矿井通风阻力计算方法.pdf

矿井通风阻力计算是确保煤矿安全、高效运营的关键环节，涉及到空气流动的物理原理和工程实践。阻力的存在会导致风流能量损失，影响矿井内的通风效率。矿井通风阻力主要分为两类：摩擦阻力和局部阻力。 摩擦阻力是由于风流在井巷内部流动时，因风流自身的粘性和惯性，以及井巷壁面对风流的阻碍造成的。它分为层流摩擦阻力和紊流摩擦阻力。层流摩擦阻力与平均流速成正比，但井下通常为紊流状态，因此主要讨论紊流摩擦阻力。紊流摩擦阻力可通过公式Hf = α×L_U/S^3×Q^2 = Rf×Q^2计算，其中α是摩擦阻力系数，L是巷道长度，U是巷道周长，S是巷道断面积，Q是风量，Rf是摩擦风阻。 局部阻力则源于井巷内断面、方向、分岔或汇合等变化引起的风流速度分布变化和涡流。常见类型包括突变紊流、渐变、转弯处和分岔与会合。局部阻力计算通常采用经验公式，并且在总阻力中占20%的比例。 矿井通风阻力的计算步骤主要包括： 1. 确定阻力计算路线，选择阻力最大和最小的通风路径，避免人为增阻设施。 2. 对各节点编号，收集数据，如需风量、巷道尺寸、摩擦阻力系数等。 3. 分别计算摩擦阻力和局部阻力，再求和得到总阻力。 4. 计算矿井等积孔A，用于评估通风效果，A值越大表示通风能力越强。 在实际操作中，新建矿井可通过查表获取α并计算Rf，生产矿井则可以根据已测定的hf反推出α。局部阻力计算时，应考虑不同类型局部阻力的系数差异，以及扇风机附属装置和矿井自然风压的影响。 通过精确计算矿井通风阻力，可以优化通风系统设计，提高通风效率，保障矿工的安全和健康。同时，合理的通风阻力控制也能减少能源消耗，降低运营成本。