5.1 自然风压的概念及其表达
n n•••δ状 va—大 通 速53地和—.．—1气风明面尺—.1大系自 矿显吹寸大自气数然 井增向等气然自。风 出加平决风风然由对 风，峒定速压风风抽平后口；，的压向出峒者的ρm基、—式的风/大本s山。—通风流气分坡大风量停风类表气矿影滞，面自井响甚其形然的较至动状风进显反压倾流风著向可斜密平 ，。转度度峒 能变、，和 使成洞k压 前静g口/入 者压m形式 风，3 ；
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。
n 如图55.-11所自示然，由风压的概念及其表达
• 地5.1面.1气自温然、风井压下的热基本分类 • 力气1. 因体自素 成然、 分热含 等位湿 变差量化、所
等气下的从这差巷种异道自，顶然同部风一进速标入很高。小水这，平是往上借往的助不大自被气然注压因意力素，也通但有风在差的某别最些。 • 这简条种单件同形下一式，标。仍高能水明平显上的的显气现压出差来，。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
•
图5-2 水平自然风示意图
• 5.2.1 矿井5自.2然风矿压井计自算方然法风压计算
• 对矿井自然风压的影响因素主要有气候变化及矿井
开采时期。气候影响最大的是夏、冬两季，开采影
响最大的是矿井生产通风最易和最难时期。气候和
开采对矿井通风负压影响的极值通常有以下几种：
•
H易+ He1 ，H易- He2 ； H难+ He3，H难- He4
• 式中，H易、 H难—矿井通风最易、最难（不计自然
风压）时的通风计算负压，Pa；
•
He1、He2 —矿井通风最易时冬、夏季自然风压
的极值，Pa；
•
He3、He4 ——矿井通风最难时冬、夏季自然风
压的极值，Pa。
• 5.2.1 矿井5自.2然风矿压井计自算方然法风压计算
• 矿井主扇风机选型参数主要有矿井通风风量、负压。 风量一定时，负压主要考虑最大负压、最小负压。 此时负压关系为：
• 5.2.1 矿井自然风压计算方法
• 1. 进、回风井井口标高相同的情况
• (1) 容易时期(冬季) 自然风压He1 。
•
He1 = (ρ回易-ρ进冬) ×g×H
• 式中，ρ回易——容易时期回风井筒中湿空气的平均
密度，kg/m3；ρ进冬——冬季进风井筒中湿空气的
平均密度， kg/m3； H ——井筒垂深，m 。
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： Pv
v
2 a
2
• 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。
5•n .n1随面升7也流燃中8水应点.24空使生胀断上上了点倒“、点断着上高相密烧的平增自点n5气其空作面、部热断向逆断8面2燃 燃 ， 应 度 段 热 大然.断综 自 井 热 自 矿 的 它 括 的 中点1点受 断 气 用 上 下 之 压 面 ， 流面风风烧 烧 使 增 降 并 压 ，面上 然 上 力 然 井 热 存 平 所 。断断热 面 积 ， 部 风 间 差 上 即 现自之压量平 温 回 高 低 联 差 而燃所 风 、 效 因 中 压 在 巷 有面面上 上 聚 导 与 侧 均 ， 部 所 象间的增巷 度 风 ， ； 平 也 导然烧述 压 井 应 素 形 差 于 在 井温与升部和致风断产促风谓”的4实加的侧风与巷相致时，是下等在成，包内巷度风断7，产膨该流面生使流。2质。，、4压图的5-3概燃念烧试及验其巷表道示达意图
• (2) 困难时期(夏季) 自然风压He4 。
•
He4 =(ρ回难-ρ进夏) ×g×H
式中，ρ回难——困难时期回风井筒中湿空气的平均
密度， kg/m3；ρ进夏——夏季进风井筒中湿空气的
平均密度， kg/m3。
5.2 矿井自然风压计算
• 5.2.1 矿井自然风压计算方法
• 巷5.致道1.风1内自流空然密气风度逐压上渐的的被基差加本异温分，，类从热而气造上成升同从一巷标道高顶水部平流上 • 出表2．的成，示水压的而夏平力 压地 季热不 力面 洞压同 差冷 内差。 称空温井为气度巷水从比中平巷地G同热道面n 一压下温水差部度1平。进低上这Pn，入种主巷；水要道图平因内5-热温2空中压差气b差而是逐也形 n 在渐能地降促表温使，，空由冷气于气沿多下井种降巷因由流素巷动造道，成底形空部成气流自温出然度，风、而。湿地一度面般、热情成空况分
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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。
•
H难- He4 < H难+ He3 <H易- He2 < H易+ He1
式中矿井通风负压的最小为H易+ He1，最大为H难- He4。
计算自然风压时，需计算矿井通风容易时期冬天和
困难时期夏天（极值）的矿井负压， 即
H易+He1 ，H难- He4 几种不同情况的自然风压计算方法归纳如下：
5.2 矿井自然风压计算
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。图5-1 矿井通风自然热位差示意 n P图n=g z (ρm1 – ρm2)
n n图在55-矿2.11井中水a自是平然表井示风巷冬中压季也洞的能内因概温温度念度比等及地自其面然温表因度素达高变，化导