【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 越容易。（圖37 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(dāng)用圖解法解算簡(jiǎn)單通風(fēng)網(wǎng)路和分析通風(fēng)機(jī)工況時(shí)，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(duì)于一個(gè)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(dāng)?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： （324)式中 R礦——礦井總風(fēng)阻，Kg/m7或 表示礦井通風(fēng)的難易程度，是評(píng)價(jià)礦井通風(fēng)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的一個(gè)重要指標(biāo)，也是衡量一個(gè)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(duì)于單一進(jìn)風(fēng)井和單一出風(fēng)井， 其值等于從進(jìn)風(fēng)井到主要通風(fēng)機(jī)入口，按順序連接的各段井巷的通風(fēng)阻力累加起來(lái)的值。對(duì)于多風(fēng)井進(jìn)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(tái)通風(fēng)機(jī)工作系統(tǒng)功率之和來(lái)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(gè)假想的、并與礦井風(fēng)阻值相當(dāng)?shù)目椎拿娣e作為評(píng)價(jià)礦井通風(fēng)難易程度，這個(gè)假想孔的面積就叫做礦井等積孔。假定在無(wú)限空間有一薄壁，在薄壁上開一面積為A（m2）的孔口，如圖（38）所示。當(dāng)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（p1－p2=h）時(shí)，則孔口的面積A值就是該礦井的等積孔?，F(xiàn)用能量方程來(lái)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38 等積孔）在薄壁左側(cè)距孔口A足夠遠(yuǎn)處（風(fēng)速取斷面I－I，其靜壓為p1,在孔口右側(cè)風(fēng)速收縮斷面最小處取斷面II－II（面積），其靜壓為p2，風(fēng)速為最大。薄壁很薄其阻力忽略不計(jì)，則I－I、II－II斷面的能量方程式為： p1（p2）＝0或p1－p2=，pa （325）因?yàn)? p1p2=h, pa （326）所以 h= ， pa （327）由此得: ，m/s （328） 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＝，故＝,則該處的風(fēng)速代入上式，整理得： ， （329)若礦井空氣密度為標(biāo)準(zhǔn)空氣密度，即時(shí)，則得：， （330）將代入公式（330）中，得： , （331）公式（330）和（331）就是礦井等積孔的計(jì)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(shí)期通風(fēng)技術(shù)管理水平。同時(shí)，也可以評(píng)判礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)是否經(jīng)濟(jì)。公式（331）表明等積孔A與風(fēng)阻R的平方根成反比，即井巷或礦井的風(fēng)阻越小時(shí)，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(jí)，如表31所示。表31 礦井通風(fēng)難易程度的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 通風(fēng)阻力等級(jí)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～1～2小阻力礦容 易＜＞2 必須指出，表31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(dāng)時(shí)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(jī)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(biāo)準(zhǔn)對(duì)小型礦井還有一定的參考價(jià)值，對(duì)于大型礦井或多風(fēng)機(jī)通風(fēng)礦井應(yīng)參照表32。該表是由煤科院撫順分院提出，根據(jù)煤炭產(chǎn)量及瓦斯等級(jí)確定的礦井通風(fēng)難易程度的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。表32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（） 外部漏風(fēng)允許10％時(shí)，A的最小值減5%,R的最大值加10％；外部漏風(fēng)允許15％時(shí)，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(duì)礦井來(lái)說(shuō)，上述公式（330）和（331）只能計(jì)算單臺(tái)通風(fēng)機(jī)工作時(shí)的礦井等積孔大小，對(duì)于多臺(tái)通風(fēng)機(jī)工作礦井等積孔的計(jì)算，應(yīng)根據(jù)全礦井總功率等于各臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)工作系統(tǒng)功率之和的原理計(jì)算出總阻力，而總風(fēng)量等于各臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)路上的風(fēng)量之和，代入公式（330）即： （332） （333） （334） （335）式（335）就是多臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)礦井等積孔的計(jì)算公式。式中 ——各臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的通風(fēng)阻力，Pa；——各臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)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(guó)對(duì)617對(duì)井口和1023個(gè)風(fēng)井的調(diào)查和統(tǒng)計(jì)，有40% 的礦井通風(fēng)阻力屬于中阻力和大阻力礦井，個(gè)別礦井的通風(fēng)電耗甚至占到了礦井總電耗的50%。所以，無(wú)論是新礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)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，特別是降低井巷的摩擦阻力對(duì)減少風(fēng)壓損失、減低通風(fēng)電耗、減少通風(fēng)費(fèi)用和保證礦井安全生產(chǎn)、追求最大經(jīng)濟(jì)效益都具有特別的實(shí)際意義。降低礦井通風(fēng)阻力是一項(xiàng)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(yùn)行安全可靠，礦井主要通風(fēng)機(jī)要在經(jīng)濟(jì)、合理、高效區(qū)運(yùn)轉(zhuǎn)，及時(shí)調(diào)節(jié)礦井總風(fēng)量，盡量避免通風(fēng)機(jī)風(fēng)量過剩和不足；通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)要合理、簡(jiǎn)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(zhǎng)）；減少局部風(fēng)量調(diào)節(jié)（主要是增阻調(diào)節(jié)法）的地點(diǎn)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(shí)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(diǎn)在最大阻力路線上的公共段通風(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(cè)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(duì)其實(shí)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(jì)時(shí)盡量選用值小的支護(hù)方式，如錨噴、砌碹、錨桿、錨鎖、鋼帶等，尤其是服務(wù)年限長(zhǎng)的主要井巷，一定要選用摩擦阻力較小的支護(hù)方式，如砌碹巷道的值僅有支架巷道的30%～40%。施工時(shí)一定要保證施工質(zhì)量，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(duì)于支架巷道，要注意支護(hù)質(zhì)量，支架不僅要整齊一致，有時(shí)還要?jiǎng)x幫背頂，并且要注意支護(hù)密度。及時(shí)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?yàn)槟Σ磷枇εc風(fēng)量的平方成正比，因此在通風(fēng)設(shè)計(jì)和技術(shù)管理過程中，不能隨意增大風(fēng)量，各用風(fēng)地點(diǎn)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(jìn)初期用局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)時(shí)，要對(duì)風(fēng)量加以控制。及時(shí)調(diào)節(jié)主通風(fēng)機(jī)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(jìn)風(fēng)早分開、總回風(fēng)晚匯合。3．保證井巷通風(fēng)斷面因?yàn)槟Σ磷枇εc通風(fēng)斷面積的三次方成反比，所以擴(kuò)大井巷斷面能大大降低通風(fēng)阻力，當(dāng)井巷通過的風(fēng)量一定時(shí)，井巷斷面擴(kuò)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(dāng)受到技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件的限制，不能任意擴(kuò)大井巷斷面時(shí)，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(zhǎng)度因?yàn)橄锏赖哪Σ磷枇拖锏篱L(zhǎng)度成正比，所以在礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)和通風(fēng)系統(tǒng)管理時(shí)，在滿足開拓開采的條件下，要盡量縮短風(fēng)路長(zhǎng)度，及時(shí)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(zhǎng)的巷道，及時(shí)對(duì)生產(chǎn)礦井通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造，選擇合理的通風(fēng)方式。5．選用周長(zhǎng)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(zhǎng)最小，拱形次之，矩形和梯形的周長(zhǎng)較大。因此，在礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí)，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(zhǎng)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(diǎn)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(shí)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(diǎn)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)窗的數(shù)量；應(yīng)盡量避免井巷斷面的突然擴(kuò)大或突然縮小，斷面比值要小。2．當(dāng)連接不同斷面的巷道時(shí)，要把連接的邊緣做成斜線或圓弧型（如圖39）。3．巷道拐彎時(shí)，轉(zhuǎn)角越小越好（如圖310）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39巷道連接處為斜線型）（圖310巷道拐彎處為圓弧型）4．減少局部阻力地點(diǎn)的風(fēng)流速度及巷道的粗糙程度。5．在風(fēng)筒或通風(fēng)機(jī)的入風(fēng)口安裝集風(fēng)器，在出風(fēng)口安裝擴(kuò)散器。6．減少井巷正面阻力物，及時(shí)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(wú)雜物、無(wú)淤泥、無(wú)片幫，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(zhǎng)時(shí)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(cè)定 礦井通風(fēng)阻力測(cè)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(jī)的電耗以及均壓防滅火提供依據(jù)。此外，通過阻