20 【 2 ．9 9 ； 0 ． 6 4 0 ．0 6 0 2 0 【 n { 2 。 2 0 i 8． q 0 0． 6 5 0 0 6 3 2 8 ． 05 ． 20 7 8 5 0 6 7 o ． 0 1 。 1 2 e 0 j 2 0 2 o 1 0 ． 1 0 - 6 变化殖进 风面视 的增加 变化 太 大，进风面 积 O ． 0 6 m 时 ，局部 阻力迅速增 大 。在 4 O O 风筒的 条件 下，笔 者认为橱 形 L 的进风面积 应 在 0 ． 0 8 m 左 右 为 宜 。 为 了了解风补器在 管 路上为正 压时 的漏 风 情况 ，观 察 风门转 动是 否炅活，进行 了如 图 6所 示的测试 。 图6风 朴器漏风特 性测 试l布置图 往 I一 1 k w 局帛 ； l ． a kw局扇 ；其它 同目 4 ；A B两镯j 点距 风{ } 器进风 口中心点2 2 m 风朴器嗣风特性理算表 襄2 } 动 “ l 辩 5 B ．B 】 6 4一 B 3 8 0． } 0 5 ． I ． 4 5 { g1 ． 1 {6 7 ．3 1 1 4 7 { 6I 9 7 4【 【 5 5 。 t ．64 3 ． 9【 【 l l f 0 ．8 1 08 6 【 8 6 -。 。l。 。 。 i ； 2 7 B -_ l 9 ．2 I 1 ． 8 ‘ i P ‰ a f l 呈 { L ．2 5 5 5 I 】3 3 f 0． 0 4 95．【 鲫7 j I 4 0 l 0 0 6 【 5 0 ．8 i 6 4 ． I 1 ． 4 4 0． 0 钳 ％3 4 {【 ．5 0 1 0 0 5 9 5 5 7 8 4 1 ． 5 7 f 0 ． 0 6 2 8 ． 8 i 8 4 ． 7 l 1 6 5 0 ． 1 【 2 4 5 【 2 0 【 9 6 1 0． 09 6 2 4 5 【 4 1 ． 5 i 2 ． 1 B 0 ． 3 3 9 5 I‘ 7 7 2 ． 3 9 i 0 ． 5 0 8 l 嚣 ． Pa l o 0 2 2 l I 9 i 0 0 2 5 0 0 22 【 0 8 8 0． 0 2 9 0 0 2 2 ． 1 T 5． l 0 0 3 2 0 ．02 2 4 9 O 0 0 3 4 0 0 2 2 j 3 9 ． 2 {0． 0 3 6 1 0 0 2 2 』 2【 ． 5 0． O 6 0 0 一 -0 ．09 3 0 l j o ． 0 3 8 } 0 I 一0 5 明 注 尊面积≯ A 罩5 B o ． 1 2 5 m 。 I 调节闸阀，读取A、B 测点帕溪数 ， 所测 数值与计蜱 僮见表 2 0 风 器面积 吨虹。 。 从表中可以肴出，氟f 冉压 力 取矗 B两点平均值估 算， 双l 4 7 ． 9 P a 降到3 9． 2 P a 时，漏风量逮渐增大，速 到6 ． 0 3 6 m ／ e ，静 压力从3 9 ． 2 P a 降到2 1 ． 5 6 P a 时，偏 风量明 显 增大 。因此 ，风机 串联时 ，为减少风 补器 漏 风 ， 风补器 内静压应保 证在4 9 Pa 以上正 压。 整 个试验 过程可 以观 察到，风 门的动作灵活 可 靠 。 四、风补器 的应用 河南省小 秦岭 地区东 闯金矿 Y D 坑设 计 有 色矿 山t 伪 蚰 ． 6 全长 1 4 2 0 r a ，由于沿脉掘进 ，拐夸多且 急， 据统计，掘进到9 8 m时，计有大小 事 头 共 3 7 个 其中4 5 。 以上的拐 弯 n _卟 两 个 选 8 5 。 ， 曲率半径只有4 ． 5 m。 由于巷 道断 面 小，只能选用 4 O 0 胶皮风筒，风忸很大，通 风非常困难，掘进 到9 8 0 m 时，在 采 用 7台 】 F ～ 5 2 2 局 南间断式 串联 通 风时 ，爆破 后 的 通风长达 4小时，而且 炮烟 、粉 尘严 重，常 有炮烟 中毒 事故 发生 ，影 响施工进 度，1 9 8 8 年 7月1 2日，月平均进 尺不到6 0 m，却烧 坏 风 机 7台 。 在对现有局扇实际工作性能及通风阻力 测定 的基础上 ，从1 9 ． 8 9 年 8月开 始 ，按极 限 维普资讯 供 噩 瞿 离确窟各局扇负担的长度 ’ ，在 局 扇之间 加风补器连 接，改进 后的通 风系 统布 l置 如 图 7。在 掘进 到1 2 0 6 m时 测出局扇工 况 ＼ 见表3 。此 系统 中， I～ Ⅵ局 扇都有 风量 从 风 补器 漏 入 。 由于采用 了风补器连接 的间隔式 串联通 圈T改进后 的通 风系统示意 图 一掘进刭l O 2 6 m时测定商扇工况 寰3 风，随掘 进深 度的增加 ，不 但没 有 增 加 风 机，劲掘进结束时 也只 用了 6台风机 ，通风 时 间缩短到5 O 分钟，通风质量明显提高，其 改进前后通风效果的对H ； 见表 4。 一 通风系统改进前后效果对 H 衷4 l 有毒气体浓度 粉尘澈虞 鼠速 项 IS , ．c o． K0 ， m6 ／ r ． n ／ s i mg ／ m m g ／ ． n 3 改造 前l平 均 ； 3 T e 2 I ，8 3 0 4 5 8 } 最高 g 2 0 5 5 0． 8 T 平均 3 I{ 3 5 0． I 1 1 0 ， 3 “3 3 改造后 最高 5 0 ， 5 B 4 0 ． 2 0 ， 3 9 0 采用风补器以后，在实际施工过程 中， 竣 有 因风筒故障 而烧坏 一 台电机 局扇。 实践 证明，采 用风补器 连接 的闯隔式 串 联通 风，综台 了常规间 隔式 与间断式通 风的 优点 ，不 仅毹 避免污风循环 ，而 且可按极 限 供 风距离布置局 扇 ，并在通 风系统 发生意外 时，有效地保护风机。这种装置在现场很容 易加茁．施工生产螭位均能 制造应用，具有 一 定 的实用意义。应指 出的是，用胶皮筒做 风补器 的材料较 易破 损，宜采用更为坚固柔 软 的材料，另外，风补器在煤矿等有瓦斯产 生的矿 山不 能应用 参考文献 [ 1 ]谁甫媒炭学院 ，‘ 矿井通风技术 定硬其应 用 ，煤炭 工 业出版 社 ，1 9 B I ， 6 2 ]刘昭躬等 ‘ 韵探掘进学 J． 地质出 版社 ，1 9 8 i ． 9 [ 3 ] 邹在邦 。史 惠 昌 ‘建井通 风 与安 生 煤 炭 工业出艋 社 ．1 9 8 6． 9 责任编 辑解 患 有 色矿 山一 1 9 9 1 ． 5 维普资讯