礦井局部風量調節法原理及應用

礦井局部風量調節法原理及應用

神華寧煤集團XX煤礦通風區

2009年8月

XXX礦井局部風量調節法原理及應用

【摘要】：礦井風量調節中經常用到局部風量調節。局部風量調節是指在采區內部各工作麵間、采區之間、或生產水平之間的風量調節。常見方法有增阻法、減阻法及輔扇調節法。本文將以某礦一段並聯網路為例講述上述三種方法在礦井局部風量調節中的應用。

關鍵詞：風量調節 增阻 減阻 輔扇調節 並聯網路

　　　一、增阻調節法

　　　1、在圖1a所示並聯網路中，1、2風路的風阻分別為R1和R2，風量為Q1和Q2，則二者的阻力分別為：

h1= R1 ×Q12 h2= R2 ×Q22

當分支2中風量不足時，其所需風量為Q2，（Q2，﹥Q2），利用增阻調節法調節時，在分支1中設立調節風窗。當風流流經風窗時，先突然收縮後突然擴大，產生局部風阻△R，使1分支風阻增大為R1，即：R1，= R1+△R。

　　　增阻後，並聯風路的風量將按風阻重新分配：分支1的風量較前減少，由Q1減為Q1，；分支2的風量較前增加，由Q2增加為Q2，。兩分支的阻力分別增大為：h1，及 h2，。根據並聯網路特點，h1，= h2，即：

　　　（R1+△R）× Q1，2= R2 ×Q2，2

　　　由此式解得該調節風窗的風阻值為：

　　　△R= R2×Q2，2÷Q1，2- R1

　　　增阻後，並聯係統的總風阻增大，總風量Q，小於調節前的總風量Q，其減小值取決於主扇性能曲線和並聯係統在礦井通風係統中的地位。調節後的Q1，為未知值，假定：Q1，=Q1，則有：

　　　△R≈R2×Q2，2÷Q12- R1

因Q1，﹤Q1，故△R值比實際所需值偏小，實際增阻時，應稍偏大些。

　　　2、調節風窗應設置在合適地點。當在煤巷中布置時，必須考慮由於風門兩側壓差引起煤體裂隙漏風而發生自燃的危險性。

　　　二、減阻調節法

　　　1、由摩擦風阻公式R=ａLU/S3知，風阻R大小與ａLU成正比，與S3成反比。若擴大巷道斷麵S，風阻R必然減小；改善支護條件，減小巷道摩擦阻力係數a，風阻同樣減小。

　　　在需要增加風量的風路中，采取擴大巷道斷麵、改善支護條件、清除堆積物等辦法，可有效降低此風路中風阻，增大風量。

　　　2、由：串聯回路總風阻Rs=R1+R2+R3+……+Rn

　　　 並聯回路總風阻Rs=1/﹝1/R11/2+1/R21/2+......1/Rn1/2﹞2

可知，無論串聯、並聯風路，任一風路風阻減小，總風阻RS都將減小。故采取減阻調節法調節時，能使礦井總進風量增加，此為減阻調節法的優點；但是采取減阻調節法調節，工程量大，成本高，尤其是在改變巷道支護條件前，必須對有關巷道進行阻力測定，結合風機特性曲線分析、計算，確認可行性後方可施工。

　　　三、輔扇調節法

　　　1、輔扇調節，是指在風量不足的風路上安設一輔助扇風機，產生風壓，幫助主扇克服該段巷道阻力，以提高該風路風量，所以又稱增壓調節法。

　　　如圖2所示，設兩分支的風阻為R1、R2 ,風量為Q1 、Q2 ，若Q2過小，需增至Q2，,可在風量不足的2風路安設輔扇。安設輔扇前，

　　　 h1= R1×Q12 h2= R2 ×Q22 ，且h1= h2 。

為增加Q2至Q2，需要克服的阻力為h2，= R2 ×Q2，2

安輔扇後，1分支的風量減少到Q1，, h1，= R1×Q1，2

,因此算得輔扇需要提供風壓為：

　　　　HB= h2，- h1，= R2 ×Q2，2 - R1×Q1，2

式中，R2、Q2，2 、R1可知，Q1，未知。假設：

Q1，= Q1，則有

　　　　HB≈R2 ×Q2，2 - R1×Q12

　　　2、使用輔扇調節法應注意事項：

　　　(1)、輔扇安設地點必須保證圍岩完好，且盡量避免安設於煤巷，以防自燃發火。

　　　(2)、輔扇安設地點要防止發生循環風。

　　　(3)、輔扇能力選擇必須合理，過大，使1風路風量嚴重不足甚至風流反向造成事故，過小，起不到調節作用。

　　　(4)、加強輔扇管理。啟動前必須檢查風流中瓦斯濃度，不超過規定時方可啟動。