第六章 矿井风量调节.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第六章矿井风量调节,第一节局部风量调节,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,6,1,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,分支风路的风阻分别是,R,1,、,R,2,，所需风量分别是,Q,1,、,Q,2,。如果有并联风路风压关系：,R,1,Q,1,2,R,2,Q,2,2,，即,h,1,h,2,。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,h,2,=h,1,+h,窗,或,R,2,Q,2,2,（,R,1,R,窗,）,Q,1,2,则风窗的阻力为,h,窗,h,2,h,1,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,6,3,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，,m,2,；,S,巷道的净断面积，,m,2,；,Q,通过风窗的风量，,m,3,s,；,h,窗,调节风窗阻力，,Pa,；,R,窗,调节风窗的风阻，,Ns,2,m,8,。,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,6,4,所示并联网路中，,1,、,2,分支风路的风阻分别是,R,1,、,R,2,，所需风量分别是,Q,1,、,Q,2,。如果有并联风路风压关系：,R,1,Q,1,2,R,2,Q,2,2,，即,h,1,h,2,。则在风压大的,2,分支风阻由,R,2,降至,R,2,，使得,1,、,2,分支风压相等，即,h,1,=h,2,=R,2,Q,2,2,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,6,5,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,6,6,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大于通过一列车的长度。,2,无风墙的辅助通风机,如图,6,7,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,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,6,8,所示，某通风机,h,Q,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,n,1,，则通风机的风量减少为,Q,1,。同理，通风机转速调到,n,2,时，通风机风量增大为,Q,2,。,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，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,6,9,所示，当叶片安装角从,1,调到,2,时，则通风机风量由,Q,1,增加到,Q,2,，风压也由,h,1,增加到,h,2,。,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。,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,6,10,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,R,1,，风机工况点移至,C,，风量减少为,Q,1,。,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,6,10,所示，当需要增大风量时，如果能使矿井总风阻由,R,降低为,R,2,，风机工况点移到,D,，风量就可增加到,Q,2,。,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。,