煤矿井工生产毕业实习

大四的最后一学期我们开始了我们的毕业实习。这也是我们大学时期的最后一次实习，我们的目的就是到企业或是工厂搜集我们需要的毕业要用到的参考资料为毕业生实习做准备。我重点了解的是煤矿通风的部分。
 查看有关的资料了解到当前世界先进工业国家风机产品开发的主要特点是：
1.以节能、节约资源为核心，提高单件效率和耐久性，进而提高整个系统的效率。
2.加强系统的自动化、事故警报系统的研制，节省维护、监控方面的人力。
3为提高竞争能力，力求包括附属部件在内的产品标准化和组合化。
4.进一步加强了对低噪声、低振动技术的研究。
5.不断针对新的需要，开发新的产品。
6.在工艺上引进柔性制造系统，最大限度地提高产品生产的自动化程度。
 风机产品大多根据用户需要有不同特性要求，多属小批量生产，特别是一些大型风机产品甚至是单件小批生产，对工艺要求复杂。目前国内生产自动化程度很低，而国外通过研制和采用柔性制造系统，提高了生产的自动化程度。以美国为例，中小风机的生产已全部通过自动线完成，从工艺角度提高了产品质量，降低了产品成本。
 从产品品种看，发达国家中小型通风机的生产数量和我国大致相当甚至低于我国，但离心、轴流风机的产量约为我国的2倍从85-94年的情况看，离心及轴流风机产量我国为537台，日本为2364台，日本是我国的5倍多，离心风机我国为9980台，而日本高达176911台，是我国的17.7倍。与95年情况对比，我国与之的差距在缩小。
 煤矿井工生产是地下作业，自然条件比较复杂。地面空气在进入井下并流经各作业场所的过程中，将掺入有毒有害气体和矿尘，成分逐渐发生变化。同时，由于地热作用，人体和机械的散热、水分的蒸发等，井下空气的温度和湿度都会显著提高，造成不良的气候条件。因此，对矿井必须进行通风。
 矿井通风动力分为两种：自然通风和机械通风。机械通风是矿井通风的主要动力。机械通风所用的机械称为通风机，按其服务范围可以分为三种：
 1.主要通风机（简称主扇），主要用于全矿井或矿井的一翼（部分）；
 2.辅助通风机（简称辅扇），主要服务于矿井网络的某一分支（如采区或工作面），以帮助主要通风机供风以保证该分支的风量；
 3.局部通风机（简称局扇），主要用于独头掘进的井巷等局部地区通风。
 
 对于煤矿的局部通风机还有很多种比如说在二级轴流风机中，常用的级型式有R+R（叶轮级+叶轮级）的对旋轴流风机、R+S+R+S级（叶轮级+中导流级+叶轮级+后导流级）、以及P+R+S+R+S(前导流级+叶轮级+中导流级+叶轮级+后导流级)。考虑到掘进段工作空间相对狭小，所以本设计采用R+S+R+S级，可以减少风机的轴向尺寸。
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 图1 单级轴流风机结构
 而对于对旋轴流通风机由旋转方向相反的两个叶轮组成的，没有导流叶片的通风机称为对旋通风机，其气动略图2为KⅠ+KⅡ。
 对旋风机有如下特点。
 （1）对旋风机在较小的工作轮直径、叶片安装角、轮毂比和叶片数下仍可获得比一般双级普通型轴流风机高的压力。
 （2）由于叶片安装角足够小，压力曲线还很陡，且基本无折断。因为轮毂比比较小，因而可减小出口损失而能保持较高的有效全压效率。因此，对旋风机具有良好的运行经济性和足够大的通风能力，且风量变化很小。
   由于上述性能优点以及无需调节和不需防脱流装置，使得对旋风机在很多国家得到了广泛应用。
 （3）较小的工作轮直径、叶片安装角、毂比和叶片数，对一般普通轴流风机来讲，可以期望获得比较良好的声学特性，但也许由于对旋风机的两级叶轮靠得很近，而且又相对高速(2950r/min)反方向旋转，使相对线速度很大，大大恶化了风机的噪声特性，噪声很高。因此对旋风机的噪声特性及其控制很值得研究。当叶片安装角大于普通双级通风机时，压力曲线几乎是陡直的，其特性很适合煤矿通风，但噪声会更高。该通风机的两个工作轮一般是单独驱动，结构装置复杂，在结构-工艺上的缺点是两个工作轮上的叶片不一样。因此，当采用双驱动结构时，为避免电动机烧毁，应该考虑到每级工作轮(KⅠ+KⅡ)所需功率可能大不相同。级效率比普通轴流式的最大效率低1%～2%，但能正确合理设计和使用，其运行经济性却令人满意，特别适合长距离通风
前接风筒；2-一级风筒；3-1级隔爆电机；4-1级叶轮；5-2级叶轮；6-2级风筒；7-2级电机；8-后消声装置；
图2 对旋通风机结构简图
 轴流同风机的结构是多变的，从上面的作何可以看出来，从导叶的结构就可以分几种，还有单级的轴流通风机，也就是说有一台电动机带动以一台风扇的旋转，当然这是在电动机满足情况的下可以使用的一种通风机，这种通风机结构简单而且易于维护，也可以说是煤矿目应用最多的一种局部通风机，对于对旋的通风机一般应用于矿井的主扇上。对旋的通风机的结构相对于轴流的其他风机而言可以说结构是比较复杂的。
 
1-轴；2-壳体；3-中导轮；4-后导轮；5-扩散器；6-叶片；7-叶轮；8集流器；9-流线体
图3     二级轴流通风机的构造简图
 煤矿地面的主通风机作为井上的主通风机那是矿井生产必不可少的。它为井下提供空气流动的动力，他的作用就是为井下提供新鲜的空气为工人的呼吸和提供一个良好的工作环境。目前在七台河的大小矿井上作为主扇的通风机主要是対旋式的轴流的通风机。主通风机你能够为井下提供新鲜的空气并能满足井下生产的需要。但是空气也是一种流体由于动力的路线的问题不能到达任何的地方，比如在宗采的的工作面上由于煤中的瓦斯释放出来程度不一样有的地方瓦斯的浓度就比较高，还要在开凿新的巷道上由于是一个盲洞靠主扇的动力是无法满足进行开凿工作的工人对空气的需要的，因此在这些地方就需要局部通风机的工作。
局部通风机是安装在主巷的巷道之中与主通风机属于间接地串联。
 在煤矿掘进中，常用局部通风机(局扇)给巷道通风，局扇的噪声是掘进中的主要噪声源，其入口和机壳周围的噪声达95dB(A)以上，高的噪声不仅影响工人的健康，而且常掩蔽井下安全警报信号造成事故，所以对局扇的降噪声研究具有十分重要意义。本文在局扇噪声产生的机理基础上，综述从噪声源和传播途径上控制局扇噪声的方法。
 局扇工作时所产生的噪声，包括空气动力性噪声和机械性噪声两大部分，其中空气动力性噪声的强度较大，是风机噪声的主要成分。空气动力性噪声按产生机理可分成旋转噪声和涡流噪声。旋转噪声是由旋转的叶片（图中的6）周期地打击空气质点引起空气的压力脉动所产生的。其频率就是叶片每秒钟打击空气质点的次数，因此与叶片数和转速有关。旋转噪声的强度大致与圆周速度的5～6次方成比例。当圆周速度增大一倍时，声压级将增加10～15分贝。涡流噪声是风机旋转时，高速气流在叶片界面和叶顶间隙处分离时产生的涡流分离使气体产生的压缩和稀疏，以声波的形式传播所形成的。其频率取决于叶片与气流的相对速度。因叶片各截面上的圆周速度随半径大小而变化，气流绕过叶片时各点相对速度必然亦不一样， 同时叶片各点厚度也不同。故从圆心到最大半径速度呈连续变化。因此风扇旋转所产生的涡流噪声呈明显的连续谱。涡流噪声的强度与气流
的8次方成比例。局扇的空动噪声就是旋转噪声与涡流噪声相互叠加的结果。局扇的机械噪声主要有驱动电机的电磁声和机壳辐射噪声。要对局扇的噪声进行有效控制，首先应控制其噪声源，然而，对于转速高大2900r／min，噪声高达95dB(A)以上的局扇，要使噪声降小于85dB(A)以下，确实很难。因此还必须再考虑从传播路径上来控制噪声。由于局扇噪声的辐射部位主要是进、出气口和机壳。因此，在传播路径上对局扇实施噪声控制时，应同时考虑进、出气口和机壳的辐射。
 预防从局扇气动噪声产生机理可知，合理的气动设计是获得低气动噪声最根本的方法，通流部件结构参数的合理选择配匹不但可获得高的效率，而且相应的噪声水平也低。因此，在局扇的降噪设计和改造中主要应考虑以下几方面：
 (1)动叶与静叶数合理配匹。对动叶前(后)有静叶的局扇而言，动叶与静叶数合理配匹可有效降低其互干扰噪声，动叶与静叶叶片数的选择原则为：动叶数z为偶数时，静叶数取z一1；动叶数z为奇数时，静叶数取z一(1～2)。
 (2)进风口元件结构的合理设计。首先， 由于局扇静叶或支撑的后缘的轴向距离很短，且静叶或支撑位于高速流端面上。因此，从静叶或支撑尾部脱落下来的强度较大的涡流尾迹直接与动叶发生相互干扰作用，将导致局扇旋转噪声的增加，静叶或支撑尾流的存在还破坏了叶轮进风口流场的均匀性，这将导致局扇的宽频涡流噪声增加。采用减少导流体支撑数，将支撑布置在喇叭口的进风口端面上，并增大局扇进风口部件的轴向尺寸，可使支撑位于气流速度不大的位置，使支撑尾部脱落下来的涡流至动叶前缘时已基本衰减。其次，集流器的圆弧半径太小，使气流进入集流器时不能均匀加速，不均匀的进风口流场不但流动阻力增加，而且会使局扇的噪声提高。若采用两段圆弧构成的喇叭口，增大集流器的圆弧半径，并适当改变整流罩的锥度，可使气流在集流器和整流罩之间均匀加速。
 (3)减少动叶叶（图中的6）尖与机壳（图中的8）间的间隙。由于动叶叶尖与机壳间的间隙的存在，使动叶吸力面与压力面之间产生压差流动(二次流)，它形成叶尖涡流并产生澡流噪声。减小叶尖与机壳间的间隙，可使分离的涡流在叶尖处产生的力波动和间隙回流减弱，同时使作用于随后叶片的干扰力减弱，从而降低噪声。
 (4)合理的动叶与静叶间的轴向间距。在局扇运行时，气流与叶片作相对运动时，叶片后缘的气流尾迹中，速度及压力均小于主流区，使叶栅后的气流速度与压力成一定的关系。
 通过上述的方法可以降低风机的噪音这是局部通风机进行改进的方面之一，这样可以为井下工人的开采活动提供一个良好的工作环境同时降低井下的噪音为指挥工作提供便利的条件，因为噪声的原因连在井下说话都是一件费事的活动。如果噪声的问题得到一定的控制对于工人还是领导都是一件很好的事，也避免了工人在听取领导的指挥时由于没有听清楚而造操作的失误。再者噪音的降低的同时降低了通风机的振动，为风机的安全工作提供了一个良好基础。再者通风机也是一台耗电的机器，为了节约能源国家已经规定厂家生产的通风机的效率不能低于百分之八十，因此在节约能源的方面也有一定的改进的方面之一。因为在开凿巷道的同时目前的局部通风机不论开始还是到最后，它的转速始终是不变的。如果按照最后满足工人工作的条件的话，那么局部通风机在大多数时间在做无用功，这些时候浪费了多少的电能。如果通风机有几个转速的话，在开始的时候低速的旋转。在掘进过程中随着巷道的不断地延伸通风机的转速不断地加速，这样既可以满足工作的需要而且也是一个节能的好办法。同时还会增加通风机的使用寿命，减少了通风机的维护和维修的时间。提高了井下作业的效率。
 通过这次的实习使我们认识到了我们学习的书本的知识的局限性，我们的知识是那么的有限，书本上的知识与实际的知识是不一样的书本的知识的学习的在好也许要实际的检验，这可能就是我们所为的实践是检验理论的真理，我们知道了我门的不足，还有许多的东西值得我们去学习，我们非常的感谢学校和矿物局给了我门这次学习实习的机会。我们在这次的学习中学到了很多的书本上没有的知识。同时为毕业设计提供了一定的实践基础。