1、礦井通風網絡中風量分配與調節礦井通風網絡中風量分配與調節1.1.上次課內容回顧上次課內容回顧 1)1)、上次課所講的主要內容、上次課所講的主要內容 自然風壓的計算，主要通風機類型、構造、附屬裝置，礦井通風機是實際自然風壓的計算，主要通風機類型、構造、附屬裝置，礦井通風機是實際特性曲線，風機房水柱計讀數的意義，聯合運轉的工況分析通風機工況點分特性曲線，風機房水柱計讀數的意義，聯合運轉的工況分析通風機工況點分析及工況調節方法，風機聯合運轉時的有效性和穩定性分析，礦井主要通風析及工況調節方法，風機聯合運轉時的有效性和穩定性分析，礦井主要通風機選型的方法和步驟。機選型的方法和步驟。 2)2)、能解決的

2、實際問題、能解決的實際問題 （1 1）自然風壓的計算及利用；）自然風壓的計算及利用； （2 2）進行礦井通風系統反風；）進行礦井通風系統反風； （3 3）能解決礦井主要通風機運行的經濟合理性和安全可靠性分析方面的課題；）能解決礦井主要通風機運行的經濟合理性和安全可靠性分析方面的課題； （4 4）要通風機選型方面的課題。）要通風機選型方面的課題。本章主要內容及重點和難點本章主要內容及重點和難點1 1、風量分配基本定律、風量分配基本定律-三大定律三大定律2 2、網絡圖及網絡特性、網絡圖及網絡特性1)1)簡單網絡簡單網絡2)2)角聯及復雜網絡角聯及復雜網絡3 3、網絡的動態分析、網絡的動態分析4 4

3、、礦井風量調節、礦井風量調節5 5、計算機解算復雜、計算機解算復雜 網絡網絡 第一節第一節 風量分配基本規律風量分配基本規律一、礦井通風網絡與網絡圖一、礦井通風網絡與網絡圖( (一）礦井通風網絡一）礦井通風網絡通風網絡圖：用直觀的幾何圖形來表示通風網絡。通風網絡圖：用直觀的幾何圖形來表示通風網絡。 1. 1. 分支（邊、弧）：表示一段通風井巷的有向線段，線段的分支（邊、弧）：表示一段通風井巷的有向線段，線段的 方向代表井巷中的風流方向。每條分支有一個編號，稱分支號。方向代表井巷中的風流方向。每條分支有一個編號，稱分支號。 2. 2. 節點（結點、頂點）：是兩條或兩條以上分支的交點。節點（結點、

4、頂點）：是兩條或兩條以上分支的交點。 3. 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，線路。如圖中，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：由兩條或兩條以上分支首尾相連形成閉合線路稱為回路。回路：由兩條或兩條以上分支首尾相連形成閉合線路稱為回路。 如圖中，如圖中，2 24 43 3、2 25 56 63 3和和1 13 36 67 7 礦井通風系統是由縱橫交錯的井巷構成的一個復雜系統。用圖論的方法對通風系礦井通風系統是由縱橫交錯的井巷

5、構成的一個復雜系統。用圖論的方法對通風系統進行抽象描述，把通風系統變成一個由線、點及其屬性組成的系統，稱為通風網絡。統進行抽象描述，把通風系統變成一個由線、點及其屬性組成的系統，稱為通風網絡。5234167 5 5、 樹：是指任意兩節點間至少存在一條通路但不含回路的一類特殊圖。由于這樹：是指任意兩節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。包含通風網絡的全類圖的幾何形狀與樹相似，故得名。樹中的分支稱為樹枝。包含通風網絡的全部節點的樹稱為其生成樹，簡稱樹。部節點的樹稱為其生成樹，簡稱樹。（二）礦井通風網絡圖（二）礦井通風網絡圖 特點：）

6、通風網絡圖只反映風流方向及節點與分支間的相互關系，節點位置與特點：）通風網絡圖只反映風流方向及節點與分支間的相互關系，節點位置與分支線的形狀可以任意改變。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）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。此是礦井通風管理的一種重要圖件。網絡圖兩種類型：一種是與通風系統圖形狀基本一致的網絡圖，如圖網絡圖兩種類型：一種是與通風系統圖形狀基本一致的網絡圖，如圖5-1-35-1-3所示；所示；另一種是曲線形狀的網絡圖，如圖另一種是曲線形狀的網絡圖，如圖5-1

7、-45-1-4所示。但一般常用曲線網絡圖。繪制步驟：所示。但一般常用曲線網絡圖。繪制步驟：(1) (1) 節點編號節點編號 在通風系統圖上給井巷的交匯點標上特定的節點號。在通風系統圖上給井巷的交匯點標上特定的節點號。(2) (2) 繪制草圖繪制草圖 在圖紙上畫出節點符號，并用單線條（直線或弧線）連接有風流連通的節在圖紙上畫出節點符號，并用單線條（直線或弧線）連接有風流連通的節點。點。(3) (3) 圖形整理圖形整理 按照正確、美觀的原則對網絡圖進行修改。按照正確、美觀的原則對網絡圖進行修改。 通風網絡圖的繪制原則：通風網絡圖的繪制原則： (1) (1) 用風地點并排布置在網絡圖中部，進風節點位

8、于其下邊；回風節點在網絡圖用風地點并排布置在網絡圖中部，進風節點位于其下邊；回風節點在網絡圖的上部，風機出口節點在最上部；的上部，風機出口節點在最上部； (2) (2) 分支方向基本都應由下至上；分支方向基本都應由下至上； (3) (3) 分支間的交叉盡可能少；分支間的交叉盡可能少； (4) (4) 網絡圖總的形狀基本為網絡圖總的形狀基本為“橢圓橢圓”形。形。 (5) (5) 合并節點，某些距離較近、阻力很小的幾個節點，可簡化為一個節點。合并節點，某些距離較近、阻力很小的幾個節點，可簡化為一個節點。 (6) (6) 并分支，并聯分支可合并為一條分支。并分支，并聯分支可合并為一條分支。二、風量平

9、衡定律二、風量平衡定律 風量平衡定律是指在穩態通風條件下，單位時間流入某節點的空氣質量風量平衡定律是指在穩態通風條件下，單位時間流入某節點的空氣質量等于流出該節點的空氣質量；或者說，流入與流出某節點的各分支的質等于流出該節點的空氣質量；或者說，流入與流出某節點的各分支的質量流量的代數和等于零，即量流量的代數和等于零，即 若不考慮風流密度的變化，則流入與流出某節點的各分支的體積流量（風量）的若不考慮風流密度的變化，則流入與流出某節點的各分支的體積流量（風量）的代數和等于零，即：代數和等于零，即： 如圖如圖a a，節點，節點4 4處的風量平衡方程為：處的風量平衡方程為： 將上述節點擴展為無源回路，

10、則上述風量平衡定律依然成立。如圖將上述節點擴展為無源回路，則上述風量平衡定律依然成立。如圖b b所示，所示，回路回路2-4-5-7-22-4-5-7-2的各鄰接分支的風量滿足如下關系：的各鄰接分支的風量滿足如下關系：16523圖a8217356圖b三、能量平衡定律三、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，假設：一般地，回路中分支風流方向為順時針時， 其阻力取其阻力取“”，逆，逆時針時，其阻力取時針時，其阻力取“”。 （一）無動力源（一）無動力源（H Hn n H Hf f） 通風網路圖的任一回路中，無動力源時，各分支阻力的代數和為零，即：通風網路圖的任一回路中，無動力源時，

11、各分支阻力的代數和為零，即： 如圖，對回路如圖，對回路 -6-6中有：中有：23456（二）有動力源（二）有動力源 設風機風壓設風機風壓H Hf f ，自然風壓，自然風壓H HN N 。 如圖，對回路如圖，對回路 2 23 34-5-14-5-1中有：中有：一般表達式為：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和等于該回路中自然風壓與通風機風壓的代數阻力代數和等于該回路中自然風壓與通風機風壓的代數和。和。23456第二節 簡單網絡特性定義：定義：由兩條或兩條以上分支彼此首尾相連，中間沒有風流分匯由兩條或兩條以上分

12、支彼此首尾相連，中間沒有風流分匯點的線路稱為串聯風路。點的線路稱為串聯風路。123456789458123679一、一、串聯串聯 1 1串聯特性串聯特性 2 2繪等效圖繪等效圖二、二、并聯并聯 1 1并聯特性并聯特性 2 2繪等效圖繪等效圖三、三、比較比較四、四、角聯角聯 1 1基本概念基本概念 2 2風向判定風向判定 3. 3. 角聯分析角聯分析一、串聯一、串聯一、串聯風路一、串聯風路（一） 串聯風路特性 1. 1. 總風量等于各分支的風量：總風量等于各分支的風量： M MS S = M= M1 1 = M= M2 2 = M= Mn n 當各分支的空氣密度相等時，當各分支的空氣密度相等時，

13、Q QS S = Q= Q1 1 = Q= Q2 2 = Q= Qn n 2. 2. 總風壓（阻力）等于各分支風壓（阻力）之和，即總風壓（阻力）等于各分支風壓（阻力）之和，即: :一、一、串聯串聯 1 1串聯特性串聯特性 2 2繪等效圖繪等效圖二、二、并聯并聯 1 1并聯特性并聯特性 2 2繪等效圖繪等效圖三、三、比較比較四、角聯四、角聯 1 1基本概念基本概念 2 2風向判定風向判定 3. 3. 角聯分析角聯分析1 1串聯特性串聯特性3. 3. 總風阻等于各分支風阻之和：總風阻等于各分支風阻之和： （一） 串聯風路特性 niinshhhhh121一、串聯一、串聯 1 1串聯特性串聯特性 2

14、2繪等效圖繪等效圖二、二、并聯并聯 1 1并聯特性并聯特性 2 2繪等效圖繪等效圖三、比較三、比較四、四、角聯角聯 1 1基本概念基本概念 2 2風向判定風向判定 3. 3. 角聯分析角聯分析1 1串聯特性串聯特性（一） 串聯風路特性4. 4. 串聯風路等積孔及與各分支等積孔間的關系串聯風路等積孔及與各分支等積孔間的關系一、一、串聯串聯 1 1串聯特性串聯特性 2 2繪等效圖繪等效圖二、二、并聯并聯 1 1并聯特性并聯特性 2 2繪等效圖繪等效圖三、三、比較比較四、角聯四、角聯 1 1基本概念基本概念 2 2風向判定風向判定 3. 3. 角聯分析角聯分析1 1串聯特性串聯特性方法： 根據串聯風

15、路的特性，繪制串聯風路等效阻力特性曲線。根據串聯風路的特性，繪制串聯風路等效阻力特性曲線。1R1R2R1R2R1+R2QH（二）串聯風路等效阻力特性曲線的繪制、首先在 hQ 坐標圖上分別作出串聯風路1、2的阻力特性曲線R1、R2；、根據串聯風路“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成曲線R3，即為串聯風路的等效阻力特性曲線。一、串聯一、串聯 1 1串聯特性串聯特性 2 2繪等效圖繪等效圖二、二、并聯并聯 1 1并聯特性并聯特性 2 2繪等效圖繪等效圖三、三、比較比較四

16、、角聯四、角聯 1 1基本概念基本概念 2 2風向判定風向判定 3. 3. 角聯分析角聯分析2 2繪等效圖繪等效圖定義：定義： 由兩條或兩條以上具有相同始節點和末節點的分支所組成的通風網由兩條或兩條以上具有相同始節點和末節點的分支所組成的通風網絡，稱為并聯風網。絡，稱為并聯風網。 二、并聯風網123412345一、一、串聯串聯 1 1串聯特性串聯特性 2 2繪等效圖繪等效圖二、并聯二、并聯 1 1并聯特性并聯特性 2 2繪等效圖繪等效圖三、三、比較比較四、四、角聯角聯 1 1基本概念基本概念 2 2風向判定風向判定 3. 3. 角聯分析角聯分析二、并聯二、并聯1. 1. 總風量等于各分支的風量

17、之和，即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當各分支的空氣密度相等時, ,2. 2. 總風壓等于各分支風壓，即總風壓等于各分支風壓，即 注意：當分支中存在風機等通風動力時，并聯分支的阻力并不相等。注意：當分支中存在風機等通風動力時，并聯分支的阻力并不相等。（一）并聯風網特性123412345一、串聯一、串聯 1 1串聯特性串聯特性 2 2繪等效圖繪等效圖二、并聯二、并聯 1 1并聯特性并聯特性 2 2繪等效圖繪等效圖三、三、比較比較四、角聯四、角聯 1 1基本概念基本概念 2 2風向判定風向判定 3. 3. 角聯分析角聯分析1 1并聯特性并聯特性（一）并聯風網特性3. 并聯

18、風網總風阻與各分支風阻的關系一、一、串聯串聯 1 1串聯特性串聯特性 2 2繪等效圖繪等效圖二、二、并聯并聯 1 1并聯特性并聯特性 2 2繪等效圖繪等效圖三、比較三、比較四、四、角聯角聯 1 1基本概念基本概念 2 2風向判定風向判定 3. 3. 角聯分析角聯分析1 1并聯特性并聯特性（一）并聯風網特性4. 并聯風網等積孔等于各分支等積孔之和一、串聯一、串聯 1 1串聯特性串聯特性 2 2繪等效圖繪等效圖二、二、并聯并聯 1 1并聯特性并聯特性 2 2繪等效圖繪等效圖三、三、比較比較四、四、角聯角聯 1 1基本概念基本概念 2 2風向判定風向判定 3. 3. 角聯分析角聯分析1 1并聯特性并

19、聯特性（一）并聯風網特性5. 并聯風網的風量分配R1R2.RiRnQS一、一、串聯串聯 1 1串聯特性串聯特性 2 2繪等效圖繪等效圖二、并聯二、并聯 1 1并聯特性并聯特性 2 2繪等效圖繪等效圖三、三、比較比較四、角聯四、角聯 1 1基本概念基本概念 2 2風向判定風向判定 3. 3. 角聯分析角聯分析1 1并聯特性并聯特性Q1（二）并聯風網等效阻力特性曲線的繪制依據并聯風網的特性，繪制并聯風網等效阻力特性曲線R1R2方法：、首先在hQ 坐標圖上分別作出并聯風路1、2的阻力特性曲線R1、R2；R1R2R1/R2QH、根據并聯風路“風壓（阻力）相等，風量疊加”的原則，作平行于Q 軸的若干條等

20、風壓線，在等風壓線上將1、2分支風量Q1、Q2疊加，得到并聯風路的等效阻力特性曲線上的點；Q2Q1 +Q2、將所有等風壓線上的點聯成曲線R3，即為并聯風路的等效阻力特性曲線。一、一、串聯串聯 1 1串聯特性串聯特性 2 2繪等效圖繪等效圖二、二、并聯并聯 1 1并聯特性并聯特性 2 2繪等效圖繪等效圖三、三、比較比較四、四、角聯角聯 1 1基本概念基本概念 2 2風向判定風向判定 3. 3. 角聯分析角聯分析2 2繪等效圖繪等效圖 在礦井的進、回風風路多為串聯風路，而采區內部多為并在礦井的進、回風風路多為串聯風路，而采區內部多為并聯風網。聯風網。 串并聯風網的比較：串并聯風網的比較： 、從提高

21、工作地點的空氣質量及安全性出發，采用并聯風網具有、從提高工作地點的空氣質量及安全性出發，采用并聯風網具有明顯的優點。明顯的優點。 三、串聯風路與并聯風網的比較一、串聯一、串聯 1 1串聯特性串聯特性 2 2繪等效圖繪等效圖二、二、并聯并聯 1 1并聯特性并聯特性 2 2繪等效圖繪等效圖三、三、比較比較四、四、角聯角聯 1 1基本概念基本概念 2 2風向判定風向判定 3. 3. 角聯分析角聯分析規程第114條 采、掘工作面應實行獨立通風。 布置獨立通風有困難時，在制定措施后，可采用串聯通風，但串聯通風的次數不得超過1次。三、比較三、比較三、串聯風路與并聯風網的比較一、一、串聯串聯 1 1串聯特性

22、串聯特性 2 2繪等效圖繪等效圖二、二、并聯并聯 1 1并聯特性并聯特性 2 2繪等效圖繪等效圖三、三、比較比較四、四、角聯角聯 1 1基本概念基本概念 2 2風向判定風向判定 3. 3. 角聯分析角聯分析豐城礦務局坪湖煤礦“2.24” 特大瓦斯爆炸事故死亡死亡114114人人輕傷輕傷6 6人人三、比較三、比較 、在同樣的分支風阻條件下，分支并聯時的總風阻小于串聯時的總、在同樣的分支風阻條件下，分支并聯時的總風阻小于串聯時的總風阻。風阻。RR1RR串聯：RS=2R并聯：一、串聯一、串聯 1 1串聯特性串聯特性 2 2繪等效圖繪等效圖二、二、并聯并聯 1 1并聯特性并聯特性 2 2繪等效圖繪等效

23、圖三、三、比較比較四、四、角聯角聯 1 1基本概念基本概念 2 2風向判定風向判定 3. 3. 角聯分析角聯分析三、串聯風路與并聯風網的比較3、井下串聯分支所需開拓工程量小，經濟性好。三、比較三、比較（一）幾個概念（一）幾個概念 四、角聯風網四、角聯風網角聯風網：是指內部存在角聯分支的網絡。角聯分支（對角分支）：是指位于風網的任意兩條有向通路之間、且不與兩通路的公共節點相連的分支，如上圖示。簡單角聯風網：僅有一條角聯分支的風網。復雜角聯風網：含有兩條或兩條以上角聯分支的風網。21復雜角聯風網簡單角聯風網13645一、一、串聯串聯 1 1串聯特性串聯特性 2 2繪等效圖繪等效圖二、二、并聯并聯

24、1 1并聯特性并聯特性 2 2繪等效圖繪等效圖三、三、比較比較四、四、角聯角聯 1 1基本概念基本概念 2 2風向判定風向判定 3. 3. 角聯分析角聯分析四、角聯四、角聯1 1基本概念基本概念（二）角聯分支風向判別原則：分支的風向取決于其始、末節點間的壓能值。原則：分支的風向取決于其始、末節點間的壓能值。 風流由能位高的節點流向能位低的節點；風流由能位高的節點流向能位低的節點； 當兩點能位相同時，風流停滯；當兩點能位相同時，風流停滯； 當始節點能位低于末節點時，風流反向。當始節點能位低于末節點時，風流反向。一、一、串聯串聯 1 1串聯特性串聯特性 2 2繪等效圖繪等效圖二、二、并聯并聯 1

25、1并聯特性并聯特性 2 2繪等效圖繪等效圖三、比較三、比較四、四、角聯角聯 1 1基本概念基本概念 2 2風向判定風向判定 3. 3. 角聯分析角聯分析2 2風向判定風向判定簡單角聯風網11、分支5中無風由風壓平衡定律：（二）角聯分支風向判別一、一、串聯串聯 1 1串聯特性串聯特性 2 2繪等效圖繪等效圖二、二、并聯并聯 1 1并聯特性并聯特性 2 2繪等效圖繪等效圖三、比較三、比較四、角聯四、角聯 1 1基本概念基本概念 2 2風向判定風向判定 3. 3. 角聯分析角聯分析2 2風向判定風向判定、當分支、當分支5 5中風向由中風向由2323（二）角聯分支風向判別1一、串聯一、串聯 1 1串聯

26、特性串聯特性 2 2繪等效圖繪等效圖二、二、并聯并聯 1 1并聯特性并聯特性 2 2繪等效圖繪等效圖三、三、比較比較四、四、角聯角聯 1 1基本概念基本概念 2 2風向判定風向判定 3. 3. 角聯分析角聯分析2 2風向判定風向判定、分支、分支5 5中的風向由中的風向由3232 同理可得：同理可得：（二）角聯分支風向判別1簡單角聯風網角聯分支風流方向判別式：一、串聯一、串聯 1 1串聯特性串聯特性 2 2繪等效圖繪等效圖二、二、并聯并聯 1 1并聯特性并聯特性 2 2繪等效圖繪等效圖三、三、比較比較四、四、角聯角聯 1 1基本概念基本概念 2 2風向判定風向判定 3. 3. 角聯分析角聯分析2

27、 2風向判定風向判定1 1、角聯分支的風向完全取決于與之相連的風路的風阻值比，、角聯分支的風向完全取決于與之相連的風路的風阻值比，而與角聯風路本身的風阻無關。而與角聯風路本身的風阻無關。2 2、在用風地點的角聯風路不利于安全生產，為有害角聯，盡、在用風地點的角聯風路不利于安全生產，為有害角聯，盡量減少。量減少。3 3、分別處于回風段、進風段中的角聯風路，其風流反向不、分別處于回風段、進風段中的角聯風路，其風流反向不影響安全，稱為無害角聯，而且還有利于降低礦井總風影響安全，稱為無害角聯，而且還有利于降低礦井總風阻。阻。 （三）角聯結構分析1一、一、串聯串聯 1 1串聯特性串聯特性 2 2繪等效圖

28、繪等效圖二、并聯二、并聯 1 1并聯特性并聯特性 2 2繪等效圖繪等效圖三、三、比較比較四、四、角聯角聯 1 1基本概念基本概念 2 2風向判定風向判定 3. 3. 角聯分析角聯分析3. 3. 角聯分析角聯分析123567810第三節第三節 通風網絡動態特性分析通風網絡動態特性分析一、井巷風阻變化引起風流變化的規律一、井巷風阻變化引起風流變化的規律1. 1. 變阻分支本身的風量與風壓變化規律變阻分支本身的風量與風壓變化規律 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。分支的風量增大、風

29、壓降低。2. 2. 變阻分支對其它分支風量與風壓的影響規律變阻分支對其它分支風量與風壓的影響規律 1 1）當某分支風阻增大時，包含該分支）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，的所有通路上的其它分支的風量減小， 風壓亦減小；與該分支并聯的通路上的風壓亦減小；與該分支并聯的通路上的 分支的風量增大，風壓亦增大；當風阻分支的風量增大，風壓亦增大；當風阻 減小時與此相反。減小時與此相反。 492 2）對于一進一出的子網絡，若外部分支調阻引起其流入（流出）風量變化，）對于一進一出的子網絡，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。其內部各分支

30、的風量變化趨勢相同。3 3）風網內，某分支風阻變化時，各分支風量、風壓的變化幅度，以本分支）風網內，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。為最大，鄰近分支次之，離該分支越遠的分支變化越小。4 4）風網內，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。）風網內，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。引起的風量變化幅度和影響范圍小。5

31、5）風網內某分支增阻時，增阻分支風量減小值比其）風網內某分支增阻時，增阻分支風量減小值比其 并聯分支風量增加值大；某分支減阻時，減阻分并聯分支風量增加值大；某分支減阻時，減阻分 支風量增加值比其并聯分支風量減小值大。支風量增加值比其并聯分支風量減小值大。123567810493 3巷道密閉與貫通對風流的影響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，故本分支風量減少到趨近于0 0；對其它分支的影響規律與分支增阻相同。對其它分支的影響規律與分支增阻相同。 巷道貫通時要修改網絡圖，即在網絡圖中增加貫通后的分支。風流方向取決

32、巷道貫通時要修改網絡圖，即在網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律與分支減阻相同。于巷道兩端點間壓能差；對其它分支的影響規律與分支減阻相同。二、風流穩定性分析二、風流穩定性分析( (一一) )穩定性的基本概念穩定性的基本概念 穩定性是指當系統受到外界瞬時干擾，系統狀態偏離了平衡狀態后，系統穩定性是指當系統受到外界瞬時干擾，系統狀態偏離了平衡狀態后，系統狀態自動回復到該平衡狀態的能力。狀態自動回復到該平衡狀態的能力。 按照這種穩定性的概念，除非在主要通風機不穩定運行（工作在軸流式風機風壓特性曲按照這種穩定性的概念，除非在主要通風機不穩定運行（工作在軸流式

33、風機風壓特性曲線的駝峰區）等特殊情況下，礦井通風系統一般都是穩定的。線的駝峰區）等特殊情況下，礦井通風系統一般都是穩定的。 通風管理中所說的風流穩定性，一般是指井巷中風流方向發生變化或風量大小通風管理中所說的風流穩定性，一般是指井巷中風流方向發生變化或風量大小變化超過允許范圍的現象；且多指風流方向發生變化的現象。變化超過允許范圍的現象；且多指風流方向發生變化的現象。( (二二) )影響風流穩定性的因素影響風流穩定性的因素1. 1. 風網結構對風流穩定性的影響風網結構對風流穩定性的影響 僅由串、并聯組成的風網，其穩定性強；角聯風網，其對角分支的風流易出現僅由串、并聯組成的風網，其穩定性強；角聯風

34、網，其對角分支的風流易出現不穩定。不穩定。2. 2. 風阻變化對風流穩定性的影響風阻變化對風流穩定性的影響 在角聯風網中，邊緣分支的風阻變化可能引起角聯分支風流改變。在角聯風網中，邊緣分支的風阻變化可能引起角聯分支風流改變。 在實際生產礦井，大多數采掘工作面都是在角聯分支中。應采取安裝調節風門的措在實際生產礦井，大多數采掘工作面都是在角聯分支中。應采取安裝調節風門的措施，保證風流的穩定性。施，保證風流的穩定性。3. 3. 通風風動力變化對風流穩定性的影響通風風動力變化對風流穩定性的影響 礦井風網內主要通風機、輔助通風機數量和性能的變化，不僅會引起風機所在巷道礦井風網內主要通風機、輔助通風機數量

35、和性能的變化，不僅會引起風機所在巷道的風量變化，而且會使風網內其他分支風量也發生變化，并影響風網內其他風機的的風量變化，而且會使風網內其他分支風量也發生變化，并影響風網內其他風機的工況點。工況點。( (三三) )具體如下：具體如下：1) 1) 單主要通風機風網，當主要通風機性能發生變化時，風網內各分支風量按主單主要通風機風網，當主要通風機性能發生變化時，風網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。要通風機風量變化的趨勢和比率而變化。2) 2) 多主要通風機風網內，當某主要通風機性能發生變化時，整個風網內各分支多主要通風機風網內，當某主要通風機性能發生變化時，整個風網內各分支風量不按

36、比例變化。風量不按比例變化。3) 3) 多主要通風機風網內，即使風網結構和分支風阻不變，當某主要通風機性能發生變化多主要通風機風網內，即使風網結構和分支風阻不變，當某主要通風機性能發生變化時，由于風網總風量和各主要通風機風量配置發生了變化，因此，各主要通風機的工時，由于風網總風量和各主要通風機風量配置發生了變化，因此，各主要通風機的工作風阻與風網總風阻也有所變化。作風阻與風網總風阻也有所變化。4) 4) 風網內，某巷道安設輔助通風機后，不僅該巷道本身風流發生變化，其他巷道風流也變風網內，某巷道安設輔助通風機后，不僅該巷道本身風流發生變化，其他巷道風流也變化。當某輔助通風機風量增大時，輔助通風機

37、所在巷道風量增加，包含輔助通風機在內化。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。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，可引起其并聯分支風量不足、停風、甚至反向。當輔助通風機風壓過高或風量過大時，可引起其并聯分支風量不足、停風、甚至反向。引起并聯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機風壓大引起并聯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機風壓大于回路內其同向分支的風壓損

38、失。于回路內其同向分支的風壓損失。5) 5) 自然風壓引起的風流變化，與輔助通風機相似。自然風壓引起的風流變化，與輔助通風機相似。第四節第四節 礦井風量調節礦井風量調節 隨著生產的發展和變化，工作面的推進和更替，巷道風阻、網絡結構隨著生產的發展和變化，工作面的推進和更替，巷道風阻、網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。及所需的風量均在不斷變化，要求及時進行風量調節。 從調節設施來看，有通風機、射流器、風窗、風幕和增加并聯井巷從調節設施來看，有通風機、射流器、風窗、風幕和增加并聯井巷或擴大通風斷面等。按其調節的范圍，可分為局部風量調節與礦井總風或擴大通風斷面等。按其調節的范圍，

39、可分為局部風量調節與礦井總風量調節。從通風能量的角度看，可分為增能調節、耗能調節和節能調節。量調節。從通風能量的角度看，可分為增能調節、耗能調節和節能調節。一、局部風量調節一、局部風量調節 局部風量調節是指在采區內部各工作面間，采區之間或生產水平之間的風量調節。調局部風量調節是指在采區內部各工作面間，采區之間或生產水平之間的風量調節。調節方法：增阻法、減阻法及輔助通風機調節法。節方法：增阻法、減阻法及輔助通風機調節法。( (一一) ) 增阻調節法增阻調節法 增阻調節法是在通過在巷道中安設調節風窗等設施，增大巷道中的局部阻力，從而降增阻調節法是在通過在巷道中安設調節風窗等設施，增大巷道中的局部阻

40、力，從而降低與該巷道處于同一通路中的風量，或增大與其關聯的通路上的風量。增阻調節是一低與該巷道處于同一通路中的風量，或增大與其關聯的通路上的風量。增阻調節是一種耗能調節法種耗能調節法 主要措施：主要措施：(1)(1)調節風窗；調節風窗；(2)(2)臨時風簾；臨時風簾；(3)(3)空氣幕調節裝置等。使用最空氣幕調節裝置等。使用最多的是調節風窗。多的是調節風窗。 使用條件：增阻分支風量有富余。使用條件：增阻分支風量有富余。 特點：增阻調節法具有簡單、方便、易行、見效快等優點；但增特點：增阻調節法具有簡單、方便、易行、見效快等優點；但增 阻調節法會增阻調節法會增加礦井總風阻，減少總風量。加礦井總風阻

41、，減少總風量。風窗調節法原理分析風窗調節法原理分析如圖如圖 ，分支風阻分別，分支風阻分別為為 R R1 1和和R R2 2，風量分別為，風量分別為Q Q1 1,Q,Q2 2。則兩分支的阻力為：則兩分支的阻力為：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若分支風量不足。可在若分支風量不足。可在分支中設置調節窗。設調節風分支中設置調節窗。設調節風窗產生的局部風阻為窗產生的局部風阻為R R。 (R (R1 1+ + R)QR)Q1 122= R= R2 2Q Q2 222但增阻后，并聯系統總風阻增大。使但增阻后，

42、并聯系統總風阻增大。使QQQ Q，由于，由于QQ未知，實際計算過程中，未知，實際計算過程中，假設假設QQQ Q。已知。已知, , R R后，可計算調節風窗面積。后，可計算調節風窗面積。R1Q1R2Q2Q2R1+ RQ1R2Q2Q2調節風窗開口面積計算：調節風窗開口面積計算：當當 Sc/SSc/S0.5 0.5 時，時，當當 Sc/S Sc/S 0.5 0.5 時，時，S Sc c調節風窗的斷面積，調節風窗的斷面積，m m2 2；S S巷道的斷面積，巷道的斷面積，m m2 2；Q Q通達風量，通達風量，m m3 3/s/s；h hc c調節調節風窗阻力，風窗阻力，PaPa；R Rc c調節風窗的

43、風阻，調節風窗的風阻，NsNs2 2/m/m8 8；R Rc ch hc c /Q /Q2 2。 ( (二二) )減阻調節法減阻調節法減阻調節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減阻調節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，或減小與其關聯通路上的風量。于同一通路中的風量，或減小與其關聯通路上的風量。主要措施：主要措施：(1)(1)擴大巷道斷面；擴大巷道斷面；(2)(2)降低摩擦阻力系數；降低摩擦阻力系數；(3)(3)清除巷道中的局部阻清除巷道中的局部阻力物；力物；(4)(4)采用并聯風路；采用并聯風路；(5)(5

44、)縮短風流路線的總長度等。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；但降阻措施的工程量和特點：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進行較大投資一般都較大，施工工期較長，所以一般在對礦井通風系統進行較大的改造時采用。的改造時采用。( (三三) )增能調節法增能調節法增能調節法主要是采用輔助通風機等增加通風能量的方法，增加局增能調節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。部地點的風量。主要措施：主要措施：(1)(1)輔助通風機調節法。輔助通風機調節法。(2)(2)利用自然

45、風壓調節法。利用自然風壓調節法。特點：增能調節法的施工相對比較方便，不須降低礦井總風阻，增特點：增能調節法的施工相對比較方便，不須降低礦井總風阻，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 通風機調節時設備投資較大，輔助通風機的能耗較大，且輔助通風機調節時設備投資較大，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。通風機的安全管理工作比較復雜，安全性較差。根據下面的例題局部調節方式的實質根據下面的例題局部調節方式的實質例：根據圖示的數據可以計算出各個分支例：根據圖示的數據可以計算出各個分支的通風阻力

46、：的通風阻力：進風風路分支進風風路分支1-21-2的通風阻力的通風阻力：回風風路分支回風風路分支3-43-4的通風阻力的通風阻力 I I號采區號采區2-I-32-I-3的通風阻力的通風阻力IIII號采區號采區2-II-32-II-3的通風阻力的通風阻力 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 通風機工況點：通風機工況點： 通風機風量通風機風量 通風機風壓通風機風壓 RII=0.2Ns2/m8 QII=60m

47、3/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 若各采區實際需風量為：若各采區實際需風量為： I I號采區實際需要風量號采區實際需要風量Q QI I = 45m = 45m3 3/s /s II II號采區實際需要風量號采區實際需要風量Q QIIII= 55m= 55m3 3/s /s 所以必須對通過兩個采區的風量進行所以必須對通過兩個采區的風量進行調節。當兩個采區通過實際所需要風調節。當兩個采區通過實際所需要風量時的風壓或通風阻力為：量時的風壓或通風阻力

48、為：I I號采區號采區 IIII號采區號采區 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 可見，可見， 當通過兩個采區的風量為實際所當通過兩個采區的風量為實際所需要的風量時，兩個采區通風阻力不相等，需要的風量時，兩個采區通風阻力不相等，I I號采區的通風阻力比號采區的通風阻力比IIII號采區的通風阻力高。號采區的通風阻力高。 所以必須進行調節，方可滿足實際需所以必須進行調節，方可滿足實際需風量。風量。 RII=

49、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 增阻調節法：增阻調節法： 增加增加II II 號采區的風阻值，使其通風阻力與號采區的風阻值，使其通風阻力與I I 號采區的通風阻力相等。需要增加阻力，號采區的通風阻力相等。需要增加阻力，則需增加的風阻值為：則需增加的風阻值為：增阻調節時通風機的風壓應該：增阻調節時通風機的風壓應該： 以上說明，以上說明， 增阻調節法的實質就是以阻力較大的風路的阻力值為依增阻調節法的實質就是以阻

50、力較大的風路的阻力值為依據，在阻力較小的風路中增加一項局部阻力，據，在阻力較小的風路中增加一項局部阻力， 使并聯區段各條風路的阻使并聯區段各條風路的阻力達到平衡。力達到平衡。降阻調節法降阻調節法 降低降低 I I 號采區的風阻值，使其通風阻號采區的風阻值，使其通風阻力與力與 II II 號采區的通風阻力相等。需要號采區的通風阻力相等。需要降低阻力，需降低的風阻值為：降低阻力，需降低的風阻值為： 降阻時通風機的風壓應該為：降阻時通風機的風壓應該為： 降阻調節法的實質與增阻調節法相反，就是以阻力較小的風路的阻力值降阻調節法的實質與增阻調節法相反，就是以阻力較小的風路的阻力值為依據，在阻力較大的風路

51、中設法降低風阻，使網孔中各條風路的阻力達到為依據，在阻力較大的風路中設法降低風阻，使網孔中各條風路的阻力達到平衡。平衡。 增加風壓調節法增加風壓調節法 就是在阻力大的風路中安設輔扇。就是在阻力大的風路中安設輔扇。輔扇的風量應為：輔扇的風量應為：輔扇的風壓應為：輔扇的風壓應為：安設輔扇后通風機的風壓應該為：安設輔扇后通風機的風壓應該為： 增壓調節法的實質：就是以阻力較小的分支為依據，在阻力大的風路中安設輔增壓調節法的實質：就是以阻力較小的分支為依據，在阻力大的風路中安設輔扇，輔扇的風量應為該分支需要通過的風量，其風壓就為與較小分支的阻力之差。扇，輔扇的風量應為該分支需要通過的風量，其風壓就為與較

52、小分支的阻力之差。輔助通風機的安裝規定：輔助通風機的安裝規定： 煤礦安全規程煤礦安全規程第第125125條：條： 礦井通風系統中，如果某一分區風路的風阻礦井通風系統中，如果某一分區風路的風阻過大，主要通風機不能供給其足夠風量時，可在井下安設輔助通風機，但必過大，主要通風機不能供給其足夠風量時，可在井下安設輔助通風機，但必須供給輔助通風機房新鮮風流；在輔助通風機停止運轉期間，必須打開繞道須供給輔助通風機房新鮮風流；在輔助通風機停止運轉期間，必須打開繞道風門。風門。 嚴禁在煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出礦井中安設輔助通風機。嚴禁在煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出礦井中安設輔助通風機。 繞道風門 輔助扇風機 二、礦井總風量的調節二、礦井總風量的調節 當礦井（或一翼）總風量不足或過剩時，需調節