礦井通風(fēng)第三章

1、礦井通風(fēng)第三章第1頁，共21頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)35分，星期五第三章 井巷通風(fēng)阻力 產(chǎn)生阻力的內(nèi)因是風(fēng)流的粘滯性和慣性，外因是并巷壁面對(duì)風(fēng)流的阻滯作用和擾動(dòng)作用。 井巷通風(fēng)阻力按產(chǎn)生的地點(diǎn)大致分為兩類；沿程阻力(常稱為摩擦阻力)和局部阻力。第2頁，共21頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)35分，星期五第一節(jié) 摩擦阻力(沿程阻力) 由于空氣粘滯性的作用，空氣在井巷中流動(dòng)時(shí)，空氣分子的擾動(dòng)和摩擦及空氣分子與井巷周壁互相摩擦而產(chǎn)生的阻力叫摩擦阻力。 理論基礎(chǔ)達(dá)西公式（水力學(xué)）第三章 井巷通風(fēng)阻力 第3頁，共21頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)35分，星期五一、層流沿程阻力由牛頓內(nèi)摩擦定律從

2、理論推導(dǎo)得式中 hf摩擦阻力（沿程阻力） L巷道長度，m v斷面平均風(fēng)速，m/s 空氣的密度，kg/m3 沿程(摩擦)阻力系數(shù) S 巷道斷面積，m2 U 巷道周長，m第三章 井巷通風(fēng)阻力 第4頁，共21頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)35分，星期五第三章 井巷通風(fēng)阻力 一、摩擦阻力系數(shù) 令 稱為風(fēng)道摩擦阻力系數(shù)，單位Ns2/m4，kg/m3。 支架巷道，用支架在斷面中的突起高度與巷道寬(或高)之比s表示橫斷面方向的相對(duì)糙度，支架間距與支架的縱向厚度之比，即支架的縱口徑來表示巷道軸向的相對(duì)糙度。第二節(jié) 摩擦阻力系數(shù)和摩擦風(fēng)阻第5頁，共21頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)35分，星期五第三章 井巷

3、通風(fēng)阻力 二、摩擦風(fēng)阻令，即摩擦風(fēng)阻，單位Ns2/m8，kg/m7 Rf反映風(fēng)道幾何特征的參數(shù)；風(fēng)流流動(dòng)的阻抗參數(shù) hf每立方米空氣在流動(dòng)過程中損失的機(jī)械能。工程單位1 kgfs2/m8=1k第6頁，共21頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)35分，星期五第三章 井巷通風(fēng)阻力 第7頁，共21頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)35分，星期五第三章 井巷通風(fēng)阻力 第8頁，共21頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)35分，星期五第三章 井巷通風(fēng)阻力 局部阻力 在風(fēng)流運(yùn)動(dòng)過程中，由于邊壁條件的變化，均勻流在局部地區(qū)受到局部阻力物(如巷道斷面突然變化風(fēng)流分叉與交匯，斷面堵塞等)的影響而破壞、引起風(fēng)流流速的大小、方

4、向或分布的變化，產(chǎn)生渦漩等，造成風(fēng)流的能量損失，這種類型的阻力叫作局部阻力。第三節(jié) 局部阻力第9頁，共21頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)35分，星期五第三章 井巷通風(fēng)阻力 一、局部阻力的成因及計(jì)算 1. 局部阻力的成因 主流與邊壁脫離的現(xiàn)象，在主流與邊壁間形成渦漩區(qū)，流速分布的改組第10頁，共21頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)35分，星期五第三章 井巷通風(fēng)阻力 2. 局部阻力的計(jì)算1）突然擴(kuò)大 水力學(xué)中的包達(dá)卡諾公式第11頁，共21頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)35分，星期五第三章 井巷通風(fēng)阻力 對(duì)于粗糙程度較大的礦井巷述第12頁，共21頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)35分，星期五第三

5、章 井巷通風(fēng)阻力 2）突然縮小3）逐漸擴(kuò)大4）轉(zhuǎn)彎5）風(fēng)流分叉與匯合第13頁，共21頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)35分，星期五第三章 井巷通風(fēng)阻力 二、局部阻力與局部阻力系數(shù)的測算第14頁，共21頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)35分，星期五第三章 井巷通風(fēng)阻力 第四節(jié) 降低井巷通風(fēng)阻力的方法一、降低井巷摩擦風(fēng)阻的方法1）保證主風(fēng)流巷道有足夠大的斷面，通風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量采用經(jīng)濟(jì)斷面。2）盡量采用相對(duì)糙度小的支護(hù)方式，斷面的周壁盡量光滑。3）采用周長小的斷面形狀4）通風(fēng)系統(tǒng)要合理，盡量縮短風(fēng)流路線5）避免風(fēng)量過大，早分晚匯第15頁，共21頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)35分，星期五第三章 井

6、巷通風(fēng)阻力 二、降低井巷局部風(fēng)阻的方法 為減少局部風(fēng)阻，應(yīng)盡量避免并巷斷面的突然變化。斷面大小懸殊的井巷，其連接處斷面應(yīng)逐漸變化。盡量避免井巷直角轉(zhuǎn)彎或大90的轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)彎處內(nèi)外側(cè)要做成圓弧形，有一定的曲率半徑，必要時(shí)在轉(zhuǎn)彎處設(shè)置導(dǎo)風(fēng)板。井巷內(nèi)堆積物要清除或排列整齊，盡量少堵塞井巷斷面。第16頁，共21頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)35分，星期五第三章 井巷通風(fēng)阻力 第五節(jié)礦井總風(fēng)阻與礦井等積孔一、礦井通風(fēng)總阻力與總風(fēng)阻 1.礦井通風(fēng)總阻力式中 N從入風(fēng)口井口到主扇入口，井巷的條數(shù) hRii條井巷的阻力2. 礦井通風(fēng)總風(fēng)阻式中 Q礦井總風(fēng)量第17頁，共21頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)35分，星期五第三章 井巷通風(fēng)阻力 二、礦井等積孔1.定義 為了形象化，習(xí)慣又引入一個(gè)和風(fēng)阻的數(shù)值相當(dāng)，意義相同的假象孔口的面積來表示井莖或礦井的通風(fēng)難易程度，這個(gè)假象的孔口叫礦井的等積孔2.計(jì)算h=const A越大，R越小，Q越大，通風(fēng)容易，通風(fēng)能力大 A越小，R越大，Q越小，通風(fēng)困難，通風(fēng)能力小第18頁，共21頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)35分，星期五第三章 井巷通風(fēng)阻力 3. 多風(fēng)機(jī)工作的礦井式中 hRiQi分別為每個(gè)風(fēng)機(jī)提供的通風(fēng)系統(tǒng)的阻力和風(fēng)量 hRi全礦各個(gè)系統(tǒng)平均1m3/s空氣所消耗的機(jī)械能第19頁，共21頁，2022年，5月2