《礦井通風與安全課件《通風部分》第五章礦井通風網(wǎng)絡中風量分配與調節(jié)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《礦井通風與安全課件《通風部分》第五章礦井通風網(wǎng)絡中風量分配與調節(jié)（54頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、1郭玉森 教授 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié)本 章 主 要 內 容 及 重 點 和 難 點1、 風 量 分 配 基 本 定 律 -三 大 定 律2、 網(wǎng) 絡 圖 及 網(wǎng) 絡 特 性1)簡 單 網(wǎng) 絡2)角 聯(lián) 及 復 雜 網(wǎng) 絡3、 網(wǎng) 絡 的 動 態(tài) 分 析4、 礦 井 風 量 調 節(jié)5、 計 算 機 解 算 復 雜 網(wǎng) 絡 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 2郭玉森 教授 v礦 井 通 風 系 統(tǒng) 是 由 縱 橫 交 錯 的 井 巷 構 成 的 一 個 復 雜 系 統(tǒng) 。用 圖 論 的 方 法 對 通 風 系 統(tǒng) 進

2、行 抽 象 描 述 ， 把 通 風 系 統(tǒng) 變 成一 個 由 線 、 點 及 其 屬 性 組 成 的 系 統(tǒng) ， 稱 為 通 風 網(wǎng) 絡 。第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 3郭玉森 教授 第 一 節(jié) 風 量 分 配 基 本 規(guī) 律一 、 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 與 網(wǎng) 絡 圖(一 ） 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡通 風 網(wǎng) 絡 圖 ： 用 直 觀 的 幾 何 圖 形 來表 示 通 風 網(wǎng) 絡 。 1. 分 支 （ 邊 、 弧 ） ：表 示 一 段 通 風 井 巷 的 有 向 線 段 ， 線 段 的

3、 方 向 代 表 井 巷 中 的 風 流 方 向 。每 條 分 支 可 有 一 個 編 號 ， 稱 為 分 支 號 。 34 12 5123 45 67 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 4郭玉森 教授 2. 節(jié) 點 （ 結 點 、 頂 點 ） ： 是 兩 條 或 兩 條 以 上 分 支 的 交 點 。 3. 路 （ 通 路 、 道 路 ） ： 是 由 若 干 條 方 向 相 同 的 分 支 首 尾 相連 而 成 的 線 路 。 如 圖 中 ， 1 2 5、 1 2 4 6和 1 3 6等 均 是 通 路 。4. 回 路 ： 由 兩 條 或 兩 條 以 上 分

4、 支 首 尾 相 連 形 成 的 閉 合 線 路稱 為 回 路 。 如 圖 中 ， 2 4 3、 2 5 6 3和 1 3 6 7 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 5郭玉森 教授 v5、 樹 ： 是 指 任 意 兩 節(jié) 點 間 至 少 存 在 一 條 通 路 但 不 含 回 路的 一 類 特 殊 圖 。 由 于 這 類 圖 的 幾 何 形 狀 與 樹 相 似 ， 故 得 名。 樹 中 的 分 支 稱 為 樹 枝 。 包 含 通 風 網(wǎng) 絡 的 全 部 節(jié) 點 的 樹 稱為 其 生 成 樹 ， 簡 稱 樹 。 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分

5、 配 與 調 節(jié) 6郭玉森 教授 （ 二 ） 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 圖 特 點 ： ） 通 風 網(wǎng) 絡 圖 只 反 映 風 流 方 向 及 節(jié) 點 與 分 支 間 的相 互 關 系 ， 節(jié) 點 位 置 與 分 支 線 的 形 狀 可 以 任 意 改 變 。 ） 能 清 楚 地 反 映 風 流 的 方 向 和 分 合 關 系 ， 并 且 是 進 行 各種 通 風 計 算 的 基 礎 ， 因 此 是 礦 井 通 風 管 理 的 一 種 重 要 圖件 。網(wǎng) 絡 圖 兩 種 類 型 ： 一 種 是 與 通 風 系 統(tǒng) 圖 形 狀 基 本 一 致 的 網(wǎng)絡 圖 ， 如 圖 5-1-3所 示 ； 另 一

6、 種 是 曲 線 形 狀 的 網(wǎng) 絡 圖 ，如 圖 5-1-4所 示 。 但 一 般 常 用 曲 線 網(wǎng) 絡 圖 。 繪 制 步 驟 ： 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 7郭玉森 教授 (1) 節(jié) 點 編 號 在 通 風 系 統(tǒng) 圖 上 給 井 巷 的 交 匯 點 標 上 特 定 的 節(jié)點 號 。(2) 繪 制 草 圖 在 圖 紙 上 畫 出 節(jié) 點 符 號 ， 并 用 單 線 條 （ 直 線 或弧 線 ） 連 接 有 風 流 連 通 的 節(jié) 點 。(3) 圖 形 整 理 按 照 正 確 、 美 觀 的 原 則 對 網(wǎng) 絡 圖 進 行 修 改 。 第 五 章

7、 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 8郭玉森 教授 通 風 網(wǎng) 絡 圖 的 繪 制 原 則 ： (1) 用 風 地 點 并 排 布 置 在 網(wǎng) 絡 圖 中 部 ， 進 風 節(jié) 點 位 于 其下 邊 ； 回 風 節(jié) 點 在 網(wǎng) 絡 圖 的 上 部 ， 風 機 出 口 節(jié) 點 在 最上 部 ； (2)分 支 方 向 基 本 都 應 由 下 至 上 ； (3) 分 支 間 的 交 叉 盡 可 能 少 ； (4) 網(wǎng) 絡 圖 總 的 形 狀 基 本 為 “ 橢 圓 ” 形 。 （ ） 合 并 節(jié) 點 ， 某 些 距 離 較 近 、 阻 力 很 小 的 幾 個 節(jié) 點， 可 簡 化

8、 為 一 個 節(jié) 點 。 （ ） 并 分 支 ， 并 聯(lián) 分 支 可 合 并 為 一 條 分 支 。 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 9郭玉森 教授 二 、 風 量 平 衡 定 律 風 量 平 衡 定 律 是 指 在 穩(wěn) 態(tài) 通 風 條 件 下 ， 單 位 時 間 流 入某 節(jié) 點 的 空 氣 質 量 等 于 流 出 該 節(jié) 點 的 空 氣 質 量 ； 或 者說 ， 流 入 與 流 出 某 節(jié) 點 的 各 分 支 的 質 量 流 量 的 代 數(shù) 和等 于 零 ， 即 0 iM 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 10郭玉森 教

9、授 若 不 考 慮 風 流 密 度 的 變 化 ， 則 流 入 與 流 出 某 節(jié) 點 的各 分 支 的 體 積 流 量 （ 風 量 ） 的 代 數(shù) 和 等 于 零 ， 即 ： 0iQ 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 11郭玉森 教授 如 圖 a， 節(jié) 點 4處 的 風 量 平 衡 方 程 為 ： 將 上 述 節(jié) 點 擴 展 為 無 源 回 路 ， 則 上 述 風 量 平 衡 定 律 依然 成 立 。 如 圖 b所 示 ， 回 路 2-4-5-7-2的 各 鄰 接 分 支 的風 量 滿 足 如 下 關 系 ： 0 6454434241 QQQQQ 08765

10、4321 QQQQ 1 6 523圖a2178 35 6圖b 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 12郭玉森 教授 三 、 能 量 平 衡 定 律 假 設 ： 一 般 地 ， 回 路 中 分 支 風 流 方 向 為 順 時 針 時 ， 其 阻 力 取 “ ” ， 逆 時 針 時 ， 其 阻 力 取 “ ” 。 （ 一 ） 無 動 力 源 （ Hn Hf） 通 風 網(wǎng) 路 圖 的 任 一 回 路 中 ， 無 動 力 源 時 ， 各 分 支 阻 力 的代 數(shù) 和 為 零 ， 即 ： 如 圖 (下 一 頁 ） ， 對 回 路 -6中 有 ：0 Rih 02436 RR

11、RR hhhh 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 13郭玉森 教授 （ 二 ） 有 動 力 源 設 風 機 風 壓 Hf ， 自 然 風 壓 HN 。 如 圖 ， 對 回 路 2 3 4-5-1中 有 ：一 般 表 達 式 為 ：即 ： 能 量 平 衡 定 律 是 指 在 任 一 閉 合 回 路 中 ，各 分 支 的 通 風 阻 力 代 數(shù) 和 等 于 該 回 路 中自 然 風 壓 與 通 風 機 風 壓 的 代 數(shù) 和 。 2 3 456 54321 RRRRRNf hhhhhHH RiNf hHH 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與

12、 調 節(jié) 14郭玉森 教授 第 二 節(jié) 簡 單 網(wǎng) 絡 特 性一 、 串 聯(lián) 風 路 由 兩 條 或 兩 條 以 上 分 支 彼 此 首 尾 相 連 ， 中 間 沒 有 風 流 分 匯點 的 線 路 稱 為 串 聯(lián) 風 路 。 如 圖 5-2-1所 示 ， 由 1， 2， 3， 4， 5五 條 分 支 組 成 串 聯(lián) 風 路 。 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 15郭玉森 教授 （ 一 ） 串 聯(lián) 風 路 特 性 1. 總 風 量 等 于 各 分 支 的 風 量 ， 即 MS = M1 = M2 = Mn 當 各 分 支 的 空 氣 密 度 相 等 時 ，

13、QS = Q1 = Q2 = Qn2. 總 風 壓 （ 阻 力 ） 等 于 各 分 支 風 壓 （ 阻 力 ） 之 和 ， 即 : ni ins hhhhh 121 4 58 1 23679 1 2345678 9第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 16郭玉森 教授 3. 總 風 阻 等 于 各 分 支 風 阻 之 和 ， 即 ： ni ins nsss RRRRQ hhhQhR 1212212 . 22221 111 1 ns AAAA 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 17郭玉森 教授 4. 串 聯(lián) 風 路 等 積 孔 與

14、各 分 支 等 積 孔 間 的 關 系 2 19.1 iRiA 2 219.1 iAiR 2222 119.119.119.1 11.19 iiis AARRsA 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 18郭玉森 教授 （ 二 ） 串 聯(lián) 風 路 等 效 阻 力 特 性 曲 線 的 繪 制 根 據(jù) 以 上 串 聯(lián) 風 路 的 特 性 ， 可 以 繪 制 串 聯(lián) 風 路 等 效 阻力 特 性 曲 線 。方 法 ： 、 首 先 在 hQ坐 標 圖 上 分 別 作 出 串 聯(lián) 風 路 1、 2的 阻 力特 性 曲 線 R1、 R2； 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡

15、中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 19郭玉森 教授 、 根 據(jù) 串 聯(lián) 風 路 “ 風 量 相 等 ， 阻 力 疊 加 ” 的 原 則 ， 作平 行 于 h軸 的 若 干 條 等 風 量 線 ， 在 等 風 量 線 上 將 1、 2分支 阻 力 h1、 h2疊 加 ， 得 到 串 聯(lián) 風 路 的 等 效 阻 力 特 性 曲 線上 的 點 ； 、 將 所 有 等 風 量 線 上 的 點 聯(lián) 成 曲 線 R3， 即 為 串 聯(lián) 風路 的 等 效 阻 力 特 性 曲 線 。1R 1R2 R1R2R1+R2 QH 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 20郭玉森 教授 二

16、、 并 聯(lián) 風 網(wǎng) 由 兩 條 或 兩 條 以 上 具 有 相 同 始 節(jié) 點 和 末 節(jié)點 的 分 支 所 組 成 的 通 風 網(wǎng) 絡 ， 稱 為 并 聯(lián) 風網(wǎng) 。 如 圖 所 示 并 聯(lián) 風 網(wǎng) 由 5條 分 支 并 聯(lián) 123461 2 3 45 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 21郭玉森 教授 （ 一 ） 并 聯(lián) 風 路 特 性 ：1. 總 風 量 等 于 各 分 支 的 風 量 之 和 ， 即 當 各 分 支 的 空 氣 密 度 相 等 時 ,2. 總 風 壓 等 于 各 分 支 風 壓 ， 即注 意 ： 當 各 分 支 的 位 能 差 不 相 等

17、 ， 或 分 支 中 存 在 風 機 等 通風 動 力 時 ， 并 聯(lián) 分 支 的 阻 力 并 不 相 等 。 ni ins MMMMM 121 ni ins QQQQQ 121 ns hhhh 21第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 22郭玉森 教授 3. 并 聯(lián) 風 網(wǎng) 總 風 阻 與 各 分 支 風 阻 的 關 系 又 即 ： 2Sss QRh sss RhQ nS QQQQ .21 nnss RhRhRhRh .2211 ns RRRR 1111 .21 2212 111 1 nsss RRRQhR 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配

18、 與 調 節(jié) 23郭玉森 教授 4. 并 聯(lián) 風 網(wǎng) 等 積 孔 等 于 各 分 支 等 積 孔 之 和 ， 即 ).(19.1 11119.1 21 ns RRRRsA ns AAAA 21 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 24郭玉森 教授 5. 并 聯(lián) 風 網(wǎng) 的 風 量 分 配 若 已 知 并 聯(lián) 風 網(wǎng) 的 總 風 量 ， 在 不 考 慮 其 它 通 風 動 力 及風 流 密 度 變 化 時 ， 可 由 下 式 計 算 出 分 支 i的 風 量 。 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 25郭玉森 教授 即 si hh

19、22 ssii QRQR SRRi QQ s ).( 12111 nRRRi S sis R QRRQiQ R1 R2 . Ri RnQS 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 26郭玉森 教授 （ 二 ） 并 聯(lián) 風 路 等 效 阻 力 特 性 曲 線 的 繪 制 根 據(jù) 以 上 并 聯(lián) 風 路 的 特 性 ， 可 以 繪 制 并 聯(lián) 風 路 等 效 阻 力 特性 曲 線 。方 法 ： 、 首 先 在 hQ坐 標 圖 上 分 別 作 出 并 聯(lián) 風 路 1、 2的阻 力 特 性 曲 線 R1、 R2； 、 根 據(jù) 并 聯(lián) 風 路 “ 風 壓 （ 阻 力 ） 相

20、等 ， 風 量 疊 加 ” 的 原 則， 作 平 行 于 Q軸 的 若 干 條 等 風 壓 線 ， 在 等 風 壓 線 上 將 1、 2分 支 阻 力 h1、 h2疊 加 ， 得 到 并 聯(lián) 風 路 的 等 效 阻 力 特 性 曲 線上 的 點 ； 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 27郭玉森 教授 、 將 所 有 等 風 壓 線 上 的 點 聯(lián) 成 曲 線 R3， 即 為 并 聯(lián) 風 路 的 等 效阻 力 特 性 曲 線 。211 2R1 R2 R1 R2 R1+R2QH 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 28郭玉森 教授

21、三 、 串 聯(lián) 風 路 與 并 聯(lián) 風 網(wǎng) 的 比 較 在 任 何 一 個 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 ， 都 同 時 存 在 串 聯(lián) 與 并 聯(lián)風 網(wǎng) 。 在 礦 井 的 進 、 回 風 風 路 多 為 串 聯(lián) 風 路 ， 而 采 區(qū)內 部 多 為 并 聯(lián) 風 網(wǎng) 。并 聯(lián) 風 網(wǎng) 的 優(yōu) 點 ： 、 從 提 高 工 作 地 點 的 空 氣 質 量 及 安全 性 出 發(fā) ， 采 用 并 聯(lián) 風 網(wǎng) 具 有 明 顯 的 優(yōu) 點 。 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 29郭玉森 教授 、 在 同 樣 的 分 支 風 阻 條 件 下 ， 分 支 并 聯(lián) 時 的 總

22、 風 阻 小 于 串 聯(lián)時 的 總 風 阻 。例 如 ： 若 R1=R2=0.04 kg/m7， 串 聯(lián) ： Rs = R1+ R2= 0.08 kg/m7 并 聯(lián) ： Rs ： Rs ： 即 在 相 同 風 量 情 況 下 ， 串 聯(lián) 的 能 耗 為 并 聯(lián) 的 8 倍 。704.0104.01 112 /01.0)(1 )(1 21 mkgR RRS 1R1R2 211 2R1 R2第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 30郭玉森 教授 四 、 角 聯(lián) 風 網(wǎng)（ 一 ） 幾 個 概 念 角 聯(lián) 風 網(wǎng) ： 是 指 內 部 存 在 角 聯(lián) 分 支 的 網(wǎng) 絡 。

23、 角 聯(lián) 分 支 （ 對 角 分 支 ） ： 是 指 位 于 風 網(wǎng) 的 任 意 兩 條 有 向通 路 之 間 、 且 不 與 兩 通 路 的 公 共 節(jié) 點 相 連 的 分 支 ， 如圖 。 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 31郭玉森 教授 簡 單 角 聯(lián) 風 網(wǎng) ： 僅 有 一 條 角 聯(lián) 分 支 的 風 網(wǎng) 。 復 雜 角 聯(lián) 風 網(wǎng) ： 含 有 兩 條 或 兩 條 以 上 角 聯(lián) 分 支 的 風 網(wǎng) 。213 45 6復 雜 角 聯(lián) 風 網(wǎng)簡 單 角 聯(lián) 風 網(wǎng)1 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 32郭玉森 教授

24、（ 二 ） 角 聯(lián) 分 支 風 向 判 別 原 則 ： 分 支 的 風 向 取 決 于 其 始 、 末 節(jié) 點 間 的 壓 能 值 。 風流 由 能 位 高 的 節(jié) 點 流 向 能 位 低 的 節(jié) 點 ； 當 兩 點 能 位 相同 時 ， 風 流 停 滯 ； 當 始 節(jié) 點 能 位 低 于 末 節(jié) 點 時 ， 風 流反 向 。 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 33郭玉森 教授1 23 5 678 10第 三 節(jié) 通 風 網(wǎng) 絡 動 態(tài) 特 性 分 析一 、 井 巷 風 阻 變 化 引 起 風 流 變 化 的 規(guī) 律1. 變 阻 分 支 本 身 的 風 量 與

25、 風 壓 變 化 規(guī) 律 當 某 分 支 風 阻 增 大 時 ， 該 分 支 的 風 量 減 小 、風 壓 增 大 ； 當 風 阻 減 小 時 ， 該 分 支 的 風 量 增 大 、 風 壓 降 低 。2. 變 阻 分 支 對 其 它 分 支 風 量 與 風 壓 的 影 響 規(guī) 律 4 9第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 34郭玉森 教授 1） 當 某 分 支 風 阻 增 大 時 ， 包 含 該 分 支 的 所 有 通 路 上 的 其 它 分 支 的 風 量 減 小 ， 風 壓 亦 減 小 ； 與 該 分 支 并 聯(lián) 的 通 路 上 的 分 支 的 風 量 增

26、 大 ， 風 壓 亦 增 大 ； 當 風 阻 減 小 時 與 此 相 反 。 2） 對 于 一 進 一 出 的 子 網(wǎng) 絡 ， 若 外 部 分 支 調 阻 引 起 其 流 入（ 流 出 ） 風 量 變 化 ， 其 內 部 各 分 支 的 風 量 變 化 趨 勢 相 同。 3） 風 網(wǎng) 內 ， 某 分 支 風 阻 變 化 時 ， 各 分 支 風 量 、 風 壓 的 變化 幅 度 ， 以 本 分 支 為 最 大 ， 鄰 近 分 支 次 之 ， 離 該 分 支 越遠 的 分 支 變 化 越 小 。 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 35郭玉森 教授 4） 風 網(wǎng) 內

27、 ， 不 同 類 型 的 分 支 風 阻 變 化 引 起 的 風 量 變 化 幅度 和 影 響 范 圍 是 不 同 的 。 一 般 地 說 ， 主 干 巷 道 變 阻 引起 的 風 量 變 化 幅 度 和 影 響 范 圍 大 ， 末 支 巷 道 變 阻 引 起的 風 量 變 化 幅 度 和 影 響 范 圍 小 。5） 風 網(wǎng) 內 某 分 支 增 阻 時 ， 增 阻 分 支 風 量 減 小 值 比 其 并 聯(lián)分 支 風 量 增 加 值 大 ； 某 分 支 減 阻 時 ， 減 阻 分 支 風 量 增加 值 比 其 并 聯(lián) 分 支 風 量 減 小 值 大 。 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中

28、風 量 分 配 與 調 節(jié) 36郭玉森 教授 3 巷 道 密 閉 與 貫 通 對 風 流 的 影 響 巷 道 密 閉 相 當 于 該 分 支 的 風 阻 增 大 至 ， 故 本 分 支 風量 減 少 到 趨 近 于 0； 對 其 它 分 支 的 影 響 規(guī) 律 與 分 支 增 阻相 同 。 巷 道 貫 通 時 要 修 改 網(wǎng) 絡 圖 ， 即 在 網(wǎng) 絡 圖 中 增 加 貫 通 后的 分 支 。 風 流 方 向 取 決 于 巷 道 兩 端 點 間 壓 能 差 ； 對 其它 分 支 的 影 響 規(guī) 律 與 分 支 減 阻 相 同 。 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調

29、節(jié) 37郭玉森 教授 二 、 風 流 穩(wěn) 定 性 分 析(一 )穩(wěn) 定 性 的 基 本 概 念 穩(wěn) 定 性 是 指 當 系 統(tǒng) 受 到 外 界 瞬 時 干 擾 ， 系 統(tǒng) 狀 態(tài) 偏 離 了平 衡 狀 態(tài) 后 ， 系 統(tǒng) 狀 態(tài) 自 動 回 復 到 該 平 衡 狀 態(tài) 的 能 力 。 按 照 這 種 穩(wěn) 定 性 的 概 念 ， 除 非 在 主 要 通 風 機 不 穩(wěn) 定 運 行（ 工 作 在 軸 流 式 風 機 風 壓 特 性 曲 線 的 駝 峰 區(qū) ） 等 特 殊 情況 下 ， 礦 井 通 風 系 統(tǒng) 一 般 都 是 穩(wěn) 定 的 。 通 風 管 理 中 所 說 的 風 流 穩(wěn) 定 性 ， 一

30、 般 是 指 井 巷 中 風 流 方向 發(fā) 生 變 化 或 風 量 大 小 變 化 超 過 允 許 范 圍 的 現(xiàn) 象 ； 且 多指 風 流 方 向 發(fā) 生 變 化 的 現(xiàn) 象 。 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 38郭玉森 教授 (二 )影 響 風 流 穩(wěn) 定 性 的 因 素1. 風 網(wǎng) 結 構 對 風 流 穩(wěn) 定 性 的 影 響 僅 由 串 、 并 聯(lián) 組 成 的 風 網(wǎng) ， 其 穩(wěn) 定 性 強 ； 角 聯(lián) 風 網(wǎng) ，其 對 角 分 支 的 風 流 易 出 現(xiàn) 不 穩(wěn) 定 。 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 39郭玉森

31、 教授 2. 風 阻 變 化 對 風 流 穩(wěn) 定 性 的 影 響 在 角 聯(lián) 風 網(wǎng) 中 ， 邊 緣 分 支 的 風 阻 變 化 可 能 引 起 角 聯(lián) 分 支風 流 改 變 。 在 實 際 生 產(chǎn) 礦 井 ， 大 多 數(shù) 采 掘 工 作 面 都 是 在 角 聯(lián) 分 支 中。 應 采 取 安 裝 調 節(jié) 風 門 的 措 施 ， 保 證 風 流 的 穩(wěn) 定 性 。3. 通 風 風 動 力 變 化 對 風 流 穩(wěn) 定 性 的 影 響 礦 井 風 網(wǎng) 內 主 要 通 風 機 、 輔 助 通 風 機 數(shù) 量 和 性 能 的 變 化， 不 僅 會 引 起 風 機 所 在 巷 道 的 風 量 變 化 ，

32、而 且 會 使 風 網(wǎng)內 其 他 分 支 風 量 也 發(fā) 生 變 化 ， 并 影 響 風 網(wǎng) 內 其 他 風 機 的工 況 點 。 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 40郭玉森 教授 (三 )具 體 如 下 ：1) 單 主 要 通 風 機 風 網(wǎng) ， 當 主 要 通 風 機 性 能 發(fā) 生 變 化 時 ，風 網(wǎng) 內 各 分 支 風 量 按 主 要 通 風 機 風 量 變 化 的 趨 勢 和 比率 而 變 化 。2) 多 主 要 通 風 機 風 網(wǎng) 內 ， 當 某 主 要 通 風 機 性 能 發(fā) 生 變 化時 ， 整 個 風 網(wǎng) 內 各 分 支 風 量 不 按

33、比 例 變 化 。3) 多 主 要 通 風 機 風 網(wǎng) 內 ， 即 使 風 網(wǎng) 結 構 和 分 支 風 阻 不 變， 當 某 主 要 通 風 機 性 能 發(fā) 生 變 化 時 ， 由 于 風 網(wǎng) 總 風 量和 各 主 要 通 風 機 風 量 配 置 發(fā) 生 了 變 化 ， 因 此 ， 各 主 要通 風 機 的 工 作 風 阻 與 風 網(wǎng) 總 風 阻 也 有 所 變 化 。 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 41郭玉森 教授 4) 風 網(wǎng) 內 ， 某 巷 道 安 設 輔 助 通 風 機 后 ， 不 僅 該 巷 道 本 身 風流 發(fā) 生 變 化 ， 其 他 巷 道

34、風 流 也 變 化 。 當 某 輔 助 通 風 機 風 量增 大 時 ， 輔 助 通 風 機 所 在 巷 道 風 量 增 加 ， 包 含 輔 助 通 風 機在 內 的 閉 合 回 路 中 ， 與 輔 助 通 風 機 風 向 一 致 的 各 巷 風 量 增加 ， 與 其 風 向 相 反 的 各 巷 風 量 減 小 。 當 輔 助 通 風 機 風 壓 過 高 或 風 量 過 大 時 ， 可 引 起 其 并 聯(lián) 分支 風 量 不 足 、 停 風 、 甚 至 反 向 。 引 起 并 聯(lián) 分 支 風 流 反 向 的條 件 是 輔 助 通 風 機 風 量 大 于 回 路 的 總 風 量 或 輔 助 通 風

35、 機 風壓 大 于 回 路 內 其 同 向 分 支 的 風 壓 損 失 。5) 自 然 風 壓 引 起 的 風 流 變 化 ， 與 輔 助 通 風 機 相 似 。 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 42郭玉森 教授 第 四 節(jié) 礦 井 風 量 調 節(jié) 隨 著 生 產(chǎn) 的 發(fā) 展 和 變 化 ， 工 作 面 的 推 進 和 更 替 ， 巷 道 風 阻、 網(wǎng) 絡 結 構 及 所 需 的 風 量 均 在 不 斷 變 化 ， 要 求 及 時 進 行 風量 調 節(jié) 。 從 調 節(jié) 設 施 來 看 ， 有 通 風 機 、 射 流 器 、 風 窗 、 風 幕 和 增 加并

36、聯(lián) 井 巷 或 擴 大 通 風 斷 面 等 。 按 其 調 節(jié) 的 范 圍 ， 可 分 為 局部 風 量 調 節(jié) 與 礦 井 總 風 量 調 節(jié) 。 從 通 風 能 量 的 角 度 看 ， 可分 為 增 能 調 節(jié) 、 耗 能 調 節(jié) 和 節(jié) 能 調 節(jié) 。 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 43郭玉森 教授 一 、 局 部 風 量 調 節(jié) 局 部 風 量 調 節(jié) 是 指 在 采 區(qū) 內 部 各 工 作 面 間 ， 采 區(qū) 之 間 或 生產(chǎn) 水 平 之 間 的 風 量 調 節(jié) 。 調 節(jié) 方 法 ： 增 阻 法 、 減 阻 法 及 輔 助通 風 機 調 節(jié) 法

37、 。(一 ) 增 阻 調 節(jié) 法 增 阻 調 節(jié) 法 是 在 通 過 在 巷 道 中 安 設 調 節(jié) 風 窗 等 設 施 ， 增 大巷 道 中 的 局 部 阻 力 ， 從 而 降 低 與 該 巷 道 處 于 同 一 通 路 中 的 風量 ， 或 增 大 與 其 關 聯(lián) 的 通 路 上 的 風 量 。 增 阻 調 節(jié) 是 一 種 耗 能調 節(jié) 法 主 要 措 施 ： (1)調 節(jié) 風 窗 ； (2)臨 時 風 簾 ； (3)空 氣 幕 調 節(jié) 裝置 等 。 使 用 最 多 的 是 調 節(jié) 風 窗 。 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 44郭玉森 教授 (二 )減

38、 阻 調 節(jié) 法減 阻 調 節(jié) 法 是 在 通 過 巷 道 中 采 取 降 阻 措 施 ， 降 低 巷 道 的通 風 阻 力 ， 從 而 增 大 與 該 巷 道 處 于 同 一 通 路 中 的 風 量， 或 減 小 與 其 關 聯(lián) 通 路 上 的 風 量 。主 要 措 施 ： (1)擴 大 巷 道 斷 面 ； (2)降 低 摩 擦 阻 力 系 數(shù) ；(3)清 除 巷 道 中 的 局 部 阻 力 物 ； (4)采 用 并 聯(lián) 風 路 ； (5)縮 短 風 流 路 線 的 總 長 度 等 。特 點 ： 可 以 降 低 礦 井 總 風 阻 ， 并 增 加 礦 井 總 風 量 ； 但 降阻 措 施 的

39、 工 程 量 和 投 資 一 般 都 較 大 ， 施 工 工 期 較 長 ，所 以 一 般 在 對 礦 井 通 風 系 統(tǒng) 進 行 較 大 的 改 造 時 采 用 。 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 45郭玉森 教授 (三 )增 能 調 節(jié) 法增 能 調 節(jié) 法 主 要 是 采 用 輔 助 通 風 機 等 增 加 通 風 能 量 的 方 法 ， 增加 局 部 地 點 的 風 量 。主 要 措 施 ： (1)輔 助 通 風 機 調 節(jié) 法 。 (2)利 用 自 然 風 壓 調 節(jié) 法 。特 點 ： 增 能 調 節(jié) 法 的 施 工 相 對 比 較 方 便 ， 不

40、 須 降 低 礦 井 總 風 阻， 增 加 礦 井 總 風 量 ， 同 時 可 以 減 少 礦 井 主 通 風 機 能 耗 。 但 采用 輔 助 通 風 機 調 節(jié) 時 設 備 投 資 較 大 ， 輔 助 通 風 機 的 能 耗 較 大， 且 輔 助 通 風 機 的 安 全 管 理 工 作 比 較 復 雜 ， 安 全 性 較 差 。 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 46郭玉森 教授 二 、 礦 井 總 風 量 的 調 節(jié) 當 礦 井 （ 或 一 翼 ） 總 風 量 不 足 或 過 剩 時 ， 需 調 節(jié) 總 風量 ， 也 就 是 調 整 主 通 風 機 的

41、工 況 點 。 采 取 的 措 施 是 ：改 變 主 通 風 機 的 工 作 特 性 ， 或 改 變 礦 井 風 網(wǎng) 的 總 風 阻。 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 47郭玉森 教授 (一 ) 改 變 主 通 風 機 工 作 特 性 改 變 主 通 風 機 的 葉 輪 轉 速 、 軸 流 式 風 機 葉 片 安 裝 角 度和 離 心 式 風 機 前 導 器 葉 片 角 度 等 ， 可 以 改 變 通 風 機 的風 壓 特 性 ， 從 而 達 到 調 節(jié) 風 機 所 在 系 統(tǒng) 總 風 量 的 目 的。 RM1M2M3 QH 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng)

42、絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 48郭玉森 教授 (二 ) 改 變 礦 井 總 風 阻 值1. 風 硐 閘 門 調 節(jié) 法 如 果 在 風 機 風 硐 內 安 設 調 節(jié) 閘 門 ， 通 過 改 變 閘 門 的 開 口大 小 可 以 改 變 風 機 的 總 工 作 風 阻 ， 從 而 可 調 節(jié) 風 機 的 工 作風 量 。 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 49郭玉森 教授 2. 降 低 礦 井 總 風 阻 當 礦 井 總 風 量 不 足 時 ， 如 果 能 降 低 礦 井 總 風 阻 ， 則 不僅 可 增 大 礦 井 總 風 量 ， 而 且 可 以 降

43、 低 礦 井 總 阻 力 。M1 R1R2M2 R3M3 QH 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 50郭玉森 教授 第 五 節(jié) 應 用 計 算 機 解 算 復 雜 通 風 網(wǎng) 絡 目 的 ： 已 知 風 網(wǎng) 各 分 支 風 阻 和 主 通 風 機 的 特 性 ， 求 算 主要 通 風 機 的 工 況 點 ， 各 分 支 的 風 量 和 風 向 ， 以 便 驗 算 各用 風 地 點 的 風 量 和 風 整 速 是 否 符 合 規(guī) 程 要 求 。 原 理 ： 依 據(jù) 風 量 平 衡 定 律 、 風 壓 平 衡 定 律 、 阻 力 定 律 方 法 ： 回 路 法 假

44、 設 風 網(wǎng) 中 每 一 回 路 內 各 分 支 的 風 向 和風 量 開 始 ， 逐 漸 修 正 風 量 ， 使 之 滿 足 風 壓 平 衡 定 律 。 節(jié) 點 法 假 設 風 網(wǎng) 中 每 一 回 路 內 各 分 支 節(jié) 點 壓 力 值 開 始， 逐 漸 修 正 壓 力 分 布 ， 使 之 滿 足 風 量 平 衡 定 律 。 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 51郭玉森 教授 一 、 改 進 的 斯 考 德 恒 斯 雷 試 算 法 回 路 法 回 路 風 量 ： 把 風 流 在 風 網(wǎng) 中 的 流 動 看 成 是 在 一 些 互 不 重 復 的獨 立 的 閉

45、 合 回 路 中 各 有 一 定 的 風 量 在 循 環(huán) ， 這 種 風 量 稱 為 回路 風 量 。 如 圖 ： 回 路 ： ABDEF(風 量 q1)、 BCDB(q2)、 DCED(q3) 獨 立 分 支 ： 只 屬 于 一 個 回 路 的 分 支 。 反 之 ， 為 非 獨 立 分 支 。且 滿 足 ： 獨 立 分 支 (M) 分 支 總 數(shù) (B) 節(jié) 點 數(shù) (J) 如 ： BC、 CE、 EFAB 獨 立 分 支 ， BD、 DE、 CD 非 獨立 分 支 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 52郭玉森 教授 基 本 思 路 ： 初 擬 風 網(wǎng) 中

46、 各 回 路 風 量 (如 q1 q2 q3)， 使其 滿 足 風 網(wǎng) 中 節(jié) 點 風 量 風 量 平 衡 定 律 ， 然 后 利 用 風 壓平 衡 定 律 對 其 逐 一 進 行 修 正 ， 從 而 得 各 分 支 假 設 風 量， 經(jīng) 把 迭 代 計 算 修 正 ， 各 回 路 風 壓 逐 漸 趨 于 平 衡 ， 這樣 各 分 支 風 量 逐 漸 接 真 實 值 。 回 路 風 量 修 正 值 （ Q） ： ni iini iiQRQRQ 11 22 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 53郭玉森 教授 回 路 中 各 分 支 阻 力 代 數(shù) 和 ，當 分 支 流 向 與 回 路 流 向 一 致 時 ，取 “ ” ，反 之 ， 取 “ ” 。當 回 路 中 有 Hf 和 Hn 時 ：故 分 支 風 量 為 ： AB CD EFq2 q1 q3 Hf 11 22 fni iini nfii HQR HHQRQ QQQ ii 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié) 54郭玉森 教授 本 章 作 業(yè) 作 業(yè) ： 5-3,5-5,5-6,5-8,5-11,5-12 第 五 章 礦 井 通 風 網(wǎng) 絡 中 風 量 分 配 與 調 節(jié)