第五章矿井自然通风精品.ppt

5.4 自然风压的影响因素和控制与利用 5.4.2 矿井自然风压的控制与利用 （1）?abb’cefa系统： （2）dbb’cedb系统?： ， ? 图5-7? 自然风压使风流反向示意图（a、b） 图5-7a是某矿因自然风压使风流反向示意图。该矿为抽出式通风，冬季ab平硐和db竖井进风，Qab=2000m3/min，夏季平硐自然风压作用方向与主要通风机的相反，平硐风流反向，出风量=300m3/min。如果要防止平硐ab风流反向，需要确定以下有关条件和采取预防措施。如图5-7b所示，对出风井来说夏季存在两个系统自然风压。 自然风压与主要通风机作用方向相反，相当于在平硐口a和进风竖井口d各安装一台抽风机（向外）。设ab风流停滞，对回路abdefa和abb’cefa可分别列出压力平衡方程： 方程组中两式相除，得ab段风流停滞条件式 ab段风流反向。根据该式，可采用下列措施防止ab段风流反向：1）加大RD；2）增大Hs；3）在a点安装风机向巷道压风。 4.5 矿井总风阻与矿井等积孔 例题：某矿井为中央式通风系统，测得矿井通风总阻力hm=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： 可见，该矿通风难易程度属中等。 E155082605 第五章 矿井自然通风 5.1 自然通风的概念及其表达 5.2 矿井自然通风压计算 5.3 矿井自然压差的测定 5.4 自然风压的影响因素和控制与利用 5.1 自然风压的概念及其表达 自然风压是矿井中客观存在的一种自然现象，其作用有时对矿井通风有利，有时却相反。现在人们一般认为，风流流动所发生的热交换等因素使矿井进、出风侧（或进、出风井筒）产生温度差而导致其平均空气密度不等，使两侧空气柱底部压力不等，其压差就是自然风压。因此提出了：有高差的回路是产生自然风压的必要条件；有高差井巷的空气平均密度不等是产生自然风压的充分条件。 5.1 自然风压的概念及其表达 5.1.1 自然风压的基本分类 根据矿井的实际情况，由井上、井下自然因素和生产活动的热力效应所产生的自然能量差可概括为三种形式：自然热位差、水平热压差（或称水平气压差）及大气自然风。 5.1 自然风压的概念及其表达 5.1.1 自然风压的基本分类 1. 自然热位差 图5-1 矿井通风自然热位差示意图 如图5-1所示，由地面气温、井下热力因素、含湿量、气体成分等变化所引起的进、回风井筒内空气平均密度不等，密度大的井筒内空气柱压力大于密度小的井筒内空气柱压力。这两井筒中的空气柱压差称做自然热位差。 Pn=g z (ρm1 – ρm2) 5.1 自然风压的概念及其表达 5.1.1 自然风压的基本分类 2．水平热压差 图5-2 水平自然风示意图 图5-21中a是表示冬季洞内温度比地面温度高，巷道内空气逐渐被加温，热气上升从巷道顶部流出，而地面冷空气从巷道下部进入；图5-2中b是表示夏季洞内温度比地面温度低，巷道内空气逐渐降温，冷气下降由巷道底部流出，而地面热空气从巷道顶部进入。这是借助自然因素通风的最简单形式。 在矿井水平井巷中也能因温度等自然因素变化导致风流密度上的差异，从而造成同一标高水平上的压力不同。井巷中同一水平上主要因温差而形成的压力差称为水平热压差。这种水平热压差也能促使空气沿井巷流动，形成自然风。一般情况下这种自然风速很小，往往不被注意，但在某些条件下，仍能明显的显现出来。 在地表，由于多种因素造成空气温度、湿度、成分等的差异，同一标高水平上的大气压力也有差别。这种同一标高水平上的气压差，气象上称为气压梯度。由气压梯度所产生的压力称为气压梯度力（N/kg），即 5.1 自然风压的概念及其表达 5.1.1 自然风压的基本分类 3．大气自然风压 地面吹向平峒口的大气风，其动压可转变成静压，形成矿井自然风，影响矿井通风量的大小。该动压Pv的计算方法为： 综上所述，以上三种形式的能量差都应属于自然风压的范畴。所以，自然风压是由井内外自然因素所造成促进所有井巷风流流动的能量，而单位体积风流所具有的这种能量称做自然风压。 δ——系数。由风向、山坡表面形状倾斜度、洞口形状和尺寸等决定；ρ——大气自然风流密度，kg/ m3 ；va ——大气风速，m/s。 大气自然风对抽出式通风矿井的进风平峒和压入式通风矿井出风平峒的风量影响较显著，能使前者风速明显增加，后者风流停滞甚