代数和为零，即：
hRi 0
如图，对回路 ２－３－４-6中有：

5
6
hR6 hR3 hR4 hR2 0
2
4
3
第7章 矿井通风网络与风量自然分配
（2）有动力源
设风机风压Hf ，自然风压HN 。
如图，对回路 １－2－3－4-5-1中有：
H f H N hR1 hR2 hR3 hR4 hR5
第一节 概述 一、通风网络
矿井通风系统是由纵横交错的井巷构成的 一个复杂系统。用图论的方法对通风系统进行 抽象描述，把通风系统变成一个由线、点及其 属性组成的系统，称为通风网络。
第7章 矿井通风网络与风量自然分配
二 基本术语
节点：矿井风流流经各个巷道和工作面， 构成复杂的通风网络系统。通常将风道的交 汇点称为节点。
点的分支所组成的通风网络，称为并联风网。
如图所示并联风网由3条分支并联。
第7章 矿井通风网络与风量自然分配
（一）并联风路特性：
1. 总风量等于各分支的风量之和，即
Mi—单位时间流过的气体的质量。
当不考虑风流密度的变化，即各分支的空气密度相等时：
第7章 矿井通风网络与风量自然分配
2. 总风压等于各分支风压，即
H
R1 R2
R1+R2
2
1 R1
R2 2
1 Q
第7章 矿井通风网络与风量自然分配
例题：某个通风网络如图所示，已知各条 巷道的风阻R1=0.25, R2=0.34, R3=0.46 N s2/m8,巷道1的风量Q1=65m/s。求BC、BD风 路自然分配的风量及风路ABC、ABD的阻 力为多少？
C
R1,Q1
一般表达式为：
H f HN hRi

5
6
即：能量平衡定律是指“在任一闭合回路 2
4
中，各分支的通风阻力代数和等于该回路
3
中自然风压与通风机风压的代数和。”
第7章 矿井通风网络与风量自然分配
3 阻力定律
风流在任一分支或整个网路系统中流动均遵 循阻力定律
hi RiQi2 h RQ 2
hi——通风网络i分支的通风阻力； Ri——通风网络i分支的风阻； Qi——通风网络i分支的风量； h——通风网络的通风总阻力； R——通风网络的总风阻； Q——通风网络的总风量。
第7章 矿井通风网络与风量自然分配
第二节 串联、并联通风网路的基本性质
一、串联通风风路
由两条或两条以上分支彼此首尾相连，中间没有风流
R2,Q2
A
B
R3,Q3
D
第7章 矿井通风网络与风量自然分配
解：BC和BD风路为并联网路，自然分配的风量为
Q Q1
2
1 R2
R3
1
65 0.34
34.95 m3
s
0.46
Q3 Q1 Q2 65 34.95 30.05 m3 s 计算各巷道阻力
h1 R1Q12 0.25 652 1056.3, Pa h2 R2Q22 0.34 34.952 415.3, Pa h3 R3Q332 0.46 30.052 415.4, Pa 各条风路的阻力为
hABC h1 h2 1056.3 415.3 1471.6, Pa hABD h1 h3 1056.3 415.4 1471.7, Pa
第7章 矿井通风网络与风量自然分配
三、串联风路与并联风网的比较
在任何一个矿井通风网络中，都同时存在串联与并联风网。在矿井 的进、回风风路多为串联风路，而采区内部多为并联风网。 并联风网的优点： １、从提高工作地点的空气质量及安全性出发，采用并联风网具有明显的 优点。 ２、在同样的分支风阻条件下，分支并联时的总风阻小于串联时的总风阻。
第7章 矿井通风网络与风量自然分配
第7章 矿井通风网络中风流基本定律 和风量自然分配
Principles of Airflow
本章主要内容及重点和难点 1、风量分配基本定律----三大定律 2、网络图及网络特性 1)简单网络 2)角联及复杂网络 3、计算机解算复杂网络
第7章 矿井通风网络与风量自然分配
1
1 A12

1 A22

1 An2
第7章 矿井通风网络与风量自然分配
（二）串联风路等效阻力特性曲线的绘制
根据以上串联风路的特性，可以绘制串联风路等效阻力特性曲线。
方法：
１、首先在h—Q坐标图上分别作出串联风路1、2的阻力特性曲线R1、R2； ２、根据串联风路“风量相等，阻力叠加”的原则，作平行于h轴的若干条
• 前面工作面进行作业所产生的炮烟和粉尘 直接影响后面的工作面。发生火灾时，影响后 面巷道，且不易控制。
《金属非金属矿山安全规程》GBl6423—2006
6.4.2.6各采掘工作面之间，不应采用不符合6.4.1要求
的风流进行串联通风。
第7章 矿井通风网络与风量自然分配
二、并联通风风网
由两条或两条以上具有相同始节点和末节
４４
３
３
５
２
２
或写为： K R1R4 1
R2 R3
11
第7章 矿井通风网络与风量自然分配
２、当分支5中风向由2→3
节点②的压能高于节点③，则 hR2 ＞ hR1 即：
R2Q22 R1Q12
同理， hR3 ＞ hR4
即 R3Q32 R4Q42
R2 Q12 (Q3 Q5 )2
第7章 矿井通风网络与风量自然分配
3. 总风阻等于各分支风阻之和，即：
R0 h0
Q02

h1 h2 ... hn Q02
R1 R2
Rn

n i 1
Ri
4. 串联风路等积孔与各分支等积孔间的关系
R 将等积孔公式
1.42 带入上式，得出：
i
Ai2
A0
第7章 矿井通风网络与风量自然分配
三、矿井通风网络图 通风网络图：用直观的几何图形来表示通风网络。
特点： １）通风网络图只反映风流方向及节点与分支
间的相互关系，节点位置与分支线的形状可以任意 改变。
２）能清楚地反映风流的方向和分合关系，并 且是进行各种通风计算的基础，因此是矿井通风管 理的一种重要图件。
等风量线，在等风量线上将1、2分支阻力h1、h2叠加，得到串联风路的等 效阻力特性曲线上的点；
３、将所有等风量线上的点联成曲线R3，即为串联风路的等效阻力特性曲线。
３ R2 ２
２
R1 １ 1
H R1+R2
R2 R1
Q
➢ 总风阻大，等积孔小，通风有困难。 ➢ 串联通风网路中各条巷道的风量是不
能调节的。
分支巷道：两节点间的风道称为分支（巷 道）。
网孔：两条或两条以上的分支形成的闭合 回路称为回路或网孔。
第7章 矿井通风网络与风量自然分配
通风网路通常由众多的分支及回路所组 成，按各分支联结形式不同，可分为串联、 并联、简单角联和复杂联结等。
风流在网路中流动时遵循风量平衡定律、 风压平衡定律和阻力定律。
R1
Q22
Q22
３
４４ ５３
即 R4
Q32
Q32
R3
Q42
(Q5 Q2 )2
又∵
Q3
(Q2 Q5 )
Q3 Q5 Q2
２
２
11
∴
R4
Q32
(Q3 Q5 )2 R2
R3 (Q5 Q2 )2
Q22
R1
即：
R1
R2
R3
R4
风流
或写为： K R1R4 1 R2 R3
分汇点的线路称为串联风路。如图所示
第7章 矿井通风网络与风量自然分配
（一） 串联风路特性
1. 总风量等于各分支的风量，即 M0 = M1 = M2 =…= Mn
当各分支的空气密度相等时， Q0 = Q1 = Q2 =…= Qn
第7章 矿井通风网络与风量自然分配
2. 总风压（阻力）等于各分支 风压（阻力）之和，即:
４４ ３
３ ５
２
２
11
第7章 矿井通风网络与风量自然分配
３、分支5中的风向由3→2
同理可得：
R1
R2
改。
第7章 矿井通风网络与风量自然分配
四、基本定律
1 风量平衡定律
是指在稳态通风条件下，单位时间流入某节点 的空气质量等于流出该节点的空气质量；或者说， 流入与流出某节点的各分支的质量流量的代数和等 于零。
第7章 矿井通风网络与风量自然分配
若不考虑风流密度的变化，则流入与流出某节点 的各分支的体积流量（风量）的代数和等于零，即：
R0
R1 R2
Rn
A0 A1 A2 An
第7章 矿井通风网络与风量自然分配
5. 并联风网的风量分配 若已知并联风网的总风量，在不考虑其它通风动力及风流密度变 化时，可由下式计算出分支i的风量。 ∵ 即
∴
第7章 矿井通风网络与风量自然分配
特例：对于两条巷道并联风量自然分配
第7章 矿井通风网络与风量自然分配
R1 R2 Q2 Q1 方程两边加上1则有：
R1 R2＋1 Q2 Q1 ＋1
R1 R2＋1 Q0 Q1
Q1
Q0 R1 R2 1
Q2
Q0 R2 R1 1
第7章 矿井通风网络与风量自然分配
（二）并联风路等效阻力特性曲线的绘制
根据以上并联风路的特性，可以绘制并联风路等效阻力特性曲线。
４４ ３５３
２
２
１1