矿井通风阻力测定矿井通风阻力测定华北科技学院华北科技学院1 主要内容主要内容1.测定目的测定目的 2.测定的理论依据测定的理论依据3.测定方法的分类及其优缺点测定方法的分类及其优缺点4.测定路线选择测定路线选择 5.测点布置测点布置6.测定步骤测定步骤 7.测定仪器测定仪器8.井下测定井下测定 9.测定结果计算测定结果计算10.测定结果的校验测定结果的校验2 一、测定目的一、测定目的 1.1.了了解解通通风风系系统统中中的的阻阻力力分分布布情情况况，，发发现现通通风风阻力最大区段，为改善通风提供依据阻力最大区段，为改善通风提供依据 2.2.提提供供实实际际的的摩摩擦擦阻阻力力系系数数 ，，为为新新区区通通风风设设计提供依据计提供依据 3. 3.为为““均压均压””防灭火设计提供依据防灭火设计提供依据 4. 4.为灾变时拟定风流控制方案提供依据为灾变时拟定风流控制方案提供依据 5. 5.为矿井通风自动化提供依据为矿井通风自动化提供依据3 二、测定的理论依据二、测定的理论依据 伯努利方程伯努利方程 阻力＝静压能差＋位能差＋动能差阻力＝静压能差＋位能差＋动能差4 三、测定方法的分类和优缺点三、测定方法的分类和优缺点1.1.分类分类（（1 1）压差计法：测势能法）压差计法：测势能法（（2 2）气压计法：测静压法）气压计法：测静压法5 三、测定方法的分类和优缺点三、测定方法的分类和优缺点2.2.优缺点优缺点（（1 1））压压差差计计法法：：精精确确性性高高，，地地面面计计算算工工作作量量小小，，但但井井下下劳劳动动量量大大，，需需要要人人员员多多，，费时。
费时2 2））气气压压计计法法：：测测定定简简便便、、快快速速，，但但精精度差，受标高和地面大气压变化影响度差，受标高和地面大气压变化影响6 四、测定路线的选择四、测定路线的选择根据测定目的而定：根据测定目的而定： 1. 1.若为全矿通风系统改造，则各若为全矿通风系统改造，则各系统都需测定每系统至少测一条系统都需测定每系统至少测一条从进风井口至回风井口风硐内从进风井口至回风井口风硐内U U形形水柱计承压点为止的完成线路水柱计承压点为止的完成线路 2. 2.若为解决某一翼通风问题，只若为解决某一翼通风问题，只需测该翼的一条完整线路需测该翼的一条完整线路7 四、测定路线的选择四、测定路线的选择 3.3.若为新区（采区、水平）通风设计若为新区（采区、水平）通风设计提供依据，只需测定不同支护形式的摩提供依据，只需测定不同支护形式的摩擦阻力系数擦阻力系数 4. 4.若为了解某局部地区阻力（如：均若为了解某局部地区阻力（如：均压地区、风硐、风门、风桥、冒顶区段、压地区、风硐、风门、风桥、冒顶区段、回风段等），只需测该地段即可回风段等），只需测该地段即可。
8 五、测点布置五、测点布置 1.1.两测点间的压差不小于两测点间的压差不小于20Pa20Pa 2. 2.测点应在分风点或合风点前（或后）测点应在分风点或合风点前（或后）处，在处，在分风点前方（进风侧）不小于巷宽分风点前方（进风侧）不小于巷宽3 3倍，倍，在分风点后在分风点后方（出风侧）不得小于巷宽方（出风侧）不得小于巷宽8 8倍 3. 3.测点前后测点前后3m3m内支护良好，无障碍物内支护良好，无障碍物 4. 4.测段长度一般为测段长度一般为100m100m～～300m300m9 六、选线定点步骤六、选线定点步骤以测定一条完整线路为例：以测定一条完整线路为例：1.1.先在矿井通风系统图上选择一条主要线路先在矿井通风系统图上选择一条主要线路（包含需要解决问题的区段，风量大，便（包含需要解决问题的区段，风量大，便于行人，影响生产最小的线路）于行人，影响生产最小的线路）2.2.另外选择一条次要线路或几段校验的并联另外选择一条次要线路或几段校验的并联测段3.3.从进风井口至风硐内从进风井口至风硐内U U形水柱计承压点止形水柱计承压点止给测点顺序编号（号码不能乱，不能缺号给测点顺序编号（号码不能乱，不能缺号重号，公共段只用同一组号码）。
重号，公共段只用同一组号码）10 六、选线定点步骤六、选线定点步骤 4.4.在地面选线定点后，将测定线路或测点绘制在地面选线定点后，将测定线路或测点绘制在图纸上，以便带下井核对测点在图纸上，以便带下井核对测点 5. 5.在井下对测定线路，特别是测点进行校核在井下对测定线路，特别是测点进行校核校核内容：测点位置是否合适（支护情况，有无校核内容：测点位置是否合适（支护情况，有无障碍物，断面是否突变，测段长度是否合适，是障碍物，断面是否突变，测段长度是否合适，是否便于联系）；在测点处标号否便于联系）；在测点处标号 6. 6.为减少实测时的工作量，对合适的测点量取为减少实测时的工作量，对合适的测点量取断面尺寸，记下支护形式和断面形状，量取测段断面尺寸，记下支护形式和断面形状，量取测段长度 7. 7.对不合适的测点进行调整对不合适的测点进行调整11 七、测定仪器七、测定仪器 1. 1.普通空盒气压计一台普通空盒气压计一台 2. 2.单管倾斜压差计二台（用于压差计法测定）单管倾斜压差计二台（用于压差计法测定） 或通风参数测定仪三台（用于气压计法测定）或通风参数测定仪三台（用于气压计法测定） 3. 3.通风干湿温度计一台通风干湿温度计一台 4. 4.皮托管或自制静压管（皮托管或自制静压管（3 3～～4 4根）根） 5. 5.高、中、低速风表各一只高、中、低速风表各一只 6. 6.秒表一只秒表一只 钢卷尺及钢卷尺及30m30m皮尺各一个皮尺各一个 8. 8.胶皮管胶皮管300300～～500m500m（内径（内径4 4～～6mm6mm）） 9. 9.胶皮管直接头若干胶皮管直接头若干 10. 10.自行车打气筒一只自行车打气筒一只12 八、井下测定八、井下测定测定前的准备：测定前的准备：1.1.准备测定仪器并要进行校正；准备测定仪器并要进行校正；2.2.人员分工；人员分工；3.3.准备记录表格；准备记录表格；4.4.制定安全技术措施并报批。
制定安全技术措施并报批 13 八、井下测定八、井下测定（一）（一） 压差计法压差计法 1 1 . . 从从 测测 点点 1 1开开始始，，在在测测点点 1 1、、2 2处处各各布布置置一一只只皮皮托管（或静压管）托管（或静压管） 2 2 . . 在在1 1、、2 2测测点点之之间间靠靠巷巷道道一一侧侧悬悬挂挂铺铺设设胶胶皮皮管，并在管，并在1 1、、2 2测点将胶皮管接在皮托管静压端测点将胶皮管接在皮托管静压端 3. 3.在测点在测点2 2的下风侧的下风侧6 6～～8m8m处安设单管倾斜压差处安设单管倾斜压差计，调平、对零，检查是否漏气或有无气泡，排计，调平、对零，检查是否漏气或有无气泡，排除故障（漏气、堵塞、气泡），记下初读数除故障（漏气、堵塞、气泡），记下初读数 4. 4.在在1 1、、2 2两测点处的皮托管管口正对风流，将两测点处的皮托管管口正对风流，将1 1、、2 2测点胶皮管接到压差计上（上风侧的测点胶皮管接到压差计上（上风侧的1 1点接到压点接到压差计的差计的““＋＋””端，下风测的端，下风测的2 2点接到点接到““－－””端）。
端）14 八、井下测定八、井下测定（一）（一） 压差计法压差计法5.5.待压差计液面稳定后读取读数并记录读数前将仪待压差计液面稳定后读取读数并记录读数前将仪器上校正系数打在或位置，然后视压差大小可下调器上校正系数打在或位置，然后视压差大小可下调至档6.6.测测段段1 1－－2 2测测完完后后，，收收放放胶胶皮皮管管，，测测2 2－－3 3端端，，直直至至整整个线路测完个线路测完7.7.测压前后，测定气压、干湿温度、风速等测压前后，测定气压、干湿温度、风速等 八、井下测定八、井下测定（一）压差计法（一）压差计法 测定注意事项测定注意事项 1.1.所有测定仪器一定要校正所有测定仪器一定要校正 2. 2.单管倾斜压差计中装相对密度为的酒单管倾斜压差计中装相对密度为的酒精 3. 3.铺设的胶皮管不能折叠，不能被水、铺设的胶皮管不能折叠，不能被水、污物堵塞最好悬挂在巷帮，不能让东西污物堵塞最好悬挂在巷帮，不能让东西或行人踩压或行人踩压 4. 4.胶皮管最好提前一昼夜放到井下，让胶皮管最好提前一昼夜放到井下，让管中空气温度与井下空气温度一致管中空气温度与井下空气温度一致。
16 八、井下测定八、井下测定（一）压差计法（一）压差计法 测定注意事项测定注意事项 5. 5.必要时，用打气筒对胶皮管打气，以必要时，用打气筒对胶皮管打气，以置换空气和排除堵塞胶皮管接头要接紧置换空气和排除堵塞胶皮管接头要接紧密，防止漏气或堵塞密，防止漏气或堵塞 6. 6.注意人身安全注意人身安全 7. 7.当测定线路很长时，可分段、分组测当测定线路很长时，可分段、分组测定17 八、井下测定八、井下测定 （一）（一） 压差计法压差计法立井和风硐阻力测定立井和风硐阻力测定1.1.用自制重锤或静压管，配以测绳测立井通风阻力用自制重锤或静压管，配以测绳测立井通风阻力2.2.利用风机房水柱计测定风硐通风阻力利用风机房水柱计测定风硐通风阻力 18 八、井下测定八、井下测定 （二）（二） 气压计法气压计法 1. 1.适用条件适用条件：：适用于测定线路特长（万米以上）、适用于测定线路特长（万米以上）、测定范围广、要求精度不太高的阻力测定测定范围广、要求精度不太高的阻力测定 2. 2.测定方法分类：逐点测定法（基点法）和双测定方法分类：逐点测定法（基点法）和双测点同时测定法（同步法）。
其中双测点同时测测点同时测定法（同步法）其中双测点同时测定法可以避免地表大气压变化对测定的影响，而定法可以避免地表大气压变化对测定的影响，而逐点测定法需设置基点对大气压进行校正逐点测定法需设置基点对大气压进行校正 19 八、井下测定八、井下测定 （二）（二） 气压计法气压计法 （（1）逐点测量法（基点法））逐点测量法（基点法） 在井口或井底车场调好在井口或井底车场调好ⅠⅠ、、ⅡⅡ两台气压计两台气压计（通风参数测定仪），并记录初读数，（通风参数测定仪），并记录初读数，仪器工仪器工在原地监视大气压力变化，每隔在原地监视大气压力变化，每隔1010～～15min15min记记录一次读数及时间录一次读数及时间 仪器仪器ⅡⅡ按测点顺序分别测出各测点风流的按测点顺序分别测出各测点风流的绝对静压，并填入记录表（也可测出两测点之绝对静压，并填入记录表（也可测出两测点之间的绝对静压差）同时测定各点风速、大气间的绝对静压差）同时测定各点风速、大气压力、干湿温度，填入表格中压力、干湿温度，填入表格中 此法可直接测算立井通风阻力此法可直接测算立井通风阻力。
20 八、井下测定八、井下测定 （二）（二） 气压计法气压计法（（2）同步法（双测点同时测定法））同步法（双测点同时测定法） 在测点在测点1 1调好气压计调好气压计ⅠⅠ和和ⅡⅡ，记录初读数，，记录初读数，然后然后ⅠⅠ在原处不动，在原处不动，ⅡⅡ放到测点放到测点2，在约定时，在约定时间内两台仪器同时读数再把间内两台仪器同时读数再把ⅠⅠ移到测点移到测点2处，处，同时读数同时读数仪器仪器ⅠⅠ不动，将仪器不动，将仪器ⅡⅡ移到测点移到测点3，再在约定时间内两台仪器同时读数如此前，再在约定时间内两台仪器同时读数如此前进，直至测完整条线路进，直至测完整条线路 此法可直接测算立井通风阻力此法可直接测算立井通风阻力 21 九、测定结果计算九、测定结果计算 1. 1.空气密度计算空气密度计算 2.2.巷道断面积计算巷道断面积计算 三心拱巷道：三心拱巷道： 或或 半园拱巷道：半园拱巷道： 或或 梯形：梯形：式中式中 — — 巷道拱基高，不易测准巷道拱基高，不易测准m; Hm; H为巷道净高为巷道净高 — — 梯形为巷道中心宽度，拱形为巷宽，梯形为巷道中心宽度，拱形为巷宽，m m 22 九、测定结果计算九、测定结果计算 3. 3.巷道周长计算巷道周长计算 式中式中 — — 巷道断面积，巷道断面积，m m2 2 — — 断面形状系数。
断面形状系数梯形，三心拱，半园梯形，三心拱，半园拱，圆形直接计算拱，圆形直接计算 4.4.平均风量计算平均风量计算 式中式中 、、 点风量，点风量，m m3 3/s/s — — 巷道断面积，巷道断面积，m m2 2 — — 风速，风速，m/sm/s相邻两测点处风量变化大时（有分支），取造成相邻两测点处风量变化大时（有分支），取造成该测段阻力的主风量为平均风量该测段阻力的主风量为平均风量23 九、测定结果计算九、测定结果计算式中式中 测段势能差，为测值乘仪器校正系数；测段势能差，为测值乘仪器校正系数； 、、 — — 分别为点空气密度，分别为点空气密度，kg/mkg/m3 3；； 、、 — — 分别为点风速，分别为点风速，m/sm/s；； 、、 — — 分别为测量用和校正用的气压计校正系数；分别为测量用和校正用的气压计校正系数； 、、 — — 分别为点空气绝对静压力，分别为点空气绝对静压力，PaPa；； 、、 — — 分别为读取分别为读取 、、 时校正气压计的读数，时校正气压计的读数，PaPa；； 点之间平均空气密度，点之间平均空气密度， kg/m kg/m3 3；； 点的高差，点的高差，m m。
5.5.通风阻力计算通风阻力计算 压差计法：压差计法：气压计法：气压计法： 24 九、测定结果计算九、测定结果计算6.6.总阻力总阻力7.7.测段风阻测段风阻8.8.测段标准风阻测段标准风阻9.9.测段百米风阻测段百米风阻 式中式中 —1 —1－－2 2测段长度，测段长度，m m10.10.摩擦阻力系数摩擦阻力系数式中式中 —1 —1－－2 2测段平均断面积，测段平均断面积，m m2 2 — 1 — 1－－2 2测段平均周长，测段平均周长，m m均取测段内主要断面的面积和周长的为其平均值均取测段内主要断面的面积和周长的为其平均值25 十、测定结果的校验十、测定结果的校验1.1.据风压平衡定律及并联风路的实测值校验据风压平衡定律及并联风路的实测值校验2.2.据风机房水柱计读数校验据风机房水柱计读数校验 式中式中 — — 自然风压值，自然风压值，Pa;Pa; 、、 — — 分别为进、回风段平均密度，分别为进、回风段平均密度，kg/mkg/m3 3；； — — 风机房水柱计读数，风机房水柱计读数，hvhv为该断面风流平为该断面风流平均速压均速压Pa;Pa; — — 进、回风段深度，进、回风段深度，m;m;26 十一、测定报告编写十一、测定报告编写 报告内容主要包括：报告内容主要包括： ☆☆ 测定目的和要求，测定目的和要求， ☆☆ 当时矿井通风和生产简况，当时矿井通风和生产简况， ☆☆ 测定方法，测定方法， ☆☆ 测定路线选择和测点布置，测定路线选择和测点布置， ☆☆ 人员分工，人员分工， ☆☆ 测定仪器，测定仪器， ☆☆ 测定数据，测定数据， ☆☆ 改善矿井通风的建议。
改善矿井通风的建议 27 十二、矿井通风网络图十二、矿井通风网络图 1.1.用长短不按比例、位置和曲直不反映用长短不按比例、位置和曲直不反映风道空间关系的单线条来表示通风系统中风道空间关系的单线条来表示通风系统中各风流（风道）的分合关系，将通风系统各风流（风道）的分合关系，将通风系统图抽象成点与线集合的网状线路示意图，图抽象成点与线集合的网状线路示意图，称为通风网络（路）图称为通风网络（路）图 2. 2.在该图中点可以位移，边可以伸缩、在该图中点可以位移，边可以伸缩、曲直、翻转，必要时还可以对点或边进行曲直、翻转，必要时还可以对点或边进行简化，但必须反映风流的分合关系，使人简化，但必须反映风流的分合关系，使人一目了然的看出风道的相互关系（串、并、一目了然的看出风道的相互关系（串、并、角联）角联） 28 3.通风网络图的形状通风网络图的形状: 可画成长方形（图中分支用直线表可画成长方形（图中分支用直线表示），也可画成椭园形（图中分支用弧线）示），也可画成椭园形（图中分支用弧线），也可画成园形也可画成园形 习惯上，手工绘图时，采用椭园形；习惯上，手工绘图时，采用椭园形；计算机绘图时，采用长方形。
计算机绘图时，采用长方形 图像可以水平放置，风流从左到右；图像可以水平放置，风流从左到右；也可以垂直放置，风流从下方流向上方也可以垂直放置，风流从下方流向上方 29 4.网络图的绘制网络图的绘制: (1) (1)节点编号在通风系统图上，从进风井口开节点编号在通风系统图上，从进风井口开始，沿风流流动方向直到出风井口止，按由小到大始，沿风流流动方向直到出风井口止，按由小到大的顺序对风流的分合点进行编号编号时按翼、采的顺序对风流的分合点进行编号编号时按翼、采区分单双号编号区分单双号编号 (2) (2)绘制草图按节点号绘制草图，习惯将进风绘制草图按节点号绘制草图，习惯将进风井（分支）排在中心线位置，采掘面放在中央位置，井（分支）排在中心线位置，采掘面放在中央位置，节点处画上圆圈并在其内写上节点号用实线表示节点处画上圆圈并在其内写上节点号用实线表示实际存在的分支，用虚线表示漏风分支或准备开掘实际存在的分支，用虚线表示漏风分支或准备开掘的分支 (3) (3)检查校对防止遗漏节点或分支检查校对防止遗漏节点或分支 (4) (4)修整图形。
使跨越分支最少，图形美观修整图形使跨越分支最少，图形美观30 5.网络图的简化网络图的简化 有的网络图过于复杂，重点不突出，不便于研有的网络图过于复杂，重点不突出，不便于研究问题，占用解算空间（内存）多，影响解算究问题，占用解算空间（内存）多，影响解算速度，所以要简化速度，所以要简化 (1) (1)并边简单的串连或并联分支可用一条并边简单的串连或并联分支可用一条等效分支代替一个采区、一翼、多个进风井等效分支代替一个采区、一翼、多个进风井都可用一个分支代替按通风阻力定律算出等都可用一个分支代替按通风阻力定律算出等效风阻 (2) (2)并点阻力很小（小于并点阻力很小（小于1010～～20Pa20Pa）的分）的分支，可将其始末点并为一个节点井底车场、支，可将其始末点并为一个节点井底车场、采区车场也可并为一个节点采区车场也可并为一个节点3.3.断路风阻很大断路风阻很大的分支可视为断路如通风量很少的通风建筑的分支可视为断路如通风量很少的通风建筑物所在的分支物所在的分支31 (3)(3)简化后解算结果必然产生误差简简化后解算结果必然产生误差简化越多，误差越大。
一般而然，重点研化越多，误差越大一般而然，重点研究区域的风网，尽量少简化，非重点区究区域的风网，尽量少简化，非重点区域，则多简化域，则多简化 总之，应根据分析研究目的、对象和总之，应根据分析研究目的、对象和要求结果的精确程度决定网络的简化程要求结果的精确程度决定网络的简化程度。