矿井局部风量调节法原理及应用

矿井局部风量调节法原理及应用

神华宁煤集团XX煤矿通风区

2009年8月

XXX矿井局部风量调节法原理及应用

【摘要】：矿井风量调节中经常用到局部风量调节。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。常见方法有增阻法、减阻法及辅扇调节法。本文将以某矿一段并联网路为例讲述上述三种方法在矿井局部风量调节中的应用。

关键词：风量调节  增阻  减阻  辅扇调节  并联网路

　　　一、增阻调节法

　　　1、在图1a所示并联网路中，1、2风路的风阻分别为R1和R2，风量为Q1和Q2，则二者的阻力分别为：

                             h1= R1 ×Q12    h2= R2 ×Q22

                      当分支2中风量不足时，其所需风量为Q2，（Q2，﹥Q2），利用增阻调节法调节时，在分支1中设立调节风窗。当风流流经风窗时，先突然收缩后突然扩大，产生局部风阻△R，使1分支风阻增大为R1，即：R1，= R1+△R。

　　　增阻后，并联风路的风量将按风阻重新分配：分支1的风量较前减少，由Q1减为Q1，；分支2的风量较前增加，由Q2增加为Q2，。两分支的阻力分别增大为：h1，及 h2，。根据并联网路特点，h1，= h2，即：

　　　（R1+△R）× Q1，2= R2 ×Q2，2

　　　由此式解得该调节风窗的风阻值为：

　　　△R= R2×Q2，2÷Q1，2- R1

　　　增阻后，并联系统的总风阻增大，总风量Q，小于调节前的总风量Q，其减小值取决于主扇性能曲线和并联系统在矿井通风系统中的地位。调节后的Q1，为未知值，假定：Q1，=Q1，则有：

　　　△R≈R2×Q2，2÷Q12- R1

因Q1，﹤Q1，故△R值比实际所需值偏小，实际增阻时，应稍偏大些。

　　　2、调节风窗应设置在合适地点。当在煤巷中布置时，必须考虑由于风门两侧压差引起煤体裂隙漏风而发生自燃的危险性。

　　　二、减阻调节法

　　　1、由摩擦风阻公式R=ａLU/S3知，风阻R大小与ａLU成正比，与S3成反比。若扩大巷道断面S，风阻R必然减小；改善支护条件，减小巷道摩擦阻力系数a，风阻同样减小。

　　　在需要增加风量的风路中，采取扩大巷道断面、改善支护条件、清除堆积物等办法，可有效降低此风路中风阻，增大风量。

　　　2、由：串联回路总风阻Rs=R1+R2+R3+……+Rn

　　　       并联回路总风阻Rs=1/﹝1/R11/2+1/R21/2+......1/Rn1/2﹞2

可知，无论串联、并联风路，任一风路风阻减小，总风阻RS都将减小。故采取减阻调节法调节时，能使矿井总进风量增加，此为减阻调节法的优点；但是采取减阻调节法调节，工程量大，成本高，尤其是在改变巷道支护条件前，必须对有关巷道进行阻力测定，结合风机特性曲线分析、计算，确认可行性后方可施工。

　　　三、辅扇调节法

　　　1、辅扇调节，是指在风量不足的风路上安设一辅助扇风机，产生风压，帮助主扇克服该段巷道阻力，以提高该风路风量，所以又称增压调节法。

　　　如图2所示，设两分支的风阻为R1、R2 ,风量为Q1 、Q2 ，若Q2过小，需增至Q2，,可在风量不足的2风路安设辅扇。安设辅扇前， 

　　　 h1= R1×Q12    h2= R2 ×Q22 ，且h1= h2 。

为增加Q2至Q2，需要克服的阻力为h2，= R2 ×Q2，2

安辅扇后，1分支的风量减少到Q1，, h1，= R1×Q1，2

,因此算得辅扇需要提供风压为：

　　　　HB= h2，- h1，= R2 ×Q2，2 - R1×Q1，2

式中，R2、Q2，2 、R1可知，Q1，未知。假设：

Q1，= Q1，则有

　　　　HB≈R2 ×Q2，2 - R1×Q12

　　　2、使用辅扇调节法应注意事项：

　　　(1)、辅扇安设地点必须保证围岩完好，且尽量避免安设于煤巷，以防自燃发火。

　　　(2)、辅扇安设地点要防止发生循环风。

　　　(3)、辅扇能力选择必须合理，过大，使1风路风量严重不足甚至风流反向造成事故，过小，起不到调节作用。

　　　(4)、加强辅扇管理。启动前必须检查风流中瓦斯浓度，不超过规定时方可启动。