采礦課件第六章礦井風(fēng)量調(diào)節(jié)

1、【采礦課件】第六章礦井風(fēng)量調(diào)節(jié)通常，在采區(qū)內(nèi)、采區(qū)之間和生產(chǎn)水平之間的風(fēng)呈調(diào)劑稱為局部風(fēng)量調(diào)劑：對全礦總 風(fēng)量進(jìn)行增減的調(diào)劑稱為礦井總風(fēng)量調(diào)劑。第一節(jié)局部風(fēng)量調(diào)劑局部風(fēng)量調(diào)劑有三種方法：增加風(fēng)阻調(diào)劑法、降低風(fēng)阻調(diào)劑法和輔助通風(fēng)機(jī)調(diào)劑法。一、增加風(fēng)阻調(diào)劑法1、增阻法調(diào)劑原理如圖6-1所示為某采區(qū)兩個(gè)采煤工作面的通風(fēng)網(wǎng)路圖。已知兩風(fēng)路的風(fēng)阻值 RE.8NS：/占/?2=1.0NS2/m若總風(fēng)咼0=12n?/s,則該并聯(lián)網(wǎng)路中自然分配的風(fēng)量分不 為：圖6-1并聯(lián)通風(fēng)網(wǎng)路Q12彳Qi=（，=.=6.3 nr /si+ 些 i+er2V1.0=00=12-6.3=5.7 m3/s如按生產(chǎn)要求，1分支的風(fēng)

2、量應(yīng)為Ci=4.0 nrVs, 2分支的風(fēng)量應(yīng)為2n=8.O m3/s，明 顯自然分配的風(fēng)量不符合生產(chǎn)要求。按滿足生產(chǎn)要求的風(fēng)量，兩分支的阻力分不為： 力=R/0| 2=0. 8X4-12. 8PaA2=/?20ii2=1.OX8:=64. OPa2風(fēng)路的阻力大于1風(fēng)路的阻力，這與并聯(lián)網(wǎng)路兩分支分壓平穩(wěn)的規(guī)律不符。因此， 必須進(jìn)行調(diào)劑。采納增阻調(diào)劑法，即以加的數(shù)值為并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)的總阻力，在1風(fēng)路上增加一 項(xiàng)局部阻力入，使兩風(fēng)路的阻力相等，這時(shí)進(jìn)入兩風(fēng)路的風(fēng)量即為需要的風(fēng)量。/?i+ h hi或h w= /?2 h即h 用=64-12. 8=51. 2 Pa以上講明，增阻調(diào)劑法的實(shí)質(zhì)確實(shí)是以并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)

3、中阻力較大的分支阻力值為依據(jù)，在 阻力較小的分支中增加一項(xiàng)局部阻力，使并聯(lián)各分支的阻力達(dá)到平穩(wěn)，以保證風(fēng)量按需供應(yīng)。增阻調(diào)劑法的要緊措施，是在調(diào)劑支路回風(fēng)側(cè)設(shè)置調(diào)劑風(fēng)窗（如圖62所示）、臨時(shí)風(fēng) 簾、風(fēng)幕（如圖63所示）等調(diào)劑裝置。其中調(diào)劑風(fēng)窗由于其調(diào)劑風(fēng)量范疇大，制造和安 裝都較簡單，在生產(chǎn)中使用的最多。調(diào)劑風(fēng)窗圖6-3風(fēng)幕調(diào)劑風(fēng)窗的開口斷面積運(yùn)算：當(dāng) S.JS W0.5 時(shí)，S 窗=T（6-1）S0.65Q + 0.84S 応(6-2)當(dāng)s窗/s 0.5 n寸,(6-3)QS P + 0.759S廟或=(6-4)1 + 0.759S、式中調(diào)劑風(fēng)窗的斷而積，m?：S-巷道的斷而積，m2；Q通過

4、的風(fēng)呈:，m7s；H”一調(diào)劑阻力,Pa；R #一調(diào)劑風(fēng)窗的風(fēng)阻，Ns2/m8, R ph祁QS上例中，若1分支回風(fēng)側(cè)設(shè)巻調(diào)劑風(fēng)窗處的巷道斷而S1=4.5nr,則調(diào)劑風(fēng)窗的開口斷 面積為：QQ + 0.759STh744 + 0.759 X4.575L2=0. 14h,采納降阻調(diào)劑法調(diào)劑時(shí)，則以加的數(shù)值為依據(jù)，使方2減少到他，肛 為此,需把尺2降到&，即：R；=“2 =R，a丄KS.=- R；厶 /假如采納改變摩擦阻力系數(shù)降阻時(shí)，減小后的摩擦阻力系數(shù)公式為：R徑a、= -側(cè)2降阻調(diào)劑法可使礦井總風(fēng)阻減少，若要緊通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓特性曲線不變，（6-8）（6-9）礦井總風(fēng)量會(huì)增加。但這種方法工程疑大、投資

5、多、施工時(shí)刻較長，因此降阻調(diào)劑法多在礦井增產(chǎn)、老礦 挖潛改造或某些要緊巷道年久失修的情形下，用來降低要緊風(fēng)路中某一段巷道的通風(fēng)阻 力。三、輔助通風(fēng)機(jī)調(diào)劑法K輔助通風(fēng)機(jī)調(diào)劑法原理如圖6-9所示，假如按需要風(fēng)呈：0、運(yùn)算岀兩風(fēng)路的阻力/；2/n時(shí)，可在風(fēng)路2 中安裝一臺(tái)輔助通風(fēng)機(jī)，用輔助通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓來克服該風(fēng)網(wǎng)的阻力差，使其符合風(fēng)壓平穩(wěn), 即：圖6-9輔助通風(fēng)機(jī)調(diào)劑法原理h? - =入（6-10）式中：/一一輔助通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓，Pa：/h 一一1風(fēng)路按需風(fēng)量（0）運(yùn)算的阻力，Pa：h= 一一2風(fēng)路按需風(fēng)量（02）運(yùn)算的阻力，Pa。能夠看岀，輔助通風(fēng)機(jī)調(diào)劑確實(shí)是以阻力小的風(fēng)路阻力為依據(jù)，在阻力較大的風(fēng)路

6、 中安裝一臺(tái)輔助通風(fēng)機(jī)，利用輔助通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓克服一部分通風(fēng)阻力，使并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)阻力達(dá) 到平穩(wěn)固律，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)量調(diào)劑的目的。2、輔助通風(fēng)機(jī)的選擇輔助通風(fēng)機(jī)的選擇方法有多種，那個(gè)地點(diǎn)只介紹一種簡單方法。1）輔助通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓輔助通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓，確實(shí)是并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)的兩分支的阻力差。由式（6-10）可知:(6-11)幅二RiQR念式中 心、R21、2兩分支的風(fēng)阻，Ns2/m8；Qi、021、2兩分支的需要風(fēng)量，m*s。2）輔助通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量輔助通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，確實(shí)是該巷道的需風(fēng)量，即:0 產(chǎn) 02（6J2）通過運(yùn)算出的輔助通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓和風(fēng)量，就可選擇合適的通風(fēng)機(jī)C3. 輔助通風(fēng)機(jī)的安裝和使用1）為了保證新奇風(fēng)流通過輔

7、助通風(fēng)機(jī)而又不致防礙運(yùn)輸，一樣把輔助通風(fēng)機(jī)安設(shè)在 進(jìn)風(fēng)流的繞道中，如圖6-10所示，但在進(jìn)風(fēng)巷道中至少要安設(shè)兩道自動(dòng)風(fēng)門，英間距必須 滿足運(yùn)輸?shù)囊?，風(fēng)門必須向壓力大的方向開啟。假如把輔助通風(fēng)機(jī)安設(shè)在回風(fēng)流中，安 設(shè)方法差不多相同，但要設(shè)法引入一股新奇風(fēng)流給風(fēng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)通風(fēng)（如利用大鉆孔等方 法），使電動(dòng)機(jī)在新奇風(fēng)流中運(yùn)轉(zhuǎn)。為此，安設(shè)電動(dòng)機(jī)的碉室必須與回風(fēng)流嚴(yán)密隔開。圖6-10輔助通風(fēng)機(jī)的安裝2）假如輔助通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，必須趕忙打開進(jìn)風(fēng)巷道中的風(fēng)門，以免發(fā)生相鄰區(qū)域 的風(fēng)流逆轉(zhuǎn)，甚至產(chǎn)生循環(huán)風(fēng)?，F(xiàn)在，應(yīng)依照具體情形，采取相應(yīng)安全措施。重新啟動(dòng)輔 助通風(fēng)機(jī)之前，應(yīng)檢查鄰近20m內(nèi)的瓦斯?jié)舛?，只?/p>

8、在不超過規(guī)左時(shí)，才承諾啟動(dòng)風(fēng)機(jī)。3）采空區(qū)鄰近的巷道中安設(shè)輔助通風(fēng)機(jī)時(shí)，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)，甚至引起采空區(qū)的煤炭自燃。4）嚴(yán)禁在煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出的礦井中安設(shè)輔助通風(fēng)機(jī)。四、各種調(diào)劑方法的評判增阻調(diào)劑法的優(yōu)點(diǎn)是簡便、經(jīng)濟(jì)、易行。但由于它增加了礦井總風(fēng)阻，礦井總風(fēng)量要 減少，因此這種方法只適于服務(wù)年限不長、調(diào)劑區(qū)域的總風(fēng)阻占礦井總風(fēng)阻的比重不大的 采區(qū)范疇內(nèi)。關(guān)于礦井要緊風(fēng)路，專門是在阻力搭配不均的礦井兩翼調(diào)風(fēng)，則盡量幸免采 納。否則，不但不能達(dá)到預(yù)期成效，還會(huì)使全礦通風(fēng)惡化。減阻調(diào)劑法的優(yōu)點(diǎn)是減少了礦井總風(fēng)阻.增加了礦井總風(fēng)量。但實(shí)施工程量

9、較大、費(fèi) 用高。因此，這種方法多用于服務(wù)年限長、巷道年久失修適成風(fēng)網(wǎng)風(fēng)阻專門大而又不能使 用輔助通風(fēng)機(jī)調(diào)劑的區(qū)域。輔助通風(fēng)機(jī)法調(diào)劑的優(yōu)點(diǎn)是簡便、易行，且提髙了礦井總風(fēng)量。但治理復(fù)雜，安全性 較差。因此，這種方法可在并聯(lián)風(fēng)路阻力相差懸殊、礦井要緊通風(fēng)機(jī)能力不能滿足較大阻 力風(fēng)路要求時(shí)使用?？傊鲜鋈N風(fēng)量調(diào)劑方法各有特點(diǎn)，在運(yùn)用中要依照具體情形，因地制宜選用。 當(dāng)單獨(dú)使用一種方法不能滿足要求時(shí)，可考慮上述方法的綜合運(yùn)用。第二節(jié)礦井總風(fēng)量調(diào)劑礦井總風(fēng)量調(diào)劑要緊是調(diào)整要緊通風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)。苴方法是改變要緊通風(fēng)機(jī)的特性曲 線，或是改變要緊通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)阻。一、改變要緊通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)阻調(diào)劑法如圖6-11所

10、示的通風(fēng)機(jī)工況，通風(fēng)機(jī)特性曲線為“，當(dāng)?shù)V井風(fēng)阻特性曲線R增大為 川時(shí)，通風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)由a變到b,礦井總風(fēng)量由0減到0：反乙 工作點(diǎn)由a變到b, 礦井總風(fēng)量由Q增至圖611改變主通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)阻調(diào)劑風(fēng)量因此，當(dāng)?shù)V井要求的通風(fēng)能力超過要緊通風(fēng)機(jī)最大潛力又無法采納英它調(diào)劑法時(shí)，就 必須降低礦井總風(fēng)阻，以滿足礦井通風(fēng)要求。假如要緊通風(fēng)機(jī)的風(fēng)疑大于礦井實(shí)際需要，能夠增加要緊通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)阻，使總風(fēng) 量下降。由于離心式通風(fēng)機(jī)的輸入功率隨風(fēng)量的減少而降低，因此，關(guān)于離心式風(fēng)機(jī)，當(dāng) 所需風(fēng)量變小時(shí)，可利用風(fēng)嗣中的閘門增加風(fēng)阻，減小風(fēng)量：關(guān)于軸流式風(fēng)機(jī)，通風(fēng)機(jī)的 輸入功率隨風(fēng)量的減小而增加，故一樣不用閘門調(diào)劑而

11、多采納改變通風(fēng)機(jī)的葉片安裝角 度，或降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)劑：關(guān)于有前導(dǎo)器的通風(fēng)機(jī)，當(dāng)需風(fēng)量變小時(shí)，可用改變前導(dǎo) 器葉片角度的方法來調(diào)劑，但其調(diào)劑幅度比較小。二、改變要緊通風(fēng)機(jī)特性調(diào)劑法1、離心式通風(fēng)機(jī)關(guān)于礦井使用中的一臺(tái)離心式通風(fēng)機(jī)，事實(shí)上際工作特性曲線要緊決左于風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn) 數(shù)。如圖6-12所示，一臺(tái)離心式通風(fēng)機(jī)在轉(zhuǎn)數(shù)為山時(shí)，英風(fēng)壓特性曲線為I。假如實(shí)際 產(chǎn)生的風(fēng)量（C/）不能滿足礦井需風(fēng)量（）時(shí)，可用比例定律求岀該風(fēng)機(jī)所需新的轉(zhuǎn)數(shù) H2,即：Qie.(6-13)繪制出新轉(zhuǎn)數(shù)血時(shí)的全風(fēng)壓特性曲線II，它和礦井總風(fēng)阻曲線R的交點(diǎn)M即為通風(fēng) 機(jī)新的工作點(diǎn)。同時(shí)，依照新轉(zhuǎn)數(shù)的效率特性曲線和功率特性曲線，

12、檢查新工作點(diǎn)是否在 合理的工作范疇內(nèi)，并驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)的能力。改變通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速是改變離心式通風(fēng)機(jī)特性曲線的要緊方法。其具體做法是：假如通風(fēng) 機(jī)和電動(dòng)機(jī)之間是間接傳動(dòng)，能夠改變傳動(dòng)比或改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)：假如通風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī) 是直截了當(dāng)傳動(dòng)，則可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)或更換電動(dòng)機(jī)。圖612改變通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)劑風(fēng)量2、軸流式通風(fēng)機(jī)軸流式通風(fēng)機(jī)特性曲線的改變，要緊決泄于通風(fēng)機(jī)動(dòng)輪葉片安裝角和通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)兩個(gè) 因素。在礦井生產(chǎn)中，常采納改變軸流式通風(fēng)機(jī)葉片安裝角的方法實(shí)施調(diào)劑。如圖6-13 所示，正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，葉片安裝角為I（27.5。），運(yùn)轉(zhuǎn)工況點(diǎn)為特性曲線I 上的a點(diǎn)：由 于生產(chǎn)需要，礦井總阻力增加，為保證原有的風(fēng)量

13、，主通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況點(diǎn)移至b點(diǎn)，現(xiàn)在, 則把葉片安裝角訓(xùn)整到（h（30）,才能使風(fēng)壓特性曲線【通過b點(diǎn)，從而保證礦井總風(fēng)量 的需要。1519120080000(wz(dwi609!406080100圖613改變軸流式通風(fēng)機(jī)的葉片安裝角軸流式通風(fēng)機(jī)的葉片，是用雙螺帽固定于輪轂上，調(diào)整時(shí)只需將螺帽擰開，調(diào)整好角 度后再擰緊即可。這種方法的調(diào)劑范疇比較大，一樣每次可調(diào)5。（每次最小可調(diào)2.5。）， 而且可使通風(fēng)機(jī)在最佳工作區(qū)域內(nèi)工作。采納變頻技術(shù)操縱要緊通風(fēng)機(jī)的礦井，在一左范 疇內(nèi)，也可通過調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)，方便地實(shí)現(xiàn)總風(fēng)量的調(diào)劑。3、對旋式通風(fēng)機(jī)對旋式通風(fēng)機(jī)是近年來開發(fā)應(yīng)用的新型高效軸流式風(fēng)機(jī)。其調(diào)劑

14、方法和一樣軸流式通 風(fēng)機(jī)相似，能夠調(diào)整風(fēng)機(jī)兩級動(dòng)輪上的葉片安裝角（可調(diào)整其中一級，也可同時(shí)調(diào)整兩級）, 也能夠改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)。由于對旋式通風(fēng)機(jī)的兩級動(dòng)輪分不由各自的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，在礦 井投產(chǎn)初期甚至可單級運(yùn)行。復(fù)習(xí)摸索題6-1什么緣故風(fēng)疑調(diào)劑是礦井通風(fēng)治理的要緊內(nèi)容？6-2什么是局部風(fēng)量調(diào)劑？什么是礦井總風(fēng)量調(diào)劑？二者有什么不同？6-3增阻調(diào)劑法的實(shí)質(zhì)是什么？6-4增阻調(diào)劑法對礦井通風(fēng)網(wǎng)路有什么阻礙？6-5使用增阻調(diào)劑法對應(yīng)注意哪些咨詢題？6-6降阻調(diào)劑法的實(shí)質(zhì)是什么？6-7使用降阻調(diào)劑法時(shí)應(yīng)注意哪些咨詢題？6-8輔助通風(fēng)機(jī)調(diào)劑法的實(shí)質(zhì)是什么？6-9使用輔助通風(fēng)機(jī)調(diào)劑法時(shí)應(yīng)注意哪些咨詢題？6-

15、10礦井總風(fēng)量調(diào)劑的方法要緊有哪些？習(xí)題6-1某采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)如題圖6-1所示,各段巷道的風(fēng)阻為:& =0.08./?2 =0.15,心=0.18, 心=0.15, /?5=0.10Ns2/m8,系統(tǒng)總風(fēng)量0=4Om/s,各分支需要的風(fēng)量為：02=15 m/s, 03 = 20 m3/s，24=5m3/so若采納風(fēng)窗調(diào)劑（風(fēng)窗設(shè)苣處巷道斷而積為5=4 m2 ）,應(yīng)如何 設(shè)置風(fēng)窗，風(fēng)窗的而積值為多少？調(diào)劑后系統(tǒng)的總風(fēng)阻、總等積孔為多少？ （S謝2 = 187 m $ , S 呀 q =0.63 m2 , A=2.67 m2 , /? , =0.198 Ns2 /m8）6-2如題圖6-2所示的通風(fēng)系統(tǒng)，已知：心佯=1.5, RBI）E=0.9 Ns2/ms, Lfic. = 1500m, Sa=1000m。因生產(chǎn)需要，兩分支BCD、BDE的風(fēng)量均為20m3/s,若采納全長擴(kuò)大斷 面的調(diào)劑描施，咨詢需要在哪個(gè)分支上擴(kuò)大斷而？斷而擴(kuò)大到多少平方米（擴(kuò)