矿井通风(第2章)
第2章-矿井通风网络
标注
除标出各分支的风向、风量外，还应将进 出风井、用风地点、通风防火设施以及火 区位置等加以标注，并以图例说明。
按通风系统全部风流分合绘出的通风网络图，往
简
往过于复杂，根据问题的需要，一般应进行适当地简 化。
化
简化原则 简化后通风网路图的结构，必须
正确地反映出原通风系统的基本结构特 点；因简化而导致的误差，应在通风工 程允许误差范围内；用简化网路图求解 得到的数据，对需解决的实际问题，应 有实用价值。简化多在进风区、回风区 和非重点研究的部位。
(4)风压较小的局部风网，可并为一点。如井底车场等。
(5)同标高的各进风井口与出风井口可视为一个节点。
(6)当进回风井口间自然风压不能忽略时，可把自然风压作为一 个通风动力计人，仍把进风、回风井口视为一个节点；也可采用虚 拟风道的方法，即在进风、回风井口增设一条风阻为零的分支各风流路线 及其分合关系的网状线路图与其赋权通风参数组成的。 将通风系统抽象为通风网络、进行通风系统分析，是 研究通风系统的重要手段和方法。正确地绘制通风网 络图是进行矿井通风网络分析的前提，掌握通风网络 内风流变化的规律和通风网络解算的数学模型是进行 通风网络分析的基础。
通风网络图特点
矿井通风网络图属于图论的范畴，根据图论中 对图的区分，它具有以下特点:
(1) 有限图：对于任何一个矿井通风系统，不论井下巷 道如何纵横交错，风流都是经过有限条巷道由进风井到 出风井。相对应的通风网络图同样也是由有限个节点和 有限条分支组成，因此通风网络图属于有限图。 (2) 非简单图：矿井通风系统中往往存在着并联通风， 如: 主、副井并联进风，多条巷道并联回风等，反映到矿 井通风网络图中为重边。 (3) 有向连通图：矿井通风系统是一个有风流流动的连 通体系。在网络图中常用分支的方向表示相应巷道的风 流方向，因此矿井通风网络图是一个有向连通图。 (4) 赋权图：无论是进行通风网络解算，还是进行通风 管理，通常需要了解巷道的某些参数如风阻、风量、断 面大小、支护情况等，这些相关参数总是与网络图中的 对应分支相关联。
第二章--风流能量及能量方程
例2-2 在图2-11a所示的抽出式通风风筒中，测得
风流中某点的相对静压h静＝1200Pa，动压h动＝
100Pa，风筒外与该点同标高的大气压力P0＝
98000Pa，求该点的P静、h全、P全分别是多少？
解：（1）P静＝P0－h静＝98000－1200＝96800 Pa
（2）h全＝h静－h动＝1200－100＝1100 Pa （3）P全＝P0－h全＝98000－1100＝96900 Pa 或P全＝P静＋h动＝96800＋100＝96900 Pa
二、动能—动压
1、动能与动压的概念 空气做定向流动时具有动能，用E动表示 （J/m3），其动能所呈现的压力称为动压（或速 压），用h动（或h速）表示，单位Pa。 2、动压的计算式 设某点空气密度为ρ（kg/m3），定向流动的 流速为v（m/s），则单位体积空气所具有的动能 为E动，E动对外所呈现的动压为：
相对全压：h全＝P全－P0 ＝（P静＋h动）－P0
结论：就相对压力而言，压入式通风风流中某点 的相对全压等于相对静压与动压的代数和。
2、抽出式通风中相对压力的测量及相互关系
h静＝P0－P静 或 -h静＝P静－P0 h全＝P0－P全 或 -h全＝P全－P0 h动＝P全－P静 h全＝P0－P全 ＝P0－（P静＋h动）＝（P0－P静）－h动 ＝h静－h动
1 2 h动＝ v Pa 2
3、动压的特点
（1）只有做定向流动的空气才呈现出动压，静止的空
气不会有动压；
（2）动压的作用方向与风流方向一致，仅对与风流方 向垂直或斜交的平面施加压力。垂直流动方向的平面承受
的动压最大，平行流动方向的平面承受的动压为零；
（3）在同一流动断面上，因各点风速不等，其动压也 各不相同。计算断面上的动压，要用断面上的平均风速计 算； （4）动压无绝对压力与相对压力之分，总是大于零的
矿井通风设施管理规定（3篇）
矿井通风设施管理规定第一章总则第一条为了加强矿井通风设施的管理，保障矿工的工作安全和健康，依据《中华人民共和国矿山安全法》和其他相关法律法规，制定本规定。
第二条本规定适用于国内矿山企业和矿井通风设施管理部门。
第三条矿井通风设施管理应遵循“预防为主，安全第一”的原则，保障矿工的生命安全和健康。
第四条矿井通风设施管理应遵循科学、规范、合理、经济的原则。
第二章矿井通风设施的建设与改造第五条矿井通风设施的建设和改造应符合国家标准和规范，并经相关主管部门批准。
第六条矿井通风设施的建设和改造应根据矿山的实际情况和特点，综合考虑矿井的地质条件、采矿方法和工艺流程等因素。
第七条矿井通风设施的建设和改造应根据矿井的规模和布局合理确定通风机组、风井、排风井等的数量和位置。
第八条矿井通风设施的建设和改造应注重节能减排，在满足通风需要的前提下，尽量降低能源消耗。
第九条矿井通风设施的建设和改造应配备设备完善、性能可靠的通风设备，保障通风系统的正常运行。
第十条矿井通风设施的建设和改造应设立专门的项目组织机构，负责设计、施工、验收等工作，并按照相关程序进行审批。
第三章矿井通风设施的运行与维护第十一条矿井通风设施的运行应定期进行检查和维护，确保设备的正常运转。
第十二条矿井通风设施的运行应建立健全的运行管理制度，明确责任人和权限，并进行记录和台账管理。
第十三条矿井通风设施的运行应定期进行检测和评估，确保设备的性能达到要求。
第十四条矿井通风设施的运行时发生故障或异常情况，应立即采取相应的应急措施，并及时报告有关部门。
第十五条矿井通风设施的维护应进行定期保养和设备检修，及时更换老化和损坏的部件。
第十六条矿井通风设施的维护应遵循安全操作规程，制定操作规范和标准，保证操作人员的安全和健康。
第四章矿井通风设施的管理与监督第十七条矿井通风设施管理部门应设立专门的机构负责设施的管理和监督，并配备专业技术人员。
第十八条矿井通风设施管理部门应明确责任和权限，制定管理制度和操作规范。
矿井通风与安全(中国矿业大学 课件) 第二章 矿内空气动力学基础
通过探索矿井通风与安全，我们将深入了解其概述和意义，以及矿井通风系 统的组成和原理。我们还将研究矿井通风流动规律和风量计算，以及矿井瓦 斯和粉尘的扩散和控制方法。最后，我们将介绍矿井通风的安全管理。
矿井通风概述
介绍矿井通风的定义、目的以及与矿井安全相关的重要性。探讨矿井通风对于保障矿工健康和提高生产效率的 作用。
探讨矿井通风安全管理的重要性和基本原则。介绍矿井通风安全管理的策略和措施，以确保矿工在工作中的安 全。
矿井瓦斯与粉尘的扩散和控制
研究矿井瓦斯和粉尘的扩散规律以及相关的控制方法。探索如何有效地减少瓦斯和粉尘对矿工健康和安 全的影响。
1
瓦斯扩散特性
探索瓦斯在矿的粉尘控制技术，包括湿法和干法处理等。
3
瓦斯控制方法
讨论瓦斯抽放、防爆措施和气体监测等控制方法。
矿井通风安全管理
矿井通风系统的组成和原理
详细介绍矿井通风系统的各个组成部分，包括主风机、风道、风门等。解释 矿井通风系统的基本原理以及各部件的作用。
矿井通风流动规律
研究矿井通风流动的基本规律，包括气流路径、速度分布和压力变化等。探索不同条件下的气流行为和影响因 素。
矿井风速与风量的计算
介绍矿井风速和风量的计算方法。讨论如何根据矿井尺寸、风机性能和阻力 系数等参数，确定合理的风速和风量。
矿井通风与空气调节习题解答
2020/5/15
内蒙古科技大学 王文才(教授)
9
第一章 矿井空气
⊙（15）卡他度高，人感到热还是冷？为什么？
答：卡他度高，人感到冷。这时候因为卡他度高，
说明环境散热好。
⊙ （17）用湿卡他计测定某矿井气候条件，当湿卡
他计由38℃冷却到35℃时，所需的时间t=23(s)，湿
卡他计的常数F=508。问此种大气条件可适合何种程
《矿井通风与空气调节》习题解答
2020/5/15
内蒙古科技大学 王文才(教授)
1
矿井通风习题解
针对《矿井通风与空气调节》（主编： 吴超，中南大学出版社）教材中的习 题进行讲解。
2020/5/15
内蒙古科技大学 王文才(教授)
2
《矿 井 通 风》习题解
示例： ⊙ —布置作业
2020/5/15
内蒙古科技大学 王文才(教授)
答：矿尘是指在矿山生产和建设过程中所产 生的各种矿、岩微粒的总称。
生产性粉尘的允许浓度，目前各国多以质量 法表示，即规定每m3空气中不超过若干mg。
我国规定，含游离SiO2 10%以上的粉尘，每 m3空气不得超过2mg。一般粉尘不得超过 10mg/m3。
2020/5/15
内蒙古科技大学 王文才(教授)
壁根压零静P示动性为所据力压压0，压 。)ρ随施量和为。(k则因 当选加g度 相 比 绝/称空 风m择的空 对 较 对正3气 流的)压气 压 基 静，压运 速基力静力准压则，动度准。压之的恒某反而为P空大分静为点之0v产变气小。压正(风m叫生化的所绝，值/流s做，)而静选对即，，的负它变压择静以记单动压恒化在的压零为位压。为。各是压基体为P相正0个以力准积。H对值方真 为不v空＝静并向空 起同气ρ压具v上状 点，的2(有/用2均态 表有质方H相绝 示绝量向s等对 的对表。
矿井通风防尘复习思考题二
第二章 矿井风流参数的测定及计算复习思考题1、何谓空气密度、重度和粘性？2、何谓大气压力？何谓静压、动压和全压？它各有什么特性？3、为什么空气压力的单位1mmH 2O=9.8Pa?4、试述倾斜压差计的测压原理？5、用皮托管和U 型管压差计测得几种通风管道中压力的结果分别如图2-1所示。
问静压、动压和全压各为多少？并判断其通风方式。
6、如图2-2所示矿井，把左侧进口封闭后引出一胶管与水柱计连接。
若左侧井内空气平均密度1 =1.15kg/m3，试问水柱计哪边水面高？读数是多少（E-E 为在平巷中任取的一个断面）？7、如图2-3所示。
某倾斜巷道面积S 1=5m 2,S 2=6m 2,两断面垂直高差50m ，通过风量为600m 3/min ，巷道内空气平均密度为1.2kg/m 3，1、2两断面处的绝对静压分别为760mmHg与图2-1763mmHg(1mmHg=133.322Pa)。
求该段巷道的通风阻力。
图2-2 图2-38、某矿深150m，用图2-4压入式通风。
已知风硐与地表的静压差为1500Pa，入风井空气的平均密度为1.25kg/m3，出风井为1.2kg/m3，风硐中平均风速为8m/s，出风口的风速为4m/s。
求矿井通风阻力。
9、某矿深200m，用图2-5抽出式通风。
已知风硐与地表的静压差为2200Pa，入风井空气的平均密度为1.25kg/m3,出风井为1.2kg/m3，风硐中平均风速为 8m/s，扇风机扩散器的平均风速为6m/s，空气密度为1.25kg/m3，求矿井通风阻力。
10、当出风井口的风速没有改变，主扇风机安在井下，压差是否会减少？为什么？11、如图2-6，U 形管内装水，已知风速v 1=15m/s ，v 2=4m/s ，空气密度1ρ=1.2kg/m 3 。
问左侧U 型管的水面如何变化？其差值为多少？12、某通风系统如图2-7所示，U 型管测出风硐内的压差读数为230mmH 2O ，风硐断面S=9m 2，通过风量为90m 3/s 。
电子课件-《矿井通风与安全(第二版)》-A10-3104 矿井通风课件第二章
Q备≥0.5×Q采
（3）掘进工作面局部通风机处的需要风量（见第 一章第五节）
（4）井下硐室需要风量计算 按矿井各个独立通风硐室需要风量的总和确定：
4．测风时应注意的问题 （1）风表的测量范围要与所测风速相适应。 （2）风表不能距离人体和巷道壁太近。 （3）风表叶轮平面要与风流方向垂直。 （4）按线路法测风时，路线分布要合理，风表的 移动速度要均匀。
（5）秒表和风表的开关要同步，确保在1min内测 完全线路（或测点）。
（6）有车辆或行人时，要等其通过后风流稳定时 再测。
二、矿井有关通风参数的计算方法 1．矿井有效风量 矿井有效风量是指风流通过井下各用风地点实测
风量之和（包括独立通风采煤工作面、掘进工 作面、备用工作面、硐室及其他用风巷道）。 矿井有效风量计算：
Q有效=∑Q采i+∑Q掘全i+∑Q硐i+∑Q备i＋∑Q其 他i （m3/min）
2．矿井有效风量率 矿井有效风量率（E）是矿井有效风量与 各台主要通风机工作风量总和之比。
矿井有效风量率计算：
E＝Q有效÷∑Q主通i×100
3．矿井外部漏风量 矿井外部漏风量是指直接由主要通风机装 置及其风井附近地表漏失的风量之和，也 是主通风机工作风量总和与矿井总进风量 之差。
矿井外部漏风量计算：
∑Q外漏＝∑Q主通i—∑Q井i
4．矿井外部漏风率 矿井外部漏风率是指矿井外部漏风量与各 台主要通风机工作风量总和之比。
第二章 矿井通风管理
§2-1 生产现场的通风管理 §2-2 矿井漏风 §2-3 井巷中风速测定 §2-4 矿井通风设施
矿井通风设计精选全文
可编辑修改精选全文完整版前言井田概述一井田境界：煤层走向长约1200m，倾斜长约800m，地表平坦，标高+35m。
井田内有二个煤层，3号煤层厚度为2.3m，5号煤层厚度为2.5m，煤层露头为-100m。
煤层倾角12º。
各煤层厚度、间距及顶、底板情况见下表：地质构造简单，无断层，m，m2顶板岩性为细砂岩，顶板中等稳定，各煤层的容重γ=1.5t/m3。
，煤层无自燃倾向，表土内有流砂。
二矿井采区储量：井田采用一对立井开拓，井筒位置布置在井田走向中央和倾斜中部。
井田划分为三个阶段，每个阶段垂高200m，由于倾角较大均采用上山开采，一水平运输大巷布置在-200m 水平，大巷沿m3煤层底板开拓，位置距m3煤层垂直距离25m，回风大巷布置在+0m标高，距m3煤层的距离与运输大巷相同，矿井设计能力为年产60万t。
主井采用箕斗提升，副井采用罐笼提升。
井底车场选用立井刀式环形车场，大巷运输采用600mm轨距架线式电机车运输，矿车选用1t固定式U型矿车。
采区工作制度规定如下：年工作日数：330天。
每日工作班数：3班。
每班工作时数：8h。
第一章选择矿井通风系统通风系统选择的原则：要求要符合安全可靠、技术先进合理、经济、投产快等。
矿井通风系统是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。
按进、回风在井田内的位置不同，通风系统可分为中央式、对角式、区域式及混合式。
由于煤层倾角较小，埋藏较浅，井田走向长度不大等条件，故确定为中央边界式通风系统。
采区通风系统：采区共设3条上山，1条轨道上山和2条回风上山。
根据《煤矿开采安全规程》规定，再结合矿井的实际情况，本矿井采用抽出式通风方式。
第二章计算和分配矿井总风量矿井需风量，按下列要求分别计算，并采取其中最大值。
(一) 按井下同时工作的最多人数计算，每人每分钟供风量不小于4m3。
(二) 按采煤、掘进、硐室及其他实际需要风量的总合进行计算。
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2.2矿井风速测定
2.2.6风表校正
2018/8/31
矿井通风学
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2.2矿井风速测定
2.2.6风表校正
6-风表；7-皮托管；13-通风机
2018/8/31 矿井通风学 36
2.3矿井风流运动的连续性方程与能量方程
2.3.1矿井风流运动的连续性方程
1v1S1 2v2 S2 →
2.1.2井巷风流的流动状态及其流速分布
3．巷道断面风速分布 砌碹巷道Kv=0.8～0.86；
木棚支护巷道Kv=0.68
～0.82；无支护巷道
Kv=0.74～0.81。
矿井通风学 12
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2.1矿井风流流动特征
2.1.3矿井风流的运动型式
固定边界风流 如井筒、巷道及管道中的风流
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矿井通风学
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2.2矿井风速测定
2.2.1测风地点与方法
2．测风方法 (2)定点法测风
2i 1 Ri R 2n
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矿井通风学
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2.2矿井风速测定
2.2.1测风地点与方法
3．测风时应注意的问题
(1)风表测量范围要与所测风速相适应。
(2)风表不能距离人体和巷道壁太近。
4vS Re P
工程中,Re≤2300时是层流, Re＞2300是湍流。
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矿井通风学
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2.1矿井风流流动特征
2.1.2井巷风流的流动状态及其流速分布
1．风流的流动状态
（1）管道流
4vS Re P
P C S ，梯形C=4.16，圆形C= 2 =3.545，
2.3.2矿井风流运动的能量方程
1．单位质量（1kg）流体能量方程
(1)能量组成
风流的机械能包括静压能、动压能和位能。 空气的内能u是空气状态参数的函数，因为
u f (T , p) u f (T , ) → u f ( p, ) ，
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2.3矿井风流运动的连续性方程与能量方程
外形尺寸 /mm×mm× mm
KDF9403
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0.4～20
<±0.3
3位LED
0.4
Ⅰ bⅠ 140×40×25 （+150℃） Ⅰ bⅠ 50×150×40 （+150℃）
30
矿井通风学
2.2矿井风速测定
2.2.2用测风仪表测定风速
3．数字风表
热球风速仪，多用于微风测量。
2.3.2矿井风流运动的能量方程
1．单位质量（1kg）流体能量方程
(2)风流流动过程中能量分析
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矿井通风学
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2.3矿井风流运动的连续性方程与能量方程
2.3.2矿井风流运动的能量方程
1．单位质量（1kg）流体能量方程
(2)风流流动过程中能量分析 1断面 2断面
v gZ1 u1 1 2
2.1.2井巷风流的流动状态及其流速分布
3．巷道断面风速分布
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矿井通风学
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2.1矿井风流流动特征
2.1.2井巷风流的流动状态及其流速分布
3．巷道断面风速分布
1 Q v vi ds S s S
Kv
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v v max
矿井通风学 11
2.1矿井风流流动特征
如QDF-2A型，测量范围为0.05～10m/s
QDF-2B，测量范围为0.05～5m/s
其误差均不大于测量值的±0.5%
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矿井通风学
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2.2矿井风速测定
2.2.3用皮托管和压差计测定风速
vi
v
2H v
2
H v1 H v 2 H vm m
风速过低或压差计精度不够时测定误差较大
矿井通风学 16
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2.2矿井风速测定
2.2.1测风地点与方法
2．测风方法 (1) 线路法测风
机械式风表常采用线路法测风。
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2.2矿井风速测定
2.2.1测风地点与方法
2．测风方法 (2)定点法测风
v1 v 2 v m v m
硐室里炮烟平
均浓度为c, dd处炮烟平均 浓度为c`。
矿井通风学 15
2018/8/31
2.2矿井风速测定
2.2.1测风地点与方法
1．测风地点 (1)矿井、水平、采区总进风和总回风巷。 (2)测风站应设在平直巷道中，其前后各10m范 围内不得有局部阻力。 (3)若巷道断面不规整,则四壁应用材料衬壁。 (4)采煤工作面不设固定测风站,但随工作面推 进在支护好、前后无局部阻力物断面测风。
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2.1矿井风流流动特征
2.1.1稳定流与非稳定流
当流场中流体质点的所有运动要素（压力、
速度、密度等）都不随时间改变，只是位置
的函数，这种流被称为稳定流（或称定常
流）；如果其中一个要素随时间变化，就被
称为非稳定流。
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矿井通风学
4
2.1矿井风流流动特征
1．机械式风表
(1)分类及测风原理
按风速测量范围分为三种：
高速风表（>10m/s） 翼式风表、杯式风表
中速风表（0.5~10m/s）翼式风表
低速风表（0.2~5m/s） 翼式风表
矿井通风学 25
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2.2矿井风速测定
2.2.2用测风仪表测定风速
1．机械式风表
（2）测风步骤
n vs t
vt＝a＋bvs v=Kvt Q=vS
vs—表速，vt—真风速， v—断面风速
矿井通风学 26
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2.2矿井风速测定
2.2.2用测风仪表测定风速
1．机械式风表
（2）测风步骤
n vs t
vt＝a＋bvs v=Kvt Q=vS
vs—表速，vt—真风速， v—断面风速
矿井通风学
机械工业出版社
2018/8/31 矿井通风学 1
高等教育安全科学与工程类系列规划教材 矿山安全工程系列规划教材
矿井通风学
[主 编]：王文才 [参 编]：刘树新，漆旺生，杨夺，刘业娇
机械工业出版社，2015.1
2018/8/31
矿井通风学
2
第2章 矿井空气流动的基本理论 2.1矿井风流流动特征 2.2矿井风速测定 2.3矿井风流运动的连续性方程与能量方程 2.4矿井能量方程的应用
2018/8/31 矿井通风学 44
2.3矿井风流运动的连续性方程与能量方程
2.3.2矿井风流运动的能量方程
1．单位质量（1kg）流体能量方程
(3)可压缩空气单位质量流体的能量方程
(qR q) 一部分用于增加空气内能，一部分
使空气膨胀对外做功
q R q (u 2 u1 ) pd
三心拱C=3.85，半圆拱C=3.90。
矿井通风学 7
2018/8/31
2.1矿井风流流动特征
2.1.2井巷风流的流动状态及其流速分布
1．风流的流动状态
（2）孔隙介质流
vK Re l K-冒落带渗流系数,m2;l-渗流带粗糙度系数,m。
Re≤0.25层流,Re>2.5湍流,0.25<Re≤2.5过渡流。
2.1.2井巷风流的流动状态及其流速分布
1．风流的流动状态
（1）管道流
圆形断面
Re
vd
工程中,Re≤2300时是层流, Re＞2300是湍流1矿井风流流动特征
2.1.2井巷风流的流动状态及其流速分布
1．风流的流动状态
（1）管道流
4S 非圆形断面 d e → P
(7)同一断面测定三次，三次读数之差不应超
过5%，然后取其平均值。
2018/8/31 矿井通风学 21
2.2矿井风速测定
2.2.2用测风仪表测定风速
1．机械式风表
(1)分类及测风原理
按感受风力部件形状分为
翼式风表和杯式风表两种。
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矿井通风学
22
2.2矿井风速测定
2.2.2用测风仪表测定风速
矿井通风学 8
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2.1矿井风流流动特征
2.1.2井巷风流的流动状态及其流速分布
2．湍流质点的脉动性
1 u T
t 0 T
t0
u (t )dt
u(t)= u + u'(t)
1 u' T