第三章 礦井通風(fēng)阻力

1、第三章 礦井通風(fēng)阻力上一章主要從宏觀角度研究了礦井空氣在井巷中流動時的能量損失問題，本章重點從通風(fēng)阻力產(chǎn)生的根本原因入手，闡明礦井通風(fēng)阻力的計算方法、測定方法以及降低通風(fēng)阻力的具體措施。本章是進行礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計、礦井風(fēng)量調(diào)節(jié)、礦井通風(fēng)系統(tǒng)管理和安全評價的理論基礎(chǔ)。 通風(fēng)阻力產(chǎn)生的根本原因是風(fēng)流流動過程的粘性和慣性（內(nèi)因），以及井巷壁面對風(fēng)流的阻滯作用和擾動作用（外因）。井巷風(fēng)流在流動過程中，克服內(nèi)部相對運動造成的機械能量損失就叫礦井通風(fēng)阻力。通風(fēng)阻力包括摩擦阻力和局部阻力兩大類，其中摩擦阻力是井巷通風(fēng)阻力的主要組成部分（大致80左右）。第一節(jié) 摩擦阻力一、 風(fēng)流的流動狀態(tài)流體在運動中有兩種不

2、同的狀態(tài)，即層流流動和紊流流動。流體以不同的流動狀態(tài)運動時，其速度在斷面上的分布和阻力形式也完全不同。（一）層流和紊流層流：指流體各層的質(zhì)點相互不混合，呈流束狀，為有秩序地流動，各流束的質(zhì)點沒有能量交換。質(zhì)點的流動軌跡為直線或有規(guī)則的平滑曲線，并與管道軸線方向基本平行。紊流：紊流和層流相反，流體質(zhì)點在流動過程中有強烈混合和相互碰撞，質(zhì)點之間有能量交換，質(zhì)點的流動軌跡極不規(guī)則，除了有總流方向的流動外，還有垂直或斜交總流方向的流動，流體內(nèi)部存在著時而產(chǎn)生、時而消失的渦流。（二）流動狀態(tài)的判別1883年英國物理學(xué)家雷諾通過實驗證明：流體的流動狀態(tài)取決于管道的平均流速、管道的直徑和流體的運動粘性系數(shù)。

3、這三個因素的綜合影響可用一個無因次參數(shù)來表示，這個無因次參數(shù)叫雷諾數(shù)。對于圓形管道，雷諾數(shù)為： Re= （3-1）式中 v 管道中流體的平均流速，m/s；d 圓形管道的直徑， m； 流體的運動粘性數(shù)，礦井通風(fēng)中一般用平均值 ；當流速很小、管徑很細、流體的運動粘度較大時，流體呈層流運動，反之，為紊流流動。許多學(xué)者經(jīng)過對圓形管道水流的大量實驗證明：當Re<2320時，水流呈層流狀態(tài)，叫下臨界值；當Re>12000時，水流呈完全紊流狀態(tài)，叫上臨界值。Re232012000時，為層流和紊流不穩(wěn)定過渡區(qū)，Re23204000區(qū)域內(nèi)，流動狀態(tài)不是固定的，由管道的粗糙程度、流體進入管道的情況等外

4、部條件而定，只要稍有干擾，流態(tài)就會發(fā)生變化，因此，為方便起見，在實際工程計算中，通常以Re2300作為管道流動流態(tài)的判別系數(shù)，即： Re2300 為層流 Re>2300 為紊流對于非圓形斷面的管道，要用水力學(xué)中的水力半徑的概念，把非圓形斷面折算成圓形斷面。所謂水力半徑Rw（也叫當量直徑）就是流過斷面面積S和濕潤周界（即流體在管道斷面上與管壁接觸的周長)U之比。對于圓形斷面有 Rw （3-2)用水力半徑代替圓形管道直徑就會得到非圓形管道的雷諾判別系數(shù)，即： Re= （3-3) 式中 S 非圓形管道面積，m2；U 非圓形管道斷面周長，m；其它符號意義同前。對于不同形狀的斷面，其周長U與斷面S

5、的關(guān)系，可用下式表示： U式中 C斷面形狀系數(shù)；梯形C=4.16；三心拱C=3.85；半圓拱C（三）井巷中風(fēng)流的流動狀態(tài)井巷中空氣的流動，近似于水在管道中的流動，井下除了豎井以外，大部分巷道都為非圓形巷道，而且它充滿整個井巷，故濕潤周界就是斷面的周長。可用式（3-3）計算雷諾數(shù)近似判別井巷中風(fēng)流的流動狀態(tài)。例3-1 某梯形巷道的斷面積S=9m2,巷道中的風(fēng)量為360m3/min,試判別風(fēng)流流態(tài)。解：Re= = =1281202300故巷道中的風(fēng)流流態(tài)為紊流。例3-2 巷道條件同前，求相應(yīng)于Re=2300的層流臨界風(fēng)速 解： v= = =m/s因為規(guī)程規(guī)定，井巷中最低允許風(fēng)速為m/s,而井下巷道

6、的風(fēng)速都遠遠大于上述數(shù)值，所以井巷風(fēng)流的流動狀態(tài)都是紊流，只有風(fēng)速很小的漏風(fēng)風(fēng)流，才有可能出現(xiàn)層流。二、摩擦阻力井下風(fēng)流沿井巷或管道流動時，由于空氣的粘性，受到井巷壁面的限制，造成空氣分子之間相互摩擦（內(nèi)摩擦）以及空氣與井巷或管道周壁間的摩擦，從而產(chǎn)生阻力，稱這種阻力為摩擦阻力。（一）達西公式和尼古拉茲實驗在水力學(xué)中，用來計算圓形管道沿程阻力的計算式叫做達西公式，即：h摩，Pa （3-4）式中 h摩摩擦阻力，Pa；實驗系數(shù)，無因次；L管道的長度，m；d管道的直徑, m；流體的密度，kg/m3；管道內(nèi)流體的平均流速，m/s； 上式對于層流和紊流狀態(tài)都適用,但流態(tài)不同，實驗的無因次系數(shù)大不相同，所

7、以，計算的沿程阻力也大不相同。著名的尼古拉茲實驗明確了流動狀態(tài)和實驗系數(shù)的關(guān)系。尼古拉茲把粗細不同的砂粒均勻地粘于管道內(nèi)壁，形成不同粗糙度的管道。管壁粗糙度是用相對粗糙度來表示的，即砂粒的平均直徑（m）與管道直徑r（m）之比。尼古拉茲以水為流動介質(zhì)，對相對粗糙度分別為1/15、1/30.6、1/60、1/126、1/256、1/507六種不同的管道進行實驗研究。實驗得出流態(tài)不同的水流，系數(shù)與管壁相對粗糙度、雷諾數(shù)Re的關(guān)系，如圖3-1所示。圖中的曲線是以對數(shù)坐標來表示的，縱坐標軸為（lg100）,橫坐標軸為lgRe。根據(jù)值隨Re 變化特征圖中曲線分為五個區(qū)： 圖3-1 尼古拉茲試驗結(jié)果區(qū)層流區(qū)

8、。當Re<2320（即lgRe）時，不論管道粗糙度如何，其實驗結(jié)果都集中分布于直線上，這表明隨Re 的增加而減少，而與相對粗糙度無關(guān)，而只與雷諾數(shù)Re 有關(guān)。其關(guān)系式為：64/ Re。這是因為各種相對粗糙度的管道，當管道內(nèi)為層流時，其層流邊層的厚度遠遠大于粘于管道壁各個砂粒的直徑，砂粒凸起的高度全部被淹沒在層流邊層內(nèi)，它對紊流的核心沒有影響，（如圖3-2所示）所以，實驗系數(shù)與粗糙度無關(guān)。區(qū)臨界區(qū)。當2320lgRe)，在此區(qū)間內(nèi)，不同的相對粗糙度的管內(nèi)流體由層流轉(zhuǎn)變紊流。所有的實驗點幾乎都集中在線段上。隨Re 的增加而增大，與相對粗糙度無明顯關(guān)系。區(qū)水力光滑區(qū)。當Re4000（lgRe

9、> 3.6）時，不同相對粗糙度的實驗點起初都集中在曲線上，隨著Re的增加，相對粗糙度大的管道，實驗點在較低Re 時就偏離曲線，相對粗糙度小的管道在較大的Re 時才偏離。在 曲線范圍內(nèi)， 與Re 有關(guān)，而與相對粗糙度無關(guān)。 與Re服從Re0.25 關(guān)系，從實驗曲線可以看出，在4000 Re 10000 的范圍內(nèi)，它始終是水力光滑。區(qū)紊流過渡區(qū)。由水力光滑區(qū)向水力粗糙區(qū)過渡，即圖中的所示區(qū)段。在這個區(qū)段內(nèi)，各種不同相對粗糙的實驗點各自分散呈一波狀曲線， 與Re 有關(guān)，也與相對粗糙度有關(guān)。水力粗糙區(qū)。在該區(qū)段，Re值較大，流體的層流邊層變得極薄，砂粒凸起的高度幾乎全暴露在紊流的核心中，所以Re

10、 對值的影響極小，可省略不計，相對粗糙度成為的唯一影響因素。故在該區(qū)， 與Re 無關(guān)，而只與相對粗糙度有關(guān)。對于一定的相對粗糙度的管道，為定值。圖3-2 流態(tài)結(jié)構(gòu)在水力學(xué)上，尼古拉茲實驗比較完整地反映了 的變化規(guī)律，揭示了 的主要影響因素，解決了水在管道中沿程阻力計算問題。而空氣在井巷中的流動和水在管道中的流動很相似，所以，可以把流體力學(xué)計算水流沿程阻力的達西公式應(yīng)用于礦井通風(fēng)中，作為計算井巷摩擦阻力的理論基礎(chǔ)。因此把公式（3-4）作為滿流井巷礦井摩擦阻力計算的普遍公式。（二）層流摩擦阻力從尼古拉茲實驗的結(jié)果可以知道，流體在層流狀態(tài)時，實驗系數(shù) 只與雷諾數(shù)Re有關(guān)，故將式64/ Re代入達西公

11、式（3-4）中，得： h摩=，Pa （3-5）再將雷諾數(shù)Re=和式代入式（3-5）中，得： （3-6）將式（3-2）及 =Q/S代入式（3-6）就可得到層流狀態(tài)下井巷摩擦阻力計算式： （3-7） 式中 空氣的動力粘性系數(shù)，Pa.s； Q井巷風(fēng)量，m3/s；其它符號意義同前。上式說明，層流狀態(tài)下摩擦阻力與風(fēng)流速度和風(fēng)量的一次方成正比。由于井巷中的風(fēng)流大多數(shù)都為紊流狀態(tài)，所以層流摩擦阻力計算公式在實際工作中很少用。 （三）紊流摩擦阻力井下巷道的風(fēng)流大多屬于完全紊流狀態(tài)，所以實驗系數(shù)值取決于巷道壁面的粗糙程度。故將式（3-2）代入公式（3-4）得到應(yīng)用于礦井通風(fēng)工程上的紊流摩擦阻力計算公式： Pa；

12、 （3-8）從前面分析可知，流體在完全紊流狀態(tài)時，對于確定的粗糙度，值是確定的，所以對礦井通風(fēng)的井巷來說，當井巷掘成以后，井巷的幾何尺寸和支護形式是確定的，井巷壁面的相對粗糙度變化不大，因而在礦井條件下值被視為常數(shù)。而礦井空氣的密度變化不大，也可以視為常數(shù)，故令： （3-9）稱為摩擦阻力系數(shù)。因為是無因次量，故具有與空氣密度相同的因次，即Kg/m3。 將式（3-9）及v=Q/S代入（3-8）得： Pa （3-10）式中 井巷的摩擦阻力系數(shù)，Kg/m3或/m4； 式中其它符號意義同前。三、摩擦阻力系數(shù)與摩擦風(fēng)阻（一）摩擦阻力系數(shù) 在應(yīng)用公式（3-10）計算礦井通風(fēng)紊流摩擦阻力時，關(guān)鍵在于如何確定

13、摩擦阻力系數(shù)值。從式（3-9）看，摩擦阻力系數(shù)值，取決于空氣密度和實驗系數(shù)值，而礦井空氣密度一般變化不大，因此值主要取決于值，主要決定于井巷的粗糙程度，也就是取決于井下巷道的支護形式。不同的井巷、不同的支護形式值也不同。確定值方法有查表和實測兩種方法。1、查表確定值在新礦井通風(fēng)設(shè)計時，需要計算完全紊流狀態(tài)下井巷的摩擦阻力，即按照所設(shè)計的井巷長度、周長、凈斷面、支護形式和通過的風(fēng)量，選定該井巷的摩擦阻力系數(shù)值，然后用公式（3-10）來計算該井巷的摩擦阻力。查表確定值法，就是根據(jù)所設(shè)計的井巷特征（指支護形式、凈斷面積、有無提升設(shè)備和其它設(shè)施等），通過附錄一查出適合該井巷的標準值。附錄一所列錄的摩擦

14、阻力系數(shù)值，是前人在標準狀態(tài)（0Kg/m3）條件下，通過大量模型實驗和實測得到的。 如果井巷空氣密度不是標準狀態(tài)條件下的密度，實際應(yīng)用時，應(yīng)該對其修正： Kg/m3 （3-11）由于井巷斷面大小、支護形式及支架規(guī)格的多樣性，從附錄一可以看出，不同井巷的相對粗糙度差別很大。對于砌碹和錨噴巷道，壁面粗糙程度可用尼古拉茲實驗的相對粗糙度來表示，可直接查出摩擦阻力系數(shù)值。相對支架巷道而言，砌碹和錨噴巷道摩擦阻力系數(shù)值不是很大，但隨著相對粗糙度的增大而增大。對于用木棚子、工字鋼、U型鋼和混凝土棚等支護巷道，要同時考慮支架的間距和支架厚度，其粗糙度用縱口徑來表示。如圖3-3所示，縱口徑是相鄰支架中心線之間

15、的距離L（m）與支架直徑或厚度d0（m）之比，即： （3-12）式中 縱口徑，無因次；L支架的間距，m； d0 支架直徑或厚度, m。（圖3-3 支架巷道的縱口徑）（圖3-4 縱口徑與摩擦阻力系數(shù)關(guān)系曲線）圖3-4是在平巷模型中試驗獲得的縱口徑與摩擦阻力系數(shù)關(guān)系曲線圖。從圖中可看出，當56時，摩擦阻力系數(shù)隨縱口徑增加而增加；當56時，摩擦阻力系數(shù)達到最大值；當56時，摩擦阻力系數(shù)隨縱口徑增加而減少。這說明56時，引起的風(fēng)流能量損失最大，產(chǎn)生的通風(fēng)阻力最大，所以，在實際巷道工程支護時，從降低通風(fēng)阻力出發(fā)，一定要合理選用支護密度。對于支架巷道，應(yīng)先根據(jù)巷道的d0和兩個數(shù)值在附錄表中查出該巷道的初值

16、，再根據(jù)該巷道的凈斷面積S值查出校正系數(shù)，對的初值進行斷面校正。這是因為在模型試驗時用斷面的某個值為標準，當實際斷面大于標準時，摩擦阻力系數(shù)較小，故乘以一個小于1的系數(shù)；反之，乘以一個大于1的系數(shù)。2、實測確定值在生產(chǎn)礦井中，常常需要掌握各個巷道的實際摩擦阻力系數(shù)值，目的是為降低礦井通風(fēng)阻力，合理調(diào)節(jié)礦井風(fēng)量，提供原始的第一手資料。所以，實測摩擦阻力系數(shù)值有它一定的現(xiàn)實指導(dǎo)意義。實測方法參見附錄八中實驗四。（二）摩擦風(fēng)阻對于已經(jīng)確定的井巷，巷道的長度L、周長U、斷面S以及巷道的支護形式（摩擦阻力系數(shù)）都是確定的，故把公式（3-10）中的、L、U、S用一個參數(shù)R摩來表示，得到下式： R摩= Kg

17、/m7或； （3-13）R摩稱為摩擦風(fēng)阻。其國際單位是 Kg/m7和。顯然R摩是空氣密度、巷道的粗糙程度、斷面積、斷面周長、井巷長度等參數(shù)的函數(shù)。當這些參數(shù)確定時，摩擦風(fēng)阻R摩值是固定不變的。所以，可將R摩看作反映井巷幾何特征的參數(shù)，它反映的是井巷通風(fēng)的難易程度。將式（3-13）代入公式（3-10）得到公式： h摩=R摩Q2，Pa （3-14）上式就是完全紊流時摩擦阻力定律，它說明了當摩擦風(fēng)阻一定時，摩擦阻力與風(fēng)量的平方成正比。第二節(jié) 局部阻力在風(fēng)流運動過程中，由于井巷邊壁條件的變化，風(fēng)流在局部地區(qū)受到局部阻力物（如巷道斷面突然變化，風(fēng)流分叉與交匯，斷面堵塞等）的影響和破壞，引起風(fēng)流流速大小、

18、方向和分布的突然變化，導(dǎo)致風(fēng)流本身產(chǎn)生很強的沖擊，形成極為紊亂的渦流，造成風(fēng)流能量損失，這種均勻穩(wěn)定風(fēng)流經(jīng)過某些局部地點所造成的附加的能量損失，就叫做局部阻力。一、局部阻力的成因與計算 （一）局部阻力的成因分析井下巷道千變?nèi)f化，產(chǎn)生局部阻力的地點很多，有巷道斷面的突然擴大與縮小（如采區(qū)車場、井口、調(diào)節(jié)風(fēng)窗、風(fēng)橋、風(fēng)硐等），巷道的各種拐彎（如各類車場、大巷、采區(qū)巷道、工作面巷道等），各類巷道的交叉、交匯（如井底車場、中部車場）等等。在分析產(chǎn)生局部阻力原因時，常將局部阻力分為突變類型和漸變類型（如圖3-5所示）兩種。圖中a、c、e、g屬于突變類型，b、d、f、h屬于漸變類型。圖3-5 巷道的突變與

19、漸變類型 紊流流體通過突變部位時，由于慣性的作用，不能隨從邊壁突然變化，出現(xiàn)主流與邊壁脫離的現(xiàn)象，在主流與邊壁間形成渦流區(qū)。產(chǎn)生的大尺度渦流，不斷被主流帶走，補充進去的流體，又形成新的渦流，因而增加了能量損失，產(chǎn)生局部阻力。邊壁雖然沒有突然變化，但如果在沿流動方向出現(xiàn)減速增壓現(xiàn)象的地方，也會產(chǎn)生渦流區(qū)。如圖3-5b，巷道斷面漸寬，沿程流速減小，靜壓不斷增加，壓差的作用方向與主流的方向相反，使邊壁附近很小的流速逐漸減少到零，在這里主流開始與邊壁脫離，出現(xiàn)與主流相反的流動，形成渦流區(qū)。在圖3-5h中，直道上的渦流區(qū)，也是由于減速增壓過程造成的。 增速減壓區(qū)，流體質(zhì)點受到與流動方向一致的正壓作用，流

20、速只增不減，所以收縮段一般不會產(chǎn)生渦流。若收縮角很大，在緊接漸縮段之后也會出現(xiàn)渦流區(qū)，如圖3-5d所示。在風(fēng)流經(jīng)過巷道轉(zhuǎn)彎處，流體質(zhì)點受到離心力的作用，在外測形成減速增壓區(qū)，也能出現(xiàn)渦流區(qū)。過了拐彎處，如流速較大且轉(zhuǎn)彎曲率半徑較小，則由于慣性作用，可在內(nèi)側(cè)又出現(xiàn)渦流區(qū)，它的大小和強度都比外側(cè)的渦流區(qū)大，是能量損失的主要部分。綜上所述，局部的能量損失主要和渦流區(qū)的存在有關(guān)。渦流區(qū)越大，能量損失的就越多。僅僅流速分布的改變，能量損失并不太大。在渦流區(qū)及其附近，主流的速度梯度增大，也增加能量損失，在渦流被不斷帶走和擴散的過程中，使下游一定范圍內(nèi)的紊流脈動加劇，增加了能量損失，這段長度稱為局部阻力物的

21、影響長度，在它以后，流速分布和紊流脈動才恢復(fù)到均勻流動的正常狀態(tài)。需要說明的是，在層流條件下，流體經(jīng)過局部阻力物后仍保持層流，局部阻力仍是由流層之間的粘性切應(yīng)力引起的，只是由于邊壁變化，使流速重新分布，加強了相鄰層流間的相對運動，而增加了局部能量損失。層流局部阻力的大小與雷諾數(shù)Re 成反比。受局部阻力物影響而仍能保持著層流，只有在 Re小于2000時才有可能，這在礦井通風(fēng)巷道中極為少見，故本節(jié)不討論層流局部阻力計算，重點討論紊流時的局部阻力。（二）局部阻力計算實驗證明，不論井巷局部地點的斷面、形狀和拐彎如何千變?nèi)f化，也不管局部阻力是突變類型還是漸變類型，所產(chǎn)生的局部阻力的大小都和局部地點的前面

22、或后面斷面上的速壓成正比。與摩擦阻力類似，局部阻力h局一般也用速壓的倍數(shù)來表示。 h局 ，Pa （3-15）式中 h局局部阻力，Pa； 局部阻力系數(shù)，無因次； 局部地點前后斷面上的平均風(fēng)速，m/s；風(fēng)流的密度，Kg/m3； 如果將Q/S，代入式（3-15）后，得到： h局 Pa （3-16）公式（3-15）和（3-16）就是紊流通用局部阻力計算公式。需要說明的是，在查表確定局部阻力系數(shù)值時，一定要和局部阻力物的斷面S、風(fēng)量Q、風(fēng)速相對應(yīng)。 二、局部阻力系數(shù)與風(fēng)阻（一）局部阻力系數(shù)產(chǎn)生局部阻力的過程非常復(fù)雜，要確定局部阻力系數(shù)也是非常復(fù)雜的。大量實驗研究表明，紊流局部阻力系數(shù)主要取決于局部阻力物

23、的形狀，而邊壁的粗糙程度為次要因素，但在粗糙程度較大的支架巷道中也需要考慮。由于產(chǎn)生局部阻力的過程非常復(fù)雜，所以系數(shù)一般由實驗求得，附錄二是由前人通過實驗得到的部分局部阻力系數(shù)，計算局部阻力時查表即可。 例3-3 某水平巷道如圖3-6所示，用壓差計和膠皮管測得1-2及1-3之間的阻力分別為295Pa和440Pa，巷道的斷面積均等于6，周長10m，通過的風(fēng)量為40，求巷道的摩擦阻力系數(shù)及拐彎處的局部阻力系數(shù)。圖3-6拐彎平巷解: （1） 2-3段的阻力為：（2） 摩擦阻力系數(shù)為：/m4（3） 1-2段的摩擦阻力為：（4） 拐彎處的局部阻力為：（5） 巷道中的風(fēng)速為：（6） 局部阻力系數(shù)為：從上題

24、可以看出，局部阻力系數(shù)和局部風(fēng)阻可以查表計算，也可以通過實測的方法來計算確定。即：先測定出12斷面之間的總阻力h1-2,再用公式計算出12斷面之間的摩擦阻力，減去摩擦阻力，得到局部阻力值，再用公式 （3-15）計算得到局部阻力系數(shù)。（二）局部風(fēng)阻同摩擦阻力一樣，當產(chǎn)生局部阻力的區(qū)段形成后， 、S、都可視為確定值，故將公式h局中的、S、用一個常量來表示，即有：R局 ， Kg/m7或 （3-17）將上式代入公式 h局 得到局部阻力定律： h局R局Q2 （3-18）上式為完全紊流狀態(tài)下的局部阻力定律，h局與R摩一樣，也可看作局部阻力物的一個特征參數(shù)，它反映的是風(fēng)流通過局部阻力物時通風(fēng)的難易程度。R局

25、一定時，h局與Q的平方成正比。在一般情況下，由于井巷內(nèi)的風(fēng)流速壓較小，所產(chǎn)生的局部阻力也較小，井下所有的局部阻力之和只占礦井總阻力的1020左右。故在通風(fēng)設(shè)計中，一般只對摩擦阻力進行計算，對局部阻力不作詳細計算，而按經(jīng)驗估算。第三節(jié) 礦井總風(fēng)阻與礦井等積孔一、礦井通風(fēng)阻力定律從第一節(jié)可知，井下風(fēng)流在流經(jīng)一條巷道時產(chǎn)生的總阻力等于各段摩擦阻力和所有的局部阻力之和。即： h阻= （3-19）當巷道風(fēng)流為紊流狀態(tài)時，將公式 和 h局以及公式h摩=R摩Q2 和h局R局Q2 代入上式得到： h阻 （3-20） 令R=，得到： h阻RQ2 ，Pa （3-21）式中 R井巷風(fēng)阻，Kg/m7或 R是由井巷中通

26、風(fēng)阻力物的種類、幾何尺寸和壁面粗糙程度等因素決定的，反映井巷的固有特性。當通過井巷的風(fēng)量一定時，井巷通風(fēng)阻力與風(fēng)阻成正比， 因此，風(fēng)阻值大的井巷其通風(fēng)阻力也大，反之，風(fēng)阻值小的通風(fēng)阻力也小。可見，井巷風(fēng)阻值的大小標志著通風(fēng)難易程度，風(fēng)阻大時通風(fēng)困難，風(fēng)阻小時通風(fēng)容易。所以，在礦井通風(fēng)中把井巷風(fēng)阻值的大小作為判別礦井通風(fēng)難易程度的一個重要指標。式（3-21）就是井巷中風(fēng)流紊流狀態(tài)下的礦井通風(fēng)阻力定律，它反映了風(fēng)阻R一定時，井巷通風(fēng)總阻力與井巷通過的風(fēng)量二次方成正比，適用于井下任何巷道。 需要說明的是，由于層流狀態(tài)下的摩擦阻力、局部阻力與風(fēng)流速度和風(fēng)量的一次方成正比，同樣可以得到層流狀態(tài)下的通風(fēng)阻

27、力定律： h阻RQ，Pa （3-22）容易理解，對于中間過渡流態(tài)，風(fēng)量指數(shù)在12之間，從而得到一般通風(fēng)阻力定律h阻RQn ，Pa （3-23）n=1時是層流通風(fēng)阻力定律，n=2時是紊流通風(fēng)阻力定律，n=12時是中間過渡狀態(tài)通風(fēng)阻力定律，式（3-23）就是礦井通風(fēng)學(xué)中最一般的通風(fēng)阻力定律定律。由于井下只有個別風(fēng)速很小的地點才有可能用到層流或中間過渡狀態(tài)下的通風(fēng)阻力定律，所以紊流通風(fēng)阻力定律h阻RQ2是通風(fēng)學(xué)中應(yīng)用最廣泛、最重要的通風(fēng)定律。將紊流通風(fēng)阻力定律h阻RQ2繪制成曲線，即：當風(fēng)阻R值一定時，用橫坐標表示井巷通過的風(fēng)量，用縱坐標表示通風(fēng)阻力，將風(fēng)量與對應(yīng)的阻力（，）繪制于平面坐標系中得到一

28、條二次拋物線如圖（3-7）所示，這條曲線就叫做該井巷阻力特性曲線。曲線越陡、曲率越大，井巷風(fēng)阻越大，通風(fēng)越困難。反之，曲線越緩，通風(fēng)越容易。圖3-7 井巷阻力特性曲線井巷阻力特性曲線不但能直觀地看出井巷的通風(fēng)難易程度，而且當用圖解法解算簡單通風(fēng)網(wǎng)路和分析通風(fēng)機工況時，都要應(yīng)用到井巷風(fēng)阻特性曲線。故應(yīng)了解曲線的意義，掌握其繪制方法。二、礦井總風(fēng)阻對于一個確定的礦井通風(fēng)網(wǎng)路，其總風(fēng)阻值就叫做礦井總風(fēng)阻。當?shù)V井通風(fēng)網(wǎng)路的風(fēng)量分配后，其總風(fēng)阻值則是由網(wǎng)路結(jié)構(gòu)、各支路風(fēng)阻值所決定的。礦井總風(fēng)阻值可以通過網(wǎng)路解算得到（第五章介紹）。它和礦井總阻力、礦井總風(fēng)量的關(guān)系是： （3-24)式中 R礦礦井總風(fēng)阻，K

29、g/m7或表示礦井通風(fēng)的難易程度，是評價礦井通風(fēng)系統(tǒng)經(jīng)濟性的一個重要指標，也是衡量一個礦井通風(fēng)安全管理水平的重要尺度。 h礦礦井總阻力，Pa對于單一進風(fēng)井和單一出風(fēng)井， 其值等于從進風(fēng)井到主要通風(fēng)機入口，按順序連接的各段井巷的通風(fēng)阻力累加起來的值。對于多風(fēng)井進風(fēng)或多風(fēng)井出風(fēng)的礦井通風(fēng)系統(tǒng)，礦井總阻力是根據(jù)全礦井總功率等于各臺通風(fēng)機工作系統(tǒng)功率之和來確定的。Q礦礦井總風(fēng)量，m3/s。三、礦井等積孔為了更形象、更具體、更直觀地衡量礦井通風(fēng)難易程度，礦井通風(fēng)學(xué)上用一個假想的、并與礦井風(fēng)阻值相當?shù)目椎拿娣e作為評價礦井通風(fēng)難易程度，這個假想孔的面積就叫做礦井等積孔。假定在無限空間有一薄壁，在薄壁上開一面

30、積為A（m2）的孔口，如圖（3-8）所示。當孔口通過的風(fēng)量等于礦井總風(fēng)量Q，而且孔口兩側(cè)的風(fēng)壓差等于礦井通風(fēng)總阻力（p1p2=h）時，則孔口的面積A值就是該礦井的等積孔。現(xiàn)用能量方程來尋找礦井等積孔A與礦井總風(fēng)量Q和礦井總阻力h之間的關(guān)系。圖3-8 等積孔在薄壁左側(cè)距孔口A足夠遠處（風(fēng)速取斷面II，其靜壓為p1,在孔口右側(cè)風(fēng)速收縮斷面最小處取斷面IIII（面積），其靜壓為p2，風(fēng)速為最大。薄壁很薄其阻力忽略不計，則II、IIII斷面的能量方程式為： p1-（p2）0或p1p2=，pa （3-25）因為 p1-p2=h, pa （3-26）所以 h= ， pa （3-27）由此得: ，m/s （

31、3-28） 風(fēng)流收縮處斷面面積與孔口面積A之比稱為收縮系數(shù)，由水力學(xué)可知，一般0.65，故,則該處的風(fēng)速代入上式，整理得： ， （3-29)若礦井空氣密度為標準空氣密度，即時，則得：， （3-30）將代入公式（3-30）中，得： , （3-31）公式（3-30）和（3-31）就是礦井等積孔的計算公式，它適用于任何井巷。公式表明，如果礦井的通風(fēng)阻力h相同，等積孔A大的礦井，風(fēng)量Q必大，表示通風(fēng)容易；等積孔A小的礦井，風(fēng)量Q必小，表示通風(fēng)困難。所以，礦井等積孔能夠反映不同礦井或同一礦井不同時期通風(fēng)技術(shù)管理水平。同時，也可以評判礦井通風(fēng)設(shè)計是否經(jīng)濟。公式（3-31）表明等積孔A與風(fēng)阻R的平方根成反比

32、，即井巷或礦井的風(fēng)阻越小時，等積孔A越大，通風(fēng)越容易；反之，越困難。所以，根據(jù)礦井總風(fēng)阻和礦井等積孔，通常把礦井通風(fēng)難易程度分為三級，如表3-1所示。表3-1 礦井通風(fēng)難易程度的分級標準通風(fēng)阻力等級通風(fēng)難易程度風(fēng)阻R（）等積孔A（m2)大阻力礦困 難1中阻力礦中 等12小阻力礦容 易2 必須指出，表3-1所列衡量礦井通風(fēng)難易程度的等積孔值，是1873年繆爾格根據(jù)當時的生產(chǎn)情況提出的，一直沿用至今。由于現(xiàn)代化礦井開采規(guī)模、開采方法、機械化程度和通風(fēng)能力等較以前有很大的發(fā)展和提高，表中的標準對小型礦井還有一定的參考價值，對于大型礦井或多風(fēng)機通風(fēng)礦井應(yīng)參照表3-2。該表是由煤科院撫順分院提出，根據(jù)煤

33、炭產(chǎn)量及瓦斯等級確定的礦井通風(fēng)難易程度的分級標準。表3-2礦井等積孔分類表年產(chǎn)量（Mt/a）低瓦斯礦井高瓦斯礦井附注A的最小值（m2）R的最大值（）A的最小值（m2）R的最大值（）2.0 2.0 3.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 0.35 0.35 0.16 0.16 0.09 0.06 0.04 0.03 外部漏風(fēng)允許10時，A的最小值減5%,R的最大值加10；外部漏風(fēng)允許15時，A的最小值減10，R的最大值加20，即為礦井A的最小值，R 的最大值。對礦井來說，上述公式（3-30）和（3-31）只能計算單臺通風(fēng)機工作時的礦井等積孔大小，對于多臺通風(fēng)機工作礦井等積孔的計算，應(yīng)根據(jù)

34、全礦井總功率等于各臺主要通風(fēng)機工作系統(tǒng)功率之和的原理計算出總阻力，而總風(fēng)量等于各臺主要通風(fēng)機風(fēng)路上的風(fēng)量之和，代入公式（3-30）即： （3-32） （3-33） （3-34） （3-35）式（3-35）就是多臺主要通風(fēng)機礦井等積孔的計算公式。式中 各臺主要通風(fēng)機系統(tǒng)的通風(fēng)阻力，Pa；各臺主要通風(fēng)機系統(tǒng)的風(fēng)量，m3/s ；第四節(jié) 降低礦井通風(fēng)阻力措施根據(jù)我國對617對井口和1023個風(fēng)井的調(diào)查和統(tǒng)計，有40% 的礦井通風(fēng)阻力屬于中阻力和大阻力礦井，個別礦井的通風(fēng)電耗甚至占到了礦井總電耗的50%。所以，無論是新礦井通風(fēng)設(shè)計還是生產(chǎn)礦井通風(fēng)管理工作，都要做到盡可能降低礦井通風(fēng)阻力。降低礦井通風(fēng)阻力

35、，特別是降低井巷的摩擦阻力對減少風(fēng)壓損失、減低通風(fēng)電耗、減少通風(fēng)費用和保證礦井安全生產(chǎn)、追求最大經(jīng)濟效益都具有特別的實際意義。降低礦井通風(fēng)阻力是一項非常龐大的系統(tǒng)工程，要綜合考慮諸多方面因素。首先要保證通風(fēng)系統(tǒng)運行安全可靠，礦井主要通風(fēng)機要在經(jīng)濟、合理、高效區(qū)運轉(zhuǎn)，及時調(diào)節(jié)礦井總風(fēng)量，盡量避免通風(fēng)機風(fēng)量過剩和不足；通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)要合理、簡單、穩(wěn)定；通風(fēng)方法和通風(fēng)方式要適應(yīng)降阻的要求（如抽出式通風(fēng)要比壓入式的通風(fēng)阻力大，中央并列式通風(fēng)路線要長）；減少局部風(fēng)量調(diào)節(jié)（主要是增阻調(diào)節(jié)法）的地點和數(shù)量，使調(diào)節(jié)后的總風(fēng)阻接近不加調(diào)節(jié)風(fēng)窗時的風(fēng)阻，調(diào)節(jié)幅度要小、質(zhì)量要高。降低礦井通風(fēng)阻力的重點在最大阻力路線上的公

36、共段通風(fēng)阻力。由于礦井通風(fēng)系統(tǒng)的總阻力等于該系統(tǒng)最大阻力路線上的各分支的摩擦阻力和局部阻力之和，因此在降阻之前首先要確定通風(fēng)系統(tǒng)的最大阻力路線，通過阻力測定，了解最大阻力路線上的阻力分布狀況，找出阻力較大的分支，對其實施降阻措施。具體方法如下：一、降低摩擦阻力的措施摩擦阻力是礦井通風(fēng)阻力的主要部分，因此降低井巷摩擦阻力是通風(fēng)技術(shù)管理的重要工作。由公式可知，降低摩擦阻力的措施有：1減少摩擦阻力系數(shù)礦井通風(fēng)設(shè)計時盡量選用值小的支護方式，如錨噴、砌碹、錨桿、錨鎖、鋼帶等，尤其是服務(wù)年限長的主要井巷，一定要選用摩擦阻力較小的支護方式，如砌碹巷道的值僅有支架巷道的30%40%。施工時一定要保證施工質(zhì)量，

37、應(yīng)盡量采用光面爆破技術(shù)，盡可能使井巷壁面平整光滑，使井巷壁面的凹凸度不大于50mm。對于支架巷道，要注意支護質(zhì)量，支架不僅要整齊一致，有時還要剎幫背頂，并且要注意支護密度。及時修復(fù)被破壞的支架，失修率不大于7%。在不設(shè)支架的巷道，一定注意把頂板、兩幫和底板修整好，以減少摩擦阻力。2井巷風(fēng)量要合理因為摩擦阻力與風(fēng)量的平方成正比，因此在通風(fēng)設(shè)計和技術(shù)管理過程中，不能隨意增大風(fēng)量，各用風(fēng)地點的風(fēng)量在保證安全生產(chǎn)要求的條件下，應(yīng)盡量減少。掘進初期用局部通風(fēng)機通風(fēng)時，要對風(fēng)量加以控制。及時調(diào)節(jié)主通風(fēng)機的工況，減少礦井富裕總風(fēng)量。避免巷道內(nèi)風(fēng)量過于集中，要盡可能使礦井的總進風(fēng)早分開、總回風(fēng)晚匯合。3保證井

38、巷通風(fēng)斷面因為摩擦阻力與通風(fēng)斷面積的三次方成反比，所以擴大井巷斷面能大大降低通風(fēng)阻力，當井巷通過的風(fēng)量一定時，井巷斷面擴大33%，通風(fēng)阻力可減少一半，故常用于主要通風(fēng)路線上高阻力段的減阻措施中。當受到技術(shù)和經(jīng)濟條件的限制，不能任意擴大井巷斷面時，可以采用雙巷并聯(lián)通風(fēng)的方法。在日常通風(fēng)管理工作中，要經(jīng)常修整巷道，減少巷道堵塞物，使巷道清潔、完整、暢通，保持巷道足夠斷面。4減少巷道長度因為巷道的摩擦阻力和巷道長度成正比，所以在礦井通風(fēng)設(shè)計和通風(fēng)系統(tǒng)管理時，在滿足開拓開采的條件下，要盡量縮短風(fēng)路長度，及時封閉廢棄的舊巷和甩掉那些經(jīng)過采空區(qū)且通風(fēng)路線很長的巷道，及時對生產(chǎn)礦井通風(fēng)系統(tǒng)進行改造，選擇合理

39、的通風(fēng)方式。5選用周長較小的井巷斷面在井巷斷面相同的條件下，圓形斷面的周長最小，拱形次之，矩形和梯形的周長較大。因此，在礦井通風(fēng)設(shè)計時，一般要求立井井筒采用圓形斷面，斜井、石門、大巷等主要井巷采用拱型斷面，次要巷道及采區(qū)內(nèi)服務(wù)年限不長的巷道可以考慮矩形和梯形斷面。二、降低局部阻力的措施產(chǎn)生局部阻力的直接原因是，由于局部阻力地點巷道斷面的變化，引起了井巷風(fēng)流速度的大小、方向、分布的變化。因此，降低局部阻力就是改善局部阻力物斷面的變化形態(tài)，減少風(fēng)流流經(jīng)局部阻力物時產(chǎn)生的劇烈沖擊和巨大渦流，減少風(fēng)流能量損失，主要措施如下：1最大限度減少局部阻力地點的數(shù)量。井下盡量少使用直徑很小的鐵風(fēng)橋，減少調(diào)節(jié)風(fēng)窗

40、的數(shù)量；應(yīng)盡量避免井巷斷面的突然擴大或突然縮小，斷面比值要小。2當連接不同斷面的巷道時，要把連接的邊緣做成斜線或圓弧型（如圖3-9）。3巷道拐彎時，轉(zhuǎn)角越小越好（如圖3-10）在拐彎的內(nèi)側(cè)做成斜線型和圓弧型。要盡量避免出現(xiàn)直角彎。巷道盡可能避免突然分叉和突然匯合，在分叉和匯合處的內(nèi)側(cè)也要做成斜線或圓弧型。圖3-9巷道連接處為斜線型 圖3-10巷道拐彎處為圓弧型4減少局部阻力地點的風(fēng)流速度及巷道的粗糙程度。5在風(fēng)筒或通風(fēng)機的入風(fēng)口安裝集風(fēng)器，在出風(fēng)口安裝擴散器。6減少井巷正面阻力物，及時清理巷道中的堆積物，采掘工作面所用材料要按需使用，不能集中堆放在井下巷道中。巷道管理要做到無雜物、無淤泥、無片

41、幫，保證有效通風(fēng)斷面。在可能的條件下盡量不使成串的礦車長時間地停留在主要通風(fēng)巷道內(nèi)，以免阻擋風(fēng)流，使通風(fēng)狀況惡化。第五節(jié) 礦井通風(fēng)阻力測定 礦井通風(fēng)阻力測定工作是通風(fēng)技術(shù)管理的重要內(nèi)容之一，其目的在于檢查通風(fēng)阻力的分布是否合理，某些巷道或區(qū)段的阻力是否過大，為改善礦井通風(fēng)系統(tǒng)，減少通風(fēng)阻力，降低礦井通風(fēng)機的電耗以及均壓防滅火提供依據(jù)。此外，通過阻力測量，還可求出礦井各類巷道的風(fēng)阻值和摩擦阻力系數(shù)值，以備通風(fēng)技術(shù)管理和通風(fēng)計算時使用。 通風(fēng)阻力的測量方法常用的有兩種，一為壓差計測量法，二為氣壓計測量法。通風(fēng)阻力測定的基本內(nèi)容及要求包括以下幾個方面： 1測算井巷風(fēng)阻。井巷風(fēng)阻是反映井巷通風(fēng)特性的重

42、要參數(shù)，很多通風(fēng)問題都和這個參數(shù)有關(guān)。只要測定出各條井巷的通風(fēng)阻力和該巷通過的風(fēng)量，就可以計算出它們的風(fēng)阻值。只要井巷斷面和支護方式不變，測一次即可；如果發(fā)生了變化，則需要重測。測風(fēng)阻時，要逐段進行，不能趕時間，力求一次測準。2測算摩擦阻力系數(shù)。斷面形狀和支護方式不同的井巷，其摩擦阻力系數(shù)也不同。只要測出各井巷的阻力、長度、凈斷面積和通過的風(fēng)量，代入公式即可計算出摩擦阻力系數(shù)。測摩擦阻力系數(shù)時，可以分段、分時間進行測量，不必測量整個巷道的阻力，但測量精度要求高。3測算通風(fēng)阻力的分布情況。為了掌握全礦井通風(fēng)系統(tǒng)的阻力分布情況，應(yīng)沿著通風(fēng)阻力大的路線測定各段通風(fēng)阻力，了解整個風(fēng)路上通風(fēng)阻力分布情況

43、。也可分成若干小段，同時測定，這樣既可以減少測定阻力的誤差，也可以節(jié)約時間。測量全礦井通風(fēng)阻力時要求連續(xù)、快速。 一、通風(fēng)阻力測定的方法及步驟 （一）測定前的準備工作1儀表和人員的準備根據(jù)阻力測定方法和測定內(nèi)容準備儀表。每個測定小組必備的儀表有：1）測量兩點間的壓差：用氣壓計法時，需要準備兩臺氣壓計或礦井通風(fēng)綜合參數(shù)檢測儀；用壓差計法時，可備單管傾斜壓差計一臺，內(nèi)徑46mm膠皮管或彈性好的塑料管兩根，靜壓管或皮托管兩支，小氣筒一個，酒精或乙醇若干，有時為了便于壓差計調(diào)平，放置皮托管，還常用三角架、小平板等。2）測量風(fēng)速：高、中、低速風(fēng)表各一只，秒表一塊。3）測量空氣密度：空盒氣壓計一臺，風(fēng)扇濕

44、度計一臺。（若用礦井通風(fēng)綜合參數(shù)檢測儀測氣壓，可以不必準備此項儀器）4）測量井巷幾何參數(shù)：2030m長皮尺一個，鋼卷尺一個，斷面測量儀一個。所有測定儀器都必須附有校正表和校正曲線，精度應(yīng)能滿足測定要求。測定時由45人組成一個小組，事前做好分工，明確任務(wù)。每人都應(yīng)根據(jù)分工掌握所需測定項目的測定方法，熟悉儀表的性能和注意事項。測定范圍很大時，可以分成幾個小組同時進行，每組測定一個區(qū)段和一個通風(fēng)系統(tǒng)。分組測定時，儀表精度應(yīng)該一致，校正方法和時間一致。2.選擇測量路線和測點選擇測量路線前應(yīng)對井下通風(fēng)系統(tǒng)的現(xiàn)實情況做詳細的調(diào)查研究，并參看全礦通風(fēng)系統(tǒng)圖，根據(jù)不同的測量目的選擇測量路線。若為全礦井阻力測定

45、，則首先選擇風(fēng)路最長、風(fēng)量最大的干線為主要測量路線，然后再決定其他若干條次要路線，以及那些必須測量的局部阻力區(qū)段；若為局部區(qū)段的阻力測定，則根據(jù)需要僅在該區(qū)段內(nèi)選擇測量路線。選擇路線后，按下列原則布置測點：1）在風(fēng)路的分叉或匯合地點必須布置測點。如果在分風(fēng)點或合風(fēng)點流出去的風(fēng)流中布置測點時，測點距分風(fēng)點或合風(fēng)點的距離不得小于巷道寬度B的12倍;如果在流入分風(fēng)點或合風(fēng)點的風(fēng)流中布置測點時，測點距分風(fēng)點或合點的距離一般可為巷道寬度B的3倍。（如圖3-11）所示。圖3-11 測點布置2）在并聯(lián)風(fēng)路中，只沿一條路線測量風(fēng)壓（因為并聯(lián)風(fēng)路中各分支的風(fēng)壓相等）,其它各風(fēng)路只布置測風(fēng)點，測出風(fēng)量，以便根據(jù)相

46、同的風(fēng)壓來計算各分支巷道的風(fēng)阻。3）如巷道很長且漏風(fēng)較大時，測點的間距宜盡量縮短，以便逐步追查漏風(fēng)情況。 4）安設(shè)皮托管或靜壓管時，在測點之前至少有3m長的巷道支架良好，沒有空頂、空幫、凹凸不平或堆積物等情況。5）在局部阻力特別大的地方，應(yīng)在前后設(shè)置兩個測點進行測量。但若時間緊急，局部阻力的測量可以留待以后進行，以免影響整個測量工作。6）測點應(yīng)按順序編號并標注明顯。為了減少正式測量時的工作量，可提前將測點間距、巷道斷面積測出。待測量路線和測點位置選好后，要用不同顏色繪成測量路線示意圖，并將測點位置、間距、標高和編號注入圖中。3準備記錄表格為了便于匯總資料和計算阻力，在測量阻力之前應(yīng)制定好有關(guān)原

47、始資料統(tǒng)計表。主要表格有：各測點平均風(fēng)速基礎(chǔ)記錄表、各測點大氣參數(shù)記錄表、各測點風(fēng)壓基礎(chǔ)記錄表、各巷道規(guī)格基礎(chǔ)記錄表（參見附錄三）。（二）壓差計法測量通風(fēng)阻力1測量儀器此種測量法一般是用單管傾斜壓差計作為顯示壓差的儀器，傳遞壓力用內(nèi)徑4-6mm的膠皮管，接受壓力的儀器用皮托管或靜壓管。靜壓管如圖3-12所示，它是由流線形的中空管1與管接頭3組成。在管的側(cè)壁徑向開小孔2，靜壓從此傳遞。為了測量動壓值，還需用風(fēng)表、濕度計和氣壓計。圖3-12 靜壓管2測量阻力原理欲測某傾斜巷道1、2兩斷面之間的通風(fēng)阻力，儀器布置如圖3-13所示。如果將單管傾斜壓差計放在2點之后（a圖），則作用在壓差計“+”接頭的壓

48、力為, 作用在壓差計“-”接頭的壓力為,故將壓差計的讀數(shù)L讀換算成垂直mm，再換算成Pa值應(yīng)為：圖3-13 單管傾斜壓差計測量阻力布置圖KL讀g-=（-）- （3-36）如果將單管傾斜壓差計放在1點之后（b圖），則作用在壓差計“+”接頭的壓力為，作用在壓差計“-”接頭的壓力為+，故：KL讀g=-=（-）- （3-37）上兩式說明：用單管傾斜壓差計測出的壓差值為1、2兩斷面的靜壓差與位壓差之和，或叫1、2兩斷面的勢壓差。而且不論將單管傾斜壓差計放在2點之后，1點之前或1、2兩點之間，其測量結(jié)果是相同的。根據(jù)能量方程式，1、2兩斷面之間的通風(fēng)阻力為： （3-38）因為Kg=（-）-zg所以用單管傾

49、斜壓差計測量阻力的計算公式為： Pa （3-39)式中單管傾斜壓差計的讀數(shù)，mm； K單管傾斜壓差計的校正系數(shù)；兩斷面動壓之差，Pa。當1斷面的平均動壓大于2斷面的平均動壓時，為正值，反之，為負值。上式（3-39）同樣適用于用其它壓差計測量任意兩測點的通風(fēng)阻力。3井下測量步驟1）井下測量時儀器的布置如圖3-13所示，將兩個靜壓管用三角架設(shè)于1點和2點，其尖部迎風(fēng)，管軸和風(fēng)向平行。用膠皮管將靜壓管與壓差計相連。2）讀取壓差計的夜面讀數(shù)L讀和儀器校正系數(shù)K，記錄于附表3-3中。3）與此同時，其他人員測量測點的風(fēng)速、干濕球溫度、大氣壓、巷道斷面尺寸及測點間距，分別記錄于附表3-1、附表3-2和附表3

50、-4中。4）當1、2兩測點測完后，順著風(fēng)流方向?qū)?測點的靜壓管移至測點3，進行與上述相同的測量工作，如此繼續(xù)循環(huán)進行，直到測完為止。4注意事項1）在傾斜巷道內(nèi)，不宜安設(shè)測點，始末兩點盡量安設(shè)在上下水平巷道內(nèi)。2）開始測量前，用小氣筒將兩根膠皮管內(nèi)原有的空氣換成測定地點的空氣。3）測回采面壓差時，儀器應(yīng)安置在運輸平巷或回風(fēng)平巷內(nèi)、不易被運輸干擾的地點，膠皮管沿工作面鋪設(shè)。如果該工作面鄰近有行人或通風(fēng)小眼，也可將膠皮管通過這些小眼鋪設(shè)。4）測定過程中，如果壓差計出現(xiàn)異常現(xiàn)象，必須立即查明原因，排除故障，重新測定。故障可能是：(1)膠皮管因積水、污物進入或打折而堵塞；膠皮管被扎有小眼或破裂。(2)壓

51、差計漏氣，測壓管內(nèi)或測壓管與容器連接處有氣泡。(3)靜壓管放置在風(fēng)流的渦流區(qū)內(nèi)。5）在主要運輸巷和主要回風(fēng)測定時，應(yīng)盡可能增加兩測點的長度，以減少分段測定的積累誤差和縮短測定時間。（三）氣壓計法測量通風(fēng)阻力用氣壓計測量通風(fēng)阻力，最核心的問題就是如何測定測點的空氣靜壓，測量空氣靜壓的儀器種類很多，目前在煤礦井下測定通風(fēng)阻力使用最多的是礦井通風(fēng)綜合參數(shù)檢測儀。（儀器的操作原理與使用方法參見第二章第三節(jié)） 1測量阻力原理根據(jù)能量方程，氣壓計法就是通過氣壓計測出測點間的絕對靜壓差，再加上動壓差和位壓差，以計算通風(fēng)阻力。即： （3-40）或 （3-41)式中 相鄰兩測點的絕對靜壓差，Pa；相鄰兩測點的位壓差，Pa；相鄰兩測點的動壓差，Pa；其它符號意義同前。氣壓計測量通風(fēng)阻力的方法有逐點測定法和雙測點同時測定法。1）逐點測定法將一臺氣壓計留在基點作為校正大氣壓變化使用，另一臺作為測壓儀器從基點開始測量每一測點的壓力。如果在測量時間內(nèi)大氣壓和通風(fēng)狀況沒有變化，那么兩測點的絕對壓力差就是氣壓計在兩測點的儀器讀數(shù)差值。即：， （3-42）式中 P1、P2分別為前、后測點的實際絕對靜壓，Pa；、分別為前、后測點的氣壓計讀數(shù)，Pa但是，地面大氣壓和礦井通風(fēng)狀況