第四章 矿井通风动力

第四章 矿井通风动力1第四章第四章矿井通风动力矿井通风动力空气在井巷中流动需要克服通风阻力，必须提供通风动力以克服空气阻力，才能促使空气在井巷中流动，实现矿井通风。矿井通风动力有由自然条件形成的自然风压和由通风机提供的机械风压两种。本章将研究这两种通风动力的影响因素和特性及其对矿井通风的作用。第一节第一节自然风压自然风压一、一、自然风压的形成及特性自然风压的形成及特性如图4-1所示为一个没有通风机工作的矿井。（图（图4-1简化矿井通风系统）简化矿井通风系统）风流从气温较低的井筒进入矿井，从气温较高的井筒流出。不仅如此，在正在开凿的立井井筒中，冬季风流会沿井筒中心一带进入井下，而沿井壁流出井外；夏季风流方向正好相反。这是由于空气温度与井筒围岩温度存在差异，空气与围岩进行热交换，造成进风井筒与回风井筒、井筒中心一带与井壁附近空气存在温度差，气温低处的空气密度比气温高处的空气密度大，使得不同地方的相同高度空气柱重量不等，从而使风流发生流动，形成了自然通风现象。我们把这个空气柱的重量差称为自然风压H自。由上述可见，如果把地表大气视为一个断面无限大、风阻为零的假想风路，则可将通风系统视为一个有高差的闭合回路，由自然风压的形成原因，可得到其计算公式：H自=201gdz－532gdz，Pa（4-1）式中Z——矿井最高点到最低点间的距离，m；g——重力加速度，m/s2；ρ1、ρ2——分别为0-1-2和5-4-3井巷中dz段空气密度，kg3/m3。由于空气密度ρ与高度Z有着复杂的函数关系，因此用式（4-1）计算自然风压比较困难。为了简化计算，一般先测算出0-1-2和5-4-3井巷中空气密度的平均值ρ均进、ρ均回，分别代替式（4-1）中的ρ1和ρ2，则式（4-1）可写为：Ｈ自＝（ρ均进－ρ均回）gＺ，Pa（4-2）例4-1如图4-1所示的自然通风矿井，测得ρ0=1.3，ρ1=1.26，ρ2=1.16，ρ3=1.14，ρ4=1.15，ρ5=1.3kg/m3，Z01=45m，Z12=100m，Z34=65m，Z45=80m，试求该矿井的自然风压，并判断其风流方向。解：假设风流方向由0-1-2井筒进入，由3-4-5井筒排出。计算各测段的空气平均空气密度：0128.1226.13.1210kg/m321.1216.126.122112kg/m32145.