第3章 矿井通风阻力

矿井通风与安全

MineVentilationandSafety1安全工程学院仲晓星中国矿业大学多媒体教学课件矿内空气动力学基础重点1、风流能量与能量方程2、点压力之间的关系2位能（势能）静压能（流动功）动能

3风流能量在矿井井巷中，风流任一断面上能量（机械能）由三部分组成：这三部分能量在通风测量中则以压力的形式出现，分别表示为静压，位压和动压。41.不可压缩流体的能量方程假设空气是不可压缩的52.可压缩流体的能量方程（1）可压缩空气单位质量流体的能量方程断面1上，1kg空气所具有的能量为：断面2上，1kg空气所具有的能量为：6

1kg空气由1断面

流至

2断面

的过程中，克服流动阻力消耗的能量为LR（J/kg），这部分被消耗的能量将转化为热能qR（J/kg）地温（通过井巷壁面或淋水等其他途径）、机电设备等传给1kg空气的热量为q（J/kg），这些热量将增加空气的内能并使空气膨胀做功。假设1－2断面间有压源Lt（J/kg）（如局部通风机）。单位质量可压缩流体在有压源的井巷中流动时能量方程的一般表达式！7（2）可压缩空气单位体积流体的能量方程无压源的：有压源的(Ht)：1－2断面间按状态过程考虑的空气平均密度ρm

点压力

静压

全压

动压8相对静压相对全压当时当地与风道中i点同标高的大气压9孔b：平行于风流方向，只感受i点的绝对静压，称为静压孔；孔a：正对风流，除了感受静压外，还受动压作用，称为全压孔。皮托管是一种测压管，它是承受和传递压力的工具。它由两个同心管（一般为圆形）组成，其结构如图所示。尖端孔口a与标着（十）号的接头相通，侧壁小孔b与标着（一）号的接头相通。点压力的测定

a图为压入式通风，在压入式通风时，风筒中任一点i的相对全压恒为正值，所以称之为正压通风b图为抽出式通风，在抽出式通风时，除风筒的风流入口断面的相对全压为零外，风筒内任一点i的相对全压恒为负值，故又称为负压通风。10压入式抽出式不同通风方式时，风流中某点各种压力之间的相互关系。111、压入式通风系统压力坡度

由能量方程得：

由于通风机入口外P0，其风速等于0，当忽略这段巷道的阻力不计时，其能量方程式为：

Hf——通风机全压，Pa。12通风机全压与自然风压共同作用，克服了矿井阻力，并在出风井口造成动压损失。2、抽出式通风系统压力坡度

对1、2两断面列能量方程得：

此式表明，抽出式通风时，通风机在风硐中所造成的静压（绝对值）与自然风压共同作用，克服矿井通风阻力，并在风硐中造成动压损失。为了分析通风机全压与通风阻力的关系，需要列出由通风机入口2到扩散塔出口3的能量方程式。

将两式合并，可得：

13抽出式通风机的全压与自然风压共同作用，克服矿井通风阻力，并在通风机扩散塔出口，造成动压损失。第3章矿井通风阻力14中国矿业大学多媒体教学课件第3章矿井通风阻力风流必须具有一定的能量，用以克服井巷对风流所呈现的通风阻力。通常矿井通风阻力分为摩擦阻力与局部阻力两类，它们与风流的流动状态有关。一般情况下，摩擦阻力是矿井通风总阻力的主要组成部分。15第3章矿井通风阻力3.1风流的流动状态

3.2摩擦阻力

3.3局部阻力

3.4通风阻力定律和特性

3.5通风阻力测量16学习目标、重点与难点学习目标1、风流的流动状态2、摩擦阻力3、局部阻力4、通风阻力定律和特性、通风阻力测量重点与难点1、摩擦阻力产生的原因和测算2、局部阻力产生的原因和测算173.1风流的流动状态

风流的流动状态分为层流与紊流。层流是指流体各层的质点互不混合，质点流动的轨迹为直线或有规则的平滑曲线，并与管道轴线方向基本平行。紊流是指流体的质点强烈互相混合，质点的流动轨迹极不规则，除了沿流动总方向发生位移外，还有垂直于流动总方向的位移，且在流体内部存在着时而产生、时而消失的旋涡。流体的流动状态受流体的速度、粘性和管道尺寸等影响。流体的速度越大，粘性越小，管道的尺寸越大，则流体越易成为紊流，反之，越易成为层流。18□

可用一个无因次参数Re（雷诺数）来表示上述三因素的综合作用。对于圆形管道（3-1-1）式中：V为管道中流体的平均速度，m/s；d为圆形管道的直径，m；v为流体的运动粘性系数，与流体的温度、压力有关。

设r为流体的水力半径，指流体的断面S（m2）与流体的周界U（m）之比，即r＝S/U，m。因风流充满管道，故在直径为d的圆形管道中，风流的水力半径为：，或，m（3-1-2）代入（3-1-1）式，得出用于非圆形巷道风流雷诺数的计算式为：（3-1-3）式中：S为巷道的断面，m2；U为巷道的周界，m。19据前人的实验，水流在各种粗糙壁面、平直的圆管内流动，当Re≤2000时，水流呈层流状态；约在Re>2000时，水流开始向紊流过渡，故称2000为临界雷诺数；Re≥100000时，水流呈完全紊流。把水流的这些数值近似应用于风流，便可大致估计出风流在各种流态下的平均风速。例如某巷道的断面S＝2.5m2，周界U＝6.58m，风流的运动黏性系数v＝14.4×10－6m2/s。则用（3-1-3）式估算出风流开始向紊流过渡的平均风速为：

井巷中最低风速都在0.15～0.25m/s以上，且大多数井巷的断面都大于2.5m2，故大多数井巷中的风流不会出现层流，只有风速很小的漏风风流，才可能出现层流。又如在上例中，Re≥100000时，该巷道内风流呈现完全紊流的平均风速约为：V＝100000×6.58×14.4×10-6/（4×2.5）＝0.95m/s.203.2摩擦阻力3.2.1摩擦阻力的意义和理论基础风流在井巷中作均匀流动时，沿程受到井巷固定壁面的限制，引起内外摩擦而产生的阻力称作摩擦阻力。（均匀流动是指风流沿程的速度和方向都不变，而且各断面上的速度分布相同）

流态不同的风流，摩擦阻力hfr的产生情况和大小也不同。前人实验得出水流在圆管中的沿程阻力公式是：

（3-2-1）式中：λ为实验比例系数，无因次；ρ为水流的密度，kg/m3；L为圆管的长度，m；d为圆管的直径，m；V为圆管内水流的平均速度，m/s。上式是矿井风流摩擦阻力计算式的基础，它对于不同流态的风流都能应用，只是流态不同时，式中λ的实验表达式不同。21□图3-2-1

尼古拉茨

实验图

据前人在壁面能分别胶结各种粗细砂粒的圆管中，实验得出流态不同的水流，λ系数和管壁的粗糙度Re的关系。实验是用管壁平均突起的高度（即砂粒的平均直径）k（m）和管道的直径d（m）之比来表示管壁的相对光滑度。利用阀门不断改变管内水流的速度，实验结果如图3-2-1所示。22

（1）在lgRe≤3.3（即Re≤2000）以下，即当流体作层流运动时，由左边斜线可以看出，相对光滑度不同的所有试验点都分布于其上，λ随Re的增加而减少，且与管道的相对光滑度无关，此时，λ与Re的关系式为：λ=64/Re

（3-2-2）（2）在3.3<lgRe<5.0（即2000<Re<100000）的范围内，即当流体由层流到紊流再到完全紊流的中间过渡状态时，λ系数既和Re有关，又和管壁的相对光滑度有关。23

（3）在lgRe≥5.0（即Re≥100000）以上，即当流体作完全紊流状态流动时，λ系数和Re无关，只和管壁的相对光滑度有关，管壁的相对光滑度越大，λ值越小。其实验式为

（3-2-3）24在紊流状态下，流体的能量损失大大超过层流状态。在层流状态下，能量只损失在速度不同的流体层间的内摩擦力方面，而在紊流状态下，除这种损失外还有消耗在因流体质点相互混杂、能量交换而引起的附加损失，当雷诺数增加到一定程度时，这种附加损失将急剧增大到主导地位。

如图所示，紊流的结构可分为层流边层、过渡层和紊流区三个组成部分。紊流区又称紊流核，是紊流的主体，层流区流速很小或接近于零。随着雷诺数增大，层流边层的厚度减薄，以至不能遮盖管壁的突起高度，管壁粗糙度即对流动阻力发生影响。当Re≥100000

，流体呈完全紊流和层流边层厚度趋于零时，则如（3-2-3）式所示，λ值只决定于管壁的相对粗糙度，而与Re无关。253.2摩擦阻力3.2.2完全紊流状态下的摩擦阻力定律井下多数风流属于完全紊流状态，故重点讨论完全紊流状态下的摩擦阻力。把上面(3-2-2)式代入(3-2-1)式，得，Pa（3-2-4）因矿井空气密度变化不大，而且对于尺度和支护已定型的井巷，其壁面的相对光滑度是定值，则在完全紊流状态下，值是常数。把上式中的用一个系数来表示，即（3-2-5）此系数称为摩擦阻力系数。在完全紊流状态下，井巷的值只受、或的影响。对于尺寸和支护已定型的井巷，值只与或成正比。将（3-2-5）代入（3-2-4）式，得，Pa（3-2-6)若通过井巷的风量为Q（m3/S），则V=Q/S，代入上式，得2627由于矿井中巷道的长度，周界及摩擦阻力系数在巷道形成后一般变化较小，可看作常数。再令：Rfr——为巷道的摩擦风阻。这时：这就是完全紊流情况下的摩擦阻力定律。当巷道风阻一定时，摩擦阻力与风量的平方成正比。28

[例1]某梯形木支架煤巷，长200m，断面积为4m2，沿断面的周长为8.3m，巷道摩擦阻力系数α通过查表得到的标准值为0.018N·s2/m4，若通过巷道的风量为960m3/min，试求其摩擦阻力?解：该巷道的摩擦阻力为119.5Pa。

应当注意，巷道的α值随ρ的改变而改变，在高原地区，空气稀薄，或ρ发生变化时，α值需进行校正。校正式如下：3.2摩擦阻力

层流状态下，具有的特点，

λ=64/Re

293.2.3层流状态下的摩擦阻力定律V=Q/S层流状态下的摩擦阻力系数3.2摩擦阻力303.2.3层流状态下的摩擦阻力定律层流状态下的摩擦风阻这就是风流在层流状态下的摩擦阻力定律。当巷道风阻一定时，摩擦阻力与风量的一次方成正比。3.2摩擦阻力3.2.4摩擦阻力的计算方法完全紊流状态下井巷的摩擦阻力的计算是新矿井通风设计的重要依据。即按照所设计的井巷长度、周界、净断面积、支护方式和要求通过的风量，以及其中有无提升运输设备等，用查表法选定该井巷的摩擦阻力系数值，然后用完全紊流状态摩擦阻力计算公式计算该井巷的摩擦阻力。确定摩擦阻力系数值的查表法是从前人实验或实测所归纳出来的表3-1～表3-15中查出适合该井巷的标准值(指空气密度为1.2kg／m3的值，N·s2／m4)。对于平原地区的新矿井通风设计，可用此标准值进行计算。3132摩擦阻力系数的确定

矿井摩擦阻力系数的确定有两种途径，一是查找专门的设计手册选取；二是通过现场实测。由得。只要测出上式的各项，即可以求出α。α与井巷长度无关，所以不必在巷道的全长进行测定。α的测定是在当地、当时的温度、湿度测定的，而ρ是随温度、湿度和气压而变化的。因此，在实测出α’的同时，必须算出实际的空气重率ρ’，然后，换算成标准状态下ρ

（=1.2kg/m3）的α，即

（N·s2/m4）

3.2摩擦阻力3.2.5降低摩擦阻力的措施井巷通风阻力是引起风压损失的主要根源，因此降低井巷通风阻力，特别是降低摩擦阻力就能用较少的风压消耗而通过较多的风量。许多原来是阻力大，通风困难的矿井，经降低阻力后即变为阻力小、通风容易的矿井。根据hfr＝(αLU/S3)Q2的关系式可以看出，保证一定风量，降低摩擦阻力的方法就是降低摩擦风阻，根据影响Rfr的各因素，降低摩擦阻力的主要措施有：

33□1．降低α

Rfr与α成正比，而α主要决定于巷道粗糙度，因此降低α，就应尽量使巷道光滑。当采用棚子支护的采区巷道时，要尽可能地使支架整齐、背好帮顶，在无支护的巷道，要尽可能把顶底板及两帮修整好，使壁面平整；对于井下的主要巷道，在采用料石或混凝土砌碹的支护方式，特别是采用锚杆支护技术时，更能有效地使α系数减小。

2．扩大巷道断面S

因Rfr与S3成反比，所以扩大巷道断面也是降低摩擦阻力的主要措施。由于摩擦阻力又与风量的平方成正比，因此在采用这种措施时，应抓主要矛盾，即首先应考虑风量大、断面小的总回风道的扩大，其次再考虑其它巷道的扩大。在其它参数不变时，井巷断面扩大33%，Rf值可减少50%。343.2.5降低摩擦阻力的措施3．减少周界长U

（选用周界较小的井巷）

Rfr与U成正比，在断面积相等的条件下，选用周长较小的比周长较大的断面好。在井巷断面相同的条件下，圆形断面的周长最小，拱形断面次之，矩形、梯形断面的周长较大。

4.减少巷道长度L

（缩短风路的长度）

Rfr与L成正比，进行开拓设计时，就应在满足开采需要的条件下，尽可能缩短风路的长度。例如，当采用中央并列式通风系统，如阻力过大时，即可将其改为两翼式通风系统以缩短回风路线。

5．避免巷道内风量过大。

摩擦阻力与风量的平方成正比。巷道内的风量如果过大，摩擦阻力就会大大增加。因此，要尽可能使矿井的总进风早分开，总回风晚汇合，即风流“早分晚合”。

降低摩擦阻力，还应同时结合井巷的其它用途与经济等因素进行综合考虑。如断面过大，不但不经济，而且也不好维护，反而不如选用双巷。353.2.5降低摩擦阻力的措施3.3局部阻力3.3.1局部阻力的概念风流在井巷的局部地点，由于速度或方向突然发生变化，导致风流本身产生剧烈的冲击，形成极为紊乱的涡流，因而在该局部地带产生一种附加的阻力，称为局部阻力。由局部阻力产生的能量损失称为局部损失。井下产生局部阻力的地点较多，例如巷道拐弯、分叉和汇合处，巷道断面变化处，进风井口和回风井口等。36□几种常见的局部阻力产生的类型：１、突变紊流通过突变部分时，由于惯性作用，出现主流与边壁脱离的现象，在主流与边壁之间形成涡漩区，从而增加能量损失。２、渐变主要是由于沿流动方向出现减速增压现象，在边壁附近产生涡漩。因为Vhvp

，压差的作用方向与流动方向相反，使边壁附近，流速本来就小，趋于0,在这些地方主流与边壁面脱离，出现与主流相反的流动，面涡漩。

37３、转弯处流体质点在转弯处受到离心力作用，在外侧出现减速增压，出现涡漩。４、分岔与会合上述的综合。∴局部阻力的产生主要是与涡漩区有关，涡漩区愈大，能量损失愈多，局部阻力愈大。383.3局部阻力3.3.2局部阻力定律前人实验证明，在完全紊流状态下，不论井巷局部地点的断面、形状和拐弯如何变化，所产生的局部阻力都和局部地点的前面或后面断面上的速压成正比。如右图所示的突然扩大的巷道，该局部地点的局部阻力为（3-3-2）式中：

v1、v2分别是局部地点前后断面上的平均风速，m/s；、－局部阻力系数，无因次，分别对应于hv1、hv2。对于形状和尺寸已定型的局部地点，这两个系数都是常数，但它们彼此不相等。可以任用其中的一个系数和相应的速压计算局部阻力；—局部地点的空气密度,kg/m3。39若通过局部地点的风量为Q，前后两个断面积是S1和S2，则两个断面上的平均风速为：

v1=Q/S1

，m/s；v2=Q/S2

，m/s代入（3-3-1）式，得，Pa（3-3-2）令，N.S2/m8

（3-3-3）式中Rer称为局部风阻。当局部地点的规格尺寸和空气密度都不变时，Rer是一个常数。将（3-3-3）代入（3-3-2），得，Pa（3-3-4）上式表示风流完全紊流状态下的局部阻力定律，和完全紊流状态的摩擦阻力定律一样，当Rer一定时，her和Q2成正比。403.3局部阻力3.3.3局部阻力的计算方法在一般情况下，由于矿井内风流的速压较小，所产生的局部风阻也较小，井下各处的局部阻力之和只占矿井总阻力的10～20%左右。因此，在通风设计工作中，不逐一计算井下各处的局部阻力，只在这个百分数范围内估计一个总数。但对掘进通风用的风筒和风量较大的井巷，由于其中风流的速压较大，就要逐一计算局部阻力。计算局部阻力时，用（3-3-1）式比较简便。先要根据井巷局部地点的特征，对照前人实验所得表3-3-1和表3-3-2，查出局部阻力系数的近似值，然后用图表中所指定的相应风速进行计算。

（3-3-1）41各种巷道突扩和突缩的值（光滑管道）

上表3-3-1表示巷道局部地点小断面S1和大断面S2的比值相同时，突然缩小比突然扩大的局部阻力系数要小；42几种局部阻力的ζ值（光滑管道）43

上表3-3-2第一项所示的进风口比最后一项所示的出风口的局部阻力系数也要小。这是因为风流突然缩小时，所产生的冲击现象没有风流突然扩大时那样急剧的缘故。例:

某进风井内的风速＝8m／s，井口空气密度是1.2kg／m3，井口的净断面S＝12.6m2，查表3-3-2知该井口风流突然收缩的局部阻力系数是0.6，则该井口的局部阻力和局部风阻为（Pa）

（N.S2/m8）如果上列是条件相同的回风井口，查表3-3-2知该井口风流突然扩大的局部阻力系数是l，则该井口的局部阻力和局部风阻分别为（Pa），N.S2/m8以上计算结果是：；443.3局部阻力3.3局部阻力3.3.4降低局部阻力的措施由于局部阻力与风速的平方或风量的平方成正比。故对于风速高、风量大的井巷，更要注意降低局部阻力，即在这些井巷内：要尽可能避免断面的突然扩大或突然缩小；尽可能地避免拐弯，在拐弯处的内侧和外侧要做成斜面或圆弧形，拐弯的弯曲半径尽可能加大，还可设置导风板；尽可能避免突然分叉和突然汇合，在分叉和汇合处的内侧要做成斜面或圆弧形。对于风速大的风筒，要悬挂平直，拐弯的弯曲半径要尽可能加大。453.3局部阻力3.3.4降低局部阻力的措施此外，在主要巷道内不得随意停放车辆、堆积木材或器材；必要时，宜把正对风流的固定物体(例如罐道梁)做成流线形。46表明：正面阻力等于正面风阻与风量的平方的乘积。正面阻力系数的测定方法与局部阻力系数一样。井巷内存在某些物体（如罐道梁，电机车、矿车等），当空气在井巷中流动时，只能在这些物体的周围流过，使风流受到附加阻力的作用，这种附加阻力称为正面阻力。3.4通风阻力定律和特性3.4.1通风阻力定律所谓通风阻力定律，就是前面所述的摩擦阻力定律和局部阻力定律的结合，也就是通风阻力、风阻和风量三个参数相互依存的规律。在完全紊流状态下，通风阻力定律是：

h＝RQ2，Pa，（3-4-1）即h和R(N.s2/m8)的一次方成正比，和Q（m3/s）的平方成正比。若某一井巷通过一定风量，同时产生摩擦阻力和局部阻力，则h和R分别是该井巷的通风阻力和总风阻。对于一个矿井来说，h、R和Q分别代表该矿井的通风阻力、总风阻和总风量。47□在层流状态下，通风阻力定律是：h=RQ（3-4-2）

即h和R(N.s2/m8)的一次方成正比，和Q（m3/s）的一次方成正比。在中间过渡状态下，通风阻力定律是：

h=RQx

（3-4-3）

即h和R(N.SX/m2+3X)的一次方成正比，和Q（m3/s）的x方成正比。指数X大于1而小于2。上述通风阻力定律是矿井通风学科中最基本的定律。只有井下个别风速较小的地方才可能用到层流或中间过渡态下的通风阻力定律。483.4通风阻力定律和特性3.4.2井巷的通风特性某一井巷或矿井的通风特性就是该矿井或井巷所特有的反映通风难易程度或通风能力大小的性能。这种特性可用该井巷或矿井的风阻值的大小来表示。通风阻力相同时，风阻大的井巷或矿井，风量必小，表示通风困难通风能力小；反之，风阻小的井巷或矿井，风量必大，表示通风容易，通风能力大。所以，井巷或矿井的通风特性又名风阻特性。49□为了形象化，习惯引用一个和风阻的数值相当、意义相同的假想的面积值（m2）来表示井巷或矿井的通风难易程度。这个假想的孔口称作井巷或矿井的等积孔（又称当量孔）。等积孔就是用一个与井巷风阻值相当的理想孔的面积值来衡量井巷通风的难易程度。由于等积孔不是实物，宜用一种假想的模型(上图)来说明：假设压气缸内的静压P，速压等于零；孔口外气流收缩最小处的静压为Pˊ，速压为ρV2/2，式中V为收缩最小处的速度，ρ为空气的密度。当孔口的面积A值一定时，P与Pˊ之差值越大，孔口流出的风量Q就越大。这种关系好比某一井巷或矿井的风阻值一定时，通风阻力h越大，通过该井巷或矿井的风量就越大，因此，需要找出hs、A和Q的关系式来模拟井巷或矿井的通风阻力定律。5051

设当空气自左向右流经此孔时，无阻力，无能量损失，并设当空气从此孔流出后，在其流线断面最小处(虚线位置)的流速为V(m/s)，则这个理想孔左、右两侧的静压差可全部变为速压(静压能全部转化为动能)，由此可得：

实验证明，在出口流线断面最小处的面积一般为0.65A(m2)，当流量为Q(m3/s)时，V＝Q/0.65A，将此V值与ρ＝1.2kg/m3代入上式，即得：52

上式表示A和R成反比。即井巷或矿井的R值大，相当的A值就小，表示该矿井或井巷通风困难；反之亦然。计算出矿井的风阻和等积孔后，就可以对该矿井的通风难易程度进行评价，评价的标准如下表：用矿井等积孔A

和矿井风阻R表示矿井通风的难易程度实质上一样，只是矿井等积孔比矿井风阻更形象化。值得指出的是，矿井等积孔仅仅是评定矿井通风难易程度的一个指标，它并不能全面地反映矿井通风难易程度。矿井通风难易程度的评判应当从矿井通风的根本目的（供给井下充足的新鲜空气，冲淡有毒有害气体，创造良好的生产环境）入手，具体应考虑：(1)矿井总风量是否满足需要；(2)井下各用风区域间的风量调配是否容易；(3)矿井瓦斯涌出量的大小；(4)矿井开采强度；(5)采煤方法等。5354

[例]

已知矿井总阻力为1440Pa，风量为60m3/s，试求该矿井的风阻与等积孔?如生产上要求将风量提高到70m3/s，问风阻与等积孔之值是否改变?阻力增加到多少?解：当井巷的规格尺寸与连接形式没有改变及采掘工作面没有移动时，则风量的增加并不改变等积孔与风阻之值。由于风量增加到70m3/s，故阻力增加到：

h＝RQ2＝0.4×702＝1960Pa553.4.3井巷风阻特性曲线

根据矿井通风阻力定律可知，当井巷风阻一定时，井巷通风阻力与风量成正比。则取不同的风量值便可得到不同的阻力值。在以风量为横轴，以风压为纵轴的坐标系中标出这些不同的点，并用曲线联结，便可得一条抛物线，该抛物线是由井巷风阻确定的，称为井巷风阻特性曲线。由图可知，风阻越大，风阻曲线越陡。当用图解法解通风网络和进行扇风机二次分析时，井巷风阻曲线是不可缺少的条件之一。hRQ3.4通风阻力定律和特性56

3.4.4风流的功率与电耗

物体在单位时间内所做的功叫做功率，其计量单位是N·m/s。风流的风压h乘风量Q的计量单位就是N/m2×m3/s＝N·m/s。故风流功率N的计算式为，

N=h·Q/1000，kW

矿井一天的通风电费是：式中e——每度电的单价，y/(kW·h)；η——风机、输电、变电、传动等总效率。直接传动时，取0.6；间接传动时，取0.5。3.4通风阻力定律和特性57

例：如图所示的矿井，左右两翼的通风阻力分别是；

hr1＝1274Pa；hr2＝1960Pa通过两翼主扇的风量分别是Qf1＝60m3/s；Qf2＝70m3/s。两翼的外部漏风率分别是

Qm1＝(1－Le1)Qf1＝(1－4%)×60＝57.6m3/sQm2＝(1－Le2)Qf2＝(1－5%)×70＝66.5m3/s两翼不包括漏风的风量分别是：Le1＝4%；Le2＝5%。则求矿井的总风阻、总等级孔和总电费，并评价该矿井通风难易程度。58

两翼不包括外部漏风的风阻分别是：

R1＝hr1/Qm12＝1274/(57.6)2＝0.38399N.s2/m8R2＝hr2/Qm22＝1960/(66.5)2＝0.44321N.s2/m8两翼不包括外部漏风的等积孔分别是：59

为了计算全矿的总风阻和总等积孔，须先求出全矿的总阻力hr，因全矿的风流总功率等于左右两翼风流的功率之和，即

hr(Qm1＋Qm2)＝hr1Qm1＋hr2Qm2，W

故全矿不包括外部漏风的总阻力为：则全矿不包括外部漏风的总风阻是：60

全矿不包括外部漏风的总等积孔是：

对于用多台主扇通风的矿井，都要用这种方法计算全矿的总风阻和总等积孔。只有hr1＝hr2时，才能用A＝A1＋A2计算。设两翼主扇的风压分别等于其通风阻力。则两翼的通风电费分别为：□全矿一天的通风电费（元/天）是：3.5通风阻力测量（一）阻力测定方法与原理测定方法：

压差计法气压计法测定原理：61□3.5通风阻力测量（二）通风阻力测量的内容包括：1、测算风阻井巷的风阻是反映井巷通风特性的重要参数，分析任何通风问题都和这个参数有关。故通风阻力测量的主要内容，是通过测量各巷道的通风阻力和风量以标定它们的标准风阻值(指井下平均空气密度的风阻值)，并编辑成表，作为基本资料。这种测量内容不受风压和风量变化的影响，但精度要求较高，故可用一个小组(4～5人)逐段进行，不赶时间，力求测准。2、测算摩擦阻力系数

支护方式和断面不同的井巷，其摩擦阻力系数不同。为了适应矿井通风设计工作的需要，须通过测量通风阻力和风量以标定各种类型的井巷的摩擦阻力系数，编集成表。这也是一项精度要求较高，以小组人力进行的细致工作。各种风筒的摩擦阻力系数也要进行标定。62□3、测量通风阻力的分配情况为了寻求和分析问题，有时需要沿着通风阻力大的路线，在尽可能短的时间内，连续测量各个区段的通风阻力，以得出整个路线上通风阻力的分配情况。由于各区段的通风阻力难免有波动，故要根据测量路线的长短，分成若干小组，分段同时进行。总之，通风阻力测量是矿井通风技术管理工作的基础，也是掌握生产矿井通风情况的重要手段。上述内容的测量方法基本有两种：一为用胶皮管和压差计把两测点联起来的测法；二为用气压计不用连接两测点的测法。两类方法各有优缺点和适用条件，可互相补充。63

通风阻力测量仪器、仪表和用品64序号名称型号数量用途1精密气压计1测气压2干湿温度计1测干湿温度3高、中、低速风表3测风速4秒表1测风计时5皮尺5m1测断面尺寸6手表机械表1记录测量时间7竹竿2m1辅助测量8记录表格自制若干测风和测压记录测风点巷道断面及风速测量记录表65测点风表读数风表号全高(m)净宽(m)巷道形状支护方式测点附近巷道素描12高中微ABCDE

误差计算66式中：hr——系统实测通风阻力，Pa；

——由通风机房水柱计读数计算出的系统理论通风阻力，Pa。（三）测算矿井的通风总阻力和总风阻

1、对于抽出式通风的矿井如图所示，风流自静止的地表大气(其绝对静压是P0，速压等于零)开始，经过进风口l沿井巷到主通风机进风口2，沿途所遇到的摩擦阻力与局部阻力的总和就是抽出式通风的矿井通风总阻力hr。据能量方程可知：67682断面的相对静压是：

该矿井的自然风压是：因2断面的相对全压是：