矿井风量调节

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：
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：
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
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。
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。
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。
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？
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。
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）。
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
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;
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。
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
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——调节风窗的面积，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
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 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。
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
题6-2 扩大断面调节