矿井风量调节

四、三种调节法的评价（讨论）




增阻调节法的优点是简便、经济、易行。但由于它增加了矿井总 风阻，矿井总风量要减少，因此这种方法只适于服务年限不长、 调节区域的总风阻占矿井总风阻的比重不大的采区范围内。对于 矿井主要风路，特别是在阻力搭配不均的矿井两翼调风，则尽量 避免采用。否则，不但不能达到预期效果，还会使全矿通风恶化。 减阻调节法的优点是减少了矿井总风阻，增加了矿井总风量。但 实施工程量较大、费用高。因此，这种方法多用于服务年限长、 巷道年久失修造成风网风阻很大而又不能使用辅助通风机调节的 区域。 辅助通风机法调节的优点是简便、易行，且提高了矿井总风量。 但管理复杂，安全性较差。因此，这种方法可在并联风路阻力相 差悬殊、矿井主要通风机能力不能满足较大阻力风路要求时使用。 总之，上述三种风量调节方法各有特点，在运用中要根据具体情 况，因地制宜选用。当单独使用一种方法不能满足要求时，可考 虑上述方法的综合运用。
Q1 1
Q R1 R2

30 16.5, m3 / s 0.8 1 1.2
则
Q2＝Q－Q1=30－16.5=13.5m3/s
如按生产要求，1分支的风量应为Q’1＝5m3/s，2分支 的风量应为Q’2＝25m3/s，显然自然分配的风量不符合要 求，按上述风量要求，两分支的阻力分别为：
h1 R1Q1 '2 0.8 52 20 Pa h2 R2Q2 '2 1.2 252 750 Pa
降阻调节与增阻调节相反。为保证风量按需分配， 当两并联巷道的阻力不等时，以小阻力为依据，设法 降低大阻力巷道的风阻，使网孔达到阻力平衡。 根据式： LU R S3 降阻的主要办法是扩大巷道的断面。如把巷道 全长L(m)的断面扩大到S1'， 则 1 ' L1 'U1 ' R1 ' S1 '3 式中 α1'—巷道1扩大后的摩擦阻力系数，N· s2/m4;
用下式计算调节风CHUANG的 面积： 当S窗/S≤0.5时：
QS S窗 0.65Q 0.84S h窗
当S窗/S >0.5时：
或
S窗
S , N s 2 / m8 0.65 0.84S R窗
S窗
QS Q 0.759S h窗
或
S窗
QS Q 0.759S h窗
式中： R窗—调节风门的风阻，R窗＝h窗/Q2，N· s2/m8 。 S窗——Байду номын сангаас节风窗的面积，m2 S——巷道的净断面积，m2 Q——通过风窗的风量，m3/s h窗——调节风窗阻力，Pa
二、 减阻调节法
降阻调节法与增阻调节法相反，它是以并
联网路中阻力较小风路的阻力值为基础，使阻
力较大的风路降低风阻，以达到并联网路各风 路的阻力平衡。 巷道中的风阻包括摩擦风阻和局部风阻。 当局部风阻较大时，应首先降低局部风阻；当 局部风阻较小摩擦风阻较大时，则应降低摩擦 风阻。降低摩擦风阻的主要方法是扩大巷道断 面或改变支架类型（即改变摩擦阻力系数）。
U1'一巷道1扩大后的周界，随断面大小和形状 而变化。
U1 ' C S1 ', m
C—决定于巷道断面形状的系数， 对梯形巷道：C＝4.03～4.28； 对三心拱巷道：C＝3.8～4.06； 对半圆拱巷道，C＝3.78～4.11。 由上式得到巷道1扩大后的断面积为：
S1 ' (
1 ' L1C
2. 改变通风机的转数 转数愈大，通风机的风量和风压愈大。某压入式通风的 矿井，其离心式通风机的全风压特性曲线为Ⅰ，转数为n' (r/min)。它和工作风阻曲线相交于M'点，产生Qf '(m3/s)的风 量和hft '(Pa)的全风压。如果生产要求通风机应产生的风压为 hft(Pa)，通过的风量为Qf(m3/s)。用比例定律可以求出新转数 n，即：
题6-2 扩大断面调节
3．增压调节法的优缺点及适用条件 增压调节法和降阻调节法比较，由于前者在阻力较大 的风路中安装辅助通风机，故可不必提高主要通风机用于 这条风路上的风压，而风量增大了，相当于主要通风机对 这条风路的工作风阻下降，这点和降阻调节法很类似。但 比降阻调节法施工快，施工也较方便，但管理工作较复杂， 安全性比较差。 和增阻调节法比较：虽然增压调节法要增加辅助通风 机的购置费，安装费，电力费和绕道的开掘费等，但它若 能使主要通风机的电力费降低很多，服务时间又长时，还 是比较经济的。缺点是管理工作比较复杂，安全性比较差， 施工比较困难。 并联风网中各条风路的阻力相差比较悬殊，主要通风 机风压满足不了阻力较大的风路，不能采用增阻调节法， 而采用降阻调节法又来不及时，可采用增压调节法。
n
n ' Qf Qf '
, r / min
改变通风机转数的方法，主要用于离心式通风机(因为
轴流式通风机可以改变动轮叶片安装角度)。它的具体做法 是；如果通风机和电动机之间是间接传动的，可改变皮带 轮直径的大小来增加转数，如果通风机和电动机之间是直 接传动的，则改变电动机的转数或更换电动机。
改变主要通风机工作风阻的调节法
第六章
矿井风量调节
原因：自然分配不能满足作业地点的风量要求；随着
工作面的推进或更替，巷道风阻等参数均在不断变化中，需
要及时进行风量调节。 重要性：风量调节是矿井通风技术管理中一项经常性的 工作，它对矿井安全生产和节约通风费用都有重大影响。
第一节
第二节 第三节
局部风量调节
矿井总风量调节 风机的联合运转
1.降阻调节的计算 如下图的并联风网，两巷道的风阻分别为R1和R2， 所需风量为Q1和Q2，则两巷道的阻力分别为： h1＝R1Q12， Pa h2＝R2Q22，Pa 如果h1>h2，则以h2为依据，把h1减到h1’，为此，须 把R1降到R1’，即： h1’＝R1’Q12＝ h2 ， Pa
R1 ' h2 Q12
3）风窗一般安设在风桥之后（图6-7b）。如果将风窗安设在 风桥之前（图6-7a），由于风流经风窗后压降很大，造成风桥 上、下风流的压差增大，可能导致风桥漏风增大。
讨论：增阻调节法的优缺点与适用条件 这种调节法具有简便、易行的优点，它是采区内 巷道间的主要调节措施。但这种调节法使矿井的总风 阻增加(特别是在矿井主要风流中安设调节风门时， 矿井总风阻增加较大，如在采区以内的次要风流中安 设调节风门时，则对矿井总风阻影响较小)，如果风 机风压曲线不变，势必造成矿井总风量下降，要想保 持总风量不减少，就得改变风机风压曲线(详见下节)， 提高风压，增加通风电力费用。因此，在安排产量和 布置巷道时，尽量使网孔中各风路的阻力不要相差太 悬殊，以避免在通过风量较大的主要风路中安设调节 风门。
3）辅助通风机停止运转时，必须立即打开巷道中的自 动风门，以便利用主要通风机单独通风。当主要通风机 停止运转时，辅助通风机也应立即停止运转，同时打开 自动风门，以免发生相邻采区风流逆转、循环风再流入 辅扇；此时还需根据具体情况，采取相应的安全措施。 重新开动辅助通风机以前，应检查附近20m以内的瓦斯 浓度，只有在不超过规定时，才允许开动辅助通风机。 4 ）安设辅助通风机的地点应选择在围岩稳定、坚固处， 避免发生漏风； 如：在采空区附近的巷道中安置辅助通风机时，要 选择合适的位置，否则，有可能产生通过采空区的循环 风或漏风，加速采空区的煤炭自燃。
2.使用增阻调节法的注意事项 1) 调节风门应尽量安设在回风巷道中，以免妨 碍运输。当非安设在运输巷道不可时，则可采取多 段调节，即用若干个面积较大的调节风门来代替一 个面积较小的调节风门(这些大面积调节风门的阻 力之和，应等于小面积调节风门的阻力)，此时大 面积的调节风门可让运输设备通过。
2) 在复杂的风网中，要注意调节风门位置的选择，防止 重复设置，避免增大风压和电耗。
第一节 局部风量调节
主要包括以下形式： 增阻调节法
降阻调节法
增压调节法
一、增阻调节法
增阻调节法就是以并联网路中阻力大的风 路的阻力值为基础，在各阻力较小的风路中增 加局部阻力（安装调节风门、窗），使各条风 路的阻力达到平衡，以保证各风路的风量按需 供给。
1．增阻调节的计算 有一并联风网，其中R1＝0.8N· s2/m8 ， R2＝1.2N· s2/m8。若总风量Q＝30m3/s，则 该并联风网中自然分配的风量分别为：
第二节 矿井总风量调节
在矿井开采过程中，由于矿井产量和开采条件
不断变化，常常要求调节矿井总风量。矿井总风量
调节的主要措施是改变主要通风机的工况点，其方 法有： • 改变主要通风机的特性曲线 • 改变主要通风机的工作风阻曲线
6.6.1 改变主要通风机特性曲线的调节法
1. 改变轴流式通风机动轮叶片的安装角度
R1 '
) , m2
2 5
如果所需降阻的数值不大，而且客观上又无法 采用扩大巷道断面的措施时，可改变巷道壁面的平 滑程度或支架型式，以减少摩擦阻力系数来调节风 量。改变后的摩擦阻力系数可用下式计算：
R1 ' S1 '2.5 1 ' , N s 2 / m4 L1 ' C
2. 降阻调节的分析 降阻调节的优点是使矿井总风阻减少。若风机风 压曲线不变，采用降阻调节后，矿井总风量增加。因 而，在增加风量的风路中风量的增加值将大于另一风 路的风量减少值，其差值就是矿井总风量的增加值。 但这种调节法工程量最大，投资较多，施工时间也较 长。所以降阻调节多在矿井产量增大或原设计不合理， 或者某些主要巷道年久失修的情况下，用来降低主要 风流中某一段巷道的阻力。 一般，当所需降低的阻力值不大时，应首先考虑 减少局部阻力。另外，也可在阻力大的巷道旁侧开掘 并联巷道。在一些老矿中，应注意利用废旧巷道供通 风用。
为保证按需供风，必须使两分支的 风压平衡。为此，需在1分支的回风段 设置一调节风门，使它产生一局部阻 力her=h2－h1＝750－20＝730Pa。调节 风门的形式如右图所示，在风门或风 墙的上部开一个面积可调的矩形窗口， 通过改变调节风门的开口面积来改变 调节风门对风流所产生的阻力hw，使h 窗＝hev＝730Pa。
例题1：P122

例题2：如下图所示：为某采区两个采煤工作面的 通风网路图。已知两风路的风阻值R1=0.8NS2/m8， R2=1.0NS2/m8，s=4m2,若总风量Q=12m3/s，则该 并联网路中自然分配的风量分别为多少?如按生产 要求，1分支的风量应为QⅠ=4.0 m3/s，2分支的风 量应为QⅡ=8.0 m3/s ,采用风窗调节，风窗应设在 哪个分支？风窗风阻和面积各是多少？
三、辅助通风机调节法 （增压调节法）
2．选择、安装和使用辅助通风机的注意事项 1） 在选择辅助通风机时，必须根据辅助通风机服务 期限以内通风最困难时的风量、风阻和风压等数值进行 计算。在通风不困难时，如果辅助通风机性能不能调整， 可在辅助通风机出风的风路上安设调节风门，以控制辅 助通风机的风压和风量，如果辅助通风机性能可以调整， 则应予以调整。 2） 为了保证新鲜风流通过辅助通风机而又不致妨碍 运输，一般把辅助通风机安设在进风流的绕道中，但在 巷道中至少安设两道自动风门，其风门的间距必须大于 一列车的长度，风门须向压力大的方向开启。如果安设 在回风流中，安设方法基本相同，但要设法(如利用大钻 孔)引入一股新鲜风流供给辅助通风机的电动机使用，使 电动机在新鲜风流中运转，为此，安设电动机的房间必 须和回风流严密隔开。
1、风硐闸门调节法
2、降低矿井总风阻
复习思考题
1、局部风量调节有哪几种方法，各有什么特 点？
2、矿井总风量调节的方法主要有哪些？

如题图6-2所示的通风系统，已知：R=1.5，R=0.9 Ns/m， L=1500m，L=1000m。因生产需要，两分支BCD、BDE的 风量均为20m/s，若采用全长扩大断面的调节措施，问需要 在哪个分支上扩大断面？断面扩大到多少平方米（扩大后巷 道断面形状为梯形，α=0.02）？（S=7.19 m）