《礦井通風(fēng)與安全》PPT課件

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1、礦 井 通 風(fēng) 與 安 全中 國 礦 業(yè) 大 學(xué) 第 六 章 通 風(fēng) 網(wǎng) 絡(luò) 風(fēng) 量 分 配 與 調(diào) 節(jié)6.1 風(fēng) 網(wǎng) 的 基 本 術(shù) 語6.2 風(fēng) 網(wǎng) 的 形 式 與 繪 制6.3 風(fēng) 量 分 配 基 本 規(guī) 律6.4 風(fēng) 網(wǎng) 參 數(shù) 計 算6.5 局 部 風(fēng) 量 調(diào) 節(jié) 方 法6.6 總 風(fēng) 量 調(diào) 節(jié)6.7 多 臺 通 風(fēng) 機 聯(lián) 合 運 轉(zhuǎn) 的 相 互 調(diào) 節(jié) 6.1 風(fēng) 網(wǎng) 的 基 本 術(shù) 語n 1. 節(jié) 點 三 條 或 三 條 以 上 風(fēng) 道 的 交 點 ； 斷 面 或 支 護(hù) 方 式 不 同 的兩 條 風(fēng) 道 ， 其 分 界 點 有 時 也 可 稱 為 節(jié) 點 。n 2. 分 支

2、 兩 節(jié) 點 間 的 連 線 ， 也 叫 風(fēng) 道 。 在 風(fēng) 網(wǎng) 圖 上 ， 用 單 線 表示 分 支 。 其 方 向 即 為 風(fēng) 流 的 方 向 ， 箭 頭 由 始 節(jié) 點 指 向 末 節(jié)點 。n 3 路 由 若 干 方 向 相 同 的 分 支 首 尾 相 接 而 成 的 線 路 ， 即 某 一分 支 的 末 節(jié) 點 是 下 一 分 支 的 始 節(jié) 點 。 n 4 回 路 和 網(wǎng) 孔 由 若 干 方 向 并 不 都 相 同 的 分 支 所 構(gòu) 成 的 閉 合 線 路 ， 其中 有 分 支 者 叫 回 路 ， 無 分 支 者 叫 網(wǎng) 孔 。n 5 假 分 支 風(fēng) 阻 為 零 的 虛 擬 分 支

3、 。 一 般 是 指 通 風(fēng) 機 出 口 到 進(jìn) 風(fēng) 井口 虛 擬 的 一 段 分 支 。n 6 生 成 樹 風(fēng) 網(wǎng) 中 全 部 節(jié) 點 而 不 構(gòu) 成 回 路 或 網(wǎng) 孔 的 一 部 分 分 支 構(gòu)成 的 圖 形 。 每 一 種 風(fēng) 網(wǎng) 都 可 選 出 若 干 生 成 樹 。n 7. 弦 在 任 一 風(fēng) 網(wǎng) 的 每 棵 樹 中 ， 每 增 加 一 個 分 支 就 構(gòu) 成 一 個獨 立 回 路 或 網(wǎng) 孔 ， 這 種 分 支 叫 做 弦 (余 樹 弦 )。 6.2 風(fēng) 網(wǎng) 的 形 式 與 繪 制通 風(fēng) 網(wǎng) 絡(luò) 聯(lián) 結(jié) 形 式 很 復(fù) 雜 ， 基 本 聯(lián) 結(jié) 形 式 分 為 ：n 串 聯(lián) 通 風(fēng)

4、 網(wǎng) 絡(luò)n 并 聯(lián) 通 風(fēng) 網(wǎng) 絡(luò)n 角 聯(lián) 通 風(fēng) 網(wǎng) 絡(luò)n 復(fù) 雜 聯(lián) 結(jié) 通 風(fēng) 網(wǎng) 絡(luò) 6.2.1 串 聯(lián) 通 風(fēng) 網(wǎng) 絡(luò) 由 兩 條 或 兩 條 以 上 的 分 支 彼 此 首 尾 相 聯(lián) ， 中 間 沒 有 分 叉的 線 路 叫 做 串 聯(lián) 風(fēng) 路 。 二 條 或 二 條 以 上 的 分 支 自風(fēng) 流 能 量 相 同 的 節(jié) 點 分 開 到能 量 相 同 的 節(jié) 點 匯 合 ， 形 成一 個 或 幾 個 網(wǎng) 孔 的 總 回 路 叫做 并 聯(lián) 風(fēng) 網(wǎng) 。 如 右 圖 所 示 。6.2.2 并 聯(lián) 通 風(fēng) 網(wǎng) 絡(luò) 在 簡 單 并 聯(lián) 風(fēng) 網(wǎng) 的 始 節(jié) 點 和 末 節(jié) 點 之 間 有

5、一 條 或 幾 條風(fēng) 路 貫 通 的 風(fēng) 網(wǎng) 叫 做 角 聯(lián) 風(fēng) 網(wǎng) 。 貫 通 的 分 支 習(xí) 慣 叫 做 對 角分 支 。 單 角 聯(lián) 風(fēng) 網(wǎng) 只 有 一 條 對 角 分 支 ， 多 角 聯(lián) 風(fēng) 網(wǎng) 則 有 兩條 或 兩 條 以 上 的 對 角 分 支 。6.2.3 角 聯(lián) 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 所 組 成 的 通 風(fēng)網(wǎng) 路 ， 統(tǒng) 稱 為 復(fù) 雜 通 風(fēng) 網(wǎng) 路 。6.2.4 復(fù) 雜 聯(lián) 結(jié) 通 風(fēng) 網(wǎng) 絡(luò) 復(fù) 雜風(fēng) 網(wǎng) 6.3 風(fēng) 量 分 配 基 本 規(guī) 律 風(fēng) 流 在 通 風(fēng) 網(wǎng) 絡(luò) 內(nèi) 流 動 時 ， 除 服 從 能

6、 量 守 恒 方 程 （ 伯努 利 方 程 ） 外 ， 還 遵 守 以 下 規(guī) 律 ： 風(fēng) 量 平 衡 定 律 風(fēng) 壓 平 衡 定 律 阻 力 定 律 6.3.1 風(fēng) 量 平 衡 定 律 單 位 時 間 內(nèi) 流 入 一 個 節(jié) 點 的 空 氣 質(zhì) 量 單 位 時 間 內(nèi) 流 出該 節(jié) 點 的 空 氣 質(zhì) 量 。 由 于 礦 井 空 氣 不 壓 縮 ， 故 可 用 空 氣 的 體 積 流 量 (即 風(fēng) 量 )來 代 替 空 氣 的 質(zhì) 量 流 量 。 在 通 風(fēng) 網(wǎng) 絡(luò) 中 ， 流 進(jìn) 節(jié) 點 或 閉 合 回 路 的 風(fēng) 量 流 出 節(jié) 點或 閉 合 回 路 的 風(fēng) 量 ， 即 任 一 節(jié) 點

7、或 閉 合 回 路 的 風(fēng) 量 代 數(shù) 和 為零 。 對 于 流 進(jìn) 節(jié) 點 的 情 況 ：1 4 2 4 3 4 4 5 4 6 0Q Q Q Q Q 對 于 流 進(jìn) 閉 合 回 路 的 情 況 ：1 2 3 4 5 6 7 8Q Q Q Q 把 上 面 的 式 子 寫 成 一 般 的 數(shù) 學(xué) 式 ：n 上 式 表 明 ； 流 入 節(jié) 點 、 回 路 或 網(wǎng) 孔 的 風(fēng) 量 與 流 出 節(jié)點 、 回 路 或 網(wǎng) 孔 的 風(fēng) 量 的 代 數(shù) 和 等 于 零 。 一 般 取 流 入 的風(fēng) 量 為 正 ， 流 出 的 風(fēng) 量 為 負(fù) 。1 0n ii Q 在 任 一 閉 合 回 路 中 ， 無 扇

8、 風(fēng) 機 工 作 時 ， 各 巷 道 風(fēng) 壓 降 的代 數(shù) 和 為 零 。 即 順 時 針 的 風(fēng) 壓 降 等 于 反 時 針 的 風(fēng) 壓 降 。 有 扇風(fēng) 機 工 作 時 ， 各 巷 道 風(fēng) 壓 降 的 代 數(shù) 和 等 于 扇 風(fēng) 機 風(fēng) 壓 與 自 然風(fēng) 壓 之 和 。 6.3.2 風(fēng) 壓 平 衡 定 律 2 4 4 5 5 7 2 7h h h h 2 4 4 5 5 7 2 7 0h h h h 1 0n ii h n 該 式 表 明 ： 回 路 或 網(wǎng) 孔 中 ， 不 同 方 向 的 風(fēng) 流 風(fēng) 壓 或 阻 力的 代 數(shù) 和 等 于 零 。 一 般 取 順 時 針 方 向 的 風(fēng) 壓

9、 為 正 ， 逆 時 針 方向 的 風(fēng) 壓 為 負(fù) 。 由 右 圖 得 ：一 般 形 式 為 ： 如 圖 所 示 礦 井 ， 平 峒 口 l和 進(jìn) 風(fēng) 井 口 2的 標(biāo) 高 差 Zm； 風(fēng) 道2-3和 1-3構(gòu) 成 敞 開 并 聯(lián) 風(fēng) 網(wǎng) 。 在 2-3風(fēng) 道 上 的 輔 助 通 風(fēng) 機 ， 風(fēng)壓 hf作 用 方 向 和 順 時 針 方 向 一 致 ； l和 2兩 點 的 地 表 大 氣 壓 力分 別 為 P0和 P0 ， 1和 2兩 點 高 差 間 的 地 表 空 氣 密 度 平 均 值 為 ，進(jìn) 風(fēng) 井 內(nèi) 的 空 氣 密 度 平 均 值 為 ， 則 ：0 0P P Z g n據(jù) 風(fēng) 流

10、能 量 方 程 ， 得 平 峒 1-3段 的 風(fēng) 壓 為 ：式 中 ， P3、 hv3分 別 是 3點 的 絕 對 靜 壓 和 速 壓 。n風(fēng) 路 2-3段 的 風(fēng) 壓 是 風(fēng) 道 2-2和 3-3段 的 風(fēng) 壓 之 和 ， 即 ：1 3 0 3 3 0 3 3( ) ( )v vh P P h P Z g P h 2 3 0 3 32 2 3 3 2 2 3 3 ( ) ( ) ( )vv vh h h P P h Z g P h P h 式 中 ： P2和 P3 分 別 是 輔 助 通 風(fēng) 機 進(jìn) 風(fēng) 口 2和 出 風(fēng) 口 3的絕 對 靜 壓 ； hv2和 hv3分 別 是 輔 助 通 風(fēng)

11、 機 進(jìn) 風(fēng) 口 和 出 風(fēng) 口 的 速壓 。 因 ：則 ：即 ： 3 3 2 2( )f v vh P h P h 2 3 0 3 30 3 3( ) ( ) ( )f vv fh P h P h Z gP Z g P h h Z g 2-3 1-3- ( - )fh h h Z r r g n 因 敞 開 并 聯(lián) 風(fēng) 網(wǎng) 內(nèi) 的 自 然 風(fēng) 壓 是 ：n 因 ： 或n 一 般 形 式 為 ： ( )nh Z 2 3 1 3 f nh h h h 2 3 1 3 0f nh h h h 1 0n i f ni h h h n 上 式 即 風(fēng) 壓 平 衡 定 律 ， 其 意 義 為 對 于 任

12、 一 個 網(wǎng) 孔 或 者 回路 而 言 ， 其 風(fēng) 壓 的 代 數(shù) 和 與 作 用 在 其 上 的 機 械 風(fēng) 壓 和 自 然 風(fēng)壓 之 差 值 為 零 。n 上 式 的 適 用 條 件 是 ： 取 順 時 針 風(fēng) 流 方 向 風(fēng) 壓 為 正 ； 網(wǎng) 孔或 回 路 中 的 機 械 風(fēng) 壓 和 自 然 風(fēng) 壓 的 作 用 方 向 都 是 順 時 針 方 向 。 6.3.3 阻 力 定 律風(fēng) 流 在 通 風(fēng) 網(wǎng) 絡(luò) 中 流 動 ， 絕 大 多 數(shù) 屬 于 完 全 紊 流 狀 態(tài) ，遵 守 阻 力 定 律 ， 即 ： hi=RiQi2式 中 ： hi巷 道 的 風(fēng) 壓 降 ； Ri巷 道 的 風(fēng) 阻

13、 ； Qi通 風(fēng) 巷 道 的 風(fēng) 量 。 6.4 風(fēng) 網(wǎng) 參 數(shù) 計 算n 串 聯(lián) 通 風(fēng) 網(wǎng) 路n 并 聯(lián) 通 風(fēng) 網(wǎng) 路n 簡 單 角 聯(lián) 通 風(fēng) 網(wǎng) 路n 復(fù) 雜 風(fēng) 網(wǎng) 6.4.1 串 聯(lián) 網(wǎng) 路n 1、 風(fēng) 量 關(guān) 系 式 ： Q0=Q1=Q2=Q3=Qn 上 式 表 明 ： 串 聯(lián) 風(fēng) 路 的 總 風(fēng) 量 等 于 各 條 分 支 的 風(fēng) 量 。n 2、 風(fēng) 壓 關(guān) 系 式 ： h0=h1+h2+h3+hn 上 式 表 明 ： 串 聯(lián) 風(fēng) 路 的 總 風(fēng) 壓 等 于 其 中 各 條 分 支 的 風(fēng) 壓 之和 。n 3、 風(fēng) 阻 關(guān) 系 式 ： R0=R1+R2+R3+Rn 上 式 表

14、 明 ： 串 聯(lián) 風(fēng) 路 的 總 風(fēng) 阻 等 于 其 中 各 條 分 支 的 風(fēng) 阻 之和 。 6.4.2 并 聯(lián) 網(wǎng) 路n 1、 風(fēng) 量 關(guān) 系 式 ： Q0=Q1+Q2+Q3+Qn 上 式 表 明 ： 并 聯(lián) 風(fēng) 路 的 總 風(fēng) 量 等 于 各 分 支 的 風(fēng) 量 之 和 。n 2、 風(fēng) 壓 關(guān) 系 式 ： h0=h1=h2=h3=hn 上 式 表 明 ： 并 聯(lián) 風(fēng) 路 的 總 風(fēng) 壓 等 于 各 分 支 的 風(fēng) 壓 。 3、 風(fēng) 阻 關(guān) 系 式 因 為 ： 代 入 并 聯(lián) 風(fēng) 路 的 風(fēng) 量 關(guān) 系 式 ， 根 據(jù) 風(fēng) 壓 關(guān) 系 得式 中 ， m為 1到 n條 風(fēng) 路 中 的 某 一

15、 條 風(fēng) 路 。 上 式 表 明 ， 并 聯(lián) 風(fēng) 路 的 總 風(fēng) 阻 和 各 條 分 支 的 風(fēng) 阻 成 復(fù) 雜 的繁 分 數(shù) 關(guān) 系 。 對 于 簡 單 并 聯(lián) 風(fēng) 網(wǎng) (n 2)， 有 ：ii ihQ R 2 21 111( ) ( )mn n mi ii iRR RR R 1 22 21 22 1(1 ) (1 )R RR R RR R 4、 自 然 分 配 風(fēng) 量 的 計 算 因 h hm， 即 RQ2=RmQm2n 在 簡 單 并 聯(lián) 風(fēng) 網(wǎng) 中 ， 第 一 和 第 二 條 分 支 的 自 然 分 配 風(fēng)量 的 計 算 式 分 別 為 ： 1 121 QQ RR 2 211 QQ R

16、R 1m n mi i QQ RR 6.4.3 簡 單 角 聯(lián) 網(wǎng) 路 如 圖 所 示 ： 在 單 角 聯(lián) 風(fēng) 網(wǎng) 中 ， 對 角 分 支 5的 風(fēng) 流 方 向 ，隨 著 其 它 四 條 分 支 的 風(fēng) 阻 值 R1、 R2、 R3、 R4的 變 化 ， 而 有以 下 三 種 變 化 ： n 當(dāng) 風(fēng) 量 Q5向 上 流 時 ， 由 風(fēng) 壓 平 衡 定 律 hlh2， h3h4；由 風(fēng) 量 平 衡 定 律 Q1Q4。 則 ： R1Q12R2Q22 R1Q12R2Q42 R3Q32 R4Q42 R3Q12 1， 便 可 判 定 Q5向 上 流 ， 如 得 K1， 而 且 K值 越 大 ， Q5向

17、上 流 就 越 穩(wěn) 定 。故 可 根 據(jù) 實 際 情 況 ， 采 取 加 大 R1或 R4， 減 少 R 2或 R3的 技術(shù) 措 施 ， 并 不 斷 進(jìn) 行 調(diào) 整 ， 使 K始 終 保 持 最 大 的 合 理 值 ，以 保 證 Q5的 方 向 和 數(shù) 量 始 終 穩(wěn) 定 。 6.4.4 復(fù) 雜 風(fēng) 網(wǎng)n 新 風(fēng) 在 被 送 到 各 用 風(fēng) 地 點 之 前 ， 以 及 各 用 風(fēng) 地 點 用 過 的回 風(fēng) ， 都 要 經(jīng) 過 許 多 風(fēng) 路 ， 這 些 風(fēng) 路 有 時 形 成 復(fù) 雜 風(fēng) 網(wǎng) 。在 風(fēng) 速 不 超 限 的 條 件 下 ， 這 些 復(fù) 雜 風(fēng) 網(wǎng) 中 各 條 分 支 通 過 的風(fēng)

18、 量 任 其 自 然 分 配 ， 需 通 過 計 算 確 定 。n 計 算 復(fù) 雜 風(fēng) 網(wǎng) 中 自 然 分 配 風(fēng) 量 的 目 的 ， 主 要 是 為 了 掌握 復(fù) 雜 風(fēng) 網(wǎng) 的 通 風(fēng) 總 阻 力 和 總 風(fēng) 阻 ， 其 次 是 為 了 驗 算 各 風(fēng)道 的 風(fēng) 速 是 否 符 合 規(guī) 程 的 規(guī) 定 。 6.5 局 部 風(fēng) 量 調(diào) 節(jié) 方 法n 增 阻 調(diào) 節(jié) 法n 降 阻 調(diào) 節(jié) 法n 增 壓 調(diào) 節(jié) 法 6.5.1 增 阻 調(diào) 節(jié) 法 增 阻 調(diào) 節(jié) 法 ： 以 并 聯(lián) 網(wǎng) 路中 阻 力 大 的 風(fēng) 路 的 阻 力 值 為基 礎(chǔ) ， 在 各 阻 力 較 小 的 風(fēng) 路中 增 加 局

19、部 阻 力 （ 安 裝 調(diào) 節(jié)風(fēng) 門 、 窗 ） ， 使 各 條 風(fēng) 路 的阻 力 達(dá) 到 平 衡 ， 以 保 證 各 風(fēng)路 的 風(fēng) 量 按 需 供 給 。 n1 增 阻 調(diào) 節(jié) 的 計 算 有 一 并 聯(lián) 風(fēng) 網(wǎng) ， 其 中 R1 0.8Ns2/m8 ， R21.2Ns2/m8。 若 總 風(fēng) 量 Q 30m3/s， 則 該 并 聯(lián) 風(fēng) 網(wǎng) 中 自 然 分配 的 風(fēng) 量 分 別 為 ：則 Q2 Q Q1=30 16.5=13.5m3/s 31 12 30 16.5, /0.811 1.2QQ m sRR n 如 按 生 產(chǎn) 要 求 ， 1分 支 的 風(fēng) 量 應(yīng) 為 Q1 5m3/s， 2分 支

20、 的風(fēng) 量 應(yīng) 為 Q2 25m3/s， 顯 然 自 然 分 配 的 風(fēng) 量 不 符 合 要 求 ，按 上 述 風(fēng) 量 要 求 ， 兩 分 支 的 阻 力 分 別 為 ：n 為 保 證 按 需 供 風(fēng) ， 必 須 使 兩 分 支 的 風(fēng) 壓 平 衡 。 為 此 ，需 在 1分 支 的 回 風(fēng) 段 設(shè) 置 一 調(diào) 節(jié) 風(fēng) 門 ， 使 它 產(chǎn) 生 一 局 部阻 力 h ev=h2 h1 730Pa。2 21 1 1 2 22 2 2 0.8 5 20 1.2 25 750h RQ Pah RQ Pa n 調(diào) 節(jié) 風(fēng) 門 的 形 式 如 右 圖 所 示 ， 在 風(fēng) 門 或 風(fēng) 墻 的 上 部 開一

21、個 面 積 可 調(diào) 的 矩 形 窗 口 ， 通 過 改 變 調(diào) 節(jié) 風(fēng) 門 的 開 口 面積 來 改 變 調(diào) 節(jié) 風(fēng) 門 對 風(fēng) 流 所 產(chǎn) 生 的 阻 力 hw， 使 hw hev730Pa。 n 用 下 式 計 算 調(diào) 節(jié) 風(fēng) 門 的 面 積 ： 或式 中 ， Rw調(diào) 節(jié) 風(fēng) 門 的 風(fēng) 阻 ， Rw hw/Q2， Ns2/m8 。n 上 式 的 由 來 是 ： hw主 要 是 由 于 風(fēng) 流 通 過 調(diào) 節(jié) 風(fēng) 門 時 ，風(fēng) 流 收 縮 到 最 小 斷 面 S2以 后 ， 又 突 然 擴(kuò) 大 到 巷 道 斷 面 S所 造 成 的 沖 擊 損 失 。0.759w wQSS Q S h 2

22、8, /1 0.759w wSS N s mS R 根 據(jù) 水 力 學(xué) 理 論 ， 這 項 損 失 可 用 下 式 表 示 ：n 式 中 v2風(fēng) 流 通 過 調(diào) 節(jié) 風(fēng) 門 后 在 最 小 收 縮 斷 面 處 的平 均 風(fēng) 速 m/s； v巷 道 內(nèi) 的 平 均 風(fēng) 速 ， m/s； 空 氣 的 密 度 ， kg/m3。 根 據(jù) 實 驗 ， 風(fēng) 流 通 過 調(diào) 節(jié) 風(fēng) 門 時 的 速 度 變 化 具 有 以 下比 例 關(guān) 系 ： n 式 中 v1 風(fēng) 流 在 調(diào) 節(jié) 風(fēng) 門 處 的 平 均 風(fēng) 速 ， m/s。22( ) ,2w v vh Pa 21 1.61.8 1.7v vv v 設(shè) 通

23、過 調(diào) 節(jié) 風(fēng) 門 和 巷 道 的 風(fēng) 量 為 Q， 巷 道 斷 面 積 為 S，則 上 式 變 為 ： 取 1.2kg/m3， 得 ：2 11.7( ) 1.7( )wQ Qv v v v S S 21.7( ) 1.22 ww Q QS Sh 化 簡 上 式 得 ： 在 上 例 中 ， 若 1分 支 設(shè) 置 調(diào) 節(jié) 風(fēng) 門 處 的 巷 道 斷 面 S14m2， 則 算 出 調(diào) 節(jié) 風(fēng) 門 的 面 積 為 ： 即 在 1分 支 設(shè) 置 一 個 面 積 為 0.23m2的 調(diào) 節(jié) 風(fēng) 門 就 能 保證 1和 2分 支 都 得 到 所 需 要 的 風(fēng) 量 5和 25m 3/s。2 8, /0.7

24、59w w QSS N s mQ S h 25 4 0.235 0.759 4 730 wS m 2 增 阻 調(diào) 節(jié) 的 分 析 1) 增 阻 調(diào) 節(jié) 使 風(fēng) 網(wǎng) 總 風(fēng) 阻 增 加 ， 在 一 定 條 件 下 可 能 達(dá) 不到 風(fēng) 量 調(diào) 節(jié) 的 預(yù) 期 效 果 。 如 右 圖 所 示 ， 已 知 主 要 通 風(fēng)機 風(fēng) 壓 曲 線 I和 兩 分 支 的 風(fēng) 阻 曲線 R1、 R2， 并 聯(lián) 風(fēng) 網(wǎng) 的 總 風(fēng) 阻曲 線 R。 R與 I交 點 a即 為 主 要 通風(fēng) 機 的 工 作 點 ， 自 a作 垂 線 和 橫坐 標(biāo) 相 交 ， 得 出 礦 井 總 風(fēng) 量 Q。從 a作 水 平 線 和 R

25、 1、 R2交 于 b、 c兩 點 ， 由 這 兩 點 作 垂 線 分 別 得兩 風(fēng) 路 的 風(fēng) 量 Q1和 Q2。 如 在 1風(fēng) 路 中 安 設(shè) 一 風(fēng) 阻 為Rw的 調(diào) 節(jié) 風(fēng) 門 ， 則 該 風(fēng) 路 的 總風(fēng) 阻 為 R1 R1 Rw。 在 圖 上 繪出 R1曲 線 ， 并 繪 出 R1和 R2并聯(lián) 的 風(fēng) 阻 曲 線 R。 由 R與 I的 交點 a得 出 調(diào) 節(jié) 后 的 礦 井 總 風(fēng) 量Q。 由 a作 水 平 線 交 R1和 R2于b和 c， 自 這 兩 點 得 出 風(fēng) 量 分別 為 Q 1和 Q2。 當(dāng) 風(fēng) 機 性 能 不 變 時 ， 由 于 礦 井總 風(fēng) 阻 增 加 ， 使 總

26、風(fēng) 量 減 少 ， 其 減少 值 為 Q Q Q， 安 裝 調(diào) 節(jié) 風(fēng) 門的 分 支 中 風(fēng) 量 也 減 少 ， 其 減 少 值 為 Q1 Q1 Q1； 另 一 分 支 風(fēng) 量 增 加 ，其 增 加 值 為 Q2 Q2 Q2。 顯 然 減少 的 多 ， 增 加 的 少 ， 其 差 值 就 等 于總 風(fēng) 量 的 減 少 值 ， 即 Q= Q1 Q 2。 2) 總 風(fēng) 量 的 減 少 值 與 主 要 通 風(fēng) 機 性 能 曲 線 的 陡 緩 有 關(guān) 。 如 右 圖 所 示 ， I為 軸 流 式通 風(fēng) 機 的 風(fēng) 壓 曲 線 ， 為 離心 式 通 風(fēng) 機 的 風(fēng) 壓 曲 線 。 R、R為 調(diào) 節(jié) 前

27、后 的 風(fēng) 阻 曲 線 ，與 I、 分 別 交 于 a、 b和 a、b； 從 而 得 出 總 風(fēng) 量 的 減 少 值 Q和 Q。 從 圖 中 看 出 ， Q Q， 表 明 扇 風(fēng) 機 的 風(fēng)壓 曲 線 愈 陡 ， 總 風(fēng) 量 的 減 少值 愈 小 ， 反 之 則 愈 大 。 3) 增 阻 調(diào) 節(jié) 有 一 定 的 范 圍 ， 超 出 這 范 圍 可 能 達(dá) 不到 調(diào) 節(jié) 的 目 的 。 在 上 頁 圖 中 ， 若 主 要 通 風(fēng)機 性 能 曲 線 不 變 ， 且 取 R1 0.59Ns2/m8，R2=1.64Ns2/m8 。 當(dāng) 不 斷 改 變 調(diào) 節(jié) 風(fēng) 門 風(fēng) 阻Rw時 ， 可 以 得 到

28、并 聯(lián) 風(fēng) 路 中各 分 支 對 應(yīng) 的 風(fēng) 量 及 其 變 化 ，如 右 圖 。 3.使 用 增 阻 調(diào) 節(jié) 法 的 注 意 事 項n 1) 調(diào) 節(jié) 風(fēng) 門 應(yīng) 盡 量 安 設(shè) 在 回 風(fēng) 巷 道 中 ， 以 免 妨 礙 運 輸 。當(dāng) 非 安 設(shè) 在 運 輸 巷 道 不 可 時 ， 則 可 采 取 多 段 調(diào) 節(jié) ， 即 用 若 干個 面 積 較 大 的 調(diào) 節(jié) 風(fēng) 門 來 代 替 一 個 面 積 較 小 的 調(diào) 節(jié) 風(fēng) 門 。 n 2) 在 復(fù) 雜 的 風(fēng) 網(wǎng) 中 ， 要 注 意 調(diào) 節(jié) 風(fēng) 門 位 置 的 選 擇 ， 防止 重 復(fù) 設(shè) 置 ， 避 免 增 大 風(fēng) 壓 和 電 耗 。 4.

29、增 阻 調(diào) 節(jié) 法 的 優(yōu) 缺 點 與 適 用 條 件 優(yōu) 點 ： 簡 便 易 行 ， 是 采 區(qū) 內(nèi) 巷 道 間 的 主 要 調(diào) 節(jié) 措 施 。 缺 點 ： 使 礦 井 的 總 風(fēng) 阻 增 加 ， 若 風(fēng) 機 風(fēng) 壓 曲 線 不 變 ， 勢必 造 成 礦 井 總 風(fēng) 量 下 降 ， 要 想 保 持 總 風(fēng) 量 不 減 ， 就 得 提 高 風(fēng)壓 ， 增 加 通 風(fēng) 電 力 費 用 。 因 此 ， 在 安 排 產(chǎn) 量 和 布 置 巷 道 時 ， 盡 量 使 網(wǎng) 孔 中 各 風(fēng) 路的 阻 力 不 要 相 差 太 懸 殊 ， 以 避 免 在 通 過 風(fēng) 量 較 大 的 主 要 風(fēng) 路中 安 設(shè) 調(diào)

30、節(jié) 風(fēng) 門 。 6.5.2 降 阻 調(diào) 節(jié) 法 降 阻 調(diào) 節(jié) 法 與 增 阻 調(diào) 節(jié) 法 相 反 ， 它 是 以 并 聯(lián) 網(wǎng) 路 中 阻 力較 小 風(fēng) 路 的 阻 力 值 為 基 礎(chǔ) ， 使 阻 力 較 大 的 風(fēng) 路 降 低 風(fēng) 阻 ， 以達(dá) 到 并 聯(lián) 網(wǎng) 路 各 風(fēng) 路 的 阻 力 平 衡 。 巷 道 中 的 風(fēng) 阻 包 括 摩 擦 風(fēng) 阻 和 局 部 風(fēng) 阻 。 當(dāng) 局 部 風(fēng) 阻 較大 時 ， 應(yīng) 首 先 降 低 局 部 風(fēng) 阻 ； 當(dāng) 局 部 風(fēng) 阻 較 小 摩 擦 風(fēng) 阻 較 大時 ， 則 應(yīng) 降 低 摩 擦 風(fēng) 阻 。 降 低 摩 擦 風(fēng) 阻 的 主 要 方 法 是 擴(kuò) 大

31、巷道 斷 面 或 改 變 支 架 類 型 （ 即 改 變 摩 擦 阻 力 系 數(shù) ） 。 1. 降 阻 調(diào) 節(jié) 的 計 算 如 圖 并 聯(lián) 風(fēng) 網(wǎng) ， 兩 巷 道 的 風(fēng) 阻 分 別 為 R1和 R2， 所 需 風(fēng)量 為 Q1和 Q2， 則 兩 巷 道 的 阻 力 分 別 為 ： h1 R1Q12， h2 R2Q22 如 果 h1h2， 則 以 h2為 依 據(jù) ， 把 h1減 到 h1， 為 此 須 將 R1降 到 R1， 即 ： h1 R1Q12 h2， 其 中 ： 21 21 hR Q 摩 擦 阻 力 公 式 ： 降 阻 的 主 要 辦 法 是 擴(kuò) 大 巷 道 的 斷 面 。 如 把 巷

32、道 全 長 L(m)的 斷 面 擴(kuò) 大 到 S1， 則式 中 ， 1巷 道 1擴(kuò) 大 后 的 摩 擦 阻 力 系 數(shù) ， Ns2/m4; U1巷 道 1擴(kuò) 大 后 的 周 界 ， 隨 斷 面 大 小 和 形 狀 而 變 。3LUR S1 1 11 31 L UR S C決 定 于 巷 道 斷 面 形 狀 的 系 數(shù) ， 對 梯 形 巷 道 ： C 4.03 4.28； 對 三 心 拱 巷 道 ： C 3.8 4.06； 對 半 圓 拱 巷 道 ， C 3.78 4.11。由 上 式 得 到 巷 道 1擴(kuò) 大 后 的 斷 面 積 為 ：1 1 ,U C S m 2 21 1 51 1 ( ) ,

33、LCS mR 如 果 所 需 降 阻 的 數(shù) 值 不 大 ， 而 且 客 觀 上 又 無 法 采 用 擴(kuò)大 巷 道 斷 面 的 措 施 時 ， 可 改 變 巷 道 壁 面 的 平 滑 程 度 或 支 架型 式 ， 以 減 少 摩 擦 阻 力 系 數(shù) 來 調(diào) 節(jié) 風(fēng) 量 。 改 變 后 的 摩 擦 阻力 系 數(shù) 可 用 下 式 計 算 ： 2.5 2 41 11 1 , /R S N s mL C 2. 降 阻 調(diào) 節(jié) 的 分 析 降 阻 調(diào) 節(jié) 的 優(yōu) 點 是 使 礦 井 總 風(fēng) 阻 減 少 。 若 風(fēng) 機 風(fēng) 壓 曲 線不 變 ， 調(diào) 節(jié) 后 ， 礦 井 總 風(fēng) 量 增 加 。 降 阻 調(diào)

34、節(jié) 多 在 礦 井 產(chǎn) 量 增大 、 原 設(shè) 計 不 合 理 、 主 要 巷 道 年 久 失 修 的 情 況 下 ， 用 來 降 低主 要 風(fēng) 流 中 某 一 段 巷 道 的 阻 力 。 一 般 ， 當(dāng) 所 需 降 低 的 阻 力 值 不 大 時 ， 應(yīng) 首 先 考 慮 減 少 局部 阻 力 。 另 外 ， 也 可 在 阻 力 大 的 巷 道 旁 側(cè) 開 掘 并 聯(lián) 巷 道 。 在一 些 老 礦 中 ， 應(yīng) 注 意 利 用 廢 舊 巷 道 供 通 風(fēng) 用 。 6.5.3 增 壓 調(diào) 節(jié) 法1. 增 壓 調(diào) 節(jié) 的 計 算 如 圖 所 示 ， 一 采 區(qū) 和 二 采 區(qū) 所 需 要 的 風(fēng) 量

35、分 別 為 27.07和 34.7m3/s， 風(fēng) 阻 分 別 為 0.69和 1.27Ns2/m8。 要 使 一 、 二 采 區(qū)得 到 所 需 的 風(fēng) 量 ， 兩 采 區(qū) 將 分 別 產(chǎn) 生 505.6Pa、 1529.2Pa的阻 力 。 總 進(jìn) 風(fēng) 段 1-2的 風(fēng) 阻 為 0.23Ns2/m8， 通 過 61.77m3/s的 總風(fēng) 量 時 ， 將 產(chǎn) 生 877.6Pa的 阻 力 ， 總 回 風(fēng) 段 3-4的 風(fēng) 阻 為0.02Ns2/m8， 則 產(chǎn) 生 76.3Pa的 阻 力 。 主 要 通 風(fēng) 機 附 近 的 漏 風(fēng)量 為 6.83m 3/s， 通 過 主 要 通 風(fēng) 機 的 風(fēng) 量

36、為 68.6m3/s。 如 果 采 用 增 加 風(fēng) 壓 的 調(diào) 節(jié) 方法 ， 在 阻 力 較 大 的 二 采 區(qū) 內(nèi) 安 設(shè)輔 助 通 風(fēng) 機 的 方 法 有 ： n 1)選 擇 合 適 的 輔 助 通 風(fēng) 機 ，但 不 調(diào) 整 主 要 通 風(fēng) 機 的 風(fēng) 壓 曲 線 。 如 圖 所 示 ， 主 要 通 風(fēng) 機 是 70B2-21型 、 24號 、 600r/min的 軸 流 式通 風(fēng) 機 ， 動 輪 葉 片 安 裝 角 度 是27.5 ， 靜 風(fēng) 壓 特 性 曲 線 是 曲線 ， 這 時 風(fēng) 機 的 工 作 點 是 a點 。 兩 個 并 聯(lián) 采 區(qū) 以 外 ， 總 進(jìn) 風(fēng) 段 和 總 回 風(fēng)

37、 段 總 阻 力 為 ：h1-2 h3-4 877.6+76.3 953.9Pa 當(dāng) 礦 井 的 自 然 風(fēng) 壓 很 小 或 可 忽 略 不 計 時 ， 主 要 通 風(fēng) 機 能夠 供 給 兩 個 并 聯(lián) 采 區(qū) 使 用 的 剩 余 風(fēng) 壓 為 ：hfa (h1-2 h3-4) 1519 953.9 565.1 Pa 二 采 區(qū) 按 需 通 過 34.7m3/s的 風(fēng) 量 時 ， 其 阻 力 是 1529.2Pa。這 個 數(shù) 值 超 出 主 要 通 風(fēng) 機 能 夠 供 給 這 個 采 區(qū) 使 用 的 剩 余 風(fēng) 壓 ，故 需 在 這 個 采 區(qū) 內(nèi) 安 置 一 臺 合 適 的 輔 助 通 風(fēng) 機

38、 。 這 臺 輔 助 通 風(fēng) 機 要 按 以 下 兩 個 數(shù) 值 來 選 擇 ： 通 過 輔 助 通 風(fēng) 機 的 風(fēng) 量 為 二 采 區(qū) 的 風(fēng) 量 ：Qaf 34.7m3/s 輔 助 通 風(fēng) 機 的 全 風(fēng) 壓 ：haft 1529.2 565.1964Pa 它 的 全 風(fēng) 壓 特 性 曲 線 應(yīng) 通 過 或 大 于 這 兩 個 數(shù) 值 所 構(gòu) 成 的工 作 點 b。 一 采 區(qū) 按 需 通 過 27.07m3/s的 風(fēng) 量 時 ， 其 阻 力 是505.6Pa， 這 個 數(shù) 值 小 于 主 要 通 風(fēng) 機 能 夠 供 給 這 個 采 區(qū) 使 用的 剩 余 風(fēng) 壓 ， 即 565.1 505

39、.6 59.5Pa。 在 此 情 況 下 ， 還 要 在 一 采 區(qū) 的 回 風(fēng) 流 中 安 設(shè) 調(diào) 節(jié) 風(fēng) 門 ，使 它 能 夠 產(chǎn) 生 59.5Pa的 阻 力 。 n 2) 選 擇 合 適 的 輔 助 通 風(fēng) 機 ， 同 時 調(diào) 整 主 要 通 風(fēng) 機 的 風(fēng) 壓曲 線 。 在 二 采 區(qū) 安 設(shè) 一 臺 輔 助 通 風(fēng) 機 。 通 過 輔 助 通 風(fēng) 機 的 風(fēng) 量 Qaf 34.7m3/s 輔 助 通 風(fēng) 機 的 全 風(fēng) 壓 haft 1529.2 505.6 1023.6Pa 同 時 要 調(diào) 整 主 要 通 風(fēng) 機 的 靜 風(fēng) 壓 特 性 曲 線 ， 使 它 通 過 以下 兩 個 數(shù)

40、 值 所 構(gòu) 成 的 工 作 點 ： 主 要 通 風(fēng) 機 的 風(fēng) 量 Qaf 68.6m3/s 主 要 通 風(fēng) 機 的 靜 風(fēng) 壓 hfs 953.9 505.6 1459.5Pa 這 兩 種 選 擇 輔 助 通 風(fēng) 機 的 方 法 中 ， 后 一 方 法 雖 然 輔 助 通風(fēng) 機 所 需 功 率 較 大 ， 但 主 要 通 風(fēng) 機 所 需 功 率 較 小 ， 比 前 種 方法 要 經(jīng) 濟(jì) 。 需 要 注 意 的 是 輔 助 通 風(fēng) 機 和 主 要 通 風(fēng) 機 有 著 串 聯(lián)運 轉(zhuǎn) 的 關(guān) 系 ， 因 此 選 擇 輔 助 通 風(fēng) 機 不 能 孤 立 進(jìn) 行 ， 必 須 和 主要 通 風(fēng) 機 緊

41、 密 配 合 。 2 選 擇 、 安 裝 和 使 用 輔 助 通 風(fēng) 機 的 注 意 事 項 在 選 擇 輔 助 通 風(fēng) 機 時 ， 必 須 根 據(jù) 輔 助 通 風(fēng) 機 服 務(wù) 期 限 以內(nèi) 通 風(fēng) 最 困 難 時 的 風(fēng) 量 、 風(fēng) 阻 和 風(fēng) 壓 等 數(shù) 值 進(jìn) 行 計 算 。 為 了 保 證 新 鮮 風(fēng) 流 通 過 輔 助 通 風(fēng) 機 而 又 不 致 妨 礙 運 輸 ，一 般 把 輔 助 通 風(fēng) 機 安 設(shè) 在 進(jìn) 風(fēng) 流 的 繞 道 中 ， 但 在 巷 道 中 至 少安 設(shè) 兩 道 自 動 風(fēng) 門 ， 其 風(fēng) 門 的 間 距 必 須 大 于 一 列 車 的 長 度 ，風(fēng) 門 須 向 壓

42、 力 大 的 方 向 開 啟 。 輔 助 通 風(fēng) 機 停 止 運 轉(zhuǎn) 時 ， 必 須 立 即 打 開 巷 道 中 的 自 動風(fēng) 門 ， 以 便 利 用 主 要 通 風(fēng) 機 單 獨 通 風(fēng) 。 主 要 通 風(fēng) 機 停 止 運 轉(zhuǎn) 時 ， 輔 助 通 風(fēng) 機 也 應(yīng) 立 即 停 止 運轉(zhuǎn) ， 同 時 打 開 自 動 風(fēng) 門 ， 以 免 發(fā) 生 相 鄰 采 區(qū) 風(fēng) 流 逆 轉(zhuǎn) 、 循環(huán) 風(fēng) 再 流 入 輔 扇 ； 此 時 還 需 根 據(jù) 具 體 情 況 ， 采 取 相 應(yīng) 的 安全 措 施 。 重 新 開 動 輔 助 通 風(fēng) 機 以 前 ， 應(yīng) 檢 查 附 近 20m以 內(nèi) 的 瓦斯 濃 度 ， 只

43、 有 在 不 超 過 規(guī) 定 時 ， 才 允 許 開 動 輔 助 通 風(fēng) 機 。 在 采 空 區(qū) 附 近 的 巷 道 中 安 置 輔 助 通 風(fēng) 機 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) ，加 速 采 空 區(qū) 的 煤 炭 自 燃 。 隨 著 通 風(fēng) 狀 況 不 斷 發(fā) 展 變 化 ， 每 隔 一 定 時 間 ， 必 須 ， 調(diào)節(jié) 主 要 通 風(fēng) 機 和 輔 助 通 風(fēng) 機 的 工 作 點 ， 使 之 相 互 配 合 。 輔 助 通 風(fēng) 機 運 轉(zhuǎn) 時 ， 使 得 進(jìn) 風(fēng) 路 上 的 風(fēng) 流 能 量 降 低 ，

44、出風(fēng) 路 上 的 風(fēng) 流 能 量 提 高 。 如 果 輔 助 通 風(fēng) 機 的 能 力 過 大 ， 就 有可 能 使 3點 空 氣 的 能 量 同 2點 空 氣 的 能 量 接 近 、 相 等 ， 甚 至 超過 。 此 時 一 采 區(qū) 將 出 現(xiàn) 風(fēng) 量 不 足 ， 沒 有 風(fēng) 流 ， 甚 至 發(fā) 生 逆 轉(zhuǎn) 。以 上 三 種 現(xiàn) 象 都 是 安 全 生 產(chǎn) 所 不 允 許 的 。 若 一 旦 出 現(xiàn) 上 述 情況 時 ， 其 應(yīng) 急 措 施 就 是 迅 速 增 加 二 采 區(qū) 的 風(fēng) 阻 。 3 增 壓 調(diào) 節(jié) 法 的 優(yōu) 缺 點 及 適 用 條 件n 與 降 阻 調(diào) 節(jié) 法 比 較 優(yōu) 點

45、： 在 阻 力 較 大 的 風(fēng) 路 中 安 裝 輔 助 通 風(fēng) 機 ， 無 需 調(diào)節(jié) 主 風(fēng) 機 而 使 得 風(fēng) 量 增 大 ， 相 當(dāng) 于 主 要 通 風(fēng) 機 對 這 條 風(fēng) 路的 工 作 風(fēng) 阻 下 降 ， 這 點 和 降 阻 調(diào) 節(jié) 法 很 類 似 ， 但 比 降 阻 調(diào)節(jié) 法 施 工 快 而 且 方 便 。 缺 點 ： 管 理 工 作 較 復(fù) 雜 ， 安 全 性 比 較 差 。 與 增 阻 調(diào) 節(jié) 法 比 較 ： 優(yōu) 點 ： 使 主 要 通 風(fēng) 機 的 電 力 費 降 低 很 多 ， 服 務(wù) 時 間 又長 時 ， 比 較 經(jīng) 濟(jì) 。 缺 點 ： 管 理 工 作 比 較 復(fù) 雜 ， 安

46、全 性 比 較 差 ， 施 工 比 較困 難 。 適 用 條 件 ： 并 聯(lián) 風(fēng) 網(wǎng) 中 各 條 風(fēng) 路 的 阻 力 相 差 比 較 懸 殊 ，主 要 通 風(fēng) 機 風(fēng) 壓 滿 足 不 了 阻 力 較 大 的 風(fēng) 路 ， 不 能 采 用 增 阻調(diào) 節(jié) 法 ， 而 采 用 降 阻 調(diào) 節(jié) 法 又 來 不 及 時 ， 可 采 用 增 壓 調(diào) 節(jié)法 。 6.6 總 風(fēng) 量 調(diào) 節(jié) 在 礦 井 開 采 過 程 中 ， 由 于 礦 井 產(chǎn) 量 和 開 采 條 件 不 斷 變 化 ，常 常 要 求 調(diào) 節(jié) 礦 井 總 風(fēng) 量 。 礦 井 總 風(fēng) 量 調(diào) 節(jié) 的 主 要 措 施 是改 變 主 要 通 風(fēng) 機

47、的 工 況 點 ， 其 方 法 有 ：n 改 變 主 要 通 風(fēng) 機 的 特 性 曲 線n 改 變 主 要 通 風(fēng) 機 的 工 作 風(fēng) 阻 曲 線 6.6.1 改 變 主 要 通 風(fēng) 機 特 性 曲 線 的 調(diào) 節(jié) 法 1. 改 變 軸 流 式 通 風(fēng) 機 動 輪 葉 片 的 安 裝 角 度 軸 流 式 通 風(fēng) 機 的 特 性 曲 線 隨 著 動 輪 葉 片 安 裝 角 的 變 化 而變 化 。 如 某 抽 出 式 通 風(fēng) 的 礦 井 主 要 通 風(fēng) 機 是 軸 流 式 ， 當(dāng) 其 動 輪葉 片 安 裝 角 為 27.5 時 ， 靜 風(fēng) 壓 特 性 曲 線 是 I曲 線 。 為 了 滿 足前

48、期 生 產(chǎn) 需 要 ， 該 主 要 通 風(fēng) 機 的 工 作 點 為 a點 。 現(xiàn) 因 生 產(chǎn) 情 況的 變 化 ， 井 巷 通 風(fēng) 的 總 阻 力 變 為 ： hfr 1862Pa； 反 對 機 械 風(fēng)壓 的 自 然 風(fēng) 壓 為 ： h n 98Pa； 通 過 主 要 通 風(fēng) 機 的 風(fēng) 量 仍 需68m3/s。 根 據(jù) 兩 數(shù) 值 找 出 風(fēng) 機 的 新 工作 點 b， 將 風(fēng) 機 的 動 輪 葉 片 安 裝 角調(diào) 整 到 30 ， 其 靜 壓 特 性 曲 線 由 I調(diào) 到 I， 自 b點 得 到 這 臺 風(fēng) 機 的 輸 入功 率 約 220kW， 用 此 數(shù) 值 來 衡 量 現(xiàn)用 電 動

49、機 的 能 力 是 否 夠 用 ， 再 由 b點 得 出 其 風(fēng) 機 的 靜 壓 效 率 是 0.64，b點 落 在 這 臺 風(fēng) 機 特 性 曲 線 的 合 理工 作 范 圍 內(nèi) 。 為 了 滿 足 現(xiàn) 階 段 生 產(chǎn) 要 求 ， 該 風(fēng) 機 應(yīng) 根 據(jù) 以 下 兩 個 數(shù)值 進(jìn) 行 調(diào) 節(jié) ： 風(fēng) 機 的 風(fēng) 量 Qf 68m3/s， 風(fēng) 機 的 靜 風(fēng) 壓 ：hfs=hfr hn 1960Pa 2. 改 變 通 風(fēng) 機 的 轉(zhuǎn) 數(shù) 轉(zhuǎn) 數(shù) 愈 大 ， 通 風(fēng) 機 的 風(fēng) 量 和風(fēng) 壓 愈 大 。 某 壓 入 式 通 風(fēng) 的 礦 井 ， 其 離心 式 通 風(fēng) 機 的 全 風(fēng) 壓 特 性 曲

50、線 為 ， 轉(zhuǎn) 數(shù) 為 n (r/min)。 它 和 工 作 風(fēng)阻 曲 線 交 于 M點 ， 產(chǎn) 生 Qf (m3/s)的風(fēng) 量 和 hft (Pa)的 全 風(fēng) 壓 。 如 果 生產(chǎn) 要 求 通 風(fēng) 機 應(yīng) 產(chǎn) 生 的 風(fēng) 壓 為h ft(Pa)， 通 過 的 風(fēng) 量 為 Qf(m3/s)。 用比 例 定 律 可 以 求 出 新 轉(zhuǎn) 數(shù) n， 即 ： , /minffn Qn rQ 畫 出 新 轉(zhuǎn) 數(shù) n的 全 風(fēng) 壓 特 性 曲 線 ， 它 和 風(fēng) 阻 曲 線 1的交 點 M即 為 新 工 作 點 。 同 時 根 據(jù) 新 轉(zhuǎn) 數(shù) 的 效 率 曲 線 和 功 率曲 線 ， 看 新 工 作 點

51、是 否 落 在 合 理 工 作 范 圍 內(nèi) ， 并 驗 算 電 動機 的 能 力 。 該 方 法 主 要 用 于 離 心 式 通 風(fēng) 機 。 它 的 具 體 做 法 是 ： 如果 通 風(fēng) 機 和 電 動 機 之 間 是 間 接 傳 動 的 ， 可 改 變 皮 帶 輪 直 徑的 大 小 來 增 加 轉(zhuǎn) 數(shù) ， 如 果 通 風(fēng) 機 和 電 動 機 之 間 是 直 接 傳 動的 ， 則 改 變 電 動 機 的 轉(zhuǎn) 數(shù) 或 更 換 電 動 機 。 6.6.2 改 變 主 要 通 風(fēng) 機 工 作 風(fēng) 阻 的 調(diào) 節(jié) 法 某 礦 抽 出 式 風(fēng) 機 是 軸 流 風(fēng) 機 ，葉 片 安 裝 角 為 37.5

52、， 靜 風(fēng) 壓 特性 曲 線 為 曲 線 ， 工 作 點 是 a點 ，工 作 風(fēng) 阻 Rf 1107.4 (44.5)20.56 Ns2/m8， 工 作 風(fēng) 阻 曲 線 為 l曲線 。 該 風(fēng) 機 葉 片 最 大 安 裝 角 為40 ， 其 靜 壓 曲 線 為 曲 線 。 n 如 果 生 產(chǎn) 要 求 主 要 通 風(fēng) 機 通 過 50m3/s的 風(fēng) 量 ， 則 由 風(fēng) 壓曲 線 只 能 產(chǎn) 生 1048.6Pa的 靜 風(fēng) 壓 ， 不 能 滿 足 原 有 風(fēng) 壓1107.4Pa。 如 果 用 降 低 主 要 通 風(fēng) 機 工 作 風(fēng) 阻 的 調(diào) 節(jié) 方 法 ，就 必 須 設(shè) 法 將 其 工 作 風(fēng)

53、阻 降 低 到 Rf 1048.6 5020.42Ns2/m8。 用 這 個 數(shù) 值 畫 出 風(fēng) 阻 曲 線 2， 使 它 通 過 工 作 點b， 這 時 主 要 通 風(fēng) 機 的 靜 壓 效 率 接 近 0.6， 輸 入 功 率 約 96kW。n 如 果 不 降 低 主 要 通 風(fēng) 機 的 工 作 風(fēng) 阻 ， 則 工 作 點 是 c點 ，此 時 主 要 通 風(fēng) 機 只 能 通 過 47m3/s的 風(fēng) 量 ， 不 能 滿 足 要 求 。所 以 ， 當(dāng) 該 礦 所 要 求 的 通 風(fēng) 能 力 超 過 主 要 通 風(fēng) 機 最 大 潛 力又 無 法 采 用 其 它 調(diào) 節(jié) 法 時 ， 就 得 根 據(jù)

54、R f的 數(shù) 值 用 擴(kuò) 大 井 巷的 斷 面 ， 或 開 鑿 并 聯(lián) 雙 巷 ， 或 增 加 進(jìn) 風(fēng) 井 口 等 方 法 把 主 要通 風(fēng) 機 的 工 作 風(fēng) 阻 降 低 。 n 如 果 主 要 通 風(fēng) 機 的 風(fēng) 量 大 于 實 際 所 需 要 的 風(fēng) 量 時 ，可 以 增 加 主 要 通 風(fēng) 機 的 工 作 風(fēng) 阻 ， 使 總 風(fēng) 量 下 降 。 如 后圖 所 示 ， 由 于 離 心 式 通 風(fēng) 機 的 功 率 是 隨 著 風(fēng) 量 的 減 少 而減 少 ， 主 要 通 風(fēng) 機 的 工 作 風(fēng) 阻 由 R增 到 R時 ， 其 風(fēng) 量 由 Q降 到 Q， 主 要 通 風(fēng) 機 的 輸 入 功

55、率 則 由 N降 到 N。 所 以 ，對 于 離 心 式 通 風(fēng) 機 可 以 利 用 設(shè) 在 風(fēng) 峒 中 的 閘 門 進(jìn) 行 調(diào) 節(jié) 。當(dāng) 所 需 風(fēng) 量 變 小 時 ， 可 以 放 下 閘 門 以 增 加 風(fēng) 阻 來 減 少 風(fēng)量 。 對 于 軸 流 式 通 風(fēng) 機 ， 當(dāng) 所 需 風(fēng) 量 變 小 時 ， 可 以 把 動輪 葉 片 安 裝 角 調(diào) 小 ， 它 比 增 加 工 作 風(fēng) 阻 的 方 法 ， 在 電 力消 耗 上 要 經(jīng) 濟(jì) 得 多 。 6.7 多 臺 通 風(fēng) 機 聯(lián) 合 運 轉(zhuǎn) 的 相 互 調(diào) 節(jié) 采 用 多 臺 風(fēng) 機 聯(lián) 合 運 轉(zhuǎn) 的 礦 井 ， 各 臺 風(fēng) 機 之 間 ，

56、 彼 此聯(lián) 系 ， 相 互 影 響 。 如 果 不 注 意 在 必 要 時 進(jìn) 行 各 臺 風(fēng) 機 相 互調(diào) 節(jié) ， 就 有 可 能 使 礦 井 通 風(fēng) 的 正 常 狀 況 受 到 破 壞 ， 甚 至 嚴(yán)重 影 響 安 全 生 產(chǎn) 。 6.7.1 多 臺 通 風(fēng) 機 聯(lián) 合 運 轉(zhuǎn) 的 相 互 影 響 下 圖 是 某 礦 簡 化 后 的 通 風(fēng) 系 統(tǒng) ， 各 項 實 測 的 通 風(fēng) 數(shù) 據(jù)是 ： 兩 翼 風(fēng) 機 的 公 風(fēng) 共 路 1-2的 風(fēng) 阻 R1-2 0.05Ns2/m8 西 翼 主 要 通 風(fēng) 機 的 專 用 風(fēng)路 2-3的 風(fēng) 阻 R2-3 0.36Ns2/m8；西 翼 風(fēng) 機

57、葉 片 角 度 是 35 ， 其靜 風(fēng) 壓 特 性 曲 線 是 右 圖 中 的 曲 線 ， 這 臺 風(fēng) 機 的 風(fēng) 量 QI40m3/s， 靜 風(fēng) 壓 hl 1058Pa， 風(fēng)機 的 工 作 風(fēng) 阻 為 ：RI=1058/(40)2=0.66Ns2/m8， 工況 點 為 a點 。 東 翼 主 要 通 風(fēng) 機 的 專 用 風(fēng)路 2-4的 風(fēng) 阻 R2-4 0.33Ns2/m8；東 翼 風(fēng) 機 的 葉 片 角 度 是 25 ，其 靜 風(fēng) 壓 特 性 曲 線 是 右 圖 中 的 曲 線 ， 這 臺 風(fēng) 機 的 風(fēng) 量 Q 60m3/s， 靜 風(fēng) 壓 h 1666Pa，工 作 風(fēng) 阻 R 1666/(

58、60)20.46Ns2/m8， 工 作 風(fēng) 阻 曲 線 是R 曲 線 ， 工 作 點 為 b點 。 在 上 述 巳 知 條 件 下 ， 按 新 的 生 產(chǎn) 計 劃 要 求 ， 東 翼 的 生產(chǎn) 任 務(wù) 加 大 以 后 ， 由 于 瓦 斯 涌 出 量 增 加 ， 東 翼 主 要 通 風(fēng) 機的 風(fēng) 量 需 增 加 到 Q 90 m3/s。 這 時 ， 為 了 保 證 東 翼 的 風(fēng)量 需 增 加 到 90 m3/s(為 簡 便 不 計 漏 風(fēng) )， 礦 井 的 總 進(jìn) 風(fēng) 量 也要 增 加 ， 公 共 風(fēng) 路 1-2的 阻 力 和 東 翼 主 要 通 風(fēng) 機 專 用 風(fēng) 路 2-4的 阻 力 都

59、要 變 大 ， 即 風(fēng) 路 1-2的 阻 力 變 為 ： h1-2 R1-2(Q Q )2 0.05(40+90)2 845Pa 風(fēng) 路 2-4的 阻 力 變 為 ： h 2-4 R2-4(Q )2 0.33(90)2 2673Pa 因 而 東 翼 主 要 通 風(fēng) 機 的 靜 風(fēng) 壓 (為 簡 便 不 計 自 然 風(fēng) 壓 )變 為 ： h h1-2 h2-4 845 2673 3518Pa 為 此 需 要 對 東 翼 風(fēng) 機 進(jìn) 行 調(diào) 整 。 當(dāng) 東 翼 主 要 通 風(fēng) 機 的葉 片 角 度 調(diào) 整 到 45 時 ， 靜 風(fēng) 壓 特 性 曲 線 為 ， 當(dāng) 主 要通 風(fēng) 機 通 過 90 m

60、3/s的 風(fēng) 量 時 ， 產(chǎn) 生 3518Pa的 靜 風(fēng) 壓 。 能 夠滿 足 需 要 。 這 時 東 翼 主 要 通 風(fēng) 機 的 工 作 風(fēng) 阻 則 變 為 : R 3518/902 0.43 Ns2/m8 其 工 作 風(fēng) 阻 曲 線 是 R 曲 線 ， 新 工 況 點 是 c點 。 在 上 述 東 翼 主 要 通 風(fēng) 機 特 性 曲 線 因 加 大 風(fēng) 量 而 調(diào) 整 的 情況 下 ， 西 翼 主 要 通 風(fēng) 機 特 性 曲 線 是 否 可 以 因 風(fēng) 量 不 改 變 而 不需 要 調(diào) 整 ? 如 果 西 翼 主 要 通 風(fēng) 機 特 性 曲 線 不 調(diào) 整 ， 就 成 為 東 翼 主 要通

61、 風(fēng) 機 用 特 性 曲 線 和 西 翼 主 要 通 風(fēng) 機 特 性 曲 線 聯(lián) 合 運轉(zhuǎn) 對 該 礦 進(jìn) 行 通 風(fēng) 。 下 面 將 討 論 這 種 聯(lián) 合 運 轉(zhuǎn) 產(chǎn) 生 的 影 響 。 n 先 在 后 圖 上 畫 出 兩 主 要 通 風(fēng) 機 的 特 性 曲 線 和 ， 并根 據(jù) 各 風(fēng) 路 的 風(fēng) 阻 值 畫 出 R1-2、 R2-3和 R2-4三 條 風(fēng) 阻 曲 線 。n 專 用 風(fēng) 路 2-3的 風(fēng) 量 ， 就 是 西 翼 主 要 通 風(fēng) 機 的 風(fēng) 量 ， 而這 條 風(fēng) 路 的 阻 力 要 由 西 翼 主 要 通 風(fēng) 機 總 風(fēng) 壓 中 的 一 部 分 來 克服 。 因 此 ， 可

62、 用 和 R2-3兩 曲 線 按 照 “ 在 相 同 的 風(fēng) 量 下 ， 風(fēng)壓 相 減 ” 的 轉(zhuǎn) 化 原 則 ， 繪 出 西 翼 主 要 通 風(fēng) 機 特 性 曲 線 為 風(fēng)路 2-3服 務(wù) 以 后 的 剩 余 特 性 曲 線 (又 名 轉(zhuǎn) 化 曲 線 )。 同 理 ， 用 東 翼 風(fēng) 機 特 性 曲 線 和 專 用 風(fēng) 路 2-4的 風(fēng)阻 曲 線 R2-4， 按 照 上 述 串 聯(lián) 轉(zhuǎn) 化 原 則 ， 畫 出 東 翼 主 要 通風(fēng) 機 為 風(fēng) 路 2-4服 務(wù) 以 后 的 剩 余 特 性 曲 線 ， 經(jīng) 過 以 上轉(zhuǎn) 化 ， 在 概 念 上 好 比 把 兩 翼 風(fēng) 機 都 搬 到 兩 翼 分

63、 風(fēng) 點 上 ， 和 兩 條 曲 線 就 是 這 兩 臺 風(fēng) 機 為 公 共 風(fēng) 路 1-2服 務(wù) 的特 性 曲 線 。 因 為 風(fēng) 路 1-2上 的 風(fēng) 量 是 兩 風(fēng) 機 共 同 供 給 的 ， 即 兩 風(fēng) 機風(fēng) 量 之 和 就 是 風(fēng) 路 1-2上 的 風(fēng) 量 。 而 風(fēng) 路 l-2的 阻 力 ， 兩 風(fēng)機 都 要 承 擔(dān) ， 即 在 每 臺 風(fēng) 機 的 總 風(fēng) 壓 中 都 要 拿 出 相 等 的 一部 分 風(fēng) 壓 來 克 服 公 共 風(fēng) 路 1-2的 阻 力 。 這 在 概 念 上 好 比 兩 風(fēng)機 搬 到 分 風(fēng) 點 后 ， 用 它 們 的 剩 余 特 性 曲 線 和 并 聯(lián) 特性

64、曲 線 為 風(fēng) 路 1-2服 務(wù) 。 因 此 ， 用 曲 線 和 按 照 在 相 同 的 風(fēng) 壓 下 ， 風(fēng) 量 相 加的 并 聯(lián) 原 則 ， 畫 出 它 們 的 并 聯(lián) 特 性 曲 線 ， 它 和 風(fēng) 路 l-2的風(fēng) 阻 曲 線 R1-2相 交 于 d點 ， 自 d點 畫 垂 直 線 和 橫 坐 標(biāo) 相 交 得 出礦 井 總 風(fēng) 量 Q 127m3/s， 自 d點 畫 水 平 線 分 別 交 和 兩曲 線 于 e和 f兩 點 ， 自 這 兩 點 畫 垂 直 線 和 橫 坐 標(biāo) 相 交 得 出 東 翼的 風(fēng) 量 Q 90.7m3/s， 西 翼 的 風(fēng) 量 Q 36.3m3/s。 上 述 分 析

65、 說 明 ：n 1) 在 上 述 圖 例 的 具 體 條 件 下 ， 當(dāng) 東 翼 風(fēng) 機 特 性 曲 線調(diào) 整 到 而 西 翼 風(fēng) 機 特 性 曲 線 不 作 相 應(yīng) 調(diào) 整 時 ， 則 礦 井的 總 風(fēng) 量 下 降 (Q比 Q小 3m3/s)， 通 過 西 翼 的 風(fēng) 量 供 不 應(yīng) 求(Q 比 Q 小 3.7m3/s)， 而 通 過 東 翼 的 風(fēng) 量 卻 供 大 于 求(Q 比 Q 大 0.7m3/s)。n 2) 公 共 風(fēng) 路 1-2的 風(fēng) 阻 曲 線 R1-2越 陡 ， 調(diào) 整 后 的 礦 井總 風(fēng) 量 Q 越 小 。 此 時 ， 不 僅 西 翼 所 需 風(fēng) 量 不 能 保 證 ，

66、而且 東 翼 所 需 風(fēng) 量 也 不 能 滿 足 。 n 3) 為 安 全 運 轉(zhuǎn) 起 見 ， 在 每 條 風(fēng) 機 特 性 曲 線 上 ， 實 際 使用 的 風(fēng) 壓 不 得 大 于 這 條 特 性 曲 線 上 最 大 風(fēng) 壓 的 的 90%。 從 圖中 還 可 以 看 出 ， 只 要 風(fēng) 阻 曲 線 R1-2再 陡 一 些 ， 西 翼 風(fēng) 機 的 工作 點 就 會 進(jìn) 入 這 臺 風(fēng) 機 特 性 曲 線 的 不 安 全 工 作 區(qū) 段 ， 使 運轉(zhuǎn) 不 穩(wěn) 定 。 n 4) 兩 臺 風(fēng) 機 特 性 曲 線 相 差 越 大 或 者 西 翼 風(fēng) 機 的 能 力 越 小 ，礦 井 所 需 要 的 風(fēng) 量 就 越 難 保 證 ， 西 翼 風(fēng) 機 也 有 可 能 出 現(xiàn) 不 穩(wěn)定 運 轉(zhuǎn) 的 情 況 。 這 時 ， 整 個 西 翼 將 沒 有 風(fēng) 流 。 如 果 公 共 風(fēng) 路的 阻 力 繼 續(xù) 增 大 ， 甚 至 大 于 西 翼 風(fēng) 機 零 風(fēng) 量 下 的 風(fēng) 壓 ， 這 時西 翼 的 風(fēng) 流 就 會 反 向 或 逆 轉(zhuǎn) ， 整 個 西 翼 變 為 東 翼 進(jìn) 風(fēng) 路 線 之一 。n 5) 對