1、第六章第六章 矿井通风网络中风量分配与调节矿井通风网络中风量分配与调节本章重点、难点本章重点、难点1 1、网络图、网络图2 2、风量分配基本定律、风量分配基本定律-三大定律三大定律3 3、简单网络规律、简单网络规律4 4、角联及复杂网络解算、角联及复杂网络解算5 5、矿井风量调节、矿井风量调节 第一节第一节 矿井通风系统图矿井通风系统图规程规程第第120120条条规定，矿井通风系统图必须标明风流方向、风量和通风规定，矿井通风系统图必须标明风流方向、风量和通风设施的安装地点。必须按季绘制通风系统图，并按月补充修改。多煤层设施的安装地点。必须按季绘制通风系统图，并按月补充修改。多煤层同时开采的矿井
2、，必须绘制分层通风系统图。矿井应绘制通风系统立体同时开采的矿井，必须绘制分层通风系统图。矿井应绘制通风系统立体示意图和矿井通风网络图示意图和矿井通风网络图一、矿井通风系统平面示意图一、矿井通风系统平面示意图绘制步骤：绘制步骤：1 1可采用双线图或单线图可采用双线图或单线图2 2标明主要巷道名称、采掘面名称、硐室名称标明主要巷道名称、采掘面名称、硐室名称3 3标明风向、风量、通风设施、探头、图例标明风向、风量、通风设施、探头、图例4 4注意巷道是否交叉注意巷道是否交叉 二、矿井通风系统立体示意图二、矿井通风系统立体示意图通风系统立体示意图是在矿井巷道布置平面图或通风系统平面图的通风系统立体示意图
3、是在矿井巷道布置平面图或通风系统平面图的基础上，以合适的角度将巷道空间关系投影到图纸上并加注风向、基础上，以合适的角度将巷道空间关系投影到图纸上并加注风向、风量、通风设备和通风设施绘制而成。通风系统立体示意图要侧重风量、通风设备和通风设施绘制而成。通风系统立体示意图要侧重于巷道之间的关系清楚、立体感强，个别巷道可不严格按比例绘于巷道之间的关系清楚、立体感强，个别巷道可不严格按比例绘制，局部可做简化，可采用双线图或单线图制，局部可做简化，可采用双线图或单线图通风机通风机巷道巷道网络网络通风通风设施设施 三、矿井通风网络图三、矿井通风网络图 把通风系统变成一个由线、点及其把通风系统变成一个由线、点
4、及其属性属性组组成成的系统，称为的系统，称为通风网络通风网络。通风网络图：通风网络图：用直观的几何图形来表示通风网络。用直观的几何图形来表示通风网络。由点线组成的只表示巷道联接关系的图件，不按比例绘制，不表示空间由点线组成的只表示巷道联接关系的图件，不按比例绘制，不表示空间位置关系，能清楚地反映风流的方向和分合关系。位置关系，能清楚地反映风流的方向和分合关系。通风网络图的节点可以移位，分支可以曲直伸缩。习惯上成通风网络图的节点可以移位，分支可以曲直伸缩。习惯上成“椭圆椭圆”形。形。步骤：步骤：(1)(1)节点编号。分合点编号，小到大。节点编号。分合点编号，小到大。(2)(2)分支连线。单线条分
5、支连线。单线条(直线或弧线直线或弧线)连接。连接。(3)(3)图形整理。简明、清晰、美观。图形整理。简明、清晰、美观。(4)(4)标注。标出风向、风量、进回风井、用风地点、主要漏风地点、通风标注。标出风向、风量、进回风井、用风地点、主要漏风地点、通风设施等设施等绘制原则：绘制原则：(1)(1)某些距离相近的节点，可简化为一个节点。某些距离相近的节点，可简化为一个节点。(2)(2)风压较小的局部网络，可并为一个节点。风压较小的局部网络，可并为一个节点。(3)(3)同标高的各进风井口与回风井口可视为一个节点。同标高的各进风井口与回风井口可视为一个节点。(4)(4)用风地点并排布置在网络图的中部；进
6、风系统和回风系统分别布用风地点并排布置在网络图的中部；进风系统和回风系统分别布置在图的下部和上部；进、回风井口节点分别位于图的最下端和置在图的下部和上部；进、回风井口节点分别位于图的最下端和最上端。最上端。(5)(5)分支方向分支方向(除地面大气分支除地面大气分支)基本应由下而上。基本应由下而上。(6)(6)分支间的交叉应尽可能少。分支间的交叉应尽可能少。(7)(7)节点间应有一定的间距。节点间应有一定的间距。第二节第二节 风量分配基本规律风量分配基本规律一、通风网络基本术语一、通风网络基本术语1.1.分支（边、弧分支（边、弧）表示一段通风井巷的有向线段，线段的方向代表表示一段通风井巷的有向线
7、段，线段的方向代表 井巷中的风流方向。每分支可有编号，称为分支号。井巷中的风流方向。每分支可有编号，称为分支号。2.2.节点（结点、顶点）节点（结点、顶点）是两条或两条以上分支的交点。是两条或两条以上分支的交点。3.3.路（通路、道路）路（通路、道路）由若干条方向相同的分支首尾相连而成的线路。由若干条方向相同的分支首尾相连而成的线路。如如1 12 25 5、1 12 24 46 6和和1 13 36 6。4.4.回路回路 由两条或两条以上分支首尾相连形成的闭合线路。由两条或两条以上分支首尾相连形成的闭合线路。如如2 24 43 3、2 25 56 63 3和和1 13 36 67 7。3421
8、512345675.5.假分支假分支 风阻为零的虚拟分支。如风阻为零的虚拟分支。如7 7。6.6.生成树、余树生成树、余树 生成树生成树是是由风网中全部节由风网中全部节点而不构成回路的一部点而不构成回路的一部分分支构成的图形。分分支构成的图形。余树余树是是一个网络图中把一个网络图中把树去掉树去掉剩下的剩下的部分图形。部分图形。7.7.弦弦 在任一在任一风网的每棵树中风网的每棵树中每增加一个分支就构成一每增加一个分支就构成一个独立回路，这样的分支称为个独立回路，这样的分支称为弦弦。342151234567二、风量平衡定律二、风量平衡定律 风量平衡定律风量平衡定律是指在稳态通风条件下，单位时间流入
9、某节点的空气质是指在稳态通风条件下，单位时间流入某节点的空气质量等于流出该节点的空气质量；或者说，流入与流出某节点的各分支量等于流出该节点的空气质量；或者说，流入与流出某节点的各分支的质量流量的代数和等于零的质量流量的代数和等于零 若不考虑风流密度的变化，则流入与流出某节点的各分支的体积流量若不考虑风流密度的变化，则流入与流出某节点的各分支的体积流量（风量）的代数和等于零（风量）的代数和等于零 0iM 0iQ 如图如图a a，节点，节点4 4处的风量平衡方程为：处的风量平衡方程为：将上述节点扩展为无源回路，则上述风量平衡定律依然成立。如将上述节点扩展为无源回路，则上述风量平衡定律依然成立。如图
10、图b b所示，回路所示，回路2-4-5-7-22-4-5-7-2的各邻接分支的风量满足如下关系：的各邻接分支的风量满足如下关系：06454434241QQQQQ087654321QQQQ16523图a2178356图b三、能量平衡定律三、能量平衡定律回路中分支风向顺时针时，回路中分支风向顺时针时，阻力取阻力取“”，逆时针时，阻力取，逆时针时，阻力取“”。（一）无动力源（一）无动力源（H HN N、H Hf f）通风网路图的任一回路中，无动力源时，各分支阻力的代数和为零通风网路图的任一回路中，无动力源时，各分支阻力的代数和为零 回路回路-6-6（二）有动力源（二）有动力源 风机风压风机风压H H
11、f f、自然风压自然风压H HN N 。回路回路2 23 34-5-14-5-1一般表达式一般表达式能量平衡定律是指在任一闭合回路中，各分支的通风阻力代数和等于该回能量平衡定律是指在任一闭合回路中，各分支的通风阻力代数和等于该回路中自然风压与通风机风压的代数和。路中自然风压与通风机风压的代数和。234560Rih02436RRRRhhhh54321RRRRRNfhhhhhHHRiNfhHH 第三节第三节 通风网络特性通风网络特性一、串联通风网络一、串联通风网络 由两条或两条以上分支彼此首尾相连，中间没有风流分汇点的线路。由两条或两条以上分支彼此首尾相连，中间没有风流分汇点的线路。（一）（一）串
12、联风网特性串联风网特性 1.1.总风量等于各分支的风量总风量等于各分支的风量 当各分支的空气密度相等时，当各分支的空气密度相等时，2.2.总风压（阻力）等于各分支总风压（阻力）等于各分支 风压（阻力）之和风压（阻力）之和 niinshhhhh121458123679123456789nsMMMM 21nsQQQQ 213.3.总风阻等于各分支风阻之和总风阻等于各分支风阻之和 4.4.串联风网等积孔与各分支等积孔间的关系串联风网等积孔与各分支等积孔间的关系 niinsRRRRR121222211111nsAAAA 219.1iRiA 2219.1iAiR2222119.119.119.1119.
13、1iiisAARRsA（二）串联风网等效阻力特性曲线的绘制（二）串联风网等效阻力特性曲线的绘制 根据以上串联风网的特性，可以绘制串联风网等效阻力特性曲线。根据以上串联风网的特性，可以绘制串联风网等效阻力特性曲线。方法：方法：、首先在、首先在h hQ Q坐标图上分别作出串联风网坐标图上分别作出串联风网1 1、2 2的阻力特的阻力特性曲线性曲线R R1 1、R R2 2；、根据串联风网、根据串联风网“风量相等，阻力叠加风量相等，阻力叠加”的原则，作平行于的原则，作平行于h h轴轴的若干条等风量线，在等风量线上将的若干条等风量线，在等风量线上将1 1、2 2分支阻力分支阻力h h1 1、h h2 2
14、叠加，叠加，得到串联风网的等效阻力特性曲线上的点；得到串联风网的等效阻力特性曲线上的点；、将所有等风量线上的点联成曲线、将所有等风量线上的点联成曲线R R3 3，即为串联风网的等效阻，即为串联风网的等效阻力特性曲线。力特性曲线。1R1R2R1R2R1+R2QH二、并联通风网络二、并联通风网络 由两条或两条以上具有相同始节点和末节点的分支组成的通风网络由两条或两条以上具有相同始节点和末节点的分支组成的通风网络（一）并联风网特性（一）并联风网特性1.1.总风量等于各分支的风量之和总风量等于各分支的风量之和 当各分支的空气密度相等时当各分支的空气密度相等时2.2.总风压等于各分支风压总风压等于各分支
15、风压注意：当各分支的位能差不相等，或分支中存在注意：当各分支的位能差不相等，或分支中存在风机等通风动力时，并联分支的阻力并不相等。风机等通风动力时，并联分支的阻力并不相等。niinsMMMMM121 niinsQQQQQ121nshhhh 21R1R2.RiRnQS3.3.并联风网总风阻与各分支风阻的关系并联风网总风阻与各分支风阻的关系 又又 即：即：4.4.并联风网等积孔等于各分支等积孔之和并联风网等积孔等于各分支等积孔之和 2SssQRhsssRhQnSQQQQ.21nnssRhRhRhRh.2211nsRRRR1111.2122121111 nsssRRRQhRnsAAAA 21).(1
16、9.111119.121nsRRRRsA5.5.并联风网的风量分配并联风网的风量分配 若已知并联风网的总风量，在不考虑其它通风动力及风流密度变若已知并联风网的总风量，在不考虑其它通风动力及风流密度变化时，可由下式计算出分支化时，可由下式计算出分支i i的风量。的风量。即即sihh22ssiiQRQRSRRiQQis).(12111nRRRiSsisRQRRQiQR1R2.RiRnQS（二）并联风网等效阻力特性曲线的绘制（二）并联风网等效阻力特性曲线的绘制 根据以上并联风网的特性，可以绘制并联风网等效阻力特性曲线。根据以上并联风网的特性，可以绘制并联风网等效阻力特性曲线。方法方法：、首先在、首先
17、在h hQ Q坐标图上分别作出并联风网坐标图上分别作出并联风网1 1、2 2的阻力特性曲线的阻力特性曲线R R1 1、R R2 2；、根据并联风网、根据并联风网“风压（阻力）相等，风量叠加风压（阻力）相等，风量叠加”的原则，作平行于的原则，作平行于Q Q轴轴的若干条等风压线，在等风压线上将的若干条等风压线，在等风压线上将1 1、2 2分支阻力分支阻力h h1 1、h h2 2叠加，得到并叠加，得到并联风网的等效阻力特性曲线上的点；联风网的等效阻力特性曲线上的点；、将所有等风压线上的点联成曲线、将所有等风压线上的点联成曲线R R3 3，即为并联风网的等效阻力特性曲，即为并联风网的等效阻力特性曲线
18、。线。2112R1R2R1R2RsQH（三）串联风网与并联风网的比较（三）串联风网与并联风网的比较 在任何一个矿井通风网络中，都同时存在串联与并联风网。在矿井的在任何一个矿井通风网络中，都同时存在串联与并联风网。在矿井的进、回风风路多为串联风网，而采区内部多为并联风网。进、回风风路多为串联风网，而采区内部多为并联风网。并联风网的优点：并联风网的优点：、从提高工作地点的空气质量及安全性出发，采用并、从提高工作地点的空气质量及安全性出发，采用并联风网具有明显的优点。联风网具有明显的优点。、在同样的分支风阻条件下，分支并联时的总风阻小于串联时的总风阻。、在同样的分支风阻条件下，分支并联时的总风阻小于
19、串联时的总风阻。例如：若例如：若R R1 1=R=R2 2 串联：串联：R Rs s=R=R1 1+R+R2 2=2R=2R1 1 并联：并联：R Rs s ：R Rs s：即在相同风量情况下，串联的能耗为并联的即在相同风量情况下，串联的能耗为并联的 8 8 倍。倍。4)(1)(11222112121RRRRRS1R1R22112R1R21第一百一十四条第一百一十四条 采、掘工作面应实行独立通风。采、掘工作面应实行独立通风。同一采区内，同一煤层上下相连的同一采区内，同一煤层上下相连的2 2个同一风路中的采煤工作面、采煤工个同一风路中的采煤工作面、采煤工作面与其相连接的掘进工作面、相邻的作面与其
20、相连接的掘进工作面、相邻的2 2个掘进工作面，布置独立通风有困个掘进工作面，布置独立通风有困难时，在制定措施后，可采用串联通风，但串联通风的次数不得超过难时，在制定措施后，可采用串联通风，但串联通风的次数不得超过1 1次。次。采区内为构成新区段通风系统的掘进巷道或采煤工作面遇地质构造而重采区内为构成新区段通风系统的掘进巷道或采煤工作面遇地质构造而重新掘进的巷道，布置独立通风确有困难时，其回风可以串入采煤工作面，新掘进的巷道，布置独立通风确有困难时，其回风可以串入采煤工作面，但必须制定安全措施，且但必须制定安全措施，且串联通风的次数不得超过串联通风的次数不得超过1 1次次；构成独立通风系统；构成
21、独立通风系统后，必须立即改为独立通风。后，必须立即改为独立通风。对于本条规定的串联通风，必须在进入被串联工作面的风流中装设甲烷对于本条规定的串联通风，必须在进入被串联工作面的风流中装设甲烷断电仪，且瓦斯和二氧化碳浓度都不得超过断电仪，且瓦斯和二氧化碳浓度都不得超过0.5%0.5%，其他有害气体浓度都应，其他有害气体浓度都应符合本规程第一百条的规定。符合本规程第一百条的规定。开采有瓦斯喷出或有煤（岩）与瓦斯（二氧开采有瓦斯喷出或有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险的煤层时，严禁任何化碳）突出危险的煤层时，严禁任何2 2个工作面之间串联通风个工作面之间串联通风。三、角联通风网络三、角联通风网络（一
22、）几个概念（一）几个概念 角联风网角联风网：是指内部存在角联分支的网络。是指内部存在角联分支的网络。角联分支（对角分支）：角联分支（对角分支）：是指位于风网的任意两条有向通路之间、是指位于风网的任意两条有向通路之间、且不与两通路的公共节点相连的分支，如图。且不与两通路的公共节点相连的分支，如图。简单角联风网：简单角联风网：仅有一条角联分支的风网。仅有一条角联分支的风网。复杂角联风网复杂角联风网：含有两条或两条以上角联分支的风网。含有两条或两条以上角联分支的风网。213456复杂角联风网复杂角联风网简单角联风网简单角联风网1（二）简单角联分支风向判别（二）简单角联分支风向判别 原则：原则：分支的
23、风向取决于其始、末节点间的压能值。风流由能位高的分支的风向取决于其始、末节点间的压能值。风流由能位高的节点流向能位低的节点；当两点能位相同时，风流停滞；当始节点节点流向能位低的节点；当两点能位相同时，风流停滞；当始节点能位低于末节点时，风流反向。能位低于末节点时，风流反向。1 1、分支分支5 5中无风中无风 Q Q5 5=0=0 Q Q1 1=Q=Q3 ,3 ,Q Q2 2=Q=Q4 4 由风压平衡定律：由风压平衡定律：h h1 1=h=h2 ,2 ,h h3 3=h=h4 4 由阻力定律：由阻力定律：两式相比得：两式相比得：即即 或写为：或写为：222211QRQR244233QRQR244
24、222233211QRQRQRQR4231RRRR13241RRRRK11、当分支、当分支5 5中风向由中风向由2323 节点节点的压能高于节点的压能高于节点，则，则 h hR2R2 h hR1R1 同理，同理，h hR3R3 h hR4R4211222QRQR244233QRQR22253222112)(QQQQQRR22523242334)(QQQQQRR253523)(QQQQQQ12222532252334)()(RRQQQQQQRR13241RRRRK4231RRRR风流11、分支、分支5 5中的风向由中的风向由3232 同理可得：同理可得：或写为：或写为：改变角联分支两侧的边缘分支
25、的风阻就可以改变角联分支的风向。改变角联分支两侧的边缘分支的风阻就可以改变角联分支的风向。对图示简单角联风网，可推导出如下角联分支风流方向判别式：对图示简单角联风网，可推导出如下角联分支风流方向判别式：114231RRRR13241RRRRK风流。中风向，分支中风流停滞；，分支；中风向，分支32515123513241RRRRK四、复杂通风网络四、复杂通风网络（一）概念（一）概念由由串联、并联、串联、并联、角联和复杂联结角联和复杂联结方式所组成的方式所组成的通风网络通风网络。复杂风网（二）斯考德（二）斯考德恒斯雷法恒斯雷法实质：预先选择几个回路，拟定各分支初始风量，求解校正值以校实质：预先选择
26、几个回路，拟定各分支初始风量，求解校正值以校正拟定的初始风量，经过几次迭代计算，使风量接近真实值正拟定的初始风量，经过几次迭代计算，使风量接近真实值（1）基本方程）基本方程独立回路数独立回路数N=N-J+1独立方程数独立方程数N=M+(J-1)（2）计算各分支自然分配风量）计算各分支自然分配风量 2221112211121DCDCDCQRQRhhJNMQQQJ%5,2222)()(,22112211212211222211222211222121212121最小风压的回路风压差值、假设是QQQQQQQRQRhhQRQRQRQRQQQRQQRQRQRQQQQQQQQQQQQQQQQQQDCDCD
27、CDC1122fniiininfiiHQRHHQRiQniiiniiiQRQRiQ1122QQQiicb，解算风量、无，例：nfhhmNsRRRRR8254321/65.0085.02.05.038.0第四节第四节 计算机解算矿井通风网络简介计算机解算矿井通风网络简介 目的目的：已知风网各分支风阻和主通风机的特性，求算主要通风机的工：已知风网各分支风阻和主通风机的特性，求算主要通风机的工况点，各分支的风量和风向，以便验算各用风地点的风量和风整速是况点，各分支的风量和风向，以便验算各用风地点的风量和风整速是否符合规程要求。否符合规程要求。原理：原理：依据风量平衡定律、风压平衡定律、阻力定律依据风
28、量平衡定律、风压平衡定律、阻力定律 方法：方法：回路法回路法 假设风网中每一回路内各分支的风向和风量开始，逐假设风网中每一回路内各分支的风向和风量开始，逐渐修正风量，使之满足风压平衡定律。渐修正风量，使之满足风压平衡定律。节点法节点法 假设风网中每一回路内各分支节点压力值开始，逐渐修正压假设风网中每一回路内各分支节点压力值开始，逐渐修正压力分布，使之满足风量平衡定律。力分布，使之满足风量平衡定律。一、改进的斯考德恒斯雷试算法回路法一、改进的斯考德恒斯雷试算法回路法 回路风量：回路风量：把风流在风网中的流动看成是在一些互不重复的独立的闭把风流在风网中的流动看成是在一些互不重复的独立的闭合回路中各
29、有一定的风量在循环，这种风量称为回路风量。合回路中各有一定的风量在循环，这种风量称为回路风量。如图：回路：如图：回路：ABDEF(ABDEF(风量风量q q1 1)、BCDB(qBCDB(q2 2)、DCED(qDCED(q3 3)独立分支：独立分支：只属于一个回路的分支。反之，为非独立分支。且满足：只属于一个回路的分支。反之，为非独立分支。且满足：独立分支独立分支(M)(M)分支总数分支总数(N)(N)节点数节点数(J)(J)如：如：BCBC、CECE、EFABEFAB独立分支，独立分支，BDBD、DEDE、CDCD非独立分支非独立分支基本思路：基本思路：初拟风网中各回路风量初拟风网中各回路
30、风量(如如q q1 1、q q2 2、q q3 3)，使其满足风网中节，使其满足风网中节 点风量风量平衡定律，然后利用点风量风量平衡定律，然后利用 风压平衡定律对其逐一进行修正，风压平衡定律对其逐一进行修正，从而得各分支假设风量，经把迭从而得各分支假设风量，经把迭 代计算修正，各回路风压逐渐趋代计算修正，各回路风压逐渐趋 于平衡，这样各分支风量逐渐接真实值。于平衡，这样各分支风量逐渐接真实值。回路风量修正值（回路风量修正值（Q Q）：）：回路中各分支阻力代数和，当分支流向与回路流向一致时，取回路中各分支阻力代数和，当分支流向与回路流向一致时，取“”，反之，取，反之，取“”。当回路中有当回路中有
31、 H Hf f 和和 H Hn n 时：时：故分支风量为：故分支风量为：ABCDEFq2q1q3HfniiiniiiQRQRQ11221122fniiininfiiHQRHHQRQQQQii 第五节第五节 矿井风量调节矿井风量调节 随着生产的发展和变化，工作面的推进和更替，巷道风阻、网络结构随着生产的发展和变化，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，要求及时进行风量调节。及所需的风量均在不断变化，要求及时进行风量调节。从调节设施来看，从调节设施来看，有通风机、射流器、风窗、风幕和增加并联井巷或有通风机、射流器、风窗、风幕和增加并联井巷或扩大通风断面等。扩大通风断面等。
32、按其调节的范围，按其调节的范围，可分为局部风量调节与矿井总风量可分为局部风量调节与矿井总风量调节。调节。从通风能量的角度看从通风能量的角度看，可分为增能调节、耗能调节和节能调节。，可分为增能调节、耗能调节和节能调节。一、局部风量调节一、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。的风量调节。调节方法调节方法：增阻法、减阻法及辅助通风机调节法增阻法、减阻法及辅助通风机调节法。(一一)增阻调节法增阻调节法 增阻调节法增阻调节法是在通过在巷道中安设调节风窗等设施，增大巷道中的局是在通过在巷道中安设调
33、节风窗等设施，增大巷道中的局部阻力，从而降低与该巷道处于同一通路中的风量，或增大与其关联的部阻力，从而降低与该巷道处于同一通路中的风量，或增大与其关联的通路上的风量。增阻调节是一种耗能调节法通路上的风量。增阻调节是一种耗能调节法 主要措施主要措施：(1)(1)调节风窗；调节风窗；(2)(2)临时风帘；临时风帘；(3)(3)空气幕调节装置等。空气幕调节装置等。风窗调节法原理分析风窗调节法原理分析如图如图 ，分支风阻分别，分支风阻分别为为 R R1 1和和R R2 2，风量分别为，风量分别为Q Q1 1,Q,Q2 2。则两分支的阻力为：则两分支的阻力为：h h1 1=R=R1 1Q Q1 12 2
34、 h h2 2=R=R2 2Q Q2 22 2，且，且 h h1 1=h=h2 2若分支风量不足。可在若分支风量不足。可在分支中设置调节窗。设调节风分支中设置调节窗。设调节风窗产生的局部风阻为窗产生的局部风阻为R R。(R(R1 1+R)QR)Q1 122=R=R2 2Q Q2 222但增阻后，并联系统总风阻增大。使但增阻后，并联系统总风阻增大。使QQQ Q，由于，由于QQ未知，实际计算未知，实际计算过程中，假设过程中，假设QQQ Q。已知。已知,R R后，可计算调节风窗面积。后，可计算调节风窗面积。使用条件使用条件：增阻分支风量有富余。：增阻分支风量有富余。特点：特点：增阻调节法具有简单、方
35、便、易行、见效快等优点；但增阻调增阻调节法具有简单、方便、易行、见效快等优点；但增阻调节法会增加矿井总风阻，减少总风量。节法会增加矿井总风阻，减少总风量。122122RRRQQR1Q1R2Q2Q2R1+RQ1R2Q2Q2调节风窗开口面积计算：调节风窗开口面积计算：S Sc c调节风窗的断面积，调节风窗的断面积，m m2 2；S S巷道的断面积，巷道的断面积，m m2 2；Q Q通达风量，通达风量，m m3 3/s/s；h hc c调节风窗阻力，调节风窗阻力，PaPa；R Rc c调节风窗的风阻，调节风窗的风阻，N Ns s2 2/m/m8 8；R Rc ch hc c/Q/Q2 2。cchSQ
36、QSS759.0ccRSSS759.01 并联风网，并联风网，R R1 10.8N0.8Ns s2 2/m/m8 8 ，R R2 21.21.2N Ns s2 2/m/m8 8。总风量。总风量Q Q3030m m3 3/s/s则则 Q Q2 2Q QQ Q1 1=30=3016.5=13.5m16.5=13.5m3 3/s/s要求要求1 1分支的风量分支的风量QQ1 15 5m m3 3/s/s，2 2分支风量分支风量QQ2 22525m m3 3/s/s1 1分支的回风段设置风门，分支的回风段设置风门，h hc c=h=h2 2h h1 1730Pa730Pa。若若1 1分支设置风窗处的巷道
37、断面分支设置风窗处的巷道断面S S1 14 4m m2 222111222220.8 5201.2 25750hRQPahR QPa31123016.5,/0.8111.2QQmsRR223.07304759.0.0545759.0mhSQQSScc增阻调节的分析增阻调节的分析1)1)增阻调节使风网总风阻增加，在一定条件下可能达不到风量调增阻调节使风网总风阻增加，在一定条件下可能达不到风量调节的预期效果。节的预期效果。2)2)总风量的减少值与主要通风机性能曲线的陡缓有关。总风量的减少值与主要通风机性能曲线的陡缓有关。3)3)增阻调节有一定的范围，超出这范围可能达不到调节的目的。增阻调节有一定的
38、范围，超出这范围可能达不到调节的目的。使用增阻调节法的注意事项使用增阻调节法的注意事项 1)1)调节风门应尽量安设在回风巷道中，以免妨碍运输。当非调节风门应尽量安设在回风巷道中，以免妨碍运输。当非安设在运输巷道不可时，则可采取多段调节，即用若干个面积较安设在运输巷道不可时，则可采取多段调节，即用若干个面积较大的调节风门来代替一个面积较小的调节风门。大的调节风门来代替一个面积较小的调节风门。2)2)在复杂的风网中，要注意调节风门位置的选择，防止重在复杂的风网中，要注意调节风门位置的选择，防止重复设置，避免增大风压和电耗。复设置，避免增大风压和电耗。(二二)减阻调节法减阻调节法减阻调节法减阻调节法
39、是在通过巷道中采取降阻措施，降低巷道的通风阻力，从而增是在通过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通路中的风量，或减小与其关联通路上的风量。大与该巷道处于同一通路中的风量，或减小与其关联通路上的风量。主要措施主要措施：(1)(1)扩大巷道断面；扩大巷道断面；(2)(2)降低摩擦阻力系数；降低摩擦阻力系数；(3)(3)清除巷道中的局部阻力物；清除巷道中的局部阻力物；(4)(4)采用并联风路；采用并联风路；(5)(5)缩短风流路线的总长度等。缩短风流路线的总长度等。特点特点：可以降低矿井总风阻，并增加矿井总风量；但降阻措施的工程量和可以降低矿井总风阻，并增加矿井总风量；
40、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。的改造时采用。降阻调节的计算降阻调节的计算如图并联风网，两巷道的风阻分别为如图并联风网，两巷道的风阻分别为R R1 1和和R R2 2，所需风量为，所需风量为Q Q1 1和和Q Q2 2，则，则两巷道的阻力分别为：两巷道的阻力分别为：h h1 1R R1 1Q Q1 12 2，h h2 2R R2 2Q Q2 22 2如果如果h h1 1hh2 2，则以，则以h h2 2为依据，把为依据，把h h1 1减到减到h h1 1，为此须将，为此
41、须将R R1 1降到降到R R1 1，即：，即：h h1 1R R1 1QQ1 12 2 h h2 2，其中：其中：2121hRQ 摩擦阻力公式：摩擦阻力公式：降阻的主要办法是扩大巷道的断面。如把巷道全长降阻的主要办法是扩大巷道的断面。如把巷道全长L L(m(m)的断面扩的断面扩大到大到S S1 1，则，则式中，式中，1 1 巷道巷道1 1扩大后的摩擦阻力系数，扩大后的摩擦阻力系数，N Ns s2 2/m/m4 4;U U1 1巷道巷道1 1扩大后的周界，随断面大小和形状而变。扩大后的周界，随断面大小和形状而变。3LURS111131L URS2211511(),LCSmR(三三)增能调节法增
42、能调节法增能调节法增能调节法主要是采用辅助通风机等增加通风能量的方法，增加局部地点主要是采用辅助通风机等增加通风能量的方法，增加局部地点的风量。的风量。主要措施主要措施：(1)(1)辅助通风机调节法。辅助通风机调节法。(2)(2)利用自然风压调节法利用自然风压调节法。特点：特点：增能调节法的施工相对比较方便，不须降低矿井总风阻，增加矿井增能调节法的施工相对比较方便，不须降低矿井总风阻，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备投资较大，辅助通
43、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。较复杂，安全性较差。调节原理：调节原理：在风阻大、风量不足的风路上安设辅助通风机在风阻大、风量不足的风路上安设辅助通风机辅助通风机选择辅助通风机选择 巷道巷道2 2风量小风量小 Q Q辅辅=Q=Q2 2 H H辅辅=h=h1 1-h-h2 2 第第125125条条 矿井通风系统中，如果某一分区风路的风阻过大，主要通风机矿井通风系统中，如果某一分区风路的风阻过大，主要通风机不能供给其足够风量时，可在井下安设辅助通风机，但必须供给辅助通风机房不能供给其足够风量时，可在井下安设辅助通风机，但必须供给辅助通风机房新鲜风流；在辅助通风机停止
44、运转期间，必须打开绕道风门。新鲜风流；在辅助通风机停止运转期间，必须打开绕道风门。严禁在煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井中安设辅助通风机。严禁在煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井中安设辅助通风机。二、矿井总风量的调节二、矿井总风量的调节 当矿井（或一翼）总风量不足或过剩时，需调节总风量，也就是当矿井（或一翼）总风量不足或过剩时，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。性，或改变矿井风网的总风阻。(一一)改变主通风机工作特性改变主通风机工作特性 改变主通风机的叶轮转速、轴流式
45、风机叶片安装角度和离心式风改变主通风机的叶轮转速、轴流式风机叶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，从而达到调节风机所在系统总风量的目的。节风机所在系统总风量的目的。RM1M2M3QH(二二)改变矿井总风阻值改变矿井总风阻值1.1.风硐闸门调节法风硐闸门调节法 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风机的总工作风阻，从而可调节风机的工作风量。改变风机的总工作风阻，从而可调节风机的工作风量。2.2.降低矿井总风阻降低矿井总风阻 当矿井总
46、风量不足时，如果能降低矿井总风阻，则不仅可增大矿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，而且可以降低矿井总阻力。井总风量，而且可以降低矿井总阻力。M1R1R2M2R3M3QH三、三、矿井灾变时期的通风管理矿井灾变时期的通风管理1.1.正常通风正常通风事故发生在回风流事故发生在回风流通风系统复杂，改变通风方法可能造成风流紊乱、逆转、瓦斯积聚通风系统复杂，改变通风方法可能造成风流紊乱、逆转、瓦斯积聚2.2.增减风量增减风量火区和回风侧瓦斯浓度增加，应增加风量火区和回风侧瓦斯浓度增加，应增加风量正常通风会使火灾扩大，可减风正常通风会使火灾扩大，可减风3.3.停止主要通风机运
47、转停止主要通风机运转控制火势，隔绝供氧控制火势，隔绝供氧瓦斯矿停风易造成瓦斯积聚瓦斯矿停风易造成瓦斯积聚4.4.风流短路风流短路利用现有通风设施使进入火源的风量减少利用现有通风设施使进入火源的风量减少把烟雾直接引入回风道把烟雾直接引入回风道采取该措施时，必须将受影响区域的人员全部撤走采取该措施时，必须将受影响区域的人员全部撤走5.5.反风反风第六节第六节 多台通风机联合运转的相互调节多台通风机联合运转的相互调节采用多台风机联合运转的矿井，如果不注意在必要时进行各台风机相采用多台风机联合运转的矿井，如果不注意在必要时进行各台风机相互调节，就有可能使矿井通风的正常状况受到破坏，甚至严重影响安互调节
48、，就有可能使矿井通风的正常状况受到破坏，甚至严重影响安全生产。全生产。一、多台通风机联合运转的相互影响一、多台通风机联合运转的相互影响R R1-21-20.050.05N Ns s2 2/m/m8 8西翼主要通风机的专用风路2-3的风阻R2-30.36Ns2/m8；西翼风机叶片角度是35，其静风压特性曲线是右图中的曲线，这台风机的风量QI40m3/s，静风压hl1058Pa，风机的工作风阻为：RI=1058/(40)2=0.66Ns2/m8，工况点为a点。东翼主要通风机的专用风路2-4的风阻R2-40.33Ns2/m8；东翼风机的叶片角度是25，其静风压特性曲线是右图中的曲线，这台风机的风量Q
49、60m3/s，静风压h1666Pa，工作风阻R1666/(60)20.46Ns2/m8，工作风阻曲线是R曲线，工作点为b点。在上述巳知条件下，按新的生产计划要求，东翼的生产任务加大以后，由于瓦斯涌出量增加，东翼主要通风机的风量需增加到Q90 m3/s。这时，为了保证东翼的风量需增加到90 m3/s(为简便不计漏风)，矿井的总进风量也要增加，公共风路1-2的阻力和东翼主要通风机专用风路2-4的阻力都要变大，即风路1-2的阻力变为：h1-2R1-2(QQ)20.05(40+90)2845Pa 风路2-4的阻力变为：h2-4R2-4(Q)20.33(90)22673Pa 因而东翼主要通风机的静风压(
50、为简便不计自然风压)变为：hh1-2h2-484526733518Pa为此需要对东翼风机进行调整。当东翼主要通风机的叶片角度调整到45时，静风压特性曲线为，当主要通风机通过90 m3/s的风量时，产生3518Pa的静风压。能够满足需要。这时东翼主要通风机的工作风阻则变为:R3518/9020.43 Ns2/m8其工作风阻曲线是R曲线，新工况点是c点。在上述东翼主要通风机特性曲线因加大风量而调整的情况下，西翼主要通风机特性曲线是否可以因风量不改变而不需要调整?如果西翼主要通风机特性曲线不调整，就成为东翼主要通风机用特性曲线和西翼主要通风机特性曲线联合运转对该矿进行通风。下面将讨论这种联合运转产生
