矿井通风压力

矿井通风常用压力单位换算
帕（帕斯卡）——Pa 兆帕——MPa 千帕——KPa
毫米水柱——mmH2O 毫米汞柱——mmHg
1大气压=101KPa=760mmHg=10336mmH2O≈0.1 MPa;
1兆帕=106帕=1000KPa（1MPa=106Pa）;
1毫米汞柱=133.322 Pa；
1毫米水柱=9.8 Pa；
1毫米汞柱=13.6毫米水柱；
1千帕（KPa）=7.5毫米汞柱=102毫米水柱；
非卸压煤层抽放钻孔孔口负压应不小于13KPa
13KPa=1326毫米水柱=97.5毫米汞柱。

煤矿瓦斯抽放中瓦斯抽放率、瓦斯抽放浓度和煤层瓦斯涌出量的关系：
比如：某矿15#煤层绝对瓦斯涌出量为38.5m3/ min，矿井抽放系统抽放瓦斯浓度为41%，抽放泵流量为36m3/ min，则该矿井瓦斯抽放量为：41%×36m3/ min=14.76m3/ min，即该矿井每分钟抽出的纯瓦斯量为14.76立方。

该矿的矿井瓦斯抽放率为：14.76m3/ min÷38.5m3/ min=38.34%。

煤矿的风压计算公式煤矿是一个特殊的工作环境，其中存在着许多安全隐患。

煤矿通风系统的设计和运行对于矿工的安全至关重要。

在煤矿中，风压是一个非常重要的参数，它直接影响着矿井内部的空气流动和矿工的工作环境。

因此，正确地计算和控制煤矿的风压是非常重要的。

煤矿的风压可以通过以下公式来计算：P = ρ V² / 2。

其中，P代表风压，单位为帕斯卡（Pa）；ρ代表空气密度，单位为千克/立方米；V代表风速，单位为米/秒。

在煤矿中，通常会使用风压计来测量风压。

通过测量风速和空气密度，就可以利用以上公式来计算出煤矿中的风压。

下面我们将详细介绍如何计算煤矿的风压。

首先，我们需要测量煤矿中的风速。

通常情况下，会使用风速计来进行测量。

风速计可以通过旋翼式风速计、热线风速计等不同的类型。

在测量时，需要选择一个代表性的位置来进行测量，以确保测量结果的准确性。

接下来，我们需要测量煤矿中的空气密度。

空气密度受到温度、湿度和大气压等因素的影响。

一般情况下，可以通过气象站的数据来获取煤矿所在地区的大气压和温度。

然后，利用这些数据来计算出空气密度。

有了风速和空气密度的数据，我们就可以利用上面的公式来计算煤矿中的风压了。

首先，将空气密度代入公式中，然后将风速的平方乘以空气密度，最后再除以2，就可以得到煤矿中的风压了。

煤矿的风压对于矿井内部的空气流动和矿工的工作环境有着重要的影响。

正确地计算和控制煤矿的风压，可以有效地改善矿工的工作环境，降低矿井事故的发生率。

因此，煤矿的管理者和工程师们需要重视煤矿的风压计算工作，确保矿井的安全运行。

除了计算煤矿的风压之外，还需要对煤矿的通风系统进行合理的设计和运行。

通风系统的设计应该充分考虑煤矿的地质条件、矿井结构和矿工的工作需求，以确保通风系统的有效性和安全性。

通风系统的运行也需要定期进行检查和维护，以确保通风系统的正常运行。

只有在通风系统设计和运行都得当的情况下，才能有效地保障煤矿的安全生产。

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。

矿井通风压力的测定一、 教学目的要求：1、 熟悉矿井通风压力的组成；2、 熟悉测压仪表的使用；3、 掌握测压的方法；4、 掌握测压的安全注意事项。

二、 相关容：1. 矿井通风压力的定义井巷使空气流动的压力称为通风压力，矿井通风压力就是进风井口断面与出风井口断面的总压力之差，它是由主要通风机和自然风压共同作用造成的。

井巷中两断面之间的总压差是造成空气流动的根本原因， 空气流动的方向总是从总压大的区域流向总压小的区域。

空气在流动过程中，因阻力作用而引起通风压力的下降，称为压降、压差或称为压力损失。

2. 矿井通风压力的分类 (1)三个基本压力矿井通风压力的分类如图4-1所示。

井巷的任何一个断面都具有静压、速压和位压三个基本压力,见表4-1。

图4-1压力的分类(2) 三个导出压力同一个断面上的三个基本压力组合而形成全压、势压和总压三个导出压力，见表4-2 。

相对压力有正压与负压之分。

高于当地同标高大气压力的称为正压，低于当地同标高大气压力的称为负压。

例如，当矿井采用压入式通风时，井下空气压力高于当地同标高的大气压力，为正压，因此，压入式通风又称正压通风；当矿井采用抽出式通风时，井下空气压力低于当地同标高的大气压力，为负压，因此，抽出式通风又称负压通风。

二、测压仪表常用的测压仪表如下：A 、常用的测压仪表A1-1名称：空盒气压计结构：由一个波纹状金属真空盒和一套杠杆机构组成；用途：测量绝对压力；A1-2名称：精密数字气压计结构：由气压传感组件、面板组件和电源组件组成；用途：测量绝对静压，也可测定绝对静压差，适用于矿井通风阻力和压差测定；A1-3名称：U形垂直压差计结构：由一根弯成U形的玻璃管（其中装蒸馏水或酒精）、刻度尺和支撑板组成；用途：测定相对压力、速压和压差；A1-4名称：U形倾斜压差计结构：由一根弯成U形的玻璃管、刻度尺和倾斜支撑底座组成; 用途：测定相对压力、速压和压差；A1-5名称：皮托管结构：由、外两根细金属管组成；用途：配合压差计测定相对压力、速压和压差;三、测压方法与步骤1. 绝对静压、速压和绝对全压的测量(1) 绝对静压的测量井巷气流中某点的绝对静压的测量，可用水银气压计、空盒气压计或精密数字气压计。

第三节 通风能量方程当空气在井巷中流动时，将会受到通风阻力的作用，消耗其能量；为保证空气连续不断地流动，就必须有通风动力对空气做功，使得通风阻力和通风动力相平衡。

空气在其流动过程中，由于自身的因素和流动环境的综合影响，空气的压力、能量和其他状态参数沿程将发生变化。

一、空气流动的连续性方程质量守恒是自然界中基本的客观规律之一。

根据质量守恒定律：对于稳定流(流动参数不随时间变化的流动称之稳定流)，流入某空间的流体质量必然等于流出其空间的流体质量。

风流在井巷中的流动可以看作是稳定流，当空气在图2－18的井巷中从1断面流向2断面，且做定常流动时(即在流动过程中不漏风又无补给)，则两个过流断面的空气质量流量相等，即：222111S S υρυρ＝ (2－16)式中 ρ1 ，ρ2―1，2断面上空气的平均密度，kg/m 3；υ1 ，υ2―1，2断面上空气的平均流速，m/s ； S 1 ，S 2 ―1，2断面的断面积，m 2。

任一过流断面的质量流量为M i (kg/s)，则：M i ＝ const (2－17)这就是空气流动的连续性方程，它适用于可压缩和不可压缩流体。

对于可压缩流体，根据式(2－16)，当S 1＝S 2时， 空气的密度与其流速成反比，也就是流速大的断面上的密度比流速小的断面上的密度要小。

图2－18 一元稳定流连续性对于不可压缩流体(密度为常数)，则通过任一断面的体积流量Q(m 3/s)相等，即：const s Q i i ==υ (2－18)井巷断面上风流平均流速与过流断面面积成反比。

即在流量一定的条件下，空气在断面大的地方流速小，在断面小的地方流速大。

空气流动的连续性方程为井巷风量的测算提供了理论依据。

[例2—3] 风流在如图2－18的井巷中的由断面1流至断面2时，已知S 1＝10m 2 ，S 2=8m 2，υ1＝3m/s ，1、2断面的空气密度为：ρ1＝1.18kg/m 3， ρ2＝1.20kg/m 3，求：①1、2断面上通过的质量流量M 1、M 2；②1、2断面上通过的体积流量Q 1、Q 2；③2断面上的平均流速。

矿井通风阻力测定和降低措施摩擦阻力和局部阻力产生的原因和测算当空气沿井巷运动时，由于风流的粘滞性和惯性以及井巷壁面等对风流的阻滞、扰动作用而形成通风阻力，它是造成风流能量损失的原因。

井巷通风阻力可分为两类：摩擦阻力(也称为沿程阻力)和局部阻力。

第一节 井巷断面上风速分布一、风流流态 1、管道流同一流体在同一管道中流动时，不同的流速，会形成不同的流动状态。

当流速较低时，流体质点互不混杂，沿着与管轴平行的方向作层状运动，称为层流(或滞流)。

当流速较大时，流体质点的运动速度在大小和方向上都随时发生变化，成为互相混杂的紊乱流动，称为紊流(或湍流)。

（１）雷诺数－Re式中：平均流速v 、管道直径d 和流体的运动粘性系数γ。

在实际工程计算中，为简便起见，通常以R e =2300作为管道流动流态的判定准数，即：R e ≤2300 层流， R e ＞2300 紊γdv e R ⨯=流（２）当量直径对于非圆形断面的井巷，Re数中的管道直径d应以井巷断面的当量直径de来表示：因此，非圆形断面井巷的雷诺数可用下式表示：对于不同形状的井巷断面，其周长U与断面积S的关系，可用下式表示：式中：C—断面形状系数：梯形C=4.16；三心拱C=3.85；半圆拱C=3.90。

（举例见P38）2、孔隙介质流在采空区和煤层等多孔介质中风流的流态判别准数为：式中：K—冒落带渗流系数，m2；l—滤流带粗糙度系数，m。

层流，R e≤0.25；紊流，R e＞2.5；过渡流0.25<R e<2.5。

例：某巷道采用工字钢支护，S=9m2，Q=240m3/min=4m3/s，判断风流流态。

解：Re=Vd/ν=4VS/(Uν)=4×4×9/(15×10-6×4.16×3)=84615>2 300,紊流巷道条件同上，Re=2300层流临界风速：V=Re×U×ν/4S=2300×4.16×3×15×10-6/(4×9)=0.012m/s<0.15二、井巷断面上风速分布（1）紊流脉动风流中各点的流速、压力等物理参数随时间作不规则变化。

矿井通风压力的测定一、教学目的要求:1、熟悉矿井通风压力的组成;2、熟悉测压仪表的使用;3、掌握测压的方法；4、掌握测压的安全注意事项。

二、相关内容:1.矿井通风压力的定义井巷内使空气流动的压力称为通风压力，矿井通风压力就是进风井口断面与出风井口断面的总压力之差，它是由主要通风机和自然风压共同作用造成的。

井巷中两断面之间的总压差是造成空气流动的根本原因，空气流动的方向总是从总压大的区域流向总压小的区域。

空气在流动过程中,因阻力作用而引起通风压力的下降，称为压降、压差或称为压力损失。

2。

矿井通风压力的分类（1)三个基本压力矿井通风压力的分类如图4-1所示。

井巷的任何一个断面都具有静压、速压和位压三个基本压力，见表4—1。

（2）三个导出压力同一个断面上的三个基本压力组合而形成全压、势压和总压三个导出压力，见表4-2。

相对压力有正压与负压之分。

高于当地同标高大气压力的称为正压，低于当地同标高大气压力的称为负压。

例如，当矿井采用压入式通风时,井下空气压力高于当地同标高的大气压力，为正压，因此，压入式通风又称正压通风；当矿井采用抽出式通风时，井下空气压力低于当地同标高的大气压力，为负压，因此，抽出式通风又称负压通风。

二、测压仪表常用的测压仪表如下:A、常用的测压仪表A1-1名称：空盒气压计结构：由一个波纹状金属真空盒和一套杠杆机构组成；用途:测量绝对压力；A1—2名称：精密数字气压计结构：由气压传感组件、面板组件和电源组件组成；用途：测量绝对静压,也可测定绝对静压差,适用于矿井通风阻力和压差测定;A1—3名称：U形垂直压差计结构：由一根弯成U形的玻璃管（其中装蒸馏水或酒精）、刻度尺和支撑板组成；用途：测定相对压力、速压和压差；A1-4名称：U形倾斜压差计结构：由一根弯成U形的玻璃管、刻度尺和倾斜支撑底座组成；用途：测定相对压力、速压和压差；A1-5名称：皮托管结构：由内、外两根细金属管组成;用途:配合压差计测定相对压力、速压和压差；三、测压方法与步骤1。

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、动压和全压。

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。

静止的空气和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和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，有绝对静压和相对静压之分。

绝对静压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Hu为动压，Pa；u为风速，m／s；p为空气密度，kg／m3。

全压静压与动压之和，有绝对全压和相对全压之分。

风流中任一点的绝对全压Pt 等于该点绝对静压Ps与动压Hu相加，即Pt=Ps+Hu。

风流中任一点的相对全压He 等于该点相对静压Hs与动压Hu的代数和，即Ht=Hs+Hu。

抽出式通风风流的相对静压Hs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、相对静压和动压用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和相对静压。

二、矿井通风阻力矿井通风阻力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：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。

风机吸风侧装了3个U型水柱计，自左至右依次所测的参数为：第一个水柱。