(七)矿井风量调节

矿 井 风 量 调 节
式中
1、矿井局部风量调节
2、降低风阻调节法及计算
（1）扩大巷道断面的计算
如图7.8中1支路巷道全长L1（m）的断面扩大到S’1（m2），则
R1 '
1 ' LU 1 1'
S1 '3
Q 3
R3Q3
2 4
R2Q2
Q
R1’—断面扩大后1分支的风阻，N· s2/m8； α1‘—断面1扩大后的摩擦阻力系数，N· s2/m4； U1’—巷道1扩大后的周长，m。
2 5
a4—需要新开掘的巷道摩擦阻力系数，可根据支护形式预先选取； L4—新开掘巷道的长度，m。
其它降阻方式：缩短风流路线总长度、清除巷道内的局部阻力物、采用阻力
小的支护形式等。
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1、矿井局部风量调节
降阻调节法的优缺点分析： 优点：降阻调节法可使矿井总风阻减少，若主要通风机风压特性曲线不变，矿
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1、矿井局部风量调节
2、增加风阻调节法的措施
（1）风窗调节装置
调节风窗一般安设在回风侧，以免影响运输。当必须安设在运输巷道时， 可采取多段调节，即用若干个大面积调节风窗代替一个面积较小的调节风窗， 且满足小面积风窗的阻力等于这些大面积风窗的阻力之和。 采区内的调节风窗，一般安设在工作面的回风侧，以免影响运输，而且窗 口应设在风门上部，以有利于排出瓦斯。但对于压入式通风矿井，当采空区有 地面塌陷漏风时，则不宜安装在回风侧。因为风窗在回风侧时，工作面的相对 压力较大，外部漏风更大。
井总风量会增加。
缺点：这种方法工程量大、投资多、施工时间较长。 适用条件：降阻调节法多在矿井增产、老矿挖潜改造或某些主要巷道年久失
修的情况下，用来降低主要风路中某一段巷道的通风阻力。
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1、矿井局部风量调节
三、增加风压调节法 1、增加风压调节法的原理
增加风压调节法就是两条并联分支风路
1 R1Q1 图7.8 降低风阻调节
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1、矿井局部风量调节
U1 C S1
则巷道1扩大后的断面面积公式为：
2 5
式中
C—巷道断面系数
a1 L1C S1 R 1
如果采用改变摩擦阻力系数降阻时，减小后的摩擦阻力系数公式为：
R1S13 a1 LU 1 1
1、矿井局部风量调节
增阻调节法的优缺点分析： 优点：简便、经济、易行，是采区内巷道间的主要调节措施。 缺点：这种方法会使矿井的总风阻增加，若主要通风机风压特性曲线不变，会
导致矿井总风量下降；否则，就得改变主要通风机风压特性曲线，以弥补增阻 后总风量的减少。
适用条件：此方法只适用于服务年限不长、调节区域的总风阻占矿井总风阻
2、矿井总风量调节
对全矿总风量进行增减的调节称为矿井总风量调节。其主要是调整主要通 风机的工况点，方法是改变主要通风机的风压特性曲线，或改变主要通风机的 工作风阻。
一、改变主要通风机风压特性曲线调节法
1.改变主要通风机的转速
主要通风机的风量与转速成正比，风压与转速的平方成正比。因此，改变
主要通风机转速，可使主要通风机的风压特性曲线发生变化，转速越大，主要 通风机的风量和风压越大。
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1、矿井局部风量调节
3、增加风阻调节法的特点
矿井总风量的减少值与主要通风机性能曲线 的陡、缓有关。若加在并联巷道的剩余风压特 性曲线越缓，调节前后的阻力差越大，（风量 差越小）则调风越困难；反之，如剩余风压特 性曲线越陡，则调风越容易。
如图7.7所示，I为轴流式通风机的风压曲线，
Ⅱ 为离心式通风机的风压曲线。 R 、 R’ 为调节 前后的风阻曲线，与I、Ⅱ分别交于 a、b和a’、 b’；从而得出总风量的减少值△Q和△Q’。从图 中看出，△Q’>△Q，表明通风机的风压曲线愈 陡，总风量的减少值愈小，反之则愈大。
图7.7 通风机风压曲线陡缓 对调风的影响
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2、辅助通风机的选择
（1）辅助通风机的风压
辅助通风机的风压，就是并联风网 的两分支的阻力差。则有
2 h辅 R2Q2 R1Q12
（2）辅助通风机的风量
辅助通风机的风量，就是该 巷道的需风量，即
Q辅 Q2
根据计算得到的风压和风量， 可选择合适的辅助通风机。
R1、R2—1、2分支的风阻， N· s2/m8 ； Q1、Q2—1、2分支的需风量，m3/s；
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1、矿井局部风量调节
风窗一般安设在风桥之后（图7.2b）。如果将风窗安设在风桥之前（7.2a）， 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；如果将风窗安设在风桥之后，则风桥漏风量即可减少。
图7.2 风窗的安设位置图
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S窗
QS 0.65Q 0.84S h窗
S窗
S 0.65 0.84S R窗
图7.1 调节风门、调节风窗
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或
1、矿井局部风量调节
当 S窗/S＞0.5 时，
S窗
QS Q 0.759S h窗
S S窗 1 0.759S R窗
式中 S窗—调节风窗的窗口面积，m2； S—巷道的断面积，m2； Q—通过的风量，m3/s； h窗—调节风窗的阻力，Pa； R窗—调节风窗的风阻，N· s2/m8。
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1、矿井局部风量调节
（2）开掘并联巷道的计算
在生产中，当不便扩大巷道断面或改变支护方式时，可考虑在适当地点， 另开掘并联巷道的办法来降低风阻。如图7.8所示，按需分配给并联两风路的风 量分别为Q1、Q2。若2、3两风路阻力之和大于并联的1风路的阻力，即h2+h3>h1， 可考虑另开掘4和巷道3并联，以降低整个风路的阻力，使整个并联网络阻力达 到平衡，即
h34 h2 h1
式中
h34—3、4两并联巷道的总阻力，Pa；
h2、h1—2、1巷道的阻力，Pa。
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R4
1、矿井局部风量调节
（2）开掘并联巷道的计算
由上式的3、4两并联巷道的总风阻值为：
h1 h2 R34 2 Q2
新开掘并联巷道4的风阻值为：
1 1 1 R R 34 3
2

1 Q2 1 h h R 1 2 3
2
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式中
1、矿井局部风量调节
新开掘的并联巷道的断面为：
2 a4 L4C 5 S4 ( ) R4
以上两式合并得：
2 Q2 1 S4 a4 L4C h h R 3 1 2
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1、矿井局部风量调节
3、辅助通风机的安装和使用
图7.10 增压通风机的安装
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1、矿井局部风量调节
3、辅助通风机的安装和使用
（1）为了保证新鲜风流通过辅助通风机而又不致防碍运输，一般把辅助通风机 安设在进风流的绕道中，如图7.10所示，但在进风巷道中至少要安设两道自动 风门，其间距必须满足运输的要求，风门必须向压力大的方向开启。如果把辅 助通风机安设在回风流中，安设方法基本相同，但要设法引入一股新鲜风流给
1、矿井局部风量调节
3、增加风阻调节法的特点
增阻调节使风网总风阻增加，如 果主通风机特性曲线不变，总风量 会减少，在一定条件下，可能达不 到风量调节的预期效果。 如图 7.6 所示，已知主要通风机 风压曲线I和两分支的风阻曲线 R1、 R2，并联风网的总风阻曲线 R。R与 I 交点 a 即为主要通风机的工作点， 自a作垂线和横坐标相交，得出矿井 总风量Q。 图7.6 增阻法调节分析
内需风量的变化。这些变化导致井下各用风地点的实际风量与需风量产生较大
差异，甚至引起矿井总风量的供需变化。为了保证井下风流按所需的风量和预 定的路线流动，就需要对矿井风量进行调节，这是矿井通风管理的重要内容。
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1、矿井局部风量调节
将在采区内、采区之间和生产水平之间的风量调节称为矿井局部风量调节。 主要方法有增加风阻调节法（增阻法）、降低风阻调节法（降阻法）和增加风压 调节法（增压法）。
的比重不大的采区范围内。对于矿井主要风路，尤其是阻力搭配严重不均的矿 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 风状况变差。
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1、矿井局部风量调节
二、降低风阻调节法 1、降低风阻调节法的原理
降阻调节法与增阻调节法相反。当两并联巷道以按需分配的风量计 算的通风阻力不相等时，以小阻力分支阻力值为依据，设法降低大阻力 巷道的风阻，使并联网络风压平衡，达到风量按需分配的目的。
矿井风量调节
白彦龙
矿 井 风 量 调 节
目的：在矿井生产过程中，矿井通风网络的供风量会因采区边界的延伸、水平
向深部延伸、工作面开采强度的增大、工作面因地质条件通风断面发生变化，
以及瓦斯等有毒有害气体涌出量的变化、温度的变化、粉尘的变化，矿井在不 同时期自然风压、灾变时期以及通风网络改善等发生变化，都会引起通风网络
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1、矿井局部风量调节
3、增加风阻调节法的特点
从 a 作水平线和 R1 、 R2 交于 b 、 c 两点，由这两点作垂线分别得两风 路的风量Q1和Q2。如在1风路中安设 一风阻为R窗的调节风门，则该风路 的总风阻为R1’＝R1＋R窗。在图上绘 出R1’曲线，并绘出R1’和R2并联的风 阻曲线 R’ 。由 R’ 与 I 的交点 a’ 得出调 节后的矿井总风量 Q’ 。由 a’ 作水平 线交 R1’ 和 R2 于 b’ 和 c’ ，自这两点得 出风量分别为Q1’和Q2’。 图7.6 增阻法调节分析
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1、矿井局部风量调节
3、增加风阻调节法的特点
当风机性能不变时，由于矿井 总风阻增加，使总风量减少，其减 少值为△Q＝Q－Q' ，安装调节风门 的分支中风量也减少，其减少值为 △Q1＝Q1－Q1'；另一分支风量增加， 其增加值为△Q2＝Q2' －Q2。显然减 少的多，增加的少，其差值就等于 总 风 量 的 减 少 值 ， 即 △ Q=△Q1 － △Q2。 图7.6 增阻法调节分析
措施。重新启动辅助通风机之前，应检查附近20m内的瓦斯浓度，只有在不超
过规定时，才允许启动风机。 （3）采空区附近的巷道中安设辅助通风机时，要选择合适的位置。否则，有可
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能产生通过采空区的循环风或漏风，甚至引起采空区的煤炭自燃。
（4）严禁在煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出的矿井中安设辅助通风机。
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风机的电动机通风，使电动机在新鲜风流中运转。为此，安设电动机的硐室必
须与回风流严密隔开。若回风流中瓦斯浓度持续稳定较低，煤尘浓度低，可以 选择专门的不容易产生火花的通风机，并安设瓦斯电、风电闭锁装置和防尘装 置。
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1、矿井局部风量调节
3、辅助通风机的安装和使用
（2）如果辅助通风机停止运转，必须立即打开进风巷道中的风门，以免发生相 邻区域的风流逆转，甚至产生循环风。此时，应根据具体情况，采取相应安全
一、增加风阻调节法 1、增加风阻调节法的原理
增加风阻调节法是在阻力不相等的并联网络中，增加阻力较小的风路的风 阻，使两并联风路阻力相等，从而达到风量按需分配的目的
矿 井 风 量 调 节
或
1、矿井局部风量调节
如图7.1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局部阻力 调节风窗开口面积计算如下： 当 S窗/S≤0.5 时，
（系统）中，当以按需分配的风量计算的通
风阻力不等时，以阻力小的风路的阻力为依 据，在阻力较大的风路中安设1台辅助通风机， 让辅助通风机产生的风压克服一部分阻力， 使并联网路达到阻力平衡，从而达到风量调 节的目的。如图7.9所示。
图7.9 增压调节法原理
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式中
1、矿井局部风量调节
矿 井 风 量 调 节
2、矿井总风量调节
1.改变主要通风机的转速
如图7.11所示，一台离心式通风机在转速为n1时，其风压特性曲线为Ⅰ。如 果实际产生的风量（Q1）不能满足矿井需风量（Q2）时，可用比例定律求出该 风机所需新的转数n2，即：
Q2 n2 n1 Q1
绘出新转速 n2 时的风压特性曲线， 它与矿井总风阻曲线 Q 的交点 M 即为通 风机新的工况点，通风机的转速由n1增 加到n2。 图7.11 改变通风机的转速调节风量