第六章--風(fēng)量調(diào)節(jié)(第1-2節(jié))剖析

1、為何要進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)？為何要進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)？1、礦井各用風(fēng)地點的瓦斯等安全條件的變化，需要調(diào)整需風(fēng)量，適應(yīng)新的風(fēng)量要求。2、工作面位置的變化，使通風(fēng)網(wǎng)路的風(fēng)阻值R發(fā)生變化，引起通風(fēng)網(wǎng)路中風(fēng)量的自然變化，需要調(diào)整風(fēng)量重新達(dá)到原來的要求。風(fēng)量調(diào)整方法：風(fēng)量調(diào)整方法：（一）局部風(fēng)量調(diào)節(jié)：不調(diào)節(jié)主通風(fēng)機(jī)，只是通過局部措施，在采區(qū)內(nèi)、采區(qū)之間、生產(chǎn)水平之間進(jìn)行的風(fēng)量調(diào)節(jié)。（二）礦井通風(fēng)量調(diào)節(jié)對全礦總風(fēng)量進(jìn)行的風(fēng)量增減。 局部風(fēng)量調(diào)節(jié)有三種方法：增加風(fēng)阻調(diào)節(jié)法、降低風(fēng)阻調(diào)節(jié)法和輔助通風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)法。一、增加風(fēng)阻調(diào)節(jié)法一、增加風(fēng)阻調(diào)節(jié)法1、增阻法調(diào)節(jié)原理 如圖6-1所示為某采區(qū)兩個采煤工作面的通風(fēng)網(wǎng)路圖。已知兩風(fēng)路

2、的風(fēng)阻值R1=0.8NS2/m8，R2=1.0NS2/m8，若總風(fēng)量Q=12m3/s，則該并聯(lián)網(wǎng)路中自然分配的風(fēng)量分別為：Q1= = =6.3 m3/sQ2=Q-Q1=126.3=5.7 m3/s211RRQ0 . 18 . 0112圖圖6-1 并聯(lián)通風(fēng)網(wǎng)路并聯(lián)通風(fēng)網(wǎng)路 如按生產(chǎn)要求，1分支的風(fēng)量應(yīng)為Q=4.0 m3/s，2分支的風(fēng)量應(yīng)為Q=8.0 m3/s，顯然自然分配的風(fēng)量不符合生產(chǎn)要求。 按滿足生產(chǎn)要求的風(fēng)量，兩分支的阻力分別為： h1=R1Q2=0.842=12.8Pa h2=R2Q2=1.082=64.0 Pa2風(fēng)路的阻力大于1風(fēng)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，

3、必須進(jìn)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(fēng)網(wǎng)的總阻力，在1風(fēng)路上增加一項局部阻力h窗，使兩風(fēng)路的阻力相等，這時進(jìn)入兩風(fēng)路的風(fēng)量即為需要的風(fēng)量。 h1+ h窗= h2或 h窗= h2- h1即 h窗=64-12.8=51.2 Pa 增阻調(diào)節(jié)法的主要措施，是在調(diào)節(jié)支路回風(fēng)側(cè)設(shè)置調(diào)節(jié)風(fēng)窗（如圖6-2所示）、臨時風(fēng)簾、風(fēng)幕（如圖6-3所示）等調(diào)節(jié)裝置。其中調(diào)節(jié)風(fēng)窗調(diào)節(jié)風(fēng)窗由于其調(diào)節(jié)風(fēng)量范圍大，制造和安裝都較簡單，在生產(chǎn)中使用的最多。 圖圖6-2 6-2 調(diào)節(jié)風(fēng)窗調(diào)節(jié)風(fēng)窗圖圖6-3 6-3 風(fēng)幕風(fēng)幕調(diào)節(jié)風(fēng)窗的開口斷面積計算：調(diào)節(jié)風(fēng)窗的開口斷面積計算：當(dāng) / 0.5時， = (6-1)或 = (

4、6-2)窗SS窗S窗hSQQS84. 065. 0窗S窗RSS84. 065. 0當(dāng) / 0.5時， = = （6-3）或 = (6-4式中 S窗-調(diào)節(jié)風(fēng)窗的斷面積，m2； S-巷道的斷面積，m2； Q-通過的風(fēng)量，m3/s； H窗-調(diào)節(jié)阻力，Pa； R窗-調(diào)節(jié)風(fēng)窗的風(fēng)阻，Ns2/m8，R窗= h窗/Q2。窗SS窗S窗hSQQS759. 0窗S窗RSS759. 012 2、增阻法調(diào)節(jié)的分析、增阻法調(diào)節(jié)的分析1）增阻調(diào)節(jié)法使風(fēng)網(wǎng)總風(fēng)阻增加，如果主要通風(fēng)機(jī)特性曲線不變，總風(fēng)量會減少，在一定條件下，可能達(dá)不到調(diào)節(jié)風(fēng)量的預(yù)期效果。2）總風(fēng)量的減少值與主要通風(fēng)機(jī)性能曲線的緩、陡有關(guān)。如圖6-5所示，為軸

5、流式通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓特性曲線，為離心式通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓特性曲線。R、 R分別為調(diào)節(jié)前后的風(fēng)阻曲線?？梢钥闯?，QQ，表明通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓特性曲線越陡，總風(fēng)量減少值越小，反之則越大。3、增阻調(diào)節(jié)法的使用1）調(diào)節(jié)風(fēng)窗一般安設(shè)在回風(fēng)側(cè)，以免影響運輸。當(dāng)必須安設(shè)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(fēng)窗代替一個面積較小的調(diào)節(jié)風(fēng)窗，且滿足小面積風(fēng)窗的阻力等于這些大面積風(fēng)窗的阻力之和。 2）風(fēng)窗一般安設(shè)在風(fēng)橋之后（圖6-7b）。如果將風(fēng)窗安設(shè)在風(fēng)橋之前（圖6-7a），由于風(fēng)流經(jīng)風(fēng)窗后壓降很大，造成風(fēng)橋上、下風(fēng)流的壓差增大，可能導(dǎo)致風(fēng)橋漏風(fēng)增大。 圖圖6-7風(fēng)橋前后風(fēng)窗的位置風(fēng)橋前后風(fēng)窗的位置增阻調(diào)節(jié)法的優(yōu)點和缺點

6、增阻調(diào)節(jié)法的優(yōu)點和缺點優(yōu)點：增阻調(diào)節(jié)法具有簡單、易行的優(yōu)點，是采區(qū)內(nèi)巷道間的主要調(diào)節(jié)措施。缺點：這種方法會使礦井的總風(fēng)阻增加，若主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓特性曲線不變，會導(dǎo)致礦井總風(fēng)量下降；否則，就得改變主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓特性曲線，以彌補(bǔ)增阻后總風(fēng)量的減少。二、降低風(fēng)阻調(diào)節(jié)法二、降低風(fēng)阻調(diào)節(jié)法 1、降阻法調(diào)節(jié)原理 ：降阻調(diào)節(jié)法與增阻調(diào)節(jié)法相反。為了保證風(fēng)量的按需分配，當(dāng)兩并聯(lián)巷道的阻力不相等時，以小阻力分支為依據(jù)，設(shè)法降低大阻力巷道的風(fēng)阻，使風(fēng)網(wǎng)達(dá)到阻力平衡。2、主要措施：降低風(fēng)阻值的方法可根據(jù)所需降阻數(shù)值的大小和礦井通風(fēng)狀況而定。（1）當(dāng)所需降阻值不大時，首先應(yīng)考慮減小局部阻力，還可以在阻力大的巷道旁側(cè)開掘

7、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(fēng)阻；（2）當(dāng)所需降阻值較大時，可采用擴(kuò)大巷道斷面的方法，條件允許時，也可縮短通風(fēng)路線總長度降低風(fēng)阻。 降阻調(diào)節(jié)法的優(yōu)點和缺點降阻調(diào)節(jié)法的優(yōu)點和缺點優(yōu)點：降阻調(diào)節(jié)法可使礦井總風(fēng)阻減少，若主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓特性曲線不變，礦井總風(fēng)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(fēng)路中某一段巷道的通風(fēng)阻力。 三、輔助通風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)法三、輔助通風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)法1、輔助通風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)法原理如圖6-9所示，如果按需要風(fēng)量Q1、Q2計算出兩風(fēng)

8、路的阻力h2h1時，可在風(fēng)路2中安裝一臺輔助通風(fēng)機(jī)，用輔助通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓來克服該風(fēng)網(wǎng)的阻力差，使其符合風(fēng)壓平衡。 12hhh輔2、輔助通風(fēng)機(jī)的安裝和使用1）為了保證新鮮風(fēng)流通過輔助通風(fēng)機(jī)而又不致防礙運輸，一般把輔助通風(fēng)機(jī)安設(shè)在進(jìn)風(fēng)流的繞道中，如圖6-10所示，但在進(jìn)風(fēng)巷道中至少要安設(shè)兩道自動風(fēng)門，其間距必須滿足運輸?shù)囊?，風(fēng)門必須向壓力大的方向開啟。如果把輔助通風(fēng)機(jī)安設(shè)在回風(fēng)流中，安設(shè)方法基本相同，但要設(shè)法引入一股新鮮風(fēng)流給風(fēng)機(jī)的電動機(jī)通風(fēng)（如利用大鉆孔等方法），使電動機(jī)在新鮮風(fēng)流中運轉(zhuǎn)。為此，安設(shè)電動機(jī)的硐室必須與回風(fēng)流嚴(yán)密隔開。圖圖6-10 6-10 輔助通風(fēng)機(jī)的安裝輔助通風(fēng)機(jī)的安裝 2）如

9、果輔助通風(fēng)機(jī)停止運轉(zhuǎn)，必須立即打開進(jìn)風(fēng)巷道中的風(fēng)門，以免發(fā)生相鄰區(qū)域的風(fēng)流逆轉(zhuǎn)，甚至產(chǎn)生循環(huán)風(fēng)。此時，應(yīng)根據(jù)具體情況，采取相應(yīng)安全措施。重新啟動輔助通風(fēng)機(jī)之前，應(yīng)檢查附近20m內(nèi)的瓦斯?jié)舛?，只有在不超過規(guī)定時，才允許啟動風(fēng)機(jī)。3）采空區(qū)附近的巷道中安設(shè)輔助通風(fēng)機(jī)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(fēng)或漏風(fēng)，甚至引起采空區(qū)的煤炭自燃。4）嚴(yán)禁在煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出的礦井中安設(shè)輔助通風(fēng)機(jī)。四、各種調(diào)節(jié)方法的評價四、各種調(diào)節(jié)方法的評價1、增阻調(diào)節(jié)法的優(yōu)點是簡便、經(jīng)濟(jì)、易行。但由于它增加了礦井總風(fēng)阻，礦井總風(fēng)量要減少，因此這種方法只適于服務(wù)年限不長、調(diào)節(jié)區(qū)域的總風(fēng)阻占礦井總

10、風(fēng)阻的比重不大的采區(qū)范圍內(nèi)。對于礦井主要風(fēng)路，特別是在阻力搭配不均的礦井兩翼調(diào)風(fēng)，則盡量避免采用。否則，不但不能達(dá)到預(yù)期效果，還會使全礦通風(fēng)惡化。2、減阻調(diào)節(jié)法的優(yōu)點是減少了礦井總風(fēng)阻，增加了礦井總風(fēng)量。但實施工程量較大、費用高。因此，這種方法多用于服務(wù)年限長、巷道年久失修造成風(fēng)網(wǎng)風(fēng)阻很大而又不能使用輔助通風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)的區(qū)域。3、輔助通風(fēng)機(jī)法調(diào)節(jié)的優(yōu)點是簡便、易行，且提高了礦井總風(fēng)量。但管理復(fù)雜，安全性較差。因此，這種方法可在并聯(lián)風(fēng)路阻力相差懸殊、礦井主要通風(fēng)機(jī)能力不能滿足較大阻力風(fēng)路要求時使用?？傊鲜鋈N風(fēng)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(dāng)單獨使用一種方法不能滿足要

11、求時，可考慮上述方法的綜合運用。 主要方法：1、改變主要通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)阻調(diào)節(jié)法2、改變主要通風(fēng)機(jī)的特性曲線調(diào)節(jié)法一、改變主要通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)阻調(diào)節(jié)法一、改變主要通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)阻調(diào)節(jié)法如圖6-11所示的通風(fēng)機(jī)工況，通風(fēng)機(jī)特性曲線為n，當(dāng)?shù)V井風(fēng)阻特性曲線R增大為R1時，通風(fēng)機(jī)的工作點由a變到b，礦井總風(fēng)量由Q減到Q1；反之，工作點由a變到c，礦井總風(fēng)量由Q增至Q2。 圖圖6-11 6-11 改變主通風(fēng)機(jī)的工改變主通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)阻調(diào)節(jié)風(fēng)量作風(fēng)阻調(diào)節(jié)風(fēng)量應(yīng)用情況：應(yīng)用情況：如果主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量大于礦井實際需要，可以增加主要通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)阻，使總風(fēng)量下降。1、由于離心式通風(fēng)機(jī)的輸入功率隨風(fēng)量的減少而降低，所以，

12、對于離心式風(fēng)機(jī)，當(dāng)所需風(fēng)量變小時，可利用風(fēng)硐中的閘門增加風(fēng)阻，減小風(fēng)量；2、對于軸流式風(fēng)機(jī)，通風(fēng)機(jī)的輸入功率隨風(fēng)量的減小而增加，故一般不用閘門調(diào)節(jié)而多采用改變通風(fēng)機(jī)的葉片安裝角度，或降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)；3、對于有前導(dǎo)器的通風(fēng)機(jī)，當(dāng)需風(fēng)量變小時，可用改變前導(dǎo)器葉片角度的方法來調(diào)節(jié)，但其調(diào)節(jié)幅度比較小。二、改變主要通風(fēng)機(jī)特性調(diào)節(jié)法二、改變主要通風(fēng)機(jī)特性調(diào)節(jié)法1、離心式通風(fēng)機(jī) 對于礦井使用中的一臺離心式通風(fēng)機(jī)，其實際工作特性曲線主要決定于風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)。如圖6-12所示，一臺離心式通風(fēng)機(jī)在轉(zhuǎn)數(shù)為n1時，其風(fēng)壓特性曲線為。如果實際產(chǎn)生的風(fēng)量（Q1）不能滿足礦井需風(fēng)量（Q2）時，可用比例定律求出該風(fēng)機(jī)所需

13、新的轉(zhuǎn)數(shù)n2，即： 2n121QQnmpr 改變通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速是改變離心式通風(fēng)機(jī)特性曲線的主要方法。其具體做法是：1、如果通風(fēng)機(jī)和電動機(jī)之間是間接傳動，可以改變傳動比或改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)；2、如果通風(fēng)機(jī)和電動機(jī)是直接傳動，則可改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)或更換電動機(jī)。2、軸流式通風(fēng)機(jī)軸流式通風(fēng)機(jī)特性曲線的改變，主要決定于通風(fēng)機(jī)動輪葉片安裝角和通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)兩個因素。在礦井生產(chǎn)中，常采用改變軸流式通風(fēng)機(jī)葉片安裝角的方法實施調(diào)節(jié)。如圖6-13所示，正常運轉(zhuǎn)時，葉片安裝角為1（27.50），運轉(zhuǎn)工況點為特性曲線上的a點；由于生產(chǎn)需要，礦井總阻力增加，為保證原有的風(fēng)量，主通風(fēng)機(jī)運轉(zhuǎn)工況點移至b點，此時，則把葉片安裝角調(diào)整到

14、2（300），才能使風(fēng)壓特性曲線通過b點，從而保證礦井總風(fēng)量的需要。 軸流式通風(fēng)機(jī)的葉片的調(diào)整方法：軸流式通風(fēng)機(jī)的葉片的調(diào)整方法：軸流式通風(fēng)機(jī)的葉片，是用雙螺帽固定于輪轂上，調(diào)整時只需將螺帽擰開，調(diào)整好角度后再擰緊即可。這種方法的調(diào)節(jié)范圍比較大，一般每次可調(diào)5（每次最小可調(diào)2.5），而且可使通風(fēng)機(jī)在最佳工作區(qū)域內(nèi)工作。采用變頻技術(shù)控制主要通風(fēng)機(jī)的礦井，在一定范圍內(nèi)，也可通過調(diào)整電動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)，方便地實現(xiàn)總風(fēng)量的調(diào)節(jié)。3 3、對旋式通風(fēng)機(jī)、對旋式通風(fēng)機(jī)對旋式通風(fēng)機(jī)是近年來開發(fā)應(yīng)用的新型高效軸流式風(fēng)機(jī)。其調(diào)節(jié)方法和一般軸流式通風(fēng)機(jī)相似，可以調(diào)整風(fēng)機(jī)兩級動輪上的葉片安裝角（可調(diào)整其中一級，也可同時調(diào)整兩級），也可以改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)。由于對旋式通風(fēng)機(jī)的兩級動輪分別由各自的電動機(jī)驅(qū)動，在礦井投產(chǎn)初期甚至可單級運行。 BDK65系列對旋式主要通風(fēng)機(jī)裝置立體圖系列對旋式主要通風(fēng)機(jī)裝置立體圖復(fù)習(xí)思考題復(fù)習(xí)思考題6-1為什么風(fēng)量調(diào)節(jié)是礦井通風(fēng)管理的主要內(nèi)容？6-2 什么是局部風(fēng)量調(diào)節(jié)？什么是礦井總風(fēng)量調(diào)節(jié)？ 二者有什么不同？6-3 增阻調(diào)節(jié)法的實質(zhì)是什么？6-4 增阻調(diào)節(jié)法對礦井通風(fēng)網(wǎng)路有什么影響？6-5 使用增阻調(diào)節(jié)法對應(yīng)注意哪些問題？6-6 降阻調(diào)節(jié)法的實質(zhì)是什么？6-7 使用降阻調(diào)節(jié)法時應(yīng)注意哪些問題？6-8 輔助通風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)法的實質(zhì)是什么？6-9