通风网络解算

第五章通风网路中风量的分配

第一节通风网路及矿井通风网路图

一、通风网路的基本术语和概念

１．分支

分支是指表示一段通风井巷的有向线段，线段的方向代表井巷风流的方向。每条分支可有一个编号，称为分支号。如图5-1中的每一条线段就代表一条分支。用井巷的通风参数如风阻、风量和风压等，可对分支赋权。不表示实际井巷的分支，如图5-1中的连接进、回风井口的地面大气分支8，可用虚线表示。

图5-1 简单通风网路图

２．节点

节点是指两条或两条以上分支的交点。每个节点有唯一的编号，称为节点号。在网路图中用圆圈加节点号表示节点，如图5-1 中的①～⑥均为节点。

３．回路

由两条或两条以上分支首尾相连形成的闭合线路，称为回路。单一一个回路（其中没有分支），该回路又称网孔。如图5-1 中，1-2-5-7-8、2-5-6-3和4-5-6等都是回路，其中4-5-6是网孔，而2-5-6-3不是网孔，因为其回路中有分支4。

４．树

由包含通风网路图的全部节点且任意两节点间至少有一条通路和不形成回路的部分分支构成的一类特殊图，称为树；由网路图余下的分支构成的图，称为余树。如图5-2所示各图中的实线图和虚线图就分别表示图5-1的树和余树。可见，由同一个网路图生成的树各不相同。组成树的分支称为树枝，组成余树的分支称为余树枝。一个节点数为m，分支数为n的通风网路的余树枝数为n －m＋1。

图5-2 树和余树

５．独立回路

由通风网路图的一棵树及其余树中的一条余树枝形成的回路，称为独立回路。如图5-2（a）中的树与余树枝5、2、3可组成的三个独立回路分别是：5-6-4、2-4-6-7-8-1和3-6-7-8-1。由n－m＋1条余树枝可形成n－m＋1个独立回路。

二、通风网路图的绘制

不按比例、不反映空间关系的矿井通风网路图，能清楚地反映风流的方向和分合关系，便于进行通风网路解算和通风系统分析，是矿井通风管理的重要图件之一。

通风网路图的形状是可以变化的。为了更清晰地表达通风系统中各井巷间的联接关系及其通风特点，通风网路图的节点可以移位，分支可以曲直伸缩。通常，习惯上把通风网路图总的形状画成“椭圆”形。

绘制矿井通风网路图，一般可按如下步骤进行：

１．节点编号在矿井通风系统图上，沿风流方向将井巷风流的分合点加以编号。编号顺序通常是沿风流方向从小到大，亦可按系统、按翼分开编号。节点编号不能重复且要保持连续性。

２．分支连线将有风流连通的节点用单线条（直线或弧线）连接。

３．图形整理通风网路图的形状不是唯一的。在正确反映风流分合关系的前提下，把图形画得简明、清晰、美观。

４．标注除标出各分支的风向、风量外，还应将进回风井、用风地点、主要漏风地点及主要通风设施等加以标注，并以图例说明。

绘制通风网路图的一般原则如下：

１．某些距离相近的节点，其间风阻很小时，可简化为一个节点。

２．风压较小的局部网路，可并为一个节点。如井底车场等。

３．同标高的各进风井口与回风井口可视为一个节点。

４．用风地点并排布置在网路图的中部；进风系统和回风系统分别布置在图的下部和上部；进、回风井口节点分别位于图的最下端和最上端。

５．分支方向（除地面大气分支）基本应由下而上。

６．分支间的交叉尽可能少。

７．节点间应有一定的间距。

例5-1如图5-3所示为某矿通风系统示意图，试绘出该矿的通风网路图。

图5-3 矿井通风系统示意图

解：图中所示矿井两翼各布置一个采区，共有6个采煤工作面和4个掘进头；独立通风硐室共有7个。矿井漏风主要考虑4处风门漏风。根据上述绘制网路图的一般步骤与一般原则，绘制的矿井通风网路图如图5-4所示。

绘制过程简述如下：

（１）在通风系统示意图上标注节点。距离较近且无通风设施等处可并为一个节点，如图5-3中的5、13、14等处；1和3之间也可不取节点2；进、回风井口可视为一个节点。

（２）确定主要用风地点。在网路图中可用长方形方框表示用风点，框内填写相应的名称，如图5-4中所示的采、掘工作面、独立通风各硐室等。将它们在网路图中部“一”字形排开。

（３）确定进风节点。根据用风地点的远近，布置在用风点的下部并一一标明清楚。

（４）确定回风节点。根据用风地点的远近，布置在用风点的上部并一一标明清楚。

（５）节点连线。连接风流相通的节点，可先连进风节点至用风点；再连回风节点至用风点；然后连各进、回风节点间的线路。各步连线方向基本一致，总体方向从下向上。

（６）按（2）～（5）绘出网路图草图，检查分合关系无误后，开始整理图形。调整好各节点与用风地点的位置，使整体布局趋于合理。此步较费力，需耐心反复修改直至满意为止。

（７）最后标注主要通风设施。主通风机和局部通风机型号及其它通风参数等本图不作标示。

图5-4 矿井通风网路图

第二节简单通风网路及其性质

通风网路可分为简单通风网路和复杂通风网路两种。仅由串联和并联组成的网路，称为简单通风网路。含有角联分支，通常是包含多条角联分支的网路，

称为复杂通风网路。通风网路中各分支的基本联接形式有串联、并联和角联三种，不同的联接形式具有不同的的通风特性和安全效果。

一、串联通风及其特性

两条或两条以上风路彼此首尾相连在一起，中间没有风流分合点时的通风，

（5-1）

2．串联风路的总风压等于各段风路的分风压之和，即

∑==+++=n

i i n h h h h h 121 串，Pa

（5-2）

3．串联风路的总风阻等于各段风路的分风阻之和。 根据通风阻力定律2RQ h =，公式（5-2）可写成：

2

2222112n n Q R Q R Q R Q R +++= 串串