自然风压对矿井通风的影响15.3.4

自然风压对新疆煤矿通风的影响资环学院安定11级宿文杰201101031822摘要:由自然因素产生的风压叫自然风压，自然风压是由作用在最低水平两侧的空气柱重力差造成的。

矿井自然风压的大小，主要取决于矿井进回风侧空气的温度差和矿井深度：温度差越大，矿井越深，自然风压越大。

这里，主要研究昼夜温差对自然风压产生的影响，进而讨论其对矿井的通风影响。

关键字：自然风压新疆煤矿矿井通风正文：对于每一个矿井，无论井田开拓方式如何，井下巷道布置有多么复杂，就通风而言，至少必须有一个进风口、一个出风口。

下图所示为一个简化的矿井通风系统，0—5为通风系统最高点的水平面，0—1为梁井口的标高差，2—3为水平巷道。

在水平面0—5上，各点的大气压力均相等；在该水平面以下，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，致使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。

如上图所示，在一个有高差的闭合回路中，只要两侧高差不同巷道中空气的温度和密度不同，该回路就会产生自然风压。

自然风压可用下式计算：Hn=zg(ρm1-ρm2) （式1）式中z——矿井最高点至最低点的距离，m；g——重力加速，m/s²；Ρm1,ρm2——0—1—2和5—4—3空气柱的平均空气密度kg/m³。

由上式可见，影响自然风压的决定性因素是两侧空气柱的密度差，而空气密度又受温度T、大气压力p、气体常数R和相对湿度Φ等因素影响。

因此，影响自然风压的因素可用下式表示：Hn=ƒ(ρz)=ƒ[ρ(T，p，R，Φ)z] （式2）其中，空气成分和湿度，还有大气压力对相对空气密度的影响较小，可忽略不计，因此，影响自然风压大小的主要因素是温度，要研究自然风压，首先要先着手研究温度。

这里就以新疆三道岭的温度为研究对象，通过查询AccuWeather网站，提取了三道岭今年7月和1月的温度作为研究对象，制作了这两个月每天白天温度和夜间温度的表格和图表如下：三道岭13年七月温度日期/日白天温度/℃夜间温度/℃1 36162 36193 37214 40195 40216 35247 32208 33179 251310 301211 341412 371813 372014 351915 381916 342017 341718 341819 331520 341721 351822 391923 342024 331825 352126 331927 341628 371829 352030 331831 3515平均34.741935483871 18.0967741935484三道岭13年一月温度日期/日白天温度/℃夜间温度/℃1 -12-232 -8-233 -11-224 -10-225 -8-226 -10-227 -10-238 -9-239 -9-2410 -8-2011 -10-2212 -7-2213 -6-2114 -4-1615 -5-1816 -5-1917 -2-1718 -4-1819 -5-1620 -1-1621 -4-1722 -2-1423 2-1524 -3-1525 -1-1426 -3-1727 -1-1228 0-1429 0-1030 -2-1131 2-11平均-5.03225806451613 -18.0322580645161 取各个月温度的平均值，7月白天温度为35℃，夜间温度为18℃；1月白天温度为-5℃，夜间温度为-18℃。

( 安全论文 )单位：_________________________姓名：_________________________日期：_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改浅议自然风压对多风井多水平通风矿井反风的影响(最新版) Safety is inseparable from production and efficiency. Only when safety is good can we ensure better production. Pay attention to safety at all times.浅议自然风压对多风井多水平通风矿井反风的影响(最新版)摘要：通过某矿的反风演习,分析了自然风压对具有多风井多水平通风矿井反风的影响,给出计算主要井巷风流能否反向条件的数学模型,并提出了每年的反风演习应安排在不同月份进行和采用模拟计算法预测矿井反风效果的建议。

关键词：自然风压;矿井反风;矿井火灾;对策建议矿井反风技术是指当井下发生火灾时,利用预设的反风设施,人为地改变火灾烟流方向而采取的通风措施。

其目的是限制灾区范围扩大,保护受烟流威胁的人员安全撤退,减少人员伤亡。

反风演习是考察灾变时期矿井反风效果,锻炼与检验反风组织指挥管理人员、机电与通风技术人员、主要通风机司机等有关人员的基本技能以及通风设施反风性能的重要手段。

因此,《煤矿安全规程》、《矿井反风技术规定》、《煤矿安全质量标准化标准及考核评级办法》等都做了“矿井每年应进行一次反风演习”的规定。

自然风压是由于进回风两侧空气柱质量不同而产生的压差。

空气柱质量的大小又取决于空气柱的温度和高度。

所以,只要存在标高差和气温差的井下连通巷道之间必然存在自然风压。

当矿井自然风压的方向与主要通风机风压一致时,矿井自然风压帮助主要通风机通风;当矿井自然风压的方向与主要通风机风压不一致时,矿井自然风压就成为主要通风机的通风阻力,从而降低风机的通风能力。

自然风压对矿井通风系统的影响及预防对策作者：袁晓旭来源：《中国科技博览》2017年第34期[摘要]自然风压是一种客观存在的一种自然通风现象，这种现象的形成是由于风流始末节点处的温度、高度、空气密度不同所造成的，自然风压的大小直接影响着矿井通风系统的稳定性。

对于通风网络中的某些分支，自然风压的作用甚至会导致分支中的风流出现停滞或反向等情况，研究自然风压对矿井通风系统的影响是十分必要的，通过分析内蒙古鄂尔多斯华兴能源唐家会煤矿基建时期出现主斜井下风过大及风流反向等情况，阐述其出现原因、对矿井通风系统影响及预防对策。

[关键词]自然风压；温度；影响；预防对策中图分类号：TE527 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）34-0310-011 引言自然风压是由于风流始末节点处的温度、高度、空气密度不同所造的一种自然通风现象。

矿井某一回路中两侧空气柱的温差是影响自然风压的主要因素。

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、气候、地形和地理位置的不同而有所不同。

尤其以大陆性气候的山区，自然风压大小和方向受地面气温影响较为明显；一年四季及昼夜之间都有明显变化。

自然风压是影响矿井通风网络稳定性的主要因素之一，对于通风网络中的某些分支受到自然风压的影响，会出现风量时大时小、风流紊乱等情况，增加了矿井通风系统管理的难度。

下面就内蒙古鄂尔多斯华兴能源唐家会煤矿主斜井下风过大及风流反向等情况进行分析。

2 矿井概况内蒙古鄂尔多斯华兴能源唐家会煤矿位于内蒙古自治区准格尔煤田东孔兑普查区的西南部，行政区划隶属准格尔旗大路镇管辖，具体位于准格尔旗人民政府原所在地薛家湾镇西北约4km处。

鄂尔多斯地区气候特点是春季干旱多风，夏季昼炎热、夜温凉，日温差较大，秋季凉爽，冬季严寒，冰冻及霜冻期长，属于半干旱温带高原大陆性气候。

井田采用斜-立井混合开拓方式，工业场地内设主斜井、副立井和回风立井三个井筒，全矿井设一个水平，水平标高为+771m，位于6#煤层中。

矿 井 通 风 动 力
2.自然风压的特点
1、自然风压
（1）形成矿井自然风压的主要原因是矿井进、出风井两侧的空气柱重量差。不 论有无机械通风，只要矿井进、出风井两侧存在空气柱重量差，就一定存在自 然风压。 （2）矿井自然风压的大小和方向，取决于矿井进、出风两侧空气柱的重量差的 大小和方向。这个重量差，又受进、出风井两侧的空气柱的密度和高度影响， 而空气柱的密度取决于大气压力、空气温度和湿度。由于自然风压受上述因素 的影响，所以自然风压的大小和方向会随季节变化，甚至昼夜之间也可能发生
01
0 1

矿 井 通 风 动 力
1、自然风压
计算进、出风井两侧空气柱的平均密度：
均进
均回
Z 01 01 Z12 12 45 1.28 100 1.21 1.23 Z 01 Z12 45 100
Z 34 34 Z 45 45 65 1.145 80 1.225 1.189 Z 34 Z 45 65 80
矿 井 通 风 动 力
1、自然风压
二、自然风压的测定
生产矿井自然风压的测定方法有两种：直接测定法和间接测定法。
1.直接测定法
矿井在无通风机工作或通风机停止运转时，
在总风流的适当地点设置临时隔断风流的密闭，
将矿井风流严密遮断，而后用压差计测出密闭两 侧的静压差，该静压差便是矿井的自然风压值。
或将风硐中的闸门完全放下，然后由风机房水柱
器和电动机等构成。叶轮转动时，靠离心力作用，空
气由吸风口12进入，经前导器7进入叶轮的中心，折转 90°沿径向离开叶轮流入机壳2，经扩散器3排出。
图4.4 离心式通风机构造示意图
1-叶轮；2-螺形外壳；3-扩散器；4-主轴；5-止推轴承；6-径向轴承； 7-前导器；8-机架；9-联轴节；10-制动器；11-机座；12-吸风口； 13-通风机房；14-电动机；15-风硐

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。

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。

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。

自 然风压对矿井通风系统影响的分析
梁兵 （ 内蒙古 同煤 鄂尔多斯 矿业 投资有限公司 ， 内蒙古 鄂 尔多斯 ０ １ ７ ０ ０ ８ ）
摘 要： 介绍了色连 一号 井暖风对 矿井自然风压影响 ， 进一 步影响矿 井的通风系统 。通过分析研究找 出原 因 ， 进而提出对其解 决 措施 ， 对矿 井通风 系统管理有 实际指导意义。 关键词 ： 自然风 压 ； 密度差 ； 空气 温度 ； 循环风
立 嵴 风 Ｇ ／ ＿ ｃ ～ １ 』 一 ， ● ● ， 潞 一 受 ● 、 ＼ 一 ＼ ～ ＼ ● ＼ ＼ ～ Ｌ ＼ ｚ Ｊ 一 Ｄ 。 ，
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图 １ 通 风 网 络 简 化 示 意 图
பைடு நூலகம்
主 斜井 Ｂ Ｃ Ｄ Ｅ Ｆ Ｇ ＨＢ系 统 的 自然风 压 为 ： Ｈ ＝ｐ
作者简介 ： 梁兵 （ １ ９ ８ ７一 ） ， 男， 陕西榆林人 ， ２ ０ １ １ 年７ 月毕业 于内蒙古科技 大学矿业 工程学 院 ， 助理 工程 师 ， 现在 内 蒙古同煤鄂 尔
在冬 季气 温 下降时 ， 为 防止 井 筒 结冰 ， 在 主 斜 井井 口、 副斜井 井 口、 进风立 井 井 口均安 设 暖风 炉 向井 下 供 暖风 。经气温 测 定主斜 井 暖风道 口下风 侧 ２ ０ ｍ处 气 温 为Ｉ Ｏ ￣ Ｃ， 副斜井暖风道 口下风侧 ｌ Ｏ ｅ处气温为３ ｒ ． ７ ５ ￣ Ｃ， 进风 立井 暖风 道 口下风 侧 ５ ０ ｍ处 气 温 为 ２ ４ ￣ Ｃ， 风 硐 气 温为６ ． ８ ８ ￣ Ｃ， 地 表气温为 一１ ６ ℃。对 回风立井来 说矿 井存在三个系统的 自然风压。
ｇ Ｚ ｌ ＋Ｐ Ａ Ｃ ｇ Ｚ ２ 一Ｐ ｒ ｉ ｇ （ Ｚ １ ＋Ｚ ２ ）＝５ ０ ． ８ ８ Ｐ ａ

浅议自然风压对多风井多水平通风矿井反风的影响矿山的通风系统是矿山安全生产的重要组成部分之一。

通风系统旨在提供清洁新鲜的空气，排除有害气体和粉尘，控制温度和湿度，维持适宜的工作环境和气氛。

然而，在多风井多水平通风的矿井中，通常会出现反风现象，这种现象会影响到矿井的通风系统，进而影响矿井的安全生产。

本文将探讨自然风压对多风井多水平通风矿井反风的影响。

多风井多水平通风矿井反风的原因多风井多水平通风矿井在地质条件和矿井设计中，为确保通风系统的有效运行和生产效率，往往采用相对独立的风井和巷道。

而在实际应用中，实际情况的复杂性导致实际局面与设计不同，矿井的反风现象就难以避免。

多风井多水平通风矿井的反风现象，主要由于以下原因：•风井周围岩层和地质条件变化；•风井宽度、高度等设计不合理，或未按照设计规范施工；•风井安装位置选取不当，不能起到理想的防风效果；•风井和巷道之间的距离不符合规范，或者风井和巷道之间存在关联巷道；•风井设备问题，如风机容量不足、运行不稳定等；•矿井内部具有不同的曲率和弯道，存在气流的漩涡或旋转现象。

这些都可能导致气流在矿井中的流动方向发生逆转，并对矿井的通风系统造成严重影响。

自然风压对多风井多水平通风矿井反风的影响矿山通风是一个复杂的物理过程，其中包括求解连续方程组和温度方程组等数学模型，在不同的气象条件、通风设备、矿井系统、地质结构等条件下，反风现象不可避免。

而自然风压是反风发生的一个重要因素。

自然风压是指在室外开放空间中的气流压力，其大小和方向决定了矿井内部的气流分布。

在多风井多水平通风矿井中，自然风压对反风的影响主要体现在以下几个方面：自然风压的大小和方向自然风压的大小和方向是反风产生的直接原因。

当自然风压超过一定阈值时，就会产生反风现象。

当矿井周围无障碍物时，自然风压大小和方向取决于气压差、大气温度、湿度、风向和地形等因素。

而当存在建筑和构筑物时，则需要考虑建筑的高度、压力系数等因素。

4、主要通风机工作对自然风压的大小和方向也有一定影响。矿井主要通风机工作决定 了矿井风流的主要流向，风流长期与围岩进行热交换，在进风井周围形成了冷却带，此时即 使风机停转或通风系统改变，进回风井筒之间仍然存在气温差，从而仍在一段时间之内有自 然风压的作用，有时候会干扰主要通风机的工作。
3
自然风压受温度和季节的影响
HN
深井 浅井
月份 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 自然风压的大小和方向，受着矿井空气温度变化的影响，因此，在一年四季中， 自然压随着季节的不同而发生变化。例如，在冬季，由于地面空气温度低，空气 柱1～2比空气柱3～4重，就迫使空气由平峒2点流向出风井筒3～4，由回风井口点 排出地面。但在夏季，则相反。在一些山区，由于昼夜的气温相差很大，自然风压 的方向昼夜之内都要发生变化。 同时，对于浅井，夏季的自然风压是负值，而对于我国北部一些深井，全年的 自然风压都是正值。
3
自然风压受温度和季节的影响
由于自然风压受季节气温的影响，矿井通风系统均受到不同程度的干扰。对于大中型矿山矿 井而言，均采用能力较大的风机进行机械通风，主要通风机通常安装在地势较高的井口进行抽出 式通风，进风井口地势一般较低。进风井内的气温是随着季节不同而变化的，而回风井内的气温 一般是保持常年不变。在冬季，进入进风井的风量越大，两井筒内空气柱的平均温度相差越大， 因而自然风压越大，且自然风压的方向与机械风压的方向一致，故冬季自然风压帮助机械通风。 在夏季，由于地面温度高，自然风压的方向发生反向，自然风压是反对机械风压的。故在夏季， 进入井下的风量越多，则反对机械风压的自然风压越大，矿井主扇风机需克服自然风压，所以此 类的反风容易引起事故和异常。
2
自然风压的影响因素

矿井自然风压的影响因素和控制与利用研究自然风压的控制和利用具有重要意义，本文主要对影响自然风压的因素、矿井自然风压的控制与利用进行阐述。

标签：矿井;自然风压;控制;利用一、影响自然风压的因素矿井自然风压在一年之间（甚至一天之间）是不断变化的。

图1是某铅锌矿自然风压变化规律形曲线，二月份自然风压达到最大为262.7Pa，8月份自然风压最小值为-118.2Pa，自然风压波动范围为380.9Pa。

自然风压作用方向大多数时间为正，即自然风压方向与风机作用方向一致，有利于矿井通风。

在6月至9月中旬期间，自然风压值为负，表示此时段内，自然风压作用方向与风机作用方向相反。

对矿井通风系统而言，自然风压起一个阻力作用，不利于矿井通风系统稳定、高效工作。

根据矿井自然风压的定义，可以把自然风压看成是空气密度（ρ）和井巷深度（Z）的函数，而空气密度与空气温度、压力、湿度和成分等息息相关。

影响矿井自然风压的主要因素包括温度、空气状态、标高、扇风机工作状态、风量大小、矿井的工作水平数、开拓系统布局等，一些具体因素分析如下。

1.温度矿井某一回路中两侧空气柱温差是影响自然风压的主要因素。

影响气温差的主要因素是地面人风口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、开采深度、地形和地理位置的不同而有所变化。

大陆性气候的山区浅井，自然风压的大小和方向受地面气温的影响较为明显，一年四季，甚至昼夜之间都有明显的变化。

由于风流与围岩的热交换作用使机械通风的回风井一年四季中气温变化不大，而地面进风井的气温则随季节变化，两者综合作用的结果，导致一年中自然风压发生周期性变化。

但对于深井，其自然风压受围岩热交换的影响很显著，一年四季变化较小。

2.空气成分和湿度空气成分和湿度影响空气密度，因而对自然风压也有一定的影响，但影响较小。

3.井深当两侧空气柱温差一定时，自然风压与回路中最高与最低点（水平）之间的高差成正比。

4.风机运转风机运转对自然风压的大小和方向也有一定的影响。

编号:clmk- 通防科措施2017—12—9＊*＊＊*****＊煤矿冬季自然风压对通风系统影响及其治理措施执行时间:2017年12月10日矿长:高杰＊*＊＊*＊＊**＊**＊煤矿通防科编订通防科措施审签表冬季自然风压对通风系统影响及其治理措施***＊＊**＊＊＊＊*＊＊＊煤矿采用中央并列式的通风方式，通风方法为机械抽出式.随着矿井冬季冷空气的加剧,自然风压对矿井通风的影响也越来越大。

主井时有反风现象,影响整个通风系统。

因此,应掌握主井反风成因并提出针对性治理对策，解决主井反风问题，确保矿井安全生产。

一、自然风压的原理和影响自然风压是由自然因素产生的一种风压，是人为不可抗拒的。

矿井进、回风侧的空气柱是在自然因素的影响下发生重量的变化，因而产生压力差，即自然风压.空气柱重量的大小取决于空气柱的温度和高度，所以只要存在标高差的和气温差的井下联通巷道之间必然产生自然风压，自然压差影响整个通风系统。

当矿井自然风压的方向与主要通风机的方向一致时，矿井自然风压帮助主要通风机通风，当矿井自然风压的方向与主要通风机的方向相反时，矿井自然风压就成为主要通风机的通风阻力，从而降低风机的通风能力。

矿井自然风压在一年之间是不断变化的。

通过对矿井自然风压的计算可知，冬季自然风压为正，即自然风压方向与风机作用方向一致。

夏季自然风压为负，对矿井通风系统而言，自然风压起一个阻力作用，不利于矿井通风系统稳定高效工作。

因此,在冬天,自然风压过大，要注意主斜井、副斜井通风量过大，副斜井风流停滞或者回流，井内出现解冻现象;夏季，要注意昼夜自然风压变化,调节好通风机通风量,防止风流停滞或回流，给矿井安全带来隐患。

一、主井反风的主要原因：1、地面主要通风机型号为FBCDZ№19/A 2×110型，额定风量为1860—6060m3/min。

我矿井目前总风量为2000 m3/min仅为通风机功率的30%，机械负压较小，冬季受自然风压影响较大（冷而重的空气向下流动，热而轻的空气向上流动)。

通风安全 一、名词解释：1、矿井通风：利用机械或自然通风为动力，使地面空气进入井下，并在井巷中做定向和定量地流动，最后将污浊客气排出矿井的全过程。

2、矿井气候：矿井空气的温度、湿度和流速这三个参数的综合作用状态。

3、矿井空气：地面空气进入井下后。

4、井巷通风阻力：当空气沿井巷流动时，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，包括摩擦阻力和局部阻力。

5、摩擦阻力：风流在井巷中做沿程流动时，由于流体层间的摩擦和流体与井巷壁面之间的摩擦所形成的阻力，又称沿程阻力。

6、局部阻力：在分流流动过程中，由于井巷断面、方向的改变以及分岔或汇合等原因，使均匀流动在局部地区受到影响而破坏，从而引起风流速度分布变化和产生涡流等，造成分流能量的损失。

7、工况点：分机在某一特定转速和工作风阻条件下的工作参数。

8、矿井总风阻：从入风井到主要通风机入口，把顺序连接的各段井巷的通风阻力累加起来。

9、矿井等积孔：用来衡量矿井通风难易程度的指标。

10、矿井通风系统：向矿井各作业地点供给新鲜空气，排出污浊空气的进、回风井的布置方式，主要通风机的工作方法，通风网络和风流控制设施的总称。

11、通风构筑物：矿井通风系统除了有结构合理的通风网路和能力适当的风机外，还有在网路中适当位置安设隔断、引导和控制风流的设施和装置，以保证分流按生产需要流动，这些设施和装置叫通风构筑物。

12、风门：在通风系统中需要行人和行车的巷道中而设立的隔断风流的门。

13、风桥：设在进回风交叉处使进回风互不混合的设施。

14、密闭：隔断分流的构筑物。

15、矿井瓦斯：煤矿生产过程中，从煤岩内涌出的以甲烷为主的各种有害气体的总称。

16、瓦斯涌出量：在矿井建设和生产过程中从煤岩内涌出的涌出的瓦斯量，对于矿井的叫矿井瓦斯涌出量，对于翼、采区或工作面的叫翼、采区或工作面瓦斯涌出量。

17、瓦斯喷出：大量承压状态的瓦斯从煤、岩裂隙中快速喷出的现象。

ＨＮ＿ Ｚｇ （ｐ ｍ１ ． ｐ １ Ｔ Ｉ ）
式中：Ｈ 自然风压，Ｐ ｍ ｚ ＿ 一 井 口标高差 ，１ ＂ １ ３ ． １ ｇ ＿ ＿ 重力加速度，９ ． ８ ｍ／ ｓ ； ｐ ｍ 一进风井 口空气密度 ，ｋ ｇ ／ ｍ３ ； Ｐ ｍＬ 回风井 口空气密度，ｋ ｇ ／ ｍ３ 。 根据 以上公式 ，可 以得出结论：进 、回风井之 间的空气密
利用上面的公式可以计算出从贯通点到副立井之间产生的自然风压值由于当时没有测量的仪器和仪表没有计算矿井产生的自然风压到底有多大总之由于这次产生的自然风压确实给贯通后的矿井通风系统造成了影响好在事前设置风门的时候考虑到了将风门设为正反两组并没有产生不良的后果
中文科技期刊数 据库 （ 文摘版 ） 工程技术
该矿建在一个露天煤矿的边缘，设计为主斜井皮带运输 ， 副井 和 回 风井 为 立井 ，井 口标 高 ＋ ９ ７ ４ ，井 底标 高 ＋ ７ ５ ４ 。为 了加快矿井 的建设速度 ，在露天矿 ＋ ９ ２ ０标 高处布 置一对施工 斜井 ，一 个做为 回风井 ，设 置 ２ Ｘ ７ ５ Ｋ Ｗ 对 旋式轴流 通风机 ， 兼做 轨 道 运 输 ，一个 作 为 出渣井 ，兼 做 进风 。矿 井 总风 量 ２ ６ ０ ０ ｍ３ ／ ｍｉ ｎ ，通风静压 ３ ５ ０ Ｐ ａ 。施工井 已经 到位 ，并开始施工 辅助运输巷和回风大巷，副立井进度稍快，预计 ２月中旬和辅 助运输巷贯通 。在贯通前研 究制定 贯通后的调整通风 系统 的措 施时 ，笔者提出：副井贯通后 ，在 自然风压的作用下 ，有可能 造成副井回风的现象。一旦出现这种现象 ，有些风门的设置 、 局部通风机安设的位 置将 和原来 的设计计划有重大的改变 。其 根据是 ：副井在施工 时，回风流 的温度为 ＋ １ ５ ℃，施工井井 口 的温 度为零下 １ ０ 。 Ｃ，在供 暖不利 的情 况下还要低 ，就是在井 底车场 （ 贯通 点）处 的温度 也就在 Ｏ ℃左右 ，有 时甚至零 下， 所 以，如此大的温差，一定会产生很大 的 自然风压，而且 自然 风压会克服矿井的静压，使风流发生逆转。 同时，在入风大巷 还设 有 ３台 ２ Ｘ３ ０ ＫＷ 的局部通 风机 ，这又 相当于起 到辅助通 风机的作用，更增加了 自然风压的威力 。 ． 聿 年 ２月 １ ７日，副立井与井底 车场贯通 ，贯通后 ，风流 在贯通点分为两路 ，一路在主要通风机 的作用下流 向风井，另 路在副立井 自然风压的作用 下， 通过车场、副立井流 向地面 。 经 实际测 量，主要通风 机排风量 由原来 的 ２ ６ ０ ０ ｍ３ ， ｍｉ ｎ减少 到 ２ ４ ５ ０ ｍ３ ／ ｍｉ ｎ ，而副立井的风量在井 口吊盘全部关闭、只留一个 风 筒 口的情况 下，达 到 ７ ６ ０ ｍ３ ／ ｍｉ ｎ 。利用上面 的公式 ，可 以计 算 出从贯通点到副立井之间产生的 自然风压值 ，由于当时没有 测量 的仪器和仪表 ， 没有计 算矿井产生 的 自然风压到底有 多大 ， 总之 ，由于这次产生的 自然风压，确实给贯通后 的矿井通风系 统造成 了影响 ，好在事前设置风门的时候考虑到 了，将风门设 为正、反两组 ，并没有产生不 良的后果 。 ３结束 语 自然风压 作为 自然 界产生 的一种空气动力 ，对矿井通 风系 统的影响是不容忽视的 ，特别是冬季在 北方 的煤矿 ，在矿 井建 设进 入投产期 间，很容易造成其 中的一条井 筒风流发生逆转， 如果不考 虑这方面 的因素 ，将局部通风机、风门等设施的位置 和形式仍然按照传统 的想法去设置， 将会产生无法想象的后 果。 出现 这种逆转现象 的并非个例 ， 在矿井投产初期 ， 也都 出现 过， 都是经过采取相应 的措施 ，恢复 了正常的通风 。 参考文献 【 １ 】 赵 国彬 ． 低 瓦斯矿井 通风安全管理 问题分 析 Ⅱ 】 ． 科 技致 富向 导 ，２ ０ １ ２ ，１ １（ ２ ７ ） ：２ ７ １ ． ［ ２ ］ 崔景 昆，付 明明，王月 星 ． 通风 阻力测定 方法分析 Ⅱ 】 ． 中国 煤炭 ，２ ０ １ １ ，３ ７（ ５ ） ：１ １ ３ — １ １ ５ ． ［ ３ ］ 苏杰 ． 煤矿 通风 的安全 隐患分析及管理措 施探讨 Ⅱ 】 ＇ 技术与 市场 ，２ ０ １ ４（ ７ ）：６ ９ — ７ ０ ． ［ ４ ］ 郭龙本 ． 煤矿通风安全 的影响 因素及其 防范措施探讨 Ⅱ 】 ． 科 技风 ，２ ０ １ ４ ，１ ０（ ７ ） ：１ ５ ４一个 比较 好的通风情况的前 提 。在矿井的生产过程 当中，矿井 的通风系统是保证生产 的安 全的重要基础。 自然风压 既可 以作为矿井通风的动力 ，也可能 是事故的肇因 。但 在大型矿井 中 自然风压较小往往容易被人忽 视 ；人们一般认为冬季地表气温较低 ， 自然风压与主要通风机 作用方 向相 同，自然风压对矿井通风起到帮助作用 。夏季地表 气温较 高，自然风压与主要通 风机作用方 向相反 ， 自然风压对 矿井通风起到阻碍作用。但 由于其他 因素例如冬季进风井 口设 置热风炉 、夏季进风井 口设置风流净化水幕 ，也会 出现相反的 结 果。充分研究 自然风压 ，加强对 自然风压 的控制和利用 ，加 强对井下巷道风量的测定，以防季 节变化和气温骤变时因 自然 风压变化造成巷道无风或反风 引发事故 。 １ 自然风压产 生的原理 自然风压 的产生及大小， 主要受地面空气温度变化的影响， 以及进 、回风井的相对位置和 标高差形成 的。根据实测资料矿 井 的回风井 中一年 四季气温变化不大，而进风井 中的气温随季 节变化而不 同，这样导致一年中 自然风 压随季节发生周期性的 变 化 。如：１ － ２为垂直井筒 ，２ ． ３为平 巷，３ － ４为回风立井 。在 冬季 由于地温 的作用 ，空气 柱 ０ － １ ． ２的平均温度 应 比 ３ － ４的平 均温度 低， 自然风压将使空气不断从井 口 １ 流入 ，从井 口 ４流 出。在夏季时则系统产生与冬季相反的 自然反应 方向，地面空 气将从井 口４流入到井 口 １ 流 出。 自然风压可用下式计算 ：

科技与创新┃Science and Technology &Innovation·108·2023年第13期文章编号：2095-6835（2023）13-0108-03新疆高海拔地区煤矿自然风压对矿井通风的影响分析胡善祥（兖矿能源集团鲍店煤矿，山东济宁273500）摘要：新疆煤炭资源丰富，约占全国预测煤炭资源总量的40%，但新疆是高海拔地区，空气稀薄，年温差大，昼夜温差大，新疆矿井的通风问题更加严峻，通风任务更加重要。

首先根据矿井的相关参数，计算夏季、冬季的矿井自然风压以及一天中矿井自然风压的变化，从而分析自然风压对矿井的影响。

关键词：自然风压；空气密度；温差；矿井通风中图分类号：TD724文献标志码：ADOI ：10.15913/ki.kjycx.2023.13.031新疆煤炭资源总量预测为2.1942万亿t ，约占全国预测煤炭资源总量的40.6%，居全国第一位。

新疆的煤炭资源主要分布在准噶尔（6235亿t ）、吐鲁番—哈密（5350亿t ）、伊犁（4772亿t ）这三大盆地。

新疆有四大煤炭基地：准东煤炭基地（乌鲁木齐—昌吉）、吐哈煤炭基地（吐鲁番—哈密）、伊犁煤炭基地（伊犁）、库拜煤炭基地（库车—拜城）[1]。

其中乌鲁木齐海拔918m ，昌吉海拔577m ，吐鲁番海拔35m ，哈密海拔738m ，伊犁海拔663m ，库车平均海拔1600m ，拜城平均海拔1200m 。

在采用抽出式的矿井中，回风井不能比进风井低。

所以，估算在高海拔地区情况下，取煤矿进风井标高1200m ，井深400m ，回风井标高1300m ，井深500m 。

根据大气压力与海拔高度关系的经验公式[2]计算得，进风井口大气压力87.23kPa ，回风井口大气压力86.04kPa 。

矿井进、回风井简化示意图如图1所示。

通过收集查阅相关资料[3]得，新疆高海拔地区夏季白天气温最高在32℃左右，夜晚气温最低在16℃左右；冬季白天气温最高为3℃左右，夜晚气温最低在﹣15℃，并且根据新疆高海拔地区的夏、冬两季气候温度和昼夜变化规律确定煤矿进风井、回风井内空气温度。