2020年【采矿课件】第五章通风网路中风量的分配参照模板可编辑
第五章通风网路中风量的分配
矿井空气在井巷中流动时，风流分岔、汇合线路的结构形式，称为通风网路。用直观的几何图形来表示通风网路就得到通风网路图。通风网路中各风路的风量是按各自风阻的大小自然分配的。本章将介绍矿井通风网路图的绘制、通风网路的基本形式与特性、风量分配的基本定律、复杂通风网路解算的方法及计算机解算通风网路软件与应用。
第一节通风网路及矿井通风网路图
一、通风网路的基本术语和概念
在通风网路中，常用到以下一些术语：
１．分支
分支是指表示一段通风井巷的有向线段，线段的方向代表井巷风流的方向。每条分支可有一个编号，称为分支号。如图5-1中的每一条线段就代表一条分支。用井巷的通风参数如风阻、风量和风压等，可对分支赋权。不表示实际井巷的分支，如图5-1中的连接进、回风井口的地面大气分支8，可用虚线表示。
图5-1 简单通风网路图
２．节点
节点是指两条或两条以上分支的交点。每个节点有唯一的编号，称为节点号。在网路图中用圆圈加节点号表示节点，如图5-1 中的①～⑥均为节点。
３．回路
由两条或两条以上分支首尾相连形成的闭合线路，称为回路。单一一个回路（其中没有分支），该回路又称网孔。如图5-1 中，1-2-5-7-8、2-5-6-3和4-5-6等都是回路，其中4-5-6是网孔，而2-5-6-3不是网孔，因为其回路中有分支4。
４．树
由包含通风网路图的全部节点且任意两节点间至少有一条通路和不形成回路的部分分支构成的一类特殊图，称为树；由网路图余下的分支构成的图，称为余树。如图5-2所示各图中的实线图和虚线图就分别表示图5-1的树和余树。可见，由同一个网路图生成的树各不相同。组成树的分支称为树枝，组成余树的分支称为余树枝。一个节点数为m，分支数为n的通风网路的余树枝数为n－m＋1。
图5-2 树和余树
５．独立回路
由通风网路图的一棵树及其余树中的一条余树枝形成的回路，称为独立回路。如图5-2（a）中的树与余树枝5、2、3可组成的三个独立回路分别是：5-6-4、2-4-6-7-8-1和3-6-7-8-1。由n－m＋1条余树枝可形成n－m＋1个独立回路。
二、通风网路图的绘制
不按比例、不反映空间关系的矿井通风网路图，能清楚地反映风流的方向和分合关系，便于进行通风网路解算和通风系统分析，是矿井通风管理的重要图件之一。
通风网路图的形状是可以变化的。为了更清晰地表达通风系统中各井巷间的联接关系及其通风特点，通风网路图的节点可以移位，分支可以曲直伸缩。通常，习惯上把通风网路图总的形状画成“椭圆”形。
绘制矿井通风网路图，一般可按如下步骤进行：
１．节点编号在矿井通风系统图上，沿风流方向将井巷风流的分合点加以编号。编号顺序通常是沿风流方向从小到大，亦可按系统、按翼分开编号。节点编号不能重复且要保持连续性。
２．分支连线将有风流连通的节点用单线条（直线或弧线）连接。
３．图形整理通风网路图的形状不是唯一的。在正确反映风流分合关系的前提下，把图形画得简明、清晰、美观。
４．标注除标出各分支的风向、风量外，还应将进回风井、用风地点、主要漏风地点及主要通风设施等加以标注，并以图例说明。
绘制通风网路图的一般原则如下：
１．某些距离相近的节点，其间风阻很小时，可简化为一个节点。
２．风压较小的局部网路，可并为一个节点。如井底车场等。
３．同标高的各进风井口与回风井口可视为一个节点。
４．用风地点并排布置在网路图的中部；进风系统和回风系统分别布置在图的下部和上部；进、回风井口节点分别位于图的最下端和最上端。
５．分支方向（除地面大气分支）基本应由下而上。
６．分支间的交叉尽可能少。
７．节点间应有一定的间距。
例5-1如图5-3所示为某矿通风系统示意图，试绘出该矿的通风网路图。
图5-3 矿井通风系统示意图
解：图中所示矿井两翼各布置一个采区，共有6个采煤工作面和4个掘进头；独立通风硐室共有7个。矿井漏风主要考虑4处风门漏风。根据上述绘制网路图的一般步骤与一般原则，绘制的矿井通风网路图如图5-4所示。
绘制过程简述如下：
（１）在通风系统示意图上标注节点。距离较近且无通风设施等处可并为一个节点，如图5-3中的5、13、14等处；1和3之间也可不取节点2；进、回风井口可视为一个节点。
（２）确定主要用风地点。在网路图中可用长方形方框表示用风点，框内填写相应的名称，如图5-4中所示的采、掘工作面、独立通风各硐室等。将它们在网路图中部“一”字形排开。
（３）确定进风节点。根据用风地点的远近，布置在用风点的下部并一一标明清楚。
（４）确定回风节点。根据用风地点的远近，布置在用风点的上部并一一标明清楚。
（５）节点连线。连接风流相通的节点，可先连进风节点至用风点；再连回风节点至用风点；然后连各进、回风节点间的线路。各步连线方向基本一致，总体方向从下向上。
（６）按（2）～（5）绘出网路图草图，检查分合关系无误后，开始整理图形。调整好各节点与用风地点的位置，使整体布局趋于合理。此步较费力，需耐心反复修改直至满
意为止。
（７）最后标注主要通风设施。主通风机和局部通风机型号及其它通风参数等本图不作标示。
图5-4 矿井通风网路图
第二节简单通风网路及其性质
通风网路可分为简单通风网路和复杂通风网路两种。仅由串联和并联组成的网路，称为简单通风网路。含有角联分支，通常是包含多条角联分支的网路，称为复杂通风网路。通风网路中各分支的基本联接形式有串联、并联和角联三种，不同的联接形式具有不同的的通风特性和安全效果。
一、串联通风及其特性
两条或两条以上风路彼此首尾相连在一起，中间没有风流分合点时的通风，称为串联通风，如图5-5所示。串联通风也称为“一条龙”通风，其特性如下：
∑==+++=i i n h h h h h 1
21 串，Pa （5-2）
3． 串联风路的总风阻等于各段风路的分风阻之和。 根据通风阻力定律2
RQ h =，公式（5-2）可写成：
2
2222112n n Q R Q R Q R Q R +++= 串串
因为 n Q Q Q Q ==== 21串 所以 ∑==
+++=n
i i
n R
R R R R 1
21 串，Ns 2/m 8 （5-3）
4． 串联风路的总等积孔平方的倒数等于各段风路等积孔平方的倒数之和。 由R
A 19
.1=
，得22
19.1A R =，将其代入公式（5-3）并整理得：
2222121
111n
A A A A +++= 串 （5-4） 或 222211
111
n
A A A A +++=
串 ，m 2 （5-5）
二、并联通风及其特性
两条或两条以上的分支在某一节点分开后，又在另一节点汇合，其间无交叉分支时的通风，称为并联通风，如图5-6所示。并联网路的特性如下：
图5-6 并联网路
1． 并联网路的总风量等于并联各分支风量之和，即
∑==+++=n
i i n Q Q Q Q Q 1
21 并，m 3/s （5-6）
2． 并联网路的总风压等于任一并联分支的风压，即
n h h h h ==== 21并，Pa （5-7）
3． 并联网路的总风阻平方根的倒数等于并联各分支风阻平方根的倒数之和。 由2
RQ h =，得Q ＝
R
h
，将其代入公式（5-6）得： n
n
R h R h R h R h +++=
22
11并
并 因为 n h h h h ==== 21并 所以
n
R R R R 11112
1
+
++
=
并
（5-8）
或 2
211111
???
? ??+++=
n R R R R 并，Ns 2/m 8 （5-9）
当n R R R === 21时，则
2
22
21n R n R n R R n ====
并，Ns 2/m 8 （5-10） 4． 并联网路的总等积孔等于并联各分支等积孔之和。
由R
A 19.1=
，得
19
.11A
R
=
，将其代入公式（5-8），得： n A A A A +++= 21并，m 2 （5-11）
5． 并联网路的风量自然分配 （1）风量自然分配的概念
在并联网路中，其总风压等于各分支风压，即
n h h h h ==== 21并
亦即 2
2
222
112
n n Q R Q R Q R Q R ==== 并并 由上式可以得出如下各关系式：
并并Q R R Q 11=
，m 3/s （5-12）
并并Q R R Q 22=，m 3/s （5-13）
……
并并Q R R Q n
n =，m 3/s （5-14）
上述关系式表明：当并联网路的总风量一定时，并联网路的某分支所分配得到的风量取决于并联网路总风阻与该分支风阻之比。风阻大的分支自然流入的风量小，风阻小的分支自然流入的风量大。这种风量按并联各分支风阻值的大小自然分配的性质，称之为风量的自然分配，也是并联网路的一种特性。
（2）自然分配风量的计算
根据并联网路中各分支的风阻，计算各分支自然分配的风量。可将公式（5-9）依次代入前述关系式（5-12）、（5-13）和（5-14）中，整理后得各分支分配的风量计算公式如下：
n
R R R R R R Q Q 13
1
2
1
11++++
=
并
，m 3/s （5-15）
n
R R R R R R Q Q 232
1
2
21++++=
并
，m 3/s （5-16）
……
11
21++++=
-n n
n
n
n R R R R R R Q Q 并
，m 3/s （5-17）
当n R R R === 21时，则
n
Q Q Q Q n 并=
=== 21，m 3/s （5-18）
计算并联网路各分支自然分配的风量，也可根据并联网路中各分支的等积孔进行计算。将A
R 19
.1=
依次代入前述关系式（5-12）、（5-13）和（5-14）中，整理后可得各分支分配的风量计算公式如下：
并并并Q A A A A Q A A Q n +++==
211
11，m 3/s （5-19） 并并并Q A A A A Q A A Q n
+++==
212
22，m 3/s （5-20） ……
并并并Q A A A A Q A A Q n
n
n n +++==
21，m 3/s （5-21） 综合上述，在计算并联网路中各分支自然分配的风量时，可根据给定的条件，选择公
式，以方便计算。
三、串联与并联的比较
在矿井通风网路中，既有串联通风，又有并联通风。矿井的进、回风风路多为串联通风，而工作面与工作面之间多为并联通风。从安全、可靠和经济角度看，并联通风与串联通风相比，具有明显优点：
1． 总风阻小，总等积孔大，通风容易，通风动力费用少。现举例分析 ：
假设有两条风路1和2，其风阻21R R =，通过的风量21Q Q =，故有风压21h h =。现将它们分别组成串联风路和并联网路，如图5-7所示。各参数比较如下：
（1）总风量比较
串联时： 21Q Q Q ==串 并联时： 1212Q Q Q Q =+=并 故 串并Q Q 2= （2）总风阻比较
串联时： 1212R R R R =+=串 并联时： 41
2
1R n
R R ==
并 故 串并R R 8
1= （3）总风压比较
串联时： 1212h h h h =+=串 并联时： 21h h h ==并 故 串并h h 2
1=
通过上述比较可明显看出，在两条风路通风条件完全相同的情况下，并联网路的总风阻仅为串联风路总风阻的81；并联网路的总风压为串联风路总风压的21，也就是说并联
通风比串联通风的通风动力要节省一半，而总风量却大了一倍。这充分说明：并联通风比串联通风经济得多。
2．并联各分支独立通风，风流新鲜，互不干扰，有利于安全生产；而串联时，后面风路的入风是前面风路排出的污风，风流不新鲜，空气质量差，不利于安全生产。
3．并联各分支的风量，可根据生产需要进行调节；而串联各风路的风量则不能进行调节，不能有效地利用风量。
4．并联的某一分支风路中发生事故，易于控制与隔离，不致影响其它分支巷道，事故波及范围小，安全性好；而串联的某一风路发生事故，容易波及整个风路，安全性差。
所以，《规程》强调：井下各个生产水平和各个采区必须实行分区通风（并联通风）；各个采、掘工作面应实行独立通风，限制采用串联通风。
四、角联通风及其特性
在并联的两条分支之间，还有一条或几条分支相通的连接形式称为角联网路（通风），如图5-8所示。连接于并联两条分支之间的分支称为角联分支，如图5-8中的分支5为角联分支。仅有一条角联分支的网路称为简单角联网路；含有两条或两条以上角联分支的网路称为复杂角联网路，如图5-9所示。
角联网路的特性是：角联分支的风流方向是不稳定的。现以图5-8所示的简单角联网路为例，分析其角联分支5中的风流方向变化可能出现的三种情况：
图5-9 复杂角联网路
1． 角联分支5中无风流
当分支5中无风时，②、③两节点的总压力相等，即
32总总P P =
又①、②两节点的总压力差等于分支1的风压，即
121h P P =-总总
①、③两节点的总压力差等于分支3的风压，即
331h P P =-总总
故 31h h = 同理可得 42h h = 则
4
3
21h h h h = 亦即 2
4
42
33222211Q R Q R Q R Q R = 又 05=Q ，得 4321,Q Q Q Q == 所以
4
3
21R R R R = （5-22）
式（5-22）即为角联分支5中无风流通过的判别式。 2． 角联分支5中风向由②→③
当分支5中风向由②→③时，②节点的总压力大于③节点的总压力，即
32总总P P >
又知 121h P P =-总总
331h P P =-总总
则 13h h > 即 2
11233Q R Q R >
同理可得 42h h > 即 2
44222Q R Q R > 将上述两不等式相乘，并整理得
2
41323241???
? ?? R 又知 21Q Q > ，43Q Q < 所以 13 24 1 4 3 21R R R R < （5-23） 式（5-23）即为角联分支5中风向由②→③的判别式。 3． 角联分支5中风向由③→② 同理可推导出角联分支5中风向由③→②的判别式 4 3 21R R R R > （5-24） 由上述三个判别式可以看出，简单角联网路中角联分支的风向完全取决于两侧各邻近风路的风阻比，而与其本身的风阻无关。通过改变角联分支两侧各邻近风路的风阻，就可以改变角联分支的风向。 可见，角联分支一方面具有容易调节风向的优点，另一方面又有出现风流不稳定的可能性。角联分支风流的不稳定不仅容易引发矿井灾害事故，而且可能使事故影响范围扩大。如图5-8所示，当风门K 未关上使2R 减小，或分支巷道4中某处发生冒顶或堆积材料过 多使4R 增大，这时因改变了巷道的风阻比，可能会使角联分支5中无风或风流③→②，从而导致两工作面完全串联通风或上工作面风量不足而使其瓦斯浓度增加造成瓦斯事故。此外，在发生火灾事故时，由于角联分支的风流反向可能使火灾烟流蔓延而扩大了灾害范围。因此，保持角联分支风流的稳定性是安全生产所必须的。 角联网路中，对角分支风流存在着不稳定现象，对简单角联网路来说，角联分支的风向可由上述判别式确定；而对于复杂角联网路，其角联分支的风向的判断，一般通过通风网路解算确定。在生产矿井，也可以通过测定风量确定。 第三节 风量分配及复杂通风网路解算 一、风量分配的基本定律 风流在通风网路中流动时，都遵守风量平衡定律、风压平衡定律和阻力定律。它们反映了通风网路中三个最主要通风参数——风量、风压和风阻间的相互关系，是复杂通风网路解算的理论基础。 1．通风阻力定律 井巷中的正常风流一般均为紊流。因此，通风网路中各分支都遵守紊流通风阻力定律，即 2RQ h = （5-25） 2．风量平衡定律 风量平衡定律是指在通风网路中，流入与流出某节点或闭合回路的各分支的风量的代数和等于零，即 0=∑i Q （5-26） 若对流入的风量取正值，则流出的风量取负值。 如图5-10（a ）所示，节点⑥处的风量平衡方程为 0564*******=--++-----Q Q Q Q Q 如图5-10（b ）所示，回路②-④-⑤-⑦-②的风量平衡方程为 087654321=--+----Q Q Q Q 图5-10 节点和闭合回路 3．风压平衡定律 风压平衡定律是指在通风网路的任一闭合回路中，各分支的风压（或阻力）的代数和等于零，即 0=∑i h （5-27） 若回路中顺时针流向的分支风压取正值，则逆时针流向的分支风压取负值。 如图5-10（b ）中的回路②-④-⑤-⑦-②，有： 072755442=-++----h h h h 当闭合回路中有通风机风压和自然风压作用时，各分支的风压代数和等于该回路中通风机风压与自然风压的代数和，即 i h H H ∑=±自通 （5-28） 式中，通H 和自H 分别为通风机风压和自然风压，其正负号取法与分支风压的正负号取法相同。 二、解算复杂通风网路的方法 复杂通风网路是由众多分支组成的包含串、并、角联在内结构复杂的网路。其各分支风量分配难以直接求解。通过运用风量分配的基本定律建立数学方程式，然后用不同的数学手段，可求解出网路内各分支自然分配的风量。这种以网路结构和分支风阻为条件，求解网路内风量自然分配的过程，称为通风网路解算，也称为自然分风计算。 目前解算通风网路使用较广泛的是回路法，即首先根据风量平衡定律假定初始风量，由回路风压平衡定律推导出风量修正计算式，逐步对风量进行校正，直至风压逐渐平衡，风量接近真值。 下面主要介绍回路法中使用最多的斯考德–恒斯雷法。 1． 解算通风网路的数学模型 斯考德–恒斯雷法是由英国学者斯考德和恒斯雷对美国学者哈蒂?克劳斯提出的用于 图纸绘制规范标准 一、矿井通风系统图符合下列要求： （一）在矿井采掘工程平面图的基础上绘制，采空区、不通风的巷道可以删去，多煤层同时开采的矿井，绘制分层通风系统图。矿井通风系统图每月补充修改一次，通风系统有较大变化时，及时修改完善。 （二）标明风流方向、风量、测风站、通风设施、回风巷道断面、主要通风机运行参数等。 （1）风流方向：新鲜风流为绿色，乏风流为灰色； （2）风量：风量标注在测风站上； （3）通风设施按类别编号，注明建造日期、连体加固日期、连体加固方法、维护负责人； （三）回风巷道断面：逐段标注矿井、采区回风巷道断面，断面不同的巷道要分断标注，标明具体范围。 （四）主要通风机运行参数：主要通风机型号、排风量、风井负压、风叶角度、主扇运行频率等。 二、通风立体示意图和通风网络图符合下列要求： （一）矿井通风系统立体示意图和矿井通风网络图每月修改完善一次，通风系统有较大变化时，及时修改补充。通风立体示意图和通风网络图配套使用。 （二）矿井通风立体示意图要标明风流方向、风量、测风站、通风设施、主要通风机运行参数、节点编号（与通风网络图一致）等。 （三）通风网络图标明节点编号、风流方向、通风设施、风量、通风阻力等。 三、矿井防尘系统图、供水施救系统图、防灭火系统图绘制符合下列要求： （一）矿井防尘系统图可与矿井防灭火系统图、矿井供水施救系统图共用。矿井防尘系统图以矿井采掘工程平面图为底图绘制，每月补充修改一次。 （二）标注静压水池、消防水池、防尘管路、闸阀、三通、净化水幕、转载点洒尘装置、隔爆水袋等内容。标注防尘设施位置与实际相符。 （1）地面水池：标明水池容量、个数，说明水池供水水源； （2）防尘水管：管径不同用不同顔色标注，并在图例中说明； （3）隔爆水袋：标注巷道断面、水袋个数和规格。 （三）防尘供水水源不符合饮用标准的，要标明地面清水池和污水池向井下管网供水的切换方法。 （四）井下有供水水源的，要标明水源位置、水量、供水方式和实现地面供水的转换方式。 四、抽采系统图符合下列要求： （一）建有两套及以上抽采系统的矿井，可分采区或分系统绘制抽采系统。 以矿井采掘工程平面图为底图绘制，与抽采无关的巷道、采空区等可删除。 每月修改完善一次矿井抽采系统图，抽采系统有较大变化时，应及时 《通风安全学》课程 复习思考题与习题 安徽理工大学能源与安全学院 安全工程系编 二00六年三月 《通风安全学》复习思考题与习题 第一章矿井空气 1-1地面空气的主要成分是什么？矿井空气与地面空气有何区别？ 1-2氧气有哪些性质？造成矿井空气中氧浓度减少的主要原因是什么？ 1-3矿井空气中常见的有害气体有哪些？《煤矿安全规程》对矿井空气中有害气体的最高容许浓度有哪些具体规定？ 1-4 CO有哪些性质？试说明CO对人体的危害以及矿井空气中CO的主要来源。1-5防止井下有害气体中毒应采取哪些措施？ 1-6什么叫矿井气候条件？简述气候条件对人体热平衡的影响。 1-7何谓卡他度？从事采掘劳动时适宜的卡他度值为多少？ 1-8《煤矿安全规程》对矿井空气的质量有那些具体规定？ 1-9某矿一采煤工作面CO2的绝对涌出量为7.56m3/min,当供风量为850 m3/min时，问该工作面回风流中CO2浓度为多少？能否进行正常工作。 1-10井下空气中，按体积计CO浓度不得超过0.0024%，试将体积浓度Cv(%)换算为0℃及101325Pa状态下的质量浓度Cm(mg/m3)。 第二章矿井空气流动基本理论 2-1 说明影响空气密度大小的主要因素，压力和温度相同的干空气与湿空气相比，哪种空气的密度大，为什么？ 2-2 何谓空气的静压，它是怎样产生的？说明其物理意义和单位。 2-3 何谓空气的重力位能？说明其物理意义和单位。 2-4 简述绝对压力和相对压力的概念，为什么在正压通风中断面上某点的相对全压大于相对静压；而在负压通风中断面某点的相对全压小于相对静压？ 2-5 试述能量方程中各项的物理意义。 2-6 在用压差计法测定通风阻力，当两断面相等时，为什么压差计的读数就等于通风阻力？ 2-7 动能校正系数的意义是什么？在通风工程计算中为什么可以不考虑动能系数？ 2-8 分别叙述在单位质量和单位体积流体能量方程中，风流的状态变化过程是怎 1、通风网络分析方法：图解法，电模拟法，数学解析法 2、通风网络分析原则：协调原则（整体性原则）；动态原则；相关性原则；有序性原则 3、邻接是点与点或边与边之间的关系。联接同一条分支的两点称为邻接点，有共同节点的两边称为邻接边。 4、关联是点与边之间的关系。如果一个点是一条边的顶点之一，则称为该点与该边关联 5、线度：与节点关联的边的条数。任一图中各节点的线度之和是其边数的2倍 6、链：对于图中的p 个边e 1,e 2…e p ,如果有p+1个顶点v 0,v 1…v p ,且e 1与v i-1，v i 关联，则这些边构成的序列称为链 7、生成树：如果T 是图G 的一个生成子图又是一棵树时，则称T 是G 的一棵生成树 8、余树：去掉图中的生成树后，剩下的边构成的图称为余树 9、割集：连通图中，除割点外，与任一节点关联的边构成一个割集。 10、基本回路：由一条余树弦和生成树的树枝构成的回路称为该生成树的基本回路。n-m+1条余树弦形成n-m+1个基本回路 11、节点邻接矩阵A ：行数和列数均为m （m 为节点数，n 为边数）关联矩阵B ：完全关联矩阵：行数为m ，列数为n ；基本关联矩阵：行数为m-1，列数为n 回路矩阵C ：完全回路矩阵：行数为2 n-m+1(图的互异回路数),；列数为n ；基本回路矩阵：行数为n-m+1(基本回路数)，列数为n 割集矩阵S ：完全割集矩阵：行数为2m-1-1，列数为n ；基本割集矩阵：行数为m-1，列数为n B 、 C 、S 关系：B C T =0、C S T =0、S 11=B 12?1B 11 12、生成树选择方法：破圈法、加边法、缩边法破圈法：(1)画网络图，将点、边编号，标出风向(2)确定图中的余树弦数(n-m+1)(3)依次移除每个回路中的一边，破坏回路，直到移除的边数为n-m+1,剩余的分支组成生成树（任意树） 加边法：(1)将图去边留点(2)将分支按权排序(3)加边，按一定顺序将每条边加入节点中，若每加入一条边都与已有边构成回路，则将它取走，计入余树弦；若不构成回路，计入树枝集合(4)将所有的边都加过后，取走n-m+1条余树弦，剩余的边即为生成树（任意树） 缩边法：(1)绘网络图，将节点、分支编号，标出风向(2)计算生成树枝数和独立回路数，并将边按权大小排序(3)从权最小的分支起，由始点向终点收缩（始点与最小权分支被收缩），将此分支号授予所有与其始点连接的分支，若分支号重复，则取消此分支(4)如收缩边始末点合一，即构成一个回路，此分支为余树弦(5)如未形成回路，则依次收缩权最小的分支，直到最后一个节点(6)去掉余树弦，剩余的子图即为最小生成树 13、试探回朔法：基本思路：在图的一棵生成树中，每加入一条余树弦，就可得到一个独立回路，加入n-m+1条余树弦，达到n-m+1个独立回路。 步骤：(1)取一条余树边作为链，由其终点出发，在树枝中寻找回路的其他分支，当某树枝与该终点相连时，将链终点前移，并记忆该分支(2)判断是否构成回路，若构成回路转入(4)。(3)寻找回路组成的过程中，当发现找不到树枝与链的终点相连时，按原路逐点回朔，在后退中寻找新通路，且将走不通的分支加以记忆(4)当形成回路时，记录回路的组成，并将已联通和不通的标志解除(5)重复上述过程，直到形成n-m+1个回路 14、矿井通风网络：是由表示通风系统内各风流线路及其分合关系的网状线路图与其赋权通风参数组成的。15、常用通风网络图：通风系统图；通风系统立体示意图；通风网络图 16、通风三大定律：(1)分量平衡定律:任一节点流入和流出的风量代数和为零 Q ij =0 (2)风压平衡定律：任一闭合回路中，各分支风压的代数和为零 h ij =0(3)阻力定律：h =RQ 2 17、矩阵表示风压：H=(?i )，i=1,2,3……?i —分支风压 ?i =r i q i 2+??i ??fi ??Ni ??i —第i 分支的阻力调节值；?fi —第i 分支的通风机风压；?Ni —第i 分支内位能差 ij b —基本关联矩阵中的元素；j q —分支j e 的风量；m ，n 为节点数和边数 19、通风机特性曲线的确定方法：最小二乘法、拉格朗日插值法； 20、通风解算任务：在给定风网结构、分支风阻、风机特性等条件下，求解空气在风网内自然分风时各分支的风量和风压 21、斯考特—恒斯雷法：计算步骤：(1)绘制通风网络图，标定风流方向(2)输入网络结构及数据(3)确定独立回路数，选最小风阻树，确定独立回路组成(4)拟定初始风量(5)迭代计算(6)检查精度是否满足要求(7)计算网络总阻力(8)计算网络总风阻及等积孔 为了加快迭代速度，采取补救措施：(1)选择回路时，以任意两个回路中公共边最少、公共分支阻力最小为原则，以减小各回路 通风网路中风量的分配 串联与并联的比较 从安全、可靠和经济角度看，并联通风与串联通风相比，具有明显优点： 1．总风阻小，总等积孔大，通风容易，通风动力费用少。现举例分析 ： 假设有两条风路1和2，其风阻21R R =，通过的风量21Q Q =，故有风压 21h h =。现将它们分别组成串联风路和并联网路，如图5-7所示。各参数比较如下： （1）总风量比较 串联时： 21Q Q Q ==串 并联时： 1212Q Q Q Q =+=并 故 串并Q Q 2= （2）总风阻比较 串联时： 1212R R R R =+=串 并联时： 41 21R n R R == 并 故 串并R R 8 1= （3）总风压比较 串联时： 1212h h h h =+=串 并联时： 21h h h ==并 故 串并h h 2 1= 通过上述比较可明显看出，在两条风路通风条件完全相同的情况下，并联网路的总风阻仅为串联风路总风阻的1；并联网路的总风压为串联风路总风压的21，也就是说并联通风比串联通风的通风动力要节省一半，而总风量却大了一倍。这充分说明：并联通风比串联通风经济得多。 2．并联各分支独立通风，风流新鲜，互不干扰，有利于安全生产；而串联时，后面风路的入风是前面风路排出的污风，风流不新鲜，空气质量差，不利于安全生产。 3．并联各分支的风量，可根据生产需要进行调节；而串联各风路的风量则不能进行调节，不能有效地利用风量。 4．并联的某一分支风路中发生事故，易于控制与隔离，不致影响其它分支巷道，事故波及范围小，安全性好；而串联的某一风路发生事故，容易波及整个风路，安全性差。 所以，《规程》强调：井下各个生产水平和各个采区必须实行分区通风（并联通风）；各个采、掘工作面应实行独立通风，限制采用串联通风。 四、角联通风及其特性 在并联的两条分支之间，还有一条或几条分支相通的连接形式称为角联网路（通风），如图5-8所示。连接于并联两条分支之间的分支称为角联分支，如图5-8中的分支5为角联分支。仅有一条角联分支的网路称为简单角联网路；含有两条或两条以上角联分支的网路称为复杂角联网路，如图5-9所示。 角联网路的特性是：角联分支的风流方向是不稳定的。现以图5-8所示的简单角联网路为例，分析其角联分支5中的风流方向变化可能出现的三种情况： 第五章通风网路中风量的分配 一、教学内容： 1、矿井通风网路图的相关术语； 2、矿井通风网路图的绘制； 3、矿井通风网路的基本形式与特性； 4、风量分配基本定律； 5、复杂通风网路解算方法及计算机解算通风网路软件介绍。 二、重点难点： 1、矿井通风网路图的绘制原则与方法； 2、矿井通风网路的基本形式与特性； 3、风量分配基本定律。 三、教学要求： 1、了解矿井通风网路图的相关术语； 2、了解复杂通风网路解算方法及计算机解算通风网路软件应用； 3、掌握矿井通风网路图的绘制方法； 4、掌握矿井通风网路的基本形式与特性（串联、并联、角联）； 5、掌握风量分配基本定律。 第一节通风网路及矿井通风网路图 一、通风网路的基本术语和概念 １．分支 分支是指表示一段通风井巷的有向线段，线段的方向代表井巷风流的方向。每条分支可有一个编号，称为分支号。如图5-1中的每一条线段就代表一条分支。用井巷的通风参数如风阻、风量和风压等，可对分支赋权。不表示实际井巷的分支，如图5-1中的连接进、回风井口的地面大气分支8，可用虚线表示。 图5-1 简单通风网路图 ２．节点 节点是指两条或两条以上分支的交点。每个节点有唯一的编号，称为节点号。在网路图中用圆圈加节点号表示节点，如图5-1 中的①～⑥均为节点。 ３．回路 由两条或两条以上分支首尾相连形成的闭合线路，称为回路。单一一个回 路（其中没有分支），该回路又称网孔。如图5-1 中，1-2-5-7-8、2-5-6-3和4-5-6等都是回路，其中4-5-6是网孔，而2-5-6-3不是网孔，因为其回路中有分支4。 ４．树 由包含通风网路图的全部节点且任意两节点间至少有一条通路和不形成回路的部分分支构成的一类特殊图，称为树；由网路图余下的分支构成的图，称为余树。如图5-2所示各图中的实线图和虚线图就分别表示图5-1的树和余树。可见，由同一个网路图生成的树各不相同。组成树的分支称为树枝，组成余树的分支称为余树枝。一个节点数为m，分支数为n的通风网路的余树枝数为n －m＋1。 图5-2 树和余树 ５．独立回路 第五章矿井通风网络中风量分配与调节 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、网络的动态分析 4、矿井风量调节 5、计算机解算复杂网络 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。 第一节风量分配基本规律 一、矿井通风网络与网络图 (一）矿井通风网络 通风网络图：用直观的几何图形来表示通风网络。 1. 分支（边、弧）：表示一段通风井巷的有向线 段，线段的方向代表井巷中的风流方向。每条分 支可有一个编号，称为分支号。 2. 节点（结点、顶点）：是两条或两条以上分支的交点。 3. 路（通路、道路）：是由若干条方向相同的分支首尾相连而成的线路。如图中，1－2－5、1－2－4－6和1－3－6等均是通路。 4. 回路：由两条或两条以上分支首尾相连形成的闭合线路称为回路。 如图中，2－4－3、2－5－6－3和1－3－6－7 5、树：是指任意两节点间至少存在一条通路但不含回路的一类特殊图。由于这类图的几何形状与树相似，故得名。树中的分支称为树枝。包含通风网络的全部节点的树称为其生成树，简称树。 （二）矿井通风网络图 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。 网络图两种类型：一种是与通风系统图形状基本一致的网络图，如图5-1-3所示；另一种是曲线形状的网络图，如图5-1-4所示。但一般常用曲线网络图。 绘制步骤： (1) 节点编号在通风系统图上给井巷的交汇点标上特定的节点号。 (2) 绘制草图在图纸上画出节点符号，并用单线条（直线或弧线）连接有风流连通的节点。 (3) 图形整理按照正确、美观的原则对网络图进行修改。 通风网络图的绘制原则： (1) 用风地点并排布置在网络图中部，进风节点位于其下边；回风节点在网络图的上部，风机出口节点在最上部； (2)分支方向基本都应由下至上； (3) 分支间的交叉尽可能少； (4) 网络图总的形状基本为“椭圆”形。 (5) 合并节点，某些距离较近、阻力很小的几个节点，可简化为一个节点。 (6) 并分支，并联分支可合并为一条分支。 二、网络中风流流动的基本定律 1、风量平衡定律 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，即 ∑=0i M 第五章通风系统矿图绘制 第二十八条一通三防图纸绘制总体要求 1.整体布局合理、美观，图面整洁，线条均匀光滑。 2.标注内容完整、准确，充分反映井下实际情况，严格按照图纸填图说明和标注格式进行标注。 3.图名一律标在图廓内，位置在图的上图廓线下方留白位置居中，图名（字高33毫米仿宋，字与字之间一个字间距，不带边框）与上部内图廓线间距30毫米。 4.在每张图的左上角绘制一通三防图纸说明。图纸说明中，除图纸名称项目外，其它内容和格式与采掘工程平面图图纸说明一致。 5.在每张图的右下角绘制图签。 6.在每张图的左下角绘制一通三防图纸图例。 7.多煤层同时开采必须绘制分层通风系统图，上报通风管理部的通风系统图可绘制在同一张图纸上。 8.矿井通风系统图及立体示意图均要绘制指北针，位置同采掘工程平面图。 9.通风系统图风流方向均用箭头线标注，风流分支处必须标明风流方向。 10.通风系统图中，测风站数量能够反映矿井风流分配情况。 第二十九条矿井通风系统三种图的绘制要求及标注内容 （一）矿井通风系统平面图（××煤矿×煤层通风系统图） 1.在1：2000或1：5000采掘工程平面图上绘制。 2.图上标注内容：主扇、风流方向、局部通风机、风筒、密 闭、风门、正反向风门、防火门、调节、风桥、测风站、防爆门、节点编号、采空区、火区、巷道名称及采掘工作面编号等。 3.主扇应标注的内容：主扇型号、电机型号、排风量、井下总回风量、主扇转速、叶片角度（或前导器角度）、电机额定功率、电机实际功率、主扇负压（即装置静压）、等级孔等。 4.局部通风机应标注的内容：局部通风机安装地点、型号、风筒直径、全负压风量、局部通风机实际吸风量、风筒供风距离。 5.测风（站）点标注的内容：地点、断面积、风速、风量、气温、瓦斯浓度、二氧化碳浓度。 （二）矿井通风立体示意图（××煤矿通风立体示意图） 1.图幅不小于零号图纸。 2.所有井巷用双线(或一粗一细)绘制。 3.坐标系选择：沿煤层走向的巷道与X轴平行，与走向垂直的巷道与Y轴平行，立井与Z轴平行，X轴垂直Z轴，X轴与Y 轴成45～60度。为了充分体现层次关系，Z坐标轴要选择适当比例。对于井田范围较大、形状不规范的矿井，可根据本矿实际，将坐标系适当旋转。 4.绘图时可不严格按比例，但要反映矿井通风系统的空间立体情况，突出层次。 5.为了更好地反映主要井巷的相对空间位置，进、回风井、暗斜井、溜煤眼、石门、大巷、采区主要巷道用0.6毫米实线绘制。 6.图上标注内容：和通风系统平面图一致。 7.图名、图签、图例、标注内容的标注方法和矿井通风系统 模块三通风网络图及风量分配 一、名词解释 1．矿井通风网络；2．串联通风；3．并联通风；4．角联通风； 5．通风网络图。 二、填空题 1、通风网络中，井巷风流的基本连接形式有、和3种，通风设计中应尽量采用的 连接形式是。 2、风量平衡四年定律的一般数学表达式的含义是。 3、风压平衡定律的一般数学表达式的含义是。 4、串联通风的特性是(用数学表达式表示)：①；②；③；④。 5．并联通风的特性是(用数学表达式表示)：①；②；③；④。 6、有5段风阻均为25kg／m7的巷道，把它们串联在一起时的风阻为 kg／m7；把它们并联在一起时的风阻为 kg／m7，前者是后者的倍。 7、将两条通风条件完全相同(R1=R2，Q1=Q2)的巷道分别构成串联风路和并联网络，通过简要的计算可知：并联网络的总风阻仅为串联风路总风阻的；并联网络的总风压为串联风路总风压的，也就是说并联通风比串联通风的通风动力要节省，而总风量却大了倍，这充分说明，并联网络通风比串联风路通风在经济上要优越得多。 三、判断题(正确的打“√”，错误的打“×”) 1．在并联网络中，流入各分支巷道的风量与各分支巷道的风阻成反比，即风阻较大的分支巷道自然流入的风量较小，风阻较小的分支巷道自然流入的风量较大。( ) 2．简单角联网络中，对角巷道的风流方向的变化取决于临近巷道风阻之比，而与对角巷道本身的风阻大小无关。 ( ) 3．不管在什么地方，对角通风系统都是有害的。 ( ) 四、选择题(将正确答案的编号填入空格中) 1．两条风阻值相等的巷道，若按串联或并联2种不同的连接方法构成串联或并联网络，其总风阻值相差倍。 (1) 4 (2) 8 (3) 16 2．如图5—1所示，对角巷道中风流由B→C的条件是 图5－1 简单的角联网络 通风网络模型（相对于场模型） 1.矿井通风网络： 各国学者对矿井通风网络分析的研究已经持续了近一个世纪, 目前已经取得了丰硕的成果, 研究出许多用于矿井通风网络分析的方法,开发了一大批优秀的矿井通风网络分析软件。 1.1 书籍 矿井通风网络图论 1982年煤炭工业出版社 通风网络计算原理 1989年山东科学技术出版社 矿井通风网络分析及电算方法 1990年煤炭工业出版社 通风网络图论 1991年煤炭工业出版社 通风网路理论 1991年煤炭工业出版社 矿井通风系统分析与优化 1995年机械工业出版社 矿井通风降温与实践 2013年辽宁科学技术出版社 1.2 文献 1.矿井通风网络模糊优化数学模型及其数值解法1999年 2.陆秋琴. 矿井通风系统模拟软件包. 中国钼业. 2001 年 3.于耀国. 矿井通风网络数据模型计算机软件系统的应用. 国外金属矿山.2002 年 4.矿井通风仿真系统可视化研究2004 5.矿井通风网络非稳定流动数值解收敛性分析2004 6.用梯度法解算矿井通风网络2005 7.基于回路阻力闭合差最优分配的通风网络解算方法2006 8.节点风压解算通风网络的改进方法2007 9.存在风阻未知分支的大规模复杂通风网络解算方法2008 10.矿井通风网络解算软件研究综述2011 11.单风机矿井通风网络非稳定流动模型及MATLAB数值模拟2011 总结： ： 求解网络流量分布是最重要的问题，主要方法有回路流量法、网孔流量法、分支压力法、节点压力法、割集压力法等。其中回路流量法占据非常重要的地位，现有的风网解算程序以回路流量法最多。 按求解非线性回路压力平衡方程组的具体方法不同，回路流量法又有牛顿法、Scott-Honsley法、京大一试法。目前已有很多应用软件用于矿井通风系统模拟分析，CONTAM 是代表性计算工具软件。 CONTAM：由美国国家标准技术研究院（NIST）（National Institute of Standards and Technoligy）研发的，多区域气流和污染物传播分析软件。 2. 水电站 文献： 1.用MTLAB分析流体输配管网的初步研究重庆大学学报肖益民 2.水电站地下洞室群通风网络关键部位的流动阻力特性研究重庆大学硕士论文 3.水电站地下洞室群通风空调网络的关键基元流动特性分析重庆大学硕士论文 4.基于网络分析的水电站地下洞室群通风系统设计方法研究重庆大学硕士论文 5.地下洞室群自然通风网络计算机分析模型暖通空调 2004 怎样画好通风网络图 摘自网上 1．参考一下电路图，一般为圆滑的曲线和椭圆，包括主扇，采掘工作面，主要硐室，掘进工作面还需要标注局扇，再参考一下板凳说的。 2．网络图关键是要对通风系统图了解的非常透，对各个节点、分支进行明确，再优化布局就可以了，这个没什么技巧，主要是你的领悟力 3．不必要非得画得圆滑，也可以是直线，关键是构图，线路尽量少交叉，多排列几次就会满意的 4．我认为关键是多画，多练习，借鉴别人的经验，熟能生巧，没什么捷径可走的。 5．先画主线，然后分支先定网络图的节点再定通风系统图的节点编号使数字尽量从小到大然后美化一下就应该可以了吧！ 6．跟导师学了一下，感觉找到规律就不那么难了。 7．本人通常是先在通风系统图中先把各节点编号，然后再画。画的时候每个节点都检查，以免漏掉。在保证正确的前提下调整节点位置，力求美观。 8．就是通风路线简化的通风系统图主要是找好节点各路段的通风阻力也要标注好关系要平衡 9．注意网络图与通风图上节点与数据的对应还有跑漏风 10．画好网络图要点 1、全矿井所有用风地点在中间排列好 2、上面画回风 3、下面画进风 4、中间的节点随意布置，只要保持一定弧度就行了。 5、把所有节点按通风路线用圆滑曲线连接就行了。（进风到用风地点到回风） 前提是你必须对矿井的通风系统相当熟悉才行。 11．首先要熟悉矿井的通风系统，然后画出通风系统示意图，在示意图上找节点（三条以上线分岔或汇合的点），找好后按一定顺序进行编号，再用弧线连接这些编号点，有时要画得好看、明析的话可能要画上十次（前面坛友说过的，和电路图类似），再在上面标明上下山符号或发火时的风机（风压）符号，风流流动方向等。因为在通风网络解算时用的到这个网络图东西。 12．一,矿井通风网络与网络图 (一)矿井通风网络 通风网络图:用直观的几何图形来表示通风网络. 1. 分支(边,弧):表示一段通风井巷的有向线段,线段的方向代表井巷中的风流方向.每条分支可有一个编号,称为分支号. 2. 节点(结点,顶点):是两条或两条以上分支的交点. 3. 路(通路,道路):是由若干条方向相同的分支首尾相连而成的线路.如图中,1-2-5,1-2-4-6和1-3-6等均是通路. 4.回路:由两条或两条以上分支首尾相连形成的闭合线路称为回路. 如图中,2-4-3,2-5-6-3和1-3-6-7 5,树:是指任意两节点间至少存在一条通路但不含回路的一类特殊图.由于这类图的几何形状与树相似,故得名.树中的分支称为树枝.包含通风网络的全部节点的树称为其生成树,简称树. (二)矿井通风网络图 通风网路图的绘制 不按比例、不反映空间关系的矿井通风网路图，能清楚地反映风流的方向和分合关系，便于进行通风网路解算和通风系统分析，是矿井通风管理的重要图件之一。 通风网路图的形状是可以变化的。为了更清晰地表达通风系统中各井巷间的联接关系及其通风特点，通风网路图的节点可以移位，分支可以曲直伸缩。通常，习惯上把通风网路图总的形状画成“椭圆”形。 绘制矿井通风网路图，一般可按如下步骤进行： １．节点编号在矿井通风系统图上，沿风流方向将井巷风流的分合点加以编号。编号顺序通常是沿风流方向从小到大，亦可按系统、按翼分开编号。节点编号不能重复且要保持连续性。 ２．分支连线将有风流连通的节点用单线条（直线或弧线）连接。 ３．图形整理通风网路图的形状不是唯一的。在正确反映风流分合关系的前提下，把图形画得简明、清晰、美观。 ４．标注除标出各分支的风向、风量外，还应将进回风井、用风地点、主要漏风地点及主要通风设施等加以标注，并以图例说明。 绘制通风网路图的一般原则如下： １．某些距离相近的节点，其间风阻很小时，可简化为一 个节点。 ２．风压较小的局部网路，可并为一个节点。如井底车场等。 ３．同标高的各进风井口与回风井口可视为一个节点。 ４．用风地点并排布臵在网路图的中部；进风系统和回风系统分别布臵在图的下部和上部；进、回风井口节点分别位于图的最下端和最上端。 ５．分支方向（除地面大气分支）基本应由下而上。 ６．分支间的交叉尽可能少。 ７．节点间应有一定的间距。 例5-1如图5-3所示为某矿通风系统示意图，试绘出该矿的通风网路图。 图5-3 矿井通风系统示意图 解：图中所示矿井两翼各布臵一个采区，共有6个采煤工作面和4个掘进头；独立通风硐室共有7个。矿井漏风主 第五章通风网路中风量的分配 第一节通风网路及矿井通风网路图 一、通风网路的基本术语和概念 １．分支 分支是指表示一段通风井巷的有向线段，线段的方向代表井巷风流的方向。每条分支可有一个编号，称为分支号。如图5-1中的每一条线段就代表一条分支。用井巷的通风参数如风阻、风量和风压等，可对分支赋权。不表示实际井巷的分支，如图5-1中的连接进、回风井口的地面大气分支8，可用虚线表示。 图5-1 简单通风网路图 ２．节点 节点是指两条或两条以上分支的交点。每个节点有唯一的编号，称为节点号。在网路图中用圆圈加节点号表示节点，如图5-1 中的①～⑥均为节点。 ３．回路 由两条或两条以上分支首尾相连形成的闭合线路，称为回路。单一一个回路（其中没有分支），该回路又称网孔。如图5-1 中，1-2-5-7-8、2-5-6-3和4-5-6等都是回路，其中4-5-6是网孔，而2-5-6-3不是网孔，因为其回路中有分支4。 ４．树 由包含通风网路图的全部节点且任意两节点间至少有一条通路和不形成回路的部分分支构成的一类特殊图，称为树；由网路图余下的分支构成的图，称为余树。如图5-2所示各图中的实线图和虚线图就分别表示图5-1的树和余树。可见，由同一个网路图生成的树各不相同。组成树的分支称为树枝，组成余树的分支称为余树枝。一个节点数为m，分支数为n的通风网路的余树枝数为n －m＋1。 图5-2 树和余树 ５．独立回路 由通风网路图的一棵树及其余树中的一条余树枝形成的回路，称为独立回路。如图5-2（a）中的树与余树枝5、2、3可组成的三个独立回路分别是：5-6-4、2-4-6-7-8-1和3-6-7-8-1。由n－m＋1条余树枝可形成n－m＋1个独立回路。 二、通风网路图的绘制 不按比例、不反映空间关系的矿井通风网路图，能清楚地反映风流的方向和分合关系，便于进行通风网路解算和通风系统分析，是矿井通风管理的重要图件之一。 通风网路图的形状是可以变化的。为了更清晰地表达通风系统中各井巷间的联接关系及其通风特点，通风网路图的节点可以移位，分支可以曲直伸缩。通常，习惯上把通风网路图总的形状画成“椭圆”形。 绘制矿井通风网路图，一般可按如下步骤进行： １．节点编号在矿井通风系统图上，沿风流方向将井巷风流的分合点加以编号。编号顺序通常是沿风流方向从小到大，亦可按系统、按翼分开编号。节点编号不能重复且要保持连续性。 ２．分支连线将有风流连通的节点用单线条（直线或弧线）连接。 ３．图形整理通风网路图的形状不是唯一的。在正确反映风流分合关系的前提下，把图形画得简明、清晰、美观。 通 风 容 易 时 期 立 体 示 意 图 图 例 新鲜风流 乏风流 风门调节风门 局部通风机 风窗 图4-2 容易时期通风系统网络图 1)通风容易时期： (1)摩擦阻力计算 副井井筒——运输大巷——区段进风巷——工作面——区段回风巷——回风大巷——回风井 表4-8通风容易时期井巷阻力表 序号 井巷 名称 支护 形式 L S p A Rf Q Hfr (m) (m 2) (m) (pa) 1-2 副井 井筒 混凝土 245 23.75 17.27 0.0031 0.0009791 61 3.64 3-10 轨道 上山 锚喷 1099 15.43 11.34 0.015 0.0508867 56.2 53.23 4-5 区段 进风巷 锚喷 1277 14.1 15.6 0.01 0.0710654 22 34.4 5-6 工作面 液压 支架 170 11.7 14.2 0.04 0.0602892 18.33 20.26 6-7 区段 回风巷 锚网 1277 13.8 15.4 0.01 0.0748298 22 36.2 7-20 回风 上山 锚喷 546 15.43 11.34 0.015 0.0168542 61 189.3 20-11 回风井 混凝土 119 19.63 15.72 0.003 0.0007419 61 2.76 合计 339.8 42m s N 82/m Ns s m /3 通 风 困 难 时 期 立 体 示 意 图 图 例 新鲜风流 乏风流 风门调节风门 局部通风机 风窗 图4-4 困难时期通风系统网络图 (1)摩擦阻力计算 副井井筒——运输大巷——区段进风巷——工作面——区段回风巷——回 风大巷——回风井 （最新）煤矿一通三防系统图绘制规范及图例 第一条一通三防图纸绘制总体要求 1.整体布局合理、美观，图面整洁，线条均匀光滑。 2.标注内容完整、准确，充分反映井下实际情况，严格按照图纸填图说明和标注格式进行标注。 3.图名一律标在图廓内，位置在图的上图廓线下方留白位置居中，图名（字高33毫米仿宋，字与字之间一个字间距，不带边框）与上部内图廓线间距30毫米。 4.在每张图的左上角绘制一通三防图纸说明。图纸说明中，除图纸名称项目外，其它内容和格式与采掘工程平面图图纸说明一致。 5.在每张图的右下角绘制图签。 6.在每张图的左下角绘制一通三防图纸图例。 7.多煤层同时开采必须绘制分层通风系统图，上报通风管理部的通风系统图可绘制在同一张图纸上。 8.矿井通风系统图及立体示意图均要绘制指北针，位置同采掘工程平面图。 9.通风系统图风流方向均用箭头线标注，风流分支处必须标明风流方向。 10.通风系统图中，测风站数量能够反映矿井风流分配情况。 第二条矿井通风系统三种图的绘制要求及标注内容 （一）矿井通风系统平面图（××煤矿×煤层通风系统图） 1.在1：2000或1：5000采掘工程平面图上绘制。 2.图上标注内容：主扇、风流方向、局部通风机、风筒、密闭、风门、正反向风门、防火门、调节、风桥、测风站、防爆门、节点编号、采空区、火区、巷道名称及采掘工作面编号等。 3.主扇应标注的内容：主扇型号、电机型号、排风量、井下总回风量、主扇转速、叶片角度（或前导器角度）、电机额定功率、电机实际功率、主扇负压（即装置静压）、等级孔等。 1 4.局部通风机应标注的内容：局部通风机安装地点、型号、风筒直径、全负压风量、局部通风机实际吸风量、风筒供风距离。 5.测风（站）点标注的内容：地点、断面积、风速、风量、气温、瓦斯浓度、二氧化碳浓度。（二）矿井通风立体示意图（××煤矿通风立体示意图） 1.图幅不小于零号图纸。 2.所有井巷用双线(或一粗一细)绘制。 3.坐标系选择：沿煤层走向的巷道与X轴平行，与走向垂直的巷道与Y轴平行，立井与Z轴平行，X轴垂直Z轴，X轴与Y轴成45～60度。为了充分体现层次关系，Z坐标轴要选择适当比例。对于井田范围较大、形状不规范的矿井，可根据本矿实际，将坐标系适当旋转。 4.绘图时可不严格按比例，但要反映矿井通风系统的空间立体情况，突出层次。 5.为了更好地反映主要井巷的相对空间位置，进、回风井、暗斜井、溜煤眼、石门、大巷、采区主要巷道用0.6毫米实线绘制。 6.图上标注内容：和通风系统平面图一致。 7.图名、图签、图例、标注内容的标注方法和矿井通风系统平面图相同。 （三）矿井通风网络图（××煤矿通风网络图） 1.采用一号图纸单线条（粗细1.25磅，0.44毫米）绘制。 2.凡构成独立通风系统的所有用风点均要在图上显示。 3.网路的简化：简单的串联或并联分支可用一条等效分支代替，对压降很小的井底车场、采区车场及某些巷道可并为一个节点。 4.要尽量减少风路的交叉。交汇点用节点编号（直径6毫米仿宋）；不交汇的交叉巷道用直径3 煤矿开采自然条件十分复杂。瓦斯、煤尘和煤炭自燃发火等灾害事故时有发生，严重制约煤矿的安全生产。煤矿安全图则是贯彻国家有关法律法规，按照煤矿自然灾害发生的客观规律，科学防治井下各种灾害技术的反映。是我国煤矿安全生产技术经验的总结，是煤矿设计、建设及生产中不可缺少的重要图件。 任务一通风系统及网络图 一、概述 矿井通风是借助各种动力向井下各用风地点输送适量新鲜空气，保证人员呼吸，稀释和排除有害气体与浮沉，降低热害，创造良好的气候条件，并在发生灾变时能够根据救灾的需要控制和调度风流的流动线路。因此，矿井必须配有完整的独立通风系统。矿井通风系统是矿井进、回风井在井田的布置方式，主要通风机及其工作方法，通风网络和风流控制设施的总称。 矿井通风系统图中的主要内容包括： （1）矿井进风井、回风井数目及布置方式。 （2）矿井通风网络结构（井下通风巷道系统结构）。 （3）矿井通风设备型号，台数、主要技术参数、安装位置。 （4）矿井通风网络新鲜风流、污浊风流的方向、线路。 （5）各巷道、硐室、采煤工作面、掘进工作面名称及通过的风量。 （6）矿井通风设施及其位置。矿井通风设施包括有：防爆门、测风站、风桥、风门、调节风窗、风帘、密闭墙等。 二、通风系统图的分类及用途 1.矿井通风系统图分类 按照绘制原理的不同，矿井通风系统图一般分为矿井通风系统平面示意图、矿井通风系统工程平面图和矿井通风系统立体示意图三种。 （1）矿井通风系统平面示意图。矿井通风系统平面示意图是根据矿井采掘工程平面图或矿井开拓方式平面图中巷道的相对位置关系，不按比例绘制的反映矿井通风系统的图纸。矿井通风系统平面示意图也称为矿井通风系统水平投影图。其绘制方法较简单，使较复杂的、不易看清楚的通风网络变得清晰易读。矿井通风系统平面示意图适用于反映任何矿井的通风系统。特别适宜于多水平、多 矿井通风立体图及网络图自动绘制方法的研究 于峰涛 【摘要】：矿井通风立体图及网络图是矿井通风安全管理及评价最重要的决策依据，而井下三维巷道建模及通风网络拓扑关系的自动建立与管理是计算机在我国矿井通风中进行推广应用的瓶颈技术。因此，矿井通风立体图及网络图自动绘制方法的研究具有重要的学术价值和实际应用价值。煤矿井下的三维建模与应用是目前矿山GIS研究的一个热点和难点。井下巷道的布局设计与煤田范围、煤层倾角及现有的开采条件等因素关系密切，设计方案要依实际情况而定。井下巷道是矿山生产和施工的主要研究对象之一，巷道设计的优劣对矿山安全生产、运输、通风、排水、供电等方面有直接影响。在借鉴前人研究成果的基础上，本文主要分析、比较了当前的三维巷道建模方法，根据通风立体图的特点，简化了巷道数据模型，改进了巷道建模方法，并给出了具体实现算法。该方法将巷道断面视为统一大小的圆形，用圆柱体代替巷道，利用OpenGL技术，对矿区三维巷道进行动态显示，将矿井巷道的空间位置准确的显示出来。巷道视点可变换，能以任意角度观察巷道。在三维矿井立体图的基础上，自动添加绘制通风构筑物、风机及节点风量、风向的标注等，使通风立体图实现了动态绘制。以往矿井通风网络拓扑关系的建立是人工对网络图巷道始末节点标号，然后形成相应的数据文件或数据库。针对此种情况，本文利用计算机图形学知识和图论学知识，着重研究了自动绘制网络图的原理、算法和数据结构，并在VC++.NET平台下编程实现，使网络图绘制实现初步的自动化。矿井通风立体图及网络图自动绘制软件系统操作简便，人机交互效果较好，基本能够满足现场实际应用需要。该软件的开发成功，对矿井通风安全管理及评价大有裨益，对煤矿通风安全管理的自动化、现代化建设具有积极的作用。 【关键词】：三维巷道通风立体图OpenGL通风网络图自动制图 【学位授予单位】：太原理工大学 【学位级别】：硕士 【学位授予年份】：2007 【分类号】：TD72;TD17 【DOI】：CNKI:CDMD:2.2008.017539 【目录】： ?摘要3-5 ?Abstract5-10 ?第一章绪论10-17 ? 1.1 选题的目的和意义10-11 ? 1.2 国内外研究动态11-15 ? 1.2.1 三维建模方面的研究11-14 ? 1.2.2 矿井通风网络的研究14-15 ? 1.3 论文的研究内容15-17 ?第二章系统总体设计方法的选择17-22 ? 2.1 系统开发工具的特点17-20 ? 2.1.1 利用AutoCAD软件进行二次开发17-18 ? 2.1.2 利用VRMap等地理信息系统软件进行二次开发18-19 ? 2.1.3 利用高级编程语言从底层开发19-20 ? 2.2 软件开发语言及开发平台的选择20-22 ?第三章矿井通风立体图实现的功能与原理22-43 ? 3.1 三维仿真模拟平台22-26 ? 3.2 矿井三维巷道26-40 ? 3.2.1 适合矿井特点的三维GIS数据模型与结构26-28通风系统图绘制要求
通风课后习题
通风网络理论与算法
矿山通风网络讲解
通风网络解算
矿井通风网络中风量分配与调节汇总
通风系统矿图绘制要求规范
通风网络图及风量分配
关于通风网络
怎样画好通风网络图
通风网路图的绘制 2
通风网络解算
容易时期和困难时期的通风网络和系统图
通风图纸绘制标准
通风系统及网络图
矿井通风立体图及网络图自动绘制方法的研究