模块3矿井通风阻力

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1、模块三矿井通风阻力知识点技能点内容要点井巷摩擦阻力及摩擦风阻；井巷局部阻力；通风阻力定律及矿井等级孔。能测算矿井的等级孔并评价矿井通风难易程度；能根据矿井通风状况采取措施降低通风阻力；能进行矿井通风阻力测定工作。模块三矿井通风阻力项目一通风阻力及降阻措施一、风流的流动状态（一）层流和紊流层流：指流体各层的质点相互不混合，呈流束状，为有秩序地流动，各流束的质点没有能量交换。紊流：紊流和层流相反，流体质点在流动过程中有强烈混合和相互碰撞，质点之间有能量交换，（二）流动状态的判别1883年英国物理学家雷诺通过

2、实验证明：流体的流动状态取决于管道的平均流速、管道的直径和流体的运动粘性系数。这三个因素的综合影响可用一个无因次参数来表示，这个无因次参数叫雷诺数。3-1-1摩擦阻力Re=雷诺数当流速很小、管径很细、流体的运动粘度较大时，流体呈层流运动，反之，为紊流流动。Re≤2300为层流Re>2300为紊流非圆形管道的雷诺判别系数Re=（三）井巷中风流的流动状态《规程》规定，井巷中最低允许风速为0.15m/s,而井下巷道的风速都远远大于上述数值，所以井巷风流的流动状态都是紊流，只有风速很小的漏风风流，才有可能出现层

3、流。二、摩擦阻力井下风流沿井巷或管道流动时，由于空气的粘性，受到井巷壁面的限制，造成空气分子之间相互摩擦（内摩擦）以及空气与井巷或管道周壁间的摩擦，从而产生阻力，称这种阻力为摩擦阻力。（一）层流状态下井巷摩擦阻力——空气的动力粘性系数，Pa.s；Q——井巷风量，m3/s；（二）紊流状态下的摩擦阻力Pa——井巷的摩擦阻力系数，Kg/m3或/m4；三、摩擦阻力系数与摩擦风阻（一）摩擦阻力系数确定方法有查表和实测两种方法。（二）摩擦风阻R摩=Kg/m7或（三）摩擦阻力定律h摩=R摩Q2，Pa在风流运动过程中，

4、由于井巷边壁条件的变化，风流在局部地区受到局部阻力物（如巷道断面突然变化，风流分叉与交汇，断面堵塞等）的影响和破坏，引起风流流速大小、方向和分布的突然变化，导致风流本身产生很强的冲击，形成极为紊乱的涡流，造成风流能量损失，这种均匀稳定风流经过某些局部地点所造成的附加的能量损失，就叫做局部阻力。一、局部阻力的成因与计算局部阻力分为：突变类型和渐变类型两种（一）局部阻力种类和产生地点模块三矿井通风阻力项目一通风阻力及降阻措施3-1-2局部阻力（图3-5巷道的突变与渐变类型）a、c、e、g属于突变类型,b、d

5、、f、h属于渐变类型。局部阻力的地点：1、巷道断面的突然扩大与缩小（如采区车场、井口、调节风窗、风桥、风硐等）；2、巷道的各种拐弯（如各类车场、大巷、采区巷道、工作面巷道等）；3、各类巷道的交叉、交汇（如井底车场、中部车场）等等（二）局部阻力计算h局＝，Pah局＝Pa二、局部阻力系数与风阻（一）局部阻力系数大量实验研究表明，紊流局部阻力系数主要取决于局部阻力物的形状，而边壁的粗糙程度为次要因素。由于产生局部阻力的过程非常复杂，所以系数一般由实验求得，计算局部阻力时查表附录二即可。（二）局部风阻R局R局＝

6、，Kg/m7或（三）局部阻力定律h局＝R局Q2在一般情况下，由于井巷内的风流速压较小，所产生的局部阻力也较小，井下所有的局部阻力之和只占矿井总阻力的10％～20％左右。故在通风设计中，一般只对摩擦阻力进行计算，对局部阻力不作详细计算，而按经验估算。一、矿井通风阻力定律1、层流状态下的通风阻力定律h阻＝RQ，Pa2、紊流状态下的通风阻力定律h阻＝RQ2，PaR——井巷风阻，Kg/m7或模块三矿井通风阻力项目一通风阻力及降阻措施3-1-3矿井通风阻力R是由井巷中通风阻力物的种类、几何尺寸和壁面粗糙程度等因素

7、决定的，反映井巷的固有特性。当通过井巷的风量一定时，井巷通风阻力与风阻成正比，因此，风阻值大的井巷其通风阻力也大，反之，风阻值小的通风阻力也小。可见，井巷风阻值的大小标志着通风难易程度，风阻大时通风困难，风阻小时通风容易。所以，在矿井通风中把井巷风阻值的大小作为判别矿井通风难易程度的一个重要指标。将紊流通风阻力定律h阻＝RQ2绘制成曲线，这条曲线就叫做该井巷阻力特性曲线。（图3-7井巷阻力特性曲线）平面坐标系中为一条二次抛物线，曲线越陡、曲率越大，井巷风阻越大，通风越困难。反之，曲线越缓，通风越容易。二

8、、矿井总风阻对于一个确定的矿井通风网路，其总风阻值就叫做矿井总风阻。R矿——矿井总风阻，Kg/m7或表示矿井通风的难易程度，是评价矿井通风系统经济性的一个重要指标，也是衡量一个矿井通风安全管理水平的重要尺度。h矿——矿井总阻力，PaQ矿——矿井总风量，m3/s。三、矿井等积孔为了更形象、更具体、更直观地衡量矿井通风难易程度，矿井通风学上用一个假想的、并与矿井风阻值相当的孔的面积作为评价矿井通风难易程度，这个假想孔的面积就叫做矿井等积孔。或公