通风安全学五章节矿井通风风量调节与系统分析.pptx

《通风安全学五章节矿井通风风量调节与系统分析.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《通风安全学五章节矿井通风风量调节与系统分析.pptx（100页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、会计学1通风通风(tng fng)安全学五章节安全学五章节 矿井通风矿井通风(tng fng)风量调节与系统分析风量调节与系统分析第一页，共100页。本章本章本章本章(bn zhn(bn zhn)主要内容主要内容主要内容主要内容 矿井通风系统是由通风动力、通风网矿井通风系统是由通风动力、通风网络和控制设备等要素组成的空间物理结络和控制设备等要素组成的空间物理结构实体。在正常时期其功能是保质保量构实体。在正常时期其功能是保质保量地为采掘作业地点地为采掘作业地点(ddi(ddi n)n)和需风场所供和需风场所供给新鲜空气，创造符合健康卫生标准的给新鲜空气，创造符合健康卫生标准的工作环境；在灾变时期

2、，具有防止和抗工作环境；在灾变时期，具有防止和抗御灾害扩大、减小灾害损失，为救灾创御灾害扩大、减小灾害损失，为救灾创造安全环境和条件的功能，是矿井安全造安全环境和条件的功能，是矿井安全生产的重要保障系统。生产的重要保障系统。矿井通风网络是矿井通风系统的一矿井通风网络是矿井通风系统的一种表现形式。通风系统中各井巷分配的种表现形式。通风系统中各井巷分配的风量及其方向遵循一定规律。风量及其方向遵循一定规律。第1页/共100页第二页，共100页。本章本章(bn zhn)主要内容主要内容 第一节 矿井通风系统图与网络图 第二节 通风网络中风流流动基本定律 第三节 简单网络特性 第四节 通风网络动态特性分

3、析 第五节 矿井风量调节第六节 应用(yngyng)计算机解算复杂通风网络 第七节 矿井通风系统分析第2页/共100页第三页，共100页。第一节第一节第一节第一节 矿井通风矿井通风矿井通风矿井通风(tng fng)(tng fng)系统图和网络图系统图和网络图系统图和网络图系统图和网络图一、矿井通风系统图及其绘制一、矿井通风系统图及其绘制 矿井通风系统图是煤矿安全生产必备的图件，是在矿井采掘工程平矿井通风系统图是煤矿安全生产必备的图件，是在矿井采掘工程平面布置图的基础上加工绘制而成的，反映矿井通风系统中各要素之间相面布置图的基础上加工绘制而成的，反映矿井通风系统中各要素之间相互关系及通风参数的

4、图纸。通风系统图上，一般应按图例标注互关系及通风参数的图纸。通风系统图上，一般应按图例标注(bio zh)以下内容：以下内容：（1）主要通风机的位置及其型号和工作参数；）主要通风机的位置及其型号和工作参数；（2）局部通风机的位置及其型号和参数；）局部通风机的位置及其型号和参数；（3）矿井和采区主要进、回风巷道名称及其风量和风流方向；）矿井和采区主要进、回风巷道名称及其风量和风流方向；（4）采、掘工作面和硐室名称及其风量；）采、掘工作面和硐室名称及其风量；（5）密闭墙、风门、调节门、风桥等通风构筑物和安全设施位置；）密闭墙、风门、调节门、风桥等通风构筑物和安全设施位置；（6）通风防火与防尘设施的

5、布置等，如有火区、积水区等应在图上进）通风防火与防尘设施的布置等，如有火区、积水区等应在图上进行标注行标注(bio zh)。第3页/共100页第四页，共100页。通风系统立体图通风系统立体图通风系统立体图通风系统立体图 矿井通风系统立体图是根据投影原理把矿井巷道的立体图投影矿井通风系统立体图是根据投影原理把矿井巷道的立体图投影矿井通风系统立体图是根据投影原理把矿井巷道的立体图投影矿井通风系统立体图是根据投影原理把矿井巷道的立体图投影到平面上而形成的图形。它能较好地表达巷道之间的立体关到平面上而形成的图形。它能较好地表达巷道之间的立体关到平面上而形成的图形。它能较好地表达巷道之间的立体关到平面上

6、而形成的图形。它能较好地表达巷道之间的立体关系，是进行通风系统设计和现场施工管理必不可少的资料。系，是进行通风系统设计和现场施工管理必不可少的资料。系，是进行通风系统设计和现场施工管理必不可少的资料。系，是进行通风系统设计和现场施工管理必不可少的资料。一般采用轴侧投影法绘制矿井通风系统立体图。轴侧投影的实一般采用轴侧投影法绘制矿井通风系统立体图。轴侧投影的实一般采用轴侧投影法绘制矿井通风系统立体图。轴侧投影的实一般采用轴侧投影法绘制矿井通风系统立体图。轴侧投影的实质就是把空间质就是把空间质就是把空间质就是把空间(kngjin)(kngjin)物体连同空间物体连同空间物体连同空间物体连同空间(k

7、ngjin)(kngjin)坐标轴投坐标轴投坐标轴投坐标轴投影于投影面上，利用三个坐标轴确定物体的三个尺度。其特影于投影面上，利用三个坐标轴确定物体的三个尺度。其特影于投影面上，利用三个坐标轴确定物体的三个尺度。其特影于投影面上，利用三个坐标轴确定物体的三个尺度。其特点是：平行于某一坐标轴的所有线段，其变形系数相等。点是：平行于某一坐标轴的所有线段，其变形系数相等。点是：平行于某一坐标轴的所有线段，其变形系数相等。点是：平行于某一坐标轴的所有线段，其变形系数相等。第一节第一节第一节第一节 矿井矿井矿井矿井(kungjng)(kungjng)(kungjng)(kungjng)通风系统图和网络图

8、通风系统图和网络图通风系统图和网络图通风系统图和网络图第4页/共100页第五页，共100页。第5页/共100页第六页，共100页。二、矿井通风网络二、矿井通风网络(wnglu)与网络与网络(wnglu)图绘制图绘制（一）通风网络（一）通风网络(wnglu)术语术语矿井通风网络矿井通风网络(wnglu)：用图论的方法对通风系统进行抽象：用图论的方法对通风系统进行抽象描述，用线表示井巷，用点表示井巷交汇点，用点线之间的连描述，用线表示井巷，用点表示井巷交汇点，用点线之间的连接关系表示矿井中风流的分合关系，由此得到的系统成为矿井接关系表示矿井中风流的分合关系，由此得到的系统成为矿井通风网络通风网络(

9、wnglu)。通风网络通风网络(wnglu)图：用直观的几何图形来表示通风网络图：用直观的几何图形来表示通风网络(wnglu)。1）分支（边、弧）：表示一段通风井巷的有向线段，线段的）分支（边、弧）：表示一段通风井巷的有向线段，线段的方向代表井巷中的风流方向。每条分支可有一个编号，称为分方向代表井巷中的风流方向。每条分支可有一个编号，称为分支号。支号。伪分支：不表示实际井巷的分支，如地面漏风和连接进、伪分支：不表示实际井巷的分支，如地面漏风和连接进、回风井口的地面大气分支，常用虚线表示。回风井口的地面大气分支，常用虚线表示。第一节 矿井通风(tng fng)系统图和网络图第6页/共100页第七

10、页，共100页。第7页/共100页第八页，共100页。2）节点（结点、顶点）：是两条或两条以上(yshng)分支的交点。342151234567第一节 矿井(kungjng)通风系统图和网络图第8页/共100页第九页，共100页。3）路（通路、道路）：是由若干条方向相同的分支首尾相连而成的线路。如图中125、1246和136等均是通路。4）回路：由两条或两条以上分支首尾相连形成(xngchng)的闭合线路称为回路。当回路中的非相邻节点间不存在分支时，该回路又称为网孔。如图中243、2563和1367都是回路，其中2-4-3是网孔，而2-5-6-3不是网孔。342151234567第一节 矿井(

11、kungjng)通风系统图和网络图第9页/共100页第十页，共100页。5）树：是指任意两节点间至少存在一条通路但不含回路的一类特殊图。由于这类图的几何(j h)形状与树相似，故得名。树中的分支称为树枝。包含通风网络的全部节点的树称为其生成树，简称树。6）割集：割集是网络分支的一个子集，将割集中的边从网络图中移去后，将使网络图成为两个分离的部分。第一节 矿井(kungjng)通风系统图和网络图第10页/共100页第十一页，共100页。（二）矿井通风网络图特点：）通风网络图只反映风流方向(fngxing)及节点与分支间的相互关系，节点位置与分支线的形状可以任意改变。）能清楚地反映风流的方向(fn

12、gxing)和分合关系，并且是进行各种通风计算的基础，因此是矿井通风管理的一种重要图件。第一节 矿井通风(tng fng)系统图和网络图第11页/共100页第十二页，共100页。网络图两种类型：一种是与通风系统图形状基本一致的网络图；另一种是曲线形状的网络图，如图5-1-3所示。一般常用曲线网络图。绘制步骤：1)节点编号 在通风系统图上给井巷的交汇点标上特定的节点号。2)绘制草图 在图纸上画出节点符号，并用单线条（直线(zhxin)或弧线）连接有风流连通的节点。3)图形整理 按照正确、美观的原则对网络图进行修改。第一节 矿井通风(tng fng)系统图和网络图第12页/共100页第十三页，共1

13、00页。通风网络图的绘制原则：1）用风地点并排布置在网络图中部，进风节点位于其下边；回风节点在网络图的上部，风机出口节点在最上部；2）分支方向基本都应由下至上；3）分支间的交叉尽可能少；4）网络图总的形状基本为“椭圆”形。5）合并节点，某些距离较近、阻力很小的几个节点，可简化为一个(y)节点。6）并分支，并联分支可合并为一条分支。第一节 矿井通风(tng fng)系统图和网络图第13页/共100页第十四页，共100页。通风网络图的简化方法：按通风系统图实际分支和节点画出的网络图过于复杂(fz)，应根据分析问题的需要进行简化。1）并边：简单的串联或并联分支可用一条等效分支代替。等效分支的风阻值，

14、按串、并联风阻计算公式求算。2）并点：阻力很小（如小于10Pa）的分支，可将其始末节点并为一个节点，压降很小的局部风网（如井底车场、采区车场）也可并为一个节点。3）断路：风阻很大的分支可视为断路。例如，一些漏风量很少的通风构筑物所在的分支可视为断路，在网络图中可不画出。第一节 矿井通风(tng fng)系统图和网络图第14页/共100页第十五页，共100页。风流在通风网络内流动时，除服从能量守恒方程（伯风流在通风网络内流动时，除服从能量守恒方程（伯努利方程）外，还遵守努利方程）外，还遵守(znshu)以下规律：以下规律：风量平衡定律风量平衡定律(dngl)能量平衡定律能量平衡定律(dngl)通

15、风阻力定律通风阻力定律(dngl)第二节 通风(tng fng)网络中风流流动基本定律第15页/共100页第十六页，共100页。一、风量平衡定律 风量平衡定律是指在稳态通风条件下，单位(dnwi)时间流入某节点的空气质量等于流出该节点的空气质量；或者说，流入与流出某节点的各分支的质量流量的代数和等于零，即第二节 通风(tng fng)网络中风流流动基本定律第16页/共100页第十七页，共100页。若不考虑风流密度的变化，则流入与流出某节点的各分支的体积流量（风量(fngling)）的代数和等于零，即：如图a，节点4处的风量(fngling)平衡方程为：上述节点扩展为无源回路，则风量(fngli

16、ng)平衡定律依然成立。16523图a第二节 通风(tng fng)网络中风流流动基本定律第17页/共100页第十八页，共100页。如图b所示，回路2-4-5-7-2的各邻接分支的风量满足如下关系：表明(biomng)：流入节点、回路或网孔的风量与流出节点、回路或网孔的风量的代数和等于零。一般取流入的风量为正，流出的风量为负。2178356图b第二节 通风网络中风流(fngli)流动基本定律第18页/共100页第十九页，共100页。二、能量平衡定律 假设：一般回路(hul)中分支风流方向为顺时针时，其阻力取“”，逆时针时，其阻力取“”。（1）无动力源（HN Hf）通风网路图的任一回路(hul)

17、中，无动力源时，各分支阻力的代数和为零，即：如图，对回路(hul)6中有：23456第二节 通风网络中风流(fngli)流动基本定律第19页/共100页第二十页，共100页。（2）有动力源 设风机风压Hf，自然风压HN。如图，对回路234 5 1中有：一般表达式为：即：能量平衡定律是指在任一闭合回路中，各分支的通风阻力(zl)代数和等于该回路中自然风压与通风机风压的代数和。23456第二节 通风网络中风流(fngli)流动基本定律第20页/共100页第二十一页，共100页。三、通风阻力(zl)定律风流在通风网络中流动，绝大多数属于完全(wnqun)紊流状态，故其阻力定律遵守平方关系，即：hi=

18、RiQi2式中：hi风网中某条风路的风压或阻力，Pa；Ri该条风路的风阻，Ns2/m8；Qi该条风路的风量。第二节 通风(tng fng)网络中风流流动基本定律第21页/共100页第二十二页，共100页。第三节 简单网络特性(txng)1.串联风路 由两条或两条以上分支彼此首尾相连，中间没有风流分汇点的线路称为串联风路。如图所示，由1，2，3，4，5五条分支组成串联风路。（1）串联风路特性(txng)1)总风量等于各分支的风量，即 MS=M1=M2=Mn 当各分支的空气密度相等时，QS=Q1=Q2=Qn458123679123456789第22页/共100页第二十三页，共100页。2)总风压（

19、阻力(zl)）等于各分支风压（阻力(zl)）之和，即:3)总风阻等于各分支风阻之和，即：第三节 简单网络特性(txng)第23页/共100页第二十四页，共100页。4)串联(chunlin)风路等积孔与各分支等积孔间的关系第三节 简单网络特性(txng)第24页/共100页第二十五页，共100页。（2）串联风路等效阻力特性曲线的绘制(huzh)根据以上串联风路的特性，可以绘制(huzh)串联风路等效阻力特性曲线。1R1R2R1R2R1+R2Qh第三节 简单网络特性(txng)第25页/共100页第二十六页，共100页。绘制方法：)首先在h-Q坐标图上分别作出串联风路1、2的阻力特性曲线R1、R

20、2；)根据串联风路“风量相等，阻力叠加”的原则，作平行于h轴的若干条等风量线，在等风量线上将1、2分支阻力h1、h2叠加，得到(d do)串联风路的等效阻力特性曲线上的点；)将所有等风量线上的点联成曲线R3，即为串联风路的等效阻力特性曲线。第三节 简单网络特性(txng)第26页/共100页第二十七页，共100页。2.并联风网 由两条或两条以上具有(jyu)相同始节点和末节点的分支所组成的通风网络，称为并联风网。如图所示并联风网由5条分支并联 （1）并联风路特性：1)总风量等于各分支的风量之和，即 当各分支的空气密度相等时,1234612345第三节 简单网络特性(txng)第27页/共100

21、页第二十八页，共100页。2)总风压等于各分支风压，即 注意：当各分支的位能(winng)差不相等，或分支中存在风机等通风动力时，并联分支的阻力并不相等。1234612345第三节 简单网络特性(txng)第28页/共100页第二十九页，共100页。3)并联(bnglin)风网总风阻与各分支风阻的关系 又 即：第三节 简单网络特性(txng)第29页/共100页第三十页，共100页。4)并联(bnglin)风网等积孔等于各分支等积孔之和，即 第三节 简单网络特性(txng)第30页/共100页第三十一页，共100页。5)并联风网的风量分配(fnpi)若已知并联风网的总风量，在不考虑其它通风动力

22、及风流密度变化时，可由下式计算出分支i的风量。即 R1R2.RiRnQS第三节 简单网络特性(txng)第31页/共100页第三十二页，共100页。在简单并联风网中，第一在简单并联风网中，第一(dy)和第二条分支的自然分配风量和第二条分支的自然分配风量的计算式分别为：的计算式分别为：第三节 简单网络特性(txng)第32页/共100页第三十三页，共100页。（2）并联风路等效阻力特性曲线的绘制 根据(gnj)以上并联风路的特性，可以绘制并联风路等效阻力特性曲线。方法：）首先在h-Q坐标图上分别作出并联风路1、2的阻力特性曲线R1、R2；）根据(gnj)并联风路“风压（阻力）相等，风量叠加”的原

23、则，作平行于Q轴的若干条等风压线，在等风压线上将1、2分支阻力h1、h2叠加，得到并联风路的等效阻力特性曲线上的点；第三节 简单网络特性(txng)第33页/共100页第三十四页，共100页。）将所有等风压线上的点联成曲线R3，即为并联风路的等效(dn xio)阻力特性曲线。2112R1R2R1R2R1+R2QH第三节 简单网络特性(txng)第34页/共100页第三十五页，共100页。.串联风路与并联风网的比较 在任何一个矿井通风网络中，都同时存在串联与并联风网。在矿井的进、回风风路多为串联风路，而采区内部多为并联风网。并联风网的优点：(1)从提高(t go)工作地点的空气质量及安全性出发，

24、采用并联风网具有明显的优点。(2)在同样的分支风阻条件下，分支并联时的总风阻小于串联时的总风阻。第三节 简单网络特性(txng)第35页/共100页第三十六页，共100页。例如：若R1=R2=0.04kg/m7，串联(chunlin)：Rs=R1+R2=0.08 kg/m7 并联：Rs：Rs2:在相同风量下，串联(chunlin)的能耗为并联的8倍。1R1R22112R1R2第三节 简单网络特性(txng)第36页/共100页第三十七页，共100页。.角联风网（1）几个概念 角联风网：是指内部存在角联分支(fnzh)的网络。角联分支(fnzh)（对角分支(fnzh)）：是指位于风网的任意两条有

25、向通路之间、且不与两通路的公共节点相连的分支(fnzh)。第三节 简单网络特性(txng)第37页/共100页第三十八页，共100页。简单(jindn)角联风网：仅有一条角联分支的风网。复杂角联风网：含有两条或两条以上角联分支的风网。213456复杂复杂(fz)角联风网角联风网简单简单(jindn)角联风网角联风网1第三节 简单网络特性第38页/共100页第三十九页，共100页。（2）角联分支风向判别(pnbi)原则：分支的风向取决于其始、末节点间的压能值。风流由能位高的节点流向能位低的节点；当两点能位相同时，风流停滞；当始节点能位低于末节点时，风流反向。判别(pnbi)式（以简单角联为例）：

26、对于无压源的回路1,3,-4,-2，根据回路能量平衡定律可得到如下方程式：节点2和节点3之间的压能差为：压能=压能-h1，压能=压能-h2=压能-压能=h2-h111第三节 简单网络特性(txng)第39页/共100页第四十页，共100页。（1）当分支5中无风时，其始、末节点(ji din)的压能差等于0，且Q1=Q3，Q2=Q4，得 两式相比得：即 或写为：第三节 简单网络特性(txng)第40页/共100页第四十一页，共100页。)当分支5中风向由23 节点(ji din)的压能高于节点(ji din)，因为 压能=压能-h1，压能=压能-h2=压能 压能=h11，便可判定由节点3流向节点

27、2，如得K1，则可判定节点2流向节点3，如得K=1，分支5无风流。判别式的作用之二是用来制定(zhdng)风流不稳定的预防措施。例如，若1、5、4都是工作面，为保持分支5的风流从节点2到节点3，不允许分支5的风流从节点3流向节点2，也不容许Q50，须始终满足K Q，表表明明通通风风机机的的风风压压曲曲线线愈愈陡陡(轴轴流流式式通通风风机机)，总总风风量量的的减减少少值值愈愈小小，反反之之则则愈愈大。大。2)总风量总风量(fngling)的减少值与主要通风机性能曲线的陡缓的减少值与主要通风机性能曲线的陡缓有关。有关。第65页/共100页第六十六页，共100页。3)增阻调节有一定的范围，超出这范围

28、可能增阻调节有一定的范围，超出这范围可能(knng)达不到调达不到调节的目的。节的目的。图中，若主要通风机性能曲线不图中，若主要通风机性能曲线不变，且取变，且取R10.59Ns2/m8，R2=1.64Ns2/m8。当不断改变。当不断改变调节风窗风阻调节风窗风阻Rc时，可以得到并时，可以得到并联风路中各分支对应的风量及其联风路中各分支对应的风量及其变化，如右图，随着变化，如右图，随着Rc增加，所增加，所在在1分支的风阻分支的风阻R1增加，风量增加，风量Q1不断减少，不断减少，Q2增大，但当增大，但当Q2增加到一定限度增加到一定限度(xind)时，时，变化很小。因为风路中总风量是变化很小。因为风路

29、中总风量是下降的。下降的。第66页/共100页第六十七页，共100页。3.使用增阻调节法的注意事项使用增阻调节法的注意事项 1)调节风窗应尽量安设在回风巷道中，以免妨碍运输。调节风窗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个面积较大(jio d)的调节风门来代替一个面积较小的调节的调节风门来代替一个面积较小的调节风门风门(这些大面积调节风门的阻力之和，应等于小面积调节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风门的阻力)，此时大面积的调节风门可让运输设备通过。，此时大面

30、积的调节风门可让运输设备通过。第67页/共100页第六十八页，共100页。2)在复杂的风网中，要注意调节风门位置的选择，防止重在复杂的风网中，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。如下图所示的复杂风网，复设置，避免增大风压和电耗。如下图所示的复杂风网，若每条风路所需风压值是括号内的数值，网孔若每条风路所需风压值是括号内的数值，网孔B和和C的风压的风压不平衡，可在不平衡，可在36风路上设置一个调节风门，使它消耗风路上设置一个调节风门，使它消耗l00Pa的风压，安设这个调节风门后，每个网孔的风压都平的风压，安设这个调节风门后，每个网孔的风压都平衡，从衡，从1到到8并联回路的总

31、风压为并联回路的总风压为380Pa。如果不加分析，。如果不加分析，把调节风门设在把调节风门设在67风路中，便会破坏网孔风路中，便会破坏网孔C、D和并联回和并联回路的风压平衡，因而路的风压平衡，因而(yn r)使使1到到8并联回路的总风压增加并联回路的总风压增加l00Pa，而且调节风门的数目增加三个。，而且调节风门的数目增加三个。第68页/共100页第六十九页，共100页。4.4.增阻调节法的优缺点与适用条件增阻调节法的优缺点与适用条件增阻调节法的优缺点与适用条件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，它是采区内巷道间这种调节法具有简便、易行的优点，它是采区内巷道间这种调节

32、法具有简便、易行的优点，它是采区内巷道间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。的主要调节措施。的主要调节措施。的主要调节措施。但这种调节法使矿井的总风阻增加，如果风机风压曲线但这种调节法使矿井的总风阻增加，如果风机风压曲线但这种调节法使矿井的总风阻增加，如果风机风压曲线但这种调节法使矿井的总风阻增加，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不变，势必造成矿井总风量下降，要想保持总风量不减不变，势必造成矿井总风量下降，要想保持总风量不减不变，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，提高风压，增加通风电力少，就得改变风机

33、风压曲线，提高风压，增加通风电力少，就得改变风机风压曲线，提高风压，增加通风电力少，就得改变风机风压曲线，提高风压，增加通风电力费用。费用。费用。费用。因此，在安排产量和布置巷道时，尽量使网孔中各风因此，在安排产量和布置巷道时，尽量使网孔中各风因此，在安排产量和布置巷道时，尽量使网孔中各风因此，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路的阻力不要相差路的阻力不要相差路的阻力不要相差(xin(xin ch)ch)太悬殊，以避免在通过风量较太悬殊，以避免在通过风量较太悬殊，以避免在通过风量较太悬殊，以避免在通过风量较大的主大的主大的主大的主要风路中安设调节风门。要风路中安设调节风门

34、。要风路中安设调节风门。要风路中安设调节风门。第69页/共100页第七十页，共100页。（二）减阻调节法 减阻调节法是在通过(tnggu)巷道中采取降阻措施，降低巷道的通风阻力，从而增大与该巷道处于同一通路中的风量，或减小与其关联通路上的风量。第五节 矿井风量(fngling)调节第70页/共100页第七十一页，共100页。主要措施：1)扩大巷道断面；2)降低摩擦阻力系数；3)清除巷道中的局部阻力物；4)采用并联风路；5)缩短风流路线的总长度等。特点：可以降低矿井总风阻，并增加矿井总风量；但降阻措施的工程量和投资一般都较大，施工工期较长，所以一般在对矿井通风系统进行(jnxng)较大的改造时采

35、用。第五节 矿井(kungjng)风量调节第71页/共100页第七十二页，共100页。1.降阻调节的计算降阻调节的计算 如下图的并联如下图的并联(bnglin)风网，两巷道的风阻分别为风网，两巷道的风阻分别为R1和和R2，所需风量为，所需风量为Q1和和Q2，则两巷道的阻力分别为：，则两巷道的阻力分别为：h1R1Q12，Pa h2R2Q22，Pa如果如果h1h2，则以，则以h2为依据为依据(yj)，把，把h1减到减到h1，为此，须，为此，须把把R1降到降到R1，即：，即：h1R1Q12 h2，Pa第72页/共100页第七十三页，共100页。降阻调节与增阻调节相反。为保证风量按需分降阻调节与增阻调

36、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，配，当两并联巷道的阻力不等时，以小阻力为依据，设法设法(shf)降低大阻力巷道的风阻，使网孔达到阻降低大阻力巷道的风阻，使网孔达到阻力平衡。力平衡。根据式：根据式：降阻的主要办法是扩大降阻的主要办法是扩大(kud)巷道的断面。如把巷道的断面。如把巷道全长巷道全长L(m)的断面扩大的断面扩大(kud)到到S1，则则式中式中 1巷道巷道1扩大后的摩擦阻力系数扩大后的摩擦阻力系数(xsh)，Ns2/m4;U1一巷道一巷道1扩大后的周界，随断面大小和形状扩大后的周界，随断面大小和形状而变化。而变化。第73页/共100页第七十四页，共

37、100页。C决定于巷道断面形状的系数，决定于巷道断面形状的系数，对梯形巷道：对梯形巷道：C4.034.28；对三心拱巷道：对三心拱巷道：C3.84.06；对半圆拱巷道，对半圆拱巷道，C3.784.11。由上式得到巷道由上式得到巷道1扩大扩大(kud)后的断面积为：后的断面积为：第74页/共100页第七十五页，共100页。如果所需降阻的数值不大，而且客观上又无法采用扩大如果所需降阻的数值不大，而且客观上又无法采用扩大(kud)巷道断面的措施时，可改变巷道壁面的平滑程度或巷道断面的措施时，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。改变后的摩擦支架型式，以减少摩擦阻力系数来调

38、节风量。改变后的摩擦阻力系数可用下式计算：阻力系数可用下式计算：第75页/共100页第七十六页，共100页。2.降阻调节的分析降阻调节的分析 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，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，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

39、增投资较多，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，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用来降低主要风流中某一段巷道的阻力(zl)。一般，当所需降低的阻力一般，当所需降低的阻力(zl)值不大时，应首先考虑值不大时，应首先考虑减少局部阻力减少局部阻力(zl)。另外，也可在阻力。另外，也可在阻力(zl)大的巷道旁侧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。用。第76页/共100页第七十七页，共100页。（三）增能调节法

40、 增能调节法主要(zhyo)是采用辅助通风机等增加通风能量的方法，增加局部地点的风量。主要(zhyo)措施：1)辅助通风机调节；2)利用自然风压调节。特点：增能调节法的施工相对比较方便，不须降低矿井总风阻，增加矿井总风量，同时可以减少矿井主通风机能耗。但采用辅助通风机调节时设备投资较大，辅助通风机的能耗较大，且辅助通风机的安全管理工作比较复杂，安全性较差。第五节 矿井风量(fngling)调节第77页/共100页第七十八页，共100页。1.增压增压(zn y)调节的计算调节的计算 如图所示，一采区和二采区所需要的风量分别为如图所示，一采区和二采区所需要的风量分别为27.07和和34.7m3/s

41、，风阻分别为，风阻分别为0.69和和1.27Ns2/m8。要使一、二采区得到所需的风量，一采区将产生要使一、二采区得到所需的风量，一采区将产生505.6Pa的阻力，二采区将产生的阻力，二采区将产生1529.2Pa的阻力。总进的阻力。总进风段风段1-2的风阻为的风阻为0.23Ns2/m8，通过，通过61.77m3/s的总风的总风量时，将产生量时，将产生877.6Pa的阻力，总回风段的阻力，总回风段3-4的风阻为的风阻为0.02Ns2/m8，则产生，则产生76.3Pa的阻力。主要通风机附近的阻力。主要通风机附近的漏风量为的漏风量为6.83m3/s，通过主要通风机的风量为，通过主要通风机的风量为68

42、.6m3/s。第78页/共100页第七十九页，共100页。如果采用增加风压的调节方法，就必须以阻力小的一采区的阻力值如果采用增加风压的调节方法，就必须以阻力小的一采区的阻力值为依据，在阻力较大的二采区内安设一台辅助通风机，让辅助通风机产为依据，在阻力较大的二采区内安设一台辅助通风机，让辅助通风机产生生(chnshng)的风压和主要通风机能够供给这两个并联采区的风压共的风压和主要通风机能够供给这两个并联采区的风压共同来克服二采区的阻力。布置方法有二：同来克服二采区的阻力。布置方法有二：(1)选择合适的辅助通风机，但不调整主要通风机的风压曲线。选择合适的辅助通风机，但不调整主要通风机的风压曲线。(

43、2)选择合适的辅助通风机，同时调整主要通风机的风压曲线。选择合适的辅助通风机，同时调整主要通风机的风压曲线。第79页/共100页第八十页，共100页。(1)(1)选择合适的辅助通风机，但选择合适的辅助通风机，但选择合适的辅助通风机，但选择合适的辅助通风机，但不调整主要通风机的风压曲不调整主要通风机的风压曲不调整主要通风机的风压曲不调整主要通风机的风压曲线。线。线。线。如上图所示，若现用主要通风如上图所示，若现用主要通风如上图所示，若现用主要通风如上图所示，若现用主要通风机是机是机是机是70B22170B221型、型、型、型、2424号、号、号、号、600r/min600r/min的轴流式通风机

44、，的轴流式通风机，的轴流式通风机，的轴流式通风机，其动轮叶片安装角度其动轮叶片安装角度其动轮叶片安装角度其动轮叶片安装角度(ji(ji od)od)是是是是27.527.5，它的静风压特性曲，它的静风压特性曲，它的静风压特性曲，它的静风压特性曲线是线是线是线是曲线。可以看出，当曲线。可以看出，当曲线。可以看出，当曲线。可以看出，当这台主要通风机需通过这台主要通风机需通过这台主要通风机需通过这台主要通风机需通过68.6m3/s68.6m3/s的风量时，能够产的风量时，能够产的风量时，能够产的风量时，能够产生的静风压生的静风压生的静风压生的静风压hfshfs1519Pa1519Pa，即，即，即，即

45、这时风机的工作点是这时风机的工作点是这时风机的工作点是这时风机的工作点是a a点。点。点。点。第80页/共100页第八十一页，共100页。在两个并联采区以外，总进风段和总回风段的总阻力为：在两个并联采区以外，总进风段和总回风段的总阻力为：h1-2h3-4877.6+76.3953.9Pa 当矿井当矿井(kungjng)的自然风压很小或可忽略不计时，主要通风机能够供的自然风压很小或可忽略不计时，主要通风机能够供给两个并联采区使用的剩余风压为：给两个并联采区使用的剩余风压为：hfa(h1-2h3-4)1519953.9565.1 Pa 二采区按需通过二采区按需通过34.7m3/s的风量时，其阻力是

46、的风量时，其阻力是1529.2Pa。这个数值超。这个数值超出主要通风机能够供给这个采区使用的剩余风压，故需在这个采区内安置一出主要通风机能够供给这个采区使用的剩余风压，故需在这个采区内安置一台合适的辅助通风机。台合适的辅助通风机。第81页/共100页第八十二页，共100页。这台辅助通风机要按以下两个这台辅助通风机要按以下两个(lin)数值来数值来选择：选择：通过辅助通风机的风量为二采区的风量：通过辅助通风机的风量为二采区的风量：Qaf34.7m3/s 辅助通风机的全风压：辅助通风机的全风压：haft1529.2565.1964Pa 它的全风压特性曲线应通过或大于这两个它的全风压特性曲线应通过或

47、大于这两个(lin)数值所构成的工作点数值所构成的工作点b。第82页/共100页第八十三页，共100页。n n一采区按需通过一采区按需通过(tnggu)27.07m3/s的风量时，的风量时，其阻力是其阻力是505.6Pa，这个数值，这个数值小于主要通风机能够供给这个小于主要通风机能够供给这个采区使用的剩余风压。即采区使用的剩余风压。即565.1505.659.5Pa。n n 在此情况下，还要在一采区在此情况下，还要在一采区的回风流中安设调节风门，使的回风流中安设调节风门，使它能够产生它能够产生59.5Pa的阻力。的阻力。第83页/共100页第八十四页，共100页。(2)选择合适的辅助通风机，同

48、时调整主要通风机的风压曲选择合适的辅助通风机，同时调整主要通风机的风压曲线。线。在二采区安设一台辅助通风机，这台辅助通风机需用以下在二采区安设一台辅助通风机，这台辅助通风机需用以下两个数值来选择：两个数值来选择：通过辅助通风机的风量通过辅助通风机的风量 Qaf34.7m3/s 辅助通风机的全风压辅助通风机的全风压 haft1529.2505.61023.6Pa 同时要调整主要通风机的静风压特性曲线，使它通过同时要调整主要通风机的静风压特性曲线，使它通过以下两个数值所构成的工作点：以下两个数值所构成的工作点：主要通风机的风量主要通风机的风量 Qaf68.6m3/s 主要通风机的静风压主要通风机的

49、静风压 hfs953.9505.61459.5Pa 这两种选择辅助通风机的方法中，后一方法虽然这两种选择辅助通风机的方法中，后一方法虽然(surn)辅助通风机所需功率较大，但主要通风机所需功辅助通风机所需功率较大，但主要通风机所需功率较小，比前种方法要经济。需要注意的是辅助通风机和率较小，比前种方法要经济。需要注意的是辅助通风机和主要通风机有着串联运转的关系，因此选择辅助通风机不主要通风机有着串联运转的关系，因此选择辅助通风机不能孤立进行，必须和主要通风机紧密配合。能孤立进行，必须和主要通风机紧密配合。第84页/共100页第八十五页，共100页。2选择、安装和使用辅助通风机的注意事项选择、安装

50、和使用辅助通风机的注意事项 在选择辅助通风机时，必须根据辅助通风机服务期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，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可在辅助通风机出风的风路上安设调节风门(fn mn)，以控制辅助通风机的风压和风量，如果辅助通风机性，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。能可以调整，则应予以调整。第85页/共100页第八十六页，共100页。为了保证新