第四章 矿井通风动力
本章重点与难点
1、自然风压的产生、计算、利用与控制
2、轴流式和离心式主要通风机特性
3、主要通风机的联合运转
4、主要通风机的合理工作范围
第一节 自然风压
一、 自然风压及其形成和计算
1、自然通风
由自然因素作用而形成的通风叫自然通风。
冬季：空气柱0-1-2比5-4-3的均温度较低，平均空气密度较大，导致两空气柱作用在2-3水平面上的重力不等。它使空气源源不断地从井口1流入，从井口5流出。
夏季：相反。
自然风压：作用在最低水平两侧空气柱重力差
2、自然风压的计算
根据自然风压定义，上图所示系统的自然风压HN可用下式计算：
为了简化计算，一般采用测算出0-1-2和5-4-3井巷中空气密度的平均值ρm1和ρm2，用其分别代替上式的ρ1和ρ2，则上式可写为：
注意： (1)自然风压的计算必须取一闭合系统。
(2)进风系统和回风系统必须取相同的标高。
(3)一般选取最低点作为基准面。
二、 自然风压的影响因素及变化规律
自然风压影响因素
=f(ρZ）=f[ρ(T,P,R,φ)Z]
1、矿井某一回路中两侧空气柱的温差是影响的主要因素。
2、空气成分和湿度影响空气的密度，因而对自然风压也有一定影响，但影响较小。
3、井深。与矿井或回路最高与最低点间的高差Z成正比。
4、主要通风机工作对自然风压的大小和方向也有一定影响。
三、自然风压的控制和利用
1、新设计矿井在选择开拓方案、拟定通风系统时，应充分考虑利用地形和当地气候特点。
2、根据自然风压的变化规律，应适时调整主通风机的工况点，使其既能满足矿井通风需要，又可节约电能。
3、在建井时期，要注意因地制宜和因时制宜利用自然风压通风，如在表土施工阶段可利用自然通风；在主副井与风井贯通之后，有时也可利用自然通风；有条件时还可利用钻孔构成回路。
4、利用自然风压做好非常时期通风。一旦主要通风机因故遭受破坏时，便可利用自然风压进行通风。
5、在多井口通风的山区，尤其在高瓦斯矿井，要掌握自然风压的变化规律，防止因自然风压作用造成某些巷道无风或反向而发生事故。如图是四川某矿因自然风压使风流反向示意图。
ABB’CEFA系统的自然风压为：
DBB’CED系统的自然风压为： 
自然风压与主要通风机作用方向相反。当于在平硐口A和进风立井口D各安装一台抽风机（向外）。
设AB风流停滞，对回路ABDEFA和ABB’CEFA可分别列出压力平衡方程：
式中： — 风机静压，
；
Q — DBB’C风路风量，;
RD、RC — 分别为DB和BB’C分支风阻，。
两式相除：
此即AB段风流停滞条件式。
当上式变为
则AB段风流反向。
由此可知防止AB风路风流反向的措施有：（1）加大RD；（2）增大HS；（3）在A点安装风机向巷道压风。
