通风网络解算
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。
煤矿通风网络图及其简化探析
294我国很长时间以来对煤炭能源都比较依赖，根据相关调查表，我国整体一次性能源消费结构中煤炭能源消费占到了70%。
由此也可以说明，煤炭在我国能源结构中占据了非常重要的地位，而根据相关专家的预测，在未来50年的发展过程我国仍然在很大程度上要依赖化石能源，而煤炭能源是整个化石能源中最主要的一种。
煤炭能源对我国工业发展作出了巨大的贡献，也为我国经济发展起到了极大的推动作用。
但是在煤矿还在作业中重大安全事故的发生造成了巨大的经济损失，对人们的人身安全对人们的人身安全。
而煤矿空气中而煤矿空气中安全生产中非常重要的一个环节，针对煤矿通风网络图进行深入研究具有十分重要的现实意义。
1 煤矿通风网络研究现状其研究目的在我国很多矿业大学中，煤矿通风网络图都是一种非常重要的学术研究课题。
我国的煤炭能源经历了数十年的发展，在发展过程中煤矿事故的发生给国家带来了巨大的经济损失，同时也造成了大量的人员伤亡，使得我国的煤炭开展事业面临着巨大的挑战。
煤矿通风系统是整个煤矿作业过程中最基本的安全系统。
下图1所示为简单的矿井通风系统示意图。
煤矿通风系统能够充分保证煤矿井下生产作业的安全，要想有效提升煤矿作业安全水平，就必须要进一步提升矿井通风水平以及通风管理水平。
煤矿的通风网络图煤矿的通风网络图煤矿安全生产工程图，同时也是同时也是对整个煤矿通风系统的数据。
另外，煤矿通通网络图同时也是进行煤矿通风系统研究的一种重要图形工具，在一些井下巷道连接处整个煤矿通风网络图非常复杂，常常会因为存在过多的交叉现象而使得整个煤矿网络图不够清晰，由此就对煤矿通风问题的研究造成的困扰。
鉴于此，为了为煤矿通风系统研究提供便利，就必须要对煤矿通风网络图进行进一步简化处理[1]。
2 煤矿通风网络图相关知识及特点2.1 通风系统图煤矿的通风系统图是整个煤矿通风工作中非常重要的一种图件，通过煤矿通风系统图能够详细了解煤矿井下巷道的具体位置、井巷长度集体互相之间的关联关系，而且通过通风系统图能够将井下各种构筑物设置位置进行清晰表达。
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。
通风计算公式5[1]
![通风计算公式5[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/c4a1258fd0d233d4b14e6938.png)
矿井通风参数计算手册2008年5月5日前言在通风、瓦斯抽放与利用、综合防尘的设计及报表填报过程中，经常需要进行一些计算，计算过程中经常要查找设计手册、规程、细则、文件等资料，由于资料少，给工作带来不便，为加强通风管理工作，增强“一通三防”理论水平，提高工作效率；根据现场部分技术管理人员提出的要求，结合日常工作需要，参考了《采矿设计手册》，《瓦斯抽放细则》、《防治煤与瓦斯突出细则》、《瓦斯抽放手册》，矿井通风与安全，煤矿安全读本等资料，编写了通风计算手册，以便于通风技术管理人员查阅参考，由于时间伧促，错误之处在所难免，请各位给预批评指证。
2008年5月编者目录一、通风阻力测定计算公式 (1)二、通风报表常用计算公式 (7)三、矿井通风风量计算公式 (10)四、矿井通风网路解算 (24)五、抽放参数测定 (16)六、瓦斯抽放设计 (24)七、瓦期泵参数计算 (26)八、瓦斯利用 (27)九、综合防尘计算公式 (28)十、其它 (30)通风计算公式一、通风阻力测定计算公式 1、空气比重（密度） ρ A ： 当空气湿度大于60%时ρ=0. 461TP(kg/m 3) 当空气湿度小于60%时ρ=0. 465T P(1-0.378PP 饱ϕ) (kg/m 3)P~大气压力(mmHg)T~空气的绝对温度 (K) ϕ~空气相对湿度 (%)P 饱~水蒸气的饱和蒸气压（mmHg ） B ： 当空气湿度大于60%时ρ =0. 003484TP(kg/m 3) 当空气湿度小于60%时ρ =0. 003484T P(1-0.378PP 饱ϕ) (kg/m 3) P~大气压力(pa)T~空气的绝对温度 (K) ϕ~空气相对湿度 (%)P 饱~水蒸气的饱和蒸气压（pa ） 2、井巷断面（S ） A ：梯形及矩形断面 S=H ×b (m 2) B ：三心拱S= b ×(h+0.26b) (m 2) C ：半圆形S= b ×(h+0.39b) (m 2) 式中H 巷道净高（m ）b 梯形、矩形为巷道中宽，拱形为巷宽（m ） h 拱基高（m ） 3、巷道周边长 u=c ss~ 巷道断面积(m 2)c~ 周边系数（梯形4.16，三心拱4.10，半圆形3.84，圆形3.54）4、巷道风量Q=SV (km 3/s)Q~巷道风量 m 3 /minV~测风断面平均风速 （m/s ） S~巷道断面，m 2 5、动压h 动=g V 22ρ （mmH 2O ） ρ~ 空气密度 (kg/m 3)v~ 测点平均风速（m/s ） g~ 重力加速度 （m/s 2） 6、巷道风阻 R 1~2=2121--Q h (千缪) 百米风阻 R 100=2121--L R ×100(千缪) R 1-2~任意两点间的风阻 (千缪) R 100~百米风阻 (千缪) L 1-2~ 任意两点间间距 （m ） Q 1-2~任意两点间的巷道风量，m 3/s 7、通风阻力 A ：压差计法 h 1~2=K ×h 读（gv 221ρ1—gv 222ρ2）B ： 气压计法h 1~2=K （h 1-h 2）+(z 1-z 2) ρ+（gv 221ρ1—gv 222ρ2）8、自然风压h=z （ρ进—ρ回）A ： ρ均=nn∑1ρB ：ρ均=∑∑inZ Z 1ρ9、井巷通风阻力（1）摩察风阻 R=3S LUαR~巷道风阻，kg/m 7U~巷道周边长，m S~巷道断面积，m 2 （2）摩察阻力 h f =RQ 2=3S LUα Q 2h f ~摩察阻力, mmh 2o Q~巷道风量，m 3/s R~巷道风阻，kg/m 7 L~ 巷道长度，m U~巷道周边长，m S~巷道断面积，m 2二、通风报表常用计算公式 1、矿井等积孔 A=1.19hQA~矿井等积孔，m Q~主扇风量，m 3/s H~主扇负压，Pa A=0.38hQA~矿井等积孔，m Q~主扇风量，m 3/s H~主扇负压，mmh 2o 多台风机联合运转时h Rrm =∑∑==n i ini iRiQQ h11A=1.19Rmh Qh Rrm ~多台风机联合运转加权负压， Pa h Ri ~单台风机的负压，mmh 2o （Pa ） Q i ~单台风机的风量，m 3/s 2、扇风机参数的计算 （1）扇风机实际功率 Nc=1000hQ ∙ Nc~扇风机的实际功率，KW h~通风机的负压， Pa Q~通风机的风量，m 3/sη=NNc×100% Q~风机风量, m 3/sh~风机负压, Pa (可分为静压,全压计算) Nc~风机实际功率, KW N~风机轴功率, KW η风机实际效率3、有效风量矿井有效风量是指风流通过井下各工作地点（包括独立通风的采煤工作面、掘进工作面、硐室和其它用风地点）实际风量总和，按下式计算Q 有效=iQ∑采+iQ∑掘+iQ∑硐+iQ∑其它4、有效风量率是指矿井有效风量与各台主要通风机风量总和之比（C ）按下式进行计算C=100⨯∑iQ Q 通有效%Q 通i~第I 台通风机实际风量 5、外部漏率A ：外部漏风量是指主要通风机装置及其风井附近地表漏失风量总和，可用各台主要通风机风量总和减去矿井总回风量求得，按下式计算Q 外漏=iQ∑通-iQ∑总回Q 外漏~矿井外部漏风量iQ∑通~各台主要通风机的风量总和 iQ∑总回~各台主要通风机总回风量之和B ：矿井外部漏风率是指矿井外部漏风量与各台主要通风机风量之和之比，按下式进行计算L=100⨯∑iQQ 通外漏%L ~矿井外部漏风率 6、巷道失修率 A ：一般失修率一般失修巷道长度除以矿井巷道总长度的百分数 d 失=%100⨯总失L Ld 失 ~巷道失修率，% L 失 ~失修巷道长度，m L 总 ~矿井巷道总长度，m B ：严重失修率严重失修巷道长度除以矿井巷道总长度的百分数 d 严重=%100⨯总严重L Ld 严重 ~巷道失修率，% L 严重 ~失修巷道长度，m L 总 ~矿井巷道总长度，m 三、矿井通风风量计算公式1、矿井风量按下式计算，并取其中最大值 （1）按井下同时工作的最多人数计算所Q 矿井=4×N ×K 矿通 m 3/min N —井下同时工作的最多人数，人 K 矿通 矿井通风系数，1.2~1.25（2）按采煤、掘井、硐室和其它地点实际需要风量总和计算 Q 矿井=（∑采Q +∑掘Q +∑硐Q +∑其它Q）K 矿通∑采Q ~ 采煤工作面实际需要风量总和，m 3/min ∑掘Q ~ 掘进工作面实际需要风量总和，m 3/min ∑硐Q~ 硐室实际需要风量总和，m 3/min∑其它Q~ 除采煤、掘进、硐室外其它井巷掘实际需要风量总和，m 3/min2、采煤工作面风量计算采煤工作面实际需要风量，应按矿井各个采煤工作面实际需要风量总和计算：∑采Q =∑=ni iQ1采+∑=ni iQ1采备Q 采i ~第i 采煤工作面实际需要风量，m 3/min Q 采备i ~第i 采煤备用工作面实际需要风量，m 3/min 采煤工作面风量按以下方法计算： （1）按瓦斯涌出量计算 Q 采=100×q cH4采×K 采通Q 采—工作面需要风量，m 3/minq cH4采—工作面回风巷风流中瓦斯的平均绝对涌出量，m 3/minK采通—采面瓦斯涌出不均衡通风系数， 机采K采通=1.2~1.6，炮采K采通=1.4~2（参考公司风量计算细则要求）（2）按工作面温度计算Q采i=60×N i m3/minN i—第i个工作面同时工作的最多人数，人Q采=60×V采×S采V采i~第i个工作面风速，m/sS采i~第i个工作面平均断面，m2(可按最大和最小控顶距平均值进行计算)（3）按工作面人数计算Q采i=4×N i m3/minN i—第i个工作面同时工作的最多人数，人（4）按风速进行验算按最低风速验算，其最低风量为：Q min≥15×S采i m3/min （V=0.25 m/s）Q min—采煤工作面最低风速时需要风量，m3/minS采i~第i个工作面平均断面，m2量为Q max≤240×S采i m3/minQ max—采煤工作面最高风速时需要风量，m3/min（V=4 m/s）S采i~第i个工作面平均断面，m23、掘进工作面风量按以下方法计算：（1）按瓦斯涌出量计算Q掘=100×q cH4掘×K掘通Q掘—掘进工作面实际需要风量，m3/minq cH4掘—掘进工作面瓦斯绝对涌出量，m3/minK掘通—掘进面瓦斯涌出不均衡通风系数，机掘K掘通=1.5~2（参考公司风量计算细则要求）（2）按炸药计算Q掘i=25×A i m3/min（3）按局部通风机实际风量计算 Q 掘i =Q 局机i ×I i m 3/minI i —第i 个工作面同时工作的局部通风机台数，台 （4）按工作面人数计算 Q 掘i =4×N i m 3/minN i —第i 个掘进工作面同时工作的最多人数，人 （5）按风速进行验算按最低风速验算，其最低风量为： 各个岩巷掘进工作面最低风量Q min ≥9×S 岩掘i m 3/min （V=0.15 m/s ） 各个煤巷或半煤岩巷掘进工作面最低风量Q min ≥15×S 煤掘i m 3/min （V=0.25 m/s ） Q min —掘煤工作面最低风速时需要风量，m 3/min S 岩掘i ~第i 个岩巷工作面断面，m 2S 煤掘i ~第i 个煤巷或半煤岩巷掘进工作面断面，m 2 Q max ≤240×S 掘i m 3/min Q max —掘煤工作面最高风速时需要风量，m 3/min （V=4 m/s ） 350~矿井年工作日S 掘i ~第i 个工作面断面，m 2 4、硐室风量计算 Q 硐室=∑=ni iQ1硐Q 硐i ~各个独立通风硐室实际需要风量，m 3/min （1） 发热量大的空气机房和水泵房 Q 机电硐室=tW ∆⨯⨯⨯⨯⨯∑60006.12.13600θ，m 3/minQ 机电硐室~机电硐室实际需要风量，m 3/min∑W ~ 机电硐室运转电机总功率，KWt ∆ ~ 机电硐室进、回风的气温差，℃θ ~机电硐室发热系数，根据实际考察或（空压机0.20~0.23, 水泵房0.02~0.04）31．005 ~空气定压比热容，kj/kg.k (2)爆破材料库按每小4次换气量计算 Q 爆破材料库=0.07×V , m 3/minV~包括联络在内的爆破材料库空间总体积, m 3(一般情况大型100~155 m 3/min,中小型60~100 m 3/min) (3)其它硐室按经验取值a: 采区绞车房及变电硐室为60~80 m 3/minb:充电硐室按H2浓度小于0.5%,但不得小于100 m 3/min,或按经验值取100~200 m 3/min. 5其它巷道风量计算其它巷道风量应按瓦斯涌出量和风速进行验算，并取其中大值 Q 其它=∑=ni iQ1其它（1）Q 掘=133×q cH4其它×K 其它Q 其它i —第i 个其它巷道需要风量，m 3/min q cH4其它—第i 个其它巷道瓦斯绝对涌出量，m 3/minK 其它—第i 个巷道瓦斯涌出不均衡通风系数， 机掘K 掘通=1.2~1.3（2）按风速进行验算按最低风速验算，其最低风量为： 各个岩巷掘进工作面最低风量 Q min ≥9×S 岩掘i m 3/minQ min —掘煤工作面最低风速时需要风量，m 3/min （V=0.15 m/s ） S 其它i ~第i 个其它巷道断面，m 2四、通风网路解算1、风流流动的基本定律（1）风量平衡定律：网路中流入节点的风量之和等于流出节点风量之和。
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。
煤矿矿井通风能力核定方法
煤矿矿井通风能力合理核定新方法1、煤矿通风能力核定办法适用范围本办法适用于具有独立通风系统的合法生产矿井。
2、矿井通风能力核定方法矿井有两个以上通风系统时，应按照每一个通风系统分别进行通风能力核定，矿井的通风能力为每一通风系统通风能力之和。
矿井通风能力核定采用总体核算法或由里向外核算法计算。
1) 总体核算法，该方法适用于产量在30万t/a 以下矿井(1) 公式一 (较适用于低瓦斯矿井)：P =Q ×350/(q ×k ×104)(万t/a) (2-8) 式中 P ——通风能力，万t/a ；Q ——矿井总进风量，m 3/min ；q ——平均日产一吨煤需要的风量，m 3/t ；K ——矿井通风系数。
取1.3～1.5，取值范围不得低于此取值范围，并结合当地煤炭企业实际情况恰当选取确保瓦斯不超限的系数。
进行q 计算时，首先应对上年度供风量的安全、合理、经济性进行认真分析与评价，对上年度生产能力安排合理性进行必要的分析与评价，对串联和瓦斯超限等因素掩盖的吨煤供风量不足要加以修正，q 计算应考虑近三年来的变化，取其合理值。
(2) 公式二(较适用于高瓦斯、突出矿井和有冲击地压的矿井)：43500.092610Q P q K ´=´å相 (2-9)式中 P ——通风能力，万t/a ；Q ——矿井总进风量，m 3/min;0.0926——总回风巷按瓦斯浓度不超0.75%核算为单位分钟的常数；K å——综合系数，K K K K K =å瓦漏备产，K å取值见表2-2。
q 相——矿井瓦斯相对涌出量，m 3/t ；在通风能力核定时，当矿井有瓦斯抽放时，q相应扣除矿井永久抽放系统所抽的瓦斯量。
q 相取值不小于10，小于10时按10计算。
扣减瓦斯抽放量时应符合以下要求： ① 与正常生产的采掘工作面风排瓦斯量无关的抽放量不得扣减(如封闭已开采完的采区进行瓦斯抽放作为瓦斯利用补充源等)；② 未计入矿井瓦斯等级鉴定计算范围的瓦斯抽放量不得扣除；③ 扣除部分的瓦斯抽放量取当年平均值；④ 如本年进行完矿井瓦斯等级鉴定的，取本年矿井瓦斯等级鉴定结果，本年未进行完矿井瓦斯等级鉴定的，取上年矿井瓦斯等级鉴定结果。
计算机风网解算在矿井通风系统优化中应用
［ 摘 要 ］ 徐 州矿务 集 团旗 山煤 矿一 ５ ８ ０大巷 东西翼 贯通后 对 矿 井通风 系统 影响 较 大 ， 为优 化 系统 ． 用“ 丸 ” 应 风 软件 对 旗 山煤矿 深 部 水平 通 风 系统方 案进 行 了优 化 对 比、 测分 预
平 ， ８ ０为辅 助 水平 。其 一 ５ 一５ ８ ０大巷 东西 翼贯通 后
对 矿井 通 风 系统 影 响 较 大 ， 为优 化 系 统 ， 用 “ 应 风
丸” 软件 进行 风 网预测分 析解 算 ， 定 最佳 调整 方 确 案。
１１ 应用 “ 丸” 件建 立模 拟通 风 系统 ． 风 软
大 巷 系 统 优 化 中的 应 用
徐矿集 团旗山煤矿矿井核定生产能力 １ ０ 妇， ６万
目前在 采水 平为 一 ０ ７ ０水 平 ， 深 水平 为一 ０ 延 １ ０水 ０
计 算 矿井 主风 机 转 速需 上 调 １ ｍｉ ，方 可 满足 ７ｒ ｎ ／
需 要 ． 每 年 增 加 通 风 电耗 达 １ ． 元 ， 但 ２８万 而且 相 对增 加 了矿井 东翼 采 区通 风设施 数量 。 ８ ０大 而一 ５ 巷作 为 回风 巷道 ，在 矿井 主风机 转 速不 变 的情况 下 ， 然 能够 满 足 矿井 生 产 需 要 ， 现 以 风定 产 ； 依 实 同 时减少 了矿 井西翼 负 荷 ，并 且 大大 减 少 了矿井 西 翼 主要 回风 道 因巷 道失 修 而 造 成 的 阻力 损 失 。
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能 源 技 术 与 管 理
２０ ０ ７年第 ３期
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第五章通风网路中风量的分配第一节通风网路及矿井通风网路图一、通风网路的基本术语和概念１．分支分支是指表示一段通风井巷的有向线段，线段的方向代表井巷风流的方向。
每条分支可有一个编号，称为分支号。
如图5-1中的每一条线段就代表一条分支。
用井巷的通风参数如风阻、风量和风压等，可对分支赋权。
不表示实际井巷的分支，如图5-1中的连接进、回风井口的地面大气分支8，可用虚线表示。
图5-1 简单通风网路图２．节点节点是指两条或两条以上分支的交点。
每个节点有唯一的编号，称为节点号。
在网路图中用圆圈加节点号表示节点，如图5-1 中的①～⑥均为节点。
３．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。
单一一个回路（其中没有分支），该回路又称网孔。
如图5-1 中，1-2-5-7-8、2-5-6-3和4-5-6等都是回路，其中4-5-6是网孔，而2-5-6-3不是网孔，因为其回路中有分支4。
４．树由包含通风网路图的全部节点且任意两节点间至少有一条通路和不形成回路的部分分支构成的一类特殊图，称为树；由网路图余下的分支构成的图，称为余树。
如图5-2所示各图中的实线图和虚线图就分别表示图5-1的树和余树。
可见，由同一个网路图生成的树各不相同。
组成树的分支称为树枝，组成余树的分支称为余树枝。
一个节点数为m，分支数为n的通风网路的余树枝数为n －m＋1。
图5-2 树和余树５．独立回路由通风网路图的一棵树及其余树中的一条余树枝形成的回路，称为独立回路。
如图5-2（a）中的树与余树枝5、2、3可组成的三个独立回路分别是：5-6-4、2-4-6-7-8-1和3-6-7-8-1。
由n－m＋1条余树枝可形成n－m＋1个独立回路。
二、通风网路图的绘制不按比例、不反映空间关系的矿井通风网路图，能清楚地反映风流的方向和分合关系，便于进行通风网路解算和通风系统分析，是矿井通风管理的重要图件之一。
通风网路图的形状是可以变化的。
为了更清晰地表达通风系统中各井巷间的联接关系及其通风特点，通风网路图的节点可以移位，分支可以曲直伸缩。
通常，习惯上把通风网路图总的形状画成“椭圆”形。
绘制矿井通风网路图，一般可按如下步骤进行：１．节点编号在矿井通风系统图上，沿风流方向将井巷风流的分合点加以编号。
编号顺序通常是沿风流方向从小到大，亦可按系统、按翼分开编号。
节点编号不能重复且要保持连续性。
２．分支连线将有风流连通的节点用单线条（直线或弧线）连接。
３．图形整理通风网路图的形状不是唯一的。
在正确反映风流分合关系的前提下，把图形画得简明、清晰、美观。
４．标注除标出各分支的风向、风量外，还应将进回风井、用风地点、主要漏风地点及主要通风设施等加以标注，并以图例说明。
绘制通风网路图的一般原则如下：１．某些距离相近的节点，其间风阻很小时，可简化为一个节点。
２．风压较小的局部网路，可并为一个节点。
如井底车场等。
３．同标高的各进风井口与回风井口可视为一个节点。
４．用风地点并排布置在网路图的中部；进风系统和回风系统分别布置在图的下部和上部；进、回风井口节点分别位于图的最下端和最上端。
５．分支方向（除地面大气分支）基本应由下而上。
６．分支间的交叉尽可能少。
７．节点间应有一定的间距。
例5-1如图5-3所示为某矿通风系统示意图，试绘出该矿的通风网路图。
图5-3 矿井通风系统示意图解：图中所示矿井两翼各布置一个采区，共有6个采煤工作面和4个掘进头；独立通风硐室共有7个。
矿井漏风主要考虑4处风门漏风。
根据上述绘制网路图的一般步骤与一般原则，绘制的矿井通风网路图如图5-4所示。
绘制过程简述如下：（１）在通风系统示意图上标注节点。
距离较近且无通风设施等处可并为一个节点，如图5-3中的5、13、14等处；1和3之间也可不取节点2；进、回风井口可视为一个节点。
（２）确定主要用风地点。
在网路图中可用长方形方框表示用风点，框内填写相应的名称，如图5-4中所示的采、掘工作面、独立通风各硐室等。
将它们在网路图中部“一”字形排开。
（３）确定进风节点。
根据用风地点的远近，布置在用风点的下部并一一标明清楚。
（４）确定回风节点。
根据用风地点的远近，布置在用风点的上部并一一标明清楚。
（５）节点连线。
连接风流相通的节点，可先连进风节点至用风点；再连回风节点至用风点；然后连各进、回风节点间的线路。
各步连线方向基本一致，总体方向从下向上。
（６）按（2）～（5）绘出网路图草图，检查分合关系无误后，开始整理图形。
调整好各节点与用风地点的位置，使整体布局趋于合理。
此步较费力，需耐心反复修改直至满意为止。
（７）最后标注主要通风设施。
主通风机和局部通风机型号及其它通风参数等本图不作标示。
图5-4 矿井通风网路图第二节 简单通风网路及其性质通风网路可分为简单通风网路和复杂通风网路两种。
仅由串联和并联组成的网路，称为简单通风网路。
含有角联分支，通常是包含多条角联分支的网路，称为复杂通风网路。
通风网路中各分支的基本联接形式有串联、并联和角联三种，不同的联接形式具有不同的的通风特性和安全效果。
一、串联通风及其特性两条或两条以上风路彼此首尾相连在一起，中间没有风流分合点时的通风，2．串联风路的总风压等于各段风路的分风压之和，即∑==+++=ni i n h h h h h 121 串，Pa （5-2）3．串联风路的总风阻等于各段风路的分风阻之和。
根据通风阻力定律2RQ h =，公式（5-2）可写成：22222112n n Q R Q R Q R Q R +++= 串串因为 n Q Q Q Q ==== 21串所以 ∑==+++=ni i n R R R R R 121 串，Ns 2/m 8 （5-3）4．串联风路的总等积孔平方的倒数等于各段风路等积孔平方的倒数之和。
由RA 19.1=，得2219.1A R =，将其代入公式（5-3）并整理得：2222121111nA A A A +++= 串 （5-4） 或 222211111nA A A A +++=串 ，m 2 （5-5）二、并联通风及其特性两条或两条以上的分支在某一节点分开后，又在另一节点汇合，其间无交叉分支时的通风，称为并联通风，如图5-6所示。
并联网路的特性如下：图5-6 并联网路1．并联网路的总风量等于并联各分支风量之和，即∑==+++=ni i n Q Q Q Q Q 121 并，m 3/s （5-6）2．并联网路的总风压等于任一并联分支的风压，即n h h h h ==== 21并，Pa （5-7）3．并联网路的总风阻平方根的倒数等于并联各分支风阻平方根的倒数之和。
由2RQ h =，得Q ＝Rh，将其代入公式（5-6）得： nnR h R h R h R h +++=2211并并 因为 n h h h h ==== 21并 所以nR R R R 111121+++=并（5-8）或 2211111⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+++=n R R R R 并，Ns 2/m 8 （5-9）当n R R R === 21时，则22221nR n R n R R n ====并，Ns 2/m 8（5-10） 4．并联网路的总等积孔等于并联各分支等积孔之和。
由RA 19.1=，得19.11AR=，将其代入公式（5-8），得： n A A A A +++= 21并，m 2 （5-11）5．并联网路的风量自然分配 （1）风量自然分配的概念在并联网路中，其总风压等于各分支风压，即n h h h h ==== 21并亦即 22222112nn Q R Q R Q R Q R ==== 并并 由上式可以得出如下各关系式：并并Q R R Q 11=，m 3/s （5-12） 并并Q R R Q 22=，m 3/s （5-13）……并并Q R R Q nn =，m 3/s （5-14） 上述关系式表明：当并联网路的总风量一定时，并联网路的某分支所分配得到的风量取决于并联网路总风阻与该分支风阻之比。
风阻大的分支自然流入的风量小，风阻小的分支自然流入的风量大。
这种风量按并联各分支风阻值的大小自然分配的性质，称之为风量的自然分配，也是并联网路的一种特性。
（2）自然分配风量的计算根据并联网路中各分支的风阻，计算各分支自然分配的风量。
可将公式（5-9）依次代入前述关系式（5-12）、（5-13）和（5-14）中，整理后得各分支分配的风量计算公式如下：nR R R R R R Q Q 1312111++++=并，m 3/s （5-15）nR R R R R R Q Q 2321221++++=并，m 3/s （5-16）……1121++++=-n nnnn R R R R R R Q Q 并，m 3/s （5-17）当n R R R === 21时，则nQ Q Q Q n 并==== 21，m 3/s （5-18）计算并联网路各分支自然分配的风量，也可根据并联网路中各分支的等积孔进行计算。
将AR 19.1=依次代入前述关系式（5-12）、（5-13）和（5-14）中，整理后可得各分支分配的风量计算公式如下：并并并Q A A A A Q A A Q n +++==21111，m 3/s （5-19） 并并并Q A A A A Q A A Q n +++==21222，m 3/s （5-20） ……并并并Q A A A A Q A A Q nnn n +++==21，m 3/s （5-21） 综合上述，在计算并联网路中各分支自然分配的风量时，可根据给定的条件，选择公式，以方便计算。
三、串联与并联的比较从安全、可靠和经济角度看，并联通风与串联通风相比，具有明显优点： 1．总风阻小，总等积孔大，通风容易，通风动力费用少。
现举例分析 ： 假设有两条风路1和2，其风阻21R R =，通过的风量21Q Q =，故有风压21h h =。
现将它们分别组成串联风路和并联网路，如图5-7所示。
各参数比较如下：（1）总风量比较串联时： 21Q Q Q ==串 并联时： 1212Q Q Q Q =+=并 故 串并Q Q 2= （2）总风阻比较串联时： 1212R R R R =+=串 并联时： 4121R nR R ==并 故 串并R R 81= （3）总风压比较串联时： 1212h h h h =+=串 并联时： 21h h h ==并故 串并h h 21通过上述比较可明显看出，在两条风路通风条件完全相同的情况下，并联网路的总风阻仅为串联风路总风阻的1；并联网路的总风压为串联风路总风压的21，也就是说并联通风比串联通风的通风动力要节省一半，而总风量却大了一倍。
这充分说明：并联通风比串联通风经济得多。
2．并联各分支独立通风，风流新鲜，互不干扰，有利于安全生产；而串联时，后面风路的入风是前面风路排出的污风，风流不新鲜，空气质量差，不利于安全生产。