1、第三章 井巷通風(fēng)阻力 （2學(xué)時(shí)）（第一、二節(jié)）1. 上次課內(nèi)容回顧（510min）1.1上次課所講的主要內(nèi)容 礦井通風(fēng)能量方程，講到空氣流動(dòng)連續(xù)性方程，單位質(zhì)量流量能量方程，單位體積流量能量方程及通風(fēng)能量（壓力）坡度線。1.2能解決的實(shí)際問題（一）礦井通風(fēng)阻力的計(jì)算。（二）礦井能量壓力坡度線的畫法，從圖形上直觀地看出空氣在流動(dòng)過程中能量（壓力）沿程變化規(guī)律。（三）風(fēng)流方向的判斷。2.本節(jié)課內(nèi)容的引入（5min）2.1本節(jié)課討論的內(nèi)容與上次課內(nèi)容的關(guān)聯(lián)。2.2本節(jié)課主要談?wù)摰膬?nèi)容。井巷斷面的風(fēng)速分布，摩擦風(fēng)阻及阻力。2.3思考題（1）摩擦阻力與摩擦風(fēng)阻有何不同？（2）試結(jié)合礦井實(shí)際情況如何降低礦

2、井的摩擦阻力？（3）礦井風(fēng)量與摩擦阻力有何關(guān)系，從降低摩擦阻力的角度，應(yīng)如何控制風(fēng)量？3.內(nèi)容討論與課堂講述（6070min）。第一節(jié) 井巷斷面上的風(fēng)速分布一、 風(fēng)流流態(tài)（一）管道流1883年英國(guó)物理學(xué)家雷諾(0Reyndds)通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，同一流體在同一管道中流動(dòng)時(shí)，不同的流速，會(huì)形成不同的流動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)流速較低時(shí)，流體質(zhì)點(diǎn)互不混雜，沿藏與管軸乎行的方向做層狀運(yùn)動(dòng)，稱為層流(或滯流)。粘性摩擦流動(dòng)。當(dāng)流速較大時(shí)，流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度在大小和方向上都隨時(shí)發(fā)生變化，成為互相混雜的紊亂流動(dòng)，稱為紊流(或湍流)。附加剪切阻力的流動(dòng)。流體力學(xué)中定義：由運(yùn)動(dòng)速度不同的層面剪切阻力所引起的粘性摩擦流動(dòng)稱為層流

3、。由渦流所生成的紊流交錯(cuò)而產(chǎn)生附加剪切阻力的流動(dòng)，稱為紊流。雷諾曾用各種流體在不同直徑的管路中進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)流體的流動(dòng)狀態(tài)與平均流速v管道直徑d和流體的運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)有關(guān)。可用一個(gè)無因次準(zhǔn)數(shù)來判別流體的流動(dòng)狀態(tài)，這個(gè)無因次準(zhǔn)數(shù)就叫雷諾數(shù)，用Re表示，即： 實(shí)驗(yàn)表明：層流（下臨界雷諾數(shù)） 紊流（上臨界雷諾數(shù)） 過渡區(qū)。實(shí)際工程計(jì)算中，為簡(jiǎn)便起見，通常用Re=2320來判斷管路流動(dòng)的流態(tài)。層流，紊流。對(duì)于非圓形斷面的井巷來說，Re數(shù)中的管道直徑應(yīng)該以井巷斷面的當(dāng)量直徑來表示，當(dāng)量直徑用de表示。則： s/u也稱為水力半徑。則，非圓形斷面井巷的雷諾數(shù)為： 為空氣的運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)，通常取15

4、5;10-6m2/s；例：某梯形巷道，采用工字鋼支護(hù)，斷面S=9m2，巷道中風(fēng)量為Q=240m3/min，試判別風(fēng)流流態(tài)。解：故巷道中風(fēng)流為紊流。例：巷道條件同前，求相應(yīng)于Re2300時(shí)的層流臨界風(fēng)速。解：規(guī)程規(guī)定，井巷中最低允許風(fēng)速為0.15m/s，由此可見，礦井內(nèi)所有通風(fēng)井巷中的風(fēng)流均呈紊流狀態(tài)。只有在采區(qū)冒落帶，煤巖柱裂隙中的漏風(fēng)風(fēng)流才有可能出現(xiàn)層流狀態(tài)，用孔隙介質(zhì)流來判斷。（二）孔隙介質(zhì)流在采空區(qū)和煤層等多孔介質(zhì)中風(fēng)流的流態(tài)判別準(zhǔn)數(shù)為：式中：k冒落帶滲流系數(shù)，m2; L濾流帶粗糙度系數(shù)，m。Re=0.25層流，Re=0.25紊流。0.25<Re<2.5:過渡流。二、井巷斷面

5、上的風(fēng)速分布在礦井通風(fēng)中，空氣流速簡(jiǎn)稱風(fēng)速。井巷中某點(diǎn)的瞬時(shí)速度vx是不斷變化的，而在一足夠長(zhǎng)的時(shí)間段T內(nèi)，流速vx總是圍繞著一平均值vx上下波動(dòng)，這種現(xiàn)象叫做脈動(dòng)現(xiàn)象，平均值vx稱為時(shí)均風(fēng)速。由于空氣的粘性和井巷壁面摩擦的影響，井巷斷面上風(fēng)度分布是不均勻的。在貼近壁面處仍存在層流運(yùn)動(dòng)薄層，即層流邊層。其厚度隨Re增加而變薄。在層流邊界以外。從巷壁向巷道軸心方向。風(fēng)速逐漸增大，呈拋物線分布，如右圖示。設(shè)斷面上任一點(diǎn)風(fēng)速為vi，則平均風(fēng)速為v式中：S為斷面積 為S斷面上的風(fēng)量Q則：。斷面上平均風(fēng)速v與最大風(fēng)速Vmax的比值稱為風(fēng)速分布系數(shù)（速度場(chǎng)系數(shù)），用Kv表示Kv值亦與井巷粗糙程度有關(guān)系，巷

6、壁俞光滑。Kv值俞大，即斷面上風(fēng)速分布俞均勻。據(jù)調(diào)查：砌碹巷道：Kv0.80.86，平均0.83； 木棚支護(hù)巷道：Kv0.680.82，平均0.73； 無支護(hù)巷道：Kv0.740.81，平均0.75；實(shí)際中，由于受井巷斷面形狀和支護(hù)形式的影響，及局部阻力物的存在，最大風(fēng)流不一定在井巷的軸線上。風(fēng)速分布也不一定是有對(duì)稱性。第二節(jié) 摩擦風(fēng)阻與阻力一、 摩擦阻力定義：風(fēng)流在井巷中做沿程流動(dòng)時(shí)，由于流體層間的摩擦和流體與井巷壁面之間的摩擦所形成的阻力稱為摩擦阻力（也稱沿程阻力）。從流體力學(xué)可知，摩擦阻力的計(jì)算公式為：式中：l風(fēng)道長(zhǎng)度m; d圓形風(fēng)道直徑，或非圓形風(fēng)道的當(dāng)量直徑m； v斷面平均風(fēng)速，m/

7、s； 空氣密度，kg/s； 無因此系數(shù)（阻力系數(shù)）實(shí)驗(yàn)求得。其中包括了公式?jīng)]有給出的其他影響因素。（一） 尼古拉茲實(shí)驗(yàn)（二） 實(shí)際流體在流動(dòng)過程中，沿程能量損失一方面（內(nèi)因）取決于粘滯力和慣 性力的比值，用Re來衡量；另一方面（外因）是固體壁面對(duì)流體的阻礙作用，與管道長(zhǎng)度斷面形狀及大小，壁面粗糙度有關(guān)。1932-1933尼古拉茲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。絕對(duì)粘度：管壁凸起的高度。相對(duì)粘度：絕對(duì)粘度與管道半徑r的比值,.用六種不同粘度的管道進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。根據(jù)與Re及/r的關(guān)系，分為五個(gè)區(qū)。區(qū)：層流區(qū)：Re<2320（）時(shí)，與相對(duì)粘度無關(guān)，只與Re有關(guān)，區(qū)：過渡區(qū)：2320Re4000（即3.363.6）時(shí)

8、，隨Re增大而增大，與相對(duì)粘性無明顯關(guān)系。區(qū):水力光滑管區(qū)：Re>4000，（>3.6）時(shí)，此時(shí)層流邊層厚度大于管道的絕對(duì)粘度，與/r無明顯關(guān)系，而與Re有關(guān)。區(qū)：由水力光滑管區(qū)變?yōu)樗Υ植诠軈^(qū)的過渡區(qū)，與Re。/r都有關(guān)系。區(qū)：水力粗糙管區(qū)，遠(yuǎn)大于。故Re對(duì)值影響較小，略去不計(jì)，/r成為的唯一影響因素。 在此區(qū)段內(nèi)，對(duì)于/r一定的管道，為定值，摩擦阻力與流速平方成正比，故此區(qū)又稱為阻力平方區(qū)。此區(qū)內(nèi)此式，應(yīng)用較為普遍，稱為尼古拉茲公式。（三） 層流摩擦阻力 ，。則：。層流摩擦阻力與平均流速的一次方成正比。（四） 紊流摩擦阻力對(duì)于紊流運(yùn)動(dòng)，關(guān)系比較復(fù)雜。用代入得，。二、摩擦阻力系數(shù)

9、（一）摩擦阻力系數(shù) 對(duì)于礦井中大多數(shù)通風(fēng)井巷，Re值已進(jìn)入阻力平方區(qū)，/r一定時(shí)則為定值。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣密度1.2kg/m3,令：其中便稱為摩擦阻力系數(shù)，單位為：kg/m3或Ns2/m4。則：，值一段是通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得的，稱為標(biāo)準(zhǔn)o。當(dāng)空氣密度1.2kg/m3時(shí)，可進(jìn)行修正（二）摩擦阻力Rf對(duì)于給定的巷道，L、U、S為定值時(shí)，故可把、L、U、S歸為一個(gè)系數(shù)Rf便稱為巷道的摩擦風(fēng)阻。單位為：kg/m7,或NS2/m8,將代入中，則：此式即為紊流狀態(tài)下的摩擦阻力定律。三、井巷摩擦阻力計(jì)算方法例：某巷道為梯形斷面，S8m2,L=1000m,工字鋼支護(hù)，支架截面高度=14cm,縱口徑5，計(jì)劃通過風(fēng)量為Q

10、=1200m3/min，預(yù)計(jì)巷道中空氣密度1.25kg/m3,求該段巷道的通風(fēng)阻力。解：根據(jù)do、S查出則由，得：則：則4.課堂小結(jié)4.1本節(jié)課所講的主要內(nèi)容 風(fēng)速在井巷斷面上的分布，摩擦阻力定律即摩擦阻力的計(jì)算，摩擦阻力系數(shù)，摩擦風(fēng)阻，尼古拉茲實(shí)驗(yàn)。4.2重點(diǎn) 摩擦阻力定律即摩擦阻力的計(jì)算，尼古拉茲實(shí)驗(yàn)。4.3難點(diǎn) 尼古拉茲實(shí)驗(yàn)即摩擦阻力定律。4.4能解決的實(shí)際問題 （1）判斷井巷風(fēng)流狀態(tài)； （2）摩擦阻力系數(shù)及摩擦風(fēng)阻值的計(jì)算； （3）摩擦阻力的計(jì)算。4.5下次課將要討論的內(nèi)容局部風(fēng)阻與阻力、礦井總風(fēng)阻及等積孔。及降低礦井通風(fēng)阻力的措施。5、作業(yè) 31，32，33，34，37，38，39第

11、三章 井巷通風(fēng)阻力第三節(jié) 局部風(fēng)阻與阻力 第四節(jié) 礦井總風(fēng)阻與等積孔第五節(jié) 降低礦井通風(fēng)阻力的措施 (三學(xué)時(shí))1. 上次課內(nèi)容回顧（510min）11、所講主要內(nèi)容井巷斷面上風(fēng)速分布，尼古拉茲實(shí)驗(yàn)，摩擦阻力定律及計(jì)算。12、能解決的實(shí)際問題（1） 判斷井巷中風(fēng)流流動(dòng)狀態(tài)；（2） 摩擦阻力系數(shù)與摩擦風(fēng)阻的計(jì)算；（3） 摩擦阻力的計(jì)算。2、本節(jié)課內(nèi)容的引入（5min）2.1本節(jié)課所講內(nèi)容與上此課內(nèi)容的關(guān)聯(lián)。2.2所討論的主要內(nèi)容 局部風(fēng)阻與阻力，礦井總風(fēng)阻與等積孔及降低礦井通風(fēng)阻力的措施。2.3思考題 （1）局部阻力是如何產(chǎn)生？ （2）目前所用等積孔的計(jì)算方法分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)有什么不足之處？ （3）結(jié)合礦

12、井實(shí)際，如何降低礦井通風(fēng)阻力？3、內(nèi)容講述與課堂討論（100110min）。第三節(jié) 局部風(fēng)阻與阻力局部阻力：在風(fēng)流流動(dòng)過程中，由于井巷斷面、方向變化以及分岔或匯合等原因，使均勻流動(dòng)在局部地區(qū)受到影響而破壞，從而引起風(fēng)流速度場(chǎng)分布變化和產(chǎn)生渦流等造成風(fēng)流的能量損失，這種阻力稱為局部阻力。邊壁變化的形式很多，加上系統(tǒng)的復(fù)雜性，對(duì)局部阻力的計(jì)算一般多采用經(jīng)驗(yàn)公式。一、 局部阻力及其計(jì)算和摩擦阻力類似，局部阻力一般也用動(dòng)壓的倍數(shù)來表示，若，則,式中，局部阻力系數(shù)，無因次。實(shí)驗(yàn)表明：在層流條件下，流體經(jīng)過局部阻力物后，仍保持層流，局部阻力仍是由流層之間的粘性切應(yīng)力引起的，只是由于邊壁變化；使流速在

13、47;重新分布，加強(qiáng)了相鄰流層間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而增加了局部能量損失。此時(shí)，局部阻力系數(shù)與Re成反比，即 式中：B因局部阻力物形式不同而異的常數(shù)。局部阻力物影響而仍能保持層流者，只有在Re<2000時(shí)才有可能，在礦井通風(fēng)井巷中的很少見的，本節(jié)重點(diǎn)討論紊流時(shí)產(chǎn)生局部阻力。為了探討局部阻力成因，現(xiàn)分析幾種典型局部阻力物附近的流動(dòng)情況。上圖示：a、c、e、g為屬突變類型，b、d、f、h為漸變類型。紊流流體通過突變部位時(shí)，由于慣性力的作用，不能隨從邊壁突然轉(zhuǎn)折，出現(xiàn)主流與邊壁脫離的現(xiàn)象，在主流與邊壁間形成渦旋區(qū)。產(chǎn)生的大尺度渦旋，不斷被主流帶走，補(bǔ)充進(jìn)去的流體又形成新的渦旋，因而增加了能量損失。如圖

14、a示邊壁因無突出變化，但沿流動(dòng)方向出現(xiàn)減速增壓現(xiàn)象的地方，也會(huì)產(chǎn)生渦流區(qū)，如圖b示，流速沿程減小，靜壓不斷增加，壓差的作用與流動(dòng)方向相反。使邊壁附近本來很小的流速逐漸減小到零，在這里主流開始與壁面脫離，出現(xiàn)與主流方向相反的流動(dòng)，形成渦旋區(qū)，如圖h；在分叉直道上的渦旋區(qū)，也是這種減速增壓造成的。在增速減壓區(qū)，流體質(zhì)點(diǎn)受到與流動(dòng)方向一致的正壓差作用，流速只增不減，所以簡(jiǎn)縮段一般不出現(xiàn)渦旋區(qū)。但流速分布的改變也會(huì)出現(xiàn)能量損失，如圖d所示。圖e、f所示為風(fēng)流經(jīng)過轉(zhuǎn)變處的情形，流體質(zhì)點(diǎn)受到離心力的作用，在外側(cè)形成減速增壓區(qū)，也出現(xiàn)渦流；過了轉(zhuǎn)彎處，如流速較大且轉(zhuǎn)彎曲率半徑較小，則由于慣性作用，可在內(nèi)側(cè)又

15、出現(xiàn)渦旋區(qū)，它的大小和強(qiáng)度都比外側(cè)的渦旋區(qū)大，是能量損失的主要部分。綜上所述，局部的能量損失主要和渦旋區(qū)的存在相關(guān)。渦旋區(qū)愈大，能量損失愈多。僅僅流速分布的改變，能量損失是不會(huì)太大的。在渦旋區(qū)及其附近，主流的速度梯度增大，也增加了能量損失，在渦旋被不斷帶走和擴(kuò)散的過程中，使下游一定范圍內(nèi)的紊流脈動(dòng)加劇，增加了能量損失，這段長(zhǎng)度稱為局部阻力物的影響長(zhǎng)度，在它以后，流速分布和紊流脈動(dòng)才恢復(fù)道均勻流動(dòng)的正常狀態(tài)。計(jì)算局部阻力，關(guān)鍵在于確定局部阻力物的阻力系數(shù)。二、局部阻力系數(shù)和局部風(fēng)阻（一）局部阻力系數(shù) 大量實(shí)驗(yàn)表明，紊流局部阻力系數(shù)一般主要取決于局部阻力物的形狀，而邊壁的粗糙程度為次要因素。 下面

16、分別討論多種局部阻力物；阻力系數(shù)的計(jì)算方法。1、 突然擴(kuò)大當(dāng)忽略兩斷面摩擦阻力時(shí)：或式中：，局部阻力系數(shù)。，。、分別為小斷面和大斷面的平均流速；m/s空氣的平均密度;kg/m3;對(duì)于粗糙程度較大的礦井巷道，可按巷道的摩擦阻力系數(shù)（NS2/m4）對(duì)值進(jìn)行修正，即：2、 突然縮小突然縮小的局部阻力系數(shù)取決于巷道收縮面積比，對(duì)應(yīng)于小斷面的動(dòng)壓，計(jì)算式為：考慮巷道粗糙程度的影響。3、 逐漸擴(kuò)大逐漸擴(kuò)大的局部阻力比突然擴(kuò)大小得多，其能量損失由摩擦損失和擴(kuò)張損失兩部分組成。擴(kuò)張損失是渦旋區(qū)和流速分布改變所形成的。漸擴(kuò)段的摩擦損失隨擴(kuò)張角增加而減少，而擴(kuò)張損失隨增大而增大，在5°8°范圍

17、內(nèi)，漸擴(kuò)段的能量損失最小。當(dāng)<20°時(shí)，采用下式來計(jì)算。式中：摩擦阻力系數(shù)，NS2/m4; N風(fēng)道大小斷面積之比，即； 擴(kuò)張角考慮巷道粗糙程度； 。4、 轉(zhuǎn)彎當(dāng)巷高與寬之比H/b=0.21.0時(shí)， 當(dāng)12.5時(shí)，式中：假定邊壁完全光滑，90°轉(zhuǎn)彎的局部阻力系數(shù)； 巷道摩擦阻力系數(shù)； 巷道轉(zhuǎn)彎角度影響系數(shù)。5、 風(fēng)流分岔與匯合礦井通風(fēng)中，風(fēng)流分岔與匯合也產(chǎn)生局部阻力。（1）風(fēng)流分岔如圖式，典型分岔巷道，其局部阻力計(jì)算為：PaPa式中-巷道粗糙程度影響系數(shù)。（2）風(fēng)流匯合如圖示典型 匯合巷道，PaPa式中6、 正面阻力當(dāng)井巷斷面中存在阻礙物，如罐籠、礦車、采煤機(jī)等。它們對(duì)

18、風(fēng)流運(yùn)動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生阻力，這種阻力就叫正面阻力。它是局部阻力的另一中形式，通常用實(shí)測(cè)的方法把它的影響也包含在局部阻力系數(shù)之中。（二）局部風(fēng)阻 在l 中，令則：，式中Rl局部風(fēng)阻。此式表明，在紊流條件下，局部阻力也與風(fēng)量的平方成正比。（三）Rl和值的測(cè)算 局部阻力在礦井通風(fēng)總阻力中一般不占很大比重，但在個(gè)別區(qū)段有時(shí)可達(dá)很大數(shù)值。對(duì)于有些形式的局部阻力段，如巷道拐彎等。能把摩擦阻力和局部阻力分開，可測(cè)出局部阻力物本身Rl和值。對(duì)于突然擴(kuò)大等形式的局部阻力物，摩擦阻力所占比重很少，很難把他們分開來測(cè)，故而常把這一段阻力視為局部阻力。第四節(jié) 礦井總風(fēng)阻與礦井等積孔一、 井巷阻力特性沿程阻力局部阻力，均與平

19、方成正比。當(dāng)空氣密度和摩擦阻力（或局部摩擦阻力系數(shù)）不變時(shí)，其風(fēng)阻R為定值。用縱坐標(biāo)表示通風(fēng)阻力（壓力），橫坐標(biāo)表示通過風(fēng)量，當(dāng)風(fēng)阻R為定值時(shí)每一風(fēng)量Qi值，便有一阻力hi值與之對(duì)應(yīng)，根據(jù)坐標(biāo)點(diǎn)（Qi，hi）即可畫出一條拋物線，這條曲線就叫做該井巷的特性曲線。風(fēng)阻值越大，曲線越陡。二、礦井總風(fēng)阻礦井通風(fēng)阻力遵循疊加原則：從入風(fēng)井口到主要通風(fēng)機(jī)入口，把順序連接的各段井巷的通風(fēng)阻力影響加起來，就得了礦井通風(fēng)總阻力hRm: NS2/m8。當(dāng)Rm一定時(shí)，需要通過的風(fēng)量越大，則礦井通風(fēng)總阻力越大，總阻力越大。則通風(fēng)越困難。由此可以看出Rm是反映礦井通風(fēng)難易程度的一個(gè)指標(biāo)。Rm增大，則通風(fēng)困難。Rm減小，

20、則通風(fēng)容易。三、礦井等積孔用礦井總風(fēng)阻來表示礦井通風(fēng)難易程度。不夠形象，且單位又復(fù)雜。為形象起見，常用等積孔來衡量礦井通風(fēng)難易程度。假定在無限空間有一薄壁，在薄壁上開一面積為A（m2）的孔口，當(dāng)孔口通過的風(fēng)量等于礦井風(fēng)量，而且孔口兩側(cè)的風(fēng)壓差等于礦井通風(fēng)阻力時(shí)，則孔口面積A稱為礦井等積孔。如圖所示：在孔口左側(cè)足夠遠(yuǎn)處（風(fēng)速v1=0）取-，在孔口右側(cè)風(fēng)流收縮斷面最小處，取-，該處風(fēng)速v2最大。風(fēng)流收縮處面積為A2，A2與A之比為收縮系數(shù)，由水力學(xué)可知一般取=0.65，故A2=0.65A，則：則-與-斷面的能量方程則：所以： 取；則：， m2，又因?yàn)椋?則：， m2，由此可見，A是Rm的函數(shù)，故可

21、以表示礦井通風(fēng)的難易程度，且單位簡(jiǎn)單，又形象。根據(jù)礦井等積孔的大小，將其分為三級(jí)，詳見下表；礦井通風(fēng)難易程度礦井總風(fēng)阻 Rm /NS2/m8等積孔A/m2容易<0.355>2中等0.3551.42012困難>1.420<1 礦井等積孔與礦井通風(fēng)能力一樣是評(píng)價(jià)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的一個(gè)綜合性指標(biāo)，也是通風(fēng)界公認(rèn)的、應(yīng)用最廣泛的一個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，它反映了礦井通風(fēng)系統(tǒng)的難易程度。許多專家學(xué)者都把它作為一個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，但本論文認(rèn)為已不適合用來評(píng)價(jià)現(xiàn)代的礦井通風(fēng)系統(tǒng)了。自從1873年繆爾格（Murgue）提出礦井等積孔后，一直沿用至今，已經(jīng)一百多年了。與百年前相比，礦井的開采范圍和開采強(qiáng)度已發(fā)

22、生了巨大的變化，礦井的風(fēng)量與風(fēng)壓也有了數(shù)十倍、甚至上百倍的增加，用礦井等積孔來衡量礦井通風(fēng)系統(tǒng)的難易程度已不合適，主要表現(xiàn)在礦井等積孔的計(jì)算方法和分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)都存在著一些不足之處。礦井等積孔計(jì)算存在的問題過去常用的礦井等積孔計(jì)算公式參見式如下。式中：A礦井等積孔，m2； Qf礦井通風(fēng)機(jī)排風(fēng)量，m3/s； hr礦井通風(fēng)阻力，Pa。又因?yàn)椋?故有： 式中：R礦井風(fēng)阻，NS2/m8。在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，使用計(jì)算式算出來的礦井等積孔，不能正確地反映礦井通風(fēng)的難易程度。比如礦井主要通風(fēng)機(jī)排風(fēng)較大或通風(fēng)阻力較小時(shí)，則由式計(jì)算的礦井等積孔便大；而此時(shí)，若礦井的內(nèi)、外部漏風(fēng)率都較大，仍會(huì)造成用風(fēng)地點(diǎn)風(fēng)量不足的情況，

23、使得礦井通風(fēng)并不容易。由于這種情況，又有通風(fēng)專家提出將式修改為：式中：A礦井有效等積孔，m2; Q礦井總回風(fēng)量，m3/s； hr-礦井通風(fēng)阻力，Pa。同理，礦井有效等積孔也不能正確地反映礦井通風(fēng)的難易程度。雖然計(jì)算出的礦井有效等積孔很大，若內(nèi)部漏風(fēng)率也很大，也會(huì)出現(xiàn)實(shí)際通風(fēng)仍不容易的情況。礦井等積孔分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)方面存在的問題為了控制礦井漏風(fēng)率和防止煤炭自燃，礦井風(fēng)壓一般不超過3430Pa。若有一礦井等積孔為2m2，礦井風(fēng)壓是3430Pa，則允許的最大通過風(fēng)量為98.4m3/s,應(yīng)該說在這種情況下礦井等積孔較大，通風(fēng)較容易，若要再增大礦井風(fēng)量，為使風(fēng)壓不超過3430Pa，仍要采取措施，擴(kuò)大巷道斷面，

24、即再增大礦井等積孔。規(guī)程對(duì)各種巷道的最大風(fēng)速都作了限制，這也使得有些礦井等積孔已經(jīng)很大，但為了降低風(fēng)速，也不得不采取措施。隨礦井深度的延深，瓦斯出量越來越大，使得等積孔分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)也不適合了。如鶴壁煤業(yè)集團(tuán)公司四礦等積孔為1.7m2，以不算小了，但由于瓦斯涌出量大，實(shí)際通風(fēng)仍很困難。歐洲共同體提出：礦井產(chǎn)量T>150萬t/a的礦井，必須滿足A>5m2；礦井產(chǎn)量T在60150萬t/a的礦井，必須滿足A在45m2；礦井產(chǎn)量T<60萬t/a的礦井，必須滿足A在34m2。美國(guó)規(guī)定：低瓦斯礦井：A=2540英尺2（2.323.72m2）；高瓦斯礦井：A=4090英尺2（2.728.36m2）。我國(guó)按等積孔大小確定礦井通風(fēng)難易程度的標(biāo)準(zhǔn)：A<1m2，通風(fēng)困難：A>2m2,通風(fēng)容易，起標(biāo)準(zhǔn)偏低。從廣義上來說，判斷一個(gè)礦井通風(fēng)困難與否，應(yīng)該從全礦和井下各用風(fēng)區(qū)域是否容易達(dá)到所需風(fēng)量來衡量，具體是：礦井總風(fēng)量是否足夠；全礦總風(fēng)阻是否過大；井下各用風(fēng)地點(diǎn)的風(fēng)量調(diào)配是否容易。等積孔雖有其片面性，但到目前為止還找不到比等積孔更直觀地來評(píng)價(jià)礦井通風(fēng)難易程度的單項(xiàng)指標(biāo)，要想用等積孔來評(píng)價(jià)礦井通風(fēng)難易程度應(yīng)該根據(jù)礦井通風(fēng)調(diào)風(fēng)難度程度、主要通風(fēng)機(jī)能力、礦井供風(fēng)量大小、礦井漏風(fēng)狀況來判定。一般來說，如果礦井等積孔較大，如果礦井調(diào)風(fēng)困