风量调节的最大阻力路线法.pdf

风量调节的最 大阻力路线法 中国矿院采矿系通风教研室张惠忱 随着矿井生 产的发展 , 矿井通风 的有关 参数 , 如送风的距离 、 巷道和工作面的瓦斯 涌出髦等不断变化 。 由于煤矿机械化程度的 提高 , 这种变化的速 率加决了 。 这种变化必 然引起井下各处风量和阻力的变化 , 它往往 使 用风地 点的风量减少 。 为保证井下各用风 地点所需要的风量 , 就必需不断地对矿井通 风网络的风量进行调节 , 以保证安全生产 。 所以 , 矿井风量调节是通风管理工作的重要 内容 。 由于 目前 我因煤矿大多 通 过 技术改 造 , 井型不断扩大 , 因而井下通风网络 一般 都比较复杂 , 有些矿井风网中风量控制设施 风门 、 风窗等多达数百个 , 这 就使通风网 络更加复杂 , 增加了通风管理 的难度 。 也有 的矿井由于风量调节设施安趾不 当 , 增加 了 矿井的总阻力 , 无益消耗主扇能力 , 加大了 电耗 。 因而 , 如何设置调节风窗 , 合理适 当 地选择风窗的地点 , 达到有效调节风活的目 的 , 对矿井通风管理工 作来 说是 非常 现 、实 的 , 是需要认真对待努力做好的 。 考虑复杂通风网络风量调节间题 , 通常 是在按需配风条件 下 , 已知网络各分 支的风 量和风阻 , 从而可算出各分 支的阻力 。 但是 , 山于用风地点的风量是 按需供给 , 一 般不可 能正好等于自然分配的风虽 , 因而网络 中某 些部分会出现阻力不平衡 。 风量计算调 节的 目的 , 就是 要找出调风 装置数量址少 、 设 置 地 点最 合理的 调风方案 。 目前煤矿普遍采用 的是 琳阻调节法 , 因此要确定风窗的阻力以 计 算风窗的开口面积 。 在选择不 “ ‘ 算风窗的 位咒干∀ 阻力 时 , 口 前多 用网孔法 , 即在风网图上按网孔用回路 风压平衡的方法进行计算 。 但这种方法有 时会出错 , 造成风窗的重复设置 , 加大了矿 井的总阻力 。 同时 , 也不易选出较为理想的 控风方案 。 下面 介绍一种按最大阻力 路线画 表计算的方法 。 某风网如图 ∃所示, 共有分支数 , 字的部分 。 如 图所示 , 要通过并 联计算把 图8 5中 一 和所示的情形为好 。 因为在图 5 中的风网 可我出;条不同的风路 , 但由于 二 ∃ − , 条风路中有 一条是 相关的, 因此 , 最好在进行网络 简化处理刀九合并这 类巷道 , 以防出错 。 另外 , 为了正 确运用最大阻力路线法求 图 解风窗的位置和阻力 , 要 求在画网络图时遵 守各 巷道的风流由小节点号流向大节点号 , 即由入风方 向起顺序编排节 点号 , 使各巷道 的始节点号 都小于其末节点号 。 下面通过例题 来说明如何应用 上述方法 来求解调节风 窗的位置和阻力 。 某风网如图所示 , 共有∃ 个分支 , − 个节 点 , 故独立风路数 ∗ ,∗, 之Χ ; 95 一一,一Δ风路 ≅ ,∗,∗ ,二−,95 显然 , ∃一一一,一−风路 为阻力 最大 , 为 最大阻力 路线 。 一卜面用列表的方法把图 中 各风路按其阻力山大到小编号顺序列出 , 如 表所示 。 下面为各风路与最大阻力路线的 阻力的差值 , 即各风路应 增加的阻力 ≅ 衰∃ 二二二二 Ε 一 Ε Ε Ε一 风 一 道一 Ε 一 汗 人Ε一 ∃一 一 项目 压 巴 阵 一 ’ 协卜 一 Φ溉∃ Ε Ε − ∃ 卜 ‘ ’ 一州 叫丫 Φ∋∋ Γ ‘∃ ∃ 二 ∋Γ3 , 入 ∀, ∃口 6 44, 5风路一∋风路;58 4 一564 4;6〕, 0风路一风路;5 8 4一 44;4, 5风路一2风路;5 8 4一24;7445, , 表艺 一 毕矛 风 窗阻力 值, 一叫 584 56 4 5之≅ 7 4 了4 4 2舀4 方案 Α 644 6 4十4 8.十4 了4 74 4Β4 方案Χ 64 4 4 一卜6 4 乙6 4 十6 舀4 下∋4 4Β6 , 从丧6中可以看出 , 山犷络5风路为最 大红力路线 , 故在其中所包括勺汾分 支里均 不能加风窗 。 另外 , 由于在 其他风路中通常 也包括这类分支 , 囚此 , 对其他风路只能在 最大阻力路线未包括的那些分支中叭 风窗 , 才能达到与最大阻力路线的阻刀 ’ 衡 。 找们 发现表6中风路艺和风络 仅有一个5 5丁加阻 分 支 , 故风窗的位置租阻力大小没有选择余 地 , 只能在6风 路的8一通 过丫分支 中加阻 64 4Δ, , 在风路的唆一∋分 文 加 ∀胜 Δ“, ‘Ε以看出这两个分支均为独立分 支。 对十共他风路∋ 、 8 、 2都有一个共同分文 ∋一 , 因此 , 只要这∋个风路中有一个在∋一 分文中加阻 , 也就等于其余两个风路在∋一 分支也 同时加上同样的阻力 。 由于填表 时大 阻力风路在前 , 小阻力风路在后 , 故计算顺 序由上而下 , 即先加阻值小的风路 , 后 加阻 值大的风路 。 方案Α 风路 可先在独立分支一中加 阻 ∀∃ , 这样一∀分支就不用加阻了 , 这 一结果直接影 响到包 括一∀分支的风路 ∗∃ ,∗ 二∃ ∃; 95 ∃一一Α一; ≅ ∗∃,∗ 个节 点 , 故有,个独立风 路 , 调节风窗数为 个 。 图中已标 出节点号和各分支的 阻力 , 现计算各独立风路的阻力 ≅ ∃一一,一; ≅ ,∗ ∗; ≅ , ∗∗∗∃,∗二∃ ,Λ5 ∃一一一−一了一; ≅ , ∗ ,∗∃ ∗∃,∗ ≅ 显然∃一一,一为最大咀力 路发 , 其最 大阻力 为∃ − 9 5, 该值 与各独立风路阻力 的 差值 , 就是各独立风路应加阻唯 。 按 上面各 风路的先后顺序 , 其加阻值分别为, 、 、 。 、 ;, 95 。 为便于分 析计算 , 把各风 路 可加阻的分 支列表 , 如表所示 。 每个风路都有一个与其余风路无关为独 立分支 , 此外均为相关分支 , 即至少是属于 两个风路共用的分支 。 表 中共列出∃ 个不 同的调阻方案 。 这 样 , 可根据各巷道能否及 置风窗的具体情况 , 避开那些不能设风窗的 巷道 , 选择有理想的风量调节方案 。 下面我们介绍一下如何计弃表 的附 且 数据 , 计算规则如下 ≅ 首先 计算各风路独立分支的 凋阻值 , 把 各风路为调阻值直接赋 予各粗应独立分支即 可 。 这是最方便的选择 , 当然这徉的方案只 有一个 。 然后从调 阻值最小的风路算起 , 可 把该 风路的调 阻值赋予其 中任一可 加 阻 分 支 , 即使赋 予相关分 支而引起其余调阻值较 大风路中相同分支 同时加阻 , 也不会出 现 问题 。 因调 阻值小 的风路先 加阻 , 这个阻 值必然小于 调阻值较大的风路的 调 阻值 。 这时 , 调 阻值较大的风路还 会有剩余调阻 值 , 可把它加到本风路的独立分支或加到调 阻值较小风路中不 包括均刀日些分支 中 , 这洋 竺⋯ 刀口阻值 Μ 厂轰路路 ,95 95 95;丘Δ95一 一 路一 、 、 分 友塞 Ε 上 ∃ −一Α Ν一; 一⋯ 一 ⋯ − 一∃ Α 一∃ 一Μ 一 ⋯ 一≅ Ο Π 一Ο ∃一 ⋯ 一Α Α一; 一 足Θ 支 ≅≅≅≅≅≅ 忿 Φ Γ孤 的 / / / / 5 5暇 Η 暇Ε只曰 暇Ι, Γ Γ目介 心‘ 8 4 45 45 2 4 绷6 46 4绷 52口 一 ‘。 55 4 一 一 一 , 二 54 54 ΙΦΙ卜民 曰亡Ι − ϑ目 ,Γ朽 肉乙 一 耐 / 叫叫叫。 陈 /⋯ / 卜一 一 一 ∀ 一 ⋯ Κ, ⋯ 一 / ⋯ 5 45 55 6 逐步向调 阻值较大的风路扩展 。 按照这种办 法可 求出相 互独立的多种调阻方案 。 现计算 表 ∋ 中第5 6方案 。 由于在其 他方案中风 路的∀一∋和一∋ 一−分支都已 、分别为分支 的风阻 、风量、 阻力和巷道断面 积 。 根据表 中第和第方案算出的风窗面积列在表Α一; 2 , 加“ ./ ,01 ⋯ ≅Μ ’ 「 ‘ Ι ‘ “ ≅ Ο , ⋯ “ ≅ Ο ⋯ 。 ≅ Ο “ ⋯ 一 。 3 。。。 Ο民 ≅≅ ∃ Ο ∃ Ο 。 Μ ∃, Π 。 一Φ 队 里 Λ 矍 鬓 ⋯ 器 9 ’9。 9 9 了 4 ∀ 4 Λ 5 ∀ 2 7 一 一 7 4 一 咖 ⋯一 ⋯ 卜、 否则会增加全矿 的通 风总阻力 , 造成无益 能耗 , ∋ 、 如果风路中只有一个未包括在最大 阻力路线中的分 支 , 则该分支为独立分 支 , 必须加阳 。 从整 个风网来说无论有多少调 阻 方案 , 该分支 依然如故 , 不受影 向, 8 、 增阻调节存在多 种方案 , 如果网络 的独立风路数越多和风路所包括的分支与最 大阻力路线中的分 支相异者越多 , 则风量调 节的方案也越多 。 这就增加了调阻的 灵活 性 , 会有更多的机会选择比较理想的方案 , 使得安设的风窗尽量不影响生产运输 Κ 、 调阻计算应从调 阻值小的 风路算 起 , 逐步 向调阻大的风路推进 。 总之 , 应用最大阻力路线法进行调阻计 算 , 方法简单 , 实用 , 也易于掌握 。 最后应该指出 , 风量调节也可分多段进 行 , 用儿个面 积较大的风窗代替一个面积较 小的风窗 , 只要增加阻力的数值相等即可 。 同时 , 风窗的设 置地点也要因地 制宜 , 不一 定非设在回风段 , 有的国家如波兰明文规定 风窗要设在进风段 , 这样有利于救灾时对风 流的控制 。