安全工程通风安全学ch5.pptx

《安全工程通风安全学ch5.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《安全工程通风安全学ch5.pptx（66页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、 自然风压的计算，主要通风机类型、构造、附属自然风压的计算，主要通风机类型、构造、附属装置，矿井通风机是实际特性曲线，风机房水柱计读装置，矿井通风机是实际特性曲线，风机房水柱计读数的意义，联合运转的工况分析通风机工况点分析及数的意义，联合运转的工况分析通风机工况点分析及工况调节方法，风机联合运转时的有效性和稳定性分工况调节方法，风机联合运转时的有效性和稳定性分析，矿井主要通风机选型的方法和步骤。析，矿井主要通风机选型的方法和步骤。上一章内容回顾上一章内容回顾第1页/共66页本章主要内容及重点和难点本章主要内容及重点和难点1 1、风量分配基本定律、风量分配基本定律-三大定律三大定律2 2、网络图

2、及网络特性、网络图及网络特性 1)1)简单网络简单网络 2)2)角联及复杂网络角联及复杂网络3 3、网络的动态分析、网络的动态分析4 4、矿井风量调节、矿井风量调节5 5、计算机解算复杂网络、计算机解算复杂网络 第五章第五章 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第2页/共66页第一节第一节 风量分配基本规律风量分配基本规律第二节第二节 简单网络特性简单网络特性第三节第三节 通风网络动态特性分析通风网络动态特性分析第四节第四节 矿井风量调节矿井风量调节第五节第五节 用计算机解算复杂通风网络用计算机解算复杂通风网络 第五章第五章 矿井通风网络中风量分配与调节矿井通风网络中风量分

3、配与调节第3页/共66页 矿井通风系统是由纵横交错的井巷构成的一矿井通风系统是由纵横交错的井巷构成的一个复杂系统。用图论的方法对通风系统进行抽个复杂系统。用图论的方法对通风系统进行抽象描述，把通风系统变成一个由线、点及其象描述，把通风系统变成一个由线、点及其属属性组成性组成的系统，称为的系统，称为通风网络通风网络。第五章第五章 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第4页/共66页一、矿井通风网络与网络图一、矿井通风网络与网络图(一）矿井通风网络一）矿井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。1 1、分支（边、弧、分支（

4、边、弧）：表示一段通风井巷的有向线段，）：表示一段通风井巷的有向线段，线段的方向代表井巷中的风流方向。每条分支有线段的方向代表井巷中的风流方向。每条分支有 一个编号，称分支号。一个编号，称分支号。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）：是由若干条方向相同的分支首尾相连而成的是由若干条方向相同的分支首尾相连而成的 线路。如图中，线路。如图中，1 12 25 5、1 12 24 46 6和和1 13 36 6等均是通路。等均是通路。4 4、回路：、回路：由两条或两条以上分支首尾相连形成闭

5、合线路称为回路。由两条或两条以上分支首尾相连形成闭合线路称为回路。如图中，如图中，2 24 43 3、2 25 56 63 3和和1 13 36 67 75234167第一节第一节 风量分配基本规风量分配基本规律第5页/共66页 5 5、树、树：是指任意两节点间至少存在一条通路但不含回路的一类特：是指任意两节点间至少存在一条通路但不含回路的一类特殊图。由于这类图的几何形状与树相似，故得名。树中的分支称殊图。由于这类图的几何形状与树相似，故得名。树中的分支称为树枝。包含通风网络的全部节点的树称为其生成树，简称树。为树枝。包含通风网络的全部节点的树称为其生成树，简称树。（二）矿井通风网络图（二）矿

6、井通风网络图 特点：特点：）通通风风网网络络图图只只反反映映风风流流方方向向及及节节点点与与分分支支间间的的相相互互关关系系，节节点点位置与分支线的形状可以任意改变。位置与分支线的形状可以任意改变。）能能清清楚楚地地反反映映风风流流的的方方向向和和分分合合关关系系，并并且且是是进进行行各各种种通通风风计计算的基础，因此是矿井通风管理的一种重要图件。算的基础，因此是矿井通风管理的一种重要图件。第一节第一节 风量分配基本规风量分配基本规律第6页/共66页网网络络图图两两种种类类型型：一一种种是是与与通通风风系系统统图图形形状状基基本本一一致致的的网网络络图图，如如图图5-1-35-1-3所所示示；

7、另另一一种种是是曲曲线线形形状状的的网网络络图图，如图如图5-1-45-1-4所示。但一般常用曲线网络图。所示。但一般常用曲线网络图。通风网络图绘制步骤：通风网络图绘制步骤：(1)(1)节节点点编编号号：在在通通风风系系统统图图上上给给井井巷巷的的交交汇汇点点标标上上特特定的节点号。定的节点号。(2)(2)绘绘制制草草图图：在在图图纸纸上上画画出出节节点点符符号号，并并用用单单线线条条（直线或弧线）连接有风流连通的节点。（直线或弧线）连接有风流连通的节点。(3)(3)图图形形整整理理：按按照照正正确确、美美观观的的原原则则对对网网络络图图进进行行修修改。改。第一节第一节 风量分配基本规风量分配

8、基本规律第7页/共66页 通风网络图的绘制原则：通风网络图的绘制原则：(1)(1)用风地点并排布置在网络图中部，进风节点位于其下边；回用风地点并排布置在网络图中部，进风节点位于其下边；回风节点在网络图的上部，风机出口节点在最上部；风节点在网络图的上部，风机出口节点在最上部；(2)(2)分支方向基本都应由下至上；分支方向基本都应由下至上；(3)(3)分支间的交叉尽可能少；分支间的交叉尽可能少；(4)(4)网络图总的形状基本为网络图总的形状基本为“椭圆椭圆”形。形。(5)(5)合并节点，某些距离较近、阻力很小的几个节点，可简化为合并节点，某些距离较近、阻力很小的几个节点，可简化为一个节点。一个节点

9、。(6)(6)并分支，并联分支可合并为一条分支。并分支，并联分支可合并为一条分支。第一节第一节 风量分配基本规风量分配基本规律第8页/共66页 风流在通风网络内流动时，除服从能量守恒方程（伯努利方程）外，还遵守以下规律：风量平衡定律能量平衡定律通风阻力定律第一节第一节 风量分配基本规风量分配基本规律第9页/共66页二、风量平衡定律二、风量平衡定律 风风量量平平衡衡定定律律是是指指在在稳稳态态通通风风条条件件下下，单单位位时时间间流流入入某某节节点点的的空空气气质质量量等等于于流流出出该该节节点点的的空空气气质质量量；或或者者说说，流流入入与与流流出出某某节节点的各分支的质量流量的代数和等于零，

10、即点的各分支的质量流量的代数和等于零，即 若不考虑风流密度的变化，则流入与流出某节点的各分支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，即的体积流量（风量）的代数和等于零，即第一节第一节 风量分配基本规风量分配基本规律第10页/共66页如图如图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：16523图a第一节第一节 风量分配基本规风量分配基本规律第11页/共66页 将上述节点扩展为无源回路，则上述风量平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。如图衡定律依然成立。如图b b所示，回路所示，回路2-4-5-7-22-4-5-7

11、-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：8217356图b第一节第一节 风量分配基本规风量分配基本规律第12页/共66页三、能量平衡定律三、能量平衡定律 假设：假设：一般地，回路中分支风流方向为顺时针时，一般地，回路中分支风流方向为顺时针时，其阻力取其阻力取“”，逆时针时，其阻力取，逆时针时，其阻力取“”。（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，即：零，即：如图，对回路如图，对回路 -6-6中有：中有：23456第一节第一节 风量分配

12、基本规风量分配基本规律第13页/共66页（二）有动力源（二）有动力源 设风机风压设风机风压H Hf f ，自然风压，自然风压H HN N 。如图，对回路如图，对回路 2 23 34-5-14-5-1中有：中有：一般表达式为：一般表达式为：即：即：能量平衡定律是指在任一闭合回路中，各分支的通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。数和。23456第一节第一节 风量分配基本规风量分配基本规律第14页/共66页一、串联风路定义：定义：由两条或两条以上分支彼此首尾相连，中间没由两条或两条以上分支彼

13、此首尾相连，中间没有风流分汇点的线路称为串联风路。有风流分汇点的线路称为串联风路。123456789458123679第二节第二节 简单网络特性简单网络特性第15页/共66页（一）串联风路特性 1.1.总风量等于各分支的风量总风量等于各分支的风量：M MS S=M=M1 1=M=M2 2=M=Mn n 当各分支的空气密度相等时，当各分支的空气密度相等时，Q QS S=Q=Q1 1=Q=Q2 2=Q Qn n 2.2.总风压（阻力）等于各分总风压（阻力）等于各分支风压（阻力）之和支风压（阻力）之和，即，即:第二节第二节 简单网络特性简单网络特性第16页/共66页3.3.总风阻等于各分支风阻之和总

14、风阻等于各分支风阻之和：第二节第二节 简单网络特性简单网络特性第17页/共66页4.4.串联风路等积孔及与各分支等积孔间的关系串联风路等积孔及与各分支等积孔间的关系第二节第二节 简单网络特性简单网络特性第18页/共66页方法：根据根据串联风路的特性串联风路的特性，绘制，绘制串联风路等效阻力特性曲串联风路等效阻力特性曲线线。1R1R2R1R2R1+R2QH（二）串联风路等效阻力特性曲线的绘制（二）串联风路等效阻力特性曲线的绘制、首先在 hQ 坐标图上分别作出串联风路1、2的阻力特性曲线R1、R2；、根据串联风路“风量相等，阻力叠加”的原则，作平行于h轴的若干条等风量线，在等风量线上将1、2分支阻

15、力h1、h2叠加，得到串联风路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R3，即为串联风路的等效阻力特性曲线。第二节第二节 简单网络特性简单网络特性第19页/共66页二、并联风网定义：定义：由两条或两条以上具有由两条或两条以上具有相同始节点和末节点的分支相同始节点和末节点的分支所组成的通风网络，所组成的通风网络，称为并联风网。称为并联风网。123412345第二节第二节 简单网络特性简单网络特性第20页/共66页（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，即，即 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

16、风压等于各分支风压，即即 注意：当分支中存在风机等通风动力时，并联分支的阻力并不相等注意：当分支中存在风机等通风动力时，并联分支的阻力并不相等。123412345第二节第二节 简单网络特性简单网络特性第21页/共66页（一）并联风网特性（一）并联风网特性 3.3.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第二节第二节 简单网络特性简单网络特性第22页/共66页（一）并联风网特性（一）并联风网特性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第二节第二节 简单网络特性简单网络特性第23页/共66页（一）并联风网特性（一）并联风网特性 5.5.并

17、联风网的风量分配并联风网的风量分配R1R2.RiRnQS第二节第二节 简单网络特性简单网络特性第24页/共66页（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依据并联风网的特性，绘制并联风网等效阻力特性曲依据并联风网的特性，绘制并联风网等效阻力特性曲线线R1R2方法：、首先在hQ 坐标图上分别作出并联风路1、2的阻力特性曲线R1、R2；、根据并联风路“风压（阻力）相等，风量叠加”的原则，作平行于Q 轴的若干条等风压线，在等风压线上将1、2分支风量Q1、Q2叠加，得到并联风路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R3，即为并联风路的等效阻力特性曲线。Q

18、1R1R2R1/R2QHQ2Q1+Q2第二节第二节 简单网络特性简单网络特性第25页/共66页（三）（三）串联风路与并联风网的比较串联风路与并联风网的比较 在在任任何何一一个个矿矿井井通通风风网网络络中中，都都同同时时存存在在串串联联与与并并联联风风网网。在在矿矿井井的的进进、回回风风风风路路多多为为串串联联风风路路，而而采采区区内内部部多多为为并并联联风风网网。并并联风网的优点：联风网的优点：(1)(1)从从提提高高工工作作地地点点的的空空气气质质量量及及安安全全性性出发，采用并联风网具有明显的优点。出发，采用并联风网具有明显的优点。(2)(2)在在同同样样的的分分支支风风阻阻条条件件下下，

19、分分支支并并联联时的总风阻小于串联时的总风阻。时的总风阻小于串联时的总风阻。（3 3）井井下下串串联联分分支支所所需需开开拓拓工工程程量量小小，经经济性好。济性好。规程第114条 采、掘工作面应实行独立通风。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1次。第二节第二节 简单网络特性简单网络特性第26页/共66页 例如：若例如：若R R1 1=R=R2 2=0.04kg/m=0.04kg/m7 7，串联：串联：R Rs s=R=R1 1+R+R2 2=0.08 kg/m=0.08 kg/m7 7 并联：并联：由于由于 R Rs s：R Rs2s2:，所以在相同风

20、量下，串联的能耗为并联的，所以在相同风量下，串联的能耗为并联的8 8倍。倍。1R1R22112R1R2第二节第二节 简单网络特性简单网络特性第27页/共66页四、角联风网四、角联风网（一）几个概念（一）几个概念 角联风网：是指内部存在角联分支的网络。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、且不与两通路的公共节点相连的分支，如上图示。简单角联风网：仅有一条角联分支的风网。复杂角联风网：含有两条或两条以上角联分支的风网。复杂角联风网简单角联风网1213645第二节第二节 简单网络特性简单网络特性第28页/共66页（二）角联分支风向判别原则：原则：分支的风向取决于其始、末节点间的压

21、能值。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；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。当始节点能位低于末节点时，风流反向。第二节第二节 简单网络特性简单网络特性第29页/共66页简单角联风网11、分支5中无风由风压平衡定律：（二）角联分支风向判别第二节第二节 简单网络特性简单网络特性第30页/共66页（二）角联分支风向判别、当分支5中风向由231第二节第二节 简单网络特性简单网络特性第31页/共66页（二）角联分支风向判别、当分支5中风向由32同理可得角联分支风流方向判别

22、式：1第二节第二节 简单网络特性简单网络特性第32页/共66页（三）角联结构分析1 1、角联分支的风向完全取决于与之相连的风路的风阻值、角联分支的风向完全取决于与之相连的风路的风阻值比，而与角联风路本身的风阻无关。比，而与角联风路本身的风阻无关。2 2、在用风地点的角联风路不利于安全生产，为有害角联，、在用风地点的角联风路不利于安全生产，为有害角联，尽量减少。尽量减少。3 3、分别处于回风段、进风段中的角联风路，、分别处于回风段、进风段中的角联风路，其风流反向不影响安全，称为无害角联，其风流反向不影响安全，称为无害角联，而且还有利于降低矿井总风阻。而且还有利于降低矿井总风阻。1第二节第二节 简

23、单网络特性简单网络特性第33页/共66页一、井巷风阻变化引起风流变化的规律一、井巷风阻变化引起风流变化的规律1.1.变阻分支本身的风量与风压变化规律变阻分支本身的风量与风压变化规律 当当某某分分支支风风阻阻增增大大时时，该该分分支支的的风风量量减减小小、风风压压增增大大；当风阻减小时，该分支的风量增大、风压降低。当风阻减小时，该分支的风量增大、风压降低。第三节第三节 通风网络动态特性分析通风网络动态特性分析12356781049第34页/共66页一、井巷风阻变化引起风流变化的规律一、井巷风阻变化引起风流变化的规律2.2.变阻分支对其它分支风量与风压的影响规律变阻分支对其它分支风量与风压的影响规

24、律1）当某分支风阻增大时，包含该分支的所有通路上的其它分支的风量减小，风压增大；与该分支并联的通路上的分支的风量增大，风压亦增大；当风阻减小时与此相反。2）对于一进一出的子网络，若外部分支调阻引起其流入（流出）风量变化，其内部各分支的风量变化趋势相同。3）风网内，某分支风阻变化时，各分支风量、风压变化幅度，以本分支为最大，邻近分支次之，离该分支越远分支变化越小。第三节第三节 通风网络动态特性分析通风网络动态特性分析第35页/共66页一、井巷风阻变化引起风流变化的规律一、井巷风阻变化引起风流变化的规律2.2.变阻分支对其它分支风量与风压的影响规律变阻分支对其它分支风量与风压的影响规律4 4）风网

25、内，不同类型的分支风阻变化引起的风量变化幅度）风网内，不同类型的分支风阻变化引起的风量变化幅度和影响范围是不同的。一般地说，主干巷道变阻引起的风和影响范围是不同的。一般地说，主干巷道变阻引起的风量变化幅度和影响范围大，末支巷道变阻引起的风量变化量变化幅度和影响范围大，末支巷道变阻引起的风量变化幅度和影响范围小。幅度和影响范围小。5 5）风网内某分支增阻时，增阻分支风量减小值比其）风网内某分支增阻时，增阻分支风量减小值比其 并联分支风量增加值大；某分支减阻时，减阻分并联分支风量增加值大；某分支减阻时，减阻分 支风量增加值比其并联分支风量减小值大。支风量增加值比其并联分支风量减小值大。123567

26、81049第三节第三节 通风网络动态特性分析通风网络动态特性分析第36页/共66页一、井巷风阻变化引起风流变化的规律一、井巷风阻变化引起风流变化的规律3 3巷道密闭与贯通对风流的影响巷道密闭与贯通对风流的影响 巷巷道道密密闭闭相相当当于于该该分分支支的的风风阻阻增增大大至至，故故本本分分支支风风量量减减少少到到趋趋近近于于0 0；对对其其它它分分支支的的影影响响规规律律与与分分支支增增阻相同。阻相同。巷巷道道贯贯通通时时要要修修改改网网络络图图，即即在在网网络络图图中中增增加加贯贯通通后后的的分分支支。风风流流方方向向取取决决于于巷巷道道两两端端点点间间压压能能差差；对对其其它分支的影响规律与

27、分支减阻相同。它分支的影响规律与分支减阻相同。第三节第三节 通风网络动态特性分析通风网络动态特性分析第37页/共66页二、风流稳定性分析二、风流稳定性分析(一一)稳定性的基本概念稳定性的基本概念 稳稳定定性性是是指指当当系系统统受受到到外外界界瞬瞬时时干干扰扰，系系统统状状态态偏偏离离了了平平衡衡状状态态后后，系系统统状状态态自自动动回回复复到到该该平平衡衡状状态态的的能能力。力。按按照照这这种种稳稳定定性性的的概概念念，除除非非在在主主要要通通风风机机不不稳稳定定运运行行（工工作作在在轴轴流流式式风风机机风风压压特特性性曲曲线线的的驼驼峰峰区区）等等特特殊情况下，矿井通风系统一般都是稳定的。

28、殊情况下，矿井通风系统一般都是稳定的。通风管理中所说的风流稳定性，一般是指井巷中风通风管理中所说的风流稳定性，一般是指井巷中风流方向发生变化或风量大小变化超过允许范围的现象；流方向发生变化或风量大小变化超过允许范围的现象；且多指风流方向发生变化的现象。且多指风流方向发生变化的现象。第三节第三节 通风网络动态特性分析通风网络动态特性分析第38页/共66页二、风流稳定性分析二、风流稳定性分析(二二)影响风流稳定性的因素影响风流稳定性的因素1.1.风网结构对风流稳定性的影响风网结构对风流稳定性的影响 仅仅由由串串、并并联联组组成成的的风风网网，其其稳稳定定性性强强；角角联联风风网网，其其对对角角分分

29、支的风流易出现不稳定。支的风流易出现不稳定。2.2.风阻变化对风流稳定性的影响风阻变化对风流稳定性的影响 在角联风网中，边缘分支的风阻变化可能引起角联分支风流改在角联风网中，边缘分支的风阻变化可能引起角联分支风流改变。变。在实际生产矿井，大多数采掘工作面都是在角联分支中。应采在实际生产矿井，大多数采掘工作面都是在角联分支中。应采取安装调节风门的措施，保证风流的稳定性。取安装调节风门的措施，保证风流的稳定性。3.3.通风风动力变化对风流稳定性的影响通风风动力变化对风流稳定性的影响 矿井风网内主要通风机、辅助通风机数量和性能的变化，不仅矿井风网内主要通风机、辅助通风机数量和性能的变化，不仅会引起风

30、机所在巷道的风量变化，而且会使风网内其他分支风量会引起风机所在巷道的风量变化，而且会使风网内其他分支风量也发生变化，并影响风网内其他风机的工况点。也发生变化，并影响风网内其他风机的工况点。第三节第三节 通风网络动态特性分析通风网络动态特性分析第39页/共66页3.3.通风风动力变化对风流稳定性的影响通风风动力变化对风流稳定性的影响1)1)单主要通风机风网单主要通风机风网，当主要通风机性能发生变化时，风，当主要通风机性能发生变化时，风网内各分支风量按主要通风机风量变化的趋势和比率而网内各分支风量按主要通风机风量变化的趋势和比率而变化。变化。2)2)多多主主要要通通风风机机风风网网内内，当当某某主

31、主要要通通风风机机性性能能发发生生变变化化时时，整个风网内各分支风量不按比例变化。整个风网内各分支风量不按比例变化。3)3)多多主主要要通通风风机机风风网网内内，即即使使风风网网结结构构和和分分支支风风阻阻不不变变，当当某某主主要要通通风风机机性性能能发发生生变变化化时时，由由于于风风网网总总风风量量和和各各主主要要通通风风机机风风量量配配置置发发生生了了变变化化，因因此此，各各主主要要通通风风机机的工作风阻与风网总风阻也有所变化。的工作风阻与风网总风阻也有所变化。第三节第三节 通风网络动态特性分析通风网络动态特性分析第40页/共66页3.3.通风风动力变化对风流稳定性的影响通风风动力变化对风

32、流稳定性的影响4)4)风网内，某巷道安设辅助通风机风网内，某巷道安设辅助通风机后，不仅该巷道本身风流发生变后，不仅该巷道本身风流发生变化，其他巷道风流也变化。当某辅助通风机风量增大时，辅助通风化，其他巷道风流也变化。当某辅助通风机风量增大时，辅助通风机所在巷道风量增加，包含辅助通风机在内的闭合回路中，与辅助机所在巷道风量增加，包含辅助通风机在内的闭合回路中，与辅助通风机风向一致的各巷风量增加，与其风向相反的各巷风量减小。通风机风向一致的各巷风量增加，与其风向相反的各巷风量减小。当辅助通风机风压过高或风量过大时，可引起其并联分支风量不当辅助通风机风压过高或风量过大时，可引起其并联分支风量不足、停

33、风、甚至反向。引起并联分支风流反向的条件是辅助通风机足、停风、甚至反向。引起并联分支风流反向的条件是辅助通风机风量大于回路的总风量或辅助通风机风压大于回路内其同向分支的风量大于回路的总风量或辅助通风机风压大于回路内其同向分支的风压损失。风压损失。5)5)自然风压引起的风流变化，与辅助通风机相似。自然风压引起的风流变化，与辅助通风机相似。第三节第三节 通风网络动态特性分析通风网络动态特性分析第41页/共66页 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。需的风量均在不断

34、变化，要求及时进行风量调节。按调节设施来看按调节设施来看，有通风机、射流器、风窗、风幕和增加并联井巷或扩大，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。通风断面等。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调节。，可分为局部风量调节与矿井总风量调节。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。第四节第四节 矿井风量调节矿井风量调节第42页/共66页一、局部风量调节一、局部风量调节 局局部部风风量量调调节节是是指指在在采采区区内内部部各各工工作作面面间间，采采区区之之间间或或生产水平之间的风量调

35、节。生产水平之间的风量调节。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。第四节第四节 矿井风量调节矿井风量调节第43页/共66页一、局部风量调节一、局部风量调节(一一)增阻调节法增阻调节法 增增阻阻调调节节法法是是在在通通过过在在巷巷道道中中安安设设调调节节风风窗窗等等设设施施，增增大大巷巷道道中中的的局局部部阻阻力力，从从而而降降低低与与该该巷巷道道处处于于同同一一通通路路中中的的风风量量，或或增增大大与与其其关关联联的的通通路路上上的的风风量量。增增阻阻调调节是一种耗能调节法节是一种耗能调节法 主主要要措措施施：(1)(1)调调节节风风窗窗；(2)(

36、2)临临时时风风帘帘；(3)(3)空空气气幕幕调节装置等。调节装置等。使用最多的是调节风窗。使用最多的是调节风窗。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、方便、易行、见效快等增阻调节法具有简单、方便、易行、见效快等优点；但增优点；但增 阻调节法会增加矿井总风阻，减少总风量。阻调节法会增加矿井总风阻，减少总风量。第四节第四节 矿井风量调节矿井风量调节第44页/共66页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

37、两分支的阻力为：h h1 1=R=R1 1Q Q1 12 2 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)Q+R)Q1 12 2=R=R2 2Q Q2 22 2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Q QQ Q，由于，由于Q Q未知，实未知，实际计算过程中，假设际计算过程中，假设Q QQ Q。已知。已知,R,R后，可计算调节风窗面后，可计算调节风窗面积。积。R1Q1R2Q2Q2R

38、1+RQ1R2Q2Q2第四节第四节 矿井风量调节矿井风量调节第45页/共66页调节风窗开口面积计算：调节风窗开口面积计算：当当 Sc/SSc/S0.5 0.5 时，时，当当 Sc/S Sc/S 0.5 0.5 时，时，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。第四节第四节 矿井风量调节矿井风量调节第46页/共66页

39、一、局部风量调节一、局部风量调节(二二)减阻调节法减阻调节法减阻调节法减阻调节法是在通过巷道中采取降阻措施，降低巷道的通风阻力，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。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)清除巷清除巷道中的局部阻力物；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缩短风流路线的总长度等。度等。特点特点：可以降低矿井总风

40、阻，并增加矿井总风量；但降阻措施的工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。系统进行较大的改造时采用。第四节第四节 矿井风量调节矿井风量调节第47页/共66页一、局部风量调节一、局部风量调节(三三)增能调节法增能调节法增增能能调调节节法法主主要要是是采采用用辅辅助助通通风风机机等等增增加加通通风风能能量量的的方方法法，增增加加局局 部地点的风量。部地点的风量。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

41、压调节法利用自然风压调节法。特特点点：增增能能调调节节法法的的施施工工相相对对比比较较方方便便，不不须须降降低低矿矿井井总总风风阻阻，增增 加加矿矿井井总总风风量量，同同时时可可以以减减少少矿矿井井主主通通风风机机能能耗耗。但但采采用用辅辅助助 通通风风机机调调节节时时设设备备投投资资较较大大，辅辅助助通通风风机机的的能能耗耗较较大大，且且辅辅助助 通风机的安全管理工作比较复杂，安全性较差。通风机的安全管理工作比较复杂，安全性较差。第四节第四节 矿井风量调节矿井风量调节第48页/共66页例：根据图示的数据可以计算出各个例：根据图示的数据可以计算出各个分支的通风阻力：分支的通风阻力：进风风路分支

42、进风风路分支1-21-2的通风阻力的通风阻力：回风风路分支回风风路分支3-43-4的通风阻力的通风阻力 I I号采区号采区2-I-32-I-3的通风阻力的通风阻力IIII号采区号采区2-II-32-II-3的通风阻力的通风阻力 RII=0.2Ns2/m8 QII=60m3/s R34=0.1Ns2/m8 Q34=100m3/s RI=0.45Ns2/m8 QI=40m3/s 3 R12=0.1Ns2/m8 Q12=100m3/s I II 4 2 1 矿井风量调节例题第49页/共66页通风机工况点：通风机工况点：通风机风量通风机风量 通风机风压通风机风压 RII=0.2Ns2/m8 QII=6

43、0m3/s R34=0.1Ns2/m8 Q34=100m3/s RI=0.45Ns2/m8 QI=40m3/s 3 R12=0.1Ns2/m8 Q12=100m3/s I II 4 2 1 矿井风量调节例题第50页/共66页若各采区实际需风量为：若各采区实际需风量为：I I号采区实际需要风量号采区实际需要风量Q QI I=45m=45m3 3/s/s II II号采区实际需要风量号采区实际需要风量Q QIIII=55m=55m3 3/s/s 所以必须对通过两个采区的风所以必须对通过两个采区的风量量进行调节进行调节。当两个采区通过。当两个采区通过实际所需要风量时的风压或通实际所需要风量时的风压或

44、通风阻力为：风阻力为：I I号采区号采区 IIII号采区号采区 RII=0.2Ns2/m8 QII=55m3/s R34=0.1Ns2/m8 Q34=100m3/s RI=0.45Ns2/m8 QI=45m3/s 3 R12=0.1Ns2/m8 Q12=100m3/s I II 4 2 1 矿井风量调节例题第51页/共66页 可见，可见，当通过两个采区的当通过两个采区的风量为实际所需要的风量时，两风量为实际所需要的风量时，两个采区通风阻力不相等，个采区通风阻力不相等，I I号采号采区的通风阻力比区的通风阻力比IIII号采区的通风号采区的通风阻力高阻力高306.25pa306.25pa。所以必须

45、进行调节，方可满所以必须进行调节，方可满足实际需风量。足实际需风量。RII=0.2Ns2/m8 QII=55m3/s R34=0.1Ns2/m8 Q34=100m3/s RI=0.45Ns2/m8 QI=45m3/s 3 R12=0.1Ns2/m8 Q12=100m3/s I II 4 2 1 矿井风量调节例题第52页/共66页1 1、增阻调节法：、增阻调节法：增加增加II II 号采区的风阻值号采区的风阻值，使，使其通风阻力与其通风阻力与I I 号采区的通风阻号采区的通风阻力相等。力相等。需要增加阻力需要增加阻力306.25pa306.25pa，则需增加的风阻值为：，则需增加的风阻值为：增阻

46、调节时通风机的风压应该：增阻调节时通风机的风压应该：以上说明，以上说明，增阻调节法的实质增阻调节法的实质就是就是以阻力较大的风路的阻力以阻力较大的风路的阻力值为依据，在阻力较小的风路中增加一项局部阻力，值为依据，在阻力较小的风路中增加一项局部阻力，使并联区段使并联区段各条风路的阻力达到平衡各条风路的阻力达到平衡。矿井风量调节例题第53页/共66页2 2、降阻调节法、降阻调节法 降低降低 I I 号采区的风阻值号采区的风阻值，使其通风阻力与使其通风阻力与 II II 号采区的号采区的通风阻力相等。通风阻力相等。需要降低阻力需要降低阻力306.25pa306.25pa，需降低的风阻值为：，需降低的

47、风阻值为：降阻时通风机的风压应该为：降阻时通风机的风压应该为：降阻调节法的实质降阻调节法的实质与增阻调节法与增阻调节法相反相反，就是，就是以阻力较小的风以阻力较小的风路的阻力值为依据，在阻力较大的风路中设法降低风阻，使网孔路的阻力值为依据，在阻力较大的风路中设法降低风阻，使网孔中各条风路的阻力达到平衡。中各条风路的阻力达到平衡。矿井风量调节例题第54页/共66页3 3、增能调节法、增能调节法 就是在就是在阻力大的风路中安设辅扇。阻力大的风路中安设辅扇。辅扇的风量应为：辅扇的风量应为：辅扇的风压应为辅扇的风压应为：安设辅扇后通风机的风压应该为：安设辅扇后通风机的风压应该为：增压调节法的实质：增压

48、调节法的实质：就是以阻力较小的分支为依据，在阻力大就是以阻力较小的分支为依据，在阻力大的风路中安设辅扇，辅扇的风量应为该分支需要通过的风量，其风的风路中安设辅扇，辅扇的风量应为该分支需要通过的风量，其风压就为与较小分支的阻力之差。压就为与较小分支的阻力之差。矿井风量调节例题第55页/共66页辅助通风机的安装规定：辅助通风机的安装规定：煤矿安全规程煤矿安全规程第第125125条：条：矿井通风系统中，如果矿井通风系统中，如果某一分区风路的某一分区风路的风阻风阻过大，主要通风机不能供给其足够风过大，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量时，可在井下安设辅助通风

49、机，但必须供给辅助通风机房新鲜风流；在辅助通风机停止运转期间，必须房新鲜风流；在辅助通风机停止运转期间，必须打开绕道打开绕道风门。风门。严禁在煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井中安设严禁在煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井中安设辅助通风机。辅助通风机。绕道风门 辅助扇风机 第四节第四节 矿井风量调节矿井风量调节第56页/共66页二、矿井总风量的调节二、矿井总风量的调节 当当矿矿井井（或或一一翼翼）总总风风量量不不足足或或过过剩剩时时，需需调调节节总总风风量量，也也就就是是调调整整主主通通风风机机的的工工况况点点。采采取取的的措措施施是是：改改变变主主通通风风机机的的工工作作特特性，或改变矿井风

50、网的总风阻。性，或改变矿井风网的总风阻。第四节第四节 矿井风量调节矿井风量调节第57页/共66页二、矿井总风量的调节二、矿井总风量的调节(一一)改变主通风机工作特性改变主通风机工作特性 改改变变主主通通风风机机的的叶叶轮轮转转速速、轴轴流流式式风风机机叶叶片片安安装装角角度度和和离离心心式式风风机机前前导导器器叶叶片片角角度度等等，可可以以改改变变通通风风机机的的风风压压特特性性，从从而而达达到到调调节节风风机机所所在在系系统统总总风风量量的的目目的。的。RM1M2M3QH第四节第四节 矿井风量调节矿井风量调节第58页/共66页(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