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
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℃。
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)
( 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
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。
(四)矿井通风动力
矿 井 通 风 动 力
2.自然风压的特点
1、自然风压
（1）形成矿井自然风压的主要原因是矿井进、出风井两侧的空气柱重量差。不 论有无机械通风，只要矿井进、出风井两侧存在空气柱重量差，就一定存在自 然风压。 （2）矿井自然风压的大小和方向，取决于矿井进、出风两侧空气柱的重量差的 大小和方向。这个重量差，又受进、出风井两侧的空气柱的密度和高度影响， 而空气柱的密度取决于大气压力、空气温度和湿度。由于自然风压受上述因素 的影响，所以自然风压的大小和方向会随季节变化，甚至昼夜之间也可能发生
01
0 1
矿 井 通 风 动 力
1、自然风压
计算进、出风井两侧空气柱的平均密度：
均进
均回
Z 01 01 Z12 12 45 1.28 100 1.21 1.23 Z 01 Z12 45 100
Z 34 34 Z 45 45 65 1.145 80 1.225 1.189 Z 34 Z 45 65 80
矿 井 通 风 动 力
1、自然风压
二、自然风压的测定
生产矿井自然风压的测定方法有两种：直接测定法和间接测定法。
1.直接测定法
矿井在无通风机工作或通风机停止运转时，
在总风流的适当地点设置临时隔断风流的密闭，
将矿井风流严密遮断，而后用压差计测出密闭两 侧的静压差，该静压差便是矿井的自然风压值。
或将风硐中的闸门完全放下，然后由风机房水柱
器和电动机等构成。叶轮转动时，靠离心力作用，空
气由吸风口12进入，经前导器7进入叶轮的中心，折转 90°沿径向离开叶轮流入机壳2，经扩散器3排出。
图4.4 离心式通风机构造示意图
1-叶轮；2-螺形外壳；3-扩散器；4-主轴；5-止推轴承；6-径向轴承； 7-前导器；8-机架；9-联轴节；10-制动器；11-机座；12-吸风口； 13-通风机房；14-电动机；15-风硐
自然风压影响通风系统的原因及对策
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。
自然风压
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。
自然风压
根据能量方程，可以写出自进风井口到出风 井口通风总阻力hr的测算式为: hr＝P0-P0'+(Z2-3γ 2-3－Z4-5 γ4-5)，Pa
该矿井用来克服 hr 的唯一动力是该矿井的自然 风压hn，以P0＝P0'＋(z1-2γ1-2)代入上式得： hr＝hn＝(z1-2γ1-2＋z2-3γ2-3)—(z4-5γ4-5)，Pa
二、轴流式扇风机
轴流式扇风机主要由动轮 l，圆筒形机壳3、集 风器4、整流器5、流线体6和环形扩散器7所组成。 集风器是外壳呈曲线形且断面收缩的风筒。流线体 是一个遮盖动轮轮毂部分的曲面圆锥形罩，它与集 风器构成环形入风口，以减少入口对风流的阻力。 动轮是由固定在 轮轴上的轮毂和 等间距安装的叶 片2组成。
第四章 矿井通风动力
空气能在井巷中流动，是由于风流的始末 两点间存在着能量差。这种能量差的产生， 若是由扇风机造成的，则为 机械风压 ，若是 矿井自然条件产生的，则为 自然风压 。机械 风压和自然风压均是矿井通风的动力，用以 克服矿井的通风阻力，促使空气流动。
一.自然风压及其变化规律
如图4-1所示的通风系统中，平峒口与出风井 口的标高差为Z米，当井外空气柱4-1和 井内空气 柱2-3的平均温度有差异时，两空气柱中空气的重 率也不相同。所以，在两空气 柱各自的底面积1、 2上所承受的重量也不一样，造成了1、2两点间的 能量差，从而促使空气流动 ，l和2两点以上空气柱的重 量差完全决定于两井口的标 高差、两空气柱的温度差以 及能影响空气重率变化的其 它自然因素。因此，称为自 然风压，一般用hn表示。
5．消音装置
扇风机在运转时产生噪音，特别是大直径轴 流式扇风机的噪音更大，以致影响工业场地和居 民区的工作和休息，为了保护环境，需要采取有 效措施，把噪音降低到人们感觉正常的程度。我 国规定扇风机的噪音不得超过90dB。 速度较大的风流在扇风机内和高速旋转的动 轮叶片迅猛冲击，产生空气动力噪音，同时机件 振动产生机械噪音。当扇风机的圆周速度大于 20m/s时，空气动力噪音占主要地位。正对扇风机 出口方向的噪音最大，侧向逐渐减少。
自然风压对矿井通风系统影响的分析
梁兵 （ 内蒙古 同煤 鄂尔多斯 矿业 投资有限公司 ， 内蒙古 鄂 尔多斯 ０ １ ７ ０ ０ ８ ）
摘 要： 介绍了色连 一号 井暖风对 矿井自然风压影响 ， 进一 步影响矿 井的通风系统 。通过分析研究找 出原 因 ， 进而提出对其解 决 措施 ， 对矿 井通风 系统管理有 实际指导意义。 关键词 ： 自然风 压 ； 密度差 ； 空气 温度 ； 循环风
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图 １ 通 风 网 络 简 化 示 意 图
பைடு நூலகம்
主 斜井 Ｂ Ｃ Ｄ Ｅ Ｆ Ｇ ＨＢ系 统 的 自然风 压 为 ： Ｈ ＝ｐ
作者简介 ： 梁兵 （ １ ９ ８ ７一 ） ， 男， 陕西榆林人 ， ２ ０ １ １ 年７ 月毕业 于内蒙古科技 大学矿业 工程学 院 ， 助理 工程 师 ， 现在 内 蒙古同煤鄂 尔
在冬 季气 温 下降时 ， 为 防止 井 筒 结冰 ， 在 主 斜 井井 口、 副斜井 井 口、 进风立 井 井 口均安 设 暖风 炉 向井 下 供 暖风 。经气温 测 定主斜 井 暖风道 口下风 侧 ２ ０ ｍ处 气 温 为Ｉ Ｏ ￣ Ｃ， 副斜井暖风道 口下风侧 ｌ Ｏ ｅ处气温为３ ｒ ． ７ ５ ￣ Ｃ， 进风 立井 暖风 道 口下风 侧 ５ ０ ｍ处 气 温 为 ２ ４ ￣ Ｃ， 风 硐 气 温为６ ． ８ ８ ￣ Ｃ， 地 表气温为 一１ ６ ℃。对 回风立井来 说矿 井存在三个系统的 自然风压。
ｇ Ｚ ｌ ＋Ｐ Ａ Ｃ ｇ Ｚ ２ 一Ｐ ｒ ｉ ｇ （ Ｚ １ ＋Ｚ ２ ）＝５ ０ ． ８ ８ Ｐ ａ