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1、1、礦井局部風量調(diào)節(jié)一、增加風阻調(diào)節(jié)法 將在采區(qū)內(nèi)、采區(qū)之間和生產(chǎn)水平之間的風量調(diào)節(jié)稱為礦井局部風量調(diào)節(jié)。主要方法有增加風阻調(diào)節(jié)法(增阻法)、降低風阻調(diào)節(jié)法(降阻法)和輔助通風機調(diào)節(jié)法。1、增加風阻調(diào)節(jié)法的原理礦礦 井井 風風 量量 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié) 增加風阻調(diào)節(jié)法是在阻力不相等的并聯(lián)網(wǎng)絡中,以風網(wǎng)中阻力較大的分支阻力值為依據(jù),增加阻力較小的風路的風阻,使兩并聯(lián)風路阻力相等,從而達到風量按需分配的目的第1頁/共33頁1、礦井局部風量調(diào)節(jié)礦礦 井井 風風 量量 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié) 如圖所示為某采區(qū)兩個采煤工作面的通風網(wǎng)路圖。已知兩風路的風阻值R1=0.8Ns2/m8,R2=1.0Ns2/m8,若總風量Q=12
2、m3/s,則該并聯(lián)網(wǎng)路中自然分配的風量分別為:3112126.3m /s0.8111.0QQRR 如按生產(chǎn)要求,1分支的風量應為Q=4.0m3/s,2分支的風量應為Q=8.0m3/s,顯然自然分配的風量不符合生產(chǎn)要求。按滿足生產(chǎn)要求的風量,兩分支的阻力分別為:h1=R1Q2=0.842=12.8Pah2=R2Q2=1.082=64.0 Pa第2頁/共33頁1、礦井局部風量調(diào)節(jié)礦礦 井井 風風 量量 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié) 2風路的阻力大于1風路的阻力,這與并聯(lián)網(wǎng)路兩分支分壓平衡的規(guī)律不符。因此,必須進行調(diào)節(jié)。采用增阻調(diào)節(jié)法,即以h2的數(shù)值為并聯(lián)風網(wǎng)的總阻力,在1風路上增加一項局部阻力hc,使兩風路的阻力相
3、等,這時進入兩風路的風量即為需要的風量。h1+ h窗= h2或 h窗= h2h1即 h窗=6412.8=51.2 Pa 以上說明,增阻調(diào)節(jié)法的實質(zhì)就是以并聯(lián)風網(wǎng)中阻力較大的分支阻力值為依據(jù),在阻力較小的分支中增加一項局部阻力,使并聯(lián)各分支的阻力達到平衡,以保證風量按需供應。第3頁/共33頁1、礦井局部風量調(diào)節(jié)礦礦 井井 風風 量量 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié) 增阻調(diào)節(jié)法的主要措施,是在調(diào)節(jié)支路回風側(cè)設置調(diào)節(jié)風窗(如圖6.2所示)、臨時風簾、風幕(如圖6.3所示)等調(diào)節(jié)裝置。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)生的局部阻力。圖圖6.2 調(diào)節(jié)風門、調(diào)節(jié)風窗調(diào)節(jié)風門、調(diào)節(jié)風窗圖圖6.3 風幕風幕第4頁
4、/共33頁1、礦井局部風量調(diào)節(jié)礦礦 井井 風風 量量 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié)調(diào)節(jié)風窗開口面積計算如下:當 S窗/S0.5 時,0.650.84QSSQS h窗窗或0.650.84SSSR窗窗當 S窗/S0.5 時,0.759QSSQS h窗窗或1 0.759SSSR窗窗式中 S窗調(diào)節(jié)風窗的窗口面積,m2; S巷道的斷面積,m2; Q通過的風量,m3/s; h窗調(diào)節(jié)風窗的阻力,Pa; R窗調(diào)節(jié)風窗的風阻,Ns2/m8。第5頁/共33頁1、礦井局部風量調(diào)節(jié)礦礦 井井 風風 量量 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié) 風幕調(diào)節(jié)裝置主要由通風機、吸風管和帶有窄縫的直立圓筒組成。圓筒與巷道同高,在通風機的作用下,空氣由短管2吸入,加壓后由圓
5、筒的窄縫高速吹出,吹出風流的方向可以通過轉(zhuǎn)動圓筒的角度來調(diào)節(jié)。這樣就可改變風幕遮斷風流通過的能力達到調(diào)節(jié)風量的目的。這種裝置可安設在并聯(lián)巷道岔口處。其特點是可以連續(xù)平滑地實現(xiàn)調(diào)節(jié)(但調(diào)節(jié)量有一定限度);機構可靠,易于實現(xiàn)自動化管理;不堵塞巷道,不影響運輸和行人;還可以在風幕中加水,有利于降塵。第6頁/共33頁1、礦井局部風量調(diào)節(jié)礦礦 井井 風風 量量 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié)2、增加風阻調(diào)節(jié)法的分析(1)增阻調(diào)節(jié)法使風網(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,在一定條件下,可能達不到調(diào)節(jié)風量的預期效果。第7頁/共33頁1、礦井局部風量調(diào)節(jié)礦礦 井井 風風 量量 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié)(2)總風量的減少值與
6、主要通風機性能曲線的緩、陡有關。如圖6.5所示,為軸流式通風機風壓特性曲線,為離心式通風機風壓特性曲線。R、 R分別為調(diào)節(jié)前后的風阻曲線。可以看出,QQ,表明通風機風壓特性曲線越陡,總風量減少值越小,反之則越大。第8頁/共33頁1、礦井局部風量調(diào)節(jié)3、增加風阻調(diào)節(jié)法的措施礦礦 井井 風風 量量 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié) (1)調(diào)節(jié)風窗一般安設在回風側(cè),以免影響運輸。當必須安設在運輸巷道時,可采取多段調(diào)節(jié),即用若干個大面積調(diào)節(jié)風窗代替一個面積較小的調(diào)節(jié)風窗,且滿足小面積風窗的阻力等于這些大面積風窗的阻力之和。第9頁/共33頁1、礦井局部風量調(diào)節(jié)3、增加風阻調(diào)節(jié)法的措施礦礦 井井 風風 量量 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié) (2)
7、在復雜風網(wǎng)中采用增阻法調(diào)節(jié)時,應按先內(nèi)后外的順序逐漸調(diào)節(jié)。使每個網(wǎng)孔的阻力達到平衡。要合理確定風窗的位置,防止重復設置。 第10頁/共33頁1、礦井局部風量調(diào)節(jié)礦礦 井井 風風 量量 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié) 風窗一般安設在風橋之后(圖6.7b)。如果將風窗安設在風橋之前(6.7a),由于風流經(jīng)風窗后壓降很大,造成風橋上、下風流的壓差增大,可能導致風橋漏風增大;如果將風窗安設在風橋之后,則風橋漏風量即可減少。圖圖6.7 風窗的安設位置圖風窗的安設位置圖第11頁/共33頁1、礦井局部風量調(diào)節(jié)礦礦 井井 風風 量量 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié)增阻調(diào)節(jié)法的優(yōu)缺點分析:優(yōu)點:簡便、經(jīng)濟、易行,是采區(qū)內(nèi)巷道間的主要調(diào)節(jié)措施。缺點:這
8、種方法會使礦井的總風阻增加,若主要通風機風壓特性曲線不變,會導致礦井總風量下降;否則,就得改變主要通風機風壓特性曲線,以彌補增阻后總風量的減少。適用條件:此方法只適用于服務年限不長、調(diào)節(jié)區(qū)域的總風阻占礦井總風阻的比重不大的采區(qū)范圍內(nèi)。對于礦井主要風路,尤其是阻力搭配嚴重不均的礦井兩翼調(diào)風,則盡量避免采用。否則,不但不能達到預期效果,還會使全礦通風狀況變差。第12頁/共33頁1、礦井局部風量調(diào)節(jié)二、降低風阻調(diào)節(jié)法1、降低風阻調(diào)節(jié)法的原理礦礦 井井 風風 量量 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié) 如圖所示的并聯(lián)風網(wǎng),兩分支風路的風阻分別為R1和R2(Ns2/m8),所需風量分別為Q1和Q2(m3/s),則兩條風路產(chǎn)生的阻
9、力分別為:h1= R1Q12 h2= R2Q22第13頁/共33頁1、礦井局部風量調(diào)節(jié)礦礦 井井 風風 量量 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié) 如果h2h1,采用降阻調(diào)節(jié)法調(diào)節(jié)時,則以h1的數(shù)值為依據(jù),使h2減少到h2= h1。為此,需把R2降到R2,即:222211222hR QhhRQ 以上表明,降阻調(diào)節(jié)法與增阻調(diào)節(jié)法相反。為了保證風量的按需分配,當兩并聯(lián)巷道的阻力不相等時,以小阻力分支為依據(jù),設法降低大阻力巷道的風阻,使風網(wǎng)達到阻力平衡。第14頁/共33頁1、礦井局部風量調(diào)節(jié)2、降低風阻調(diào)節(jié)法及計算礦礦 井井 風風 量量 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié) 降低風阻值的方法可根據(jù)所需降阻數(shù)值的大小和礦井通風狀況而定。當所需降阻值不大
10、時,首先應考慮減小局部阻力,還可以在阻力大的巷道旁側(cè)開掘并聯(lián)巷道(可利用廢舊巷),也可以改變巷道壁面平滑程度或支架型式,通過減少摩擦阻力系數(shù)降低風阻;當所需降阻值較大時,可采用擴大巷道斷面的方法,條件允許時,也可縮短通風路線總長度降低風阻。第15頁/共33頁1、礦井局部風量調(diào)節(jié)礦礦 井井 風風 量量 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié)如圖中2支路巷道全長L2(m)的斷面擴大到S2(m2),則222232L URS式中 R1斷面擴大后1分支的風阻,Ns2/m8; 1斷面1擴大后的摩擦阻力系數(shù),Ns2/m4; U1巷道1擴大后的周長,m。 第16頁/共33頁1、礦井局部風量調(diào)節(jié)礦礦 井井 風風 量量 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié)22UC
11、S式中 C巷道斷面系數(shù)則巷道2擴大后的斷面面積公式為:252222a L CSR 如果采用改變摩擦阻力系數(shù)降阻時,減小后的摩擦阻力系數(shù)公式為:322222R SaL U 第17頁/共33頁1、礦井局部風量調(diào)節(jié)礦礦 井井 風風 量量 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié)降阻調(diào)節(jié)法的優(yōu)缺點分析:優(yōu)點:降阻調(diào)節(jié)法可使礦井總風阻減少,若主要通風機風壓特性曲線不變,礦井總風量會增加。缺點:這種方法工程量大、投資多、施工時間較長。適用條件:降阻調(diào)節(jié)法多在礦井增產(chǎn)、老礦挖潛改造或某些主要巷道年久失修的情況下,用來降低主要風路中某一段巷道的通風阻力。第18頁/共33頁1、礦井局部風量調(diào)節(jié)三、輔助通風機調(diào)節(jié)法1、輔助通風機調(diào)節(jié)法的原理礦
12、礦 井井 風風 量量 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié) 如圖6.9所示,如果按需要風量Q1、Q2計算出兩風路的阻力h2h1時,可在風路2中安裝一臺輔助通風機,用輔助通風機的風壓來克服該風網(wǎng)的阻力差,使其符合風壓平衡,即:圖圖6.9 輔助通風機調(diào)節(jié)法輔助通風機調(diào)節(jié)法原理原理12hhh輔第19頁/共33頁1、礦井局部風量調(diào)節(jié)1、輔助通風機調(diào)節(jié)法的原理礦礦 井井 風風 量量 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié) 可以看出,輔助通風機調(diào)節(jié)就是以阻力小的風路阻力為依據(jù),在阻力較大的風路中安裝一臺輔助通風機,利用輔助通風機的風壓克服一部分通風阻力,使并聯(lián)風網(wǎng)阻力達到平衡定律,從而實現(xiàn)風量調(diào)節(jié)的目的。第20頁/共33頁1、礦井局部風量調(diào)節(jié)2、輔助通風機的
13、選擇礦礦 井井 風風 量量 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié) 輔助通風機的風壓,就是并聯(lián)風網(wǎng)的兩分支的阻力差。則有(1)輔助通風機的風壓222211hR QRQ輔式中 R1、R21、2分支的風阻, Ns2/m8 ;Q1、Q21、2分支的需風量,m3/s; 輔助通風機的風量,就是該巷道的需風量,即(2)輔助通風機的風量2QQ輔 根據(jù)計算得到的風壓和風量,可選擇合適的輔助通風機。第21頁/共33頁1、礦井局部風量調(diào)節(jié)3、輔助通風機的安裝和使用礦礦 井井 風風 量量 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié)圖圖6.10 輔助通風機的安裝輔助通風機的安裝第22頁/共33頁1、礦井局部風量調(diào)節(jié)3、輔助通風機的安裝和使用礦礦 井井 風風 量量 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié)(
14、1)為了保證新鮮風流通過輔助通風機而又不致防礙運輸,一般把輔助通風機安設在進風流的繞道中,如圖7.10所示,但在進風巷道中至少要安設兩道自動風門,其間距必須滿足運輸?shù)囊?,風門必須向壓力大的方向開啟。如果把輔助通風機安設在回風流中,安設方法基本相同,但要設法引入一股新鮮風流給風機的電動機通風,使電動機在新鮮風流中運轉(zhuǎn)。為此,安設電動機的硐室必須與回風流嚴密隔開。若回風流中瓦斯?jié)舛瘸掷m(xù)穩(wěn)定較低,煤塵濃度低,可以選擇專門的不容易產(chǎn)生火花的通風機,并安設瓦斯電、風電閉鎖裝置和防塵裝置。第23頁/共33頁1、礦井局部風量調(diào)節(jié)3、輔助通風機的安裝和使用礦礦 井井 風風 量量 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié)(2)如果輔助通風
15、機停止運轉(zhuǎn),必須立即打開進風巷道中的風門,以免發(fā)生相鄰區(qū)域的風流逆轉(zhuǎn),甚至產(chǎn)生循環(huán)風。此時,應根據(jù)具體情況,采取相應安全措施。重新啟動輔助通風機之前,應檢查附近20m內(nèi)的瓦斯?jié)舛龋挥性诓怀^規(guī)定時,才允許啟動風機。(3)采空區(qū)附近的巷道中安設輔助通風機時,要選擇合適的位置。否則,有可能產(chǎn)生通過采空區(qū)的循環(huán)風或漏風,甚至引起采空區(qū)的煤炭自燃。(4)嚴禁在煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出的礦井中安設輔助通風機。第24頁/共33頁1、礦井局部風量調(diào)節(jié)四、各種調(diào)節(jié)方法的評價礦礦 井井 風風 量量 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié) 增阻調(diào)節(jié)法的優(yōu)點是簡便、經(jīng)濟、易行。但由于它增加了礦井總風阻,礦井總風量要減少,因此這種方法只
16、適于服務年限不長、調(diào)節(jié)區(qū)域的總風阻占礦井總風阻的比重不大的采區(qū)范圍內(nèi)。對于礦井主要風路,特別是在阻力搭配不均的礦井兩翼調(diào)風,則盡量避免采用。否則,不但不能達到預期效果,還會使全礦通風惡化。 減阻調(diào)節(jié)法的優(yōu)點是減少了礦井總風阻,增加了礦井總風量。但實施工程量較大、費用高。因此,這種方法多用于服務年限長、巷道年久失修造成風網(wǎng)風阻很大而又不能使用輔助通風機調(diào)節(jié)的區(qū)域。第25頁/共33頁1、礦井局部風量調(diào)節(jié)礦礦 井井 風風 量量 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié) 輔助通風機法調(diào)節(jié)的優(yōu)點是簡便、易行,且提高了礦井總風量。但管理復雜,安全性較差。因此,這種方法可在并聯(lián)風路阻力相差懸殊、礦井主要通風機能力不能滿足較大阻力風路要求
17、時使用。 總之,上述三種風量調(diào)節(jié)方法各有特點,在運用中要根據(jù)具體情況因地制宜選用。當單獨使用一種方法不能滿足要求時,可考慮上述方法的綜合運用。第26頁/共33頁礦礦 井井 風風 量量 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié)2、礦井總風量調(diào)節(jié) 對全礦總風量進行增減的調(diào)節(jié)稱為礦井總風量調(diào)節(jié)。其主要是調(diào)整主要通風機的工況點,方法是改變主要通風機的風壓特性曲線,或改變主要通風機的工作風阻。第27頁/共33頁礦礦 井井 風風 量量 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié)2、礦井總風量調(diào)節(jié)一、改變主要通風機工作風阻調(diào)節(jié)法 如圖6.11所示的通風機工況,通風機特性曲線為n,當?shù)V井風阻特性曲線R增大為R1時,通風機的工作點由a變到b,礦井總風量由Q減到Q1;反之,
18、工作點由a變到c,礦井總風量由Q增至Q2。因此,當?shù)V井要求的通風能力超過最大通風機最大潛力又無法采用其它調(diào)節(jié)法時,就必須降低礦井總風阻,以滿足礦井通風要求圖圖6.11 改變主要通風機的改變主要通風機的工作風阻調(diào)節(jié)風量工作風阻調(diào)節(jié)風量第28頁/共33頁礦礦 井井 風風 量量 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié)2、礦井總風量調(diào)節(jié)如果主要通風機的風量大于礦井實際需要,可以增加主要通風機的工作風阻,使總風量下降。對于離心式風機,當所需風量變小時,可利用風硐中的閘門增加風阻,減小風量;對于軸流式風機,多采用改變通風機的葉片安裝角度,或降低風機轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié);對于有前導器的通風機,當需風量變小時,可用改變前導器葉片角度的方法來調(diào)節(jié),但其調(diào)節(jié)幅度比較小。第29頁/共33頁礦礦 井井 風風 量量 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié)2、礦井總風量調(diào)節(jié)1.離心式通風機 如圖6.12所示,一臺離心式通風機在轉(zhuǎn)速為n1時,其風壓特性曲線為。如果實際產(chǎn)生的風量(Q1)不能滿足礦井需風量(Q2)時,可用比例定律求出該風機所需新的轉(zhuǎn)數(shù)n2,即: 211QnnQ2圖圖6.12 改變通風機的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)風量改變通風機的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)風量 繪出新轉(zhuǎn)速n2時的風壓特性曲線,它與礦井總風阻曲線Q的交點M即為通風機新的工況點,通風機的轉(zhuǎn)速由n1增加到n2。二、改變主要通風機特性調(diào)節(jié)法第30頁/共33頁礦礦 井井 風
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