礦井通風與安全中國礦業(yè)大學 通風網(wǎng)絡(luò)與調(diào)節(jié)PPT課件

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1、1第1頁/共115頁2第2頁/共115頁36.1 風網(wǎng)的基本術(shù)語 是指三條或三條以上風道的交點；斷面或支護方式不同的兩條風道，其分界點有時也可稱為節(jié)點。 是兩節(jié)點間的連線，也叫風道，在風網(wǎng)圖上，用單線表示分支。其方向即為風流的方向，箭頭由始節(jié)點指向末節(jié)點。 是由若干方向相同的分支首尾相接而成的線路，即某一分支的末節(jié)點是下一分支的始節(jié)點。第3頁/共115頁4 是由若干方向并不都相同的分支所構(gòu)成的閉合線路，其中有分支者叫回路，無分支者叫網(wǎng)孔。 是風阻為零的虛擬分支。一般是指通風機出口到進風井口虛擬的一段分支。 它包括風網(wǎng)中全部節(jié)點而不構(gòu)成回路或網(wǎng)孔的一部分分支構(gòu)成的圖形。每一種風網(wǎng)都可選出若干生成

2、樹。 在任一風網(wǎng)的每棵樹中，每增加一個分支就構(gòu)成一個獨立回路或網(wǎng)孔，這種分支叫做弦(又名余樹弦)。第4頁/共115頁56.2 風網(wǎng)的形式與繪制 通風網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)形式很復雜，多種多樣，但基本聯(lián)結(jié)形式可分為：串聯(lián)通風網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)通風網(wǎng)絡(luò)角聯(lián)通風網(wǎng)絡(luò)復雜聯(lián)結(jié)通風網(wǎng)絡(luò)第5頁/共115頁6串聯(lián)通風網(wǎng)絡(luò) 由兩條或兩條以上的分支彼此首尾相聯(lián)，中間沒有分叉的線路叫做串聯(lián)風路。第6頁/共115頁7并聯(lián)通風網(wǎng)絡(luò) 二條或二條以上的分支自風流能量相同的節(jié)點分開到能量相同的節(jié)點匯合，形成一個或幾個網(wǎng)孔的總回路叫做并聯(lián)風網(wǎng)。第7頁/共115頁8角聯(lián)通風網(wǎng)絡(luò) 在簡單并聯(lián)風網(wǎng)的始節(jié)點和末節(jié)點之間有一條或幾條風路貫通的風網(wǎng)叫做角聯(lián)風網(wǎng)

3、。貫通的分支習慣叫做對角分支。單角聯(lián)風網(wǎng)只有一條對角分支，多角聯(lián)風網(wǎng)則有兩條或兩條以上的對角分支。第8頁/共115頁9復雜聯(lián)結(jié)通風網(wǎng)絡(luò) 由串聯(lián)、并聯(lián)、角聯(lián)和更復雜的聯(lián)結(jié)方式所組成的通風網(wǎng)路，統(tǒng)稱為復雜通風網(wǎng)路。第9頁/共115頁106.3 風量分配基本規(guī)律 風流在通風網(wǎng)絡(luò)內(nèi)流動時，除服從能量守恒方程（伯努利方程）外，還遵守以下規(guī)律：風量平衡定律風壓平衡定律阻力定律第10頁/共115頁11風量平衡定律 根據(jù)質(zhì)量守恒定律，在單位時間內(nèi)流入一個節(jié)點的空氣質(zhì)量，等于單位時間內(nèi)流出該節(jié)點的空氣質(zhì)量，由于礦井空氣不壓縮，故可用空氣的體積流量(即風量)來代替空氣的質(zhì)量流量。在通風網(wǎng)絡(luò)中，流進節(jié)點或閉合回路的

4、風量等于流出節(jié)點或閉合回路的風量。即任一節(jié)點或閉合回路的風量代數(shù)和為零。第11頁/共115頁1214243445460QQQQQ對于流進節(jié)點的情況：第12頁/共115頁13對于流進閉合回路的情況：1 23 45 67 8QQQQ1 23 45 67 80QQQQ或第13頁/共115頁14把上面的式子寫成一般的數(shù)學式：10niiQ 上式表明；流入節(jié)點、回路或網(wǎng)孔的風量與流出節(jié)點、回路或網(wǎng)孔的風量的代數(shù)和等于零。一般取流入的風量為正，流出的風量為負。第14頁/共115頁15風壓平衡定律 在任一閉合回路中，無扇風機工作時，各巷道風壓降的代數(shù)和為零。即順時針的風壓降等于反時針的風壓降。有扇風機工作時，

5、各巷道風壓降的代數(shù)和等于扇風機風壓與自然風壓之和。第15頁/共115頁16對上圖有：244 55 72 7hhhh244 55 72 70hhhh或?qū)懗梢话銛?shù)學式：10niih 該式表明：回路或網(wǎng)孔中，不同方向的風流風壓或阻力的代數(shù)和等于零。一般取順時針方向的風壓為正，逆時針方向的風壓為負。第16頁/共115頁17 在如上圖所示的礦井中，平峒口l和進風井口2的標高差Z米；風道23和13構(gòu)成敞開并聯(lián)風網(wǎng)。在23風道上安裝一臺輔助通風機，其風壓hf作用方向和順時針方向一致；l和2兩點的地表大氣壓力分別為P0和P0 ，1和2兩點高差間的地表空氣密度平均值為，進風井內(nèi)的空氣密度平均值為，則：第17頁/

6、共115頁180PPZg1 3033033()()vvhPPhPZgPh據(jù)風流的能量方程 得平峒1-3段的風壓為：式中 P3、hv3分別是3點的絕對靜壓和速壓。風路2-3段的風壓是風道22和33段的風壓之和，即：2 30332 2332233() ()()vvvhhhPPhZgPhPh第18頁/共115頁19式中： P2和P3 分別是輔助通風機進風口2和出風口3的絕對靜壓； hv2和hv3分別是輔助通風機進風口和出風口的速壓。 因則或3322()fvvhPhPh2 3033033()()()fvvfhPhPhZgPZgPhhZg2 31 3()fhhhZg第19頁/共115頁20因敞開并聯(lián)風網(wǎng)

7、內(nèi)的自然風壓是：因或()nhZ2 31 3fnhhhh2 31 30fnhhhh寫成一般數(shù)學式是：10nifnihhh 上式就是風壓平衡定律，其意義為對于任一個網(wǎng)孔或者回路而言，其風壓的代數(shù)和與作用在其上的機械風壓和自然風壓之差值為零。上式的適用條件是：取順時針方向的風流的風壓為正；網(wǎng)孔或回路中的機械風壓和自然風壓(即當圖A中的時)的作用方向都是順時針方向。第20頁/共115頁21阻力定律風流在通風網(wǎng)絡(luò)中流動，絕大多數(shù)屬于完全紊流狀態(tài)，遵守阻力定律，即：hi=RiQi2式中：hi巷道的風壓降； Ri巷道的風阻； Qi通風巷道的風量。第21頁/共115頁226.4 風網(wǎng)參數(shù)計算包括以下形式：串聯(lián)

8、通風網(wǎng)路并聯(lián)通風網(wǎng)路簡單角聯(lián)通風網(wǎng)路復雜風網(wǎng)第22頁/共115頁23串聯(lián)網(wǎng)路1 風量關(guān)系式Q0=Q1=Q2=Q3=Qn 上式表明：串聯(lián)風路的總風量等于各條分支的風量。2 風壓關(guān)系式h0=h1+h2+h3+hn 上式表明：串聯(lián)風路的總風壓等于其中各條分支的風壓之和。3 風阻關(guān)系式R0=R1+R2+R3+Rn 上式表明：串聯(lián)風路的總風阻等于其中各條分支的風阻之和。第23頁/共115頁24并聯(lián)網(wǎng)路1 風量關(guān)系式Q0=Q1+Q2+Q3+Qn 上式表明：并聯(lián)風路的總風量等于各分支的風量之和。2 風壓關(guān)系式h0=h1=h2=h3=hn 上式表明：并聯(lián)風路的總風壓等于各分支的風壓。第24頁/共115頁253

9、 風阻關(guān)系式iiihQR221111()()mnnmiiiiRRRRR 把上式代入并聯(lián)風路的風量關(guān)系式，再根據(jù)風壓關(guān)系式得：因式中 m為1到n條風路中的某一條風路。 上式表明，并聯(lián)風路的總風阻和各條分支的風阻成復雜的繁分數(shù)關(guān)系。對于簡單并聯(lián)風網(wǎng)(n2)，有：12221221(1)(1)RRRRRRR*第25頁/共115頁264 自然分配風量的計算 因hhm，即RQ2=RmQm2將*式代入上式，可得：1mnmiiQQRR1121QQRR 如已知并聯(lián)風網(wǎng)的總風量Q和各條分支的風阻Ri，即可用上式算出某一分支的自然分配風量Qm。 在簡單并聯(lián)風網(wǎng)中，第一和第二條分支的自然分配風量的計算式分別為：221

10、1QQRR第26頁/共115頁27簡單角聯(lián)網(wǎng)路 如上圖所示：在單角聯(lián)風網(wǎng)中，對角分支5的風流方向，隨著其它四條分支的風阻值R1、R2、R3、R4的變化，而有以下三種變化：第27頁/共115頁28 當風量Q5向上流時，由風壓平衡定律hlh2，h3h4；由風量平衡定律Q1Q4。則：R1Q12R2Q22 R1Q12R2Q42 R3Q32 R4Q42 R3Q12 1，便可判定Q5向上流，如得K1，而且K值越大，Q5向上流就越穩(wěn)定。故可根據(jù) 實際情況，采取加大R1或R4，減少R2或R3的技術(shù)措施，并不斷進行調(diào)整，使K始終保持最大的合理值，以保證Q5的方向和數(shù)量始終穩(wěn)定。第30頁/共115頁31復雜風網(wǎng)

11、礦井通風的基本任務(wù)就是根據(jù)井下各個用風地點(采掘工作面、充電峒室、炸藥庫、.等)的需要，供給它們一定的新鮮風量(即為按需分配的風量)，這個風量是巳知數(shù)。新風在被送到各用風地點之前，以及各用風地點用過的回風，都要經(jīng)過許多風路，這些風路有時形成復雜的風網(wǎng)。在風速不超限的條件下，這些復雜風網(wǎng)中各條分支通過的風量任其自然分配(即為自然分配的風量)，是未知數(shù)，需通過計算確定。 計算復雜風網(wǎng)中自然分配風量的目的，主要是為了掌握復雜風網(wǎng)的通風總阻力和總風阻，若不先求出風網(wǎng)中各分支的自然分配風量，就無法計算復雜風網(wǎng)的通風總阻力和總風阻；其次是為了驗算各風道的風速是否符合規(guī)程的規(guī)定。 第31頁/共115頁32

12、復雜風網(wǎng)中自然分配風量的計算方法很多。但無論哪種方法都必須使用前述的那些規(guī)律建立數(shù)學方程，然后用不同的數(shù)學手段計算。這里介紹的計算方法是。此種方法的實質(zhì)是：預先在風網(wǎng)中選擇幾個網(wǎng)孔或回路，擬定其中各分支的初始風量，然后求解其校正值以校正擬定的初始風量，經(jīng)過幾次迭代計算，使風量接近真值。 這種思路也是計算機解算風網(wǎng)中自然分配的風量的思路。第32頁/共115頁331.基本方程 任何風網(wǎng)都有N條分支，須列出線性無關(guān)的N個獨立方程，以求解N條分支中的N個風量。前巳說明，當風路中有J個節(jié)點時，該風網(wǎng)中獨立的網(wǎng)孔或回路數(shù)為MNJ1，用風壓平衡定律可列出M個線性無關(guān)的獨立方程。又因為風網(wǎng)有J個節(jié)點，用風量平

13、衡定律可列出(J1)個線性無關(guān)的獨立方程(有一個是和其它方程線性相關(guān)的)。故對于任何風網(wǎng)，可列出線性無關(guān)的獨立方程數(shù)為NM(J1)個。正好等于網(wǎng)路中的分支數(shù)N。 網(wǎng)路中的網(wǎng)孔或回路的確定有很多種不是隨意確定的，而是要根據(jù)最小樹的概念來選擇網(wǎng)孔或回路。先在風網(wǎng)中選擇風阻值較小的(但不一定是最小的)(J1)條分支為樹枝，構(gòu)成一棵最小樹。再選擇風阻值較大的M條分支為弦，這樣由這顆最小樹的樹枝和弦所構(gòu)成的網(wǎng)孔或回路就是所選定的獨立網(wǎng)孔或回路。第33頁/共115頁342.計算各分支的自然分配風量 現(xiàn)以并聯(lián)網(wǎng)路為例計算各分支自然分配的風量。如右圖所示。設(shè)并聯(lián)風路的總風量為Q，風路ACB、ADB的，風阻分別

14、為R1、R2，先需求這兩條分支的自然分配風量Qc、Qd。 圖中有兩個節(jié)點，用風量平衡方程可以列出J1=21個方程： Q= QcQd 用風壓平衡方程可以列出N(J1)2(21)1個方程： hchd 即 R1Qc2=R2Qd2第34頁/共115頁35 由于Qc、Qd是未知的，需要求出。斯考德恒斯雷法首先假定風路ACB、ADB的風量是Q1和Q2則有： Q1Q2 QcQdQ Q1與Qc的差值就是Qd與Q2的差值Q： Q Q1Qc QdQ2 這一差值也是我們要求的ACBD網(wǎng)孔中的風量校正值。將它代入風壓平衡方程： Qc Q1Q ， Qd Q2Q R1(Q1Q)2=R2(Q2Q)2展開后略去二階微量得：2

15、2112212112211222222R QR QhhQR QR QR QR Q 第35頁/共115頁36 有了風量校正值，就可以對這一網(wǎng)路中各分支的風量進行校正。其校正式為： Q1=Q1Q ，Q2=Q2Q 上式中Q1的方向為順時針方向，Q取正值，Q2的方向為逆時針方向，Q取負值。 如果第一次校正后還未達到需要的精度，還同樣可以進行第二次，第三次校正。一般來說，經(jīng)過三次漸進計算， Q1”與Qc、 Q2”與Qd就非常接近了。網(wǎng)孔中的風壓差值不超過最小風壓的5%。第36頁/共115頁37 這是在網(wǎng)路中只有一個網(wǎng)孔的情況。如果網(wǎng)路中有M個這樣獨立的網(wǎng)孔，就需要求出M個這樣的風量校正值，并對網(wǎng)孔中各分

16、支的風量進行校正。 如果一個網(wǎng)孔中有n條分支，而不是并聯(lián)網(wǎng)孔中的兩條分支，則對照前面的風量校正公式，這時的風量校正公式為：2111122nniiiiiinniiiiiiR QhQR QR Q 該式分子為各分支的風壓的代數(shù)和，單位為Pa。風流順時針為正值，逆時針為負值。第37頁/共115頁38 若網(wǎng)孔或回路中另有機械風壓hf和自然風壓hn存在時，則： 式中取順時針方向的風流的風壓為正；網(wǎng)孔或回路中的機械風壓hf和自然風壓hn都是順時針方向。 同樣，有了各網(wǎng)孔或回路的風量修正值Qi,可用下式對該網(wǎng)孔或回路中各分支的風量進行修正：QiQiQi 式中取風流順時針方向流動時的Qi 為正值，反之為負值。2

17、112niifniiniiiR QhhQR Q第38頁/共115頁39為了加快計算中的收斂速度，須做到：1. 在有多個網(wǎng)孔的網(wǎng)路中，選擇網(wǎng)孔時須使得網(wǎng)孔的公共分支風阻最小，而非公共分支風阻較大。要做到這一點，可先將風網(wǎng)中風阻值較小的(J1)條分支為樹枝，構(gòu)成一棵最小樹。再選擇風阻值較大的M條分支為弦，這樣在由這顆最小樹的樹枝和弦所構(gòu)成的M個獨立網(wǎng)孔或回路中，風阻最小的分支處于公共分支，而風阻較大的分支處于非公共分支上。2. 任一閉合網(wǎng)孔或風路的風量校正值求得后，應(yīng)對本閉合風路的各支風量及時進行校正。3. 在相鄰閉合風路的風量校正值計算中，凡是進行過風量校正的風路均應(yīng)采用校正后的風量，而不再采用

18、擬定風量。 第39頁/共115頁40 現(xiàn)舉例說明手算方法和步驟。在圖所示的風網(wǎng)中，各分支的風阻分別為：R10.38，R20.5；R3=0.2，R40.085；R50.65Ns2/m8。風網(wǎng)總風量Q30m3/s，無附加的機械風壓和自然風壓。求各分支的自然分配風量和該風網(wǎng)的總阻力、總風阻。解：1. 判別對角分支的風向 故該對角分支中的風流是自b流向c。對于其它風網(wǎng)，如事先無法判別其中不穩(wěn)定風流的方向，可先假定，若計算出該假定風向的風量是負值時，則假定的風向不正確，改正過來即可。14230.380.0850.32310.50.2R RR R第40頁/共115頁412.確定獨立網(wǎng)孔或回路的數(shù)目 因該風

19、網(wǎng)的分支數(shù)N5，節(jié)點數(shù)J4，則獨立網(wǎng)孔或回路數(shù)MNJ15412。3. 選擇獨立網(wǎng)孔或回路 因該風網(wǎng)的樹枝數(shù)為J1413，故選風阻較小的三條分支cd、bd和ab為樹枝，構(gòu)成圖中實線所示的最小樹cdba。又因弦數(shù)M2，故選風阻較大的兩條分支ac和bc為弦。由此確定出1個獨立回路abdca和1個獨立網(wǎng)孔bdcb來進行迭代計算。 第41頁/共115頁424. 擬定各分支的初始風量 首先把各個網(wǎng)孔看作是并聯(lián)，用并聯(lián)網(wǎng)路中自然分配風量計算公式給出各分支的風量： Q2QQ13016.0313.97 m3/s Q4QQ33011.8418.16 m3/s Q5Q1Q316.0311.844.19 m3/s11

20、23016.030.38110.5QQRR3343011.840.2110.085QQRR第42頁/共115頁435進行迭代計算 對所選定的1個回路和1個網(wǎng)孔計算其風量校正值Qi，然后對網(wǎng)孔或回路中的各分支的風量進行校正。這種校正要循環(huán)進行多次，直到達到規(guī)定的精度。為了便捷，宜把有關(guān)的已知數(shù)和計算值列入表中進行計算。例如，對回路abdca，第一次的Qi值用下式計算：2222113322441133224422223()2()(0.3816.030.211.840.513.970.08518.16 )2(0.3816.030.211.840.513.970.08518.16)0.070.002,

21、/33.98iR QR QR QR QQR QR QR QR Qms 第43頁/共115頁44 然后，校正計算該回路中各分支的風量。例如，1分支第一次校正后的風量為： Q1Q1 Qi16.030.00216.028 m3/s2分支第一次校正后的風量為： Q2Q2Qi13.97+0.00213.972 m3/s回路abdca校正完后，就按同樣的方法校正計算網(wǎng)孔bdcb中各分支的風量。其它各項的計算結(jié)果見后表。表中帶括號的風量值是上一次校正過的風量值，這樣可以加快收斂。第44頁/共115頁45第45頁/共115頁466. 檢驗計算結(jié)果 將各分支最后一次校正的風量值和算出的相應(yīng)風壓值均填入表中。經(jīng)過

22、下表的驗算，知一個回路和兩個網(wǎng)孔中不同方向的累計風壓很接近，誤差均小于5%。故表中即為風網(wǎng)各分支的自然分配風量和風壓。見下兩表。第46頁/共115頁477計算風網(wǎng)的總阻力和總風阻 總阻力為：95.2 100.42332.0625.554126.62,22a dhhhhhPa總風阻為：2822126.620.141/30adadhRN smQ第47頁/共115頁48第48頁/共115頁49第49頁/共115頁50課課 后后 作作 業(yè)業(yè)1. 如圖1所示，已知：R11.274，R21.078；R31.078， R4= 1.568，（單位：Ns2/m8），總風量Q36 m3/s。求（1）總風阻RAB；

23、（2）各分支的風量Q1，Q2，Q3，Q4。2. 如圖2所示的角聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，各巷道風阻： R13.92，R20.0752；R30.98， R4= 0.4998， R5= 0.49 ，（單位：Ns2/m8）。試判定巷道BC的風流方向。1 2 3412D453A第50頁/共115頁516.5 局部風量調(diào)節(jié)方法主要包括以下形式：增阻調(diào)節(jié)法降阻調(diào)節(jié)法增壓調(diào)節(jié)法第51頁/共115頁52增阻調(diào)節(jié)法 增阻調(diào)節(jié)法就是以并聯(lián)網(wǎng)路中阻力大的風路的阻力值為基礎(chǔ)，在各阻力較小的風路中增加局部阻力（安裝調(diào)節(jié)風門、窗），使各條風路的阻力達到平衡，以保證各風路的風量按需供給。第52頁/共115頁531增阻調(diào)節(jié)的計算 有一并聯(lián)風網(wǎng)

24、，其中R10.8Ns2/m8 ，R21.2Ns2/m8。若總風量Q30m3/s，則該并聯(lián)風網(wǎng)中自然分配的風量分別為：31123016.5,/0.8111.2QQmsRR則 Q2QQ1=3016.5=13.5m3/s第53頁/共115頁54 如按生產(chǎn)要求，1分支的風量應(yīng)為Q15m3/s，2分支的風量應(yīng)為Q225m3/s，顯然自然分配的風量不符合要求，按上述風量要求，兩分支的阻力分別為：22111222220.85201.225750hR QPahR QPa 為保證按需供風，必須使兩分支的風壓平衡。為此，需在1分支的回風段設(shè)置一調(diào)節(jié)風門，使它產(chǎn)生一局部阻力her=h2h175020730Pa。調(diào)節(jié)

25、風門的形式如右圖所示，在風門或風墻的上部開一個面積可調(diào)的矩形窗口，通過改變調(diào)節(jié)風門的開口面積來改變調(diào)節(jié)風門對風流所產(chǎn)生的阻力hw，使hwhev730Pa。第54頁/共115頁55用下式計算調(diào)節(jié)風門的面積：式中 Rw調(diào)節(jié)風門的風阻，Rwhw/Q2，Ns2/m8 。 上式的由來是：hw主要是由于風流通過調(diào)節(jié)風門時，風流收縮到最小斷面S2(m2)以后，又突然擴大到巷道斷面S(m2)所造成的沖擊損失。0.759wwQSSQS h或28,/1 0.759wwSSN smSR第55頁/共115頁56 根據(jù)水力學理論，這項損失可用下式表示：式中 v2風流通過調(diào)節(jié)風門后在最小收縮斷面處的平均風速，m/s；v巷

26、道內(nèi)的平均風速，m/s；空氣的密度，kg/m3。 根據(jù)實驗，風流通過調(diào)節(jié)風門時的速度變化具有以下比例關(guān)系：式中 v1一風流在調(diào)節(jié)風門處的平均風速，m/s。22(),2wvvhPa211.6 1.81.7vvvv*第56頁/共115頁57 設(shè)通過調(diào)節(jié)風門和巷道的風量為Q(m3/s)，巷道斷面積為S (m2) ，則上式變?yōu)椋?11.7()1.7()wQQvvvvSS 將上式代入*式(取1.2kg/m3)，得：21.7()1.22wwQQSSh第57頁/共115頁58化簡上式得： 在上例中，若1分支設(shè)置調(diào)節(jié)風門處的巷道斷面S14m2，則算出調(diào)節(jié)風門的面積為：即在1分支設(shè)置一個面積為0.23m2的調(diào)節(jié)

27、風門就能保證1和2分支都得到所需要的風量5和25m3/s。28,/0.759wwQSSN smQS h2540.2350.7594730wSm第58頁/共115頁592增阻調(diào)節(jié)的分析1) 增阻調(diào)節(jié)使風網(wǎng)總風阻增加，如果主要通風機特性曲線不變，總風量會減少。因此，在一定條件下可能達不到風量調(diào)節(jié)的預期效果。 如右圖所示，已知主要通風機風壓曲線I和兩分支的風阻曲線R1、R2，并聯(lián)風網(wǎng)的總風阻曲線R(按風壓相等、風量相加的原則繪制)。R與I交點a即為主要通風機的工作點，自a作垂線和橫坐標相交，得出礦井總風量Q。從a作水平線和R1、R2交于b、c兩點，由這兩點作垂線分別得兩風路的風量Q1和Q2。第59頁

28、/共115頁60 如在1風路中安設(shè)一風阻為Rw的調(diào)節(jié)風門，則該風路的總風阻為R1R1Rw。在圖上繪出R1曲線，并繪出R1和R2并聯(lián)的風阻曲線R。由R與I的交點a得出調(diào)節(jié)后的礦井總風量Q。由a作水平線交R1和R2于b和c，自這兩點得出風量分別為Q1和Q2。當風機性能不變時，由于礦井總風阻增加，使總風量減少，其減少值為QQQ，安裝調(diào)節(jié)風門的分支中風量也減少，其減少值為Q1Q1Q1；另一分支風量增加，其增加值為Q2Q2Q2。顯然減少的多，增加的少，其差值就等于總風量的減少值，即Q=Q1Q2。第60頁/共115頁61 如右圖所示，I為軸流式通風機的風壓曲線，為離心式通風機的風壓曲線。R、R為調(diào)節(jié)前后的

29、風阻曲線，與通風機曲線分別交于a、b和a、b；從這些點的橫坐標可得出總風量的減少值Q和Q。從圖中看出，QQ，表明扇風機的風壓曲線愈陡(軸流式通風機)，總風量的減少值愈小，反之則愈大。2) 總風量的減少值與主要通風機性能曲線的陡緩有關(guān)。第61頁/共115頁623) 增阻調(diào)節(jié)有一定的范圍，超出這范圍可能達不到調(diào)節(jié)的目的。 在上頁圖中，若主要通風機性能曲線不變，且取R10.59Ns2/m8，R2=1.64Ns2/m8 。當不斷改變調(diào)節(jié)風門風阻Rw時，可以得到并聯(lián)風路中各分支對應(yīng)的風量及其變化，如右圖，隨著Rw增加，所在1分支的風阻R1增加，風量Q1不斷減少， Q2增大，但當Q2增加到一定限度時，變化

30、很小。因為風路中總風量是下降的。第62頁/共115頁633.使用增阻調(diào)節(jié)法的注意事項 1) 調(diào)節(jié)風門應(yīng)盡量安設(shè)在回風巷道中，以免妨礙運輸。當非安設(shè)在運輸巷道不可時，則可采取多段調(diào)節(jié)，即用若干個面積較大的調(diào)節(jié)風門來代替一個面積較小的調(diào)節(jié)風門(這些大面積調(diào)節(jié)風門的阻力之和，應(yīng)等于小面積調(diào)節(jié)風門的阻力)，此時大面積的調(diào)節(jié)風門可讓運輸設(shè)備通過。第63頁/共115頁642) 在復雜的風網(wǎng)中，要注意調(diào)節(jié)風門位置的選擇，防止重復設(shè)置，避免增大風壓和電耗。如下圖所示的復雜風網(wǎng)，若每條風路所需風壓值是括號內(nèi)的數(shù)值，網(wǎng)孔B和C的風壓不平衡，可在36風路上設(shè)置一個調(diào)節(jié)風門，使它消耗l00Pa的風壓，安設(shè)這個調(diào)節(jié)風門

31、后，每個網(wǎng)孔的風壓都平衡，從1到8并聯(lián)回路的總風壓為380Pa。如果不加分析，把調(diào)節(jié)風門設(shè)在67風路中，便會破壞網(wǎng)孔C、D和并聯(lián)回路的風壓平衡，因而使1到8并聯(lián)回路的總風壓增加l00Pa，而且調(diào)節(jié)風門的數(shù)目增加三個。第64頁/共115頁654.增阻調(diào)節(jié)法的優(yōu)缺點與適用條件 這種調(diào)節(jié)法具有簡便、易行的優(yōu)點，它是采區(qū)內(nèi)巷道間的主要調(diào)節(jié)措施。但這種調(diào)節(jié)法使礦井的總風阻增加(特別是在礦井主要風流中安設(shè)調(diào)節(jié)風門時，礦井總風阻增加較大，如在采區(qū)以內(nèi)的次要風流中安設(shè)調(diào)節(jié)風門時，則對礦井總風阻影響較小)，如果風機風壓曲線不變，勢必造成礦井總風量下降，要想保持總風量不減少，就得改變風機風壓曲線(詳見下節(jié))，提高

32、風壓，增加通風電力費用。因此，在安排產(chǎn)量和布置巷道時，盡量使網(wǎng)孔中各風路的阻力不要相差太懸殊，以避免在通過風量較大的主要風路中安設(shè)調(diào)節(jié)風門。 第65頁/共115頁66降阻調(diào)節(jié)法 降阻調(diào)節(jié)法與增阻調(diào)節(jié)法相反，它是以并聯(lián)網(wǎng)路中阻力較小風路的阻力值為基礎(chǔ)，使阻力較大的風路降低風阻，以達到并聯(lián)網(wǎng)路各風路的阻力平衡。 巷道中的風阻包括摩擦風阻和局部風阻。當局部風阻較大時，應(yīng)首先降低局部風阻；當局部風阻較小摩擦風阻較大時，則應(yīng)降低摩擦風阻。降低摩擦風阻的主要方法是擴大巷道斷面或改變支架類型（即改變摩擦阻力系數(shù)）。第66頁/共115頁671.降阻調(diào)節(jié)的計算 如下圖的并聯(lián)風網(wǎng)，兩巷道的風阻分別為R1和R2，所

33、需風量為Q1和Q2，則兩巷道的阻力分別為： h1R1Q12， Pa h2R2Q22，Pa如果h1h2，則以h2為依據(jù)，把h1減到h1，為此，須把R1降到R1，即： h1R1Q12 h2 ， Pa2121hRQ第67頁/共115頁68 降阻調(diào)節(jié)與增阻調(diào)節(jié)相反。為保證風量按需分配，當兩并聯(lián)巷道的阻力不等時，以小阻力為依據(jù)，設(shè)法降低大阻力巷道的風阻，使網(wǎng)孔達到阻力平衡。根據(jù)式： 降阻的主要辦法是擴大巷道的斷面。如把巷道全長L(m)的斷面擴大到S1，則式中 1巷道1擴大后的摩擦阻力系數(shù)，Ns2/m4; U1一巷道1擴大后的周界，隨斷面大小和形狀而變化。3LURS111131L URS第68頁/共115

34、頁6911,UC SmC決定于巷道斷面形狀的系數(shù)， 對梯形巷道：C4.034.28； 對三心拱巷道：C3.84.06； 對半圓拱巷道，C3.784.11。由上式得到巷道1擴大后的斷面積為：2211511() ,L CSmR第69頁/共115頁70 如果所需降阻的數(shù)值不大，而且客觀上又無法采用擴大巷道斷面的措施時，可改變巷道壁面的平滑程度或支架型式，以減少摩擦阻力系數(shù)來調(diào)節(jié)風量。改變后的摩擦阻力系數(shù)可用下式計算：2.5241111,/RSNsmLC第70頁/共115頁712. 降阻調(diào)節(jié)的分析 降阻調(diào)節(jié)的優(yōu)點是使礦井總風阻減少。若風機風壓曲線不變，采用降阻調(diào)節(jié)后，礦井總風量增加。因而，在增加風量的

35、風路中風量的增加值將大于另一風路的風量減少值，其差值就是礦井總風量的增加值。但這種調(diào)節(jié)法工程量最大，投資較多，施工時間也較長。所以降阻調(diào)節(jié)多在礦井產(chǎn)量增大或原設(shè)計不合理，或者某些主要巷道年久失修的情況下，用來降低主要風流中某一段巷道的阻力。 一般，當所需降低的阻力值不大時，應(yīng)首先考慮減少局部阻力。另外，也可在阻力大的巷道旁側(cè)開掘并聯(lián)巷道。在一些老礦中，應(yīng)注意利用廢舊巷道供通風用。第71頁/共115頁72增壓調(diào)節(jié)法1. 增壓調(diào)節(jié)的計算 如圖所示，一采區(qū)和二采區(qū)所需要的風量分別為27.07和34.7m3/s，風阻分別為0.69和1.27Ns2/m8。要使一、二采區(qū)得到所需的風量，一采區(qū)將產(chǎn)生505

36、.6Pa的阻力，二采區(qū)將產(chǎn)生1529.2Pa的阻力。總進風段1-2的風阻為0.23Ns2/m8，通過61.77m3/s的總風量時，將產(chǎn)生877.6Pa的阻力，總回風段3-4的風阻為0.02Ns2/m8，則產(chǎn)生76.3Pa的阻力。主要通風機附近的漏風量為6.83m3/s，通過主要通風機的風量為68.6m3/s。第72頁/共115頁73第73頁/共115頁74 如果采用增加風壓的調(diào)節(jié)方法，就必須以阻力小的一采區(qū)的阻力值為依據(jù)，在阻力較大的二采區(qū)內(nèi)安設(shè)一臺輔助通風機，讓輔助通風機產(chǎn)生的風壓和主要通風機能夠供給這兩個并聯(lián)采區(qū)的風壓共同來克服二采區(qū)的阻力。布置方法有二： (1)選擇合適的輔助通風機，但不

37、調(diào)整主要通風機的風壓曲線。如上圖所示，若現(xiàn)用主要通風機是70B221型、24號、600r/min的軸流式通風機，其動輪葉片安裝角度是27.5，它的靜風壓特性曲線是曲線。可以看出，當這臺主要通風機需通過68.6m3/s的風量時，能夠產(chǎn)生的靜風壓hfs1519Pa，即這時風機的工作點是a點。第74頁/共115頁75第75頁/共115頁76 在兩個并聯(lián)采區(qū)以外，總進風段和總回風段的總阻力為：h1-2h3-4877.6+76.3953.9Pa 當?shù)V井的自然風壓很小或可忽略不計時，主要通風機能夠供給兩個并聯(lián)采區(qū)使用的剩余風壓為：hfa(h1-2h3-4)1519953.9565.1 Pa 二采區(qū)按需通過

38、34.7m3/s的風量時，其阻力是1529.2Pa。這個數(shù)值超出主要通風機能夠供給這個采區(qū)使用的剩余風壓，故需在這個采區(qū)內(nèi)安置一臺合適的輔助通風機。第76頁/共115頁77 這臺輔助通風機要按以下兩個數(shù)值來選擇： 通過輔助通風機的風量為二采區(qū)的風量：Qaf34.7m3/s 輔助通風機的全風壓：haft1529.2565.1964Pa 它的全風壓特性曲線應(yīng)通過或大于這兩個數(shù)值所構(gòu)成的工作點b。 一采區(qū)按需通過27.07m3/s的風量時，其阻力是505.6Pa，這個數(shù)值小于主要通風機能夠供給這個采區(qū)使用的剩余風壓。即565.1505.659.5Pa。 在此情況下，還要在一采區(qū)的回風流中安設(shè)調(diào)節(jié)風門

39、，使它能夠產(chǎn)生59.5Pa的阻力。第77頁/共115頁78(2) 選擇合適的輔助通風機，同時調(diào)整主要通風機的風壓曲線。在二采區(qū)安設(shè)一臺輔助通風機，這臺輔助通風機需用以下兩個數(shù)值來選擇： 通過輔助通風機的風量 Qaf34.7m3/s 輔助通風機的全風壓 haft1529.2505.61023.6Pa 同時要調(diào)整主要通風機的靜風壓特性曲線，使它通過以下兩個數(shù)值所構(gòu)成的工作點： 主要通風機的風量 Qaf68.6m3/s 主要通風機的靜風壓 hfs953.9505.61459.5Pa 這兩種選擇輔助通風機的方法中，后一方法雖然輔助通風機所需功率較大，但主要通風機所需功率較小，比前種方法要經(jīng)濟。需要注意

40、的是輔助通風機和主要通風機有著串聯(lián)運轉(zhuǎn)的關(guān)系，因此選擇輔助通風機不能孤立進行，必須和主要通風機緊密配合。第78頁/共115頁792選擇、安裝和使用輔助通風機的注意事項 在選擇輔助通風機時，必須根據(jù)輔助通風機服務(wù)期限以內(nèi)通風最困難時的風量、風阻和風壓等數(shù)值進行計算。在通風不困難時，如果輔助通風機性能不能調(diào)整，可在輔助通風機出風的風路上安設(shè)調(diào)節(jié)風門，以控制輔助通風機的風壓和風量，如果輔助通風機性能可以調(diào)整，則應(yīng)予以調(diào)整。 為了保證新鮮風流通過輔助通風機而又不致妨礙運輸，一般把輔助通風機安設(shè)在進風流的繞道中，但在巷道中至少安設(shè)兩道自動風門，其風門的間距必須大于一列車的長度，風門須向壓力大的方向開啟。

41、如果安設(shè)在回風流中，安設(shè)方法基本相同，但要設(shè)法(如利用大鉆孔)引入一股新鮮風流供給輔助通風機的電動機使用，使電動機在新鮮風流中運轉(zhuǎn)，為此，安設(shè)電動機的房間必須和回風流嚴密隔開。第79頁/共115頁80 如輔助通風機停止運轉(zhuǎn)時，必須立即打開巷道中的自動風門，以便利用主要通風機單獨通風。當主要通風機停止運轉(zhuǎn)時，輔助通風機也應(yīng)立即停止運轉(zhuǎn)，同時打開自動風門，以免發(fā)生相鄰采區(qū)風流逆轉(zhuǎn)、循環(huán)風再流入輔扇；此時還需根據(jù)具體情況，采取相應(yīng)的安全措施。重新開動輔助通風機以前，應(yīng)檢查附近20m以內(nèi)的瓦斯?jié)舛龋挥性诓怀^規(guī)定時，才允許開動輔助通風機。 在采空區(qū)附近的巷道中安置輔助通風機時，要選擇合適的位置，否則

42、，有可能產(chǎn)生通過采空區(qū)的循環(huán)風或漏風，加速采空區(qū)的煤炭自燃。第80頁/共115頁81 隨著生產(chǎn)的發(fā)展，通風狀況不斷發(fā)展變化。因此，每隔一定時間，必須及時調(diào)節(jié)主要通風機和輔助通風機的工作點，使之相互配合。因為輔助通風機運轉(zhuǎn)時，能夠使它的進風路上的風流能量降低，使它的出風路上的風流能量提高。如果輔助通風機的能力過大，就有可能使3點空氣的能量同2點空氣的能量接近、相等，甚至超過。此時一采區(qū)將出現(xiàn)風量不足，沒有風流，甚至發(fā)生逆轉(zhuǎn)。以上三種現(xiàn)象都是安全生產(chǎn)所不允許的。若一旦出現(xiàn)上述情況時，其應(yīng)急措施就是迅速增加二采區(qū)的風阻。第81頁/共115頁823增壓調(diào)節(jié)法的優(yōu)缺點及適用條件 增壓調(diào)節(jié)法和降阻調(diào)節(jié)法比

43、較，由于前者在阻力較大的風路中安裝輔助通風機，故可不必提高主要通風機用于這條風路上的風壓，而風量增大了，相當于主要通風機對這條風路的工作風阻下降，這點和降阻調(diào)節(jié)法很類似。但比降阻調(diào)節(jié)法施工快，施工也較方便，但管理工作較復雜，安全性比較差。 和增阻調(diào)節(jié)法比較：雖然增壓調(diào)節(jié)法要增加輔助通風機的購置費，安裝費，電力費和繞道的開掘費等，但它若能使主要通風機的電力費降低很多，服務(wù)時間又長時，還是比較經(jīng)濟的。缺點是管理工作比較復雜，安全性比較差，施工比較困難。 并聯(lián)風網(wǎng)中各條風路的阻力相差比較懸殊，主要通風機風壓滿足不了阻力較大的風路，不能采用增阻調(diào)節(jié)法，而采用降阻調(diào)節(jié)法又來不及時，可采用增壓調(diào)節(jié)法。第8

44、2頁/共115頁832321(五)采煤面24212運順掘主要運輸石門4615中部上山2023三川283230三川31411810中巷提料上山4421(五)工作面二川1083912BD-8-No221340南四運上14一川回撤通路111766集中巷1727邊界上山南四軌上施工通路1640南中巷掘進181676集中巷5輔輔481744162回風二川運煤上山回風一川42回風二川43回風三川384453536南二運上3南二軌上371756中巷2K56-No24471802中巷1白芨溝礦通風系統(tǒng)方案4南二邊界上山2421一號工藝巷2421（一）工作面2421二號工藝巷2421（一）頂板瓦斯巷1600進風

45、通路1700回風通路1660中巷1926火二川1640南中巷24運順25南四底大巷三川爆四川34五川27回順6291700中巷1727集中巷輔33輔97三號聯(lián)絡(luò)上山21邊界回風上山22三川第83頁/共115頁846.6 總風量調(diào)節(jié) 在礦井開采過程中，由于礦井產(chǎn)量和開采條件不斷變化，常常要求調(diào)節(jié)礦井總風量。礦井總風量調(diào)節(jié)的主要措施是改變主要通風機的工況點，其方法有： 改變主要通風機的特性曲線 改變主要通風機的工作風阻曲線第84頁/共115頁851. 改變軸流式通風機動輪葉片的安裝角度 軸流式通風機的特性曲線隨著動輪葉片安裝角的變化而變化。如某抽出式通風的礦井主要通風機是軸流式，當其動輪葉片安裝角

46、為27.5時，靜風壓特性曲線是I曲線。為了滿足前期生產(chǎn)需要，該主要通風機的風量Qf為68m3/s，靜風壓是1519Pa，即該主要通風機的工作點為a點?，F(xiàn)因生產(chǎn)情況的變化，井巷通風的總阻力變?yōu)椋篽fr1862Pa；反對機械風壓的自然風壓為： hn98Pa； 通過主要通風機的風量仍需68m3/s。改變主要通風機特性曲線的調(diào)節(jié)法第85頁/共115頁86 為了滿足現(xiàn)階段生產(chǎn)要求，該風機應(yīng)根據(jù)以下兩個數(shù)值進行調(diào)節(jié)：風機的風量 Qf68m3/s 考慮到自然風壓的作用，風機的靜風壓：hfs=hfrhn1862921960Pa根據(jù)上述Qf和hfs兩個數(shù)值，找出風機的新工作點b，根據(jù)b點的位置，須把風機的動輪葉

47、片安裝角調(diào)整到30，其靜壓特性曲線由I調(diào)到I，自b點得到這臺風機的輸入功率約220kW，用此數(shù)值來衡量現(xiàn)用電動機的能力是否夠用，再由b點得出其風機的靜壓效率是0.64，b點落在這臺風機特性曲線的合理工作范圍內(nèi)。第86頁/共115頁872. 改變通風機的轉(zhuǎn)數(shù) 轉(zhuǎn)數(shù)愈大，通風機的風量和風壓愈大。某壓入式通風的礦井，其離心式通風機的全風壓特性曲線為，轉(zhuǎn)數(shù)為n (r/min)。它和工作風阻曲線相交于M點，產(chǎn)生Qf (m3/s)的風量和hft (Pa)的全風壓。如果生產(chǎn)要求通風機應(yīng)產(chǎn)生的風壓為hft(Pa)，通過的風量為Qf(m3/s)。用比例定律可以求出新轉(zhuǎn)數(shù)n，即：,/ minffn QnrQ第87

48、頁/共115頁88 再畫出新轉(zhuǎn)數(shù)n的全風壓特性曲線，它和風阻曲線1的交點M即為新工作點。同時根據(jù)新轉(zhuǎn)數(shù)的效率曲線和功率曲線(圖中未畫)，看新工作點是否落在合理工作范圍內(nèi)，并驗算電動機的能力。 改變扇風機轉(zhuǎn)數(shù)的方法，主要用于離心式通風機(因為軸流式通風機可以改變動輪葉片安裝角度)。它的具體做法是；如果通風機和電動機之間是間接傳動的，可改變皮帶輪直徑的大小來增加轉(zhuǎn)數(shù)，如果通風機和電動機之間是直接傳動的，則改變電動機的轉(zhuǎn)數(shù)或更換電動機。第88頁/共115頁89改變主要通風機工作風阻的調(diào)節(jié)法 某礦抽出式風機是軸流風機，葉片安裝角為37.5，靜風壓特性曲線為曲線，工作點是a點，工作風阻Rf1107.4(

49、44.5)20.56Ns2/m8，工作風阻曲線為l曲線。該風機葉片最大安裝角為40，其靜壓曲線為曲線。第89頁/共115頁90 如果生產(chǎn)要求主要通風機通過50m3/s的風量。如果用降低主要通風機工作風阻的調(diào)節(jié)方法，就必須設(shè)法將其工作風阻降低到Rf1048.65020.42Ns2/m8。用這個數(shù)值畫出風阻曲線2，使它通過工作點b，這時主要通風機的靜壓效率接近0.6，輸入功率約96kW。 如果不降低主要通風機的工作風阻，則工作點是c點，此時主要通風機只能通過47m3/s的風量，不能滿足要求。所以，當該礦所要求的通風能力超過主要通風機最大潛力又無法采用其它調(diào)節(jié)法時，就得根據(jù)Rf的數(shù)值用擴大井巷的斷面

50、，或開鑿并聯(lián)雙巷，或增加進風井口等方法把主要通風機的工作風阻降低。第90頁/共115頁91 如果主要通風機的風量大于實際所需要的風量時，可以增加主要通風機的工作風阻，使總風量下降。如后圖所示，由于離心式通風機的功率是隨著風量的減少而減少，主要通風機的工作風阻由R增到R時，其風量由Q降到Q，主要通風機的輸入功率則由N降到N。所以，對于離心式通風機可以利用設(shè)在風峒中的閘門進行調(diào)節(jié)。當所需風量變小時，可以放下閘門以增加風阻來減少風量。對于軸流式通風機，當所需風量變小時，可以把動輪葉片安裝角調(diào)小，它比增加工作風阻的方法，在電力消耗上要經(jīng)濟得多。第91頁/共115頁92第92頁/共115頁936.7 多

51、臺通風機聯(lián)合運轉(zhuǎn)的相互調(diào)節(jié) 采用多臺風機聯(lián)合運轉(zhuǎn)的礦井，各臺風機之間，彼此聯(lián)系，相互影響。如果不注意在必要時進行各臺風機相互調(diào)節(jié)，就有可能使礦井通風的正常狀況受到破壞，甚至嚴重影響安全生產(chǎn)。第93頁/共115頁94多臺通風機聯(lián)合運轉(zhuǎn)的相互影響 下圖是某礦簡化后的通風系統(tǒng)，各項實測的通風數(shù)據(jù)是：兩翼風機的公風共路1-2的風阻R1-20.05Ns2/m8第94頁/共115頁95 西翼主要通風機的專用風路2-3的風阻R2-30.36Ns2/m8；西翼風機葉片角度是35，其靜風壓特性曲線是右圖中的曲線 ， 這 臺 風 機 的 風 量 Q I 40m3/s，靜風壓hl1058Pa，風機的工作風阻RI10

52、58(40)20.66Ns2/m8，工況點為a點。第95頁/共115頁96 東翼主要通風機的專用風路2-4的風阻R2-40.33Ns2/m8；東翼風機的葉片角度是25，其靜風壓特性曲線是右圖中的曲線，這臺風機的風量Q60m3/s，靜風壓h1666Pa，工作風阻R1666/(60)20.46Ns2/m8，工作風阻曲線是R曲線，工作點為b點。第96頁/共115頁97 在上述巳知條件下，按新的生產(chǎn)計劃要求，東翼的生產(chǎn)任務(wù)加大以后，由于瓦斯涌出量增加，東翼主要通風機的風量需增加到Q90m3/s。這時，為了保證東翼的風量需增加到90m3/s(為了簡便，不計漏風)，礦井的總進風量也要增加，公共風路1-2的

53、阻力和東翼主要通風機專用風路2-4的阻力都要變大，即風路1-2的阻力變?yōu)椋?h1-2R1-2(QQ)20.05(40+90)2845Pa風路2-4的阻力變?yōu)椋?h2-4R2-4(Q)20.33(90)22673Pa 因而東翼主要通風機的靜風壓(為了簡便，不計自然風壓)變?yōu)椋?hh1-2h2-484526733518Pa第97頁/共115頁98 為此需要對東翼風機進行調(diào)整。當東翼主要通風機的葉片角度調(diào)整到45時，靜風壓特性曲線為 ，當主要通風機通過90m3/s的風量時，產(chǎn)生3518Pa的靜風壓。能夠滿足需要。這時東翼主要通風機的工作風阻則變?yōu)? R3518/9020.43 Ns2/m8它的工作風

54、阻曲線是R曲線，新工況點是c點。 在上述東翼主要通風機特性曲線因加大風量而調(diào)整的情況下，西翼主要通風機特性曲線是否可以因風量不改變而不需要調(diào)整?如果西翼主要通風機特性曲線不調(diào)整，就成為東翼主要通風機用特性曲線和西翼主要通風機特性曲線聯(lián)合運轉(zhuǎn)對該礦進行通風，下面我們將討論這種聯(lián)合運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的影響。第98頁/共115頁99 先在后圖上畫出兩主要通風機的特性曲線和，并根據(jù)各風路的風阻值畫出R1-2、R2-3和R2-4三條風阻曲線。 專用風路2-3的風量，就是西翼主要通風機的風量，而這條風路的阻力要由西翼主要通風機總風壓中的一部分來克服，這就是說，風路2-3的風阻曲線R2-3和西翼主要通風機特性曲線之間

55、是串聯(lián)關(guān)系。因此，可用和R2-3兩曲線按照“在相同的風量下，風壓相減”的轉(zhuǎn)化原則，繪出西翼主要通風機特性曲線為風路2-3服務(wù)以后的剩余特性曲線(又名轉(zhuǎn)化曲線)。第99頁/共115頁100第100頁/共115頁101 同理，用東翼風機特性曲線和專用風路2-4的風阻曲線R2-4，按照上述串聯(lián)轉(zhuǎn)化原則，畫出東翼主要通風機為風路2-4服務(wù)以后的剩余特性曲線，經(jīng)過以上轉(zhuǎn)化，在概念上好比把兩翼風機都搬到兩翼分風點上，和兩條曲線就是這兩臺風機為公共風路1-2服務(wù)的特性曲線。第101頁/共115頁102 因為風路1-2上的風量是兩風機共同供給的，即兩風機風量之和就是風路1-2上的風量。而風路l-2的阻力，兩風

56、機都要承擔，即在每臺風機的總風壓中都要拿出相等的一部分風壓來克服公共風路1-2的阻力。這在概念上好比兩風機搬到分風點后，用它們的剩余特性曲線和并聯(lián)特性曲線為風路1-2服務(wù)。因此，用曲線和按照在相同的風壓下，風量相加的并聯(lián)原則，畫出它們的并聯(lián)特性曲線，它和風路l2的風阻曲線R1-2相交于d點，自d點畫垂直線和橫坐標相交得出礦井總風量Q127m3/s，自d點畫水平線分別交和兩曲線于e和f兩點，自這兩點畫垂直線和橫坐標相交得出東翼的風量Q90.7m3/s，西翼的風量Q36.3m3/s。第102頁/共115頁103 以上說明，在上述圖例的具體條件下，當東翼風機特性曲線調(diào)整到 而西翼風機特性曲線不作相應(yīng)

57、調(diào)整時，則礦井的總風量下降(Q比Q小3m3/s)，通過西翼的風量供不應(yīng)求(Q比Q小3.7m3/s)，而通過東翼的風量卻供大于求(Q比Q大0.7m3/s)。 此外，從圖中可以看出，公共風路12的風阻曲線R1-2越陡，調(diào)整后的礦井總風量Q 越小。這時，不僅西翼所需風量不能保證，而且東翼所需風量也不能滿足。為安全運轉(zhuǎn)起見，在每條風機特性曲線上，實際使用的風壓不得大于這條特性曲線上最大風壓的的90%。從圖中還可以看出，只要風阻曲線R1-2再陡一些，西翼風機的工作點就會進入這臺風機特性曲線的不安全工作區(qū)段，使運轉(zhuǎn)不穩(wěn)定。第103頁/共115頁104 此外，兩臺風機特性曲線相差越大或者西翼風機的能力越小，

58、礦井所需要的風量就越難保證，西翼風機也有可能出現(xiàn)不穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的情況。如當公共風路的風阻較大時，有可能造成公共風路的阻力達到西翼風機零風量下的風壓(即風量等于零時的風壓)。這時，整個西翼將沒有風流。如果公共風路的阻力繼續(xù)增大，甚至大于西翼風機零風量下的風壓，這時西翼的風流就會反向或逆轉(zhuǎn)，整個西翼變?yōu)闁|翼進風路線之一。 因此，對于兩臺或兩臺以上風機進行分區(qū)并聯(lián)運轉(zhuǎn)的礦井，如果公共風路的風阻越大，各風機的特性曲線相差越大，就越有可能出現(xiàn)上述通風惡化的現(xiàn)象，必須注意預防。 第104頁/共115頁105多臺通風機不穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的預防措施 通過以上分析可知，多臺通風機并聯(lián)運轉(zhuǎn)時，公共風路的風阻越小，各臺風機的能

59、力越接近，則安全穩(wěn)定運轉(zhuǎn)越有保證。因此在進行通風設(shè)計時，要盡可能降低公共風路的風阻，一般地說，要求公共風路的阻力約為小風機風壓的30%。所以，在可能條件下，公共風路的斷面要盡可能大些，長度要盡可能短些，或者使礦井的進風道數(shù)量盡可能多些。同時，還要盡量做到所選用的各臺風機特性曲線基本相同，這就要求各采區(qū)或各翼所需要的風壓和風量盡可能做到搭配均勻。第105頁/共115頁106 在生產(chǎn)管理工作中，要盡量使公共風路保持比較小的風阻值，不要在公共風路上堆積物品；如出現(xiàn)冒頂、塌陷或斷面變形，必須及時整修。在萬一出現(xiàn)小風機不穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)狀況，可采用在大風機專用風路上加大風阻的臨時措施，使大風機的風量和礦井總風

60、量都適當減少，就能避免這種狀況。更主要的是，為了預防大風機調(diào)整后的影響，須對其它風機作出相應(yīng)的調(diào)整。例如，當生產(chǎn)情況要求東翼風機的特性曲線調(diào)整到時，西翼風機的特性曲線也必須及時調(diào)整，這是因為東翼風機風量增加，使通過公共風路的總風量增大，公共風路的阻力也增大。所以西翼風機的風量雖然不改變，但它的風壓卻要相應(yīng)地增加，這樣才能承擔公共風路上所需要的風壓。第106頁/共115頁107 根據(jù)這個道理，可用下式算出西翼風機專用風路所需要的風壓： h2-3R2-3Q20.36402576Pa。 前面已算出公共風路l-2所需要的風壓h1-2845Pa，所以西翼風機的總風壓應(yīng)為 hh1-2h2-38455761

61、421Pa。 根據(jù)h和Q兩個數(shù)據(jù)所構(gòu)成的新工作點j，把西翼風機葉片角度調(diào)整到40，使它的特性曲線接近j點(略有富裕)，西翼風機作了這樣相應(yīng)的調(diào)整，就能夠保證井下各處所需的風量，以預防不穩(wěn)定的通風狀況。西翼風機調(diào)整后，它的工作風阻變?yōu)椋?Rh/ Q2 1421/4020.89Ns2/m8第107頁/共115頁108 用R的數(shù)據(jù)，可在圖中畫出這臺風機調(diào)整后的工作風阻曲線R，這曲線必然通過j點。同理，前面已算出東翼風機調(diào)整后的工作風阻R0.43Ns2/m8，并已在圖中畫出工作風阻曲線R，這曲線必然通過新工作點c。以上計算表明各風機的工作風阻不一定是常數(shù)(RR)，當各風機的風量和礦井總風量的比值發(fā)生變

62、化時，各風機的工作風阻也就跟著發(fā)生變化。第108頁/共115頁109第109頁/共115頁110 在上例中，調(diào)整以后的兩臺風機都使用了葉片角度最大的特性曲線，考慮到有時會出現(xiàn)反向自然風壓和風路的風阻變大等因素，可能會使兩臺風機的工作點都超出合理工作范圍，造成運轉(zhuǎn)不安全，而且噪音大，在此情況下，宜適當降低風路上的風阻，盡可能做到既保證礦井所需風量，又少用或不用風機葉片最大角度的特性曲線。第110頁/共115頁111白芨溝礦2421-1工作面啟封方案中 國 礦 業(yè) 大 學2 0 0 4 年 8 月 1 2 日第111頁/共115頁11225212022232435三川47482南四運上南四軌上17

63、27邊界上山2K56-No24BD-8-No22二號施工通路一號施工通路5回風一川2421二號工藝巷2421（一）工作面2421一號工藝巷二川1640南中巷運順邊界回風上山三號聯(lián)絡(luò)上山三川三川中部上山施工通路1640南中巷掘進24212運順掘回順一川二川南二邊界上山提料上山主要運輸石門2321(五)采煤面爆火回撤通路13437383645516171546184443421934144113403912111089313073233282962726南二運上南二軌上1802中巷1756中巷1810中巷1766集中巷4421(六)工作面1727集中巷1700中巷1700回風通路1660進風通路南

64、四底大巷1676集中巷回風二川運煤上山回風二川回風三川三川四川五川1660中巷2421（一）頂板瓦斯巷南四46o單級第112頁/共115頁113回風一川南二運上南二軌上1802中巷1756中巷1810中巷1766集中巷4421(六)工作面1727集中巷1700中巷1700回風通路1660進風通路南四底大巷1676集中巷回風二川運煤上山回風二川回風三川三川四川五川1660中巷2421（一）頂板瓦斯巷2421二號工藝巷2421（一）工作面2421一號工藝巷二川1640南中巷運順邊界回風上山三號聯(lián)絡(luò)上山三川三川中部上山施工通路1640南中巷掘進24212運順掘回順一川二川南二邊界上山提料上山主要運輸

65、石門2321(五)采煤面爆火回撤通路1343738364551617154618444342193414411340391211108931307323328296272625212022232435三川47482南四運上南四軌上1727邊界上山2K56-No24BDII-8-No22二號施工通路一號施工通路5安裝通路南二25o +南四46o單級218821638063678223342mmH2O40mmH2O934第113頁/共115頁114南二25o +南四37o/29o雙級回風一川南二運上南二軌上1802中巷1756中巷1810中巷1766集中巷4421(六)工作面1727集中巷1700

66、中巷1700回風通路1660進風通路南四底大巷1676集中巷回風二川運煤上山回風二川回風三川三川四川五川1660中巷2421（一）頂板瓦斯巷2421二號工藝巷2421（一）工作面2421一號工藝巷二川1640南中巷運順邊界回風上山三號聯(lián)絡(luò)上山三川三川中部上山施工通路1640南中巷掘進24212運順掘回順一川二川南二邊界上山提料上山主要運輸石門2321(五)采煤面爆火回撤通路1343738364551617154618444342193414411340391211108931307323328296272625212022232435三川47482南四運上南四軌上1727邊界上山2K56-No24BDII-8-No22二號施工通路一號施工通路5安裝通路199032485383108412374mmH2O120mmH2O1506第114頁/共115頁115感謝您的觀看！第115頁/共115頁