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。

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。

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。