礦井通風(fēng)與安全(井巷通風(fēng)阻力)

礦井通風(fēng)與安全(井巷通風(fēng)阻力)第1頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月一、風(fēng)流流態(tài)1、管道流同一流體在同一管道中流動時，不同的流速，會形成不同的流動狀態(tài)。當(dāng)流速較低時，流體質(zhì)點互不混雜，沿著與管軸平行的方向作層狀運動，稱為層流。當(dāng)流速較大時，流體質(zhì)點的運動速度在大小和方向上都隨時發(fā)生變化，成為互相混雜的紊亂流動，稱為紊流(或湍流)。雷諾數(shù)Re

式中：平均流速v、管道直徑d和流體的運動粘性系數(shù)。在實際工程計算中，為簡便起見，通常以Re=2300作為管道流動流態(tài)的判定準(zhǔn)數(shù)，即：

Re≤2300層流，Re＞2300紊流當(dāng)量直徑：對非圓形斷面的井巷，以井巷斷面的當(dāng)量直徑de來表示。第一節(jié)井巷斷面上風(fēng)速分布第2頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)井巷斷面上風(fēng)速分布第3頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月因此，非圓形斷面井巷的雷諾數(shù)可用下式表示：對于不同形狀的井巷斷面，其周長U與斷面積S的關(guān)系，可用下式表示：式中：C—斷面形狀系數(shù)：梯形C=4.16；三心拱C=3.85；半圓拱C=3.90。2、孔隙介質(zhì)流

在采空區(qū)和煤層等多孔介質(zhì)中風(fēng)流的流態(tài)判別準(zhǔn)數(shù)為：式中：K—冒落帶滲流系數(shù)，m2；l—濾流帶粗糙度系數(shù)，m。

層流，Re≤0.25；紊流，Re＞2.5；過渡流0.25<Re<2.5第一節(jié)井巷斷面上風(fēng)速分布第4頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月二、井巷斷面上風(fēng)速分布紊流脈動風(fēng)流中各點的流速、壓力等物理參數(shù)隨時間作不規(guī)則時均速度

瞬時速度vx隨時間τ的變化。其值雖然不斷變化，但在一足夠長的時間段T內(nèi)，流速vx總是圍繞著某一平均值上下波動。Tvxvxt第一節(jié)井巷斷面上風(fēng)速分布第5頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月巷道風(fēng)速分布由于空氣的粘性和井巷壁面摩擦影響，井巷斷面上風(fēng)速分布是不均勻的。

層流邊層：在貼近壁面處仍存在層流運動薄層，即層流邊層。其厚度δ隨Re增加而變薄，它的存在對流動阻力、傳熱和傳質(zhì)過程有較大影響。在層流邊層以外，從巷壁向巷道軸心方向，風(fēng)速逐漸增大，呈拋物線分布。平均風(fēng)速：

式中：為巷道通過的風(fēng)量Q。則：Q＝V×Sδvvmaxvmax第一節(jié)井巷斷面上風(fēng)速分布第6頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)速分布系數(shù)斷面上平均風(fēng)速v與最大風(fēng)速vmax的比值稱為風(fēng)速分布系數(shù)(速度場系數(shù))，用Kv表示：

巷壁愈光滑，Kv值愈大，即斷面上風(fēng)速分布愈均勻。

砌碹巷道，Kv=0.8～0.86；木棚支護(hù)巷道，Kv=0.68～0.82；無支護(hù)巷道，Kv=0.74～0.81。第一節(jié)井巷斷面上風(fēng)速分布第7頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月一、摩擦阻力風(fēng)流在井巷中作沿程流動時，由于流體層間的摩擦和流體與井巷壁面之間的摩擦所形成的阻力稱為摩擦阻力(也叫沿程阻力)。一般摩擦阻力要占能量方程中通風(fēng)阻力的80～90％，它是礦井通風(fēng)設(shè)計，選擇扇風(fēng)機(jī)的主要參數(shù)，也是生產(chǎn)中分析與改善礦井通風(fēng)工作的主要對象。由流體力學(xué)可知，無論層流還是紊流，以風(fēng)流壓能損失來反映的摩擦阻力可用下式來計算：

λ－無因次系數(shù)，即沿程阻力系數(shù)，通過實驗求得；d—圓形風(fēng)管直徑，非圓形管用當(dāng)量直徑。1、流動阻力系數(shù)——尼古拉茲實驗結(jié)果

實際流體在流動過程中，沿程能量損失一方面（內(nèi)因）取決于粘滯力和慣性力的比值，用雷諾數(shù)Re來衡量；另一方面（外因）是固體壁面對流體流動的阻礙作用，故沿程能量損失又與管道長度、斷面形狀及大小、壁面粗糙度有關(guān)。第二節(jié)摩擦風(fēng)阻和阻力第8頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月尼古拉茲把經(jīng)過篩分、粒徑為ε的砂粒均勻粘貼于管壁。砂粒的直徑ε就是管壁凸起的高度，稱為絕對糙度；絕對糙度ε與管道半徑r的比值ε/r稱為相對糙度。以水作為流動介質(zhì)、對相對糙度分別為1/15、1/30.6、1/60、1/126、1/256、1/507六種不同的管道進(jìn)行試驗研究。對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理，在對數(shù)坐標(biāo)紙上畫出λ與Re的關(guān)系曲線，如圖3-2-1所示。結(jié)論分析：Ⅰ區(qū)——層流區(qū)。當(dāng)Re＜2320(即lgRe＜3.36)時，不論管道粗糙度如何，其實驗結(jié)果都集中分布于直線Ⅰ上。這表明λ與相對糙度ε/r無關(guān)，只與Re有關(guān)，且λ=64/Re。與相對粗糙度無關(guān)。Ⅱ區(qū)——過渡流區(qū)。2320≤Re≤4000(即3.36≤lgRe≤3.6)，在此區(qū)間內(nèi)，不同相對糙度的管內(nèi)流體的流態(tài)由層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鳌Ｋ械膶嶒烖c幾乎都集中在線段Ⅱ上。λ隨Re增大而增大，與相對糙度無明顯關(guān)系。第二節(jié)摩擦風(fēng)阻和阻力第9頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月尼古拉茲實驗結(jié)果第二節(jié)摩擦風(fēng)阻和阻力第10頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月Ⅲ區(qū)——水力光滑管區(qū)。在此區(qū)段內(nèi)，管內(nèi)流動雖已處于紊流狀態(tài)(Re＞4000)，但在一定的雷諾數(shù)下，當(dāng)層流邊層的厚度δ大于管道的絕對糙度ε（稱為水力光滑管）時，其實驗點均集中在直線Ⅲ上，表明λ與ε仍然無關(guān)，而只與Re有關(guān)。隨著Re的增大，相對糙度大的管道，實驗點在較低Re時就偏離直線Ⅲ，而相對糙度小的管道要在Re較大時才偏離直線Ⅲ。Ⅳ區(qū)——紊流過渡區(qū)，即圖中Ⅳ所示區(qū)段。在這個區(qū)段內(nèi)，各種不同相對糙度的實驗點各自分散呈一波狀曲線，λ值既與Re有關(guān)，也與ε/r有關(guān)。δε第二節(jié)摩擦風(fēng)阻和阻力第11頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月Ⅴ區(qū)——水力粗糙管區(qū)。在該區(qū)段，Re值較大，管內(nèi)液流的層流邊層已變得極薄，有ε>>δ，砂粒凸起高度幾乎全暴露在紊流核心中，故Re對λ值的影響極小，略去不計，相對糙度成為λ的唯一影響因素。故在該區(qū)段，λ與Re無關(guān)，而只與相對糙度有關(guān)。摩擦阻力與流速平方成正比，故稱為阻力平方區(qū)，尼古拉茲公式：注：礦井巷道中的風(fēng)流，其性質(zhì)與上面完全一樣，且礦井巷道的粗糙度較大，因此在較小的Re時就開始由層流變?yōu)槲闪?；此外，由于大多?shù)礦井巷道風(fēng)流的Re均大于100000，故λ值僅決定于井巷壁的相對粗糙度而與Re無關(guān)。在一定時期內(nèi)，各井巷壁的相對粗糙度可認(rèn)為不變，因之λ值即為常量。第二節(jié)摩擦風(fēng)阻和阻力第12頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月2、層流摩擦阻力當(dāng)流體在圓形管道中作層流流動時，從理論上可以導(dǎo)出摩擦阻力計算式：

∵μ=ρ·ν∴

可得圓管層流時的沿程阻力系數(shù)：，可見古拉茲實驗所得到的層流時λ與Re的關(guān)系與理論分析得到的關(guān)系完全相同，理論與實驗的正確性得到相互的驗證。即有結(jié)論：層流摩擦阻力和平均流速的一次方成正比。3、紊流摩擦阻力對于紊流運動，λ=f(Re，ε/r)，關(guān)系比較復(fù)雜。用當(dāng)量直徑de=4S/U代替d，代入阻力通式，則得到紊流狀態(tài)下井巷的摩擦阻力計算式：第二節(jié)摩擦風(fēng)阻和阻力第13頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月二、摩擦阻力系數(shù)與摩擦風(fēng)阻1．摩擦阻力系數(shù)α

礦井中大多數(shù)通風(fēng)井巷風(fēng)流的Re值已進(jìn)入阻力平方區(qū)，λ值只與相對糙度有關(guān)，對于幾何尺寸和支護(hù)已定型的井巷，相對糙度一定，則λ可視為定值；在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣密度ρ=1.2kg/m3。對上式，令：

α稱為摩擦阻力系數(shù)，單位為kg/m3或N.s2/m4。則得到紊流狀態(tài)下井巷的摩擦阻力計算式寫為：第二節(jié)摩擦風(fēng)阻和阻力第14頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月

標(biāo)準(zhǔn)摩擦阻力系數(shù)：通過大量實驗和實測所得的、在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（ρ0=1.2kg/m3）條件下的井巷的摩擦阻力系數(shù)，即所謂標(biāo)準(zhǔn)α0值，當(dāng)井巷中空氣密度ρ≠1.2kg/m3時，其α值應(yīng)按下式修正：對于砌碹和錨噴巷道，壁面粗糙程度可用尼古拉茲實驗的相對粗糙度來表示，可直接查出摩擦阻力系數(shù)值。相對支架巷道而言，砌碹和錨噴巷道摩擦阻力系數(shù)值不是很大，但隨著相對粗糙度的增大而增大。

第二節(jié)摩擦風(fēng)阻和阻力第15頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月

對于用木棚子、工字鋼、U型鋼和混凝土棚等支護(hù)巷道，要同時考慮支架的間距和支架厚度，其粗糙度用縱口徑來表示。如圖所示，縱口徑是相鄰支架中心線之間的距離L（m）與支架直徑或厚度d0（m）之比，即：圖

縱口徑Δ與摩擦阻力系數(shù)α關(guān)系曲線第二節(jié)摩擦風(fēng)阻和阻力第16頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月2．摩擦風(fēng)阻Rf

對于已給定的井巷，L、U、S都為已知數(shù)，故可把上式中的α、L、U、S歸結(jié)為一個參數(shù)Rf：

Rf稱為巷道的摩擦風(fēng)阻，其單位為：kg/m7或N.s2/m8。工程單位：kgf.s2/m8，或?qū)懗桑簁μ。1N.s2/m8=9.8kμ第二節(jié)摩擦風(fēng)阻和阻力第17頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月Rf＝f(ρ,ε,S,U,L)

。在正常條件下當(dāng)某一段井巷中的空氣密度ρ一般變化不大時，可將Rf看作是反映井巷幾何特征的參數(shù)。則得到紊流狀態(tài)下井巷的摩擦阻力計算式寫為：此式就是完全紊流(進(jìn)入阻力平方區(qū))下的摩擦阻力定律。即在完全紊流情況下的摩擦阻力定律。當(dāng)巷道風(fēng)阻一定時，摩擦阻力與風(fēng)量的平方成正比。三、井巷摩擦阻力計算方法

新建礦井：查表得α0αRfhf

生產(chǎn)礦井：hfRfαα0

α0——標(biāo)準(zhǔn)阻力系數(shù)；α——阻力系數(shù)；Rf——巷道的摩擦風(fēng)阻；hf——巷道摩擦阻力

第二節(jié)摩擦風(fēng)阻和阻力第18頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月例1某梯形木支架煤巷，長200米，斷面積為4m2，沿斷面的周長為8.3m，巷道摩擦阻力系數(shù)α通過查表得到的標(biāo)準(zhǔn)值為0.018N·s2/m4，若通過巷通的風(fēng)量為960m3/min，試求其摩擦阻力?因此，該巷道的摩擦阻力為119.5Pa。例2、某設(shè)計巷道為梯形斷面，S=8m2，L=1000m，采用工字鋼棚支護(hù)，支架截面高度d0=14cm，縱口徑Δ=5，計劃通過風(fēng)量Q=1200m3/min，預(yù)計巷道中空氣密度ρ=1.25kg/m3，求該段巷道的通風(fēng)阻力。根據(jù)所給的d0、Δ、S值，由附表查得:α0=284.2×10－4×0.88=0.025Ns2/m4則：巷道實際摩擦阻力系數(shù)Ns2／m4巷道摩擦風(fēng)阻巷道摩擦阻力

第二節(jié)摩擦風(fēng)阻和阻力第19頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月在風(fēng)流運動過程中，由于井巷邊壁條件的變化，風(fēng)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）的影響和破壞，引起風(fēng)流流速大小、方向和分布的突然變化，導(dǎo)致風(fēng)流本身產(chǎn)生很強(qiáng)的沖擊，形成極為紊亂的渦流，造成風(fēng)流能量損失，這種均勻穩(wěn)定風(fēng)流經(jīng)過某些局部地點所造成的附加的能量損失，就叫做局部阻力。一、局部阻力及其計算和摩擦阻力類似，局部阻力hl一般也用動壓的倍數(shù)來表示：

式中：ξ——局部阻力系數(shù)，無因次。層流ξ

計算局部阻力，關(guān)鍵是局部阻力系數(shù)確定，因v=Q/S，當(dāng)ξ確定后，便可用

第三節(jié)局部風(fēng)阻和阻力第20頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月幾種常見的局部阻力產(chǎn)生的類型：１、突變紊流通過突變部分時，由于慣性作用，出現(xiàn)主流與邊壁脫離的現(xiàn)象，在主流與邊壁之間形成渦漩區(qū)，從而增加能量損失。２、漸變主要是由于沿流動方向出現(xiàn)減速增壓現(xiàn)象，在邊壁附近產(chǎn)生渦漩。因為Vhvp，壓差的作用方向與流動方向相反，使邊壁附近，流速本來就小，趨于0,在這些地方主流與邊壁面脫離，出現(xiàn)與主流相反的流動，面渦漩。第三節(jié)局部風(fēng)阻和阻力第21頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月３、轉(zhuǎn)彎處流體質(zhì)點在轉(zhuǎn)彎處受到離心力作用，在外側(cè)出現(xiàn)減速增壓，出現(xiàn)渦漩。４、分岔與會合上述的綜合?！嗑植孔枇Φ漠a(chǎn)生主要是與渦漩區(qū)有關(guān)，渦漩區(qū)愈大，能量損失愈多，局部阻力愈大。第三節(jié)局部風(fēng)阻和阻力第22頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月二、局部阻力系數(shù)和局部風(fēng)阻1、局部阻力系數(shù)ξ

紊流局部阻力系數(shù)ξ一般主要取決于局部阻力物的形狀，而邊壁的粗糙程度為次要因素。突然擴(kuò)大或式中：v1、v2——分別為小斷面和大斷面的平均流速，m/s；

S1、S2——分別為小斷面和大斷面的面積，m；

ρm——空氣平均密度，kg/m3。對于粗糙度較大的井巷，可進(jìn)行修正

第三節(jié)局部風(fēng)阻和阻力第23頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月突然縮小對應(yīng)于小斷面的動壓，ξ值可按下式計算：逐漸擴(kuò)大

逐漸擴(kuò)大的局部阻力比突然擴(kuò)大小得多，其能量損失可認(rèn)為由摩擦損失和擴(kuò)張損失兩部分組成。當(dāng)θ＜20°時，漸擴(kuò)段的局部阻力系數(shù)ξ可用下式求算：式中α—風(fēng)道的摩擦阻力系數(shù)，Ns2/m4；

n—風(fēng)道大、小斷面積之比，即Ｓ2／Ｓ1；

θ—擴(kuò)張角。

第三節(jié)局部風(fēng)阻和阻力第24頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)彎巷道轉(zhuǎn)彎時的局部阻力系數(shù)(考慮巷道粗糙程度)可按下式計算：當(dāng)巷高與巷寬之比H/b=0.2～1.0時，當(dāng)H/b=1～2.5時式中ξ0——假定邊壁完全光滑時，90°轉(zhuǎn)彎的局部阻力系數(shù)，其值見表3-3-1；α——巷道的摩擦阻力系數(shù)，N.s2/m4；β——巷道轉(zhuǎn)彎角度影響系數(shù)，見表3-3-2。

第三節(jié)局部風(fēng)阻和阻力第25頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)流分叉與匯合風(fēng)流分叉典型的分叉巷道如圖所示，1～2段的局部阻力hl１～2和1～3段的局部阻力hl１～3分別用下式計算：風(fēng)流匯合如圖所示，1～3段和2～3段的局部阻力hl１～3、hl2～3分別按下式計算：式中：

θ2θ3123１３２θ1θ2第三節(jié)局部風(fēng)阻和阻力第26頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月計算局部阻力時，先要根據(jù)井巷局部地點的特征，對照前人實驗查出局部阻力系數(shù)ξ，然后用其指定的相應(yīng)風(fēng)速V進(jìn)行計算：第三節(jié)局部風(fēng)阻和阻力第27頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)局部風(fēng)阻和阻力第28頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月2、局部風(fēng)阻在局部阻力計算式中，令，則有：

式中Rl稱為局部風(fēng)阻，其單位為N.s2/m8或kg/m7。

上式為完全紊流狀態(tài)下的局部阻力定律，R局與R摩一樣，也可看作局部阻力物的一個特征參數(shù)，它反映的是風(fēng)流通過局部阻力物時通風(fēng)的難易程度。R局一定時，h局與Q的平方成正比。第三節(jié)局部風(fēng)阻和阻力第29頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月例

某水平巷道如圖所示，用壓差計和膠皮管測得1-2及1-3之間的阻力分別為295Pa和440Pa，巷道的斷面積均等于6㎡，周長10m，通過的風(fēng)量為40，求巷道的摩擦阻力系數(shù)及拐彎處的局部阻力系數(shù)。解題思路：先測定出1～2斷面之間的總阻力h1-2,再用公式

計算出1～2斷面之間的摩擦阻力，減去摩擦阻力，得到局部阻力值，再用公式計算得到局部阻力系數(shù)。第三節(jié)局部風(fēng)阻和阻力第30頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月解:（1）2-3段的阻力為：

（2）摩擦阻力系數(shù)為：（3）1-2段的摩擦阻力為：（4）拐彎處的局部阻力為：（5）巷道中的風(fēng)速為：（6）局部阻力系數(shù)為：第三節(jié)局部風(fēng)阻和阻力第31頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月一、井巷阻力特性

在紊流條件下，摩擦阻力和局部阻力均與風(fēng)量的平方成正比。故可寫成一般形式：h＝RQ2Pa。對于特定井巷，R為定值。用縱坐標(biāo)表示通風(fēng)阻力(或壓力)，橫坐標(biāo)表示通過風(fēng)量。根據(jù)上式即可畫出一條拋物線，稱為該井巷的阻力特性曲線。風(fēng)阻R越大，曲線越陡。第三節(jié)局部風(fēng)阻和阻力第32頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月二、礦井總風(fēng)阻從入風(fēng)井口到主要通風(fēng)機(jī)入口，把順序連接的各段井巷的通風(fēng)阻力累加起來，就得到礦井通風(fēng)總阻力hRm，這就是井巷通風(fēng)阻力的疊加原則。已知礦井通風(fēng)總阻力hRm和礦井總風(fēng)量Q，即可求得礦井總風(fēng)阻：單位：N.s2/m8

Rm是反映礦井通風(fēng)難易程度的一個指標(biāo)。Rm越大，礦井通風(fēng)越困難；三、礦井等積孔我國常用礦井等積孔(與礦井風(fēng)阻值相當(dāng)?shù)目?作為衡量礦井通風(fēng)難易程度的指標(biāo)。假定在無限空間有一薄壁，在薄壁上開一面積為A(m2)的孔口。當(dāng)孔口通過的風(fēng)量等于礦井風(fēng)量，且孔口兩側(cè)的風(fēng)壓差等于礦井通風(fēng)阻力時，則孔口面積A稱為該礦井的等積孔。AIIIP2,v2P1,v1第四節(jié)礦井總風(fēng)阻與等積孔第33頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月設(shè)風(fēng)流從I→II，且無能量損失，（風(fēng)速v1≈0）則有：得：風(fēng)流收縮處斷面面積A2與孔口面積A之比稱為收縮系數(shù)φ，由水力學(xué)可知，一般φ=0.65，故A2=0.65A。則v2＝Q/A2=Q/0.65A，代入上式后并整理得：

取ρ=1.2kg/m3，則:，

因Rm=hＲm／Ｑ2，故有：由此可見，如果礦井的通風(fēng)阻力h相同，等積孔A大的礦井，風(fēng)量Q必大，表示通風(fēng)容易；等積孔A小的礦井，風(fēng)量Q必小，表示通風(fēng)困難。故可以表示礦井通風(fēng)的難易程度。當(dāng)A＞２，容易；A＝１~2，中等；A＜１困難。第四節(jié)礦井總風(fēng)阻與等積孔第34頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月例3、某礦井為中央式通風(fēng)系統(tǒng)，測得礦井通風(fēng)總阻力hRm=2800Pa，礦井總風(fēng)量Q=70m3/s，求礦井總風(fēng)阻Rm和等積孔A，評價其通風(fēng)難易程度。解對照表3-4-1可知，該礦通風(fēng)難易程度屬中等。注：對于多風(fēng)機(jī)工作的礦井，應(yīng)根據(jù)各主要通風(fēng)機(jī)工作系統(tǒng)的通風(fēng)阻力和風(fēng)量，分別計算各主要通風(fēng)機(jī)所擔(dān)負(fù)系統(tǒng)的等積孔，進(jìn)行分析評價。表3-4-1所列衡量礦井通風(fēng)難易程度的等積孔值，是1873年繆爾格(Murgue)根據(jù)當(dāng)時的生產(chǎn)情況提出的［3］，一直沿用至今。由于現(xiàn)代的礦井規(guī)模、開采方法、機(jī)械化程度和通風(fēng)機(jī)能力等較以前已有很大的發(fā)展和提高，表中的數(shù)據(jù)對小型礦井還有一定的參考價值，對大型礦井或多風(fēng)機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)的礦井，衡量通風(fēng)難易程度的指標(biāo)還有待研究。第四節(jié)礦井總風(fēng)阻與等積孔第35頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月煤科院撫順分院提出，根據(jù)煤炭產(chǎn)量及瓦斯等級確定的礦井通風(fēng)難易程度的分級標(biāo)準(zhǔn)。

年產(chǎn)量

Mt/a低瓦斯礦井高瓦斯礦井附注A的最小值（m2）R的最大值A(chǔ)的最小值（m2）R的最大值0.10.20.30.450.60.91.21.82.43.01.01.51.52.02.02.02.52.52.52.51.420.630.630.350.350.350.230.230.230.231.02.02.03.03.04.05.06.07.07.01.420.350.350.160.160.090.060.040.030.03外部漏風(fēng)允許10％時，A的最小值減5%,R的最大值加10％；外部漏風(fēng)允許15％時，A的最小值減10％，R的最大值加20％，即為礦井A的最小值，R

的最大值。第四節(jié)礦井總風(fēng)阻與等積孔第36頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月注：對礦井來說，上述公式只能計算單臺通風(fēng)機(jī)工作時的礦井等積孔大小，對于多臺通風(fēng)機(jī)工作礦井等積孔的計算，應(yīng)根據(jù)全礦井總功率等于各臺主要通風(fēng)機(jī)工作系統(tǒng)功率之和的原理計算出總阻力，得礦井通風(fēng)總阻力,而總風(fēng)量等于各臺主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)路上的風(fēng)量之和，即：上式即是多臺主要通風(fēng)機(jī)礦井等積孔的計算公式。第四節(jié)礦井總風(fēng)阻與等積孔第37頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月例4、已知礦井總阻力為1440Pa，風(fēng)量為60m3/s，試求該礦井的風(fēng)阻與等積孔?如生產(chǎn)上要求將風(fēng)量提高到70m3/s，問風(fēng)阻與等積孔之值是否改變?阻力增加到多少?

解：當(dāng)井巷的規(guī)格尺寸與連接形式?jīng)]有改變及采掘工作面沒有移動時，則風(fēng)量的增加并不改變等積孔與風(fēng)阻之值。由于風(fēng)量增加到70m3/s，故阻力增加到：h＝RQ2＝0.4×702＝1960Pa注：物體在單位時間內(nèi)所做的功叫做功率，其計量單位是N·m/s。風(fēng)流的風(fēng)壓h乘風(fēng)量Q的計量單位就是N/m2×m3/s＝N·m/s。故風(fēng)流功率N的計算式為:

N=h·Q/1000，kW礦井一天的通風(fēng)電費是：

式中e:每度電的單價，y/(kW·h)；η:風(fēng)機(jī)、輸電、變電、傳動等總效率。直接傳動時，取0.6；間接傳動時，取0.5。

第四節(jié)礦井總風(fēng)阻與等積孔第38頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月例4、如圖所示的礦井，左右兩翼的通風(fēng)阻力分別是；

hr1＝1274Pa；hr2＝1960Pa通過兩翼主扇的風(fēng)量分別是Qf1＝60m3/s；Qf2＝70m3/s。兩翼的外部漏風(fēng)率分別是Le1＝4%；Le2＝5%。則兩翼不包括漏風(fēng)的風(fēng)量分別是：

Qm1＝(1－Le1)Qf1＝(1－4%)×60＝57.6m3/s

Qm2＝(1－Le2)Qf2＝(1－5%)×70＝66.5m3/s兩翼(不包括外部漏風(fēng))的風(fēng)阻分別是：

R1＝hr1/Qm12＝1274/(57.6)2＝0.38399N.s2/m8R2＝hr2/Qm22＝1960/(66.5)2＝0.44321N.s2/m8

兩翼(不包括外部漏風(fēng))的等積孔分別是：第四節(jié)礦井總風(fēng)阻與等積孔第39頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月為了計算全礦的總風(fēng)阻和總等積孔，須先求出全礦的總阻力hr，因全礦的風(fēng)流總功率等于左右兩翼風(fēng)流的功率之和，即

hr(Qm1＋Qm2)＝hr1Qm1＋hr2Qm2，W

故則全礦不包括外部漏風(fēng)的總風(fēng)阻是：全礦不包括外部漏風(fēng)的總等積孔是：對于用多臺主扇通風(fēng)的礦井，都要用這種方法計算全礦的總風(fēng)阻和總等積孔。只有hr1＝hr2時，才能用A＝A1＋A2計算。設(shè)兩翼主扇的風(fēng)壓分別等于其通風(fēng)阻力。則兩翼的通風(fēng)電費分別為：第四節(jié)礦井總風(fēng)阻與等積孔第40頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月一、降低井巷摩擦阻力措施1．減小摩擦阻力系數(shù)α。2．保證有足夠大的井巷斷面。在其它參數(shù)不變時，井巷斷面擴(kuò)大33%，Rf值可減少50%。3．選用周長較小的井巷。在井巷斷面相同的條件下，圓形斷面的周長最小，拱形斷面次之，矩形、梯形斷面的周長較大。4．減少巷道長度。5．避免巷道內(nèi)風(fēng)量過于集中。二、降低局部阻力措施：

局部阻力與ξ值成正比，與斷面的平方成反比。因此，為降低局部阻力，應(yīng)盡量避免井巷斷面的突然擴(kuò)大或突然縮小，斷面大小懸殊的井巷，其連接處斷面應(yīng)逐漸變化。盡可能避免井巷直角轉(zhuǎn)彎或大于90°的轉(zhuǎn)彎，主要巷道內(nèi)不得隨意停放車輛、堆積木料等。要加強(qiáng)礦井總回風(fēng)道的維護(hù)和管理，對冒頂、片幫和積水處要及時處理。第五節(jié)降低礦井通風(fēng)阻力措施第41頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)降低礦井通風(fēng)阻力措施第42頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)連接不同斷面的巷道時，要把連接的邊緣做成斜線或圓弧型。巷道拐彎時，轉(zhuǎn)角越小越好。在拐彎的內(nèi)側(cè)做成斜線型和圓弧型。要盡量避免出現(xiàn)直角彎。巷道盡可能避免突然分叉和突然匯合，在分叉和匯合處的內(nèi)側(cè)也要做成斜線或圓弧型。第五節(jié)降低礦井通風(fēng)阻力措施第43頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月測風(fēng)風(fēng)量是單位時間通過井巷斷面的空氣體積，等于井巷斷面積與通過井巷的平均風(fēng)速的乘積。因此，測量風(fēng)量時必然測定風(fēng)速。風(fēng)速和風(fēng)量測定時礦井通風(fēng)測定技術(shù)中的重要組成部分，也是礦井通風(fēng)管理中的基礎(chǔ)性工作。

《規(guī)程》規(guī)定：礦井必須建立測風(fēng)制度，每10天進(jìn)行一次全面測風(fēng)。對采掘工作面和其他用風(fēng)地點，應(yīng)根據(jù)實際需要隨時測風(fēng)，每次測風(fēng)結(jié)果應(yīng)記錄并寫在測風(fēng)地點的記錄牌上。礦井應(yīng)根據(jù)測風(fēng)結(jié)果采區(qū)措施，進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)。第六節(jié)風(fēng)量與通風(fēng)阻力測試第44頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月一、巷道內(nèi)風(fēng)速分布空氣在井巷中流動時，風(fēng)速在巷道斷面上的分布不均勻。一般在巷道軸心部分的風(fēng)速最大，靠近巷道周壁部分的風(fēng)速最小。通常所謂巷道內(nèi)的風(fēng)速都是指平均風(fēng)速。平均風(fēng)速與最大風(fēng)速的比值稱為巷道的風(fēng)速分布系數(shù)，Kv，其值與井巷的粗糙度有關(guān)，巷道壁面越光滑，Kv越大，即斷面上的風(fēng)速分布越均勻。二測風(fēng)儀表測量井巷風(fēng)速的儀表叫風(fēng)表，又稱風(fēng)速計。目前煤礦重常用的風(fēng)表按照結(jié)構(gòu)個原理不同可以分為機(jī)械式、熱效式、電子葉輪式和超聲波等幾種。1、機(jī)械式風(fēng)表是目前煤礦采用最廣泛的風(fēng)表，全部采用機(jī)械結(jié)構(gòu)，多用于測量平均風(fēng)速，也可以用于點風(fēng)速的測定。按其感受風(fēng)力部件的形狀不同，有分為葉輪式和杯式兩種，其中杯式主要是氣象部門，葉輪式在煤礦應(yīng)用廣泛。結(jié)構(gòu)原理：機(jī)械葉輪式風(fēng)表由葉輪、傳動渦輪、蝸桿、計數(shù)器、回零壓桿、離合閘板、護(hù)殼等構(gòu)成，如圖所示。第六節(jié)風(fēng)量與通風(fēng)阻力測試第45頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)表的葉輪由8個鋁合金葉片組成，葉片與轉(zhuǎn)軸的垂直平面構(gòu)成一定的角度，當(dāng)風(fēng)流吹動葉輪時，通過傳動機(jī)構(gòu)將運動傳給計數(shù)器3、指示出葉輪的轉(zhuǎn)速，離合閘板4的作用是使計數(shù)器與葉輪軸連結(jié)或分開，用于開關(guān)計數(shù)器?；亓銐簵U5的作用是能夠使風(fēng)表的表針回零。分類：風(fēng)表按風(fēng)速的測定范圍不同分為高速風(fēng)表（0.8~25m/s）、中速風(fēng)表（0.5-10m/s）、和低速風(fēng)表（0.3~5m/s）三種。三種風(fēng)表的結(jié)構(gòu)大致相同，只是葉片的厚度不同。啟動風(fēng)速存在有一定的差異。1-葉輪，2-蝸桿軸，3-計數(shù)器4-離合閘板，5-回零壓桿，6護(hù)殼第六節(jié)風(fēng)量與通風(fēng)阻力測試第46頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)表校正由于風(fēng)表結(jié)構(gòu)和使用中機(jī)件磨損、腐蝕等影響，通常風(fēng)表的計數(shù)器所指示的風(fēng)速并不是實際風(fēng)速。表速（指示風(fēng)速）與真風(fēng)速之間的關(guān)系可用風(fēng)表校正曲線來表示。風(fēng)表出廠時都附有該風(fēng)表的校正曲線。風(fēng)表經(jīng)過一段時間使用后，還必須按照規(guī)定重新進(jìn)行檢修和校正，得出新的風(fēng)表校正曲線，如圖所示為校正曲線示意圖。V真=a+bV表V真—真風(fēng)速m/sa-表明風(fēng)表啟動初速的常數(shù)，取決于風(fēng)表的轉(zhuǎn)動部件的慣性和摩擦力b-校正常數(shù)，取決于風(fēng)表的構(gòu)造尺寸V表—風(fēng)表的指示風(fēng)速m/s風(fēng)表校正曲線第六節(jié)風(fēng)量與通風(fēng)阻力測試第47頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月校正原理對機(jī)械傳動的風(fēng)表，真實風(fēng)速和表的讀數(shù)之間應(yīng)保持線性關(guān)系，通過風(fēng)表校正使不同的已知風(fēng)速通過風(fēng)表，得出相應(yīng)的真實風(fēng)速、表讀風(fēng)速的坐標(biāo)點，但這些點很難全部落在一條直線上，為求出誤差最小的校正曲線，按回歸計算法求出直線方程再做直線。校正步驟將被校風(fēng)表安裝在風(fēng)表校正裝置上。以一定的已知風(fēng)速通過風(fēng)表，待風(fēng)流穩(wěn)定后，啟動風(fēng)表一定時間后記錄真實風(fēng)速與表讀風(fēng)速，改變風(fēng)速重復(fù)上述操作，得出若干相對應(yīng)的真實風(fēng)速與表讀風(fēng)速；計算校正曲線方程，做出校正曲線。目前我國生產(chǎn)使用的葉輪式風(fēng)表主要有：DFA-2型（中速）、DFA-3型（低速）、DFA-4（高速）、AFC-121（中、高速）、EM9（中速）等。機(jī)械葉輪式風(fēng)表的特點是體積小、重量輕、重復(fù)性好、使用攜帶方便，測定結(jié)果不受氣體環(huán)境影響，缺點是精度低、讀數(shù)不直觀，不能滿足自動化遙測的需要。第六節(jié)風(fēng)量與通風(fēng)阻力測試第48頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月2、熱效式風(fēng)表目前我國生產(chǎn)的主要是熱球式風(fēng)速計，其測定原理是：一個被加熱的物體置于風(fēng)流中，其溫度隨風(fēng)速大小和散熱多少而變化，通過測定物體的溫度即可測定風(fēng)速。由于只能測定瞬時風(fēng)速，且測風(fēng)環(huán)境中的灰塵以及空氣濕度等影響，因此使用不太廣泛，多用于微風(fēng)測量。3、電子葉輪式風(fēng)表由機(jī)械結(jié)構(gòu)的葉輪和數(shù)據(jù)處理顯示器組成。其測定原理是，葉輪在風(fēng)流作用下旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速與風(fēng)速成正比，利用葉輪上安裝的附件，根據(jù)光電、電感等原理把葉輪的風(fēng)速轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?，實現(xiàn)風(fēng)速的自動記錄和數(shù)字顯示，如MSF-1型風(fēng)速計就是利用電感變換元件的電子葉輪式風(fēng)速計。4、超聲波風(fēng)速計利用超聲波技術(shù)，通過測量氣流的卡曼渦街頻率來測定風(fēng)速的儀器，目前主要集中于監(jiān)控系統(tǒng)中的風(fēng)速傳感器。其特點是結(jié)構(gòu)簡單，壽命長、性能穩(wěn)定，不受風(fēng)流的影響，精度高、風(fēng)速測定范圍大。第六節(jié)風(fēng)量與通風(fēng)阻力測試第49頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月三、測風(fēng)方法與步驟1、測風(fēng)地點井下測風(fēng)要在測風(fēng)站內(nèi)進(jìn)行，為準(zhǔn)確全面的測定風(fēng)速、風(fēng)量，每個礦井都必須建立完善的測風(fēng)制度和分布合理的固定測風(fēng)站。對測風(fēng)站的要求如下：應(yīng)在礦井的總進(jìn)風(fēng)、總回風(fēng)、各水平、各翼的總進(jìn)風(fēng)、總回風(fēng)、各采區(qū)和各用風(fēng)地點的進(jìn)回風(fēng)巷道中設(shè)置測風(fēng)站，但要避免重復(fù)設(shè)置。測風(fēng)站應(yīng)設(shè)置在平直巷道中，其前后各10m范圍內(nèi)不得有風(fēng)流分叉、斷面變化、障礙物和拐彎等局部阻力。若測風(fēng)站位于巷道斷面不規(guī)整處，其四壁應(yīng)用其他材料襯壁呈固定形狀斷面，長度不得小于4m。采煤工作面不設(shè)固定的測風(fēng)站，但必須隨工作面的推進(jìn)選擇支護(hù)完好、前后無局部阻力物的斷面上測風(fēng)。測風(fēng)站內(nèi)應(yīng)懸掛測風(fēng)記錄板（牌），記錄測風(fēng)站的斷面積、平均風(fēng)速、風(fēng)量、空氣溫度、大氣壓力、瓦斯和二氧化碳濃度、測定日期以及測定人員等項目。第六節(jié)風(fēng)量與通風(fēng)阻力測試第50頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月2、測風(fēng)方法為測定平均風(fēng)速，可采用線路法或定點法。線路法是風(fēng)表按照一定的線路均勻移動，如圖所示，定點法是將巷道斷面分為若干網(wǎng)格，風(fēng)表在每個網(wǎng)格內(nèi)停留相等的時間進(jìn)行測定，如圖所示，根據(jù)斷面大小，常用的有9點、12點等。測風(fēng)時，根據(jù)測風(fēng)員的站立姿勢，可以分為迎面法和側(cè)身法。迎面法是測風(fēng)員面向風(fēng)流，將手臂伸向前方測風(fēng)，由于測風(fēng)斷面位于人體前方，且人體阻擋了風(fēng)流，使風(fēng)表讀數(shù)偏小，為消除人體的影響，需將測得的真實風(fēng)速乘以1.14，才能得到實際風(fēng)速。側(cè)身法是測風(fēng)員背向巷道壁站立，手持風(fēng)表將手臂向風(fēng)流垂直方向伸出，然后再巷道斷面內(nèi)作均勻移動，由于測風(fēng)員立于測風(fēng)斷面內(nèi)、減少了通風(fēng)面積，從而增大了風(fēng)速，測量結(jié)果實際風(fēng)速偏大，故需對測得的真實風(fēng)速進(jìn)行校正，校正系數(shù)由下式計算：K=(S-0.4)/SS—測風(fēng)站的斷面積，m20.4—測風(fēng)員阻擋風(fēng)流的面積m2第六節(jié)風(fēng)量與通風(fēng)阻力測試第51頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月第六節(jié)風(fēng)量與通風(fēng)阻力測試第52頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月3、測風(fēng)步驟測風(fēng)員進(jìn)入測風(fēng)站內(nèi)或待測巷道中，先估測風(fēng)速范圍，然后選用相應(yīng)量程的風(fēng)表取出風(fēng)表和秒表，先將風(fēng)表指針回零，然后使風(fēng)表葉輪平面迎向風(fēng)流，并與風(fēng)流方向垂直，待葉輪轉(zhuǎn)動正常后（約20-30s），同時打開風(fēng)表的計數(shù)器開關(guān)和秒表，在1min的時間內(nèi)，風(fēng)表要均勻地走完測量線路或測量點，然后關(guān)閉秒表和計數(shù)器開關(guān)，讀取風(fēng)表指針讀數(shù)，為保證測定準(zhǔn)確，一般在同一地點要測三次，取平均值，并按下式表速：V表=n/tV表—風(fēng)表測得的風(fēng)速，m/sn—風(fēng)表刻度盤的讀數(shù)，取三次平均值，mt—測風(fēng)時間，一般為60s。根據(jù)表速查風(fēng)表校正曲線，求出真風(fēng)速V真。第六節(jié)風(fēng)量與通風(fēng)阻力測試第53頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月根據(jù)測風(fēng)員的站立姿勢，將真風(fēng)速乘以校正系數(shù)K得到實際平均風(fēng)速。即：V均=KV真，m/s根據(jù)測定的平均風(fēng)速和測風(fēng)站內(nèi)的斷面積，按下式計算巷道通過的風(fēng)量Q=V均S式中：Q—測風(fēng)巷道通過的風(fēng)量，m3/sS—測風(fēng)站的斷面積，m2，按下列公式測算：矩形和梯形巷道：S=HB三心拱巷道：S=B(H-0.07B)半圓形巷道：S=B(H-0.11B)其中：H—巷道凈高，mB—梯形巷道為半高處的寬度，拱形巷道為凈寬，m第六節(jié)風(fēng)量與通風(fēng)阻力測試第54頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月4、測風(fēng)時應(yīng)注意的問題風(fēng)表的測量范圍與所測風(fēng)速相適應(yīng)，避免風(fēng)速過高、過低造成風(fēng)表損壞或測量不準(zhǔn)；風(fēng)表不能距離人體或巷道壁太近而引起較大的誤差；風(fēng)表葉輪平面要與風(fēng)流方向垂直，偏角不得超過10，在傾斜巷道中測定時尤其需要注意；按線路法測風(fēng)時，線路分布要合理，風(fēng)表的移動速度要均勻，防止忽快忽慢，造成讀數(shù)偏差；秒表和風(fēng)表的開關(guān)要同步，確保在1min內(nèi)測完全線路（或測點）；有車輛或行人時，要等其通過后風(fēng)流穩(wěn)定時再測；同一斷面要測定三次，三次測得的計數(shù)器讀數(shù)之差不應(yīng)超過5%，然后取平均值；當(dāng)風(fēng)速很低（低于0.1~0.2m/s），可以采用煙霧、氣味或粉末作為風(fēng)流的傳遞物進(jìn)行風(fēng)速測定，用V=L/t計算巷道內(nèi)的平均風(fēng)速，式中：V—巷道斷面內(nèi)的平均風(fēng)速，m/s；L—風(fēng)流流經(jīng)的巷道距離，m；t—風(fēng)流流經(jīng)巷道所用的時間。第六節(jié)風(fēng)量與通風(fēng)阻力測試第55頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月四、通風(fēng)阻力測定礦井通風(fēng)阻力測定是通風(fēng)技術(shù)管理的重要內(nèi)容之一，其目的在于檢查通風(fēng)阻力的分布是否合理，某些巷道或區(qū)段的阻力是否過大，為改善礦井通風(fēng)系統(tǒng)，減少通風(fēng)阻力，降低礦井通風(fēng)機(jī)的電耗以及均壓防滅火提供依據(jù)。此外，通過阻力測量，還可求出礦井各類巷道的風(fēng)阻值和摩擦阻力系數(shù)值，以備通風(fēng)技術(shù)管理和通風(fēng)計算時使用。通風(fēng)阻力測定的基本內(nèi)容及要求：測算井巷風(fēng)阻：測量各巷道的通風(fēng)阻力和風(fēng)量，以標(biāo)定它們的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)阻值(指井下平均空氣密度的風(fēng)阻值)，并編制成表，作為基本資料。這種測量內(nèi)容不受風(fēng)壓和風(fēng)量變化的影響，但精度要求較高測風(fēng)阻時，要逐段進(jìn)行，不能趕時間，力求一次測準(zhǔn)。測算摩擦阻力系數(shù)：為滿足礦井通風(fēng)設(shè)計工作的需要，須通過測量通風(fēng)阻力和風(fēng)量，以標(biāo)定各種類型的井巷的摩擦阻力系數(shù)，編集成表。這也是一項精度要求較高，另外各種風(fēng)筒的摩擦阻力系數(shù)也要進(jìn)行標(biāo)定。測摩擦阻力系數(shù)時，可以分段、分時間進(jìn)行測量，不必測量整個巷道的阻力，但測量精度要求高。第六節(jié)風(fēng)量與通風(fēng)阻力測試第56頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月測量通風(fēng)阻力的分布情況：為掌握全礦井通風(fēng)系統(tǒng)的阻力分布情況，應(yīng)沿著通風(fēng)阻力大的路線，在盡可能短的時間內(nèi)測定各段通風(fēng)阻力，了解整個風(fēng)路上通風(fēng)阻力分布情況。由于各區(qū)段的通風(fēng)阻力難免有波動，故要根據(jù)測量路線的長短，分成若干小組，分段同時進(jìn)行。因此測量全礦井通風(fēng)阻力時要求連續(xù)、快速。第六節(jié)風(fēng)量與通風(fēng)阻力測試第57頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月1、阻力測定方法與原理壓差計法：測量風(fēng)流兩點間的勢能差和動壓差，計算出兩測點間的通阻力。其中：右側(cè)的第二項為動壓差，通過測定１、２兩斷面的風(fēng)速、大氣壓、干濕球溫度，即可計算出它們的值。第一項和第三項之和稱為勢能差，需通過實際測定。布置方式及連接方法＋－＋－z1z2１２２１第六節(jié)風(fēng)量與通風(fēng)阻力測試第58頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月阻力計算

壓差計“＋”感受的壓力：壓差計“－”感受的壓力：故壓差計所示測值：設(shè)，且與1、2斷面間巷道中空氣平均密度相等，則：式中：Z12為1、2斷面高差，h值即為1、2兩斷面壓能與位能和的差值。根據(jù)能量方程，則1、2巷道段的通風(fēng)阻力hR12為：

思考：把壓差計放在1、2斷面之間，測值是否變化？第六節(jié)風(fēng)量與通風(fēng)阻力測試第59頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月注：也可以采用靜壓管配合單管傾斜壓差計進(jìn)行測定，布置方式如下圖用單管傾斜壓差計測量阻力的計算公式為：式中h阻——單管傾斜壓差計的讀數(shù)，mm；

K——單管傾斜壓差計的校正系數(shù)；△h動——兩斷面動壓之差，Pa。當(dāng)1斷面的平均動壓大于2斷面的平均動壓時，為正值，反之為負(fù)值。上式同樣適用于用其它壓差計測量任意兩測點的通風(fēng)阻力。第六節(jié)風(fēng)量與通風(fēng)阻力測試第60頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月氣壓計法由能量方程：hR12=(P1-P2)+(

1v12/2-2v22/2)+

m12gZ12用精密氣壓計分別測得1，2斷面的靜壓P1，P2用干濕球溫度計測得t1,t2,t1’,t2’,和

1,2，進(jìn)而計算1，

2用風(fēng)表測定1，2斷面的風(fēng)速v1,v2。

m12為1，2斷面的平均密度，若高差不大，就用算術(shù)平均值，若高差大，則有加權(quán)平均值；Z12——1，2斷面高差，從采掘工程平面圖查得。第六節(jié)風(fēng)量與通風(fēng)阻力測試第61頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月2、通風(fēng)阻力測定步驟準(zhǔn)備工作儀器、儀表和用品序號名稱型號數(shù)量用途1精密氣壓計1測氣壓2干濕溫度計1測干濕溫度3高、中、低速風(fēng)表3測風(fēng)速4秒表1測風(fēng)計時5皮尺5m1測斷面尺寸6手表機(jī)械表1記錄測量時間7竹竿2m1輔助測量8記錄表格自制若干測風(fēng)和測壓記錄第六節(jié)風(fēng)量與通風(fēng)阻力測試第62頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月測風(fēng)點巷道斷面及風(fēng)速測量記錄表通風(fēng)阻力測定前要準(zhǔn)備的表格主要包括：巷道參數(shù)記錄表、風(fēng)速記錄表、大氣條件記錄表、氣壓計測壓記錄表、壓差計測壓記錄表、礦井通風(fēng)阻力測定匯總表。測點風(fēng)表讀數(shù)風(fēng)表號全高(m)凈寬(m)巷道形狀支護(hù)方式測點附近巷道素描12高中微ABCDE第六節(jié)風(fēng)量與通風(fēng)阻力測試第63頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月選擇測量路線選擇測量路線前應(yīng)對井下通風(fēng)系統(tǒng)的現(xiàn)實情況做詳細(xì)的調(diào)查研究，并參看全礦通風(fēng)系統(tǒng)圖，根據(jù)不同的測量目的選擇測量路線。全礦井阻力測定：首先選擇風(fēng)路最長、風(fēng)量最大的干線為主要測量路線，然后再決定其他若干條次要路線，以及那些必須測量的局部阻力區(qū)段；局部區(qū)段的阻力測定：根據(jù)需要僅在該區(qū)段內(nèi)選擇測量路線。布置測點（1）在風(fēng)路的分叉或匯合地點必須布置測點。如果在分風(fēng)點或合風(fēng)點流出去的風(fēng)流中布置測點時，測點距分風(fēng)點或合風(fēng)點的距離不得小于巷道寬度B的12倍(風(fēng)下游點);如果在流入分風(fēng)點或合風(fēng)點的風(fēng)流中布置測點時，測點距分風(fēng)點或合點的距離一般可為巷道寬度B的3倍（風(fēng)流上游點）。如圖所示。圖

測點布置第六節(jié)風(fēng)量與通風(fēng)阻力測試第64頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）在并聯(lián)風(fēng)路中，只沿一條路線測量風(fēng)壓（因為并聯(lián)風(fēng)路中各分支的風(fēng)壓相等），其它各風(fēng)路只布置測風(fēng)點，測出風(fēng)量，以便根據(jù)相同的風(fēng)壓來計算各分支巷道風(fēng)阻。（3）如巷道很長且漏風(fēng)較大時，測點的間距宜盡量縮短，以便逐步追查漏風(fēng)情況。（4）安設(shè)皮托管或靜壓管時，在測點之前至少有3m長的巷道支架良好，沒有空頂、空幫、凹凸不平或堆積物等情況。（5）在局部阻力特別大的地方，應(yīng)在前后設(shè)置兩個測點進(jìn)行測量。但若時間緊急，局部阻力的測量可以留待以后進(jìn)行，以免影響整個測量工作。（6）測點應(yīng)按順序編號并標(biāo)注明顯。為了減少正式測量時的工作量，可提前將測點間距、巷道斷面積測出。逐點法和雙測點同時測定法（氣壓計法）逐點測定法一臺儀器在井底車場監(jiān)視大氣壓變化，然后對上式進(jìn)行修正。即：hR12=(P1-P2)+△P12+(

1v12/2-2v22/2)+

m12gZ12第六節(jié)風(fēng)量與通風(fēng)阻力測試第65頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月雙測點同時測定法將1#、2#兩臺溫度漂移特性一致的儀器，放在測點1。待儀器讀值穩(wěn)定后同時讀數(shù)，分別記為P1.1和P1.2，1#儀器不動，作為基點氣壓變化監(jiān)測，將2#儀器移置到測點2，約定時間在1、2測點同時分別讀取兩臺儀器的讀數(shù)，分別記為P’1,1和P’2.2，按下式計算兩測點的絕對靜壓差P1-P2=（P1,2-P’2.2）-（P1，1-P’1.1）上式中，右邊第一項是2#儀器在1、2測點的測定值差，第二項是1#儀器在1測點不同時間的測值差，是前后兩次讀數(shù)時地面大氣壓的變化（基點的氣壓變化與大氣壓變化同步）和通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)風(fēng)壓變化的修正值。如果該修正值很大，說明測定時通風(fēng)系統(tǒng)不正常，測定無效，如果修正值很小，可以認(rèn)為地面帶氣壓影響可忽略。同理，如果在測點1#和2#兩臺儀器測出的相對氣壓分別為

P1.1和

P1.2，以1#儀器為監(jiān)測儀器，將2#儀器移到測點2后，同時讀出測點1的1#儀器讀數(shù)

P’1,1和在測點2的2#儀器的讀數(shù)

P’2.2，則量測點的靜壓差（P1-P2)為：P1-P2=（

P1,2-

P’2.2）-（

P1,1-

P’1.1）第六節(jié)風(fēng)量與通風(fēng)阻力測試第66頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月測定方法的選擇用壓差計法測量通風(fēng)阻力時，只測定壓差計讀數(shù)和動壓差值，就可以測量出該段通風(fēng)阻力，不需要測算位壓，數(shù)據(jù)整理比較簡單，測量的結(jié)果比較精確，一般不會返工，所以，在標(biāo)定井巷風(fēng)阻和計算摩擦阻力系數(shù)時，多采用壓差計法。但這種方法收放膠皮管的工作量很大，費時較多，尤其是在回采工作面、井筒內(nèi)或者行人困難井巷及特長距離巷道，不宜采用此方法。用氣壓計法測量通風(fēng)阻力，不需要收放膠皮管和靜壓管，測定簡單。由于儀器有記憶功能（礦井通風(fēng)綜合參數(shù)檢測儀），在井下用一臺數(shù)字氣壓計就可以將阻力測量的所有參數(shù)測出，省時省力，操作簡單，但位壓很難準(zhǔn)確測算，精度較差，故一般適用于無法收放膠皮管或大范圍測量礦井通風(fēng)阻力分布的場合。第六節(jié)風(fēng)量與通風(fēng)阻力測試第67頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月井下實際測量步驟1）井下測量時儀器的布置如圖所示，將兩個靜壓管用三角架設(shè)于1點和2點，其尖部迎風(fēng)，管軸和風(fēng)向平行。用膠皮管將靜壓管與壓差計相連。2）讀取壓差計的夜面讀數(shù)L讀和儀器校正系數(shù)K，記錄于附表中。3）與此同時，其他人員測量測點的風(fēng)速、干濕球溫度、大氣壓、巷道斷面尺寸及測點間距，分別記錄于對應(yīng)的附表中。4）當(dāng)1、2兩測點測完后，順著風(fēng)流方向?qū)?測點的靜壓管移至測點3，進(jìn)行與上述相同的測量工作，如此繼續(xù)循環(huán)進(jìn)行，直到測完為止。第六節(jié)風(fēng)量與通風(fēng)阻力測試第68頁，課件共77頁，