第5章礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中風(fēng)量分配與調(diào)節(jié)(1)

1、通通 風(fēng)風(fēng) 安安 全全 學(xué)學(xué)第五章第五章 礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中風(fēng)量分配與調(diào)節(jié)礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中風(fēng)量分配與調(diào)節(jié)河南理工大學(xué)河南理工大學(xué)杜鋒杜鋒1803702675818037026758本章主要內(nèi)容 一、風(fēng)量分配基本定律 二、網(wǎng)絡(luò)圖及網(wǎng)絡(luò)特性 三、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)動態(tài)特性分析 四、礦井風(fēng)量調(diào)節(jié)五、應(yīng)用計算機解算復(fù)雜通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)一、風(fēng)量分配基本定律1.礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)圖(1）礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)礦井通風(fēng)系統(tǒng)：由縱橫交錯的井巷構(gòu)成的一個復(fù)雜系統(tǒng)。用圖論的方法對通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行抽象描述，把通風(fēng)系統(tǒng)變成一個由線、點及其屬性組成的系統(tǒng)，稱為通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖：用直觀的幾何圖形來表示通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。1）分支（邊、?。罕硎疽欢瓮L(fēng)井巷的有向線

2、段，線段的方向代表井巷中的風(fēng)流方向。每條分支可有一個編號，稱為分支號。一、風(fēng)量分配基本定律2）節(jié)點（結(jié)點、頂點）：是兩條或兩條以上分支的交點。 342151234567一、風(fēng)量分配基本定律3）路（通路、道路）：是由若干條方向相同的分支首尾相連而成的線路。如圖中125、1246和136等均是通路。4）回路：由兩條或兩條以上分支首尾相連形成的閉合線路稱為回路。如圖中243、2563和1367342151234567 5）樹：是指任意兩節(jié)點間至少存在一條通路但不含回路的一類特殊圖。由于這類圖的幾何形狀與樹相似，故得名。樹中的分支稱為樹枝。包含通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的全部節(jié)點的樹稱為其生成樹，簡稱樹。一、風(fēng)量分配基

3、本定律(2）礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖特點：）通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖只反映風(fēng)流方向及節(jié)點與分支間的相互關(guān)系，節(jié)點位置與分支線的形狀可以任意改變。）能清楚地反映風(fēng)流的方向和分合關(guān)系，并且是進(jìn)行各種通風(fēng)計算的基礎(chǔ)，因此是礦井通風(fēng)管理的一種重要圖件。 礦井通風(fēng)系統(tǒng)圖的繪制礦井通風(fēng)系統(tǒng)圖的繪制 礦井通風(fēng)系統(tǒng)圖是煤礦安全生產(chǎn)必備的圖件。它是根據(jù)礦井開拓、采區(qū)巷道布置及礦井的通風(fēng)系統(tǒng)繪制而成的。 礦井通風(fēng)系統(tǒng)圖包括礦井通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)流路線與方向，通風(fēng)設(shè)施和安裝位置。 總體來說，礦井通風(fēng)系統(tǒng)圖包括通風(fēng)系統(tǒng)平面圖、通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖和通風(fēng)系統(tǒng)立體圖，下面分別對這三類圖形的繪制方法進(jìn)行說明。 一、礦井通風(fēng)系統(tǒng)平面圖一、礦井通風(fēng)系統(tǒng)平面圖 礦

4、井通風(fēng)系統(tǒng)平面圖是表示礦井通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)流路線與方向、流速、風(fēng)量及阻力、通風(fēng)裝備和通風(fēng)設(shè)施等情況的總圖，由各巷道在水平面上投影繪制而成。根據(jù)線型的不同，礦井通風(fēng)系統(tǒng)平面圖可以分為單線圖和雙線圖。 二、礦井通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖二、礦井通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖 礦井通風(fēng)系統(tǒng)往往是十分復(fù)雜的立體結(jié)構(gòu)，巷道數(shù)目多、縱橫交錯、上下重疊，相互關(guān)系不易一目了然，直接用實際的通風(fēng)系統(tǒng)圖分析通風(fēng)問題有很多不便。 為克服這些缺點，需要對通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化，即用反映巷道空間關(guān)聯(lián)的單線條來表示通風(fēng)系統(tǒng)中各風(fēng)流(道)的分合關(guān)系，將通風(fēng)系統(tǒng)圖抽象成點與線集合的網(wǎng)狀線路示意圖。 此圖即是通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖，簡稱通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖或風(fēng)網(wǎng)。平面圖 網(wǎng)絡(luò)圖 在該

5、圖中點可以位移、邊可以伸縮、曲直、翻轉(zhuǎn)，必要時，還可以對點或邊進(jìn)行簡化，但必須反映風(fēng)流的分合關(guān)系。圖的幾何形狀也不是唯一的，可畫成長方形（圖中分支用直線表示），也可畫成橢圓形（圖中分支多用弧線），也有畫成圓形的。15 采用計算機自動生成通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖總的要求是：需要人工輸入的數(shù)據(jù)盡可能少，生成以后的人工編輯也要盡可能少，生成的網(wǎng)絡(luò)圖美觀，符合一般的使用習(xí)慣，通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖的具體繪制原則一般為： 用一個進(jìn)風(fēng)節(jié)點代替所有進(jìn)風(fēng)節(jié)點，布置在網(wǎng)絡(luò)圖的最下邊； 用一個出風(fēng)節(jié)點代替所有出風(fēng)節(jié)點，布置在網(wǎng)絡(luò)圖的最上邊； 分支方向基本都應(yīng)由下向上； 分支間的交叉盡可能少； 節(jié)點與節(jié)點之間應(yīng)有一定的間距； 分支與其他分支

6、之間應(yīng)有一定的間距；16分支曲率優(yōu)化-樣條曲線-第一次嘗試 17復(fù)雜通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖自動生成嘗試復(fù)雜通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖自動生成嘗試-樣條曲線樣條曲線18使用圓弧、添加相關(guān)規(guī)則-圓弧19進(jìn)一步修改完善網(wǎng)絡(luò)圖自動生成規(guī)則-圓弧20分支曲率和交叉點優(yōu)化-圓弧21 2）通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖的繪制步驟 通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖是點和線的組合圖，僅表示風(fēng)網(wǎng)中分支中各分支的風(fēng)流方向聯(lián)接形式，不按比例，不表示空間關(guān)系的單線繪制，繪制通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖的步驟和要點歸納如下幾點： (1) 節(jié)點編號。在礦井通風(fēng)系統(tǒng)圖上確定風(fēng)流分合點的位置，并從進(jìn)風(fēng)井口開始，沿風(fēng)流流動方向直到出風(fēng)井口為止，對各節(jié)點進(jìn)行編號。編號順序通常是沿風(fēng)流方向從小到大，也可以按進(jìn)回

7、風(fēng)段系統(tǒng)、按翼分采區(qū)進(jìn)行編號，節(jié)點編號不能重復(fù)。22 (2)繪制草圖。沿風(fēng)流方向從進(jìn)風(fēng)井口出發(fā)至出風(fēng)井口逐個節(jié)點、逐個分支地進(jìn)行繪制，將有風(fēng)流連通的節(jié)點用單線條聯(lián)接。在繪制的過程中先連主干風(fēng)路，后連支流，遇到風(fēng)流流入或流出時，在節(jié)點處應(yīng)留有分叉，并在分叉上標(biāo)明流入或流向節(jié)點的號碼。為了便于區(qū)分，正常風(fēng)路用實線表示，漏風(fēng)風(fēng)路和準(zhǔn)備開掘的分支用虛線表示，大氣節(jié)點之間用點劃線表示。23 (3)圖形整理。繪制復(fù)雜通風(fēng)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)圖，需先畫草圖和框架，再經(jīng)過整理變形，才能完成整形的目的，一是把圖形畫美觀，更主要的是設(shè)法將通風(fēng)系統(tǒng)各獨立單元和結(jié)構(gòu)特點突出出來，便于運用。 三、通風(fēng)系統(tǒng)立體圖三、通風(fēng)系統(tǒng)立體圖

8、 礦井通風(fēng)系統(tǒng)立體圖是根據(jù)投影原理把礦井巷道的立體圖投影到平面上而形成的圖形。它能較好地表達(dá)巷道之間的立體關(guān)系，是進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計和現(xiàn)場施工管理必不可少的資料。 一般采用軸側(cè)投影法繪制礦井通風(fēng)系統(tǒng)立體圖。軸側(cè)投影的實質(zhì)就是把空間物體連同空間坐標(biāo)軸投影于投影面上，利用三個坐標(biāo)軸確定物體的三個尺度。其特點是：平行于某一坐標(biāo)軸的所有線段，其變形系數(shù)相等。 一、風(fēng)量分配基本定律2.風(fēng)量平衡定律 風(fēng)量平衡定律是指在穩(wěn)態(tài)通風(fēng)條件下，單位時間流入某節(jié)點的空氣質(zhì)量等于流出該節(jié)點的空氣質(zhì)量；或者說，流入與流出某節(jié)點的各分支的質(zhì)量流量的代數(shù)和等于零，即 0iM一、風(fēng)量分配基本定律 若不考慮風(fēng)流密度的變化，則流入與

9、流出某節(jié)點的各分支的體積流量（風(fēng)量）的代數(shù)和等于零，即： 如圖a，節(jié)點4處的風(fēng)量平衡方程為： 上述節(jié)點擴展為無源回路，則風(fēng)量平衡定律依然成立。 0iQ16523圖a06454434241QQQQQ一、風(fēng)量分配基本定律 如圖b所示，回路2-4-5-7-2的各鄰接分支的風(fēng)量滿足如下關(guān)系：2178356圖b087654321QQQQ一、風(fēng)量分配基本定律3.能量平衡定律 假設(shè)：一般地，回路中分支風(fēng)流方向為順時針時，其阻力取“”，逆時針時，其阻力取“”。 （1）無動力源（Hn Hf） 通風(fēng)網(wǎng)路圖的任一回路中，無動力源時，各分支阻力的代數(shù)和為零，即： 如圖，對回路6中有：0Rih02436RRRRhhhh

10、23456一、風(fēng)量分配基本定律 （2）有動力源 設(shè)風(fēng)機風(fēng)壓Hf，自然風(fēng)壓HN。如圖，對回路234 5 1中有：一般表達(dá)式為： 即：能量平衡定律是指在任一閉合回路中，各分支的通風(fēng)阻力代數(shù)和等于該回路中自然風(fēng)壓與通風(fēng)機風(fēng)壓的代數(shù)和。54321RRRRRNfhhhhhHHRiNfhHH23456一、風(fēng)量分配基本定律4.阻力定律2RQh 二、網(wǎng)絡(luò)圖及網(wǎng)絡(luò)特性1.串聯(lián)風(fēng)路 由兩條或兩條以上分支彼此首尾相連，中間沒有風(fēng)流分匯點的線路稱為串聯(lián)風(fēng)路。如圖所示，由1，2，3，4，5五條分支組成串聯(lián)風(fēng)路。 （1）串聯(lián)風(fēng)路特性 1)總風(fēng)量等于各分支的風(fēng)量，即 MS = M1 = M2 = Mn 當(dāng)各分支的空氣密度相

11、等時， QS = Q1 = Q2 = Qn458123679123456789二、網(wǎng)絡(luò)圖及網(wǎng)絡(luò)特性 2)總風(fēng)壓（阻力）等于各分支風(fēng)壓（阻力）之和，即: 3)總風(fēng)阻等于各分支風(fēng)阻之和，即： niinshhhhh121 niinsnsssRRRRQhhhQhR1212212.二、網(wǎng)絡(luò)圖及網(wǎng)絡(luò)特性 4)串聯(lián)風(fēng)路等積孔與各分支等積孔間的關(guān)系222211111nsAAAA 219.1iRiA 2219.1iAiR2222119.119.119.1119.1iiisAARRsA二、網(wǎng)絡(luò)圖及網(wǎng)絡(luò)特性（2）串聯(lián)風(fēng)路等效阻力特性曲線的繪制 根據(jù)以上串聯(lián)風(fēng)路的特性，可以繪制串聯(lián)風(fēng)路等效阻力特性曲線。 1R1R2R

12、1R2R1+R2QH二、網(wǎng)絡(luò)圖及網(wǎng)絡(luò)特性 繪制方法： )首先在h-Q坐標(biāo)圖上分別作出串聯(lián)風(fēng)路1、2的阻力特性曲線R1、R2； )根據(jù)串聯(lián)風(fēng)路“風(fēng)量相等，阻力疊加”的原則，作平行于h軸的若干條等風(fēng)量線，在等風(fēng)量線上將1、2分支阻力h1、h2疊加，得到串聯(lián)風(fēng)路的等效阻力特性曲線上的點； )將所有等風(fēng)量線上的點聯(lián)成曲線R3，即為串聯(lián)風(fēng)路的等效阻力特性曲線。二、網(wǎng)絡(luò)圖及網(wǎng)絡(luò)特性2.并聯(lián)風(fēng)網(wǎng) 由兩條或兩條以上具有相同始節(jié)點和末節(jié)點的分支所組成的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，稱為并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)。如圖所示并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)由5條分支并聯(lián) （1）并聯(lián)風(fēng)路特性： 1)總風(fēng)量等于各分支的風(fēng)量之和，即 當(dāng)各分支的空氣密度相等時, niinsMMMMM

13、121 niinsQQQQQ121二、網(wǎng)絡(luò)圖及網(wǎng)絡(luò)特性 2)總風(fēng)壓等于各分支風(fēng)壓，即 注意：當(dāng)各分支的位能差不相等，或分支中存在風(fēng)機等通風(fēng)動力時，并聯(lián)分支的阻力并不相等。nshhhh 211234612345二、網(wǎng)絡(luò)圖及網(wǎng)絡(luò)特性 3)并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)總風(fēng)阻與各分支風(fēng)阻的關(guān)系 又 即：2SssQRhsssRhQnSQQQQ.21nnssRhRhRhRh.2211nsRRRR1111.2122121111 nsssRRRQhR二、網(wǎng)絡(luò)圖及網(wǎng)絡(luò)特性 4)并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)等積孔等于各分支等積孔之和，即 nsAAAA 21).(19. 111119. 121nsRRRRsA二、網(wǎng)絡(luò)圖及網(wǎng)絡(luò)特性 5) 并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)的風(fēng)量分配

14、 若已知并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)的總風(fēng)量，在不考慮其它通風(fēng)動力及風(fēng)流密度變化時，可由下式計算出分支i的風(fēng)量。 即 sihh22ssiiQRQRSRRiQQis).(12111nRRRiSsisRQRRQiQR1R2.RiRnQS二、網(wǎng)絡(luò)圖及網(wǎng)絡(luò)特性 （2）并聯(lián)風(fēng)路等效阻力特性曲線的繪制 根據(jù)以上并聯(lián)風(fēng)路的特性，可以繪制并聯(lián)風(fēng)路等效阻力特性曲線。方法： ）首先在h-Q坐標(biāo)圖上分別作出并聯(lián)風(fēng)路1、2的阻力特性曲線R1、R2； ）根據(jù)并聯(lián)風(fēng)路“風(fēng)壓（阻力）相等，風(fēng)量疊加”的原則，作平行于Q軸的若干條等風(fēng)壓線，在等風(fēng)壓線上將1、2分支阻力h1、h2疊加，得到并聯(lián)風(fēng)路的等效阻力特性曲線上的點； 二、網(wǎng)絡(luò)圖及網(wǎng)絡(luò)特性 ）

15、將所有等風(fēng)壓線上的點聯(lián)成曲線R3，即為并聯(lián)風(fēng)路的等效阻力特性曲線。2112R1R2R1R2R1+R2QH二、網(wǎng)絡(luò)圖及網(wǎng)絡(luò)特性.串聯(lián)風(fēng)路與并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)的比較 在任何一個礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中，都同時存在串聯(lián)與并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)。在礦井的進(jìn)、回風(fēng)風(fēng)路多為串聯(lián)風(fēng)路，而采區(qū)內(nèi)部多為并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)。并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)的優(yōu)點： (1)從提高工作地點的空氣質(zhì)量及安全性出發(fā)，采用并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)具有明顯的優(yōu)點。 (2)在同樣的分支風(fēng)阻條件下，分支并聯(lián)時的總風(fēng)阻小于串聯(lián)時的總風(fēng)阻。二、網(wǎng)絡(luò)圖及網(wǎng)絡(luò)特性 例如：若R1=R2=0.04 kg/m7， 串聯(lián)：Rs= R1+ R2= 0.08 kg/m7 并聯(lián)： Rs：Rs2:在相同風(fēng)量下，串聯(lián)的能耗為并聯(lián)的8倍。

16、704.0104.01112/01.0)(1)(121mkgRRRS1R1R22112R1R2二、網(wǎng)絡(luò)圖及網(wǎng)絡(luò)特性.角聯(lián)風(fēng)網(wǎng)（1）幾個概念 角聯(lián)風(fēng)網(wǎng)：是指內(nèi)部存在角聯(lián)分支的網(wǎng)絡(luò)。 角聯(lián)分支（對角分支）：是指位于風(fēng)網(wǎng)的任意兩條有向通路之間、且不與兩通路的公共節(jié)點相連的分支，如圖。 二、網(wǎng)絡(luò)圖及網(wǎng)絡(luò)特性 簡單角聯(lián)風(fēng)網(wǎng)：僅有一條角聯(lián)分支的風(fēng)網(wǎng)。 復(fù)雜角聯(lián)風(fēng)網(wǎng)：含有兩條或兩條以上角聯(lián)分支的風(fēng)網(wǎng)。213456復(fù)雜角聯(lián)風(fēng)網(wǎng)復(fù)雜角聯(lián)風(fēng)網(wǎng)簡單角聯(lián)風(fēng)網(wǎng)簡單角聯(lián)風(fēng)網(wǎng)1復(fù)雜聯(lián)結(jié)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜聯(lián)結(jié)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò) 由串聯(lián)、并聯(lián)、角聯(lián)和更復(fù)雜的聯(lián)結(jié)方式由串聯(lián)、并聯(lián)、角聯(lián)和更復(fù)雜的聯(lián)結(jié)方式所組成的通風(fēng)網(wǎng)路，統(tǒng)稱為復(fù)雜通風(fēng)網(wǎng)路。所組

17、成的通風(fēng)網(wǎng)路，統(tǒng)稱為復(fù)雜通風(fēng)網(wǎng)路。二、網(wǎng)絡(luò)圖及網(wǎng)絡(luò)特性 （2）角聯(lián)分支風(fēng)向判別 原則：分支的風(fēng)向取決于其始、末節(jié)點間的壓能值。風(fēng)流由能位高的節(jié)點流向能位低的節(jié)點；當(dāng)兩點能位相同時，風(fēng)流停滯；當(dāng)始節(jié)點能位低于末節(jié)點時，風(fēng)流反向。 判別式（以簡單角聯(lián)為例）： 1)分支5中無風(fēng) Q5 = 0 Q1 = Q3 , Q2 = Q4 由風(fēng)壓平衡定律： h1 = h2 , h3 = h411二、網(wǎng)絡(luò)圖及網(wǎng)絡(luò)特性 由阻力定律： 兩式相比得： 即 或?qū)憺椋?22211QRQR244233QRQR244222233211QRQRQRQR4231RRRR13241RRRRK二、網(wǎng)絡(luò)圖及網(wǎng)絡(luò)特性 )當(dāng)分支5中風(fēng)向由2

18、3 節(jié)點的壓能高于節(jié)點，則 hR2 hR1 即： 即同理， hR3 hR4 211222QRQR22253222112)(QQQQQRR244233QRQR22523242334)(QQQQQRR11二、網(wǎng)絡(luò)圖及網(wǎng)絡(luò)特性 又 即： 或?qū)憺椋?53523)(QQQQQQ12222532252334)()(RRQQQQQQRR13241RRRRK4231RRRR風(fēng)流二、網(wǎng)絡(luò)圖及網(wǎng)絡(luò)特性 ) 分支5中的風(fēng)向由32 同理可得： 或?qū)憺椋?14231RRRR13241RRRRK風(fēng)流二、網(wǎng)絡(luò)圖及網(wǎng)絡(luò)特性 改變角聯(lián)分支兩側(cè)的邊緣分支的風(fēng)阻就可以改變角聯(lián)分支的風(fēng)向。對圖示簡單角聯(lián)風(fēng)網(wǎng)，可推導(dǎo)出如下角聯(lián)分支風(fēng)流

19、方向判別式：。中風(fēng)向由，分支中風(fēng)流停滯；，分支；中風(fēng)向由，分支32515123513241RRRRK 判別式的作用之一判別式的作用之一是用來預(yù)先判別不穩(wěn)定風(fēng)流的是用來預(yù)先判別不穩(wěn)定風(fēng)流的方向。例如在分支方向。例如在分支5尚未掘通之前，便可判定該風(fēng)路尚未掘通之前，便可判定該風(fēng)路掘通后的風(fēng)流方向，即把四條非對角分支的風(fēng)阻值掘通后的風(fēng)流方向，即把四條非對角分支的風(fēng)阻值代入判別式，如算得判據(jù)代入判別式，如算得判據(jù)K1，便可判定，便可判定Q5向上流，向上流，如得如得K1，而且，而且K值越大，值越大，Q5向上流就越穩(wěn)定。故可根向上流就越穩(wěn)定。故可根據(jù)據(jù) 實際情況，采取加大實際情況，采取加大R1或或R4，減

20、少，減少R2或或R3的技的技術(shù)措施，并不斷進(jìn)行調(diào)整，使術(shù)措施，并不斷進(jìn)行調(diào)整，使K始終保持最大的合理始終保持最大的合理值，以保證值，以保證Q5的方向和數(shù)量始終穩(wěn)定。的方向和數(shù)量始終穩(wěn)定。14231R RKR R13241RRRRK三、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)動態(tài)特性分析1.井巷風(fēng)阻變化引起風(fēng)流變化的規(guī)律 （1）變阻分支本身的風(fēng)量與風(fēng)壓變化規(guī)律 當(dāng)某分支風(fēng)阻增大時，該分支的風(fēng)量減小、風(fēng)壓增大；當(dāng)風(fēng)阻減小時，該分支的風(fēng)量增大、風(fēng)壓降低。12356781049三、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)動態(tài)特性分析 （2）變阻分支對其它分支風(fēng)量與風(fēng)壓的影響規(guī)律 1）當(dāng)某分支風(fēng)阻增大時，包含該分支的所有通路上的其它分支的風(fēng)量減小，風(fēng)壓增大；與該分支

21、并聯(lián)的通路上的分支的風(fēng)量增大，風(fēng)壓亦增大；當(dāng)風(fēng)阻減小時與此相反。 2）對于一進(jìn)一出的子網(wǎng)絡(luò)，若外部分支調(diào)阻引起其流入（流出）風(fēng)量變化，其內(nèi)部各分支的風(fēng)量變化趨勢相同。 3）風(fēng)網(wǎng)內(nèi)，某分支風(fēng)阻變化時，各分支風(fēng)量、風(fēng)壓變化幅度，以本分支為最大，鄰近分支次之，離該分支越遠(yuǎn)分支變化越小。三、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)動態(tài)特性分析 4）風(fēng)網(wǎng)內(nèi)，不同類型的分支風(fēng)阻變化引起的風(fēng)量變化幅度和影響范圍是不同的。一般說，主干巷道變阻引起的風(fēng)量變化幅度和影響范圍大，末支巷道變阻引起的風(fēng)量變化幅度和影響范圍小。 5）風(fēng)網(wǎng)內(nèi)某分支增阻時，增阻分支風(fēng)量減小值比其并聯(lián)分支風(fēng)量增加值大；某分支減阻時，減阻分支風(fēng)量增加值比其并聯(lián)分支風(fēng)量減小值大

22、。12356781049三、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)動態(tài)特性分析 （3）巷道密閉與貫通對風(fēng)流的影響 巷道密閉相當(dāng)于該分支的風(fēng)阻增大至，故本分支風(fēng)量減少到趨近于0；對其它分支的影響規(guī)律與分支增阻相同。 巷道貫通時要修改網(wǎng)絡(luò)圖，即在網(wǎng)絡(luò)圖中增加貫通后的分支。風(fēng)流方向取決于巷道兩端點間壓能差；對其它分支的影響規(guī)律與分支減阻相同。三、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)動態(tài)特性分析2.風(fēng)流穩(wěn)定性分析 （1）穩(wěn)定性的基本概念 穩(wěn)定性是指當(dāng)系統(tǒng)受到外界瞬時干擾，系統(tǒng)狀態(tài)偏離了平衡狀態(tài)后，系統(tǒng)狀態(tài)自動回復(fù)到該平衡狀態(tài)的能力。 按照這種穩(wěn)定性的概念，除非在主要通風(fēng)機不穩(wěn)定運行（工作在軸流式風(fēng)機風(fēng)壓特性曲線的駝峰區(qū)）等特殊情況下，礦井通風(fēng)系統(tǒng)一般都是穩(wěn)定

23、的。 通風(fēng)管理中所說的風(fēng)流穩(wěn)定性，一般是指井巷中風(fēng)流方向發(fā)生變化或風(fēng)量大小變化超過允許范圍的現(xiàn)象；且多指風(fēng)流方向發(fā)生變化的現(xiàn)象。三、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)動態(tài)特性分析 （2）影響風(fēng)流穩(wěn)定性的因素 1）風(fēng)網(wǎng)結(jié)構(gòu)對風(fēng)流穩(wěn)定性的影響 僅由串、并聯(lián)組成的風(fēng)網(wǎng)，其穩(wěn)定性強；角聯(lián)風(fēng)網(wǎng)，其對角分支的風(fēng)流易出現(xiàn)不穩(wěn)定。 2）風(fēng)阻變化對風(fēng)流穩(wěn)定性的影響 在角聯(lián)風(fēng)網(wǎng)中，邊緣分支的風(fēng)阻變化可能引起角聯(lián)分支風(fēng)流改變。 在實際生產(chǎn)礦井，大多數(shù)采掘工作面都是在角聯(lián)分支中。應(yīng)采取安裝調(diào)節(jié)風(fēng)門的措施，保證風(fēng)流的穩(wěn)定性。三、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)動態(tài)特性分析 3）通風(fēng)風(fēng)動力變化對風(fēng)流穩(wěn)定性的影響 礦井風(fēng)網(wǎng)內(nèi)主要通風(fēng)機、輔助通風(fēng)機數(shù)量和性能的變化，不僅會引

24、起風(fēng)機所在巷道的風(fēng)量變化，而且會使風(fēng)網(wǎng)內(nèi)其他分支風(fēng)量也發(fā)生變化，并影響風(fēng)網(wǎng)內(nèi)其他風(fēng)機的工況點。 （3）具體如下： 1）單主要通風(fēng)機風(fēng)網(wǎng)，當(dāng)主要通風(fēng)機性能發(fā)生變化時，風(fēng)網(wǎng)內(nèi)各分支風(fēng)量按主要通風(fēng)機風(fēng)量變化的趨勢和比率而變化。 三、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)動態(tài)特性分析 2）多主要通風(fēng)機風(fēng)網(wǎng)內(nèi)，當(dāng)某主要通風(fēng)機性能發(fā)生變化時，整個風(fēng)網(wǎng)內(nèi)各分支風(fēng)量不按比例變化。 3）多主要通風(fēng)機風(fēng)網(wǎng)內(nèi)，即使風(fēng)網(wǎng)結(jié)構(gòu)和分支風(fēng)阻不變，當(dāng)某主要通風(fēng)機性能發(fā)生變化時，由于風(fēng)網(wǎng)總風(fēng)量和各主要通風(fēng)機風(fēng)量配置發(fā)生了變化，因此，各主要通風(fēng)機的工作風(fēng)阻與風(fēng)網(wǎng)總風(fēng)阻也有所變化。三、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)動態(tài)特性分析 4）風(fēng)網(wǎng)內(nèi)，某巷道安設(shè)輔助通風(fēng)機后，不僅該巷道本身風(fēng)流

25、發(fā)生變化，其他巷道風(fēng)流也變化。當(dāng)某輔助通風(fēng)機風(fēng)量增大時，輔助通風(fēng)機所在巷道風(fēng)量增加，包含輔助通風(fēng)機在內(nèi)的閉合回路中，與輔助通風(fēng)機風(fēng)向一致的各巷風(fēng)量增加，與其風(fēng)向相反的各巷風(fēng)量減小。 當(dāng)輔助通風(fēng)機風(fēng)壓過高或風(fēng)量過大時，可引起其并聯(lián)分支風(fēng)量不足、停風(fēng)、甚至反向。引起并聯(lián)分支風(fēng)流反向的條件是輔助通風(fēng)機風(fēng)量大于回路的總風(fēng)量或輔助通風(fēng)機風(fēng)壓大于回路內(nèi)其同向分支的風(fēng)壓損失。 5）自然風(fēng)壓引起的風(fēng)流變化，與輔助通風(fēng)機相似。四、礦井風(fēng)量調(diào)節(jié) 隨著生產(chǎn)的發(fā)展和變化，工作面的推進(jìn)和更替，巷道風(fēng)阻、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及所需的風(fēng)量均在不斷變化，要求及時進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)。 按調(diào)節(jié)設(shè)施來看，有通風(fēng)機、射流器、風(fēng)窗、風(fēng)幕和增加并聯(lián)井巷或

26、擴大通風(fēng)斷面等。 按其調(diào)節(jié)的范圍，可分為局部風(fēng)量調(diào)節(jié)與礦井總風(fēng)量調(diào)節(jié)。 從通風(fēng)能量的角度看，可分為增能調(diào)節(jié)、耗能調(diào)節(jié)和節(jié)能調(diào)節(jié)。四、礦井風(fēng)量調(diào)節(jié)1.局部風(fēng)量調(diào)節(jié) 局部風(fēng)量調(diào)節(jié)是指在采區(qū)內(nèi)部各工作面間，采區(qū)之間或生產(chǎn)水平之間的風(fēng)量調(diào)節(jié)。 調(diào)節(jié)方法：增阻法、減阻法及輔助通風(fēng)機調(diào)節(jié)法。 （1）增阻調(diào)節(jié)法 增阻調(diào)節(jié)法是在通過在巷道中安設(shè)調(diào)節(jié)風(fēng)窗等設(shè)施，增大巷道中的局部阻力，從而降低與該巷道處于同一通路中的風(fēng)量，或增大與其關(guān)聯(lián)的通路上的風(fēng)量。增阻調(diào)節(jié)是一種耗能調(diào)節(jié)法四、礦井風(fēng)量調(diào)節(jié) 主要措施： 1)調(diào)節(jié)風(fēng)窗；2)臨時風(fēng)簾；3)空氣幕調(diào)節(jié)裝置等。使用最多的是調(diào)節(jié)風(fēng)窗。 風(fēng)窗調(diào)節(jié)法原理分析 如圖，分支風(fēng)阻分

27、別為 R1和R2，風(fēng)量分別為Q1,Q2。則兩分支的阻力為：h1=R1Q12，h2=R2Q22，且h1= h2 。若分支風(fēng)量不足。可在分支中設(shè)置調(diào)節(jié)窗。設(shè)調(diào)節(jié)風(fēng)窗產(chǎn)生的局部風(fēng)阻為R。R1Q1R2Q2Q2R1+ RQ1R2Q2Q2四、礦井風(fēng)量調(diào)節(jié) (R1+ R)Q12= R2Q22 但增阻后，并聯(lián)系統(tǒng)總風(fēng)阻增大。使QQ，由于Q未知，實際計算過程中，假設(shè)QQ。已知, R后，可計算調(diào)節(jié)風(fēng)窗面積。122 12 2RRRQQ四、礦井風(fēng)量調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)風(fēng)窗開口面積計算：當(dāng) Sc/S0.5 時，當(dāng) Sc/S 0.5 時，Sc調(diào)節(jié)風(fēng)窗的斷面積，m2；S巷道的斷面積，m2；Q通達(dá)風(fēng)量，m3/s；hc調(diào)節(jié)風(fēng)窗阻力，Pa；

28、Rc調(diào)節(jié)風(fēng)窗的風(fēng)阻，Ns2/m8；Rchc /Q2。cchSQQSS84. 065. 0ccRSSS84. 065. 0cchSQQSS759. 0ccRSSS759.01四、礦井風(fēng)量調(diào)節(jié) 使用條件：增阻分支風(fēng)量有富余。 特點：增阻調(diào)節(jié)法具有簡單、方便、易行、見效快等優(yōu)點；但增阻調(diào)節(jié)法會增加礦井總風(fēng)阻，減少總風(fēng)量。 （2）減阻調(diào)節(jié)法 減阻調(diào)節(jié)法是在通過巷道中采取降阻措施，降低巷道的通風(fēng)阻力，從而增大與該巷道處于同一通路中的風(fēng)量，或減小與其關(guān)聯(lián)通路上的風(fēng)量。四、礦井風(fēng)量調(diào)節(jié) 主要措施： 1)擴大巷道斷面；2)降低摩擦阻力系數(shù)；3)清除巷道中的局部阻力物；4)采用并聯(lián)風(fēng)路；5)縮短風(fēng)流路線的總長度

29、等。 特點： 可以降低礦井總風(fēng)阻，并增加礦井總風(fēng)量；但降阻措施的工程量和投資一般都較大，施工工期較長，所以一般在對礦井通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行較大的改造時采用。四、礦井風(fēng)量調(diào)節(jié) （3）增能調(diào)節(jié)法 增能調(diào)節(jié)法主要是采用輔助通風(fēng)機等增加通風(fēng)能量的方法，增加局部地點的風(fēng)量。 主要措施：1)輔助通風(fēng)機調(diào)節(jié)；2)利用自然風(fēng)壓調(diào)節(jié)。 特點：增能調(diào)節(jié)法的施工相對比較方便，不須降低礦井總風(fēng)阻，增加礦井總風(fēng)量，同時可以減少礦井主通風(fēng)機能耗。但采用輔助通風(fēng)機調(diào)節(jié)時設(shè)備投資較大，輔助通風(fēng)機的能耗較大，且輔助通風(fēng)機的安全管理工作比較復(fù)雜，安全性較差。四、礦井風(fēng)量調(diào)節(jié)2.礦井總風(fēng)量的調(diào)節(jié) 當(dāng)?shù)V井（或一翼）總風(fēng)量不足或過剩時，需調(diào)節(jié)總風(fēng)量，也就是調(diào)整主通風(fēng)機的工況點。采取的措施