第五章矿井自然通风ppt课件.ppt

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1、4.5矿井总风阻与矿井等积孔例题：某矿井为中央式通风系统，测得矿井通风总阻力hm=2800Pa，矿井总风量Q=70m3/s，求矿井总风阻Rm和等积孔A，评价其通风难易程度。解：可见，该矿通风难易程度属中等。E155082605第五章矿井自然通风5.1自然通风的概念及其表达5.2矿井自然通风压计算5.3矿井自然压差的测定5.4自然风压的影响因素和控制与利用5.1自然风压的概念及其表达自然风压是矿井中客观存在的一种自然现象，其作用有时对矿井通风有利，有时却相反。现在人们一般认为，风流流动所发生的热交换等因素使矿井

2、进、出风侧（或进、出风井筒）产生温度差而导致其平均空气密度不等，使两侧空气柱底部压力不等，其压差就是自然风压。因此提出了：有高差的回路是产生自然风压的必要条件；有高差井巷的空气平均密度不等是产生自然风压的充分条件。5.1自然风压的概念及其表达5.1.1自然风压的基本分类根据矿井的实际情况，由井上、井下自然因素和生产活动的热力效应所产生的自然能量差可概括为三种形式：自然热位差、水平热压差（或称水平气压差）及大气自然风。5.1自然风压的概念及其表达5.1.1自然风压的基本分类1.自然热位差图5-1矿井通风自然热位

3、差示意图如图5-1所示，由地面气温、井下热力因素、含湿量、气体成分等变化所引起的进、回风井筒内空气平均密度不等，密度大的井筒内空气柱压力大于密度小的井筒内空气柱压力。这两井筒中的空气柱压差称做自然热位差。Pn=gz(ρm1–ρm2)5.1自然风压的概念及其表达5.1.1自然风压的基本分类2．水平热压差图5-2水平自然风示意图图5-21中a是表示冬季洞内温度比地面温度高，巷道内空气逐渐被加温，热气上升从巷道顶部流出，而地面冷空气从巷道下部进入；图5-2中b是表示夏季洞内温度比地面温度低，巷道内空气逐渐降温，冷气

4、下降由巷道底部流出，而地面热空气从巷道顶部进入。这是借助自然因素通风的最简单形式。在矿井水平井巷中也能因温度等自然因素变化导致风流密度上的差异，从而造成同一标高水平上的压力不同。井巷中同一水平上主要因温差而形成的压力差称为水平热压差。这种水平热压差也能促使空气沿井巷流动，形成自然风。一般情况下这种自然风速很小，往往不被注意，但在某些条件下，仍能明显的显现出来。在地表，由于多种因素造成空气温度、湿度、成分等的差异，同一标高水平上的大气压力也有差别。这种同一标高水平上的气压差，气象上称为气压梯度。由气压梯度所产生

5、的压力称为气压梯度力（N/kg），即5.1自然风压的概念及其表达5.1.1自然风压的基本分类3．大气自然风压地面吹向平峒口的大气风，其动压可转变成静压，形成矿井自然风，影响矿井通风量的大小。该动压Pv的计算方法为：综上所述，以上三种形式的能量差都应属于自然风压的范畴。所以，自然风压是由井内外自然因素所造成促进所有井巷风流流动的能量，而单位体积风流所具有的这种能量称做自然风压。δ——系数。由风向、山坡表面形状倾斜度、洞口形状和尺寸等决定；ρ——大气自然风流密度，kg/m3；va——大气风速，m/s。大气自然风对

6、抽出式通风矿井的进风平峒和压入式通风矿井出风平峒的风量影响较显著，能使前者风速明显增加，后者风流停滞甚至反向。5.1自然风压的概念及其表达5.1.2自然风压的实质图5-3燃烧试验巷道示意图随着燃烧平巷4断面上燃烧温度的升高，使回风侧7、8点断面温度也相应增高，风流密度降低；与燃烧段并联平巷中的2点断面与7、8点断面之间的水平热压差也相应增大，而导致2点断面风量增加。4点断面燃烧时，空气受热上升，使其断面上部产生空气积聚和膨胀作用，导致该断面上部与风流上、下风侧断面上部之间均产生了热压差，促使4点断面上部风流倒

7、向，即所谓“逆流现象”。综上所述，自然风压是井上、井下热力效应等自然因素在矿井中形成的热压差，它存在于包括平巷在内的所有井巷中。5.2矿井自然风压计算5.2.1矿井自然风压计算方法对矿井自然风压的影响因素主要有气候变化及矿井开采时期。气候影响最大的是夏、冬两季，开采影响最大的是矿井生产通风最易和最难时期。气候和开采对矿井通风负压影响的极值通常有以下几种：H易+He1，H易-He2；H难+He3，H难-He4式中，H易、H难—矿井通风最易、最难（不计自然风压）时的通风计算负压，Pa；He1、He2—矿井通风最易

8、时冬、夏季自然风压的极值，Pa；He3、He4——矿井通风最难时冬、夏季自然风压的极值，Pa。5.2矿井自然风压计算5.2.1矿井自然风压计算方法矿井主扇风机选型参数主要有矿井通风风量、负压。风量一定时，负压主要考虑最大负压、最小负压。此时负压关系为：H难-He4