PAGE1PAGE55第四章風動力我省煤礦地處丘陵地帶，大多采用平峒、暗斜井開拓，進回風井標高差較大，自然風壓較高，對煤礦的正常通風有舉足輕重的作用。所以，這部分內容對福建煤礦而言比較重要。本章重點與難點1、自然風壓的產生、計算、利用與控制2、軸流式和離心式主要通風機特性3、主要通風機的聯(lián)合運轉4、主要通風機的合理工作范圍欲使空氣在礦井中源源不斷地流動，就必須克服空氣沿井巷流動時所受到的阻力。這種克服通風阻力的能量或壓力叫通風動力。由第二章可知，通風機風壓和自然風壓均是礦井通風的動力。本章將就。對這兩種壓力對礦井通風的作用、影響因素、特性進行分析研究，以便合理地使用通風動力，從而使礦井通風達到技術先進、經(jīng)濟合理，安全可靠。第一節(jié)自然風壓一、自然風壓及其形成和計算自然風壓與自然通風圖4-1-1為一個簡化的礦井通風系統(tǒng)，2-3為水平巷道，0-5為通過系統(tǒng)最高點的水平線。如果把地表大氣視為斷面無限大，風阻為零的假想風路，則通風系統(tǒng)可視為一個閉合的回路。在冬季，由于空氣柱0-1-2比5-4-3的平均溫度較低，平均空氣密度較大，導致兩空氣柱作用在2-3水平面上的重力不等。其重力之差就是該系統(tǒng)的自然風壓。它使空氣源源不斷地從井口1流入，從井口5流出。在夏季時，若空氣柱5-4-3比0-1-2溫度低，平均密度大，則系統(tǒng)產生的自然風壓方向與冬季相反。地面空氣從井口5流入，從井口1流出。這種由自然因素作用而形成的通風叫自然通風。4-1-1式中Z—礦井最高點至最低水平間的距離，m；g—重力加速度，m/s2；ρ1、ρ2—分別為0-1-2和5-4-3井巷中dZ段空氣密度，kg/m3。由于空氣密度受多種因素影響，與高度Z成復雜的函數(shù)關系。因此利用式4-2-1計算自然風壓較為困難。為了簡化計算，一般采用測算出0-1-2和5-4-3井巷中空氣密度的平均值ρm1和ρm2，用其分別代替式4—1—1中的ρ1和ρ2，則(4-1-1)可寫為：4-1-2二、自然風壓的影響因素及變化規(guī)律自然風壓影響因素由式4-1-1可見，自然風壓的影響因素可用下式表示：HN=f(ρZ）=f[ρ(T,P,R，φ)Z]4-1-3影響自然風壓的決定性因素是兩側空氣柱的密度差，而影響空氣密度又由溫度T、大氣壓力P、氣體常數(shù)R和相對濕度φ等因素影響。1、礦井某一回路中兩側空氣柱的溫差是影響HN的主要因素。2、空氣成分和濕度影響空氣的密度，因而對自然風壓也有一定影響，但影響較小。3、井深。由式4—1—2可見，當兩側空氣柱溫差一定時，自然風壓與礦井或回路最高與最低點（水平）間的高差Z成正比。4、主要通風機工作對自然風壓的大小和方向也有一定影響。三、自然風壓的控制和利用自然風壓既是礦井通風的動力，也可能是事故的肇因。因此，研究自然風壓的控制和利用具有重要意義。1、新設計礦井在選擇開拓方案、擬定通風系統(tǒng)時，應充分考慮利用地形和當?shù)貧夂蛱攸c，使在全年大部分時間內自然風壓作用的方向與機械通風風壓的方向一致，以便利用自然風壓。例如，在山區(qū)要盡量增大進、回風井井口的高差；進風井井口布置在背陽處等。2、根據(jù)自然風壓的變化規(guī)律，應適時調整主要通風機的工況點，使其既能滿足礦井通風需要，又可節(jié)約電能。例如在冬季自然風壓幫助機械通風時，可采用減小葉片角度或轉速方法降低機械風壓。3、在多井口通風的山區(qū)，尤其在高瓦斯礦井，要掌握自然風壓的變化規(guī)律，防止因自然風壓作用造成某些巷道無風或反向而發(fā)生事故。4、在建井時期，要注意因地制宜和因時制宜利用自然風壓通風，如在表土施工階段可利用自然通風；在主副井與風井貫通之后，有時也可利用自然通風；有條件時還可利用鉆孔構成回路，形成自然風壓，解決局部地區(qū)通風問題。5、利用自然風壓做好非常時期通風。一旦主要通風機因故遭受破壞時，便可利用自然風壓進行通風。這在礦井制定事故預防和處理計劃時應予以考慮。第二節(jié)通風機的類型及構造礦井通風的主要動力是通風機。通風機是礦井的“肺臟”。其日夜不停地運轉，加之其功率大，因此其能耗很大。據(jù)統(tǒng)計，全國部屬煤礦主要通機平均電耗約占礦井電耗的16%。所以合理地選擇和使用通風機，不僅關系到礦井的安全生產和職工的身體健康，而且對礦井的主要技術經(jīng)濟指標也有一定影響。礦用通風機按其服務范圍可分為三種：1、主要通風機，服務于全礦或礦井的某一翼（部分）；2、輔助通風機，服務于礦井網(wǎng)絡的某一分支（采區(qū)或工作面），幫助主要通風機通風，以保證該分支風量；3、局部通風機，服務于獨頭掘進井巷道等局部地區(qū)。按通風機的構造和工作原理可分為離心式通風機和軸流式通風機兩種。一、離心式通風機的構造和工作原理離心式通風機進風口有單吸和雙吸兩種。在相同的條件下雙吸風機葉（動）輪寬度是單吸風機的兩倍。在進風口與葉（動）輪之間裝有前導器（有些通風機無前導器），使進入葉（動）輪的氣流發(fā)生預旋繞，以達到調節(jié)性能之目的。常用型號。目前我國煤礦使用的離心式通風機主要有G4-73、4-73型和K4-73型等。這些品種通風機具有規(guī)格齊全、效率高和噪聲低等特點。型號參數(shù)的含義舉例說明如下：G4—73—11№25D代表通風機的用途，K表示表示傳動方式礦用通風機，G代表鼓風機通風機葉輪直徑（25dm)表示通風機在最高效率點時全壓系數(shù)10倍化整設計序號(1表示第一次設計）表示通風機比轉速(ns)化整表示進風口數(shù),1為單吸,0為雙吸二、軸流式通風機的構造和工作原理軸流式通風機主要由進風口、葉輪、整流器、風筒、擴散（芯筒）器和傳動部件等部分組成。工作原理：常用型號。我國煤礦在用的軸流式通風機有1K58、2K58、GAF和BD或BDK（對旋式）等系列軸流式通風機。在用的60年代產品70B2。軸流式通風機型號的一般含義是：1K—58—4№25表示表示葉輪級數(shù),1表示通風機葉輪直徑（25dm)單級，2表示雙級表示設計序號表示用途，K表示礦用，T表示通用表示通風機輪轂比,0.58化整BDK658№24防爆型葉輪直徑（24dm)對旋結構電機為8極（740r/min）表示用途，K為礦用輪轂比0.65的100倍化整對旋式軸流風機的特點是，一級葉輪和二級葉輪直接對接，旋轉方向相反；機翼形葉片的扭曲方向也相反，兩級葉片安裝角一般相差3o；電機為防爆型安裝在主風筒中的密閉罩內，與通風機流道中的含瓦斯氣流隔離，密閉罩中有扁管與大氣相通，以達到散熱目的。此種通風機可進行反轉反風。第三節(jié)通風機附屬裝置一、風硐風硐是連接風機和井筒的一段巷道。由于其通過風量大、內外壓差較大，應盡量降低其風阻，并減少漏風。在風硐的設計和施工中應注意下列問題：斷面適當增大，使其風速≤10m/s，最大不超過15m/s；轉彎平緩，應成圓弧形；風井與風硐的連接處應精心設計，風硐的長度應盡量縮短，并減少局部阻力；風硐直線部分要有一定的坡度，以利流水；風硐應安裝測定風流壓力的測壓管。施工時應使其壁面光滑，各類風門要嚴密，使漏風量小。二、擴散器(擴散塔)無論是抽出式還是壓入式通風，無論是離心式通風機還是軸流式通風機，在風機的出口都外接一定長度、斷面逐漸擴大的構筑物──擴散器。其作用是降低出口速壓以提高風機靜壓。小型離心式通風機的擴散器由金屬板焊接而成，擴散器的擴散角(敞角)α不宜過大，以阻止脫流，一般為8～10°；出口處斷面與入口處斷面之比約為3～4。擴散器四面張角的大小應視風流從葉片出口的絕對速度方向而定。大型的離心式通風機和大中型的軸流式通風機的外接擴散器，一般用磚和混凝土砌筑。其各部分尺寸應根據(jù)風機類型、結構、尺寸和空氣動學特性等具體情況而定，總的原則是，擴散器的阻力小，出口動壓小并無回流。(可參考有關標準設計。)三、防爆門(防爆井蓋)出風井的上口，必須安裝防爆設施，在斜井井口安設防爆門，在立井井口安設防爆井蓋。其作用是，當井下一旦發(fā)生瓦斯或煤塵爆炸時，受高壓氣浪的沖擊作用，自動打開，以保護主要通風機免受毀壞；在正常情況下它是氣密的，以防止風流短路。圖4-3-1所示為不提升的通風立井井口的鐘形防爆井蓋。井蓋１用鋼板焊接而成，其下端放入凹槽２中，槽中盛油密封(不結冰地區(qū)用水封)，槽深與負壓相適應；在其四周用四條鋼絲繩繞過滑輪３用重錘４配重；井口壁四周還應裝設一定數(shù)量的壓腳５，在反風時用以壓住井蓋，防止掀起造成風流短路。裝有提升設備的井筒設井蓋門，一般為鐵木結構。與門框接合處要加嚴密的膠皮墊層。防爆門(井蓋)應設計合理，結構嚴密、維護良好、動作可靠。圖4—3—1立井井口防爆蓋示意圖1.防爆井蓋2.密封液槽3.滑輪4.平衡重錘5.壓角6.風硐四、反風裝置和功能反風裝置是用來使井下風流反向的一種設施，以防止進風系統(tǒng)發(fā)生火災時產生的有害氣體進入作業(yè)區(qū)；有時為了適應救護工作也需要進行反風。反風方法因風機的類型和結構不同而異。目前的反風方法主要有：設專用反風道反風；利用備用風機作反風道反風；風機反轉反風和調節(jié)動葉安裝角反風。⒈設專用反風道反風圖4-3-2為軸流式通風機作抽出式通風時利用反風道反風的示意圖。反風時，風門１、5、7打開，新鮮風流由風門１經(jīng)反風門７進入風硐２，由通風機３排出，然后經(jīng)反風門５進入反風繞道６，再返回風硐送入井下。正常通通風時，風門１、７、５均處于水平位置，井下的污濁風流經(jīng)風硐直接進入通風機，然后經(jīng)擴散器４排到大氣中。圖4—3—2軸流式通風機作抽出式通風時利用專用反風道反風示意圖圖4-3-3為離心式通風機作抽出式通風時利用反風道反風的示意圖。通風機正常工作時反風門１和２在實線位置。反風時，風門１提起，風門２放下，風流自反風門２進入通風機，再從反風門１進入反風道３，經(jīng)風井流入井下。圖4—3—3離心式通風機作抽出式通風時利用反風道反風示意圖2.軸流式通風機反轉反風調換電動機電源的任意兩項接線，使電動機改變轉向，從而改變通風機葉（動）輪的旋轉方向，使井下風流反向。此種方法基建費較小，反風方便。但反風量較小。3.利用備用風機的風道反風(無地道反風)。如圖4-3-4所示，當兩臺軸流式通風機并排布置時，工作風機(正轉)可利用另一臺備用風機的風道作為“反風道”進行反風。圖中Ⅱ號風機正常通風時，分風風門４、入風門６、７和反風門９處于實線位置。反風時風機停轉，將分風風門４、反風門９Ⅰ９Ⅱ拉到虛線位置，然后開啟入風門６、７，壓緊入風門６、７，再妄動啟動Ⅱ號風機，便可實現(xiàn)反風。圖4—3—4軸流式風機無地道反風⒋調整動葉安裝角進行反風。對于動葉可同時轉動的軸流式通風機，只要把所有葉片同時偏轉一定角度(大約120o)，不必改變葉（動）輪轉向就可以實現(xiàn)礦井風流反向，如圖4-3-5。我國上海鼓風機廠生產GAF型風機，結構上具有這種性能。國外此種風機較多。圖4—3—5調整動葉安裝角反風反風裝置應滿足下列要求：定期進行檢修，確保反風裝置處于良好狀態(tài)；動作靈敏可靠，能在10min內改變巷道中風流方向；結構要嚴密，漏風少；反風量不應小于正常風量的40%；每年至少進行一次反風演習。第四節(jié)通風機的實際特性曲線一、通風機的工作參數(shù)表示通風機性能的主要參數(shù)是風壓H、風量Q、風機軸功率N、效率和轉速n等。（一）風機(實際)流量Q風機的實際流量一般是指實際時間內通過風機入口空氣的體積，亦稱體積流量（無特殊說明時均指在標準狀態(tài)下），單位為,或。（二）風機(實際)全壓Hf與靜壓Hs通風機的全壓Ht是通風機對空氣作功，消耗于每1m3空氣的能量（N·m/m3或Pa），其值為風機出口風流的全壓與入口風流全壓之差。在忽略自然風壓時，Ht用以克服通風管網(wǎng)阻力hR和風機出口動能損失hv，即Ht=hR+hV,4—4—1克服管網(wǎng)通風阻力的風壓稱為通風機的靜壓HS，PaHS=hR=RQ24-4-2因此Ht=HS+hV4-4-3(三）通風機的功率通風機的輸出功率（又稱空氣功率）以全壓計算時稱全壓功率Nt，用下式計算：Nt=HtQ×10-34—5—4用風機靜壓計算輸出功率，稱為靜壓功率NS，即NS=HSQ×10—34-4-5因此，風機的軸功率，即通風機的輸入功率N（kW）,4—5—6或4-4-7式中t、S分別為風機折全壓和靜壓效率。設電動機的效率為m,傳動效率為tr時，電動機的輸入功率為Nm,則4-4-8二、通風系統(tǒng)主要參數(shù)關系和風機房水柱計（壓差計）示值含義三、通風機的個體特性曲線當風機以某一轉速、在風阻Ｒ的管網(wǎng)上工作時、可測算出一組工作參數(shù)風壓Ｈ、風量Ｑ、功率Ｎ、和效率η，這就是該風機在管網(wǎng)風阻為Ｒ時的工況點。改變管網(wǎng)的風阻，便可得到另一組相應的工作參數(shù)，通過多次改變管網(wǎng)風阻，可得到一系列工況參數(shù)。將這些參數(shù)對應描繪在以Ｑ為橫坐標，以Ｈ、Ｎ和η為縱坐標的直角坐標系上，并用光滑曲線分別把同名參數(shù)點連結起來，即得Ｈ─Ｑ、Ｎ─Ｑ和η─Ｑ曲線，這組曲線稱為通風機在該轉速條件下的個體特性曲線。有時為了使用方便，僅采用風機靜壓特性曲線(ＨS─Ｑ)。為了減少風機的出口動壓損失，抽出式通風時主要通機的出口均外接擴散器。通常把外接擴散器看作通風機的組成部分，總稱之為通風機裝置。通風機裝置的全壓Ｈt為擴散器出口與風機入口風流的全壓之差，與風機的全壓Ｈt之關系為4-4-14式中hd━━擴散器阻力。通風機裝置靜壓Ｈsd因擴散器的結構形式和規(guī)格不同而有變化，嚴格地說4-4-15式中hVd━─擴散器出口動壓。比較式４－4－10與式４－4－15可見，只有當hd+hVd<hV時，才有Ｈsd>Ｈs，即通風機裝置阻力與其出口動能損失之和小于通風機出口動能損失時，通風機裝置的靜壓才會因加擴散器而有所提高，即擴散器起到回收動能的作用。圖4－4－3表示了Ｈt、Ｈtd、Ｈs和Ｈsd之間的相互關系，由圖可見，安裝了設計合理的擴散器之后，雖然增加了擴散器阻力，使Ｈtd─Ｑ曲線低于Ｈt─Ｑ曲線，但由于hd+hVd<hV，故Ｈsd─Ｑ曲線高于Ｈs─Ｑ曲線（工況點由Ａ變至Ａ’）。若hd+hVd>hV，則說明了擴散器設計不合理。圖4-4-3Ｈt、Ｈtd、Ｈs和Ｈsd之間的相互關系圖安裝擴散器后回收的動壓相對于風機全壓來說很小，所以通常并不把通風機特性和通風機裝置特性嚴加區(qū)別。通風機廠提供的特性曲線往往是根據(jù)模型試驗資料換算繪制的，一般是未考慮外接擴散器。而且有的廠方提供全壓特性曲線，有的提供靜壓特性曲線，讀者應能根據(jù)具體條件掌握它們的換算關系。圖4－4－4和圖4－4－5分別為軸流式和離心式通風機的個體特性曲線示例。軸流式通風機的風壓特性曲線一般都有馬鞍形駝峰存在。而且同一臺通風機的駝峰區(qū)隨葉片裝置角度的增大而增大。駝峰點Ｄ以右的特性曲線為單調下降區(qū)段，是穩(wěn)定工作段；點Ｄ以左是不穩(wěn)定工作段，風機在該段工作，有時會引起風機風量、風壓和電動機功率的急劇波動，甚至機體發(fā)生震動，發(fā)出不正常噪音，產生所謂喘振（或飛動）現(xiàn)象，嚴重時會破壞風機。離心式通風機風壓曲線駝峰不明顯，且隨葉片后傾角度增大逐漸減小，其風壓曲線工作段較軸流式通風機平緩；當管網(wǎng)風阻作相同量的變化時，其風量變化比軸流式通風機要大。離心式通風機的軸功率Ｎ又隨Ｑ增加而增大，只有在接近風流短路時功率才略有下降。因而，為了保證安全啟動，避免因啟動負荷過大而燒壞電機，離心式通風機在啟動時應將風硐中的閘門全閉，待其達到正常轉速后再將閘門逐漸打開。當供風量超過需風量過大時，常常利用閘門加阻來減少工作風量，以節(jié)省電能。軸流式通風機的葉片裝置角不太大時，在穩(wěn)定工作段內，功率N隨Q增加而減小。所以軸流式通風機應在風阻最小時啟動，以減少啟動負荷。圖5-4-4軸流式個體特性曲線圖5-4-5離心式通風機個體特性曲線在產品樣本中，大、中型礦井軸流式通風機給出的大多是靜壓特性曲線；而離心式通風機大多是全壓特性曲線。對于葉片安裝角度可調的軸流式通風機的特性曲線，通常以圖4－7－2的形式給出，Ｈ─Ｑ曲線只畫出最大風壓點右邊單調下降部分，且把不同安裝角度的特性曲線畫在同一坐標上，效率曲線是以等效率曲線的形式給出。四、無因次系數(shù)與類型特性曲線五、比例定律與通用特性曲線第五節(jié)通風機工況點及其經(jīng)濟運行一、工況點的確定方法所謂工況點，即是風機在某一特定轉速和工作風阻條件下的工作參數(shù)，如Ｑ、Ｈ、Ｎ和η等，一般是指Ｈ和Ｑ兩參數(shù)。已知通風機的特性曲線，設礦井自然風壓忽略不計，則可用下列方法求風機工況點。⒈圖解法⒉解方程法二、通風機工況點的合理工作范圍為使通風機安全、經(jīng)濟地運轉，它在整個服務期內的工況點必須在合理的范圍之內。從經(jīng)濟的角度出發(fā)，通風機的運轉效率不應低于６０％；從安全方面來考慮，其工況點必須位于駝峰點的右下側、單調下降的直線段上。由于軸流式通風機的性能曲線存在馬鞍形區(qū)段，為了防止礦井風阻偶爾增加等原因，使工況點進入不穩(wěn)定區(qū)，一般限定實際工作風壓不得超過最高風壓的９０％，即ＨS＜０.９ＨSmax。軸流式通風機的工作范圍如圖４－5－１的陰影部分所示。上限為最大風壓０.９倍的連線，下限為η＝０.６的等效曲線圖4-5-1軸流式通風機的合理工作范圍通風機葉（動）輪的轉速不應超過額定轉速。分析主要通風機的工況點合理與否，應使用實測的風機裝置特性曲線。因廠方提供之曲線一般與實際不符，應用時會得出錯誤的結論。三、主要通風機工況點調節(jié)⒈改變風阻特性曲線當風機特性曲線不變時，改變其工作風阻，工況點沿風機特性曲線移動。１）增風調節(jié)。為了增加礦井的供風量，可以采取下列措施：（１）減少礦井總風阻。在礦井（或系統(tǒng)）的主要進、回風道采取增加并聯(lián)巷道、縮短風路、擴刷巷道斷面、更換摩擦阻力系數(shù)小的支架（護）、減小局部阻力等措施，均可收到一定效果。這種調節(jié)措施的優(yōu)點是，主要通風機的運轉費用經(jīng)濟，但有時工程費用較大。（２）當?shù)孛嫱獠柯╋L較大時，可以采取堵塞地面的外部漏風措施。這樣做，通風機的風量雖然因其工作風阻增大而減小，但礦井風量卻會因有效風量率的提高而增大。這種方法實施簡單，經(jīng)濟效益較好，但調節(jié)幅度不大。２）減風調節(jié)。當?shù)V井風量過大時，應進行減風調節(jié)。其方法有：（１）增阻調節(jié)。對于離心式通風機可利用風硐中閘門增阻（減小其開度）。這種方法實施較簡單，但因無故增阻而增加附加能量損耗。調節(jié)時間不宜過長，只能作為權宜之計。（２）對于軸流式通風機，當其Ｎ─Ｑ曲線在工作段具有單調下降特點時，因種種原因不能實施低轉速和減少葉片安裝角度θ時，可以用增大外部漏風的方法，來減小礦井風量。這種方法比增阻調節(jié)要經(jīng)濟，但調節(jié)幅度較小。⒉改變風機特性曲線這種調節(jié)方法的特點是礦井總風阻不變，改變風機特性，工況點沿風阻特性曲線移動。調節(jié)方法有：１）軸流風機可采用改變葉安裝角度達到增減風量的目的。２）裝有前導器的離心式通風機，可以改變前導器葉片轉角進行風量調節(jié)。（１）改變電機轉速?？刹捎每煽毓璐壵{速；更換合適轉速的電動機和采用變速電機（此種電機價格貴）等方法。（２）利用傳動裝置調速。如，利用液壓聯(lián)軸器調速。其原理是，改變聯(lián)軸器工作室內的液體量來調節(jié)風機轉速；利用皮帶輪傳動的風機可以更換不同直徑的皮帶輪，改變傳動比。這種方法只適用于小型離心式通風機。調節(jié)轉速沒有額外的能量損耗，對風機的效率影響不大，因此是一種較經(jīng)濟的調節(jié)方法，當調節(jié)期長，調節(jié)幅度較大時應優(yōu)先考慮。但要注意，增大轉速時可能會使風機震動增加，噪音增大、軸承溫度升高和發(fā)生電動機超載等問題。調節(jié)方法的選擇，取決于調節(jié)期長短、調節(jié)幅度、投資大小和實施的難易程度。調節(jié)之前應擬定多種方案，經(jīng)過技術和經(jīng)濟比較后擇優(yōu)選用。選用時，還要考慮實施的可能性。有時，可以考慮采用綜合措施。第六節(jié)通風機的聯(lián)合運轉風機聯(lián)合工作可分為串聯(lián)和并聯(lián)兩大類。下面就兩種聯(lián)合工作的特點進行分析。一、風機串聯(lián)工作一臺風機的進風口直接或通過一段巷道（或管道）聯(lián)結到另一臺風機的出風口上同時運轉，稱為風機串聯(lián)工作。風機串聯(lián)工作的特點是，通過管網(wǎng)的總風量等于每臺風機的風量（沒有漏風）。兩臺風機的工作風壓之和等于所克服管網(wǎng)的阻力。即h=Hs1+Hs2Q=Q1=Q2式中h為管網(wǎng)的總阻力，HS1、HS2分別為1、2兩臺風機的工作靜壓；Q為管網(wǎng)的總風量，Q1、Q2分別為1、2兩臺風機的風量。1、風壓特性曲線不同風機串聯(lián)工作分析2、風壓特性曲線相同風機串聯(lián)工作3、風機與自然風壓串聯(lián)工作1）、自然風壓特性自然風壓特性是指自然風壓與風量之間的關系。在機械通風礦井中，冬季自然風壓隨風量增大略有增大；夏季，若自然風壓為負時，其絕對值亦將隨風量增大而增大。風機停止工作時自然風壓依然存在。故一般用平等Q軸的直線表示自然風壓的特性。如圖4-6—3中Ⅱ和Ⅱ’分別表示正和負的自然風壓特性。2）、自然風壓對風機工況點影響二、通風機并聯(lián)工作（一）集中并聯(lián)理論上，兩臺風機的進風口（或出風口）可視為連接在同一點。所以兩風機的裝置靜壓相等，等于管網(wǎng)阻力；兩風機的風量流過同一條巷道，故通過巷道的風量等于兩臺風機風量之和。式中符號同前。1、風壓特性曲線不同風機并聯(lián)工作1）風機并聯(lián)工作的特點和工況分析如圖4-6-5所示，兩臺不同型號風機F1和F2的特性曲線分別為Ⅰ、Ⅱ。兩臺風機并聯(lián)后的等效合成曲線Ⅲ可按風壓相等風量相加原理求得。即在兩臺風機的風壓范圍內，作若干條等風壓線（壓力坐標軸的垂線），在等風壓線上把兩臺風機的風量相加，得該風壓下并聯(lián)等效風機的風量（點），將等效風機的各個風量點連起來，即可得到風機并聯(lián)工作時等效合成特性曲線Ⅲ。風機并聯(lián)后在風阻為R的管網(wǎng)上工作，R與等效風機的特性曲線Ⅲ的交點M，過M作縱坐標軸垂線，分別與曲線Ⅰ和Ⅱ相交于m1和m2，此兩點即是F1和F2兩風機的實際工況點。并聯(lián)工作的效果，也可用并聯(lián)等效風機產生的風量Q與能力較大風機的F1單獨工作產生風量Q1之差來分析。由圖4-6-5可見，當ΔQ=Q-Q1>0，即工況點M位于合成特性曲線與大風機曲線的交點A右側時，則并聯(lián)有效；當管網(wǎng)風阻R’（稱為臨界風阻）通過A點時，ΔQ=0，則并聯(lián)增風無效；當管網(wǎng)風阻R”>R’時，工況點M”位于A點左側時，ΔQ<0，即小風機反向進風，則并聯(lián)不但不能增風，反而有害。2、風壓特性曲線相同風機并聯(lián)工作（二）對角并聯(lián)工況分析（1）并聯(lián)適用于管網(wǎng)風阻較小，但因風機能力小導致風量不足的情況；（2）風壓相同的風機并聯(lián)運行較好；（3）軸流式通風機并聯(lián)作業(yè)時，若風阻過大則可能出現(xiàn)不穩(wěn)定運行。所以，使用軸流式通風機并聯(lián)工作時，除要考慮并聯(lián)效果外，還要進行穩(wěn)定性分析。第七節(jié)礦井通風設備選型*礦井通風設備選型的主要任務是，根據(jù)通風設計參數(shù)在已有的風機系列產品中，選擇適合風機型號、轉速和與之相匹配的電機。所選的風機必需具有安全可靠，技術先進、經(jīng)濟技術指標良好等優(yōu)點。根據(jù)“煤炭工業(yè)設計規(guī)范”等技術文件的有關規(guī)定，進行通風機設備選型時，應符合下列要求：1、風機的服務年限盡量滿足第一水平通風要求，并適當照顧二水平通風；在風機的服務年限內其工況點應在合理的工作范圍之內。2、當風機服務年限內通風阻力變化較大時，可考慮分期選擇電機，但初裝電機的使用年限不小于5年。3、風機的通風能力應留有一定富余量。在最大設計風量時，軸流式通風機的葉片安裝角一般比允許使用最大值小5；風機的轉速不大于額定值90%。4、考慮風量調節(jié)時，應盡量避免使用風硐閘門調節(jié)。5、正常情況下，主要通風機不采用聯(lián)合運轉。選型必備的基礎資料有：通風機的工作方式（是抽出式還是壓入式）；礦井瓦斯等級；礦井不同時期的風量；通風機服務年限內的最大阻力和最小阻力以及風井是否作為提升用等。通風機選型按下列步驟進行：一、計算風機工作風量Qf、最大和最小靜壓（抽流式）HSmax、Hsmin-或全壓（離心式）Htmax、Htmin；二、初選風機根據(jù)Qf、Hsmax、Hsmin(或Htmax、Htmin）在新型高效風機特性曲線上用直觀法篩選出滿足風量和風壓要求的若干個通風機。三、求風