矿井通风与安全考试题示例.docx

第一章 矿内大气
一、 例题
例1—1 用于湿球温度计测得矿内空气的干温度为15℃，湿温度为14℃，求空气的相对湿度。
解：干温度计及湿温度计指示数差为
℃
查附录 得相对湿度φ=90%
例1—2 矿井总的排风量Q=4500m3/min，入风温度t1=+5℃，空气相对湿度φ1=50%，排风温度t2=+25℃，φ2=100%，试计算每天风流从矿井中带走的水蒸汽量。
解：查附录得，当t1=+5℃时，ρS1=/ m3
当t2=+25℃时，ρS2=/ m3
∴带走的水蒸气量G为：
G=〔ρS2×100%－ρS1×50%〕·Q·24×60/1000000

例1—3 大气压力B=101325Pa，相对湿度φ=80%，温度t=30℃，求湿空气的d、ρV、ρ、和i。
解：根据t=30℃，查附录，得，于是
×
kg/kg干空气
湿空气的绝对湿度为：
kg/ m3
湿空气的密度为：
kg/ m3
湿空气的焓为：

×〔×30〕
=581.23 kg/kg干空气
例1—4 矿井总回风流中的沼气含量为0.55%，总回风量为2900 m3/min，该矿日产量1700T，试问该矿井的绝对沼气涌出量为多少？属于哪级沼气矿井？
解：绝对沼气涌出量Q=C·Q×24×60
=0.55%×2900×1440
=22968 m3/d
相对瓦斯涌出量 m3/T
根据?规程?规定，该矿属于高沼气矿井。
例1—5 B=101325N/㎡，空气干球温度t=25℃，d=0.016 kg/kg干空气，试用焓湿图求空气的湿球温度，露点温度和相对湿度。
解：根据B=101325N/㎡的焓湿图，找到t=25℃，d=0.016 kg/kg干空气的状态点，得出该点的相对湿度φ=80%，根据湿球温度定义，沿着等焓线及φ=100%线相交的温度为湿球温度t湿=℃，根据干球温度定义，沿着等含湿量线及φ=100%线相交点的湿度为露点温度℃。
d=16g/kg干空气

80%
100%

25.0
t湿 等焓线
22.5
21.5 t露

图1

例1—6 计算某巷道中一条宽，长200m的排水明沟的水蒸汽蒸发量。水温为30℃，空气温度为20℃，空气的相对湿度75%，大气压力103896Pa，风速为3m/s。
解：水沟露出的水外表积为：
×200=60㎡
当温度为30℃时，水蒸汽的饱和压力为：
Ps=4242Pa
空气中水蒸汽的分压力为：
Pv=Ps〔20℃〕×2337=1753Pa
湿交换系数为：
K1×10-6×10-6·×10-6×10-6××10-6kg/N·S
湿交换量为：

第二章 矿内风流的能量及其变化

一、例题
例2-1 用皮托管和压差计测得A、B两风筒的压力分别为h1=－50，h2=10，h4=50，h5=10mmH2O，如图2-1所示。求h3， h6的压力各为多少？各压差计测得的是什么压力？并判定风机所处的位置？

解：1〕h1为相对静压，h2为动压，h4为相对全压，h5为动压。
2〕压差计3的读数h3为相对全压：
h3= h1+ h2=－50+10=－40mmH2O
3〕压差计5的读数h5为相对静压：
h5= h4－h3=50－10=40mmH2O
4〕A风筒风机位于左侧，进展抽出式通风
B风筒风机位于左侧，进展压入式通风
例2-2 某通风管路如图2-2所示，U型管1和2的压力值及r=/m3，g=/s2，求管路中风流的动压、相对静压、相对全压和中心点的风速。

解：1〕用皮托管和压差计测压有如下公式：
ht=hs+hv
由图2-2看出，压差计1、2均为负值，可判断为抽出式通风，且动压hv永为正值，所以根据上式可知：
h1=－30mmH2O，为相对全压
h2=－35mmH2O，为相对静压
h3=h4－h2=－30+36=6mmH2O，为动压
2〕中心点的风速：

33，风峒中平均风速为8m/s，出风井口的平均风速为4m/s，求该矿井的通风阻力。

解：取1-2为通风系统的始末端点，那么：

例2-4 某矿井通风系统如图2-4所示，在扇风机风峒中安设静压管及地表的U型管压差计相连接，压差计的读数△h=2254Pa，该处断面S=9㎡，流经风峒的风量Q=90m3/s，入风井筒深度Z1=300m，其空气重率r13，回风井筒深度Z2=250m，其空气重率r23，两井筒间巷道中的空气平均重率r33〔两井口标高一样〕，问风流流经矿井的总阻力为多少？

解：风流流经矿井的总阻力：

∵v1=0，故hv1=0

那么：

因此，

例2-5 抽出式风机风峒内某断面的绝对静压为98925Pa，地面大气压为101058Pa，风峒内风量为3000m3/min，净断面积为4.2㎡，干温度28℃，湿温度21℃，问风峒内该断面上的相对静压、速压、相对全压、绝对全压各为多少？假设按图2-5方式安装一U型压差计，请在图2-5上画出水柱示意高度。

解：
∵干湿球温度差为7℃，由附录可得φ=52%，Psa=3783.5=3783.516Pa，那么由公式：

速压：

相对全压：
绝对全压：
例2-6 某矿通风系统如下图，各断面绝对静压Pi、风速vi、标高Zi和断面处空气密度ρi见下表中，请绘制压力坡度图。

参数
1
2
3
4
5
Pi
99811
104651
102771
100830
98120
vi

Zi

ρi

解：经计算得各点数值如下：

参数
1
2
3
4
5
hv〔Pa〕

he〔Pa〕

hr〔Pa〕

例2-7 在进风井中，测得1、2两断面诸参数如下：
绝对静压：P1=101325Pa，P2=108011Pa
标高：Z1=，Z2=－
气温：t1=10℃，t2=20℃
相对湿度：φ1=70%，φ2=80%
断面平均风速：W1=/s，W2=/s
试求：1～2断面间通风阻力。
解：〔一〕用单位质量流体能量方程计算：
（1） 求1、2断面空气密度：
查附表 得：
∴
得：ρ1=/m3，ρ2=/m3
（2） 求值
由热力学可知，多变过程可以概括所有的热力变化过程：
对于多变过程：
故：
多变指数n可由实测值进展计算：
对于：，取对数可得：

〔3〕运用单位质量流体能量方程求阻力：

〔二〕用单位体积流量的能量方程计算
由以上计算可见，当空气密度变化不大时，用简化的单位体积流量的能量方程进展计算即可满足工程需要。
第三章 矿井通风阻力
一、例如
例3-1 某梯形木支架巷道，巷道长度L=200m，断面积S=4m2，周界U=，巷道摩擦阻力系数μ·S2/m4，假设通过巷道的风量Q=900m3/min，试求其摩擦风阻和摩擦阻力。
解： 摩擦阻力 R=μ·
·
·S2/m3
巷道摩擦阻力：
hf=RQ2
×〔〕2
例3-2 某矿回风巷道长L=1000m，梯形断面S=6m2，棚子支护，边柱厚度do=24cm，支架纵口径△=6，通过风量Q=40m3/s，空气平均厚度ρ3。 求：〔1〕摩擦风阻Rf ；〔2〕摩擦阻力hf ；假设通过风量Q=30m3/s，其他条件不变化，求Rf 、hf 〔U=4.16s，对于△=6，do=24cm，μ×10-4N·S2/m8,S=6m2〕
解： α=192.1 ×10-4 ××10-4 N·S2/m8
摩擦风阻：Rf ==
N·S2/m6
摩擦阻力：hf = Rf ×Q2
×402
=1247Pa
其他条件不变时，Q=30m3/s
Rf 也不变化，因为Rf 仅及巷道本身特征有关。
hf = Rf ×Q2 ×302
例3-3 某倾斜巷道断面形状为半圆拱，混凝土碹支护，1、2断面面积分别为S1=2，S2=2，平均断面积S=2，巷道端面平均周长U=，1、2两点距离l=200m，断面1的平均风速为V1=/s，空气重率分别为τ13，τ23，用皮托管、压差计测得1、2两断面压差值h=51Pa，试计算1—2段巷道的摩擦风阻Rf 和摩擦阻力系数α。
解： 根据倾斜压差计测阻的数据整理公式：
hr1-2=h+ρ1 V1 2/2-ρ2 V1 2/2
＝５１+　(
那么摩擦风阻：R1，2=hτ1-2/Q2 ×7.15〕2 =0.0296 N·S2/m8
摩擦阻力系数α为：
α=
例3-4 某矿通风系统如下图，：R1-2=0.186 N·S2/m8 ，R2-4=R2-3 N·S2/m8 ，Q2-3=40m3/s，Q2-4=50m3/s；
试求：〔1〕各区段等积孔A1-2、A2-3、A3-4和通风阻力h1-2、h2-3、h2-4
〔2〕两翼等积孔A1-2-3、A1-2-4和通风阻力h1-2-3和h1-2-4 ；
〔3〕矿井总阻力、总风阻和总等积孔

题3-4

解： 根据公式 A=
A1-2=
A2-3=
A2-4=
通风阻力：
h1-2=R1-2Q1-22×〔40+50〕2
h2-3=R2-3Q2-32×402
h2-4=R2-4Q2-42×502=2940Pa
〔2〕 h1-2-4=R1-2Q1-22+R2-4Q2-42
=1506.6+2940

h1-2-3 = R1-2Q1-22+R2-3Q2-32

h1-2-3=
==2
h1-2-3=
==2
(3)根据风流能量消耗平均法
　　hτ〔Ｑ２-３+Ｑ２-４〕＝h１-２-３+h１-２-４Ｑ２-４
∴hτ　＝

R=
A=
例3-5 某梯形巷道的规格尺寸长1000m下宽3m，上宽2m，巷道高2m，α=0.0147 N·S2/m6 ，通过风量1200m3/min，该巷道的局部阻力为摩擦阻力的10%，求以下各项：
（1） 巷道的摩擦阻力、摩擦风阻、总阻力、总风阻、和总等积孔各为多少？
（2） 假设巷道长度为1600m，其他条件不变，摩擦阻力为多少？
（3） 假设α降为0.0006 N·S2/m6 ,其他条件不变，摩擦阻力为多少？
（4） 假设风量增加到1800m3/min，其他条件不变，摩擦阻力和总风阻各为多少？
（5） 假设巷道断面变为6m2，其他条件不变，摩擦阻力为多少？
解：
(1) 梯形的面积S=
=〔3+2〕×1=5m2
周界U=
摩擦风阻：
Rf=
摩擦阻力：
hf=RfQ2×〔1200/60〕2=432Pa
局部阻力：
heτ=hf×
总阻力：
hτ= hf + heτ
总风阻：
Rτ= hτ/Q2·S2/m8
总等积孔：
〔2〕当L=1600m时
hf =
〔3〕当α″=0.0006 N·S2/m4 时
hf ″′=
〔4〕当Q″=1800m3/min时
hf ″′=
由于Rf N·S2/m8 。
〔5〕当断面变为6m2时，巷道的周界也会发生变化，因此周界变为：
∴hf *=
第四章 矿井通风动力

一、例题
例4-1 通风系统如下图，当扇风机停顿运转，立即放下风峒中的闸门，并测得风峒中相对静压为△ h，试证明△ h值即等于矿井自然风压。

题4-1

[证]： 风机停顿运转，放下闸门后，矿内风流体停顿流动，但空气的重率仍保持原在的状态。在风峒中A点测出的相对静压△ h为：
△ h =PA-Po
根据流体静力学原理，可得出：
PA =Po+τ1Z-τ2Z
∴ △ h= PA -Po= Po+τ1Z-τ2Z- Po
=τ1Z-τ2Z
矿井自然风压：H n=τ1Z-τ2Z
∴ △ h= H n
例4-2 通风系统如图5-7，R1=0.4 N·S2/m8 ，R2=0.6 N·S2/m8 ，R3=0.4 N·S2/m8 ，并测得Q o=5m3/s，Q2=10m3/s。
题4-2

试求： 〔1〕CDA风路、BDA风路及CDB风路的自然风压〔不计出口动压损失〕各 多少？
(2)如在BD及AD两段巷道中间时设密闭，隔断风流，这时分别测定各密闭两侧的静压差是多少？
〔3〕如单独在AD巷道中设密闭，测定其两侧静压差，其值是多少？
解：
〔1〕矿井为自然通风，CDA风路的自然风压Hn3，应等于该风路的通风阻力〔不计出口动压损失〕即：Hn3=R2Q22+R3Q32
×102×152=150Pa
同理，BDA风路的自然风压Hn1为：
Hn1 = R1Q12+R3Q32
×52×152=100Pa
CDB风路的自然风压Hn2为：
Hn2= R2Q22-R1Q12
×102×52=52Pa
〔2〕在BD及AD两巷道中同时设密闭后，矿内即无风流流动。
在AD巷道中密闭〔设于A处〕两侧测出的静压差△h3，根据压力平衡原理，从CDA回路计算：
△h3 =τ0〔Z1+Z2〕-〔τ1Z1+τ2Z2〕=Hn3
即测出的△h，等于CDA风路的自然风压Hn3 =150Pa。
在BD巷道中密闭两侧测出的静压差△h1 ，有BCD回路计算为：
△h1 =PD-PB
PD=PB+τ0 Z2-τ2 Z2
△h1 =〔PB+τ0 Z2-τ2 Z2〕-PB=τ0 Z2-τ2 Z2=Hn2
即△h1 等于BCD风路的自然风压Hn2 =50Pa
〔3〕单独在AD巷道中设密闭时，由于在CDB风路中有自然风压存在而有风流流动，其风量Q2 ′可由下式计算

Q2 ′=/S
因为在CD巷道中有风流〔流动方向为C→D〕，即有能量损失，所以，这时在AD巷道中密闭两侧测出的静压差△h3 ′为：
△h3 ′=r0 〔z1 + z2 〕-〔 r1 z1 + r2 z2 〕-R2 Q2 2
=Hn3 -R2 Q2 2
×2
=120Pa
例4-3 某矿通风系统如下图，各段的空气平均重率为r0 3 ，r1 =12.15 N/m3 ，r2=11.17 N/m3 ，风峒内压差数为2940Pa。3点平均速压为98Pa，扩散器出口平均速压为19.6Pa，试求：
（1） 1点到3点的阻力h1-3 ；
（2） 扇风机的全压h扇全 ；
（3） 当P0 =101325Pa时，3点的绝对静压、相对静压、相对全压值。
题4-3
解： h n =r0 z0 + r1 z1 – r2 z2
×××150

（1） h1-3 =h s –h v + h n

〔2〕h f s = h s 2 - h v2
=2940-98
=2842Pa
h f t = h f s + h f v

〔3〕 当P0 =101325Pa时
对于3点：P s = P0 –h s =101325-2940=98386Pa
h s =2940Pa
h t = h s - h v =2940-98=2842Pa
例4-4 某抽出式通风矿井如下图，地表空气重率r0 3 ，矿井内各点的空气重率为：r1 3 ，r2 3 ，r3 3 ，z1 =100m，z2 =200m，风机房内压差计的静压读值为981Pa，矿井风量为50m/S，风峒断面为5m2 ，
试求：
（1） 自然通风压力为假设干？
（2） 主扇静风压为假设干？
（3） 全矿通风阻力为假设干？
（4） 矿井等积孔为假设干？
题4-4

解：〔1〕h n = r0 〔z2 – z1 〕+
×100+〔11.77+11.38〕×100/2-〔11.38+11.18〕×200/2

〔2〕h f s = h s4 - h v4
=981-=981-
=924Pa
〔3〕h1-4 =h f s + h n

矿/
×50/
=2
例 4-5 抽出式通风矿井，主扇的进风口〔风峒〕断面积为4m2 ，出风口〔扩散器出口〕断面积为5 m2 ，在进风口测的相对静压为1764Pa，通过扇风机的风量为50m3 /s N/m3 ，试求抽出式主扇的全压。静压。速增值。如改为压入式，测的出风口〔风峒〕的相对静压为1862Pa，通过主扇的风量为40 m3 /s，其余条件不变，问这时压入式主扇的全压。静压和速增值又是多少？
解：抽出式：h s =1764Pa ，Q=50 m3 /s ，r=12.05 N/m3 ，
v1 =50/4=/s，v2 =50/5=10m/s
hv 1 =
hv 2=
hf s = hs - hv 1 =1764-95.96=1668Pa
hf v = hv 2
hf t = hf s + hf v
压入式：v1 =40/4=10m/s，v2 =40/5=8m/s
hv 1 =
hv 2=
hs 1 =1862Pa
hf s = hs 1 =1862Pa
hf v = hv 1
hf t = hf s + hf v
例 4-6矿井通风系统如下图，巷道风阻R1·S2/m8 ，R2·S2/m8 ，扇风机Ⅰ的特性曲线见下列图中曲线Ⅰ，当要求巷道1的风量Q1 =30m3/s时，求扇风机Ⅰ的工况及巷道2的风阻应为多少？
题4-6

解 ：1〕在下列图中作风阻曲线R1、R3。
2〕将扇风机Ⅰ及风阻R3按照“风量相等，风压相减〞原则串联合成得风机曲线Ⅰ′。
3〕作Q1 =30m3/s等风量线及R1曲线交于1点，得h1=36mmH2O。
4〕由于1，2风路为并联，风机曲线Ⅰ′提供的风压应及1，2风路的通风阻力相等。即：HⅠ ′=h1=h2=36mmH2O
m3/s
作HⅠ ′=36mmH2O的等风压线交于曲线Ⅰ′上2点，得QⅠ = QⅠ ′=48m3/s，由2点作等风量线及曲线Ⅰ交于3点，3点为扇风机Ⅰ的工况点，扇风机Ⅰ的风量QⅠ =48 m3/s，风压H1=81mmH2O。
5〕巷道2的风阻计算为：
Q2= QⅠ- Q1 =48-30=18m3/s
h2=h1=30mmH2
R2=h2/Q222=1.09 N·S2/m8
第五章 通风网络中风流根本规律和风量自然分配
一、 例题
例5-1某通风网络如下图，各巷道的风阻RA2/m8，R22/m8，R32/m8，巷道1的风量Q1=65m3/s，求BC、BD风路自然分配的风量Q2，Q3，及风路ABC。ABD的阻力为多少？
题5-1
A
B
C
D
R1 Q1
R2 Q2
R3 Q3
解：计算自然分配的风量：
m3/s
Q3=Q1-Q2=65-34.95=3/s
计算各巷道的阻力：
h1=RAQ12×652
h2=R2Q22×2
h3=R3Q32×2
计算各风路的阻力：
hABC=h1+h2=1056.3+415.3=1472Pa
hABD=h1+h3=1056.3+415.4=1472Pa
例5-2通风系统如下图，各巷道的风阻RA2/m8，R22/m8，R32/m8，R42/m8，R52/m8，R62/m8，该系统的风压为h=81Pa。正常通风时风门E关闭，求此时各巷道的风量；假设翻开风门，而且系统的总风压保持不变，求该种情况下系统的总风量及工作面和风门短路的风量。
题5-2
A
D
E
C
B
4
3
2
1
6
5
解：1)风门关闭时，BC间的风阻R0为：
R0=R2+R3+R42/m8
系统的总风阻R为：
R=R1+R0+R52/m8
系统的风量：m3/s
2)翻开风门，巷道6中有风流，系统的总风阻R‘为：R‘=R1+R5+R0/

2/m8
系统的总风量为：=3/s
工作面的风量为：
m3/s
通过风门的短路风量：
m3/s
例5-3通风网路如下图，各巷道阻力h1=13,h2=8,h4=6,h5=4,h6=5mmH2O,方向已在图上标注，求巷道7、3、8之间风流方向及阻力。
解：设巷道3的风流方向为B D，对BDC回路的风压平衡定律：
h3+h5-h4=0
题5-3
A
2
1
8
F
E
7
6
C
4
B
5
D
3
h3=h4-h5=6-4=2mmH2O
巷道3的风流方向为B D。
设巷道7的风流方向为E D，对AEDB回路
h1+h7-h3-h2=0
h7=h3+h2-h1=8+2-13=-3mmH2O
巷道7的风流方向及所设相反，为D E。
设巷道8的风流方向为E F，对EFCD回路
h8-h6-h5+h7=0
h8=h6+h5-h7=5+4-3=6mmH2O
巷道8的风流方向为E F。
例5-4某通风网路如下图，各巷道风阻：R12/m8，R22/m8，R32/m8，R42/m8，AB间的总风压为500Pa。
题5-4
B
A
1
2
3
试：1)A、B间总风阻；2)各巷道风量。
解：1)

2/m8，

2/m8，
2)=3/s
m3/s
m3/s
m3/s
Q1=Q124-Q2=25.32-10.3=3/s
题5-5
B
C
Q0
2
4
5
3
1
例5-5通风网络如下图，巷道风阻R12/m8，R22/m8，R32/m8，R42/m8，R52/m8，Q0=30m3/s，求通风网路中各巷道自然分配的风量。
解：方法Ⅰ：首先判断BC的风流方向：

因：故巷道BC的风流方向为C B
h1=h3+h5
h4=h5+h2
以除以上式两式得：

设：，代入，整理为：
(A)
(B)
(A)，(B)两式为二元联立方程组，可用图解法求解。设y等于0，1，2，3代入式(A)可求得x等于1.33，1.36，1.41，1.43，再设x等于0，1，2，3代入式(B)，可求得y等于1.58，1.74，1.96，2.08，作图得二曲线交点M为
X
Y
M
x=1.41，y=1.81

m3/s
m3/s
m3/s
Q2=Q0-Q4=30-12.9=3/s
Q3=Q0-Q1=30-10=20m3/s
据式h=RQ2可求得各巷道的阻力h1=400，h2=145，h3=400，h4=500，h5=352Pa
通风网络的总阻力：
h0=h1+h2=400+145=545Pa
方法Ⅱ，上述(A)，(B)可用迭代法求解：
设：

将x’值代入式(B)：

将y’代入式(A)

将代入式(B)

因及足够接近，故可取x=1.4，y=1.81，再按方法Ⅰ的计算过程，由x，y可求得各巷道的风量和风压。
第六章 采区通风
一、例题：
例6—1 某综采工作面长150m，日产2000吨，该工作面相对沼气涌出量为3/T，工作面人数为45人，两端开机窝所需消耗炸药量为7kg，工作面温度为21℃，采高支撑掩护式支架，试问该工作面应供多少风量？
解：根据回采面所需风量的计算要求：
〔1〕按沼气或二氧化碳涌出量计算：

式中：— 沼气涌出不均衡系数，取1.35；
— 绝对沼气涌出量，m3/min；

— 入风流中沼气浓度，不得大于0.5％，该处取为零。

〔2〕按炸药量计算：

式中：25— 以炸药量〔kg〕为计算单位的供风标准，m3/min·kg；
A— 一次爆破所用的最大炸药量，kg。
〔3〕按人数计算：

式中：4— 每人每分钟应供应的最小风量，m3/min·人；
N— 工作面同时工作的最多人数。
〔4〕按工作面气温计算
根据风速及气温对良好气候条件的关系
取
式中：S— 工作面断面积，m2。
对于支撑掩护式支架，其断面可按以下近似式计算：

式中：M— 采高，m。
〔5〕低沼气矿井综采工作面所需风量经历计算式计算：

式中：K1— 采高系数，对于采高大于2m，取

K2— 工作面长度系数，L=150m

K3— 温度系数，t＝21℃，取
K4— 支架前方空顶系数，对于易于冒落，取

〔6〕按工作面风速验算：
≤V≤4m/s 要求

因此，根据以上计算取Q＝656m3/min作为工作面供应风量，满足了以上要求。
例6—2 某矿采用中央分裂式通风系统，安有一台K2－60风机，测得风机的吸风量为5000m3/min，回风石门通过风量为4800m3/min，东翼有两个回采面，其风量分别为：510和450 m3/min，还有一个备用面，二掘进头，一个采区变电所和绞车房，它们的风量分别为：255，2×150，？？，70 m3/min，西翼有两个工作面和一个备用面，其风量分别为：560，570，270 m3/min，还有两个掘进头、变电所、绞车房和单独供风的火药库，其风量分别为：2×150，70，70，100 m3/min。试求该矿井的内部有效风量率，外部漏风率、内部漏风率和矿井漏风率？
解：矿井的有效风量：

矿井的内部漏风量：

矿井的外部漏风量：

矿井的内部漏风率PLi：

矿井的外部漏风率PLe：

矿井的总漏风率PLt：

矿井的有效风量率PR：

矿井的内部有效风量率：

第七章 掘进通风
一、例题
例7—1 某矿掘进一条长150m的独头巷道，断面为2，一次爆破火药量为15kg。用一台局扇作压入式通风，通风时间t=20min。试计算工作面需风量为多少？假设漏风风量备用系数φ，求局扇风量。
解：1〕工作面所需风量

2〕漏风风量备用系数φ=1.25时，局扇风量为：

例7—2 掘进某独头巷道，工作面所需风量Q0为3/s采用引射器作压入式通风，配直径为400mm，长为50m的风筒，风筒漏风风量备用系数φ，风筒摩擦阻力系数α·S2/m4，试确定引射器的型号。
解：1〕风筒阻力的计算，取风筒局部风阻为摩擦风阻的25％，那么

2〕引射器风量的计算

3) 引射器风压的计算

4〕由Qi×60＝3/min，hi＝236pa，查有关设备手册，可选用WA－200型，气压P=5kg/cm2，环隙宽度δ=的环隙式引射器。
例7—3 某矿掘进一条长903m的独头巷道，采用混合式通风方式。在距工作面72m处，用一台局扇作压入式工作，其胶皮风筒直径300mm，总长62m。在距工作面52m处，用一台局扇由工作面向外排风〔相当于抽出式〕，其胶皮风筒直径为500mm，总长851m。由风筒排出的污风送入旧巷，由主扇排出地表，如下图。掘进巷道断面为2，一次爆破火药量为20kg，通风时间为20min。试计算工作面所需风量，并选择局扇。
解：1〕压入式局扇的计算
工作面所需风量：
胶皮风筒漏风风量备用系数φ

式中：n— 风筒接头数目，10m一节，取n=6；
Pi— 一个接头的漏风率，取0.02。
压入式局扇的风量Qfp：

风筒风阻R的计算：

考虑到风筒接头处的局部风阻，将α值增大25％，可以近似认为所计算出来的风阻包括了风筒的摩擦风阻R1和风筒接头处的局部风阻R2，此题中风筒转弯处的局部风阻R3=0，取α=0.004，所以风筒风阻为：

压入式局扇风压的计算：

由计算的风量Qfp=3/s，Hfp=1222.8pa，可选用JF－42型4KW局扇。
2〕抽出式局扇的计算
有效排风量Qe

漏风风量备用系数φ
抽出式风筒共851m，用罗圈反边接头，质量好，漏风小，Pi=0.005，接头数n=22〔每节风筒长40m〕，φ近似为：

局扇风量Qfe

风筒风阻R

式中：α— 风筒摩擦阻力系数，α=0.003 N·S2/m4；
ξ—风筒转弯局部阻力系数，此题中弯头一个160°，得ξ=0.48；
d— 风筒直径，d=；
S— 风筒断面，S=πr2×2=2。
那么：
局扇风压Hfe：

由计算的风量Qfe＝3/s，Hfe=1641.5pa，可选用JF－52型11KW局扇。
第八章 矿井风量调节
一、例题
例8—1 巷道长L=2000m，摩擦阻力系数α=0.004 N·S2/m4，断面S=5m2，周界P=m。巷道风量Q=30m3/s，求巷道的通风阻力？欲使巷道的通风阻力不超过100pa，巷道的断面应扩大到多少〔其他条件都不变〕才能满足要求？
解：1〕巷道摩擦阻力依下式计算：

2〕扩大巷道断面计算：

当巷道阻力不超过100pa时，由上式便可求出巷道断面为：

例8—2 某巷道ABCD各段之风阻RAB=0.4,RBC=2.0,RCD=0.6 N·S2/m8，巷道风量为10m3/s。欲在BC间另开一辅助巷道，使总风量增到15m3/s，假设AD间风压保持不变，求BC间辅助巷道的风阻及该巷道的风量。
解：未调节前AD间的总风压损失为：

R’BC

RBC
D
C
B
A

假设总风量增到15m3/s，又由题知AD间风压保持不变，所以BC段的风压损失为：

开设辅助巷道后BC巷道的风量为：

辅助巷道的风量
辅助巷道的风阻RBC为：

例8—3 并联通风系统的总风量Q1=20m3/s，左翼需风量Q2=12m3/s，右翼需风量Q3=8m3/s，各巷道的风阻为：R1=0.2，R2=2.8，R3=2.0，R4=0.25 N·S2/m8。如下图，用辅扇调节风量时，求辅扇应当造成的风压和该系统的总阻力；假设用风窗调节时，求风窗的面积〔设风窗处巷道断面S=4m2〕和该系统总阻力。
R4
解：左翼的阻力：
Q2R2
Q3R3
右翼的阻力：
辅扇应设在巷道2中，其风压为：

Q1R1
此时该系统的总阻力为：

假设用风窗调节时，风窗应设计在巷道3中，风窗的阻力△h=275pa，其面积SW为：

用风窗调节后并联系统的总风压损失为：

例8—4 通风网络如下图，各风路的风阻值为Ra=2.2、Rb=1.2、Rc=0.41、Rd=0.28 N·S2/m8；风路所需风量Qa=Qb=12m3/s，Qc=2m3/s，风路a，b的断面为4m2，风路c的断面为6m2，假设采用风窗调节法应在哪条风路上安装风窗，风窗的面积应为多大？
解：1〕首先考虑a、b并联网路，两风路的阻力为：
2
d
3

c
因ha>hb，应在风路b中安设风窗，风窗的局部阻力为：
a
b

1
风窗面积为：
2〕再考虑c及1－2－3并联网络
风路c、d的阻力为：

串、并联风路1－2－3的总阻力为：

因h1－2－3>hc，应在c风路中安设风窗，风窗的阻力及面积为：

4
例8—5 通风网络如下图。风路a、b所需风量为Qa=27m3/s，Qb=3/s，其风阻值Ra=0.7，Rb=1.3，总进风段R1－2=0.23，总回风段R3－4=0.02 N·S2/m8。通过主扇的风量为3/s，扇风机有效风压H’s=1550pa。求在不调整主扇工况点的情况下，如何对a、b风路进展风量调节？
解：总进风段1－2和总回风段3－4阻力为：
b
a
3

主扇能够供应两并联风路a、b的压力为：
2

风路a通风阻力：
1

因h2－3>ha，故应在风路a中安设调节风窗，其局部阻力为：

风路b的通风阻力为：

因hb>h2－3，故应在b风路中安设辅扇，其风压为：

例8—6 角联通风网，如下图。各巷道的风阻为R1=0.6，R2=0.6，R3=1.05，R4=0.3，R5=1.05 N·S2/m8。各巷道需要的风量为Q1=14，Q2=16，Q3=3.2，Q4=17.2，Q5=3/s，求用风窗调节时，风窗安设的位置及其阻力。
解：计算各巷道的风压：

5
4
D

Ⅱ
B
在Ⅰ闭合回路中，由于∑hi=0，那么h1应变为h’1，且
3

风窗应设在巷道1中，风窗所造成的局部阻力为：
Ⅰ
1
C
2

A
在Ⅱ闭合回路中，风窗应设在巷道4中，

验证一下1、2、4、5分支所组成的闭合回路是否平衡：

因此，在风路1和4中安装风窗是正确的。