通风网络及风量分配与调节矿长培训
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通风网路中风量的分配
串联与并联的比较
从安全、可靠和经济角度看,并联通风与串联通风相比,具有明显优点:
1.总风阻小,总等积孔大,通风容易,通风动力费用少。现举例分析 :
假设有两条风路1和2,其风阻21RR,通过的风量21QQ,故有风压21hh。现将它们分别组成串联风路和并联网路,如图5-7所示。各参数比较如下:
121212123
图5-7 串联与并联通风比较
(1)总风量比较
串联时: 21QQQ串
并联时: 1212QQQQ并
故 串并QQ2 (2)总风阻比较
串联时: 1212RRRR串
并联时: 4121RnRR并
故 串并RR81
(3)总风压比较
串联时: 1212hhhh串
并联时: 21hhh并
故 串并hh21
通过上述比较可明显看出,在两条风路通风条件完全相同的情况下,并联网路的总风阻仅为串联风路总风阻的81;并联网路的总风压为串联风路总风压的21,也就是说并联通风比串联通风的通风动力要节省一半,而总风量却大了一倍。这充分说明:并联通风比串联通风经济得多。
2.并联各分支独立通风,风流新鲜,互不干扰,有利于安全生产;而串联时,后面风路的入风是前面风路排出的污风,风流不新鲜,空气质量差,不利于安全生产。
3.并联各分支的风量,可根据生产需要进行调节;而串联各风路的风量则不能进行调节,不能有效地利用风量。 4.并联的某一分支风路中发生事故,易于控制与隔离,不致影响其它分支巷道,事故波及范围小,安全性好;而串联的某一风路发生事故,容易波及整个风路,安全性差。
所以,《规程》强调:井下各个生产水平和各个采区必须实行分区通风(并联通风);各个采、掘工作面应实行独立通风,限制采用串联通风。
四、角联通风及其特性
在并联的两条分支之间,还有一条或几条分支相通的连接形式称为角联网路(通风),如图5-8所示。连接于并联两条分支之间的分支称为角联分支,如图5-8中的分支5为角联分支。仅有一条角联分支的网路称为简单角联网路;含有两条或两条以上角联分支的网路称为复杂角联网路,如图5-9所示。
第二章矿井通风网络
矿井通风网络,是由表示通风系统内各风流路线及其分合关系的网状线路图与其賦权通风参数组成的。将通风系统抽象为通风网络、进行通风系统分析,是研究通风系统的重要手段和方法。正确地绘制通风网络图是进行矿井通风网络分析的前提,掌握通风网络内风流变化的规律和通风网络解算的数学模型是进行通风网络分析的基础。
第一节 矿井通风网络图
一、概述
矿井通风系统往往是复杂的立体结构,其井巷繁多,且纵横交错、上下重迭。随着生产的发展,采掘地点随之移动和握迁,矿井通风系统也需经常变化和调整。为加强通风管理和便于分析通风系统的状况,人们通常使用通风图对通风系统进行描述。
常用的矿井通风图有三种:
(1) 通风系统图。即在矿井井巷实际布置图上标明用风地点、 风流方向、风量、通风设施和火区位置等,以反映矿井实际通风状况的开拓开采工程平面图。它是矿井必备图纸之一,要求按比例绘制、遵守投影关系、随釆握变化定期填图和修改。它能如实反映各风流的平面位置与分合关系,亦称通风系统平面图。开釆多煤展的矿井,必须备有全矿和分层通风系统图。
(2) 通风系统立体示意图.即反映通风系统内各风流空间相对位置 和分合关系的一种示意图,不要求严格按比例绘制。图形不唯一,但要立体感强,风流空间关系直观。
(3) 通风网络图。即反映各风流分合关系的网络状示意图,它不同于通风系统图与立体示意图,属于图论中图的范畴,而不是工程图,不要求按比例,不遵守投影关系,它不反映各风流的平面和空间位置,也不反映风路的实际形状,不同于几何图。
通风网络图的形状不是唯一的。为了能更淸晰地反映各风流间的联接关系(拓扑关系),把通风系统的结构表达得更简竿明了, 通风网络图的节点可以移位,边可以伸缩、曲直、翻转,图可以变形。在我国,习惯地将通风网络图画成椭圆形(或称蛋形)。但将通风网络图绘成矩形用计算机绘制更方便,这种画法在不少国家使用更普遍。
通风网络图是通风系统的一种表达图。它是一种有向图、连通图、非完全图、非平而图。
矿井风量调节
在矿井生产中,矿井风网的供风量会因巷道的延伸、工作面的推进等因素不断的发生变化,另外,瓦斯涌出量等发生变化也要引起风网内需风量的变化。这些变化都会导致井下各用风地点的实际供风量与需求风量产生较大差异,甚至引起矿井总风量的供需变化。为了保证井下风流按所需的风量和预定的路线流动,就需要对矿井风量进行调节。这是矿井通风管理的重要内容。
通常,在采区内、采区之间和生产水平之间的风量调节称为局部风量调节;对全矿总风量进行增减的调节称为矿井总风量调节。
第一节 局部风量调节
局部风量调节有三种方法:增加风阻调节法、降低风阻调节法和辅助通风机调节法。
一、增加风阻调节法
1、增阻法调节原理
如图6-1所示为某采区两个采煤工作面的通风网路图。已知两风路的风阻值R1=m8,R2=m8,若总风量Q=12m3/s,则该并联网路中自然分配的风量分别为:
图6-1 并联通风网路
Q1=211RRQ=0.18.0112= m3/s
Q2=Q-Q1=12-= m3/s
如按生产要求,1分支的风量应为QⅠ= m3/s,2分支的风量应为QⅡ= m3/s,显然自然分配的风量不符合生产要求。按满足生产要求的风量,两分支的阻力分别为: h1=R1QⅠ2=×42=
h2=R2QⅡ2=×82= Pa
2风路的阻力大于1风路的阻力,这与并联网路两分支分压平衡的规律不符。因此,必须进行调节。采用增阻调节法,即以h2的数值为并联风网的总阻力,在1风路上增加一项局部阻力hc,使两风路的阻力相等,这时进入两风路的风量即为需要的风量。
h1+ h窗= h2
或 h窗= h2- h1
即 h窗== Pa
以上说明,增阻调节法的实质就是以并联风网中阻力较大的分支阻力值为依据,在阻力较小的分支中增加一项局部阻力,使并联各分支的阻力达到平衡,以保证风量按需供应。
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仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 谢谢2 △绝对湿度:指单位容积或单位质量湿空气中含有水蒸汽的质量
△相对湿度:指湿空气中实际含有水蒸汽量(绝对湿度)与同温度下的饱和湿度之比的百分数
△恒温带:地表下地温常年不变的地带。恒温带的深度一般为20~30米,恒温带的温度则接近于当地的年平均气温
△地温梯度:即岩层温度随深度的变化率,常用百米地温梯度
△通风机工况点:以同样的比例把矿井总风阻R曲线绘制于通风机个体特性曲线图中,则风阻R曲线与风压曲线交于A点,此点就是通风机的工况点或工作点
△矿井等积孔:为了形象化,习惯引用一个和风阻的数值相当、意义相同的假想的面积值(m2)来表示井巷或矿井的通风难易程度。这个假想的孔口称作井巷或矿井的等积孔(又称当量孔)。
△自然风压:由于井内空气与围岩存在温度差,空气与围岩进行热交换而造成同标高处空气柱的重量不同,矿井进、出风两侧空气柱的重量差就是自然风压。
△自然通风与机械通风:空气之所以能在矿井巷道中流动,是由于风流的起末点间存在着能量差。若这种能量差是由通风机提供的,则称为机械通风;若是由矿井自然条件产生的,则称为自然通风。
煤层瓦斯的生成
煤层瓦斯是腐植型有机物在成煤过程中生成的 ,主要可以划分为两个生成阶段
第一阶段:生物化学成气时期
在植物沉积成煤初期的泥炭化过程中,有机物在隔绝外部氧气进入和温度不超过65℃的条件下,被厌氧微生物分解为CH4、CO2和H2O。
第二阶段:煤化变质作用时期
随着煤系地层的沉降及所处压力和温度的增加,泥炭转化为褐煤并进人变质作用时期,有机物在高温、高压作用下,挥发分减少,固定碳增加,这时生成的气体主要为CH4和CO2
瓦斯在煤体内存在的状态
游离瓦斯:以自由气体形式存在;
吸附瓦斯:分为吸着状态与吸收状态;
在现今开采深度内,煤层内的瓦斯主要是以吸附状