1、第六章矿井风量调节第六章矿井风量调节 第一节局部风量调节第一节局部风量调节 第二节矿井总风量调节第二节矿井总风量调节 在矿井通风网络中，风量按照网络中各分支风阻的大小自然分配，往往不能满足作业地点的风量需求，需要采取控制和调节风量的措施。另外，随着生产过程的发展和变化，工作面的推进和更替，巷道风阻、网络结构及所需的风量均在不断变化，相应地要求及时进行风量调节。所以风量调节是矿井通风技术管理中的一项经常性的工作，它对矿井安全生产和节约通风费用都有重大的影响。矿井风量调节的措施多种多样。按其调节的范围，可分为局部风量调节与矿井总风量调节。本章主要介绍这些不同的调节方法的原理与特点。第一节局部风量调
2、节第一节局部风量调节 局部风量调节是指在采区内部各工作面间，采区之间或生产水平之间的风量调节。局部风量调节方法有增阻法、减阻法及辅助通风机调节法。一、增阻调节法 增阻调节法是通过在巷道中安设调节风窗等设施，增大巷道的局部阻力，从而降低巷道处于同一分支中的风量，增大另一分支的风量。这是目前矿井使用最普遍的局部风量调节的方法。增阻调节是一种耗能调节法。具体措施主要有：调节风窗、临时风帘、空气幕调节装置等。其中使用最多的是调节风窗，其制作和安装都较简单。1.风窗调节法 风窗结构如图61所示，在风门上方开一小窗，用可滑移的窗板来改变窗口的面积，从而改变巷道中的局部阻力。如图62所示并联网路中，1、2分
3、支风路的风阻分别是R1、R2，所需风量分别是Q1、Q2。如果有并联风路风压关系：R1Q12R2Q22，即h1h2。则在风压小的1分支安设风窗，增加局部阻力h窗，使得1、2分支风压相等，即 h2=h1+h窗 或R2Q22（R1R窗）Q12 则风窗的阻力为 h窗h2 h1 风窗的风阻为 R窗2.风窗面积的计算 由于风流经过调节风窗时产生局部阻力，风流经过风窗后风流断面收缩，如图63所示。根据水力学和能量方程，当已知风窗的阻力或风阻时，可求出风窗的面积S窗。当S窗/S0.5时，调节风窗面积的计算公式如下：式中 S窗调节风窗的面积，m2；S巷道的净断面积，m2；Q通过风窗的风量，m3s；h窗调节风窗阻
4、力，Pa；R窗调节风窗的风阻，Ns2m8。3.增阻调节法的特点增阻调节法具有简单、方便、易行、见效快等优点。适用于矿井通风阻力不大的分区风流中风量调节，但增阻调节法会增加矿井总风阻，减少总风量。在主干风路中增阻调节时必须考虑主通风机风量的变化，否则，会出现风量减少的多，增加的少，可能出现调节后风量不能满足需要的情况。调节风窗应设置在适宜地点，如在煤巷中布置时，要考虑由于风窗两侧压差引起煤体裂隙漏风而发生自燃的危险性。4.增阻调节法应注意的问题 使用调节风窗调节风量应注意如下问题：（1）调节风窗应尽量安设在回风流中，以免妨碍运输，如果安设在运输巷道中时，尽可能选在运输量少的区段巷道中。（2）在复
5、杂通风网络中，注意调节风窗位置的选择，防止重复设置，增大通风阻力。二、减阻调节法减阻调节法是通过在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分支的风量，减小与其并联分支的风量。如图64所示并联网路中，1、2分支风路的风阻分别是R1、R2，所需风量分别是Q1、Q2。如果有并联风路风压关系：R1Q12R2Q22，即h1h2。则在风压大的2分支风阻由R2降至R2，使得1、2分支风压相等，即 h1=h2=R2Q22 减阻调节的措施主要有：扩大巷道断面、降低摩擦阻力系数、清除巷道中的堆放杂物、开掘并联巷道、缩短风流路线的总长度等。减阻调节法与增阻调节法相反，可以降低矿井总风阻，并增
6、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较大的改造时采用。在矿井生产实际中，对于通过风量大，风阻也大的风硐、回风石门、总回风道等地段，采取扩大断面、改变支护形式等减阻措施，往往效果明显。三、辅助通风机调节法 如图65所示，辅助通风机调节法是在阻力大、风量不足的并联分支采用辅助通风机克服一部分通风阻力的方法，增加局部地点的风量。安装辅助通风机的方式有两种：有风墙的辅助通风机和不设风墙的辅助通风机。l.有风墙的辅助通风机 如图66所示，为方便行人、运输，又使风流通过辅助通风机，在巷道内设带风门的风墙。风门向风压大的一侧开启，并要求两道风门之间距离
7、大于通过一列车的长度。2无风墙的辅助通风机 如图67 所示，当调节所需克服的阻力较小时，将辅助通风机直接安设在巷道中，利用辅助通风机出口的速度，增加巷道内通过的风量。辅助通风机调节法的施工相对比较方便，并可降低矿井总风阻，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。在我国煤矿很少使用辅助通风机调节，但在金属矿使用较多。用辅助通风机调节风量时须注意以下几点：（1）若辅助通风机安设在回风流中，必须使辅助通风机电动机与回风流隔开，设法引入新鲜风流，使电动机在新鲜风流中运转，保证辅助通风机安全运
8、转。（2）当辅助通风机停止运转时，须立即打开风门，以便利用主要通风机通风。主要通风机一旦停转，必须立即停止辅助通风机的运转，且打开风门，以免发生循环风。开启辅助通风机时应检查附近20m内瓦斯浓度，只有当瓦斯浓度不超限时，才能开启辅助通风机。（3）安设辅助通风机的地点应选择在巷道围岩稳定、坚固处，避免发生漏风。第二节矿井总风量调节第二节矿井总风量调节 当矿井(或一翼)总风量不足或过大时，需调节总风量，也就是调整主通风机的工况点。采取的措施是：改变主通风机的工作特性，或改变矿井风网的总风阻。一、改变主通风机工作特性调节法 矿井主通风机是矿井通风的主要动力源。通过改变主通风机的叶轮转速、轴流式风机叶
9、片安装角度和离心式风机前导器叶片角度等，可以改变通风机的风压特性，从而达到调节矿井总风量的目的。1.改变主通风机转速 通风机的风量与转数成正比，改变主通风机的转速，能改变主通风机的特性曲线。如图68所示，某通风机hQ特性曲线，当通风机转速为n时，与矿井风阻特性曲线的交点为M，通风机风量为Q，若将通风机的转数调为n1，则通风机的风量减少为Q1。同理，通风机转速调到n2时，通风机风量增大为Q2。改变通风机转速的方法如下：（1）改变减速器的传动比。对于离心式通风机，一般均采用改变减速器传动比的方法改变通风机的转速。（2）调换不同转速的电动机。对于轴流式通风机，一般轴流式通风机与电动机之间采用直接传动
10、，需要改变通风机转速时，只能通过更换不同转数的电动机来实现。2.改变轴流式通风机叶片安装角 轴流式通风机的叶片安装角不同，特性曲线不同，改变叶片安装角，可以改变通风机特性曲线。如图69所示，当叶片安装角从1调到2时，则通风机风量由Q1增加到Q2，风压也由h1增加到h2。二、改变主通风机工作风阻调节法 改变通风机的工作风阻，通风机的工作点随之改变，风量也发生变化，可以达到调节风量的目的。也可以通过风硐闸门增加通风机的工作风阻，或通过改善风网结构等措施降低通风机的工作风阻。1风硐闸门调节法 如果在风机风硐内安设调节闸门，通过改变闸门的开口大小可以改变主通风机的工作风阻，从而可调节主通风机的工作风量
11、。对于离心式风机，当风量过大时，用风硐中的闸门增加风阻以降低风量。这是因为离心式风机的功率特性曲线随风量减小而降低。如图610所示，图中R为某矿井开采初期的总风阻，M为风机工况点，Q为风量。如果这时所需风量降低时，可利用风硐中的闸门，使总风阻增大为R1，风机工况点移至C，风量减少为Q1。对于轴流式风机，由于其功率特性曲线随风量减小而上升，不经济，而且调节范围不大，因此一般不用增加风阻的方法降低风量。2降低矿井总风阻 当矿井总风量不足时，如果能降低矿井总风阻，则不仅可增大矿井总风量，而且可以降低矿井通风总阻力。如图610所示，当需要增大风量时，如果能使矿井总风阻由R降低为R2，风机工况点移到D，风量就可增加到Q2。矿井总风阻不仅与矿井最大阻力路线上的井巷的风阻有关，而且与井巷所构成风网的结构有关。因此，降低矿井总风阻一方面应降低矿井最大阻力路线上各井巷的风阻，另一方面应改善风网结构，为此应合理安排采掘接替和用风地点配风，尽量缩短最大阻力路线的长度，避免在主要风路上安装调节风窗等。
