華北理工礦井通風(fēng)與安全教案第3章 礦井通風(fēng)阻力

課程名稱(chēng)：《礦井通風(fēng)與安全》

摘要

笫三章礦井通風(fēng)阻力

第一節(jié)風(fēng)流運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

第二節(jié)摩擦阻力

授課題目(章、節(jié))

第三節(jié)局部阻力

第四節(jié)通風(fēng)阻力定律和特性

第五節(jié)通風(fēng)阻力測(cè)量

本講目的要求及重點(diǎn)難點(diǎn):

【目的要求】通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生了解和掌握礦井通風(fēng)阻力及應(yīng)用。

【重點(diǎn)】風(fēng)流的摩擦阻力其應(yīng)用。

【難點(diǎn)】通風(fēng)阻力定律。

內(nèi)容

【本講課程的引入】

大家學(xué)習(xí)過(guò)流體力學(xué)，在流體力學(xué)中有一個(gè)較為重要的實(shí)險(xiǎn)，水在圓管

中流動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)側(cè)管帶有顏色水的流量，在主管中心會(huì)出現(xiàn)一條有規(guī)則的

流線；繼續(xù)調(diào)節(jié)流量，流線開(kāi)始變得不規(guī)則、直至完全紊亂。這也就是層流

和紊流的演示實(shí)驗(yàn)。在通風(fēng)中，風(fēng)流也有此性質(zhì)。

【本講課程內(nèi)容】

第三章礦井通風(fēng)阻力

第一節(jié)礦井風(fēng)流運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

風(fēng)流的流動(dòng)狀態(tài)有層流和紊流兩種：

層流：指流體各層的質(zhì)點(diǎn)互不混合，質(zhì)點(diǎn)流動(dòng)的軌跡為直線或有規(guī)則的

平滑曲線并與管道軸線方向基本平行。

紊流：指流體的質(zhì)點(diǎn)強(qiáng)烈互相混合，質(zhì)點(diǎn)的流動(dòng)軌跡極不規(guī)則，除了巖

流動(dòng)總方向發(fā)生位移外，還有垂直于流動(dòng)總方向的位移且在流體內(nèi)部存在著

時(shí)而產(chǎn)生，時(shí)而消失的漩渦。

井下風(fēng)流多數(shù)是完全紊流，只有一部分風(fēng)流處于向完全紊流過(guò)渡的狀態(tài),

只有風(fēng)速很小的漏風(fēng)風(fēng)流才可能出現(xiàn)層流。

第二節(jié)摩擦阻力

一、摩擦阻力的意義

風(fēng)流在井巷中作均勻流動(dòng)時(shí)，沿程受到井巷固定壁面的限制，引起內(nèi)外

摩擦，因而產(chǎn)生阻力，這種阻力叫做摩擦阻力。

二、完全紊流狀態(tài)下摩擦阻力定律

流體的流動(dòng)狀態(tài)受流體的速度，粘度和管道尺寸等影響，流體速度越大,

粘度越小，管道尺寸越大，則流體越易成為紊流，反之，則易成為層流。一

般用無(wú)因次參數(shù)一雷諾數(shù)表示。

對(duì)于圓形管道：Re=vd!v(3-1)

V—管道中的流體的平均速度m/s

d—圓形管道的直徑m

u—流體的運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)，對(duì)于礦井風(fēng)流1)=14.4x10-6m2/s

設(shè)Y位流體的水力半徑，指流體的斷面積s(nf)與流體的周界U之比

即：y=s/U(m)

在直徑為d的圓形管道中，風(fēng)流的水力半徑為：

Y=(7id2/4)/(7id)=d/4,m(3-2)

將(3-2)代入(3-1)得非圓形巷道風(fēng)流雷諾數(shù)的計(jì)算式：

Re=4VS/(ui))(3-3)

式中：S--巷道的斷面n?U—巷道的周界m

將(3-2)代入(3-4)得：

hf產(chǎn)(WyLV2)/8gs=(ZUpLV2)/8sPa(3-5)

因?yàn)榈V井重率y或密度p變化不大，而對(duì)于尺寸和支護(hù)已定型的井巷，

其壁面的相對(duì)光滑度是定數(shù)。即人常數(shù)

令a=(九丫)/8g=(Xp)/8N.S2/m4或Kg/m3稱(chēng)為摩擦阻力系數(shù)

(3-6)

完全紊流狀態(tài)下，a只受Qy或p的影響。若定型井巷a只與丫或p成

正比

則有h/(aULV?)@Pa(3-7)

對(duì)于定型的井巷它的L,U,S各項(xiàng)都為己知數(shù)，而a又只與y或p成正

比，故把上式中的(aUL)/s3項(xiàng)用Rk來(lái)表示，

即(aUL)/s3NS2/m8或Kg/m?(3-8)

RL井巷的摩擦風(fēng)阻，它反映的是井巷的特征，只受L,U,S和a的影

響：hfr=Rfr.Q2(Pa)

此即風(fēng)流在完全紊流狀態(tài)下的摩擦阻力定律，當(dāng)摩擦風(fēng)阻一定時(shí).，摩擦

阻力和風(fēng)量的平方成正比。

三、層流狀態(tài)下的摩擦阻力定律

在層流狀態(tài)下：X=64/Reo將九以及(3-2)、(3-3)式代入(3-4)時(shí),得：

_2i，-—2vpL/V用v=O/s代如上式,則：

gs-s-

IvrLirQ2vpLuzQ(3-10)

nfr-3一？

gsS

表示2vr/g=2vpNS/m2或kg/(s.m)

a—層流狀態(tài)下的摩擦阻力系數(shù)。

所以有人”"i用勺片組C心叫層流狀態(tài)下的摩擦風(fēng)阻。

ss

則入/二R〃。即風(fēng)流在層流狀態(tài)下的摩擦阻力定律，當(dāng)Rn■一定時(shí)，11行

與Q的一次方成正比

四、摩擦阻力的計(jì)算

進(jìn)行礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí)，需要計(jì)算完全紊流狀態(tài)下井巷的摩擦阻力。即根

據(jù)你所設(shè)計(jì)的井巷長(zhǎng)度、周界、井?dāng)嗝骅?、支護(hù)方式和要求通過(guò)的風(fēng)量，以

及其中有無(wú)提升運(yùn)輸設(shè)備等進(jìn)行計(jì)算。a值在不同情況時(shí)可查表求出，再根

據(jù)%=外客或二R.Q2計(jì)算出來(lái)。

例如:某設(shè)計(jì)巷道的木樁直徑d=16mm，縱口徑/=4,凈斷面s=4m2,周

界=8m,長(zhǎng)度l=300m,計(jì)劃通過(guò)的風(fēng)量Q=1440m3/minn則a可用表3-3查

出，由d和/可查出屋=161.7x10」再根據(jù)$=4,查表校正系數(shù)為0.93.

22s

所以a=0.01617*0.93=0.015Ns/nrR<=空=0.562Ns/m

5

2

hfr=R〃Q2=O.5625*(1440/60)=324Pa

投產(chǎn)后，若巷道內(nèi)實(shí)際密度為p'=1.26kg/m\則摩擦阻力系數(shù)變?yōu)?/p>

a'=-P'xa=0.0l575NS2/m8

P

=0.05906NS2

P

〃=340.2R/

P

五、降低摩擦阻力的措施

降低礦井通風(fēng)阻力，無(wú)論對(duì)安全和經(jīng)濟(jì)都有重要意義.由于摩擦阻力式礦

井通風(fēng)阻力的主要組成部分，因此以降低摩擦阻力為重點(diǎn)

2

=aLUQa=^P入只決定與管壁的光滑度.

分$38

1、降低摩擦阻力系數(shù)

a)選擇摩擦阻力較小的支護(hù)方式

b)盡可能使井巷平整光滑

2、擴(kuò)大巷道斷面

因oc/s即斷面的擴(kuò)大，會(huì)使摩擦阻力顯著減少，在改造通風(fēng)困難的

礦井時(shí)，幾乎都要選用這種措施，但在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)使用年限，井掘

費(fèi)、維護(hù)費(fèi)和通電費(fèi)等因素，綜合分析，選取最合適的經(jīng)濟(jì)斷面。

3、選用周界較小的井桂：在斷面相同的情況下以圓形斷面的周長(zhǎng)最小，

拱形次之，梯形最大。故井筒采用圓形斷面，主要巷道采用拱形斷面，服務(wù)

時(shí)間短的巷道可采用梯形。

4、減小巷道的長(zhǎng)度：進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)在滿足開(kāi)采需要的情況下，要

盡可能縮短風(fēng)路的長(zhǎng)度。

2

5、避免巷道內(nèi)風(fēng)量過(guò)大：hfrxQ,因此，若巷道內(nèi)風(fēng)量過(guò)大，就會(huì)

使巷道內(nèi)摩擦阻力大大增加，應(yīng)盡可能實(shí)礦井的總進(jìn)風(fēng)早分開(kāi)，并可能使礦

井的總回風(fēng)晚閉合。

第三節(jié)局部阻力

一、意義

風(fēng)流在井巷的局部地點(diǎn)，由于速度和方向突然發(fā)生變化，導(dǎo)致風(fēng)流本身

產(chǎn)生劇烈的沖擊，形成極為紊亂的我流，因而在該局部地點(diǎn)產(chǎn)生一種附加的

阻力，稱(chēng)為局部阻力。

井下產(chǎn)生局部阻力的地點(diǎn)：拐彎、分叉和匯合處、斷面變化處、進(jìn)風(fēng)井

口何處風(fēng)井口。

二、局部阻力定律

在完全紊流的狀態(tài)下，不論是井巷局部地點(diǎn)的斷面、形狀和拐彎如何變

化，所產(chǎn)生的局部阻力k，都和局部阻力的地點(diǎn)的前面或后面斷面上的速壓

hui或hvi成正比(圖34)。

(Pa)

式中Vi、V2—分別是局部地點(diǎn)前后斷面的平均風(fēng)速，m/s

&A局部阻力系數(shù)，無(wú)因次，與形狀和尺寸有關(guān)。

p—局部地點(diǎn)的空氣密度。

若通過(guò)局部地點(diǎn)的風(fēng)量為Q，斷面積分別為8、S>(m2)則有：

V尸Q/siV2=Q/S2代如上式：

h羥_乙經(jīng)令R=乙上_=乙上_則%尸RcrQ(Pa)

“一和2s：一八21%%2s；%2$

此實(shí)際是完全紊流狀態(tài)下的局部阻力定律，和完全紊流狀態(tài)下的摩擦阻

力定律一樣，當(dāng)Rcr一定時(shí)，her和Q的平方成正比。

三、局部阻力的計(jì)算方法

在一般情況下，由于井巷內(nèi)風(fēng)流的速壓較小，所以產(chǎn)生的局部阻力也較

小，井下各處的局部阻力之和只占礦井總阻力的10%?20%左右，因此在進(jìn)

行通風(fēng)設(shè)計(jì)工作中不一一計(jì)算，只在這兩個(gè)百分?jǐn)?shù)范圍內(nèi)估計(jì)一個(gè)數(shù)，但對(duì)

掘進(jìn)通風(fēng)用的風(fēng)量大的井巷要逐一計(jì)算計(jì)算時(shí)，先根據(jù)局部特點(diǎn)的特征，從

表3-16和表3-17查出局部阻力系數(shù)的近似值，然后用圖表中制定的相應(yīng)風(fēng)速

進(jìn)行計(jì)算。

表3T6各種巷道突然加大與突然縮小的七值(光滑管道)

090.B0-S0.4機(jī)20?10.010

S4/Sf

一.一—,1

00.01。.040.09o.ie-0.250.360.490.640.81。,第1.0

*

00.050.100.160.200?250.300.3$0.400.4S0.50

從表3-16可以看出，在局部地點(diǎn)小斷面Si和大斷面S2的比值相同時(shí)，

突然縮小比突然擴(kuò)大的局部阻力要小，這是因?yàn)轱L(fēng)流突然縮小時(shí)，所產(chǎn)生的

沖擊現(xiàn)象沒(méi)有風(fēng)流突然擴(kuò)大時(shí)那樣急劇。

例：已知，進(jìn)風(fēng)井內(nèi)V=8m/s,井口密度p=1.2kg/m3井口的凈斷面積

s=12.6m?求該井口的局部阻力和局部風(fēng)阻。

解：由表3-17可以看出，當(dāng)井口風(fēng)流突然收縮使局部阻力系數(shù)為0.6,

則：

%=0.6x=23.04Pa

22

%，”與二0?6x—^7=0.002268NS2/it,8

“'2s22x12.6?

若上述時(shí)出風(fēng)井口,則&=1.0。

*'=1x82x￥=38.4Pa/?'=^1'2>=o.（x）3779NS2/niX

22xl2.62

裳3-17其它幾種局部陰力的廣值（光滑管道）

JTLi-僦

好

Ri■ybfRi?

Ri?ybr0.75i

有號(hào)風(fēng)帆C.2

0.20.6iRi

0.60.l無(wú).風(fēng)板1?4

Ri=?jb,0.52j

R,用b,。3

<

7V

廠

Vt

SiV1

3.6,當(dāng)Si應(yīng)，2.01.01.5

1.0

當(dāng)風(fēng)速為?時(shí)

當(dāng)風(fēng)速為avx-VJBJ當(dāng)風(fēng)速力V，時(shí)V

四、降低局部阻力的措施

〃“ocV2或Q2,對(duì)于風(fēng)速而，放大的井巷，更要注意。

1、要盡可能避免斷面的突然擴(kuò)大或突然縮小。

2、盡可能避免拐90。的彎，在拐彎處的內(nèi)側(cè)和外側(cè)要做成斜面和圓弧形,

拐彎的曲線半徑盡可能的大，還可設(shè)置導(dǎo)風(fēng)板。

3、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)要做成斜面

或圓弧形。

4、對(duì)風(fēng)速大的風(fēng)筒，要懸掛平直，拐彎時(shí)曲率半經(jīng)盡可能加大。

5、在主要巷道內(nèi)不得隨意停放車(chē)輛和材料。

6、把正對(duì)風(fēng)流的固定物體做成流線形。

第四節(jié)通風(fēng)阻力定律和特征

一、通風(fēng)阻力定律

通風(fēng)阻力定律就是摩擦阻力定律和局部阻力的綜合，是通風(fēng)阻力、風(fēng)阻

和風(fēng)量三參數(shù)相互依存的規(guī)律。

I、在完全紊流的狀態(tài)下，通風(fēng)阻力定律h=RQ2,即h和R的一次方成

正比，和Q的平方成正比。

若某一井巷通過(guò)一定風(fēng)審，同時(shí)產(chǎn)生摩擦阻力和局部阻力，則h和R分

別是該井通風(fēng)的總風(fēng)阻。

2、在層流狀態(tài)下，通風(fēng)阻力定律為：h=RQ。

3、在中間過(guò)渡狀態(tài)，通風(fēng)阻力定律為〃=RQ'l<x<2

二、井巷的通風(fēng)特性

某一井巷或礦井的通風(fēng)特性就是該井巷或礦井所特有的反映通風(fēng)難易程

度或通風(fēng)能力大小的性能，用該井巷或礦井的風(fēng)阻值的大小來(lái)表示。

即：Q一定時(shí)，R上升，h上升，表示通風(fēng)困難，通風(fēng)能力小，反之，R

下降，h下降，表示通風(fēng)容易，通風(fēng)能力大。因此，井巷或礦井通風(fēng)特性又叫

風(fēng)阻特性。

為了形象化，習(xí)慣上引用一個(gè)和風(fēng)阻的數(shù)值相當(dāng)，意義相同的假想孔口

的面積值(m?)來(lái)表示井巷或礦井的通風(fēng)難易程度，這個(gè)假想的孔口叫做井

巷或礦井的等積孔，用A來(lái)表示。從」旗Qm2

式中Q-----通過(guò)井巷或礦井的風(fēng)量，m3/s

h——井巷或礦井的通風(fēng)阻力，Pa

A=m2或人！：!!也NSW

/RA2

由上兩式可以看出，A和R成反比，即井巷或礦井的R值大，相當(dāng)A的

值就小，表示該井巷或礦井通風(fēng)困難，反之亦然。

礦井的通風(fēng)特性還可以用曲線來(lái)表示，這種曲線叫井巷或礦井的通風(fēng)特

性曲線(又叫風(fēng)阻曲線圖3-6)。此曲線能形象的表示井巷或礦井的通風(fēng)難易

程度。

住13-6

風(fēng)阻較大，等積孔較小，通風(fēng)較困難，通風(fēng)能力較小的井巷或礦井，其

風(fēng)阻曲線就較陡；反之，等積孔較大，通風(fēng)較容易，追風(fēng)能力較大的井巷或

礦井，其風(fēng)阻曲線就較平緩。

三、風(fēng)流的功率和電耗

通風(fēng)困難的井巷或礦井，其風(fēng)流的功率必大，電耗必多。

1、功率一物體在單位時(shí)間內(nèi)所做的功。N.M/S

風(fēng)流功率：N=hQ/1400KW(3-20)

2、礦井一天的通風(fēng)電費(fèi)：C=hfQfx24xe/1(X1077y/d

式中：hL礦井主要扇風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓Pa

Qf—通過(guò)主要扇風(fēng)機(jī)的風(fēng)量m3/s；24,一天的小時(shí)數(shù)h/d

c—每度電的單價(jià)y/(kw.h)

n—風(fēng)機(jī)的效率和輸電變電傳動(dòng)等總效率，風(fēng)機(jī)與電機(jī)直接傳動(dòng)時(shí)取0.6,

間接傳動(dòng)取0.5

例如，如圖已知hfi=1274Pa和h(2=l960Pa通過(guò)兩翼主扇的風(fēng)量分別

3

Qn=60m/s,Qf2=70mVs,漏風(fēng)率Lel=4%,Le2=5%,則兩翼的總風(fēng)量分別是：

3

Qml=(I-Lci)Qn=(1-4%)x60=57.6m/s

3

Qm2=(l-Le2)Qn=(1-5%)x70=66.5m/s

兩翼不包括外部漏風(fēng)的風(fēng)阻分別是：

228

Rl=hfi/Qmi=1274/(57.6)2=0.38399(N.S/M),

R2=M/Qm22=1960/(66.5)2=0.44321(N.SW),

所以，不包括外部漏風(fēng)的風(fēng)阻曲線方程：h=0.38993Q2Pa

右翼不包括外部漏風(fēng)的風(fēng)阻曲線方程是：h=0.44321Q2Pa

根據(jù)方程可畫(huà)出兩翼的通風(fēng)特征曲線，兩翼不包括外部漏風(fēng)的等積孔是:

A=1.1896x57.6/71274=1.92M2

4=1.1896X66.5/V1960=1.79〃/

為了計(jì)算全礦的總風(fēng)阻和總等積孔，必須先求出全礦的總阻力隊(duì)因全礦

的總功率等于左右兩翼風(fēng)流的功率之和：h=)=心。川於

r(Qwl+QIH2+%2,

兒=(心QH+%QW2)/(QH+2Q=iai.6尸a則全礦不包括外部漏風(fēng)

228

的總風(fēng)阻:R=hr/(Qml+Qm2)=1641.6/(57.6+66.5)=0.10659(MS/m)

全礦不包括外部漏風(fēng)的總等積孔：A=1.1896(2,+。,〃2)/折=3.64〃/

或-=1.1896/赤=1.1896/JO.10659=3.64〃/

對(duì)于多臺(tái)主扇通風(fēng)的礦井，都要用這種方法計(jì)算全礦的總風(fēng)阻和總等積

孔只有當(dāng)耳尸必時(shí)，才能用A=A|+A2計(jì)算

若兩翼主扇的風(fēng)壓分別是:hn=hri>hf2=hr2

且兩翼通風(fēng)機(jī)電設(shè)備總效率口=M=06電費(fèi)單價(jià)e=0.09y/(kw.h)則兩

翼一天的通電電費(fèi)分別是：

G=(".0]x24x^)7(10007)=275.2

C2=(hf2.Qt2x24xe)/(1000/)=493.9

全天一天的通電費(fèi)C=CI+C2=796.1y/d

第五節(jié)通風(fēng)阻力測(cè)量

一、通風(fēng)阻力測(cè)量的內(nèi)容和意義

1、內(nèi)容

測(cè)量風(fēng)阻一通過(guò)測(cè)量各條井巷通風(fēng)阻力和風(fēng)量以標(biāo)定他們的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)阻值.

并編成表，作為基本資料，只要井巷的斷面和支護(hù)方式不發(fā)生變化，測(cè)一次

即可.對(duì)于掘進(jìn)通風(fēng)用的各種風(fēng)筒也要標(biāo)定出標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)阻以備用.

測(cè)算摩擦阻力系數(shù)…為了適應(yīng)礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)工作的需要，需通過(guò)測(cè)量通

風(fēng)阻力和風(fēng)量以標(biāo)定各種類(lèi)型的井巷的摩擦阻力系數(shù)編成表.

測(cè)量通風(fēng)阻力的分配情況一測(cè)量時(shí)應(yīng)根據(jù)測(cè)量路線的長(zhǎng)短，分成若干小

組，分段同時(shí)進(jìn)行。

2、測(cè)量方法：

D使用膠皮管和壓差計(jì)把兩測(cè)點(diǎn)連起來(lái)的算法。

2）使用氣壓計(jì)不把始末兩測(cè)測(cè)點(diǎn)聯(lián)起來(lái)的測(cè)法。

二、用傾斜壓差計(jì)測(cè)算井巷的風(fēng)阻

1、測(cè)算方法p65,圖3-9

傾斜壓條計(jì)

三腳理

圖3-9

用傾斜u形管壓差計(jì)在如圖所式的傾斜巷道中進(jìn)行測(cè)算。

1）在1、2兩點(diǎn)安置靜壓管，大致位于巷道中心，尖部進(jìn)風(fēng)，管軸和風(fēng)

巷平行

2）在末點(diǎn)2后至少10m,或在起點(diǎn)1前至少20m的地方，安裝壓差即，

式u形管的內(nèi)角為0度，管內(nèi)兩酒精相齊。

3）用兩根內(nèi)徑34mm的膠皮管把兩靜壓管分別和壓差計(jì)u形管兩個(gè)進(jìn)

口連接起來(lái)，則u形管內(nèi)兩個(gè)酒精面出現(xiàn)一段傾斜距離。即為壓差計(jì)讀數(shù)，

hrc,在測(cè)量時(shí)間內(nèi)讀三次。

4）同時(shí)用風(fēng)表在1和2兩測(cè)點(diǎn)分別量出表速，量三次。

5）同時(shí)用濕度計(jì)在I和2兩點(diǎn)分別測(cè)出干溫度和濕溫度。

6）用氣壓計(jì)分別在兩測(cè)點(diǎn)量出風(fēng)流的絕對(duì)靜壓。

/）分別量出兩測(cè)點(diǎn)的凈斷面積、周界、兩測(cè)點(diǎn)的距離，連同井桂名稱(chēng)、

形狀支護(hù)方式等一并計(jì)入表3-24。

表3-24-井巷規(guī)格記錄表

弁弁卷烷格

靂弁用點(diǎn)艇困

9i卷K

點(diǎn)卷點(diǎn)器

上X下X克WA1ft面租周邊長(zhǎng)

序名位狀

fl.（tu）注

q（Q1）(?)(m)(m)im2)（m）

回(2)<?)(6)(?)(7)(81

11號(hào)采區(qū)出形本支案2.403.602.2$2.406.7510.800

2向上同上K±3.204.082.202.258.C01】?78300.0

i?上1

由能量方程力小2=〃,+8%業(yè)2+夕、￡+Z8_2g）'Pa

式中：VI、v2——分別時(shí)期末斷面上的平均風(fēng)速，m/s,據(jù)測(cè)得的表速度

查風(fēng)表的校正曲線而得。

P.-2—兩斷面間巷道內(nèi)的空氣密度平均值。

壓差計(jì)U形管右邊酒精表面所承受的壓力等于靜壓管1斷面空氣絕對(duì)靜

壓與批管內(nèi)空氣柱產(chǎn)生的重力壓強(qiáng)之差，即P「Zp"g式中Z—起末兩

斷面的標(biāo)高差。

P,1-2—膠皮管內(nèi)的空氣平均密度。

U形管左邊所承受的壓力則是2斷面的絕對(duì)靜壓。

因此，兩邊酒精表面所承受的壓力之差為：

（Ai-Z%'g）-P$2=/sin夕b?g?c

式中3—酒精的比重，0.81

c—壓差計(jì)的精度校正系數(shù)

若預(yù)先橡膠管內(nèi)打氣，使巷道內(nèi)的空氣進(jìn)入皮管內(nèi)卷道內(nèi)的空氣密度平

均值相等，即皮管內(nèi)和巷道內(nèi)的空氣密度平均值相等，即皮管內(nèi)和巷道內(nèi)空

氣柱產(chǎn)生的重力壓強(qiáng)也相等，即：Zp。g=zp-g

則由能量方乘可得兩斷面間，通風(fēng)阻力的測(cè)算式為：

磯2=仆1“?？?十----廠

上式同樣適用于風(fēng)流向下的傾斜巷道和水平巷道。

當(dāng)空氣密度平均值為P"距離為L(zhǎng)"時(shí)，風(fēng)阻為：

R=1N-SW

Q

式中p—井下空氣的平均值

只要該巷道的規(guī)格尺寸和支護(hù)方式不變化，其氐|-2就是一個(gè)常數(shù)。

2、注意事項(xiàng)

1）選定測(cè)量區(qū)段和測(cè)點(diǎn)，一般把靜壓管安置在風(fēng)流紊亂之前的位置上

在傾斜巷道內(nèi)不宜安置測(cè)點(diǎn)起末兩測(cè)點(diǎn)都要安置在上、下水平巷道內(nèi)。

2）實(shí)現(xiàn)要掌握儀表的性能、精度和操作方法，所用儀表都要校正，所用

工具要檢查是否漏氣或堵塞。

3）要仔細(xì)量準(zhǔn)測(cè)點(diǎn)的斷面。

4）對(duì)于長(zhǎng)度較短或風(fēng)量較小的測(cè)量區(qū)段，要設(shè)法增加風(fēng)量，以免壓差計(jì)

讀數(shù)太小，產(chǎn)生誤差較大。

三、用傾斜壓差計(jì)測(cè)算井巷的摩擦阻力系數(shù)

進(jìn)行測(cè)量時(shí)，應(yīng)選擇支護(hù)方式相同，支架間距相等，斷面和周界基本不

變，比較平直，中間沒(méi)有彎道和堆積物，沒(méi)有漏風(fēng)的地段進(jìn)行測(cè)量。

測(cè)量還采用傾斜u型管壓差計(jì)，由于a值和始末兩點(diǎn)的間距無(wú)關(guān)，間距

的長(zhǎng)短可根據(jù)壓差計(jì)讀數(shù)不能太小的原則來(lái)定。

有前可知，"NS2/m4

LUV:

=%一凡2

兩測(cè)點(diǎn)的摩擦阻力為：皿-困~（3-24）

JrerK。22

理論上要求：si=s2,U1=U2,V1=V2,實(shí)際上很難辦到，只能近似取量測(cè)

點(diǎn)的算術(shù)平均值S、U、V則可算出Q值。

最后用小=心(3-25)此時(shí)算出該巷道摩擦阻力系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值。

'Pl-2

四、用氣壓計(jì)測(cè)算井巷的風(fēng)阻

使用儀器是：WB-1型數(shù)字顯示的氣壓計(jì)

測(cè)算方法：

1)用兩臺(tái)氣壓計(jì)分別在兩段風(fēng)流的起點(diǎn)和末點(diǎn)同點(diǎn)讀數(shù)，換成Pa可得

Psi和斗，同時(shí)測(cè)定兩點(diǎn)的空氣密度pi、P2和pi-2,點(diǎn)的風(fēng)速Vi及Z12則有

――丹-%+4-不「-，必須測(cè)準(zhǔn)Z".否則會(huì)產(chǎn)生較大誤差,另

外須測(cè)出Q,則丑=如，缺點(diǎn)是測(cè)量斷的位能差測(cè)不準(zhǔn)，因此需要時(shí)采用

1-2Q：

下一方法。

2)A、B兩臺(tái)氣壓計(jì)分別在起點(diǎn)和末點(diǎn)同時(shí)讀書(shū)，盡快改變測(cè)段內(nèi)的風(fēng)

量，兩臺(tái)氣壓計(jì)仍在原地同時(shí)讀數(shù)。

如在上午8時(shí)測(cè)的psi、pc、Q、Zi.2,緊接著在10mm內(nèi)在測(cè)點(diǎn)I的左側(cè)

用擋風(fēng)帳使井筒內(nèi)的風(fēng)量減小到Q',同時(shí)測(cè)算下面各項(xiàng)。

,,Q'2(P+P,2-P/+億2'+夕產(chǎn)；/2一夕昌2/2)

e2-Q'2

3)優(yōu)缺點(diǎn)：前者操作簡(jiǎn)單，省時(shí)省力，精度差，厚著比較麻煩，因此，

氣壓計(jì)的測(cè)量法不適用于精度要求很高的測(cè)量，只適用于無(wú)法收放膠皮管或

范圍較大的測(cè)量段。

五、測(cè)量礦井得通風(fēng)阻力和總風(fēng)阻

1、抽出式通風(fēng)的礦井

風(fēng)流自地表的大氣開(kāi)始，經(jīng)進(jìn)風(fēng)口1、巷道主扇進(jìn)風(fēng)口2,沿途所遇到的

摩擦阻力和局部阻力的總和，就是抽出時(shí)通風(fēng)的礦井通風(fēng)總阻力屏.

由能量方程可知：hr=(p{}-ps2)+(0-hv2)+(Zp)g-Zp2g)

式中PoPc—分別是地表大氣和2斷面風(fēng)流的絕對(duì)靜壓

//12—2斷面風(fēng)流的速壓。

Z—井筒的垂深，