通风阻力、等级孔.doc

第四节  矿井总风阻与矿井等积孔
     一、井巷阻力特性
        在紊流条件下，摩擦阻力和局部阻力均与风量的平方成正比。故可写成一般形式：h＝RQ2    Pa 。
          对于特定井巷，R为定值。用纵坐标表示通风阻力(或压力)，横坐标表示通过风量，当风阻为R时，则每一风量Qi值，便有一阻力hi值与之对应，根据坐标点（Qi,hi）即可画出一条抛物线。这条曲线就叫该井巷的阻力特性曲线。风阻R越大，曲线越陡。
      二、矿井总风阻
   从入风井口到主要通风机入口，把顺序连接的各段井巷的通风阻力累加起来，就得到矿井通风总阻力hRm，这就是井巷通风阻力的叠加原则。
        已知矿井通风总阻力hRm和矿井总风量Q，即可求得矿井总风阻：

                         N.s2/m8
  Rm是反映矿井通风难易程度的一个指标。Rm越大，矿井通风越困难；
      三、矿井等积孔
    我国常用矿井等积孔作为衡量矿井通风难易程度的指标。
   假定在无限空间有一薄壁，
     在薄壁上开一面积为A(m2)的孔口。
      当孔口通过的风量等于矿井风量，
      而且孔口两侧的风压差等于矿井
    通风阻力时，则孔口面积A称为该
     矿井的等积孔。
    设风流从I   II，且无能量损失，  则有：

           得：

     风流收缩处断面面积A2与孔口面积A之比称为收缩系数φ，由水力学可知，一般φ=0.65，故A2=0.65A。则v2＝Q/A2=Q/0.65A，代入上式后并整理得：

     取ρ=1.2kg/m3，则：

        因Rm=hＲm／Ｑ2，故有

     由此可见，A是Rm的函数，故可以表示矿井通风的难易程度。
     当A＞２，容易；A ＝１~ 2，中等；A＜１困难。
例题3-7某矿井为中央式通风系统，测得矿井通风总阻力hRm=2800Pa，矿井总风量Q=70m3/s，求矿井总风阻Rm和等积孔A，评价其通风难易程度。
解 

对照表3-4-1可知，该矿通风难易程度属中等。
1、对于多风机工作的矿井，应根据各主要通风机工作系统的通风阻力和风量，分别计算各主要通风机所担负系统的等积孔，进行分析评价。
2、必须指出，表3-4-1所列衡量矿井通风难易程度的等积孔值，是1873年缪尔格(Murgue)根据当时的生产情况提出的［3］，一直沿用至今。由于现代的矿井规模、开采方法、机械化程度和通风机能力等较以前已有很大的发展和提高，表中的数据对小型矿井还有一定的参考价值，对大型矿井或多风机通风系统的矿井，衡量通风难易程度的指标还有待研究。