矿井通风阻力

矿井通风阻力计算方法矿井通风阻力计算方法是用于评估矿井通风系统的工程参数，确保矿井通风系统的正常运行。

矿井通风阻力计算的目的是确定通风系统中涉及到的各种阻力的大小，包括主风井阻力、副风井阻力、支承阻力、固定阻力、风流分布阻力等，从而得出整个通风系统的总阻力。

首先，主要的通风阻力包括主风井阻力和副风井阻力。

主风井阻力是指风井、风筒及其它相关设备对通风风流的阻碍作用，通常通过实测得到。

副风井阻力是指辅助通风系统所引起的阻力，一般根据通风系统的设计参数计算得出。

其次，支承阻力是指矿井巷道中支架和支护材料对通风风流的阻碍作用。

支承阻力的计算一般以支护材料的阻力系数为基础，可通过实测或参考相关文献得到。

另外，固定阻力是指由与通风系统相关的设备和管道带来的阻力，如风门、风机管道、散煤管道等。

固定阻力的计算一般根据设备的特性和相关参数进行估算。

最后，风流分布阻力是指巷道布置、交叉道路等因素引起的阻碍作用。

风流分布阻力的计算通常采用通风流体力学模型进行模拟，通过有限元分析等方法，对通风系统中各点的风压进行计算和预测。

在进行矿井通风阻力计算时，需要在实际工程情况的基础上，选取合适的计算方法和模型，进行相应参数的测量和设定。

同时，也需要根据矿井通风系统的实际情况，对不同阻力的影响程度进行评估，以确定通风系统的合理性和有效性。

总之，矿井通风阻力计算是评估矿井通风系统重要工程参数的一种方法，对于确保矿井通风系统的正常运行具有重要意义。

通过合理的计算方法和模型，可以得出矿井通风系统中各种阻力的大小，并对通风系统进行优化，提高通风效果和安全性。

华蓥市老岩湾煤业有限公司矿井通风总阻力计算沿着矿井通风容易时期和矿井通风困难时期的通风路线计算矿井通风总阻力。

通风摩擦阻力计算公式如下： h=23Q S P L a ⋅⋅⋅ 式中：h —— 通风摩擦阻力，Pa ；α—— 井巷摩擦阻力系数，N.S 2/m 4； L —— 井巷长度，m ； P —— 井巷净断面周长，m ； Q —— 通风井巷的风量，m 3/s ； S —— 井巷净断面面积，m 2； 通风局部阻力取同时期摩擦阻力的15％。

经计算，矿井通风容易时期采用中央分列式通风系统，其总阻力h 为573.99Pa ；矿井通风困难时期采用两翼对角式通风系统，其北风井和南平硐风井阻力分别为489.42Pa 、401.51Pa 。

(详见矿井通风阻力计算表5-2-2、表5-2-3、表5-2-4)。

五、对矿井通风状况的评价 计算矿井的风阻和通风等积孔a 、矿井通风容易时期采用中央分列式通风系统，矿井的总风阻R 易和矿井通风等积孔A 易为：R 易 =h 易/ Q 易2 =573.99÷30.42 =0.62N ·S 2/m 8 A 易 =易易h Q /19.1 =1.19×30.4÷99.573 =1.51m 2b 、矿井通风困难时期采用两翼对角式通风系统，其北风井的风阻R 1、通风等级孔A 1和南平硐风井的风阻R 2、通风等级孔A 2以及矿井的通风等积孔A 难为：R 1 =h 1/ Q 12 =489.42÷15.952 =1.92N ·S 2/m 8 A 1 =11/19.1h Q=1.19×15.95÷42.489 =0.86m 2 R 2 =h 2/ Q 22 =401.51÷12.552 =2.55N ·S 2/m 8 A 2 =22/19.1h Q=1.19×12.55÷51.401 =0.75 m 2A 难=()11111121)(19.1Q Q h Q h Q Q Q +++⨯=()55.1295.1551.40155.1242.48995.15)55.1295.15(19.1+⨯+⨯+⨯=1.6（m 2）式中： R 易－为矿井通风容易时期的矿井风阻，N ·S 2/m 8；A 易－为矿井通风容易时期的矿井通风等积孔，m 2； h 易―为通风容易时期的矿井通风阻力，Pa ； R 1－为北风井通风困难时期的矿井风阻，N ·S 2/m 8； A 1－为北风井通风困难时期的通风等积孔，m 2；h 1―为北风井通风困难时期的矿井通风阻力，Pa；Q1－为北风井通风困难时期的风量，(m3/s)R2－为南平硐风井通风困难时期的矿井风阻，N·S2/m8；A2－为南平硐风井通风困难时期的通风等积孔，m2；h 2―为南平硐风井通风困难时期的矿井通风阻力，Pa；Q2－南平硐风井通风困难时期的风量，(m3/s)A难－为矿井通风困难时期的总通风等级孔，(m2)经计算，矿井通风容易时期的风阻R易为0.62N·S2/m8，矿井通风等积孔A易为1.51m2，通风难易程度为中等。

1)掌握矿井通风阻力的分布情况，为改善矿井通风系统，减小通风阻力，降低矿井通风机的能耗以及为采用均压技术防灭火等提供依据2)为通风设计和通风技术管理提供资料。

3)为发生事故时选择风流控制方法提供必要的参数依据。

(2)测定内容1)计算风阻。

2)计算摩擦阻力系数。

3)测量矿井通风阻力，了解分布情况。

2.测量前的准备工作测量前的准备工作步骤如图5-1所示。

(1)明确测量目的，制订具体的测量方案。

(2)选择测量路线和布置测点1)选择测量路线。

参照矿井通风系统图，选择矿井通风中的最关键的路线。

也就是最大阻力路线，在矿井通风系统中，其最大阻力路线是指从进风井口经过用风地点到回风井口的所有风流路线中没有安设增阻设施的一条风流路线。

它能较全面地反映矿井通风阻力分布情况，只有降低这条关键路线上的通风阻力，才能降低整个矿井的通风阻力。

在测量路线上，如果有个别区段风量不大或人员携带仪器不方便通过时，可采用风流短路或一条并联风路进行测量。

如果是测量局部区段的通风阻力，则只在该区段内选择测量路线。

在通风系统图上选择测定的主要路线和次要路线。

同时，要考虑一个工作班内将该路线测完；当测定路线较长时，可分段、分组测定。

2)布置测点。

首先在通风系统图上按选定的测定路线布置测点，并按顺序编号。

然后再按井下实际情况确定测点位置，并做标记。

①在风流的分岔点或汇合点必须布置测点。

在流出分风点或合风点的风流中布置测点时，测点距分风点或合风点的距离不得小于巷道宽度的12倍；在流人分风点或合风点的风流中布置测点时，测点距分风点或合风点的距离不得小于巷道宽度的3倍，如图5-2所示。

②在并联风路中，只沿一条路线测量风压，其他风路只布置测风点，进行风量测算，再根据相同的风压来计算各巷道的风阻。

③测点应尽量不靠近井筒和主要风门，以减少井筒提升和风门开启的影响。

④测点间距一般在200 m左右，两点间的压差应不小于10～20 Pa,但也不能大于仪器的量程。

矿井通风阻力及风机静压、全压、负压等技术术语的基本含义一、 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：Nv 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 。

二、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：第一个水柱计所测的参数为风机入口静压，静压的数值为h s 。

由该水柱计可见两点：1、引入风压接口的轴线与风流的轴线是互相垂直的。

2、水柱是被吸起来的（图中黑色部分），该水柱计左边的出口是和大气接通的，故也可认为是大气压力把水柱压起来的，因测得的值是低于大气压力的，故也称之为负压。

第二个水柱计所测的参数为风机入口全压，全压的数值为h。

由该水柱计也可见两点：1、引入风压接口的轴线与风流的轴线是互相平行的，也即让风流正对着接口吹。

2、水柱也是被吸起来的（图中黑色部分），该水柱计左边的出口是和大气接通的，故也可认为是大气压力把水柱压起来的，因测得的值是低于大气压力的，故也称之为负压。

由上述两个水柱计的叙述可知：风机的负压有两个：负静压和负全压。

人们习惯上所称的风机负压仅指风机的负静压。

第三个水柱计所测的参数为风机入口速压（动压），速压的数值为h d。

由该水柱计也可见：水柱计的两个接口均引入了风压，一个接口测静压，另一个接口测全压，因入口静压（吸力）大于全压（吸力），故出现差值，该差值即为风机的入口速压（动压）。

风机出风侧也装了3个U型水柱计，自左至右依次所测的参数为：第一个水柱计所测的参数为风机出口静压，静压的数值为h s。

通风阻力计算说明一、风量计算根据采掘工作面配备和接替情况，1个综采工作面生产，1个安装工作面，11个掘进工作面、8个硐室均独立通风计算需要风量。

需风量按下列要求分别计算，并选用其中最大值。

{1}按区内所有作业场所实际需要风量的总和计算Q区=K区（ΣQ采+ΣQ掘+ΣQ硐+ΣQ它），m3/min式中：Q区—所有独立通风用风地点需风量之和，m3/minK区—风量不均衡系数，取值一般为1.10～1.15，取1.1ΣQ采—采煤工作面需风量之和，m3/minΣQ掘—掘进工作面需配风量之和，m3/minΣQ硐—独立通风硐室需风量之和，m3/minΣQ它—采掘工作面、硐室以外的其它作业场所和需要独立通风的巷道风量之和，m3/min。

（1）采煤工作面配风量采煤工作面，需风量按下列要求分别计算，并选取其中最大值。

①按瓦斯（二氧化碳）涌出量计算：Q采=100（67）×q采×K采通式中：Q采—采煤工作面风量，m3/min100（67）—单位瓦斯（二氧化碳）涌出量配风量，m3/min，以回风流瓦斯浓度1%或二氧化碳1.5%的换算值q采—采煤工作面回风巷风流中瓦斯或二氧化碳平均绝对涌出量，瓦斯绝对涌出量取4m3/min，二氧化碳绝对涌出量取1.2 m3/minK采通—采煤工作面瓦斯涌出不均衡系系数，一般K采通=1.2~1.6，取1.2Q采CH4=100×4×1.2=800m3/minQ采CO2=67×1.2×1.2=160.8m3/min②按工作面气温条件计算：Q采=60×70%×V采×S采×K高×K长式中：Q采—采煤工作面风量，m3/minV采—采煤工作面风速，根据采煤工作面空气温度与风速对应表，工作面温度为23℃左右，取1.4m/sS采—采煤工作面平均断面积，20m2K高—采煤工作面采高调整系数，采高>2.5及放顶煤面，取1.2K长—采煤工作面长度调整系数，工作面长度200m>180m，取1.3 Q采=60⨯0.7⨯1.4×20×1.2×1.3=1834.6m3/min③按采煤工作面每班工作最多人数计算：Q采=4N采式中：N采—采煤工作面同时工作的最多人数，取26人Q采=4⨯26=104m3/min④按风速进行验算选取上述最大值Q采=1834.6m3/min，取1835 m3/mina、按最低风速验算，采煤工作面的最低风量（Q采）Q采>15S采=15×20=300 m3/min式中：S采—采煤工作面平均断面积，取20m2b、按最高风速验算，采煤工作面的最高风量（Q采）Q采<240S采= 240×20=4800m3/min式中：S采—采煤工作面平均断面积，取20m2即：300<1966<4800，符合要求。

矿井通风阻力要求矿井通风是矿井安全生产的重要环节之一，它不仅关系到矿工的生命安全，还直接影响到矿井的生产效率和环境质量。

而矿井通风阻力是矿井通风系统中的一个重要参数，它是指矿井通风系统在运行过程中所需克服的各种阻力的总和。

通风阻力的大小直接影响到矿井通风系统的运行效果和能耗水平。

矿井通风系统中的阻力主要包括以下几个方面：管道阻力、设备阻力、矿井阻力和风流分布不均匀引起的非均质阻力。

其中，管道阻力是通风系统中最主要的阻力来源，它与管道的长度、形状、内壁粗糙度以及流体的流速和密度等因素有关。

设备阻力包括风机的阻力和其他设备引起的阻力，如除尘器、加热器等。

矿井阻力是指矿井内部因矿石堆积、道路狭窄、横巷弯曲等因素引起的阻力。

非均匀阻力是指由于矿井内部的风流分布不均匀而引起的阻力。

矿井通风阻力的大小与通风系统的设计参数密切相关。

在通风系统的设计中，需要合理选择风机的类型、风机的布置位置、管道的直径和长度等参数，以减小通风阻力。

同时，还需要根据矿井的实际情况，选择合适的通风方式和布置通风设备，以提高通风效果和降低通风阻力。

通风阻力的减小可以降低通风系统的能耗，提高矿工的工作环境，减少事故的发生。

为了实现矿井通风阻力的要求，需要从以下几个方面进行优化。

首先，要合理设计通风系统的布局和管道的走向，减少管道的长度和弯曲，尽量采用直线管道，以降低管道阻力。

其次，要选择合适的风机类型和参数，根据矿井的风量和压力需求，选择合适的风机型号和转速，以减小风机阻力。

同时，还需要合理安排风机的布置位置，避免风机之间的相互影响，提高整个通风系统的运行效果。

还需要加强矿井的管理和维护，及时清理矿井内的堆积物和积水，保持道路的畅通，减小矿井阻力。

同时，还需要加强对通风系统的监测和调节，及时发现并处理通风系统中的问题，保证通风系统的正常运行。

矿井通风阻力的要求是保证矿井安全生产的重要保障之一，通过合理的通风系统设计和优化，可以降低通风阻力，提高通风效果，保证矿工的生命安全和健康，提高矿井的生产效率和环境质量。

第二节矿井通风阻力计算3.2.1 矿井通风阻力计算原则（1）矿井通风的总阻力，不应超过2940Pa。

（2）矿井井巷的局部阻力，新建矿井宜按井巷摩擦阻力的10%计算，扩建矿井宜按井巷摩擦阻力的15%计算。

3.2.2 矿井通风总阻力计算3.2.2.1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，因而产生阻力，这种阻力叫做摩擦阻力。

它是矿井通风总阻力的主要组成部分，是矿井通风设计、选择扇风机的主要参数。

摩擦阻力计算公式为式中： h —摩擦阻力，Pa；α—摩擦阻力系数，N·s2/m4；L—井巷长度，m；U—井巷周界，m；S—井巷断面积，m2；R—井巷摩擦风阻，N·s2/m8；Q—井巷内的风量，m3/s；各段井巷的α值根据巷道所选取的支护形式来确定，L，S值可由已知表中所给材料查出，风量按需分配。

矿井通风容易时期通风网络图见最后设计图所示。

各种巷道的周长换算公式如下：式中：C—断面形状系数，梯形巷道，C=4.16，三心拱，C=3.85；半圆拱，C=3.90。

计算井巷摩擦阻力时，应选择巷道长度最长的一个分支来进行计算。

当上山采区将采完，即将准备接替到下山采区，此时，矿井通风线路最长，为矿井通风困难时期。

矿井通风困难时期通风网络图见最后设计图所示。

各翼井巷摩擦阻力计算如表3-1、3-2、3-3、3-4所示。

表3-1 东翼容易时期通风阻力计算东翼容易时期通风阻力计算序号井巷区段序号巷道名称支护形式αNS2/m4L/m U/m S/m2s3/(m2)3RfrNS2/m8Qm3/sQ2(m3/s)2hfrpavm/s1 0-1 副井井筒混凝土 0.045 530 21.90 35.80 45883 0.0114 115.22 13276 151.126 3.222 1-2 井底车场及主石门锚喷0.008 200 10.40 14.20 2863 0.0058 111.05 12332 71.668 7.823 2-4 运输大巷锚喷0.010 1250 13.60 12.80 2097 0.0811 57.62 3320 269.132 4.504 4-6 轨道上山到变电所锚喷0.010 325 12.00 10.10 1030 0.0379 1.00 1 0.038 0.105 6-10 轨道上山到掘进面锚喷0.010 150 12.00 10.10 1030 0.0175 4.00 16 0.280 0.406 10-22 轨道上山到采煤面锚喷0.010 175 12.00 10.10 1030 0.0204 11.80 139 2.838 1.177 22-24 区段进风石门锚喷0.010 145 12.90 9.60 885 0.0211 17.80 317 6.699 1.858 24-28 综采进风平巷U型支护0.037 1260 12.90 9.60 885 0.6797 17.80 317 215.372 1.859 28-30 综采工作面液压支架0.054 150 11.95 7.80 475 0.2040 17.80 317 64.626 2.2810 30-38 综采回风平巷U型支护0.037 1260 12.90 9.60 885 0.6797 17.80 317 215.372 1.8511 38-40 采区回风石门锚喷0.010 220 12.40 10.08 1024 0.0266 17.80 317 8.439 1.7712 40-86 风井混凝土 0.020 315 13.60 12.80 2097 0.0409 57.61 3319 135.596 4.50合计hf =∑hi1141.184局部阻力局部阻力=摩擦阻力×10%114.118 计算总阻力计算总阻力=摩擦阻力+局部阻力1255.302 东翼通风容易时期总压力总压力=计算总阻力×1.11380.832。