矿井通风系统是煤矿生产系统中最重要的系统之一,在矿井实际生产中广泛使用两台或两台以上的风机联合运行供风,但在进行多风机联合运行调控时,会造成风机间的相互扰动,而目前低效、落后的通风控制方式不但无法达到多风机通风网络风量的按需调控,而且造成了巨大的电能浪费。针对多风机联合运转时的相互影响以及按需变频调风难的问题,本文通过研究风机变频调节对通风网络特性的扰动机制以及多风机间的相互影响规律,结合风机变频技术、计算机软件编程技术和PLC自动控制技术,通过实例分析、理论推导和实验研究,提出了针对单风机、多风机联合运转时按需变频调风的方法。首先,通过对单风机通风网络实例模拟解算,研究分支风量Qi随风机频率f从50Hz、45Hz、40Hz、35Hz、30Hz、25Hz、20Hz调节时的变化规律,分析得出Qi与f呈正比例变化关系,Qi与风机风量Qf的比值恒为定值,据此分别建立了Qi与f和Qf的数学模型。同时,进一步提出了风机按需变频调风的约束条件以及分支风量对风机调风的灵敏度概念,基于统计学理论,提出了风机调风敏感分支概念及其确定方法。针对单风机按需变频调风,根据Qi与f的函数关系,建立了函数法自动变频调风数学模型。其次,以双风机联合运行的通风网络为例,研究2种变频调风方式下分支风量Qi与对应的风机频率f的变化规律,分析发现Qi与f呈现不同的变化关系,但Qi与对应风机的Qf的比值恒为定值;针对多风机调节时的相互影响问题,提出了将风机在公共分支上消耗的风压分为有效风压和额外风压,并对双风机在3种不同变频组合调节下工况点的变化规律进行分析,结果表明:导致风机彼此间相互影响的原因是各风机需要在公共风路上承担其他风机造成的额外风压。据此,结合回路风压平衡定律,以求解满足需风分支调节后的各风机风量、风压为目的,建立了多风机联合运转按需变频调风数学模型,提出了针对多风机联合运转的解析法变频调风技术。最后,基于按需变频调风模型开发了单/多风机按需变频调风控制软件,将自行建立的矿井通风复杂管网模拟实验平台纳入按需变频调风数据库,分别开展了多组单风机通风网络和双风机通风网络的按需变频调风实验。按需变频调风后风量的实验值与理论值相差均在1%以下,从而验证了函数法变频调风和解析法变频调风方法的合理性与可行性,可为实际矿井变频调风提供指导作用。