通风系统的自然风压计算
矿井通风4矿井通风动力
二、 自然风压的影响因素及变化规律
自然风压影响因素
HN=f (ρZ）=f [ρ(T,P,R,φ)，Z ]
1、矿井某一回路中两侧空气柱的温差是影响HN的主要因素。 2、空气成分和湿度影响空气的密度，因而对自然风压也有一定影响，
但影响较小。
HN
月份 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
B D K 65 8 №24
防爆型 对旋结构 表示用途，K为矿用
叶轮直径（24dm) 电机为8极（740r/min） 轮毂比0. 65的100倍化整
4、对旋风机的特点
一级叶轮和二级叶轮直接对接，旋转方向相反；机翼形叶片的扭曲方 向也相反，两级叶片安装角一般相差3º；电机为防爆型安装在主风筒 中的密闭罩内，与通风机流道中的含瓦斯气流隔离，密闭罩中有扁管 与大气相通，以达到散热目的。
静压功率：用风机静压计算输出功率，称为静压功率NS。计算式：
NS=HSQ×10—3
KW
风机的轴功率，即通风机的输入功率N（kW）。计算式：
N Nt H tQ
或
t 1000t
N Ns HSQ
s 1000s
式中 t、 S分别为风机的全压和静压效率。
电动机的输入功率（ Nm ）：
设电动机的效率为m,传动效率为tr时,则
第三节 通风机附属装置
一、风硐
风硐是连接风机和井筒的一段巷道。通过风量大、内外压差较大， 应尽量降低其风阻，并减少漏风。
二、扩散器(扩散塔)
作用：是降低出口速压以提高风机静压。 扩散器四面张角的大小应视风流从叶片出口的绝对速度方向而定。 总的原则是，扩散器的阻力小，出口动压小并无回流。
三、防爆门(防爆井盖)
2、工作原理
通风计算公式5[1]
![通风计算公式5[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/c4a1258fd0d233d4b14e6938.png)
矿井通风参数计算手册2008年5月5日前言在通风、瓦斯抽放与利用、综合防尘的设计及报表填报过程中，经常需要进行一些计算，计算过程中经常要查找设计手册、规程、细则、文件等资料，由于资料少，给工作带来不便，为加强通风管理工作，增强“一通三防”理论水平，提高工作效率；根据现场部分技术管理人员提出的要求，结合日常工作需要，参考了《采矿设计手册》，《瓦斯抽放细则》、《防治煤与瓦斯突出细则》、《瓦斯抽放手册》，矿井通风与安全，煤矿安全读本等资料，编写了通风计算手册，以便于通风技术管理人员查阅参考，由于时间伧促，错误之处在所难免，请各位给预批评指证。
2008年5月编者目录一、通风阻力测定计算公式 (1)二、通风报表常用计算公式 (7)三、矿井通风风量计算公式 (10)四、矿井通风网路解算 (24)五、抽放参数测定 (16)六、瓦斯抽放设计 (24)七、瓦期泵参数计算 (26)八、瓦斯利用 (27)九、综合防尘计算公式 (28)十、其它 (30)通风计算公式一、通风阻力测定计算公式 1、空气比重（密度） ρ A ： 当空气湿度大于60%时ρ=0. 461TP(kg/m 3) 当空气湿度小于60%时ρ=0. 465T P(1-0.378PP 饱ϕ) (kg/m 3)P~大气压力(mmHg)T~空气的绝对温度 (K) ϕ~空气相对湿度 (%)P 饱~水蒸气的饱和蒸气压（mmHg ） B ： 当空气湿度大于60%时ρ =0. 003484TP(kg/m 3) 当空气湿度小于60%时ρ =0. 003484T P(1-0.378PP 饱ϕ) (kg/m 3) P~大气压力(pa)T~空气的绝对温度 (K) ϕ~空气相对湿度 (%)P 饱~水蒸气的饱和蒸气压（pa ） 2、井巷断面（S ） A ：梯形及矩形断面 S=H ×b (m 2) B ：三心拱S= b ×(h+0.26b) (m 2) C ：半圆形S= b ×(h+0.39b) (m 2) 式中H 巷道净高（m ）b 梯形、矩形为巷道中宽，拱形为巷宽（m ） h 拱基高（m ） 3、巷道周边长 u=c ss~ 巷道断面积(m 2)c~ 周边系数（梯形4.16，三心拱4.10，半圆形3.84，圆形3.54）4、巷道风量Q=SV (km 3/s)Q~巷道风量 m 3 /minV~测风断面平均风速 （m/s ） S~巷道断面，m 2 5、动压h 动=g V 22ρ （mmH 2O ） ρ~ 空气密度 (kg/m 3)v~ 测点平均风速（m/s ） g~ 重力加速度 （m/s 2） 6、巷道风阻 R 1~2=2121--Q h (千缪) 百米风阻 R 100=2121--L R ×100(千缪) R 1-2~任意两点间的风阻 (千缪) R 100~百米风阻 (千缪) L 1-2~ 任意两点间间距 （m ） Q 1-2~任意两点间的巷道风量，m 3/s 7、通风阻力 A ：压差计法 h 1~2=K ×h 读（gv 221ρ1—gv 222ρ2）B ： 气压计法h 1~2=K （h 1-h 2）+(z 1-z 2) ρ+（gv 221ρ1—gv 222ρ2）8、自然风压h=z （ρ进—ρ回）A ： ρ均=nn∑1ρB ：ρ均=∑∑inZ Z 1ρ9、井巷通风阻力（1）摩察风阻 R=3S LUαR~巷道风阻，kg/m 7U~巷道周边长，m S~巷道断面积，m 2 （2）摩察阻力 h f =RQ 2=3S LUα Q 2h f ~摩察阻力, mmh 2o Q~巷道风量，m 3/s R~巷道风阻，kg/m 7 L~ 巷道长度，m U~巷道周边长，m S~巷道断面积，m 2二、通风报表常用计算公式 1、矿井等积孔 A=1.19hQA~矿井等积孔，m Q~主扇风量，m 3/s H~主扇负压，Pa A=0.38hQA~矿井等积孔，m Q~主扇风量，m 3/s H~主扇负压，mmh 2o 多台风机联合运转时h Rrm =∑∑==n i ini iRiQQ h11A=1.19Rmh Qh Rrm ~多台风机联合运转加权负压， Pa h Ri ~单台风机的负压，mmh 2o （Pa ） Q i ~单台风机的风量，m 3/s 2、扇风机参数的计算 （1）扇风机实际功率 Nc=1000hQ ∙ Nc~扇风机的实际功率，KW h~通风机的负压， Pa Q~通风机的风量，m 3/sη=NNc×100% Q~风机风量, m 3/sh~风机负压, Pa (可分为静压,全压计算) Nc~风机实际功率, KW N~风机轴功率, KW η风机实际效率3、有效风量矿井有效风量是指风流通过井下各工作地点（包括独立通风的采煤工作面、掘进工作面、硐室和其它用风地点）实际风量总和，按下式计算Q 有效=iQ∑采+iQ∑掘+iQ∑硐+iQ∑其它4、有效风量率是指矿井有效风量与各台主要通风机风量总和之比（C ）按下式进行计算C=100⨯∑iQ Q 通有效%Q 通i~第I 台通风机实际风量 5、外部漏率A ：外部漏风量是指主要通风机装置及其风井附近地表漏失风量总和，可用各台主要通风机风量总和减去矿井总回风量求得，按下式计算Q 外漏=iQ∑通-iQ∑总回Q 外漏~矿井外部漏风量iQ∑通~各台主要通风机的风量总和 iQ∑总回~各台主要通风机总回风量之和B ：矿井外部漏风率是指矿井外部漏风量与各台主要通风机风量之和之比，按下式进行计算L=100⨯∑iQQ 通外漏%L ~矿井外部漏风率 6、巷道失修率 A ：一般失修率一般失修巷道长度除以矿井巷道总长度的百分数 d 失=%100⨯总失L Ld 失 ~巷道失修率，% L 失 ~失修巷道长度，m L 总 ~矿井巷道总长度，m B ：严重失修率严重失修巷道长度除以矿井巷道总长度的百分数 d 严重=%100⨯总严重L Ld 严重 ~巷道失修率，% L 严重 ~失修巷道长度，m L 总 ~矿井巷道总长度，m 三、矿井通风风量计算公式1、矿井风量按下式计算，并取其中最大值 （1）按井下同时工作的最多人数计算所Q 矿井=4×N ×K 矿通 m 3/min N —井下同时工作的最多人数，人 K 矿通 矿井通风系数，1.2~1.25（2）按采煤、掘井、硐室和其它地点实际需要风量总和计算 Q 矿井=（∑采Q +∑掘Q +∑硐Q +∑其它Q）K 矿通∑采Q ~ 采煤工作面实际需要风量总和，m 3/min ∑掘Q ~ 掘进工作面实际需要风量总和，m 3/min ∑硐Q~ 硐室实际需要风量总和，m 3/min∑其它Q~ 除采煤、掘进、硐室外其它井巷掘实际需要风量总和，m 3/min2、采煤工作面风量计算采煤工作面实际需要风量，应按矿井各个采煤工作面实际需要风量总和计算：∑采Q =∑=ni iQ1采+∑=ni iQ1采备Q 采i ~第i 采煤工作面实际需要风量，m 3/min Q 采备i ~第i 采煤备用工作面实际需要风量，m 3/min 采煤工作面风量按以下方法计算： （1）按瓦斯涌出量计算 Q 采=100×q cH4采×K 采通Q 采—工作面需要风量，m 3/minq cH4采—工作面回风巷风流中瓦斯的平均绝对涌出量，m 3/minK采通—采面瓦斯涌出不均衡通风系数， 机采K采通=1.2~1.6，炮采K采通=1.4~2（参考公司风量计算细则要求）（2）按工作面温度计算Q采i=60×N i m3/minN i—第i个工作面同时工作的最多人数，人Q采=60×V采×S采V采i~第i个工作面风速，m/sS采i~第i个工作面平均断面，m2(可按最大和最小控顶距平均值进行计算)（3）按工作面人数计算Q采i=4×N i m3/minN i—第i个工作面同时工作的最多人数，人（4）按风速进行验算按最低风速验算，其最低风量为：Q min≥15×S采i m3/min （V=0.25 m/s）Q min—采煤工作面最低风速时需要风量，m3/minS采i~第i个工作面平均断面，m2量为Q max≤240×S采i m3/minQ max—采煤工作面最高风速时需要风量，m3/min（V=4 m/s）S采i~第i个工作面平均断面，m23、掘进工作面风量按以下方法计算：（1）按瓦斯涌出量计算Q掘=100×q cH4掘×K掘通Q掘—掘进工作面实际需要风量，m3/minq cH4掘—掘进工作面瓦斯绝对涌出量，m3/minK掘通—掘进面瓦斯涌出不均衡通风系数，机掘K掘通=1.5~2（参考公司风量计算细则要求）（2）按炸药计算Q掘i=25×A i m3/min（3）按局部通风机实际风量计算 Q 掘i =Q 局机i ×I i m 3/minI i —第i 个工作面同时工作的局部通风机台数，台 （4）按工作面人数计算 Q 掘i =4×N i m 3/minN i —第i 个掘进工作面同时工作的最多人数，人 （5）按风速进行验算按最低风速验算，其最低风量为： 各个岩巷掘进工作面最低风量Q min ≥9×S 岩掘i m 3/min （V=0.15 m/s ） 各个煤巷或半煤岩巷掘进工作面最低风量Q min ≥15×S 煤掘i m 3/min （V=0.25 m/s ） Q min —掘煤工作面最低风速时需要风量，m 3/min S 岩掘i ~第i 个岩巷工作面断面，m 2S 煤掘i ~第i 个煤巷或半煤岩巷掘进工作面断面，m 2 Q max ≤240×S 掘i m 3/min Q max —掘煤工作面最高风速时需要风量，m 3/min （V=4 m/s ） 350~矿井年工作日S 掘i ~第i 个工作面断面，m 2 4、硐室风量计算 Q 硐室=∑=ni iQ1硐Q 硐i ~各个独立通风硐室实际需要风量，m 3/min （1） 发热量大的空气机房和水泵房 Q 机电硐室=tW ∆⨯⨯⨯⨯⨯∑60006.12.13600θ，m 3/minQ 机电硐室~机电硐室实际需要风量，m 3/min∑W ~ 机电硐室运转电机总功率，KWt ∆ ~ 机电硐室进、回风的气温差，℃θ ~机电硐室发热系数，根据实际考察或（空压机0.20~0.23, 水泵房0.02~0.04）31．005 ~空气定压比热容，kj/kg.k (2)爆破材料库按每小4次换气量计算 Q 爆破材料库=0.07×V , m 3/minV~包括联络在内的爆破材料库空间总体积, m 3(一般情况大型100~155 m 3/min,中小型60~100 m 3/min) (3)其它硐室按经验取值a: 采区绞车房及变电硐室为60~80 m 3/minb:充电硐室按H2浓度小于0.5%,但不得小于100 m 3/min,或按经验值取100~200 m 3/min. 5其它巷道风量计算其它巷道风量应按瓦斯涌出量和风速进行验算，并取其中大值 Q 其它=∑=ni iQ1其它（1）Q 掘=133×q cH4其它×K 其它Q 其它i —第i 个其它巷道需要风量，m 3/min q cH4其它—第i 个其它巷道瓦斯绝对涌出量，m 3/minK 其它—第i 个巷道瓦斯涌出不均衡通风系数， 机掘K 掘通=1.2~1.3（2）按风速进行验算按最低风速验算，其最低风量为： 各个岩巷掘进工作面最低风量 Q min ≥9×S 岩掘i m 3/minQ min —掘煤工作面最低风速时需要风量，m 3/min （V=0.15 m/s ） S 其它i ~第i 个其它巷道断面，m 2四、通风网路解算1、风流流动的基本定律（1）风量平衡定律：网路中流入节点的风量之和等于流出节点风量之和。
通风机风压风量的计算
第四节通风机的实际特性曲线一、通风机的工作参数表示通风机性能的主要参数是风压H、风量Q、风机轴功率N、效率 和转速n 等。
（一）风机(实际)流量Q风机的实际流量一般是指实际时间内通过风机入口空气的体积，亦称体积流量（无特殊说明时均指在标准状态下），单位为,或。
（二）风机(实际)全压H f与静压H s通风机的全压H t是通风机对空气作功，消耗于每1m3空气的能量（N·m/m3或Pa），其值为风机出口风流的全压与入口风流全压之差。
在忽略自然风压时，H t用以克服通风管网阻力h R和风机出口动能损失h v，即H t=h R+h V,4—4—1克服管网通风阻力的风压称为通风机的静压H S，PaH S=h R=RQ24-4-2因此H t=H S+h V4-4-3(三）通风机的功率通风机的输出功率（又称空气功率）以全压计算时称全压功率N t，用下式计算：N t=H t Q×10-3 4—5—4用风机静压计算输出功率，称为静压功率N S，即N S=H S Q×10—3 4-4-5因此，风机的轴功率，即通风机的输入功率N（kW）,4—5—6或4-4-7式中ηt、ηS分别为风机折全压和静压效率。
设电动机的效率为ηm,传动效率为ηtr时，电动机的输入功率为N m,则4-4-8二、通风系统主要参数关系和风机房水柱计（压差计）示值含义掌握矿井主要通风机与通风系统参数之间关系，对于矿井通风的科学管理至关重要。
为了指示主要通风机运转以及通风系统的状况，在风硐中靠近风机入口、风流稳定断面上安装测静压探头，通过胶管与风机房中水柱计或压差计（仪）相连接，测得所在断面上风流的相对静压h。
在离心式通风机测压探头应安装在立闸门的外侧。
水柱计或压差计的示值与通风机压力和矿井阻力之间存在什么关系？它对于通风管理有什么实际意义？下面就此进行讨论。
1、抽出式通风1）水柱（压差）计示值与矿井通风阻力和风机静压之间关系如图4-4-1，水柱计示值为4断面相对静压h4，h4（负压）=P4-P04(P4为4断面绝对压力，P04为与4断面同标高的大气压力）。
北洺河铁矿自然风压计算及通风系统优化措施
现代矿业MODERN MINING总第616期2222年8月第8期Seriai No；710A u/u U.2220北洛河铁矿自然风压计算及通风系统优化措施周超群1王荣军1崔杰1鲁智勇2，，周伟2，，吴冷峻2，，(1.五矿邯邢矿业有限公司北河铁矿;2.中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司；3.金属矿山安全与健康国家重点实验室;4.华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司)摘要为研究自然风压对北河铁矿通风系统的影响，采用理论分析与三维通风网络解算软件模拟的方法，分别计算了该矿冬季与夏季进风井筒与回风井筒之间的自然风压，并对计算结果进行分析与预测。
研究结果表明，冬季与夏季北？河铁矿进风井筒与东风井之间自然风压作用方向相反，冬季自然风压有利于矿井通风，夏季自然风压不利于矿井通风。
在夏季通风困难时期,回风主扇运行频率提高至45Hz,矿井总风量达158m4/s,能满足矿山安全生产的总风量设计要求，有效提高井下生产效率，对工程实践有一定的指导意义。
关键词通风系统自然风压主扇频率DOI：12.3999/(.issn.4746282.2020.68.655Optimization Measures oO Veatilation System and Naturai Wind PressureCalcalation in Beiminghe Iron MineZ/n Chvquo8Wan.R oh/uo0C up Jie0Lu Zhiyonu2'5'h Z/n Wet2^3^h Wu Len/uo2^3^h(1.BPmine/e Iron Miee,Minmetats Haexine Mininn Co.；Lth.;2.Sieosteel Maansha.Generat Institute ofMininn Research Co；；Lth；;3.State Key Lanoratorf of Safet/an.Health U p MetaI Mi.es;4.Hudwei NationaI Ennieeerinn Centev of High Efficient Cyclic an.Utilization of Metallic MieeraI Resonrces Co.；Lth.) Abstraca In orVec to stuUy the inUuence of naturai win.pressure on the ventilation system of BPm・innhe Iron Mine,the naturai wind pressure betaeen the intane an.retura aic shafts in wintec an.summec is colchlaten by theoreticoI analysis an.3D ventilation netaork solution softaaro simulation,min the colchlaten results are analyzef an.preficteP.TFie results show that the direction of the naturai win.pressure betaeen the inlet shaU an.the east dir sUat in wintec an.summec is opposite,the naturai wind pressure in wintec is benefciaI to mine ventilation,whiIe the naturai win.pressure in summec is not connucive to mine ventilation.DuVne the diPichtt ventilation peVof in summec,the operation Uequence of the retura U t main fan is ：皿00$1to45Hz,and the totat atc volume cf the mine is up to158m4/s ,w/ice con meet the design requirements of the totat U s volume of the saff proPuction of the mine,PUctivety improve the unneraronn.profuction efUcience,an./ave ceVin/uidine sianificence foc the eneineevne practice.Keaworat Ventilation system,Naturat win.pressure,Main fan fvqupcy自然风压是由于各井筒中空气温度的差异和井口的标高差，以及能影响空气重率变化的其它因素所造成各井筒空气柱质量不等而产生的压差，是造成井下空气连续流动的动力之一卩2。
通风阻力 计算公式汇总
1、 巷道几何参数的测算（1）梯形：断面积 SL=H L *B L 周长 U L(2) 半圆拱：断面积 S L =（H L -0.1073B L ）*B L 周长 U L=3.84*（3）三心拱：断面积 S L =（HL-0.0867B L ）*B L 周长 U L（4）圆形：断面积 S L =π*R 2 周长 U L =2*π*R（5）矩形：断面积 S L = H L * B L 周长 U L =2*（H L +B L ） 式中： S L —巷道断面面积，m 2U L —巷道断面周长，m ；H L —巷道断面全高，m ；B L —巷道断面宽度或腰线宽度，m ；R —巷道断面圆半径，m ；π—圆周率，取3.14159。
以上有关参数均通过实测获取，而巷道各分支长度由地测部门提供。
2、 巷道内风量的计算（1）两测点之间巷道通过的风量按如下原则确定：Q=（Q i +Q i+1）/2 ， m 3/min（2）井巷内风量、风速按以下公式计算：Q L =S L *V L ， m 3/minV L =（（S-0.4）/S ）*（a X+ b ） ， m 3/min式中： Q L --井巷内通过的风量，m 3/min ；S L （S ）--井巷断面面积，m 2V L --井巷内平均风速，m/minX —表风速，m/mina 、b —风表校正系数3 井巷内空气密度的计算湿空气密度用下列公式计算：i b i=d0.0348(Pi 0.379P )273.15+t ϕ-ρ ， kg/ m 3 式中：i ρ—测点i 处湿空气密度（i ϕ≠０）, kg/ m 3Pi --测点i 处空气的绝对静压(大气压力),Pa ；d t --测点i 处空气的干温度，℃；i ϕ--测点i 处空气的相对湿度，%；P b —测点i 处d t 空气温度下的饱和水蒸气压力，Pa 。
4 井巷断面速压的计算井巷断面的速压由其空气密度和平均风速确定，即：v i L 2h =(V )/2ρ式中：v h --巷道断面的速压，Pa ；i ρ--巷道断面的空气密度，Kg/ m 3L V --巷道断面的平均风速，m/s ；5 井巷通风阻力计算井巷两端断面之间的通风阻力按式（1）计算，即:i-j s(i,j)z(i,j)v(i,j)h h h +h =+ Pa (1)式中：h i-j —井巷始末测点间的通风阻力，Pa ；s(i,j)h —始断面静压与末断面静压之差，Pa ；即：s(i,j)i j i j h 9.81[(B -B )-(B '-B ')]=i B 、B j —分别为始断面、末断面静压差读数，mmH 2O ；i B'、j B '—分别为读取i B 、B j 时基点气压计静压差读数，mmH 2O ；z(i,j)h --始断面位压与末断面位压之差，Pa ；即：z(i,j)i j i j h =9.81(Z -Z )(+)/2ρρi ρ、j ρ --分别为始断面、末断面空气密度，Kg/m 3； i Z 、Z j —分别为始、末测点标高，m ；v(i,j)h --始断面速压与末断面速压之差，Pa ；6 矿井通风总阻力计算从进风井口测点到通风机前风洞内测点之间的全井通风阻力h ，等于任意一条风路线上各分支通风阻力之和，即：i j h h -=∑ ，Pa7 井巷风阻R L 的计算任意一条井巷的风阻值R L 大小用下列公式计算：2L L L R =h /Q ， Kg/m 7； 式中：R L ---任一条井巷的风阻，Kg/m 7；h L---该条井巷的通风阻力，Pa ；QL —该条井巷通过的风量，m 3/s 。
矿井通风阻力及风机静压负压全压
矿井通风压力、通风阻力及风机静压、全压、负压一、矿井通风压力 (mine ventilation pressure)指矿井风流的压强,包括静压、动压与全压。
静压 空气分子之间或空气分子对风道壁施加的压力,不随方向而异。
静止的空气与流动的空气均有静压。
井巷或风筒中某点风流的静压与该点在深度上所处的位置与扇风机造成的压力有关。
按度量静压所选择的计量基准不同,有绝对静压与相对静压之分。
绝对静压就是以真空状态的绝对零压为基准计量空气的静压,恒为正值。
相对静压就是以当地大气压力为基准计量的空气静压,当其高于大气压时为正值,称正压;反之为负值,称负压。
动压 空气流动而产生的压力,恒为正值。
风流动压的计算式,式中H u 为动压,Pa;u 为风速,m ／s;p 为空气密度,kg ／m 3。
全压 静压与动压之与,有绝对全压与相对全压之分。
风流中任一点的绝对全压P t 等于该点绝对静压P s 与动压H u 相加,即P t =P s +H u 。
风流中任一点的相对全压H e 等于该点相对静压H s 与动压H u 的代数与,即H t =H s +H u 。
抽出式通风风流的相对静压H s 为负值。
压力测定 绝对静压用水银气压计或空盒气压计测量。
相对全压、相对静压与动压用U 形压差计、单管倾斜压差计或补偿式微压计与皮托管配合测量。
恒温压差计可测两点间的相对静压。
数字式精密气压计能测绝对静压与相对静压。
二、矿井通风阻力矿井通风阻力就是指风流从进风井进入井下、通过井下巷道后从风井出来、再从风机排出沿途所遇到的阻力(也即需要风机克服的阻力),其值由下式计算:N v s j H h h h +-=阻式中:h 阻j —矿井通风阻力,Pa;h s—风机入口静压(也称负压,若忽略静压管实际入口至风机入口处的沿程摩擦损失时,h s即为水柱计上的读数),Pa;h v—测静压断面的速压(也称动压),Pa;H N—矿井自然风压,Pa。
三、风机的静压、全压及速压(动压)如下图所示:图中:2为风机,风机左侧1为风机吸风侧,风机右侧3为风机出风侧。
自然风压影响通风系统的原因及对策
134 /矿业装备 MINING EQUIPMENT自然风压影响通风系统的原因及对策1 自然形成风压的原因以及影响的因素自然形成的风压是因为，当风流经矿井巷道时，它与岩石进行了热交换，进而造成回风井、进风井里的温度产生了温度差，致使井筒下面空气的重力出现差异，这一重力差也就是自然形成的风压。
影响HN 自然形成风压的主要因素与回风井、进风井中空气柱高度差和密度差有关。
其关联公式如下：H N =f （pZ ）=f [p （T ，P ，R ，φ）Z ] （1）公式（1）中：Z 是高度差，P 是空气的密度差，H N 是自然形成的风压，P 密度差和自然形成的风压成正比关系，空气的密度影响主要因素是围岩和风流进行热交换的T 温度，R 空气的成分与湿度对自然形成风压的影响不大。
Z 高度差和自然形成的分压具有正比关系，随着矿井深度不断增加，因为矿井的温度会逐渐变化，深井中空气的温度也会随之变化，这样回风井、进风井中的空气密度将出现密度差，进而矿井会自然形成风压。
例如某矿地温每一百米相差2.3°~3.2°，地下967 m 处地温可达38.8°。
2 自然形成的风压对矿井通风影响的分析2.1 对煤矿通风体系的影响（1）通风体系状况。
煤矿矿井标高-967 m，地面上的井口为+27 m，矿井使用大巷道、石门、立井的开拓形式，矿井的通风形式采用并列中央通风，副井、主井进行进风，中央的风井进行回本文针对煤矿在建设过程中，因为自然形成的风压对矿井自身通风体系的影响状况进行研究、分析，依据分析结果找出解决的方法。
通过研究分析掌握出矿井自然形成风压的规律，这对于矿井通风安全管理工作具有重要应用价值。
□ 王利国 晋能集团大同有限公司 山西大同 037005风的方式，矿井建设时期为冬季，自然形成的风压导致矿井中央的风井出现雾气，矿井自身的风机无法排除雾气，副井、主井出现反风的现象，最终导致通风体系的混乱。
自然风压
为了将地面新鲜空气不断输送到井下，并克服井巷阻力而流动，使工作面获得所需风量，矿井通风系统中必须有足够的通风动力。
矿井通风的动力有两种：自然风压（称自然通风）和扇风机风压（即机械通风）。
一、矿井自然通风的基本概念在非机械通风的矿井里常常观测到，风流从气温较低的井筒经工作面流到气温较高的井筒。
这主要是由于风流经过井巷时与岩石发生了热量交换，进、回风井里的气温出现差异，回风井里的空气密度小，因而两个井筒底部的空气压力不相等，其压差就是所谓的自然风压H n。
在自然风压的作用下风流不断流过矿井，形成自然通风过程。
如图1所示，p o为竖井口标高处的大气压。
如果在夏天，地面气温较高，如图1（a）所示的矿井里，p2＞ p1，就会出现与冬天相反方向的自然通风，如虚矢线所示。
不难设想，由于地面气温的变化，也会导致p2 = p1，因而自然通风停止。
在山区用平硐开拓的矿井，未安主扇通风时，经常可以见到自然通风风向的变化，有时风流停滞。
这就表明，完全依靠自然通风，不能满足安全生产的要求。
图1 自然通风对于一个有主扇通风的矿井，由于上述自然因素的作用，自然通风压依然存在。
设若主扇在回风井抽出式或在进风井压入式工作，当炎热季节温度颇高的地面空气流入进风井巷后，其热量虽然已经不断传给岩石，但通常仍然形成进风井里的空气密度还低于回风井里的空气密度，这时自然风压的方向就与扇风机通风的方向相反，扇风机风压不仅要用来克服井巷通风阻力，而且还要克服反向的自然风压。
冬季情况正好相反，自然风压能够帮助扇风机去克服井巷通风阻力。
从上述自然通风形成的原因也可以说明，即使只有一个出口的井筒或平硐，也可能形成自然通风。
冬天，当井筒周壁不淋水，就可能出现井筒中心部下风而周围上风的现象；夏天，却可能出现相反的通风方向。
大爆破后产生大量温度稍高的有毒有害气体以后，特别是当井下发生火灾产生大量温度较高的烟气时，就会出现局部的自然风压（称为“火风压”），扰乱原来的通风系统风流状况。
自然风压
根据能量方程，可以写出自进风井口到出风 井口通风总阻力hr的测算式为: hr＝P0-P0'+(Z2-3γ 2-3－Z4-5 γ4-5)，Pa
该矿井用来克服 hr 的唯一动力是该矿井的自然 风压hn，以P0＝P0'＋(z1-2γ1-2)代入上式得： hr＝hn＝(z1-2γ1-2＋z2-3γ2-3)—(z4-5γ4-5)，Pa
二、轴流式扇风机
轴流式扇风机主要由动轮 l，圆筒形机壳3、集 风器4、整流器5、流线体6和环形扩散器7所组成。 集风器是外壳呈曲线形且断面收缩的风筒。流线体 是一个遮盖动轮轮毂部分的曲面圆锥形罩，它与集 风器构成环形入风口，以减少入口对风流的阻力。 动轮是由固定在 轮轴上的轮毂和 等间距安装的叶 片2组成。
第四章 矿井通风动力
空气能在井巷中流动，是由于风流的始末 两点间存在着能量差。这种能量差的产生， 若是由扇风机造成的，则为 机械风压 ，若是 矿井自然条件产生的，则为 自然风压 。机械 风压和自然风压均是矿井通风的动力，用以 克服矿井的通风阻力，促使空气流动。
一.自然风压及其变化规律
如图4-1所示的通风系统中，平峒口与出风井 口的标高差为Z米，当井外空气柱4-1和 井内空气 柱2-3的平均温度有差异时，两空气柱中空气的重 率也不相同。所以，在两空气 柱各自的底面积1、 2上所承受的重量也不一样，造成了1、2两点间的 能量差，从而促使空气流动 ，l和2两点以上空气柱的重 量差完全决定于两井口的标 高差、两空气柱的温度差以 及能影响空气重率变化的其 它自然因素。因此，称为自 然风压，一般用hn表示。
5．消音装置
扇风机在运转时产生噪音，特别是大直径轴 流式扇风机的噪音更大，以致影响工业场地和居 民区的工作和休息，为了保护环境，需要采取有 效措施，把噪音降低到人们感觉正常的程度。我 国规定扇风机的噪音不得超过90dB。 速度较大的风流在扇风机内和高速旋转的动 轮叶片迅猛冲击，产生空气动力噪音，同时机件 振动产生机械噪音。当扇风机的圆周速度大于 20m/s时，空气动力噪音占主要地位。正对扇风机 出口方向的噪音最大，侧向逐渐减少。
矿井通风动力.doc
第六节 矿井通风动力一 、自然风压(一)、 自然风压及其形成和计算图1—6—1 简化矿井通风系图1-6-1为一个简化的矿井通风系统，2-3为水平巷道，0-5为通过系统最高点的水平线。
如果把地表大气视为断面无限大，风阻为零的假想风路，则通风系统可视为一个闭合的回路。
在冬季，由于空气柱0-1-2比5-4-3的平均温度较低，平均空气密度较大，导致两空气柱作用在2-3水平面上的重力不等。
其重力之差就是该系统的自然风压。
它使空气源源不断地从井口1流入，从井口5流出。
在夏季时，若空气柱5-4-3比0-1-2温度低，平均密度大，则系统产生的自然风压方向与冬季相反。
地面空气从井口5流入，从井口1流出。
这种由自然因素作用而形成的通风叫自然通风。
由上述例子可见，在一个有高差的闭合回路中，只要两侧有高差巷道中空气的温度或密度不等，则该回路就会产生自然风压。
p 为井口的大气压，Pa ；Z 为井深，m ；0-1-2和5-4-3井巷中空气密度的平均值ρm1和ρm2，kg/m 3，则自然风压为：H Zg N m m =-()ρρ12 (1-6-1)(二)、自然风压的影响因素及变化规律1、自然风压变化规律自然风压的大小和方向，主要受地面空气温度变化的影响。
如图1-6-2、图1-6-3所示分别为浅井和我国北部地区深井的自然风压随季节变化的情形。
由图可以看出，对于浅井，夏季的自然风压出现负值；而对于我国北部地区的一些深井，全年的自然风压都为正值。
图1-6-2 浅井自然风压随季节变化图图1-6-3 深井自然风压随季节变化图2、自然风压影响因素（1）两侧空气柱的温度差矿井某一回路中两侧空气柱的温差是影响的主要因素。
影响气温差的主要因素是地面入风气温和风流与围岩的热交换。
其影响程度随矿井的开拓方式、采深、地形和地理位置的不同而有所不同。
（2）矿井深度当两侧空气柱温差一定时，自然风压与矿井或回路最高与最低点间的高差Z 成正比。
深1000m的矿井，“自然通风能”占总通风能量的30%。
新疆矿井自然风压的计算
矿井自然风压计算摘要：分析自然风压的形成原理与过程。
以大唐呼图壁铁列克煤矿为例，对进回风井分析建立通风模型，借助矿井相关参数，计算空气密度大气压强，最后利用相关公式计算夏季和冬季环境下的自然风压，并就自然风压对矿井通风的影响进行分析讨论。
关键词：自然风压；空气密度；饱和水蒸气绝对分压自然风压对与煤矿既有利又有害，煤矿对自然风压也一直有较高的重视。
通过计算煤矿自然风压，用数据来体会自然风压对煤矿的影响。
一、煤矿简介大唐呼图壁铁列克煤矿是大唐新疆能源开发有限公司建设的。
该矿区位于呼图壁县城西南，井田采用主副立井开拓方式，分两个水平，一水平井底标高为+950m，二水平标高为+600m，+950m--+600m水平采用暗斜井开拓。
主立井：井口标高+1482m，井筒落底水平标高为+950m，垂深532m。
副立井：井口标高为+1482m，一水平井底标高为+950m，垂深557m（含水平以下井窝）。
立风井：井口标高+1635m，井底标高+1330m，垂深305m。
二、自然风压的形成原理图1为一个简化的矿井通风系统，0-5为通过系统最高点的水平面，2-3为水平巷道，0-1为两井口的的标高差。
在水平面0-5上，各点的大气压力均相等；在该水平面一下，由于空气温度、湿度的不同，空气柱0-1-2和5-4-3的密度也就不同，只是两空气柱作用在水平面2-3上的重力不等，其重力差就是该系统的自然风压。
在冬季，由于空气柱0-1-2比5-4-3的平均温度较低，平均空气密度较大，导致两空气柱作用在2-3水平面上的重力，2处大于3处，它使空气源源不断地从井口1流入，从井口5流出。
在夏季时，若空气柱5-4-3比0-1-2温度低，平均密度大，则系统产生的自然风压方向与冬季相反。
地面空气从井口5流入，从井口1流出。
图1三、自然风压相关参数的计算1.计算各种情况下的p值P进表=（1-1000112.0进表Z⨯）×1.01325×105=（1-10001482112.0⨯）×1.01325×105=84.51KPa式中：Z进表--进风井口地表标高，+1482m。
通风计算公式
矿井通风参数计算手册2005年九月前言在通风、瓦斯抽放与利用、综合防尘的设计及报表填报过程中，经常需要进行一些计算，计算过程中经常要查找设计手册、规程、细则、文件等资料，由于资料少，给工作带来不便，为加强通风管理工作，增强“一通三防”理论水平，提高工作效率；根据现场部分技术管理人员提出的要求，结合日常工作需要，参考了《采矿设计手册》，《瓦斯抽放细则》、《防治煤与瓦斯突出细则》、《瓦斯抽放手册》，矿井通风与安全，煤矿安全读本等资料，编写了通风计算手册，以便于通风技术管理人员查阅参考，由于时间伧促，错误之处在所难免，请各位给预批评指证。
2005年9月编者目录一、通风阻力测定计算公式 (1)二、通风报表常用计算公式 (7)三、矿井通风风量计算公式 (10)四、矿井通风网路解算 (24)五、抽放参数测定 (16)六、瓦斯抽放设计 (24)七、瓦期泵参数计算 (26)八、瓦斯利用 (27)九、综合防尘计算公式 (28)十、其它 (30)通风计算公式一、通风阻力测定计算公式1、空气比重（密度） ρA ： 当空气湿度大于60%时ρ =0. 461TP (kg/m 3)当空气湿度小于60%时 ρ =0. 465T P (1-0.378P P 饱ϕ) (kg/m 3)P~大气压力(mmHg)T~空气的绝对温度 (K)ϕ~空气相对湿度 (%)P 饱~水蒸气的饱和蒸气压（mmHg ）B ： 当空气湿度大于60%时ρ =0. 003484TP(kg/m 3) 当空气湿度小于60%时ρ =0. 003484T P (1-0.378P P 饱ϕ) (kg/m 3)P~大气压力(pa)T~空气的绝对温度 (K)ϕ~空气相对湿度 (%)P 饱~水蒸气的饱和蒸气压（pa ）2、井巷断面（S ）A ：梯形及矩形断面S=H ×b (m 2)B ：三心拱S= b ×(h+0.26b) (m 2)C ：半圆形S= b ×(h+0.39b) (m 2)式中H 巷道净高（m ）b 梯形、矩形为巷道中宽，拱形为巷宽（m ）h 拱基高（m ）3、巷道周边长 u=c ss~ 巷道断面积(m 2)c~ 周边系数（梯形4.16，三心拱4.10，半圆形3.84，圆形3.54）u~巷道周边长(m)4、巷道风量Q=SV (km 3/s)Q~巷道风量 m 3 /minV~测风断面平均风速 （m/s ）S~巷道断面，m 25、动压h 动=g V 22ρ （mmH 2O ）ρ~ 空气密度 (kg/m 3)v~ 测点平均风速（m/s ）g~ 重力加速度 （m/s 2）6、巷道风阻R 1~2=2121--Q h (千缪) 百米风阻R 100=2121--L R ×100(千缪) R 1-2~任意两点间的风阻 (千缪)R 100~百米风阻 (千缪)L 1-2~ 任意两点间间距 （m ）Q 1-2~任意两点间的巷道风量，m 3/s7、通风阻力A ：压差计法h 1~2=K ×h 读（g v 221ρ1—g v 222ρ2） B ： 气压计法h 1~2=K （h 1-h 2）+(z 1-z 2) ρ+（g v 221ρ1—g v 222ρ2）8、自然风压h=z （ρ进—ρ回） A ： ρ均=n n∑1ρ B ：ρ均=∑∑i nZ Z 1ρ 9、井巷通风阻力（1）摩察风阻 R=3S LUαR~巷道风阻，kg/m 7L~ 巷道长度，mU~巷道周边长，mS~巷道断面积，m 2（2）摩察阻力h f =RQ 2=3S LU α Q 2h f ~摩察阻力, mmh 2oQ~巷道风量，m 3/sR~巷道风阻，kg/m 7L~ 巷道长度，mU~巷道周边长，mS~巷道断面积，m 2二、通风报表常用计算公式1、矿井等积孔 A=1.19h QA~矿井等积孔，mQ~主扇风量，m 3/sH~主扇负压，Pa A=0.38h QA~矿井等积孔，mQ~主扇风量，m 3/sH~主扇负压，mmh 2o多台风机联合运转时h Rrm =∑∑==ni i n i i Ri QQ h11A=1.19Rm h Qh Rrm ~多台风机联合运转加权负压， Pah Ri ~单台风机的负压，mmh 2o （Pa ）Q i ~单台风机的风量，m 3/s2、扇风机参数的计算（1）扇风机实际功率 Nc=1000h Q • Nc~扇风机的实际功率，KWh~通风机的负压， PaQ~通风机的风量，m 3/s（2）扇风机效率η=NNc ×100% Q~风机风量, m 3/sh~风机负压, Pa (可分为静压,全压计算)Nc~风机实际功率, KWN~风机轴功率, KWη风机实际效率3、有效风量矿井有效风量是指风流通过井下各工作地点（包括独立通风的采煤工作面、掘进工作面、硐室和其它用风地点）实际风量总和，按下式计算Q 有效=i Q ∑采+i Q ∑掘+i Q ∑硐+i Q ∑其它4、有效风量率是指矿井有效风量与各台主要通风机风量总和之比（C ）按下式进行计算 C=100⨯∑iQ Q 通有效%Q 通i~第I 台通风机实际风量5、外部漏率A ：外部漏风量是指主要通风机装置及其风井附近地表漏失风量总和，可用各台主要通风机风量总和减去矿井总回风量求得，按下式计算Q 外漏=i Q ∑通-i Q ∑总回Q 外漏~矿井外部漏风量i Q ∑通~各台主要通风机的风量总和iQ ∑总回~各台主要通风机总回风量之和 B ：矿井外部漏风率是指矿井外部漏风量与各台主要通风机风量之和之比，按下式进行计算L=100⨯∑iQ Q 通外漏%L ~矿井外部漏风率6、巷道失修率A ：一般失修率一般失修巷道长度除以矿井巷道总长度的百分数d 失=%100⨯总失L Ld 失 ~巷道失修率，%L 失 ~失修巷道长度，mL 总 ~矿井巷道总长度，mB ：严重失修率严重失修巷道长度除以矿井巷道总长度的百分数d 严重=%100⨯总严重L Ld 严重 ~巷道失修率，%L 严重 ~失修巷道长度，mL 总 ~矿井巷道总长度，m三、矿井通风风量计算公式1、矿井风量按下式计算，并取其中最大值（1）按井下同时工作的最多人数计算所Q 矿井=4×N ×K 矿通 m 3/min N —井下同时工作的最多人数，人K 矿通 矿井通风系数，1.2~1.25（2）按采煤、掘井、硐室和其它地点实际需要风量总和计算Q 矿井=（∑采Q +∑掘Q +∑硐Q +∑其它Q ）K 矿通∑采Q ~ 采煤工作面实际需要风量总和，m 3/min∑掘Q~ 掘进工作面实际需要风量总和，m 3/min ∑硐Q~ 硐室实际需要风量总和，m 3/min∑其它Q~ 除采煤、掘进、硐室外其它井巷掘实际需要风量总和，m 3/min2、采煤工作面风量计算采煤工作面实际需要风量，应按矿井各个采煤工作面实际需要风量总和计算：∑采Q=∑=n i i Q 1采+∑=ni i Q 1采备Q 采i ~第i 采煤工作面实际需要风量，m 3/min Q 采备i ~第i 采煤备用工作面实际需要风量，m 3/min 采煤工作面风量按以下方法计算： （1）按瓦斯涌出量计算 Q 采=100×q cH4采×K 采通Q 采—工作面需要风量，m 3/minq cH4采—工作面回风巷风流中瓦斯的平均绝对涌出量，m 3/minK采通—采面瓦斯涌出不均衡通风系数， 机采K采通=1.2~1.6，炮采K 采通=1.4~2（参考公司风量计算细则要求）（2）按工作面温度计算Q 采i =60×N i m 3/min N i —第i 个工作面同时工作的最多人数，人 Q 采=60×V 采×S 采 V 采i ~第i 个工作面风速， m/sS 采i ~第i 个工作面平均断面，m 2(可按最大和最小控顶距平均值进行计算)（3）按工作面人数计算 Q 采i =4×N i m 3/minN i—第i个工作面同时工作的最多人数，人（4）按风速进行验算按最低风速验算，其最低风量为：Q min≥15×S采i m3/min （V=0.25 m/s）Q min—采煤工作面最低风速时需要风量，m3/minS采i~第i个工作面平均断面，m2量为Q max≤240×S采i m3/minQ max—采煤工作面最高风速时需要风量，m3/min（V=4 m/s）S采i~第i个工作面平均断面，m23、掘进工作面风量按以下方法计算：（1）按瓦斯涌出量计算Q掘=100×q cH4掘×K掘通Q掘—掘进工作面实际需要风量，m3/minq cH4掘—掘进工作面瓦斯绝对涌出量，m3/minK掘通—掘进面瓦斯涌出不均衡通风系数，机掘K掘通=1.5~2（参考公司风量计算细则要求）（2）按炸药计算Q掘i=25×A i m3/minA i—第i个掘进工作面一次爆破的最大炸药用量，Kg（3）按局部通风机实际风量计算Q掘i=Q局机i×I i m3/minI i—第i个工作面同时工作的局部通风机台数，台（4）按工作面人数计算Q掘i=4×N i m3/minN i—第i个掘进工作面同时工作的最多人数，人（5）按风速进行验算按最低风速验算，其最低风量为：各个岩巷掘进工作面最低风量Q min ≥9×S 岩掘i m 3/min （V=0.15 m/s ） 各个煤巷或半煤岩巷掘进工作面最低风量 Q min ≥15×S 煤掘i m 3/min （V=0.25 m/s ） Q min —掘煤工作面最低风速时需要风量，m 3/min S 岩掘i ~第i 个岩巷工作面断面，m 2S 煤掘i ~第i 个煤巷或半煤岩巷掘进工作面断面，m 2 Q max ≤240×S 掘i m 3/min Q max —掘煤工作面最高风速时需要风量，m 3/min （V=4 m/s ） 350~矿井年工作日S 掘i ~第i 个工作面断面，m 2 4、硐室风量计算 Q 硐室=∑=ni i Q 1硐Q 硐i ~各个独立通风硐室实际需要风量，m 3/min （1） 发热量大的空气机房和水泵房 Q 机电硐室=tW ∆⨯⨯⨯⨯⨯∑60006.12.13600θ，m 3/minQ 机电硐室~机电硐室实际需要风量，m 3/min∑W ~ 机电硐室运转电机总功率，KWt ∆~ 机电硐室进、回风的气温差，℃θ ~机电硐室发热系数，根据实际考察或（空压机0.20~0.23,水泵房0.02~0.04） 1．2 ~空气密度，kg/m 3 1．005 ~空气定压比热容，kj/kg.k (2)爆破材料库按每小4次换气量计算 Q 爆破材料库=0.07×V , m 3/minV~包括联络在内的爆破材料库空间总体积, m 3(一般情况大型100~155 m 3/min,中小型60~100 m 3/min) (3)其它硐室按经验取值a: 采区绞车房及变电硐室为60~80 m 3/minb:充电硐室按H2浓度小于0.5%,但不得小于100 m 3/min,或按经验值取100~200 m 3/min. 5其它巷道风量计算其它巷道风量应按瓦斯涌出量和风速进行验算，并取其中大值 Q 其它=∑=ni i Q 1其它（1）Q 掘=133×q cH4其它×K 其它Q 其它i —第i 个其它巷道需要风量，m 3/min q cH4其它—第i 个其它巷道瓦斯绝对涌出量，m 3/minK 其它—第i 个巷道瓦斯涌出不均衡通风系数， 机掘K 掘通=1.2~1.3 （2）按风速进行验算按最低风速验算，其最低风量为： 各个岩巷掘进工作面最低风量 Q min ≥9×S 岩掘i m 3/minQ min —掘煤工作面最低风速时需要风量，m 3/min （V=0.15 m/s ） S 其它i ~第i 个其它巷道断面，m 2 四、通风网路解算 1、风流流动的基本定律（1）风量平衡定律：网路中流入节点的风量之和等于流出节点风量之和。
通风机效率计算
通风机效率计算:风机效率= 风机功率电机功率电机功率= 3×电流×电压×0.8×0.95风机功率= 风量60×负压1000扇风机轴功率计算：N=h×Q102×ηN：扇风机轴功率，千瓦；h：扇风机全压，毫米水柱；Q：通风扇风机的风量，米3/秒；η：扇风机静效率。
扇风机全年电费计算：C=365×24×D×NN：电动机轴功率，千瓦； D：每度电的单价，元/度；三心拱巷道S=HB+0.26B2 P=2H+2.326BS:面积,米2; P:周长,米; B:巷道宽,米; H:巷道高,米;半圆拱巷道:S=H B－0.108B2 P=2H+1.57BS:面积,米2; P:周长,米; B:巷道宽,米; H:巷道高,米;圆形巷道：S= π4 ×d 2 P=πdS:面积,米2; P:周长,米; d ：巷道直径，米2;掘进巷道压入式通风风量计算:Q=7.8t 3A V 2Q:风管出口处的风量,米3/分; t:爆破后通风时间,分;A:一次爆破的炸药量,公斤; V:巷道体积,米3；掘进巷道抽出式通风风量计算:Q= 18t A VQ:风管入口处的吸入风量,米3/分; t:爆破后通风时间,分;A:一次爆破的炸药量,公斤; V:巷道体积,米3；调节风窗面积计算：S 0= S 0.65+2.63S R 窗S 0:风窗的面积,米2; S:巷道面积, 米2; R 窗:风窗风阻,千缪并联巷道风量分配计算:Q 分=Q 总R 总R 分Q 分:并联巷道某一分支巷道风量,米3/分(米3/秒);Q 总:通过全部并联巷道的风量, 米3/分(米3/秒);R 总: 全部并联巷道的总风阻,千缪(缪);R 分: 某一分支巷道风阻,千缪(缪);并联巷道风阻计算: R=R 1(R 1R 2 +1) 2 R1,R2小于600缪时选用此公式 R=R 1( R 1R 2+1) R1,R2大于等于600缪时选用此公式 R:并联巷道总风阻, 缪;R1,R2:两并联巷道风阻, 缪;百米巷道风阻计算:R 100= a ×P S 3 ×100R 100:百米巷道风阻,千缪; a:摩擦阻力系数,公斤·秒2/米4； S ：巷道面积，米2； P :巷道周长，米；自然风压计算：h 自=H （r 均1－r 均2）h 自：自然风压，毫米水柱；r 均1和r 均2：各个井筒内空气平均重率，公斤/米3；风流局部阻力计算：h=ξ×V 22g ×rh ：局部阻力造成的风压消耗，毫米水柱；ξ：局部阻力系数； g ：重力加速度，g=9.81米/秒2； V:风速,米/秒； r ：空气重率，取r=1.2公斤/米3；倾斜压差计算：h= h 读×r ×sin θh ：水柱真真读数，毫米水柱；h 读：水柱计刻度读数，毫米； r ：水柱计用液体比重； θ：水柱计倾斜角度；等积孔、风阻、风量、风压计算:A=0.38×QhR=144h 2h=R ×Q 2Q ：风量，米3/秒；h ：负压，mmH 2O （1Pa=0.0999mmH 2O ）R ：风阻，缪 ；A ：等积孔，米2；风流速压计算h 速=V 22g ×rh 速：速压，毫米水柱； V ：风流速度，米/秒；r ：空气重率，公斤/米3； g ：重力加速度，9.81米/秒2；相对瓦斯涌出量计算：Q 相= Q 绝TQ 相：相对瓦斯涌出量，米3/吨；Q 绝：矿井绝对斯涌出量，米3/日； T ：矿井日产煤量，吨/日；按相对瓦斯涌出量计算风量：Q=q ×T24×60×0.75%Q:风量，米3/分； q ：相对瓦斯涌出量，米3/吨；T ：产量，吨/日；预测深部瓦斯涌出量计算：Q H = H － H 0a +Q 0Q H ：在H 深处的相对瓦斯涌出量，米3/吨； a ：瓦斯梯度，吨/米2；Q 0：在H 0深处的相对瓦斯涌出量，米3/吨；空气含尘量诸计算：n=q 1－ q 0c ×t ×1000n：空气中含尘量，毫克/米3；q0：集尘管原始重量，毫克；q1：采样后集尘管重量，毫克；c：采样流量，升/分；t：采样时间，分；煤层爆炸指数计算：煤层爆炸指数=挥发份%×100 100-灰份%-水份%按井下同时工作人数计算风量：Q=4NKQ：风量，米3/分； N：井下同时工作最多人数，K：备用系数。
矿井通风与安全复习资料
一、名词解释1、绝对湿度：指单位体积或单位质量湿空气中含有水蒸气的质量。
2、相对湿度：指湿空气中实际含有水蒸汽量与同温度下的饱和湿度之比的百分数。
3、通风机工况点：以同样的比例把矿井总通风阻曲线绘制于通风机个体特性曲线图中，矿井总风阻R曲线与风压曲线交于一点，此点就是通风机的工况点。
4、通风机个体特性曲线：主要通风机的风压、功率和效率随风量变化而变化的关系分别用曲线表示出来5、负压通风：用引风机压头克服烟、风道阻力使炉膛内保持负压的通风方式6、矿井的有效风量：送到采掘工作面、硐室和其他用风地点的风量之总和7、上行风：当采煤工作面进风巷道水平低于回风巷水平时，采煤工作面的风流沿倾斜向上流动。
8、下行风：当采煤工作面进风巷道水平高于回风巷水平时，采煤工作面的风流沿倾斜向上流动9、通风局部阻力：风流在井巷的局部地点由于风流速度或方向突然发生变化,导致风流剧烈冲击形成紊乱的涡流，而在这一局部地带产生的一种附加的阻力10、通风摩擦阻力：风流在井巷中作均匀流动时，沿程受到井巷固定壁面的限制，引起内外摩擦而产生的阻力。
11、煤层瓦斯含量：指单位质量或体积的煤岩中在一定温度和压力条件下所含有的瓦斯量，即游离瓦斯和吸附瓦斯的总和。
12、煤层瓦斯压力：指煤孔隙中所含游离瓦斯的气体压力，即气体作用于孔隙壁的压力。
13、“四位一体”综合防突措施：①突出危险性预测；②采取防突措施；③防突措施的效果检验；④采取安全保护措施。
14、瓦斯的引火延迟性：瓦斯与高温热源接触后，不是立即燃烧或爆炸，而是要经过一个很短的间隔时间，这种现象叫引火延迟性15、火风压：就是高温烟流经倾斜或垂直的井巷时产生的自然风压的增量。
16、自然发火期：是煤炭自然发火危险性的时间量度，即煤体从暴露在空气环境之时起到自燃所需的时间。
17、均压防灭火：采用风窗、风机、连通管、调压气室等调压手段，改变通风系统内的压力分布，降低漏风通道两端的压差，减少漏风，从而达到抑制和熄灭火区的目的。
自然通风技术
自然通风技术的原理
利用双层围护结构自然通风
自然通风现行规范要求
《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》 GB50736-2012 6.2.1 利用自然通风的建筑在设计时，应符合下列规定：
1.利用穿堂风进行自然通风的建筑，其迎风面与夏季最多风 向宜成60°~90°角，且不应小于45°，同时应考虑可利用 的春秋季风向以充分利用自然通风：
或三层玻璃组成,在两层玻璃之间留有一定宽度的空隙形成空气 夹层,并配有可调节的深色百页。在冬季,空气夹层和百页可以 形成一个利用太阳能加热空气的装置,提高建筑外墙表面温度, 有利于建筑的保温采暖;在夏季,则可以利用热压原理将热空气 不断从夹层上部排出,达到降温的目的。对于高层建筑来说,直 接对外开窗容易造成紊流,不易控制,而双层维护结构则能够很 好的解决这一问题。
自然通风技术的原理
与完全自然通风相比,虽然建筑内局部作为辅助动力的机械装 置要消耗一定的能源,但通过这种装置重新组织气流,甚至在 局部“强迫”气流改向,可以使自然通风达到更好的效果
自然通风技术的原理
5.利用双层维护结构自然通风 双层维护结构是当今生态建筑中所普遍采用的一项先
进技术,被誉为“可呼吸的皮肤”。双层维护结构一般由双层玻 璃
建筑设计中自然通风的实现
• 2.围护结构开口的设计 建筑物开口的优化配置以及开口的尺寸、窗户的型
式和开启方式，窗墙面积比等的合理设计，直接影响着 建筑物内部的空气流动以及通风效果。根据测定，当开 口宽度为开间宽度的1/3～2/3时，开口大小为地板总面 积的15％~25％时，通风效果最佳。开口的相对位置对 气流路线起着决定作用。进风口与出风口宜相对错开布 置，这样可以使气流在室内改变方向，使室内气流更均 匀，通风效果更好。
自然风压计算公式
自然风压计算公式
摘要：
1.引言：介绍自然风压计算公式的背景和意义
2.自然风压的定义与影响因素
3.自然风压计算公式推导与验证
4.自然风压计算公式的应用
5.结论：总结自然风压计算公式的重要性及其对相关领域的影响
正文：
1.引言
随着现代城市建设的快速发展，高层建筑日益增多，对建筑物的通风设计提出了更高的要求。
为了确保建筑物内部空气的流通和舒适度，研究自然风压计算公式具有重要意义。
本文将介绍自然风压计算公式的背景和意义，以及该公式的推导、验证和应用。
2.自然风压的定义与影响因素
自然风压是指由于地表不同区域的气压差产生的空气流动现象。
自然风压的影响因素主要包括地形、气候、建筑物布局等。
了解这些影响因素有助于分析建筑物在不同自然条件下的风压变化。
3.自然风压计算公式推导与验证
自然风压计算公式的推导基于能量守恒定律和动量守恒定律。
假设建筑物的外形为长方体，风向与建筑物的长边平行，风压分布为均匀分布，则自然风压计算公式可表示为：
ΔP = (1/2)ρv
其中，ΔP 表示自然风压，ρ表示空气密度，v 表示风速。
该公式经过大量实测数据的验证，具有一定的准确性和可靠性。
4.自然风压计算公式的应用
自然风压计算公式在实际应用中具有广泛的价值。
首先，在建筑物设计阶段，可以根据自然风压计算公式预测建筑物在不同自然条件下的风压变化，从而优化建筑物的通风设计。
其次，在建筑物运行阶段，可以根据实测的自然风压数据，评估建筑物的通风效果，为建筑物的运行管理提供依据。
5.结论
自然风压计算公式是研究建筑物通风设计的重要工具，具有较高的实用价值。
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通风系统的自然风压测算（补充）
掌握通风系统最大和最小自然风压对提高矿井通风管理水平至关重要。
测算自然风压是通风管理主要工作内容之一。
测算自然风压一般应在每年的高温和寒冷季节进行，也可以与阻力测定结合进行。
测定通风系统自然风压，首先要确定通风系统的最低和最高标高值，以最低标高将通风系统分为进风和回风两部分，分别测算进、回风侧最低与最高标高之间空气柱的位能。
如图A ，1－2－3－4－5－6－7－8为通风系统，最低标高为5－6水平，最高标高为风机入口8点，0点为进风井筒的垂直延长线与过8点水平线的交点，则进风侧空气柱为0－1－2－3－4－5，回风侧空气柱为6－7－8。
测算自然风压时，进、回风侧的空气柱的上下标高要取相同值。
图A 测算通风系统自然风压测点布置
准确测算空气密度和减小测段高度是准确测算自然风压的关键。
为了准确地测算进回风侧空气柱的平均密度，应在密度变化较大的地方，如井口、井底、倾斜巷道的上下端及风温变化较大的地方布置测点，将进回、风侧分为若干个测段，并在较短的时间内测出各点风流的绝对静压力P 、干湿球温度t d 、t w 、相对湿度ϕ。
测算各个测段的高度和平均空气的密度，然后采用高度加权法计算进、回风侧的空气柱重量。
自然风压H N 公式如下：
)(
∑∑-=mj j mj
i
n Z Z g H ρρ
1
式中：Z i , Z j ― 分别是进风段i 和回风段j 的高度，m ；
ρmi ，ρmj ―进风段i 和回风段j 内空气平均密度，kg/m 3 ；
每个测段可设若干个测定密度的测点，测段密度的平均值为：
ρρm i i n
n ==∑11
2
最低标高线
在深度大的立井井筒中，可用停罐方式测定井筒中的空气密度。
0点空气密度可在回风井地面进行测算。
例题 如图1所示的通风系统，在利用气压计法测定该系统通风阻力的同时，测得了图中各测点的空气密度和标高如表1，求此系统自然风压H N 。
解 根据15—3—2式，计算进、回风侧各测段的平均空气密度和位能。
进风侧位能E 1－5
∑=-⋅=5
1
51i i
m i Z g E ρ
＝6612Pa
同理求得回风侧位能 E 6－8 ＝6249Pa 。
由（1）式计算出该系统的自然风压H N ：
H N =g (Z 1－5ρm 1-5—Z 6－8ρm 6-11）=6612-6249=363Pa 。
一个矿井有多个通风系统时，应分别进行测算。
)
2
3228
.13196.16022958.12835.19022835.12692.127522692.12455.1100(81.9+⨯++⨯++⨯++⨯
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