1、8/20/2023第5章 矿进自然通风第第5 5章章 矿井自然通风矿井自然通风（CH5 CH5 Natural Ventilation)本章重点与难点本章重点与难点1 1、自然风压的产生、计算、利用与控制、自然风压的产生、计算、利用与控制8/20/2023第5章 矿进自然通风第一节第一节 矿井自然通风的基本概念矿井自然通风的基本概念 1 1 自然通风自然通风 没有通风机的作用，而因各种自然因素的没有通风机的作用，而因各种自然因素的作用驱使空气沿着井巷运动形成矿内风流。作用驱使空气沿着井巷运动形成矿内风流。2 2 机械通风机械通风 依靠通风机的作用驱使空气沿着矿井流动依靠通风机的作用驱使空气沿着
2、矿井流动形成矿内风流。形成矿内风流。8/20/2023第5章 矿进自然通风8/20/2023第5章 矿进自然通风3 自然风压计算8/20/2023第5章 矿进自然通风PadzgdzgHPagzgzpgzpppHnn,)(34221121201021上式的积分式为：8/20/2023第5章 矿进自然通风第二节第二节 矿井自然风压计算矿井自然风压计算 一、一、流体静力学方法计算流体静力学方法计算 自然风压（自然风压（Natural ventilation pressure)Natural ventilation pressure)：作用：作用在最低水平两侧空气柱重力差在最低水平两侧空气柱重力差8/
3、20/2023第5章 矿进自然通风 该方法的实质就是计算两个空气柱的底部的气该方法的实质就是计算两个空气柱的底部的气压差，压差，gdzdpgdzgdzgdzHn量为：按流体静力学，气压增4522132108/20/2023第5章 矿进自然通风1、当井深、当井深100米式（等容过程）米式（等容过程）其中：进风井井口气温可取该标高处地表计算月的平均气温，进风井井口气温可取该标高处地表计算月的平均气温，进风井井底的气温应参照附近矿山的实际资料来确定。进风井井底的气温应参照附近矿山的实际资料来确定。回风井井底的气温可以按该处岩石温度减去回风井井底的气温可以按该处岩石温度减去1 12 2度，回度，回风井
4、井口温度可按每升高风井井口温度可按每升高100m100m减去减去0.40.40.50.5度计算。度计算。0 0、1 1、2 2各段空气柱的平均密度，一般取空气柱始末两各段空气柱的平均密度，一般取空气柱始末两点的气压点的气压p pi i和气温和气温T Ti i按公式计算，然后再平均。按公式计算，然后再平均。221100gzgzgzHn上式可积分为8/20/2023第5章 矿进自然通风注意注意:1 1）自然风压的计算必须取一闭合系统。）自然风压的计算必须取一闭合系统。2 2）进风系统和回风系统必须取相同的标高。）进风系统和回风系统必须取相同的标高。3 3）一般选取最低点作为基准面。）一般选取最低点
5、作为基准面。8/20/2023第5章 矿进自然通风2 当井深超过100米时（按等温计算）则zppdzpdpRTgdzpdpgRTdzdpggdzdp00118/20/2023第5章 矿进自然通风积分可得：iiRTgziepp0KkgJRRKTPazpPapiii 287;:0为空气气体常数，为井筒空气得平均温度米处得气压，为井深为井口大气压，式中8/20/2023第5章 矿进自然通风 按照上式分别计算出进、回风井底的气压，按照上式分别计算出进、回风井底的气压，两者之差就是自然风压：两者之差就是自然风压：21ppHn8/20/2023第5章 矿进自然通风100001211100341.02102
6、110zKPaTTZKpnHKRTzRTzgpppnHRTgzpip式中，则有：，乘修正系数右端项所造成的误差，上式考虑省去第二项后的各两者之差就是自然风压风井底的气压，按上式分别计算进、回第二项后的各项得：上式展开成级数，略去8/20/2023第5章 矿进自然通风二、热力学方法（自学）8/20/2023第5章 矿进自然通风例题例题5-1：某自然通风矿井如图所示。已知矿井各段高度：某自然通风矿井如图所示。已知矿井各段高度：z0=70,z1=250,z2=120,z3=120,z4=320m,各点的大气压为：各点的大气压为：p0=100.06,p1=100.96,p2=100.96,p3=103
7、.93,p4=105.38,p5=105.36,p6=103.90,p7=100.06kPa,各点空气温度为：各点空气温度为：t0=-4,t1=-4,t2=2,t3=12,t4=16,t5=20,t6=19,t7=17,求自然风压。求自然风压。8/20/2023第5章 矿进自然通风解：按照流体静力学方法计算入风侧平均空气温度计算tt41.18440320217191202/192055.7440120216122502/12270421算排风侧平均空气温度计8/20/2023第5章 矿进自然通风PaHHnn4.20841.18273155.72731440100060044.10341.0自然
8、风压计算式8/20/2023第5章 矿进自然通风第三节第三节 矿井自然风压的测定矿井自然风压的测定一、直接测量法一、直接测量法二、间接测量法二、间接测量法三、平均密度测算法三、平均密度测算法8/20/2023第5章 矿进自然通风一、直接测量法绘制86页图5-48/20/2023第5章 矿进自然通风二、间接测量法1、主扇运转时测定总风量Q和主扇有效静压Hs，可以列出方程：2、停止主扇运转，测定出自然通风量Qn，可以列出方程：2RQHHns2nnRQH 8/20/2023第5章 矿进自然通风三、平均密度测算法三、平均密度测算法m、m进风井和回进风井和回风井的平均密度。风井的平均密度。进、回风井湿空
9、气密度测点布置图进、回风井湿空气密度测点布置图)(21mmngzPniimZZ118/20/2023第5章 矿进自然通风 第四节第四节 矿井自然通风的特性矿井自然通风的特性一、自然风压的影响因素一、自然风压的影响因素 H HN N=f(Z=f(Z）=f(T,P,R,)=f(T,P,R,)，Z Z 1 1 地表气温变化地表气温变化8/20/2023第5章 矿进自然通风6 6月至月至9 9月中旬，自然风压值为负。月中旬，自然风压值为负。8/20/2023第5章 矿进自然通风2 2 矿井深度矿井深度3 3 地面大气压地面大气压4 4 矿内空气的气体成分和湿度矿内空气的气体成分和湿度5 5 扇风机工作
10、的影响扇风机工作的影响6 6 风量的影响风量的影响8/20/2023第5章 矿进自然通风8/20/2023第5章 矿进自然通风二、矿井有几个水平，各个水平都有各自二、矿井有几个水平，各个水平都有各自的自然风压的自然风压8/20/2023第5章 矿进自然通风在多井口通风的矿井，要掌握自然风压的变化规律，防止因自然在多井口通风的矿井，要掌握自然风压的变化规律，防止因自然风压作用造成某些巷道无风或反向而发生事故。如图因自然风压使风风压作用造成某些巷道无风或反向而发生事故。如图因自然风压使风流反向示意图。流反向示意图。abcdabcdefbRDRCZb8/20/2023第5章 矿进自然通风两个系统自然
11、风压：系统的自然风压为：系统的自然风压为：自然风压与主要通风机作用方向相反。相当于在平硐口和进风立井口各安装一台抽风机（向外）。)(afcbaZgH)(becbdZgH22QRHHQRHHcaSdda列出压力平衡方程：列出压力平衡方程：式中：式中：HS 风机静压；风机静压；Q 风路风量风路风量;R、R分别为和分别为和分支风阻。分支风阻。两式相除：此即段风流停滞条件式。两式相除：此即段风流停滞条件式。当上式变为当上式变为 则段风流反向。则段风流反向。cdadaRRHHsHHcdadaRRHHsHH8/20/2023第5章 矿进自然通风由此可知防止由此可知防止ABAB风路风流反向的措施有：（风路风
12、流反向的措施有：（1 1）加大风）加大风阻阻R R；（；（2 2）增大主扇风压）增大主扇风压H HS S；（；（3 3）在）在A A点安装风机向巷道点安装风机向巷道压风。压风。讨论：讨论：如果如果段为采空区，则高温季节段为采空区，则高温季节从上部采空区下行自然风流的控制。从上部采空区下行自然风流的控制。8/20/2023第5章 矿进自然通风第五节第五节 矿井自然通风的利用与控制矿井自然通风的利用与控制1 1、新设计矿井在选择开拓方案、拟定通风系统时，、新设计矿井在选择开拓方案、拟定通风系统时，应充分考虑利用地形和当地气候特点。应充分考虑利用地形和当地气候特点。2 2、降低风阻、降低风阻3 3、
13、人工调整进、回风井内空气温度、人工调整进、回风井内空气温度4 4、高温季节从上部采空区下行自然风流的利用问、高温季节从上部采空区下行自然风流的利用问题题8/20/2023第5章 矿进自然通风课堂练习习题集32页5-2p 经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量p Study Constantly,And You Will Know Everything.The More You Know,The More Powerful You Will Be写在最后谢谢你的到来学习并没有结束，希望大家继续努力Learning Is Not Over.I Hope You Will Continue To Work Hard演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
