通风工程：《矿井通风》课程教学资源（PPT课件讲稿）第五章 矿井自然通风

第五章矿井自然通风 主要内容与基本要求 第一节矿井自然风压的计算与测定 第二节矿井自然通风的特性 第三节矿井自然通风的利用与控制 仫A

《矿井通风》 1 第五章 矿井自然通风 ◆ 主要内容与基本要求 ◆ 第一节 矿井自然风压的计算与测定 ◆ 第二节 矿井自然通风的特性 ◆ 第三节 矿井自然通风的利用与控制

主要内容与基本要求 1、了解自然风压的概念及其计算方法 2、了解自然通风的规律和特点。 3、了解自然通风的利用与控制。 《矿井通风》 BACK2

《矿井通风》 2 主要内容与基本要求 1、了解自然风压的概念及其计算方法。 2、了解自然通风的规律和特点。 3、了解自然通风的利用与控制

第一节矿并自然风压的计算与测定 自然风压的概念 矿井自然风压的计算 三、矿井自然风压的测定 《矿井通风》

《矿井通风》 3 一、自然风压的概念 二、 矿井自然风压的计算 三、矿井自然风压的测定

、自然风压的概念 1、自然风压的形成 把进、回风井中两空气柱作用在井筒底部(2,3水平面)单 位面积上的压力(重力)差, 叫做自然风压Hn 自然风压: H=p2-p3=(Po +Pmigz)-(po+Pm2gz) 即:Hn=gz( P 《矿井通风》

《矿井通风》 4 一、自然风压的概念 1、自然风压的形成 把进、回风井中两空气柱作用在井筒底部（2，3水平面）单 位面积上的压力（重力）差， 叫做自然风压Hn 自然风压： Hn = p2 - p3 = (p0 +ρm1gz) - ( p0+ρm2gz) 即： Hn = gz （ρm1 - ρm2） Pa

对于一个矿井两井筒的井口位于同一标高时,只要井筒空气 密度不同,同样会产生自然风压。 对同一井筒也同样会产生自然风压。m 2、自然风压的方向 冬季:由于p2>P3,空气由平硐口 进入,由回风井口排出地表 冬李 反李 春秋季:n2=P3,矿井无风流流动。-r 夏季:P3>P2,使回风井口进风, 平硐口排风形成一个反向风流。 Z 《矿井通风》

《矿井通风》 5 对于一个矿井两井筒的井口位于同一标高时，只要井筒空气 密度不同，同样会产生自然风压。 对同一井筒也同样会产生自然风压。 2、自然风压的方向 冬季：由于p2>p3 , 空气由平硐口 进入，由回风井口排出地表。 春秋季：p2 = p3 ，矿井无风流流动。 夏季：p3 > p2 ，使回风井口进风， 平硐口排风形成一个反向风流

二、矿井自然风压的计算 ◆流体力学法 实质:就是计算进、回风井两井筒的空气柱对底部作用的 压力(重力)差。 由流体力学知,压力的增量等于单位面积上空气柱所受到 的重力的增量,即 dp=pgdz A 如图1和3断面同一标高,大气压 为po,距井底的距离为z,那么: Hn=p,gdz d△ A 4 《矿井通风》

《矿井通风》 6 ◆流体力学法 实质：就是计算进、回风井两井筒的空气柱对底部作用的 压力（重力）差。 由流体力学知，压力的增量等于单位面积上空气柱所受到 的重力的增量，即： dp=ρgdz       = − 3 4 1 2 H 1 gdz 2 gdz n   二、 矿井自然风压的计算 如图1和3断面同一标高，大气压 为p0，距井底的距离为z，那么：

1、井深<100m 在井深<100m时,可认为空气密度p不变,属于等容过 程,则上式可积分为: Pg(△1-△A2)-P2g(△3-△ (△1-△2)=(△3-△4)=2 01=P2)g p1、卩2分别为进、回风井的平均空气密度,kg/m3 《矿井通风》

《矿井通风》 7 1、井深<100m 在井深 < 100m 时，可认为空气密度ρ不变，属于等容过 程，则上式可积分为： ( ) ( ) Hn = 1 g 1 − 2 −  2 g 3 − 4 Hn = z(1 −  2 )g ( −  ) = ( −  ) = z 1 2 3 4 ρ1、ρ2——分别为进、回风井的平均空气密度，kg/m3

例:进风井筒,井口,压力p和T1 井底,压力p2和T2 P口=34820(1-0.3782Pa 或: 井口 345 0 并=3482(-037852B2)或:P底=345 2 尸井口+P井底 2 同理,回风井筒中的空气密度计算也和上面相同。 ★对各断面T的取值。 ●生产设计的矿井:可从实际中测定获取。 《矿井通风》

《矿井通风》 8 例：进风井筒，井口，压力p0 和 T1 井底，压力p2 和 T2 3.48 (1 0.378 ) 0 1 1 1 0 p p T p  B  井口 = − 1 0 3.45 T p = 井口  3.48 (1 0.378 ) 2 2 2 2 2 p p T p  B  井底 = − 2 2 3.45 T p = 井底  2 1  井口  井底  + = 同理，回风井筒中的空气密度计算也和上面相同。 ★对各断面Ti的取值。 ●生产设计的矿井：可从实际中测定获取。 或： 或： 则

●新设计的矿井 进风井:井口气温可取该标高地表的月平均温度。 井底气温应参考附近矿山的实际资料。 回风井:井底气温 4=10+G(z-20)-(1~2) 井口气温,可按每上升100m,气温下降04~0.5C计算。 0.4~0.5 4 ∠ 100 《矿井通风》

《矿井通风》 9 ●新设计的矿井 进风井：井口气温可取该标高地表的月平均温度。 井底气温应参考附近矿山的实际资料。 回风井：井底气温 ( 0) (1 ~ 2) t 4 = t 0 + Gr z − z − t t z 100 0.4 ~ 0.5 3 = 4 − 井口气温，可按每上升100m，气温下降0.4 ~ 0.50C计算

2、井深>100m 当井深>100m后,空气的密度、温度、压力都在变化,属于 多变过程。此时,若按等温过程计算的压力变化值和多变过程 计算的结果较为接近,故按等温过程计算。 自然风压(进风井底的压力一回风井底的压力) 28 R 《矿井通风》 10

《矿井通风》 10 2、井深>100m 当井深>100m后，空气的密度、温度、压力都在变化，属于 多变过程。此时，若按等温过程计算的压力变化值和多变过程 计算的结果较为接近，故按等温过程计算。 自然风压（进风井底的压力－回风井底的压力） ) 1 1 ( 1 2 0 R T T zg Hn = p −