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3.3 附属设施
3.3.1 置换风门、反风风门、监测密闭风门和检修风门应根据不同要求设置。
3.3.2 风门应符合下列规定:
1 动作应灵活可靠,密闭性应好,并应便于检修更换;在寒冷地区用以操作的风门及反风风门应有防冻结措施。
2 强度足够,风门与门框密接部分应平整、不易变形。
3 活动阻力应小。大尺寸风门若风压大,开闭困难,可设置减荷机构。
4 计算荷载应按服务年限内的最大风压计算,并应计入1.1~1.2的备用系数。
5 材料宜采用Q235钢或Q345钢,质量等级不宜低于B级。焊接风门不应采用沸腾钢,腐蚀性较强的环境宜采用耐蚀钢。
6 风门宜采用焊接结构。焊条应符合现行国家标准《碳钢焊条》GB/T5117或《低合金钢焊条》GB/T5118的规定,其型号应与主体金属的力学性能相适应。焊缝和焊接工艺应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的规定。
7 操作风门及反风风门均应配有驱动装置,可采用电动机无绳传动方式。当采用风门绞车驱动时,风门绞车宜采用电动手摇两用绞车,并宜集中布置、集中操作。
8 用于风门绞车的钢丝绳的安全系数不应小于4。
9 风门应有防腐蚀措施。
3.3.3 主要通风机的出风侧应装设扩散器,扩散器的效率不宜低于50%,出口断面内不宜有涡流区,并应符合下列规定:
1 离心式通风机的金属扩散器,其结构尺寸可按本规范附录A设计,扩散角可取8°~10°,出入口面积比可取3~4。材料和制造工艺应符合第3.3.2条第5款和第6款的要求,并应有防腐蚀措施。
2 混凝土扩散器(塔)的结构尺寸应符合下列规定:
1)立式扩散塔宜采用圆锥形,其几何尺寸应采用厂家资料,当无厂家资料时,其出入口面积比可取3.5。弯道内应装设导流叶片;
2)水平扩散器宜采用扁平矩形,出风口应斜向上方,外侧出风角度不宜大于45°,内侧出风角度宜为51°~53°。塔高宜取风道高度的2倍,并不得小于风道高度的1.4倍。其水平段向外应有不小于4‰的下坡度,在最低处应设集水坑,并应以水槽引出。
3.3.4 风硐(道)设计应符合下列规定:
1 最大风速不得超过15m/s。
2 设计风速不宜超过12m/s。
3 宜避免弯道和截面大小急剧变化。
4 风流转向处应做成流线型,并应具有合理的几何尺寸。
5 风硐与风井的夹角不宜大于45°。
6 风道交叉点的夹角不宜大于60°,并应呈流线型。
7 后期需另建风机房时,在风道适当位置处应预留接口。
8 距风机进风侧1~2m处宜装设防护栅栏。
9 当场地条件允许时,风道水平直线段长度应满足测试要求,不宜小于风道高度(宽度)的6倍。风道布置应符合图3.3.4的规定。
图3.3.4 风道布置
10 在满足测试要求条件下风道宜短,但其长度应比风硐与风井接口处至风井防爆门的距离至少长10m。风道弯道数量应最少。
11 风道应有向风井方向的下坡,其坡度不宜小于5‰,临近风井1~2m处应设置不低于1.2m的防坠栅栏。
12 压入式通风的风道应至少装设两道防火门,防火门应采用不燃材料制作,并应具有防腐蚀性能。
13 风道内设置的任何物件均应防火、防锈、并应可靠固定。
3.3.5 噪声防治应符合下列规定:
1 主要通风机站的噪声值超过规定时,应装设消声装置。
2 消声装置应设置在风机的出风侧,压入式主要通风机站若临近生产区或生活区,尚应在进风侧装设消声装置。
3 消声装置的有效面积不应小于风道面积。
4 消声装置的结构和位置应便于维修、更换和清洗。
5 消声装置应采用不燃或阻燃材料制作。
6 消声装置应具有防腐蚀性能。
7 主要通风机站临近生产区或生活区,必要时机房门窗可采取消声或隔音措施。
8 主要通风机站的值班室应密闭隔音。
3.3.6 压入式主要通风机站的进风孔应装设百叶窗,并应符合下列规定:
1 百叶窗的有效面积不应小于进风道的面积。
2 通过百叶窗的风速不宜超过5m/s。
3 进风孔的百叶窗应采用不燃材料制作。
3.3.2 风门特别是置换风门和反风门等与主要通风机运行的可靠性、经济性和方便性关系很大,为此本条从灵活可靠、密闭性好、检修方便以及阻力、强度、材料、焊接、驱动和防腐蚀等方面提出要求。
3.3.3 主要通风机出风口的风速往往高达30m/s,甚至更高,约占通风机所产生能量的35%~40%。如何回收这一部分能量,是扩散器设计的基本课题。离心式通风机不带扩散器,轴流式通风机不带外扩散器,均需设计部门自行设计。设计的基本原则有二:一是效率要高;二是在条件允许、经济合理的情况下高度应尽量高些,以减少对环境的污染。
为此,根据前苏联中央流体动力学研究所有关资料、《矿井扇风机性能测定技术》、《流体力学及流体机械》、《矿井通风》、《矿内空气动力学与矿井通风系统》及《矿井通风系统分析与优化》等文献,对扩散器的设计提出一些规定。离心式通风机扩散器的几何尺寸,可参照附录A的曲线图进行设计,其出风口高度一般均较高。轴流式通风机的扩散塔和离心式通风机水平扩散器应注意其高度,特别是临近生活区和办公区的主要通风机站。
3.3.4 关于本条说明如下:
本条第1、2款系根据现行《煤矿安全规程》(2006年版)关于风道允许最高风速为15m/s,以及“矿井通风系统安全可靠性指标”关于主要通风机能力备用系数为1.2,确定风道正常风速不宜超过12m/s。
本条第3~6款旨在减少风道阻力和风道长度。
本条第8款和第11款系根据《煤矿安全规程》1992年版《执行说明》而做出的规定。在临近风井1~2m处设置防护栅栏,旨在防止人员坠落;在距风机进风侧1~2m处设置防护栅栏,旨在防止人员或物件被吸入主要通风机。
本条第12款系根据现行《煤矿安全规程》(2006年版)第220条:“压入式通风机的风道应至少装设两道防火门”而规定的。
风道长度与经济性、安全性、测试要求和场地条件有关。从经济性看,风道越短越好,但从主要通风机站的安全性看,根据《煤矿安全规程》1992年版《执行说明》第126条规定,其长度至少应比风硐与风井接口至风井口的距离长10m。至于从通风机性能测试要求看,迄今说法各异,归纳如下:
——测试点应设置在风道直线段内,与上、下游局部阻力点的距离分别不小于4倍和2倍的风道高度。
——静压测点布置在风道直线段内,距通风机吸风口(或排放口)2倍动轮直径以远的稳定风流中。风量测点布置在风道直线段内,对风道直线段的长度,有的未指明;有的指出:测点上游距整流栅3倍风道宽度,下游距弯道2倍风道宽度,直线段长度约为7倍风道宽度再加2m;有的指出:前方不小于巷道宽度的3倍,后方不小于巷道宽度的8~10倍。
——测点布置在稳定的直线段上,距叶轮2.5~3倍的叶片长度处。
——静压测点布置在距通风机入口500~700mm处,风量测点布置在风道直线段,上游距整流栅3倍风道高度,下游距弯道2倍风道高度,总长约7倍风道高度再加2m。
——静压测点布置在工况调节装置与通风机进风口之间的风道直线段上的风流稳定处,轴流式通风机可在距进风口1倍动轮直径处,单吸风口的离心式通风机应布置控制闸门后2倍动轮直径以远处,双吸风口的离心式通风机应在风道分支前1倍动轮直径处。风量测点可布置在风道中距通风机进风口3~4倍动轮直径处。
虽然说法不一,但有一点是共同的,即测点宜布置在稳定风流段,以保证测试的精确性。据此并根据设计部门以往采用的数据,本规范暂仍沿用第一种说法:测点宣布置在风道直线段内,与上、下游局部阻力点的距离分别不小于4倍和2倍的风道高度(宽度)。此长度比最短的长,比最长的短,又为以往设计部门采用,故若场地条件允许,风道长度按此设置有利于测试的精确性和方便测量。若场地条件不允许,风道长度可不受此限定,测试点位置可根据具体条件设置,但精确性和方便性稍差些。
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