可控循环风技术

1、一、可控循环风技术可控循环风技术是解决矿井通风困难和通风节能的一种新途径。与传统的通风改造方法相比,投资少,风效快、节能效果显著。以往对该技术的研究主要集中在改善工作环境和控制风流污染方面,但是,就可控循环通风方式而言,不同于常规通风,其通风特性是复杂的。充分了解循环通风系统风量、风压的变化规律和通风功率消耗,对可控循环通风的合理应用及有效控制是至关重要的。可控循环风是在人为控制下可控循环风是在人为控制下,使部分回风过循环风道返回到进风使部分回风过循环风道返回到进风之中之中,再次流经用风地点再次流经用风地点,循环使用。循环风是在矿井主要通风机循环使用。循环风是在矿井主要通风机和循环风机共同作用

2、下实现的循环风机可设在循环区域和循环风机共同作用下实现的循环风机可设在循环区域v1可控循环风形式v增阻循环风循环风机作用方向与主要通风机作用方向相反,此种形式的循环风称为增阻循环风。其实质是:由于循环风机的作用,强迫风流由总能低的B点流向总能高的A点,从而产生循环风。此种形式的循环风使主要通风机的工作阻力增加。v增压循环风循环风机的作用方向与主要通风机作用方向一致,此种形式的循环风称为增压循环风。其作用实质为:由于循环风机的作用,使得回风流中B点的总能高于进风流中A点的总能,从而使风路AB中的风流由B流向A产生循环风。此种形式的循环风机帮助主要通风机通风。v2通风特征分析v风量新鲜风量QI决定

3、了循环区域风流中有害气体的最高浓度,是可控循环风系统的安全保证风量,应根据循环区域中有害气体的产生量及允许浓度值来确定;用风区域的需风量依据工作人数,气候条件等来计算;进而可以确定出循环风量和循环率。例如,某采区循环风,确定新鲜风量为30m3/s,实际用风量为42m3/s,则可计算出循环风量为12m3/s,循环率为28.6%。v风压v可控循环风系统的风压的特性与常规通风相比明显不同,循环风机工作风压的大小以及系统中的风压分布状况影响着循环风机的效果。v增阻循环风循环风机位于循环风路,依据风压平衡定律可得循环风机的工作风压hf为:v在产生循环风的情况下,则变为:主要通风机的风压hF为:v增压循环

4、风循环风机位于用风风路,依上述过程可以得到循环风机的工作风压hf和主要通风机的工作风压hF分别为:以上分析说明,循环风机的工作风压大于一定的值(即RcQ2I)是产生循环风的必要条件;在相同的通风条件下,增阻循环风与增压循环风其循环风的工作风压是相同的,但增阻循环风系统的主要通风机工作风压较大;由于循环率P1(一般小于0.5),由(6)(8)式可以看出,循环风机和主要通风机风压的主要影响因素是用风风路的风阻值Rc,Rc越小,则风机的工作风压越小。因此,可控循环风适用于循环区域风阻较小的情况。v循环风系统的压能分布v通风功率消耗增阻循环风增压循环风v循环风的节能特征可通过与常规通风比较得出。常规通

5、风中,工作区域的实际风量Qc要流径整个通风系统,因此,消耗的总功率N为:v举例说明,若P=0.3,Rc=0.4R0,则:v即可控循环风的通风能耗仅为常规通风的53%,可显著地节约通风电耗,是矿井通风节能有效途径。vCRV总结:v(1)可控循环风是在循环风机和主要通风机的共同作用下实现的,两种形式的循环风作用实质是不同的,但可产生相同的增风效果。v(2)增阻循环风需要的循环风机能力小,且安设在循环风路中,不影响生产,便于风机的控制和管理,因此较为实用。v(3)循环风的通风特性分析表明,循环区域风阻越小,相同的增风条件下,需要循环风机的风压越小,通风功率消耗也越小。因此,可控循环风适用于内部风阻较

6、小的边远区域。二、多级机站通风二、多级机站通风 这是一种由几级进风机站以接力方式将新鲜空气经进风井巷送到作业区，再由几级回风机站将作业时形成的污浊空气经回风井巷排出矿井的通风系统。其通风方式属压抽混合式。由于此系统在进风段、需风段和回风段均设有扇风机，对全系统施行均压通风，能有效地控制漏风，节省通风能耗，风量调节也比较灵活。但所需通风设备较多，管理较复杂。图 多级机站通风系统1进风井巷（进风段）；2需风巷（需风段）；3回风井巷（回风段）；4两级压入机站；5两级抽出机站；6溜矿井；7提升井 多级机站串并联通风方式是1980年代以来在我国金属矿山出现的一种通风技术，得到了推广应用，取得了良好的通风

7、效果和节能效益。 多级机站通风是利用几级机站接力来代替主扇作用。各级机站之间是串联关系，本身用一台或多台同型号风机并联运行，形成多级机站串并联压抽混合式通风系统。 多级机站可用三级、四级甚至更多级，一般多用四级机站，其布置方式是： 一级机站是压入式机站，担负系统总进风，新鲜空气由其引入矿井。 二级机站起接力及分风的作用，保证作业区的供风，风机靠近用风段，作压入式供风。 三级机站把作业区域的乏风排至回风道，扇风机安装在回风一侧靠近用风部分的井巷中，作抽出式通风。 四级机站担负系统的总回风，把三级机站排出的废风集中排至地表，作抽出式通风。 这种通风方式的主要优点是： (1)机站为多台同型号的风机并

8、联，可根据作业区内需风量的变化来决定开闭扇风机的数量，达到调节风量的目的。 (2)机站间为分段串联，降低了每一机站的压差，全系统压力分布较均匀，可按需调整零压区，大幅度减少漏风，提高有效风量率。 (3)进、回风般部设专用井巷，使新鲜风流直接送到需风作业面，保证了工作面的进风量，减少了内部漏风。 (4)节能效果突出。 缺点是： 机站和风机数最多，管理要求较严，需要专用的通风井巷较多，增加基建费用 多级机站通风方式适用于生产作业分布广，开采量较大的矿井，特别是对需要采用抽压混合式通风的矿井尤为适用，对某些有分区通风条件的矿山亦可适用。 右图为梅山铁矿北采区多级机站通风系统。在-200 m水平入风井底安装一级机站，由四台扇风机并联工作，入风后分风给三个作业分层；在三