通风网络图及风量分配
煤矿通风设计
×××××煤矿矿井通风设计（2013年）矿长；×××设计编写；××××编写日期； 2013年3月3日目录第一章井田概况 (3)第二章矿井通风系统 (9)第三章、矿井风量计算 (11)第四章、矿井风量、风压及等积孔 (15)第五章、反风方式、反风系统及设施 (19)第六章、供热风系统设计 (20)第七章、矿井通风费用计算 (22)第八章、矿井通风系统的合理性可靠性和抗灾能力分析 (24)第九章、附图 (26)前言为了贯彻执行国家的安全生产方针，保障煤矿职工的安全和健康，保证生产建设的正常进行，达到以风定产的要求，让井下各工作面以及其它地点的风量按需分配，特制定本通风设计。
本通风设计主要是根据《中华人民共和国矿山安全法》和2011年版《煤矿安全规程》等有关条款而制定，参考新疆天发工贸有限责任公司第一煤矿《初步设计安全专篇》、《新疆天发公司第一煤矿2011年瓦斯等级报告》二书。
本设计在编写过程中，力求使用专业术语，简明扼要，紧密结合工作实际，对通风设施的设置、管理、各工作面所需风量的配备和安全保证措施都做了明确的规定和要求。
本设计经审批签字后，煤矿要认真组织有关人员学习本设计有关规定，在生产中严格按设计操作，如有变更，必须及时修改或补充说明。
编者2013年3月第一章井田概况一、矿井交通及气候情（一）矿井概况1．交通位置××××××煤矿位于乌鲁木齐市以东八道湾与碱沟之间的九道湾中部。
行政区划属乌鲁木齐市水磨沟区管辖。
井田地理坐标：东经87°41′46″～87°42′36″北纬43°51′35″～43°53′10″井田西距乌鲁木齐市16㎞，北距米泉市15㎞，均有沥青公路相通，交通极为便利。
7 通风网路风量分配及调节
Rs 入手。
Ri
Q1
Q0 (1
R1 )
R2
当各分支的风阻为定值时（即Ri为定值），各分支风 量与总风量Q0成线性比例关系，即各分支风量随总风 量的增减而增减。
7.2.3 串联网路与并联网路的对比
在任何一个矿井通风网络中，都同时存在串联与并联风网。 在矿井的进、回风风路多为串联风路，而采区内部多为并 联风网。并联风网的优点： (１)从提高工作地点的空气质量及安全性出发，采用并联 风网具有明显的优点。 (２)在同样的分支风阻条件下，分支并联时的总风阻小于 串联时的总风阻。
hs RsQs2 160Pa
３ R2 ２
２ R1 １
1
2
1 R1
R2 2
1
25
7.2.3 串联网路与并联网路的对比
综合起来，并联网路较串联网路系统，有如下优点： （1）总风阻及总阻力较小，并联网路的总风阻比其中
任一分支的风阻都小； （2）各并联分支的风量可用改变分支风阻等方法，按
24
7.2.3 串联网路与并联网路的对比
例如：若R1=R2=0.8 Ns2/m8，
串联：Rs１= R1+ R2= 1.6 Ns2/m8，
并联：
Rs 1/
1 R1
1 R2
0.2N﹒s2
/
m8
∴ Rs１ ：Rs2＝８：１
即在相同风量情况下，串联的能耗为并联的 8 倍。
若总风路的风量Q0=10m3/s， 则 并联时的阻力 hs RsQs2 20Pa
1
（2）总风压等于各分支风压，即
6
hs h1 h2 … hn
3
注意：当各分支的位能差不相等，或分支中存在风机等通风动力时，并 联分支的阻力并不相等。
第197篇 通风安全考试要点 课后习题答案 第5章 矿井通风网络中风量分配与调节2022
第197篇通风安全学课后习题答案第五章矿井通风网络中风量分配与调节5.1什么是通风网络。
其主要构成元素是什么。
用图论的方法对通风系统进行抽象描述，把通风系统变成一个由线、点及其属性组成的系统，称为通风网络。
构成元素：1.分支，表示一段通风井巷的有向线段，线段的方向代表井巷中的风流方向。
2.节点。
两条或两条以上分支的交点，每个节点有惟一编号。
3.路。
由若干条方向相同的分支首尾相连而成的线路。
4.回路。
由两条或两条以上分支首尾相连形成的闭合线路称为回路。
若回路中除始末节点重合外，无其他重复节点，则称为基本回路，简称回路。
5.树。
任意两点间至少存在一条通路但不含回路的一类特殊图。
包含通风网络的全部节点的树称为其生成树，简称树。
在网络图中去掉生成树后余下的子图称为余树。
6.割集。
网络分支的一个子集。
将割集中的边从网络图中移去后，将使网络图成为两个分离的部分。
若某割集s中恰好含有生成树t中的一个树枝，则称s为关于生成树t的基本割集。
5.2如何绘制通风网络图。
对于给定矿井其形状是否固定不变。
1.节点编号.。
在通风系统上给井巷交汇点标上特定的节点号。
某些距离较近，阻力很小的几个节点，可简化为一个节点。
2.绘制草图。
在图纸上画出节点符号，并用单线条连接有风流连通的节点。
3.图形整理。
按照正确、美观的原则对网络图进行修改。
网络图总的形状基本为“椭圆形”。
5.3简述风路、回路、生成树、余树、割集等基本概念的含义。
风路：由若干条方向相同的分支首尾相连而成的线路。
回路：两条或两条以上分支首尾相连形成的闭合线路为回路。
树：任意两节点间至少存在一条通路但不含回路的一类特殊图。
包含通风网络的全部节点的树称为生成树。
在网络图中去掉生成树后余下的子图称为余树。
割集是网络分支的一个子集，将割集中的边从网络图中移去后，将使网络图成为两个分离的部分。
5.4基本关联矩阵、独立回路矩阵、独立割集矩阵有何关系?基本关联矩阵表示网络分支ej与节点vi关系的矩阵。
对矿井通风设施的基本认识
对矿井通风、设施的基本认识一、矿井通风的基本任务（作用）：1）供给井下人员足够的新鲜空气，把有害气体及矿尘稀释到安全浓度以下，并排出矿井；2）保证井下有适宜的气候条件。
以利于工人劳动和机器运转。
【《{风流}》】：空气从气压高的地方流向气压低的地方，气压的高低差就是引起空气流动的原因。
这种空气流动的现象就是风流。
【矿井通风】：是借助通风压力驱动空气流动，供给井下空间足够的风量。
【通风机主要性能参数】：通风机工作的基本参数：风量、风压、转速、功率及效率是表示通风机性能的主要参数，称为通风机的性能参数。
它们共同表达通风机的规格和特性。
1、风量Q：表示单位时间流过通风机的空气量，常用单位为m3/s、m3/min、m3/h。
2、风压H：当空气流过通风机时，通风机给予每立方米空气的总能量（kgf·m ）称为通风机的全压；Ht(kgf/m2)，它总是由静压HS和动压HV所组成，即：Ht=HS+HV(kg/m2)。
【矿井通风系统】：●●矿井风流由进风井口进入井下，经各用风场所后由回风井排出矿井，所经过的整个路线称为矿井通风系统。
【矿井通风系统】：指向井下各作业地点供给新鲜空气，排出污浊空气的通风网络、通风动力和通风设施的总称。
●矿井通风系统包括：通风方式、通风方法和通风网络。
（1）矿井通风方式：通风方式是指进、回风井的布置方式，分为中央并列式、中央边界式、对角式及混合式等方式。
（2）矿井通风方法：通风方法是指主要通风机的工作方法，有抽出式、压入式、抽压联合式等方法。
（3）通风网络：是指风流流经井巷的连接形式，由串联、并联、角联及复杂连接等形式。
【抽出式】：1）矿井主要通风机安装在回风井口，利用主通风机运转时产生的能量将井下空气从进风井口吸入井下。
2）采用抽出式时，井下风流中任意一点的压力都低于当地大气压力，呈现负压状态，因此也称负压通风。
、、、、3）采用抽出式优点：在抽出式通风的矿井中，井下巷道中的风流处于负压状态，一旦主通风机停止运转，井下巷道中空气压力将会升高。
第7章矿井通风网路中风流基本定律和风量自然分配
的若干条等风压线，在等风压线上将1、2分支阻力h1、h2叠加，得到并 联风路的等效阻力特性曲线上的点；
３、将所有等风压线上的点联成曲线R3，即为并联风路的等效阻力特性曲 线。
•H
•R1 •R2
•R1+R2
•2
•1•R1
•R2 •2
•1
•Q 第7章矿井通风网路中风流基本定律 和风量自然分配
例题：某个通风网络如图所示，已知各条 巷道的风阻R1=0.25, R2=0.34, R3=0.46 N s2/m8,巷道1的风量Q1=65m/s。求BC、 BD风路自然分配的风量及风路ABC、 ABD的阻力为多少？
２、根据串联风路“风量相等，阻力叠加”的原则，作平行于h轴
的若干条等风量线，在等风量线上将1、2分支阻力h1、h2叠加， 得到串联风路的等效阻力特性曲线上的点；
３、将所有等风量线上的点联成曲线R3，即为串联风路的等效阻
力特性曲线。
•H •R1+R2
•R2
•３
•R1
•R2 •２
•２
•R1 •１ •1
第7章矿井通风网路中风流•Q基本定律
改。
第7章矿井通风网路中风流基本定律 和风量自然分配
第7章矿井通风网路中风流基本定律 和风量自然分配
四、基本定律
1 风量平衡定律 是指在稳态通风条件下，单位时间流入某节点
的空气质量等于流出该节点的空气质量；或者说， 流入与流出某节点的各分支的质量流量的代数和等 于零。
第7章矿井通风网路中风流基本定律 和风量自然分配
特例：对于两条巷道并联风量自然分配
第7章矿井通风网路中风流基本定律 和风量自然分配
第7章矿井通风网路中风流基本定律 和风量自然分配
第7章矿井通风网络中风量分配与调节
第一节 并联网路的风量调节
并联网路风量调节方法有增阻法、减阻法及增压法等。 一、增阻调节法 增阻调节是在并联网路中以阻力大的风道的阻力值为依据，在阻力小的风道中增加一个局部阻力，使并联风路的阻力达到平衡，以保证各风路的风量按需供给。通常采用风窗来实现增阻调节。 调节风窗就是在风门或风墙上开一个面积可调的小窗口。
第8章 矿井风量调节
第8章 矿井风量调节
本章主要内容及重点和难点 一、并联网路风量调节 二、全矿总风量调节
第8章 矿井风量调节
随着生产的发展和变化，工作面的推进和更替，巷道风阻、网络结构及所需的风量均在不断变化，要求及时进行风量调节。 从调节设施来看，有通风机、射流器、风窗、风幕和增加并联井巷或扩大通风断面等。 按其调节的范围，可分为局部风量调节与矿井总风量调节。 从通风能量的角度看，可分为增能调节、耗能调节和节能调节。
第8章 矿井风量调节
调节风窗开口面积计算： 当 Sw/S＜＝0.5 时， 当 Sw/S ＞0.5 时， Q——安设风窗巷道的风量，m3／s。 S——安设调节风宙处的巷道断面积，m2 hw——调节风窗所造成的局部阻力,Pa， Sw——调节风窗的面积，m2。
第8章 矿井风量调节
二、减阻调节法
降阻调节法是以阻力较小风路的阻力值为基础，降低阻力大的风路的风阻值，以使并联网路中各风路的阻力平颧。风路中的风阻包括摩擦风阻和局部风阻。当局部风阻较大时应首先考虑降低局部风阻。然后才考虑降低摩擦阻力系数和扩大巷道断面。
第8章 矿井风量调节
（2）无风墙辅扇调节法
第8章 矿井风量调节
四 空气幕调节法
第8章 矿井风量调节
例题：设某个并联通风系统的总风量Q=20m3/s，左侧需风量Q2=12m3/s，右侧需风量Q3=8m3/s，各巷道的风阻为R1=0.2,R2=2.8,R3=2.00,R4=0.25Ns2/m8。用风窗调节风量时，求风窗的面积和调节后系统的总阻力，（设风窗处巷道的面积为4m）；若使用辅扇调节风量时，求辅扇应当形成的风压和调节后该系统的总阻力。
通风网络图在矿井通风管理工作中的作用
通风网络图在矿井通风管理工作中的作用通风网络图是煤矿通风管理的基础图，如果一个通风技术人员能够熟练地根据每张通风系统图绘制出通风网络图，那么他对该矿的通风系统可以说是非常了解的。
但遗憾的是，许多煤矿的通风人员甚至是技术员都不会绘制这种图，而且也不去绘这种图，包括一些国有大矿的通风人员也是如此。
这对于煤矿的“一通三防”工作无疑是不利的。
根据多年通风工作的实践于不断学习，本人觉得通风网络图的绘制有以下几个方面的作用：一、通风网络图对煤矿的通风系统有一个直观的认识。
根据巷道采掘工程平面图做出的矿井通风系统图，是我们经常看到的，也是所检查的11种矿图中必不可少的。
但是，我们从通风系统图上看到的是新风、污风在各条巷道中的流动方向，总进风和总回风的风量，各个测风点的数据以及每个用风点风量的配备情况。
如果在通风网络图上去看，不仅能看到上述所有内容，还能看到风流是具体从哪里流向哪里，从哪条巷道流向哪条巷道，怎么分岔，怎么汇合，是串联、并联、混联还是角联。
非常直观，一目了然。
所有的合理与不合理在此无所遁形，矿领导、技术负责人以及技术员均可以根据此图对井下的通风系统进行全面讨论，综合评价。
对于巷道的合理布置、风景的具体分配是非常容易进行的。
即使是一个对煤矿不了解的外行，通过解释以后，再去看我们的通风系统图，也较为容易进入。
二、通风网络图对风量的解算具有重要的作用。
一个矿井，尤其是多年开采的老矿，巷道多、距离远全面理清本身就不容易。
在通风系统图上进行具体的解算是根本不可能的。
但在通风网络图上就可以很直接地理出线路，然后再根据负压、温度、湿度结合高差等数据进行通风计算。
对于各个用风地点、各条巷道，可以根据分流的分支与汇合一一解算出来。
首先从理论上对风量分配有一个认识，然后再根据各巷道、各用风地点的具体情况进行合理分配与调节。
这样从理论到实践的管理是非常可靠的。
三、通风网络图可以指导我们合理设置通风构筑物，优化矿井通风系统。
通风安全学习题
5-14如图5-6-4所示并联风网，已知各分支风阻：R1=1.186，R2=0.794，单位为N•s2/m8；总风量Q=40m3/s。求：(1)分支1和2中的自然分风量Q1和Q2；(2)若分支1需风10m3/s，分支2需风30m3/s；采用风窗调节，风窗应设在哪个分支？风窗风阻和开口面积各为多少？
图5-6-3图5-6-4
618某煤巷掘进长度500m断面7m2采用爆破掘进方法一次爆破炸药量6kg若最大瓦斯涌出量2m3min求工作面所需风619柔性与刚性风筒的风阻有何异同点两者的漏风状况有何不同620筒的选择与使用中应注意哪些问题6211000m直径800mm接头风j02ns2m8节长50m风筒摩擦阻力系数0003ns2m4风筒拐两个90622为开拓新区而掘进的运输大巷长度1800m断面为12m2一次爆破炸药量为15kg若风筒直径为600mm50m风筒百米漏风率为1
3-5摩擦阻力系数α与哪些因素有关?
3-6摩擦阻力hf与摩擦风阻Rf有何区别?
3-7已知某梯形巷道摩擦阻力系数α=0.0177Ns2/m4，巷道长L=200m，净断面积S=5m2，通过风量Q=720m3／min，试求摩擦风阻与摩擦阻力。(Rf=0.2634Ns2/m8，hf＝37.9Pa)
3-8有一木支架梯形巷道，长1500m，断面积为6m2，木柱直径d0=0.22m，支架纵口径Δ=6，通过风量为900m3/min，巷道中空气平均密度为1.25kg/m3，求：(1)摩擦风阻Rf；(2)摩擦阻力hf；(3)该巷通风所消耗的功率N(设风机效率η=0.6)。(Rf=1.1309Ns2／m8，hf＝254.5Pa，N=6.36kW)
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模块三通风网络图及风量分配
一、名词解释 1．矿井通风网络；2．串联通风；3．并联通风；4．角联通风； 5．通风网络图。
二、填空题
1、通风网络中，井巷风流的基本连接形式有、和3种，通风设计中应尽量采用的
连接形式是。
2、风量平衡四年定律的一般数学表达式的含义是。
3、风压平衡定律的一般数学表达式的含义是。
4、串联通风的特性是(用数学表达式表示)：①；②；③；④。
5．并联通风的特性是(用数学表达式表示)：①；②；③；④。
6、有5段风阻均为25kg／m7的巷道，把它们串联在一起时的风阻为 kg／m7；把它们并联在一起时的风阻为 kg／m7，前者是后者的倍。
7、将两条通风条件完全相同(R1=R2，Q1=Q2)的巷道分别构成串联风路和并联网络，通过简要的计算可知：并联网络的总风阻仅为串联风路总风阻的；并联网络的总风压为串联风路总风压的，也就是说并联通风比串联通风的通风动力要节省，而总风量却大了倍，这充分说明，并联网络通风比串联风路通风在经济上要优越得多。
三、判断题(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．在并联网络中，流入各分支巷道的风量与各分支巷道的风阻成反比，即风阻较大的分支巷道自然流入的风量较小，风阻较小的分支巷道自然流入的风量较大。
( )
2．简单角联网络中，对角巷道的风流方向的变化取决于临近巷道风阻之比，而与对角巷道本身的风阻大小无关。
( ) 3．不管在什么地方，对角通风系统都是有害的。
( )
四、选择题(将正确答案的编号填入空格中)
1．两条风阻值相等的巷道，若按串联或并联2种不同的连接方法构成串联或并联网络，其总风阻值相差倍。
(1) 4 (2) 8 (3) 16
2．如图5—1所示，对角巷道中风流由B→C的条件是
图5－1 简单的角联网络
3．在图5—1中，若h3>h1，则对角巷道中的风流。
(1)由B→C; (2)由C→B; (3)停滞
五、简答题
1．什么叫风量自然分配?在并联网络中，流入各分支巷道的风量受哪些因素的制约?自然分配的风量不能满足生产要求时，怎么办?
2．简述简单角联网络的特性。
3.什么是局部风量调节？什么是矿井总风量调节？
4.使用增阻调节法对应注意哪些问题？
5.什么是通风网络?其主要构成元素是什么?
6.如何绘制通风网络图?对于给定矿井其形状是否固定不变?
7. 简述风路、回路、生成树、余树、网孔等基本概念的含义。
8. 矿井通风网络中风流流动的基本规律有哪几个?写出其数学表达式。
9.比较串联风路与并联风网的特点。
10.写出角联分支的风向判别式，分析影响角联分支风向的因素。
11.矿井风量调节的措施可分为哪几类?比较它们的优缺点。
六、计算题
1、一组串联巷道，各巷道的风阻分别是：R1为0．588 kg／m7，R2为0．411 kg／m7，R3为0.147 kg／m7，R4为0．255 kg／m7，R5为0．392 kg／m7，通过的风量为25 m3／s，试求该串联系统的总风阻、总阻力和总等积孔。
2、图5—2为简单并联网络，已知R1为0．81 kg／m7，R2为0．36 kg／m7，总风量Q为50m3／s，试求自然分配时的Q1、Q2、h1、h2及h并、R并、A并的大小。
图5－2 简单的并联网络
3、某矿井通风系统如图5—3所示，已知Q总为25 m3／s，R AB为0．20，R BC′为0．40，R C′D′为0.30 kg／m7，R D’E为0.51 kg／m7，R BC为0．30 kg／m7，R CD为0．25 kg／m7，R DE为0．45 kg／m7，R EF为0.25 kg／m7。
试绘制该矿通风网络图，计算矿井总风阻、总风压和每翼的风量及矿井总等积孔的大小，判断该矿通风难易程度。
图5－3 矿井通风系统
4．如图5—4所示简单角联网络，已知R1为0.25，R2为0.20，R3为0.50，R4为0.30kg／m7。
试判断对角巷道BC中的风流方向。
图5－4简单的角联网络
七、能力训练题
1．如题图7-1所示某矿通风系统，试绘制其通风网路图。
2．如题图7-2所示某矿通风系统，试绘制其通风网路图。
3．如题图7-3所示某矿对角式通风系统立体示意图, 试绘制其通风网路图。
4．如题图7-4所示某采区通风系统，试绘制其通风网路图。
图7-1图7-2
图7-3
图7-4。