教授讲座：通风系统技术测定与系统优化

1、1电话：电话箱：邮箱：QWS矿井通风技术测定及系统优化矿井通风技术测定及系统优化21.1.矿井通风基础理论矿井通风基础理论2.2.矿井通风阻力测定矿井通风阻力测定3.3.主要通风机性能测定主要通风机性能测定4.4.通风系统优化通风系统优化矿井通风技术测定及系统优化矿井通风技术测定及系统优化3一、矿井通风基础理论一、矿井通风基础理论（一）空气的主要物理参数（一）空气的主要物理参数1. 温度温度 t摄氏温度数，摄氏温度数， ；T华氏温度数，华氏温度数，K2 .空气压力空气压力 1Pa=1N/m2，1 mmH2O=9.81 Pa，1毫巴（毫巴（mb）=100 Pa 1atm

2、 =760mmHg=10332.3mmH2O=101325Pa=1013.25 mb 1atm（标准大气压标准大气压） =1.033at（工程大气压）（工程大气压） 1MPa=103 kPa=106 Pa 00exp()gZPPR T00exp()gZPPR T00exp()gZPPR T. Tt273 154（一）空气的主要物理参数（一）空气的主要物理参数3.空气密度空气密度 kg/m3 P空气的绝对压力，空气的绝对压力，Pa； t空气的干球温度，空气的干球温度，； Ps 在温度为在温度为t时饱和水蒸气的分压力，时饱和水蒸气的分压力，Pa； 空气的相对湿度，空气的相对湿度， =01。可见，相

3、对湿度越大，。可见，相对湿度越大，湿空气的密度越小。湿空气的密度越小。 工程实践中可以有：工程实践中可以有：0.3780.0034841273.15SPPtP00exp()gZPPR T00exp()gZPPR T0.003458PT5（一）空气的主要物理参数（一）空气的主要物理参数3.空气密度空气密度 在物理学中，把压力为在物理学中，把压力为1标准大气压标准大气压（1atm）、温）、温度为度为0、相对湿度为、相对湿度为0的状态称为标准状态，这时空的状态称为标准状态，这时空气的密度是气的密度是1.293 kg/m3。而在矿井通风学中，把压力。而在矿井通风学中，把压力为为1标准大气压标准大气压（

4、1atm）、温度为）、温度为20、相对湿度为、相对湿度为60%的状态称为标准状态，这时空气的密度是的状态称为标准状态，这时空气的密度是1.2kg/m3，矿井通风工程中，所有参数都要换算成这，矿井通风工程中，所有参数都要换算成这一标准状态下进行计算。一标准状态下进行计算。00exp()gZPPR T00exp()gZPPR T6（二）风流的能量与压力（二）风流的能量与压力1. 静压能静压能静压静压 空气分子作无规则的热运动时所具有的分子动能中一部分转空气分子作无规则的热运动时所具有的分子动能中一部分转化为能够对外做功的机械能化为能够对外做功的机械能叫静压能叫静压能，用，用EP表示（表示（J/ m

5、3）。）。空气分子撞击到器壁上，就会有力的效应，这种单位面积上的空气分子撞击到器壁上，就会有力的效应，这种单位面积上的力的效应称为静压力，简称静压，以力的效应称为静压力，简称静压，以P表示，单位为表示，单位为N/m2，即，即Pa。在矿井通风学中，压力的概念与物理学中的压强相同，。在矿井通风学中，压力的概念与物理学中的压强相同，即单位面积上受到的垂直作用力，静压力即为单位体积空气的即单位面积上受到的垂直作用力，静压力即为单位体积空气的静压能。静压能。静压的特点：静压的特点： 无论静止的空气还是流动的空气都具有静压力；无论静止的空气还是流动的空气都具有静压力； 风流中任一点的静压各向同值，且垂直于

6、作用面；风流中任一点的静压各向同值，且垂直于作用面； 风流静压的大小（可以用仪表测量）反映了单位体积风流所具风流静压的大小（可以用仪表测量）反映了单位体积风流所具有的能够对外作功的静压能的多少。如说风流的压力为有的能够对外作功的静压能的多少。如说风流的压力为101332Pa，则指风流，则指风流1m3风流具有风流具有101332J的静压能。的静压能。00exp()gZPPR T00exp()gZPPR T7（二）风流的能量与压力（二）风流的能量与压力2. 重力位能重力位能 物体在地球重力场中因地球引力的作用，由于位置不同而具有物体在地球重力场中因地球引力的作用，由于位置不同而具有的一种能量称为重

7、力位能，用的一种能量称为重力位能，用EPO表示。重力位能是一个相对概表示。重力位能是一个相对概念，其计算应有一个参照基准。念，其计算应有一个参照基准。所以没有所以没有“位压位压”这一概念。这一概念。位能的特点：位能的特点： 位能是相对某一基准面而具有的能量，它随所选基准面的变化而位能是相对某一基准面而具有的能量，它随所选基准面的变化而变化。但位能差为定值。变化。但位能差为定值。 位能是一种潜在的能量，它在本处对外无力的效应，即不呈现压位能是一种潜在的能量，它在本处对外无力的效应，即不呈现压力，故不能象静压那样用仪表进行直接测量。力，故不能象静压那样用仪表进行直接测量。 位能和静压能可以相互转化

8、，在进行能量转化时遵循能量守恒定位能和静压能可以相互转化，在进行能量转化时遵循能量守恒定律。律。00exp()gZPPR T00exp()gZPPR T1 212poEgdZ8（二）风流的能量与压力（二）风流的能量与压力3. 动能动能动压动压 单位体积流体作宏观运动（即定向流动）时所具有的那部分能量单位体积流体作宏观运动（即定向流动）时所具有的那部分能量称为动能，用称为动能，用Ev表示，单位为表示，单位为J/ m3，其动能转化所显现的压力，其动能转化所显现的压力称为动压或速压。称为动压或速压。通常情况下，以某断面平均速压来研究井巷空气流动规律。通常情况下，以某断面平均速压来研究井巷空气流动规律

9、。动压的特点：动压的特点： 只有作定向流动的空气才具有动压，因此动压具有方向性。只有作定向流动的空气才具有动压，因此动压具有方向性。 动压总是大于零。垂直流动方向的作用面所承受的动压最大（即动压总是大于零。垂直流动方向的作用面所承受的动压最大（即流动方向上的动压真值）；当作用面与流动方向有夹角时，其感流动方向上的动压真值）；当作用面与流动方向有夹角时，其感受到的动压值将小于动压真值。受到的动压值将小于动压真值。 在同一流动断面上，由于风速分布的不均匀性，各点的风速不相在同一流动断面上，由于风速分布的不均匀性，各点的风速不相等，所以其动压值不等。等，所以其动压值不等。 某断面动压即为该断面平均风

10、速计算值。某断面动压即为该断面平均风速计算值。00exp()gZPPR T00exp()gZPPR T212h9（三）风流点压力及其相互关系（三）风流点压力及其相互关系 1.概念概念 风流点压力是指某测点单位体积空气所具有的总能风流点压力是指某测点单位体积空气所具有的总能量，即压力。它包括量，即压力。它包括静压能静压能、动压能动压能、位能位能，其中风流，其中风流的静压和动压之和称为的静压和动压之和称为全压全压。相对于绝对真空的压力称。相对于绝对真空的压力称为为绝对压力绝对压力，相对于当时当地大气压力的压力称为，相对于当时当地大气压力的压力称为相对相对压力压力。 Pt=Ps+hvht=Pt-P0

11、hs=Ps-P000exp()gZPPR T00exp()gZPPR T10（三）风流点压力及其相互关系（三）风流点压力及其相互关系 2.关系关系在抽出段：在抽出段： hs=Ps-P0= P0-Ps ht=Pt-P0=Ps+ hv -P0 = P0-Pt=P0-（Ps+ hv）= hs- hv 在压入段：在压入段： hs=Ps-P0= Ps-P0 ht=Pt-P0= Ps+ hv -P0 = Pt-P0=Ps+ hv-P0= hs+ hv00exp()gZPPR T00exp()gZPPR T11（三）风流点压力及其相互关系（三）风流点压力及其相互关系 00exp()gZPPR T00exp(

12、)gZPPR T真空(0)P0sahhtahvasaPPtavbhsbhhtbsbPtbP风机AB+-htahsahvavbh-+htbhsb真空(0)P0sahhtahvasaPPtavbhsbhhtbsbPtbP12（四）矿井通风能量方程（四）矿井通风能量方程 22121 12 2121122RmthPPgZZH12212112221122tPPgdZH 00exp()gZPPR T00exp()gZPPR T2121=mgdZZZg一 般 取 ：（）13（四）矿井通风能量方程（四）矿井通风能量方程 00exp()gZPPR T00exp()gZPPR T3关于能量方程使用的几点说明关于能

13、量方程使用的几点说明意义：表示意义：表示1m3空气由空气由1断面流向断面流向2断面的过程中所消耗断面的过程中所消耗的能量（通风阻力），等于流经的能量（通风阻力），等于流经1、2断面间空气总机械能断面间空气总机械能（静压能、动压能和位能）的变化量。（静压能、动压能和位能）的变化量。风流流动必须是稳定流，即断面上的参数不随时间的变风流流动必须是稳定流，即断面上的参数不随时间的变化而变化；所研究的始、末断面要选在缓变流场上。化而变化；所研究的始、末断面要选在缓变流场上。风流总是从总能量（机械能）大的地方流向总能量小的风流总是从总能量（机械能）大的地方流向总能量小的地方。在判断风流方向时，应用始末两断

14、面上的总能量来地方。在判断风流方向时，应用始末两断面上的总能量来进行，而不能只看其中的某一项。如不知风流方向，列能进行，而不能只看其中的某一项。如不知风流方向，列能量方程时，应先假设风流方向，如果计算出的能量损失量方程时，应先假设风流方向，如果计算出的能量损失（通风阻力）为正，说明假设的风流方向正确；如果为负，（通风阻力）为正，说明假设的风流方向正确；如果为负，则风流方与假设的相反。则风流方与假设的相反。14（四）矿井通风能量方程（四）矿井通风能量方程 00exp()gZPPR T00exp()gZPPR T3关于能量方程使用的几点说明关于能量方程使用的几点说明正确选择求位能时的基准面。正确选

15、择求位能时的基准面。 gm（Z1-Z2）是）是1、2断面的位能差。断面的位能差。当当1、2 断面的标高差较大的情况下，该项数值在方程中往往占有断面的标高差较大的情况下，该项数值在方程中往往占有很大的比重，必须准确测算。其中，关键是平均密度很大的比重，必须准确测算。其中，关键是平均密度 m的计算及基的计算及基准面的选取。准面的选取。 m的测算原则是：取测段之间的最低标高作为基准面，的测算原则是：取测段之间的最低标高作为基准面，将将12测段分为若干段，计算各测定断面的空气密度（测定测段分为若干段，计算各测定断面的空气密度（测定 P、t 、），求其几何平均值。），求其几何平均值。在始、末断面间有压源

16、时，若压源的作用方向与风流的方向一致，在始、末断面间有压源时，若压源的作用方向与风流的方向一致，则压源为正，说明压源对风流做功；如果两者方向相反，则压源为则压源为正，说明压源对风流做功；如果两者方向相反，则压源为负，压源成为通风阻力。负，压源成为通风阻力。应用能量方程时要注意各项单位的一致性，必须使用国际单位。应用能量方程时要注意各项单位的一致性，必须使用国际单位。 15（五）井巷通风阻力（五）井巷通风阻力 222233=88fLULULUhQQ RQSSS 00exp()gZPPR T00exp()gZPPR T03,1.2LURS， 称为风阻1摩擦阻力摩擦阻力 风流在井巷中做沿程流动时，由

17、于流体层间的摩擦和流风流在井巷中做沿程流动时，由于流体层间的摩擦和流体与井巷壁间的摩擦所形成的阻力称为摩擦阻力。体与井巷壁间的摩擦所形成的阻力称为摩擦阻力。 称为井巷的摩擦阻力系数，与井巷的相对糙度和空气密度有关，称为井巷的摩擦阻力系数，与井巷的相对糙度和空气密度有关，单位为单位为 Ns2/m4=kg/m3;习惯上，在矿井通风工程中，将大气压力习惯上，在矿井通风工程中，将大气压力为为0.1013MPa，温度为，温度为t=20，相对湿度为，相对湿度为 60%的状态称为标准的状态称为标准状态，在标准状态下空气密度为状态，在标准状态下空气密度为1.2kg/m3 ,此时井巷的摩擦阻力系此时井巷的摩擦阻

18、力系数称为标准值，记为数称为标准值，记为0,当井巷中空气密度为当井巷中空气密度为 时：时：16（五）井巷通风阻力（五）井巷通风阻力 22=2llhRQ00exp()gZPPR T00exp()gZPPR T2局部阻力局部阻力 风流在运动过程中，由于井巷断面、方向变化以及分岔风流在运动过程中，由于井巷断面、方向变化以及分岔或汇合等原因，使均匀流动在局部地区受到影响而遭到破或汇合等原因，使均匀流动在局部地区受到影响而遭到破坏，从而引起风流速度场分布变化并产生涡流，导致风流坏，从而引起风流速度场分布变化并产生涡流，导致风流的能量损失，这种阻力称为局部阻力。的能量损失，这种阻力称为局部阻力。 在实测井

19、巷通风阻力时，一般都将局部阻力包含在摩擦阻力当在实测井巷通风阻力时，一般都将局部阻力包含在摩擦阻力当中，不另行计算，但局部阻力比较明显时，只考虑局部阻力。中，不另行计算，但局部阻力比较明显时，只考虑局部阻力。 17（五）井巷通风阻力（五）井巷通风阻力 00exp()gZPPR T00exp()gZPPR T3矿井总风阻矿井总风阻 井巷通风系统中，风流一般都处于完全紊流状态，摩擦阻力与井巷通风系统中，风流一般都处于完全紊流状态，摩擦阻力与局部阻力均与风量的平方成正比，对于特定井巷，当空气密度不变局部阻力均与风量的平方成正比，对于特定井巷，当空气密度不变时，其风阻时，其风阻R值基本上为定值。在矿井

20、通风系统中，地面大气从进值基本上为定值。在矿井通风系统中，地面大气从进风井进入井下，沿井巷流动，直到风硐由主要通风机排出，沿途要风井进入井下，沿井巷流动，直到风硐由主要通风机排出，沿途要克服各段井巷的通风阻力。从进风井口到主要通风机入口，把顺序克服各段井巷的通风阻力。从进风井口到主要通风机入口，把顺序连接的各段井巷的通风阻力累加起来，就得到矿井通风总阻力连接的各段井巷的通风阻力累加起来，就得到矿井通风总阻力HR。若矿井在该主要通风机负责的这一系统中总风量为若矿井在该主要通风机负责的这一系统中总风量为Q，则本系统的，则本系统的总风阻总风阻R= HR/Q2。 显然，显然，R是反映矿井通风难易程度的

21、一个指标，是反映矿井通风难易程度的一个指标，R值越大，矿井值越大，矿井通风越困难，反之则较容易。对于矿井某一个通风系统，其总风阻通风越困难，反之则较容易。对于矿井某一个通风系统，其总风阻受风网结构、井巷风阻、风量分配等多种因素影响。受风网结构、井巷风阻、风量分配等多种因素影响。 18（五）井巷通风阻力（五）井巷通风阻力 00exp()gZPPR T00exp()gZPPR T4等积孔等积孔 习惯上，常用矿井等积孔来形象地描述矿井通风难易习惯上，常用矿井等积孔来形象地描述矿井通风难易程度。假定在无限空间有一薄壁，在薄壁上开一面积为程度。假定在无限空间有一薄壁，在薄壁上开一面积为A（m2）的孔口，

22、当孔口通过的风量等于矿井风量）的孔口，当孔口通过的风量等于矿井风量Q，而孔，而孔口两侧的风压差等于该矿井通风系统的总阻力口两侧的风压差等于该矿井通风系统的总阻力HR时，则时，则称该矿井通风系统的等积孔为称该矿井通风系统的等积孔为A（ m2 ）。）。A与、与、R、Q存存在下列关系：在下列关系： 显然，显然，A值越大，表明值越大，表明R值越小，矿井通风越容易，反之越难。值越小，矿井通风越容易，反之越难。矿井通风系统等积孔是针对某一风机负责的通风系统而言的，计算矿井通风系统等积孔是针对某一风机负责的通风系统而言的，计算时，是从进风井经井下系统至该风机入口的总通风阻力，风量时，是从进风井经井下系统至该

23、风机入口的总通风阻力，风量Q应应是该风机所负责通风的井下总回风量（不应该包含风机房附近的地是该风机所负责通风的井下总回风量（不应该包含风机房附近的地面漏风量）。面漏风量）。 1.191.19RQAHR19（六）矿井通风动力（六）矿井通风动力 00exp()gZPPR T00exp()gZPPR T1概念概念 克服矿井通风阻力的能量或压力，称为通风动力。通风克服矿井通风阻力的能量或压力，称为通风动力。通风机提供的机提供的机械风压机械风压和由于通风回路中各井巷空气密度不同和由于通风回路中各井巷空气密度不同而形成的而形成的自然风压自然风压都是矿井通风动力。都是矿井通风动力。2.关系关系 通风机装置全

24、压是通风机装置对空气作功时消耗于每通风机装置全压是通风机装置对空气作功时消耗于每1空气的能空气的能量。在抽出式矿井中，存在以下关系：量。在抽出式矿井中，存在以下关系：Hft通风机装置的全压，通风机装置的全压，Pa；Hfs通风机装置的静压，通风机装置的静压，Pa；hv通风机扩散器出口速压，通风机扩散器出口速压，Pa；HN矿井通风系统的自然风压矿井通风系统的自然风压;Nft、Nfs 通风机装置全压功率通风机装置全压功率 和静压功率和静压功率331010ftNRftfsfsNRftftffsfsfHHHhHHhHHHNH QNH Q20（六）矿井通风动力（六）矿井通风动力 00exp()gZPPR

25、T00exp()gZPPR T3风机房水柱计的含义风机房水柱计的含义 在抽出式矿井中，通常在风机入风口断面在抽出式矿井中，通常在风机入风口断面2布置测压管，布置测压管，通过通过U型水柱计测量该断面风流的绝对静压与风硐外大气型水柱计测量该断面风流的绝对静压与风硐外大气压压P0的差值，水柱计读数的差值，水柱计读数hs2即是该断面风流的相对静压，即是该断面风流的相对静压，设断面设断面2的平均风速为的平均风速为v，则，则:hv2水柱计承压口断面的平均动压，水柱计承压口断面的平均动压，Pa；Hfs通风机装置的静压，通风机装置的静压，Pa；HR矿井通风系统的总阻力矿井通风系统的总阻力，Pa；HN矿井通风系

26、统的自然风压矿井通风系统的自然风压;由于矿井自然风压、风机入风口断面风流的平均动压的数值一般都由于矿井自然风压、风机入风口断面风流的平均动压的数值一般都比较小，有时可认为风机房水柱计读数近似等于矿井通风阻力。比较小，有时可认为风机房水柱计读数近似等于矿井通风阻力。22222222 222 21212+hfsssRfsNSNhHhhhHHHhH21（六）矿井通风动力（六）矿井通风动力 00exp()gZPPR T00exp()gZPPR T3风机房水柱计的含义风机房水柱计的含义 通过风柱房水柱计读数可监视矿井通风的基本情况，当突然缩小通过风柱房水柱计读数可监视矿井通风的基本情况，当突然缩小时，表

27、明井下主要风门已打开，出现了风流短路，如果突然减小接时，表明井下主要风门已打开，出现了风流短路，如果突然减小接近近0，表明风机房附近地面风门被打开（防爆门或检查门）。若突，表明风机房附近地面风门被打开（防爆门或检查门）。若突然增大，说明井下主要巷道出现了冒顶或风硐内闸门已掉下，另外，然增大，说明井下主要巷道出现了冒顶或风硐内闸门已掉下，另外，井下发生瓦斯爆炸或明火火灾时，风机房水柱计读数也会发生较大井下发生瓦斯爆炸或明火火灾时，风机房水柱计读数也会发生较大幅度的变化，因此，幅度的变化，因此，主要通风机房必须安设水柱计主要通风机房必须安设水柱计，作为通风管理，作为通风管理的重要参考依据。的重要参

28、考依据。 在抽出式通风的矿井中，为减少风机出口的动能损失，必须安装在抽出式通风的矿井中，为减少风机出口的动能损失，必须安装扩散器。通常将外接扩散器看作通风机装置的组成部分，总称为通扩散器。通常将外接扩散器看作通风机装置的组成部分，总称为通风机装置，通风机装置的全压为扩散器出口与风机入口两断面间风风机装置，通风机装置的全压为扩散器出口与风机入口两断面间风流的全压之差。流的全压之差。22（六）矿井通风动力（六）矿井通风动力 00exp()gZPPR T00exp()gZPPR T4关于自然风压的计算关于自然风压的计算 （在（在5号点装风机）号点装风机） 1 51 22 33 44 51234221

29、51 15 5234501234220551 15 512345255 5255 5hhhhh11()2211()221212RrrrrrsfsNfssNHPPgdZgdZgdZgdZPgdZPgdZgdZgdZgdZhgdZHHHhHg 0134124503052523dZgdZgdZgdZgdZgdZgdZgdZgdZ102345dZdZZ冬 季夏 季1223（七）通风网路中风量分配（七）通风网路中风量分配 1212n12n=h +h +h=R +R +RnQQQQhRLLL串串串12n12n2212=Q +Q +Q=h =h =h1=1110nfNQhhRQRRRhHhLLL并并并并并以

30、上计算公式中，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，并联风网中各分支的阻力不相等、风阻和等积孔的计算公式不成立。这时公式应该为：（+）00exp()gZPPR T00exp()gZPPR T1222112212221122nfQQQR QR QQQQR QR Qhh无自然风压和风机时有自然风压和风机时24（八）通风机特性曲线图（八）通风机特性曲线图 00exp()gZPPR T00exp()gZPPR T25二、通风阻力测定二、通风阻力测定（一）测定原理及方法（一）测定原理及方法 1.气压计法：在同一时间测定气压计法：在同一时间测定1、2两点的所有参数，两点的所有参数， 求求h

31、r1-2。2.压差计法：用压差计结合胶皮管，测定压差计法：用压差计结合胶皮管，测定1、2两断面之两断面之间的势能差，求间的势能差，求hr1-2。00exp()gZPPR T00exp()gZPPR T2211 2121122222121122m12221 21122121=()21=2rhPPgdZPPg ZZh 26（一）测定原理及方法（一）测定原理及方法1.气压计法：在同一时间测定气压计法：在同一时间测定1、2两点的所有参数，两点的所有参数， 求求hr1-2。 （1）同步法：在同一时刻，分别测定）同步法：在同一时刻，分别测定1、2两断面的参数。两断面的参数。（2）基点法：即在井下某固定地点

32、用两台精密气压计在同一时）基点法：即在井下某固定地点用两台精密气压计在同一时刻读取风流的绝对静压，然后将仪器同时打入刻读取风流的绝对静压，然后将仪器同时打入“压差压差”位置，位置，其中一台仪器在基点每隔其中一台仪器在基点每隔5分钟读一次数据，记录基点压力的分钟读一次数据，记录基点压力的变化情况，用另一台仪器测定各测点与基点风流的静压差，同变化情况，用另一台仪器测定各测点与基点风流的静压差，同时准确记录测定时间，以便校正。时准确记录测定时间，以便校正。00exp()gZPPR T00exp()gZPPR T2211 2121 122222121 122m12121=()2rhPPgdZPPg Z

33、Z 27（一）测定原理及方法（一）测定原理及方法（2）基点法：）基点法：1号仪器在基点每隔号仪器在基点每隔5min读一次数据，记录基点压读一次数据，记录基点压力的变化情况，力的变化情况，2号仪器测定各测点与基点风流的静压差。号仪器测定各测点与基点风流的静压差。 实际上，可以将实际上，可以将2号仪器在井下每一点测的数值都换算成两台号仪器在井下每一点测的数值都换算成两台仪器都在基点测定那一时刻的数值：仪器都在基点测定那一时刻的数值： 式中：式中：Pii点的绝对静压；点的绝对静压； P0基点的绝对静压基点的绝对静压 P0,0基点起始压差；基点起始压差； P0,i测定测定i点压差点压差Pi时时基点压差

34、；基点压差；121,22,20,10,1120,10,11,22,21 21b2()b()ababababPPPPPPPPPPPP 2、两测点的绝对压力差，mmH O号仪器在a、 时刻基点的读数式中：-、。号仪器在a、 时刻分别在1、2两点、的读数。00exp()gZPPR T00exp()gZPPR T00,00,()iiiPPPPP 28（一）测定原理及方法（一）测定原理及方法2.压差计法压差计法 优点：压差计读数准确反映了两风流断面优点：压差计读数准确反映了两风流断面1、2处风流在同处风流在同一时刻的势能差，解决了用气压计法测定时难以解决的同时性一时刻的势能差，解决了用气压计法测定时难以

35、解决的同时性问题；其次，无需直接进行井巷标高的测量，只要保证胶皮管问题；其次，无需直接进行井巷标高的测量，只要保证胶皮管承压孔承受被测风流断面空气的静压，皮托管在该断面的具体承压孔承受被测风流断面空气的静压，皮托管在该断面的具体位置对测定结果无太大影响。速压差通常较小，空气密度的测位置对测定结果无太大影响。速压差通常较小，空气密度的测定精度对井巷通风阻力的测定精度影响也较小，故对用以求算定精度对井巷通风阻力的测定精度影响也较小，故对用以求算空气密度的绝对空气压力的精度要求也不是特别严格。空气密度的绝对空气压力的精度要求也不是特别严格。00exp()gZPPR T00exp()gZPPR T22

36、11 2121 1222221 21 122121=2rhPPgdZh 29（二）测定注意事项（二）测定注意事项1.压差计法压差计法 （1）必须保证胶皮管承压孔承受被测风流断面空气的绝对静）必须保证胶皮管承压孔承受被测风流断面空气的绝对静压。为此，需在被测断面处将胶皮管与皮托管的静压管相连接，压。为此，需在被测断面处将胶皮管与皮托管的静压管相连接，持皮托管的人应将皮托管伸向井巷中部，避免皮托管处于局部持皮托管的人应将皮托管伸向井巷中部，避免皮托管处于局部涡流区，保证皮托管的静压孔处于稳定的压力区域。涡流区，保证皮托管的静压孔处于稳定的压力区域。 （2）必须保证胶皮管连接严密不漏气，并保证管路畅

37、通。为）必须保证胶皮管连接严密不漏气，并保证管路畅通。为此，测定前必须对所有胶皮管进行气密性检查，发现问题及时此，测定前必须对所有胶皮管进行气密性检查，发现问题及时处理。用于连接各段胶皮管之间的连接管接头必须严密，连接处理。用于连接各段胶皮管之间的连接管接头必须严密，连接后必须用胶布密封好，防止漏气，防止脱落。必须经常检查胶后必须用胶布密封好，防止漏气，防止脱落。必须经常检查胶皮管的通气性能，发现管路中有积水时必须处理干净，测定过皮管的通气性能，发现管路中有积水时必须处理干净，测定过程中要避免管路堵塞，胶管不能拐死弯，不能过度拉伸或压扁。程中要避免管路堵塞，胶管不能拐死弯，不能过度拉伸或压扁。

38、00exp()gZPPR T00exp()gZPPR T30（二）测定注意事项（二）测定注意事项 （3）在与压差计联接前，应用打气筒对胶皮管打气，其目的）在与压差计联接前，应用打气筒对胶皮管打气，其目的一是为了保证胶皮管中空气状态参数基本与被测井巷中空气状一是为了保证胶皮管中空气状态参数基本与被测井巷中空气状态参数一致，二是为了避免胶管中存在积水或堵塞，打气时气态参数一致，二是为了避免胶管中存在积水或堵塞，打气时气压不宜过大，防止胶管脱落，打气后需等一段时间，保证管内压不宜过大，防止胶管脱落，打气后需等一段时间，保证管内外空气达到热平衡。外空气达到热平衡。 （4）保证压差计能正常工作，压差计放

39、置一定要水平。每次）保证压差计能正常工作，压差计放置一定要水平。每次测定前都要进行仪器的气敏性检查，若发现有气路不通、存在测定前都要进行仪器的气敏性检查，若发现有气路不通、存在气泡或存在漏气现象时，必须立即处理，保证其正常工作气泡或存在漏气现象时，必须立即处理，保证其正常工作。 （5）测定大气压力的气压计必须能正常工作，干湿球温度计）测定大气压力的气压计必须能正常工作，干湿球温度计必须按要求操作，保证不受人体温度等热源的影响。测风速用必须按要求操作，保证不受人体温度等热源的影响。测风速用的风表必须经过校正，测风员必须按测风的操作规程操作，每的风表必须经过校正，测风员必须按测风的操作规程操作，每

40、个断面必须连续测定三次，三次测定值误差应不超过个断面必须连续测定三次，三次测定值误差应不超过5%。井。井巷断面各参数测定准确。巷断面各参数测定准确。 00exp()gZPPR T00exp()gZPPR T31（二）测定注意事项（二）测定注意事项 （6）断面一般应选择在风流稳定的区域，人员离被测断面必）断面一般应选择在风流稳定的区域，人员离被测断面必须有足够的距离，以免影响压差的测定和风速的测定。测风断须有足够的距离，以免影响压差的测定和风速的测定。测风断面与测压差时皮托管所在断面必须一一对应，风速测定尽量在面与测压差时皮托管所在断面必须一一对应，风速测定尽量在较短的时间内完成，以免测风与测压

41、差的时间不对应。测定过较短的时间内完成，以免测风与测压差的时间不对应。测定过程中与被测井巷相关的井巷通风设施必须保持一定的稳定性，程中与被测井巷相关的井巷通风设施必须保持一定的稳定性，如遇特殊情况，必须作好详细的记录。如遇特殊情况，必须作好详细的记录。 （7）测点附近存在分岔时，应对各分支的风量进行测定。虽）测点附近存在分岔时，应对各分支的风量进行测定。虽有关资料标明，风量有关资料标明，风量=风速风速 （实测断面积（实测断面积-0.4）进行计算，但）进行计算，但实际上，由于测压时皮托管所在断面无人的干扰，故计算时，实际上，由于测压时皮托管所在断面无人的干扰，故计算时，风速应按实测风量除以实测断

42、面积进行计算。风速应按实测风量除以实测断面积进行计算。 （8）参加人员事先需进行系统的培训。测定过程中应听从统）参加人员事先需进行系统的培训。测定过程中应听从统一的指挥，发现问题及时汇报。一的指挥，发现问题及时汇报。 （9）每天下井时，都同时测定副井井口、井底的绝对大气压）每天下井时，都同时测定副井井口、井底的绝对大气压力和干湿球温度，并对主要通风机房的水柱计读数作好记录。力和干湿球温度，并对主要通风机房的水柱计读数作好记录。00exp()gZPPR T00exp()gZPPR T32（二）测定注意事项（二）测定注意事项2.气压计法气压计法 P1/P2的测定地点必须同的测定地点必须同Z1/Z2

43、的测定地点严格而准确的测定地点严格而准确地对应。为保证在同一时刻测定始末两点的风流的绝地对应。为保证在同一时刻测定始末两点的风流的绝对静压，采用基点法对各测点进行校正，即在井下某对静压，采用基点法对各测点进行校正，即在井下某固定地点用两台精密气压计在同一时刻读取风流的绝固定地点用两台精密气压计在同一时刻读取风流的绝对静压，然后将仪器同时打入对静压，然后将仪器同时打入“压差压差”位置，其中一位置，其中一台仪器在基点每隔台仪器在基点每隔5min读一次数据，记录基点压力的读一次数据，记录基点压力的变化情况，用另一台仪器测定各测点与基点风流的静变化情况，用另一台仪器测定各测点与基点风流的静压差，同时准

44、确记录测定时间，以便校正。压差，同时准确记录测定时间，以便校正。 其它注意事项参考压差计法。其它注意事项参考压差计法。数据处理程序详见相关软件数据处理程序详见相关软件00exp()gZPPR T00exp()gZPPR T33（三）测定报告编制（三）测定报告编制第一部分第一部分 矿井通风阻力测定矿井通风阻力测定一、测定方案一、测定方案1.测定方法的选取测定方法的选取2.压差计法的测定原理及注意事项压差计法的测定原理及注意事项3.气压法测定注意事项气压法测定注意事项4. 通风阻力测定线路通风阻力测定线路二、有关参数测定的原始记录和数据处理二、有关参数测定的原始记录和数据处理1.各测点参数汇总各测

45、点参数汇总2.各测段参数汇总表各测段参数汇总表3.有关数据处理方法的说明有关数据处理方法的说明4.各典型井巷的百米风阻各典型井巷的百米风阻R100值和摩擦阻力系数值和摩擦阻力系数值值5.通风阻力测定结果分析通风阻力测定结果分析三、矿井通风系统分析三、矿井通风系统分析 00exp()gZPPR T00exp()gZPPR T34三、主要通风机性能测定三、主要通风机性能测定（一）测定方法：分（一）测定方法：分停产法停产法和和地面短路法地面短路法 新型轴流式风机采用变叶片角度反风或者反转反风，风硐新型轴流式风机采用变叶片角度反风或者反转反风，风硐附近无地面短路进风口，无法采用不停产法进行风机性能测试

46、附近无地面短路进风口，无法采用不停产法进行风机性能测试的条件。故必须专门停产进行风机性能测定。的条件。故必须专门停产进行风机性能测定。 为确保安全生产，提前做好安全准备工作，最好井下全部为确保安全生产，提前做好安全准备工作，最好井下全部停产，严禁人员入井。对于采取区域式通风系统的，若个系统停产，严禁人员入井。对于采取区域式通风系统的，若个系统相互影响较小，可以对被测定风机所负担的井下通风进行区域相互影响较小，可以对被测定风机所负担的井下通风进行区域性停电，并派瓦斯检查员在井下相关区域设置安全岗哨，严防性停电，并派瓦斯检查员在井下相关区域设置安全岗哨，严防人员进入受管制的区域。对于其它仍保持正常

47、生产的区域，为人员进入受管制的区域。对于其它仍保持正常生产的区域，为确保安全，由瓦检员负责检查进风大巷的瓦斯浓度，一旦瓦斯确保安全，由瓦检员负责检查进风大巷的瓦斯浓度，一旦瓦斯超限，立即切断各生产作业区的一切动力电源。对停电区域提超限，立即切断各生产作业区的一切动力电源。对停电区域提前编制排放瓦斯的安全措施。风机性能测定完成后，立即安排前编制排放瓦斯的安全措施。风机性能测定完成后，立即安排人员下井排放瓦斯，并按有关安全措施的要求作业，严防瓦斯人员下井排放瓦斯，并按有关安全措施的要求作业，严防瓦斯事故。事故。00exp()gZPPR T00exp()gZPPR T35三、主要通风机性能测定三、主

48、要通风机性能测定（一）测定方法：分（一）测定方法：分停产法停产法和和地面短路法地面短路法 对于离心式风机，或者在过去老式风机的基础上更换的新对于离心式风机，或者在过去老式风机的基础上更换的新式轴流式风机，由于采用专用反风道反风，地面有反风进风口，式轴流式风机，由于采用专用反风道反风，地面有反风进风口，可实现地面短路进风法对备用风机进行性能测定。测定斯间，可实现地面短路进风法对备用风机进行性能测定。测定斯间，基本上不影响井下正常通风，但必须注意风机房电网的安全问基本上不影响井下正常通风，但必须注意风机房电网的安全问题，一旦因过负荷或其它原因使井下停风，必须及时通知调度题，一旦因过负荷或其它原因使

49、井下停风，必须及时通知调度室，采取紧急措施，切断受影响区域的动力电源，迅速停止生室，采取紧急措施，切断受影响区域的动力电源，迅速停止生产，若预计停风时间较长，必须作好撤出人员的准备。产，若预计停风时间较长，必须作好撤出人员的准备。 00exp()gZPPR T00exp()gZPPR TBABABABA扩散器风机叶片闸门井筒A-A剖面B-B剖面36（二）工况调节（二）工况调节（以轴流式停产法为例）（以轴流式停产法为例） 测定测定1#风机时，先将两台风机都停止运转，将两台风机的风机时，先将两台风机都停止运转，将两台风机的1#、2#闸门全部打开，使闸门全部打开，使1#风机在风量尽可能大的状态下启动

50、。此风机在风量尽可能大的状态下启动。此1#风机的进风通道有二，一是从风机的进风通道有二，一是从2#风机的扩散器经风机的扩散器经2#风机及其风机及其风硐，再经风硐，再经1#风机的风硐至风机的风硐至1#风机；二是从井下经公共风硐，风机；二是从井下经公共风硐，再经再经1#风机的风硐到风机的风硐到1#风机。风机启动后，立即测定在该工况风机。风机启动后，立即测定在该工况下的各个参数，然后进行工况调节，每一个工况下都同时读取下的各个参数，然后进行工况调节，每一个工况下都同时读取各参数。工况调节的顺序是，首先逐步关闭各参数。工况调节的顺序是，首先逐步关闭2#风机的闸门，使风机的闸门，使1#风机的风量由大逐渐

51、变小，待风机的风量由大逐渐变小，待2#风机的闸门全部关闭后，风机的闸门全部关闭后，1#风机在井下负荷状态下工作，然后逐步关闭风机在井下负荷状态下工作，然后逐步关闭1#风机的闸门，直风机的闸门，直到出现喘振时立即停止到出现喘振时立即停止1#风机的运转，完成风机的运转，完成1#风机在某一角度风机在某一角度时的性能测定。然后改变时的性能测定。然后改变1#风机的叶片角度，按上述方法再进风机的叶片角度，按上述方法再进行另一叶片角度下该风机的性能测定。直到完成行另一叶片角度下该风机的性能测定。直到完成1#风机需要测风机需要测定的各个叶片角度下的性能曲线。定的各个叶片角度下的性能曲线。00exp()gZPP

52、R T00exp()gZPPR T37（三）参数测定（三）参数测定 在风机房水柱计承压孔所在的在风机房水柱计承压孔所在的A-A断面（即风机风硐控制闸门断面（即风机风硐控制闸门旁）四周分别打一小孔，用钢管联接，并联后引出一胶管，使旁）四周分别打一小孔，用钢管联接，并联后引出一胶管，使胶管内承受胶管内承受A-A断面的平均静压。在风机入口集流罩处断面的平均静压。在风机入口集流罩处B-B断断面安装四根支撑杆，每根支撑杆上按等面积环原理安装两根皮面安装四根支撑杆，每根支撑杆上按等面积环原理安装两根皮托管，将该断面安设的托管，将该断面安设的8根皮托管的全压管用胶皮管集中联接根皮托管的全压管用胶皮管集中联接

53、到一个多孔接头中，由该多孔接头引出一根胶管，则该胶管承到一个多孔接头中，由该多孔接头引出一根胶管，则该胶管承受的是受的是B-B断面的平均全压。将断面的平均全压。将B-B断面的断面的8根皮托管的静压管根皮托管的静压管用胶皮管集中联接到另一个多孔接头中，由该多孔接头引出另用胶皮管集中联接到另一个多孔接头中，由该多孔接头引出另一根胶管，则该胶管承受的是一根胶管，则该胶管承受的是B-B断面的平均静压。断面的平均静压。 用一只用一只U型水柱计测定型水柱计测定A-A断面的平均相对静压，用另一只断面的平均相对静压，用另一只U型水柱计测定型水柱计测定B-B断面的平均相对静压，用一台单管倾斜压差断面的平均相对静

54、压，用一台单管倾斜压差计测定计测定A-B断面和断面和B-B断面的静压差，用另一台单管倾斜压差断面的静压差，用另一台单管倾斜压差计测定计测定B-B断面的平均速压。测定各工况下大气压力断面的平均速压。测定各工况下大气压力P0、干湿、干湿球温度及电机的球温度及电机的I、压、压U、功率因数、功率因数、N和和n。00exp()gZPPR T00exp()gZPPR T38（四）有关参数计算（四）有关参数计算1. 空气密度空气密度2 .风机风量风机风量 00exp()gZPPR T00exp()gZPPR TthPs15.273003458. 00222222222s22222221111()222211

55、111()()()()222111()()022k1hBArA BABABsABABBsABABABABsABABsABABsABABhPPgdzhQQhhQSSSShQSShSSQQhSSB 也可以由 断面的动压直接计算：由22f2h1()22BfBBQQSS39（四）有关参数计算（四）有关参数计算3.风机装置静压风机装置静压 4 .风机输出功率风机输出功率5.电机输入功率电机输入功率6.综合静压效率综合静压效率 7.在标准状态下各参数的校正在标准状态下各参数的校正 00exp()gZPPR T00exp()gZPPR TBfsSBHhh310fsffsNQHcos3IUNi%100iffs

56、NNs00001.21.2fffsfsfsfsfsfsQQHHNN40（五）测定报告编制（五）测定报告编制第二部分第二部分 主要通风机性能测定主要通风机性能测定1.工况调节工况调节2.参数测定参数测定3.有关参数测定的原始记录有关参数测定的原始记录4.有关参数计算及说明有关参数计算及说明5.关于风机性能的说明关于风机性能的说明00exp()gZPPR T00exp()gZPPR T41四、通风系统优化四、通风系统优化（一）对通风系统的要求（一）对通风系统的要求 无数的事故案例表明，零星事故的发生，通常是无数的事故案例表明，零星事故的发生，通常是个人违章或思想上缺乏安全意识所致，而重大的瓦斯个人

57、违章或思想上缺乏安全意识所致，而重大的瓦斯煤尘事故和明火火灾事故的发生和灾情扩大，都是矿煤尘事故和明火火灾事故的发生和灾情扩大，都是矿井通风系统中存在重大的不安全隐患的必然结果。保井通风系统中存在重大的不安全隐患的必然结果。保证通风系统的稳定是安全生产所必须，也是通风管理证通风系统的稳定是安全生产所必须，也是通风管理的重要任务。的重要任务。 煤矿安全规程煤矿安全规程规定：矿井必须有完整的独立通规定：矿井必须有完整的独立通风系统。改变全矿井通风系统时，必须编制通风设计风系统。改变全矿井通风系统时，必须编制通风设计及安全措施，由企业技术负责人审批。及安全措施，由企业技术负责人审批。00exp()g

58、ZPPR T00exp()gZPPR T42（一）对通风系统的要求（一）对通风系统的要求1.基本要求基本要求 对矿井通风系统的基本要求是对矿井通风系统的基本要求是技术先进合理、安全可靠性高技术先进合理、安全可靠性高且经济效益好且经济效益好。具体体现在：。具体体现在： 通风系统简单，网络结构合理，能保质保量地向用风地点稳定通风系统简单，网络结构合理，能保质保量地向用风地点稳定可靠地供风。可靠地供风。 主要通风机性能与矿井通风网络特性相匹配，主要通风机的可主要通风机性能与矿井通风网络特性相匹配，主要通风机的可调性好、高效区宽、运行效率高、运转费用少。调性好、高效区宽、运行效率高、运转费用少。 具有

59、较高的防灾抗灾能力。不因通风系统临时出现故障或不完具有较高的防灾抗灾能力。不因通风系统临时出现故障或不完善而导致灾害的发生，即使发生某种事故，可以利用现有通风善而导致灾害的发生，即使发生某种事故，可以利用现有通风系统加以控制，使灾变范围缩小。系统加以控制，使灾变范围缩小。 有利于实现机械化和自动化，能适应煤炭生产的新技术、新工有利于实现机械化和自动化，能适应煤炭生产的新技术、新工艺的推广和应用。艺的推广和应用。 经济效益好。主要通风机及其附属装置的购置和安装费用低、经济效益好。主要通风机及其附属装置的购置和安装费用低、运行费用低，专用通风井巷少、通风井巷采用经济断面且维修运行费用低，专用通风井

60、巷少、通风井巷采用经济断面且维修费用低，局部通风机运行费用低、通风构筑物少。费用低，局部通风机运行费用低、通风构筑物少。00exp()gZPPR T00exp()gZPPR T43（一）对通风系统的要求（一）对通风系统的要求2.特别要求特别要求（1）高瓦斯矿井的通风系统）高瓦斯矿井的通风系统 易于实现分源稀释瓦斯。易于实现分源稀释瓦斯。 根据通风系统所确定的巷道布置，要有利于煤层瓦斯根据通风系统所确定的巷道布置，要有利于煤层瓦斯抽放和突出危险煤层的开采。抽放和突出危险煤层的开采。 应能排除采煤工作面上隅角高浓度的瓦斯，防止瓦斯应能排除采煤工作面上隅角高浓度的瓦斯，防止瓦斯局部积聚。局部积聚。