ICS 13.100 D 09
备案号：
MT
矿井通风网络解算程序编制通用规则
General Compiling Regulation of Mine Ventilation network calculating program
（送审稿）
国家安全生产监督管理总局 发布
目次
前言............................................................................. II
1 范围 (1)
2 规范性引用文件 (1)
3 术语及定义 (1)
4 基本功能 (2)
5 数学模型 (2)
6 解算原则 (4)
7 解算精度 (5)
8 误差分析 (5)
前言
本标准对MT/T442-1995《矿井通风网络解算程序编制通用规则》进行了修订，以代替原MT/T442-1995标准。
本标准与原MT/T442-1995标准相比，主要变化如下：
——删除了原标准MT/T442-1995中的第5章解算步骤。
——增加了第3章术语及定义，第4章基本功能，第8章误差分析。
——第5章对通风网络数学模型进行了修订，增加了流体网络的数学表述内容。
——第6章对解算方法及原则进行了补充与完善。
本修订标准由中国煤炭工业协会提出。
本标准由煤炭行业煤矿安全标准化技术委员会归口。
本标准主要起草单位：煤炭科学研究总院抚顺分院，辽宁工程技术大学。
本标准主要起草人：梁运涛、刘剑、王刚、贺明新、李艳昌、倪景峰。
本标准历次发布情况为：MT/T 442-1995
矿井通风网络解算程序编制通用规则
1范围
本标准规定了矿井通风网络解算程序的适用范围、术语和定义、基本功能、通风网络数学模型、解算原则、解算精度与误差分析。
本标准适用于稳定状态下矿井通风网络解算程序的编写。
本标准不适用于非稳定状态下矿井通风网络解算程序的编写。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T 15663.8 煤矿科技术语煤矿安全
AQ 1028 煤矿井工开采通风技术条件
MT 421 煤矿用主要通风机现场性能参数测定方法
MT/T 635 矿井巷道通风摩擦阻力系数测定方法
MT/T 440 矿井通风阻力测定方法
3术语及定义
除GB/T 15663.8的术语和定义适用于本标准外，补充以下术语和定义。
3.1矿井通风网络mine ventilation network
表示矿井风路、风流方向、通风设施、通风动力装置之间关联关系的网络。
3.2风路airflow branch
有风流流经的井筒、巷道、以及回采工作面等通风线路。
3.3节点node
两条或两条以上风路的交汇点。在同一条巷道中，将巷道断面形状、断面积、支护方式、坡度的变化点也可称之为节点。
3.4回路circuit
通风网络中若干条风路首尾相接构成的闭合路径。
3.5通风网络解算ventilation network flow distribution
已知通风网络中各风路的风阻及通风机特性曲线（或矿井总风量），计算各风路风量的过程。3.6固定风量风路fixed air flux branch
通风网络解算时有风量期望值并且不参与迭代计算的风路。
3.7自然分风natural airflow distribution
不含有固定风量风路的网络解算，解算结果满足节点风量平衡和回路阻力平衡定律。
3.8按需分风fixed airflow distribution
含有固定风量风路的网络解算，解算结果满足节点风量平衡定律，而不一定满足回路阻力平衡定律。
3.9按需调节adjustment for fixed airflow distribution
为使按需分风结果能够满足通风网络节点风量平衡、回路阻力平衡而采取的增加、降低通风阻力或者改变通风动力的措施。
3.10 网络半割集half cut set of ventilation network
通风网络半割集是一个将通风网络分成进风侧和回风侧两部分，并使通风网络失去连通性的最小风路的集合。
3.11固定通风网络半割集下的按需分风fixed half cut set’s ai rflow distribution
固定风量风路为一个通风网络半割集的按需分风称之为固定通风网络半割集下的按需分风。
3.12无理固定风量的风路irrational fixed air flux branch
由于固定风量风路的位置或者固定风量值不合理导致通风网络解算结果不收敛的固定风量风路。3.13通风网络拓扑关系topology relationship of ventilation network
通风网络中满足拓扑几何学原理的风路、节点、构筑物、通风动力装置等各空间数据间的相互关系，即风路与节点的连接关系以及构筑物、通风动力装置等通风设施与风路的绑定关系。
4基本功能
通风网络解算程序至少应具有如下功能：
——自然分风；
——按需分风；
——固定半割集下的按需分风；
——解算能力不受通风网络风路数和节点数的限制；
——能够自动检测无理固定风量风路；
——模拟矿井自然风压；
——程序操作应具有良好的人机交互功能。
5数学模型
5.1质量守恒定律
5.1.1狭义的质量守恒定律（亦称节点质量守恒定律）
在单位时间内，任一节点流入和流出的风流质量的代数和为零。习惯上取流入为正、流出为负，则节点质量守恒定律可以写成式(1)：
((,)(),(,)(),,,)
ij ij
ki ki
i j i k i i i j k q q v v E v v v E v v V v V v V ρρ
+--=∈∈∈∈∈∑∑ (1)
式中：
ij ρ、ki ρ----分别为风路),(j i v v 和风路),(i k v v 的风流密度，3/kg m 。
ij q 、ki q ----分别为风路),(j i v v 和),(i k v v 的风量，3/m s ； ),(j i v v ----始节点为i v ，末节点为j v 的风路； ),(i k v v ----始节点为k v ，末节点为i v 的风路；
)(i v E +----节点i v 的流入风路集合；
)(i v E -----节点i v 的流出风路集合；
V ----是通风网络的节点集合。
当密度变化可以忽略不计时，式(1)可写为(2)：
)
,,),(),(),(),((0
V v V v V v v E v v v E v v q
q k j i i i k i j i ki ij
∈∈∈∈∈=--
+
∑∑ (2)
即节点风量平衡定律。该定律表明：对通风网路中的任一节点，流进的风量等于流出的风量。 通风网络G 中共有m 个节点，可以列出m 个节点风量平衡方程，m 个节点流量平衡方程的矩阵表示如式(3)：
01
1=????
??=?=∑m n j j ij T
q b BQ (3)
式中：
()n m ij b ?=B 为通风网络G 的完全关联矩阵；
),,,(21n q q q =Q ，为分支的流量矩阵，其排列次序与关联矩阵一致，T Q 是Q 的转置
5.1.2 广义质量守恒定律
单位时间内，任一有向割集对应的风路流量的代数和等于0。割集风量平衡方程的矩阵表示如式（4）：
01
1=????
??=?=∑s n j j ij T
q s SQ (4)
式中：
()n s ij s ?=S 为有向割集矩阵及其元素值；s 为割集数。
5.2 能量守恒定律
在任一闭合回路C 上所发生的能量转换的代数和为零。如式(5)
∑==++|
|1
0C i z C f C i
h h h
(5)
式中：
i h ----风路i 的阻力；
f C h ----回路C 上的机械通风动力；
z
C
h ----回路C 上的自然风压、火风压等。 C ----回路的分支数。
将f C h 和z C h 统称为附加阻力，并记为h '。当回路上既无机械通风动力又无自然风压或火风压时，
上式可写为：∑==|
|1
0C i i
h
，即阻力平衡定律。该定律表明：在任一回路上，不同方向的风流，它们的阻
力相等。
按照回路矩阵n s ij m ?=)(M 的风路排列次序、用阻力集合元素构造风路阻力矩阵和回路附加阻力矩
阵分别为：),,,(21n h h h =H ，),,,(21
s h h h '''=' H 。回路能量平衡方程式的矩阵表示如式(6)： T T H MH '= (6)
或写成式(7)：
01
1=????
??'-?=∑s i n j j ij h h m (7)
式中：s 为回路总数；T H 、T
H '分别是H 和H '的转置。
5.3 通风阻力定律
风流在风路中流动时，基本皆为紊流，其阻力（习惯上也叫压力损失、能量损失、压降等等）表达式如式(8)：
),,2,1(,2n i q r h i i i == (8)
式中：
i h 为风路的阻力值，Pa ； i r 为风路的风阻值，28/N s m ； i q 为风路的风量值，3/m s ；
此时，回路阻力平衡方程也可写成式(9)：
()s i h q q
r m i n
j j j
j ij ,,2,1,01
=='-∑= (9)
式中：
ij m ----回路方向系数。
6 解算原则 6.1 计算方法
对通风网络解算数学模型的求解可采用牛顿法、克劳斯法（又称斯考德-恒斯雷法）以及节点风压法等任何有效数值计算方法。 6.2 固定分量需风点的配风原则
用风地点对应的固定风量风路的配风量值依据AQ 1028确定。
6.3 最大固定风量风路数
按需分风最大固定风量的风路数确定原则为：去掉固定风路后通风网络仍能保持连通性。 6.4 通风机特性曲线
通风机特性曲线的测试依据MT 421进行。网络解算中，通风机特性曲线方程可以采用分段三次以上非线性方程等任何能够完整准确表达通风机特性曲线的方程（或方程组）来描述，不宜采用容易导致网络解算假收敛的单一二次抛物线方程来描述通风机风量风压特性曲线。 6.5 矿井自然风压计算的前提条件
矿井自然风压的计算需已知通风网络各节点的标高以及各条风路风流的平均密度。 6.6 井巷通风摩擦阻力系数确定
进行通风网络解算之前必须提供矿井通风网络的井巷通风摩擦阻力系数。矿井巷道通风摩擦阻力系数测定方法依据MT/T635进行，或者依据MT/T440进行阻力测定后计算确定。 6.7 模拟矿井反风的已知条件
a) 矿井采用通风机反转反风方法的，应具有反转特性曲线；
b) 矿井采用反风道反风方法的，应具有反风状态下井下风门的开启和关闭状态及其它局部风阻变化状
态参数。 7 解算精度
程序应包含一个检验解算精度的模块，以便在完成风量分配计算后，把解算结果回代到原数学模型
中，计算节点风量闭合差和回路风压闭合差，并以这两个闭合差的最大绝对值，作为本次解算的精度。 8 误差分析 8.1 风量误差
通风网络解算结果的风量误差依据下式计算：
1001?'-=
q
q q ε (10)
式中：
1ε----风路的风量误差，%；
q ----风路的实际测试风量值，3/m s ；
q '----风路的解算风量值，3/m s 。
8.2 阻力误差
通风网络解算结果的阻力误差依据式(11)计算：
'2100h h h
ε-=
? (11)
式中：
----风路的阻力误差，%；
2
h----风路的实际测试阻力值，Pa；'
h----风路的解算阻力值，Pa。
煤矿常用计算公式汇总
煤矿巷道及通风计算公式 一、常见断面面积计算： 1、半圆拱形面积=巷宽×（巷高+×巷宽） 2、三心拱形面积=巷宽×（巷高+×巷宽） 3、梯形面积=（上底+下底）×巷高÷2 4、矩形面积=巷宽×巷高 二、风速测定计算： V表=n/t (m/s) (一般为侧身法测风速) 式中：V表：计算出的表速； n：见表读数； t：测风时间（s） V真=a+ b×V表 式中：V真：真风速（扣除风表误差后的风速）； a、b：为校正见表常数。 V平=K V真=（）×V真÷S 式中：K为校正系数（侧身法测风时K=（）/S，迎面测风时取）； S为测风地点的井巷断面积 三、风量的测定： Q=SV 式中Q：井巷中的风量（m3/s）;S：测风地点的井巷断面积（m2）; V：井巷中的平均风速（m/s） 例1：某半圆拱巷道宽2m,巷道壁高1m,风速1m/s，问此巷道风量是多少。 例2：某煤巷掘进断面积3m2,风量36 m3/min，风速超限吗？ 四、矿井瓦斯涌出量的计算： 1、矿井绝对瓦斯涌出量计算（Q瓦）
Q 瓦=QC （m 3/min ） 式中Q ：为工作面的风量；C ：为工作面的瓦斯浓度（回风流瓦斯浓度-进风流中瓦斯浓度） 例：某矿井瓦斯涌出量3 m 3/min ，按总回风巷瓦斯浓度不超限计算矿井供风量不得小于多少。 2、相对瓦斯涌出量（q 瓦） q 瓦=1440Q 瓦*N T （m 3/t ） 式中Q 瓦：矿井绝对瓦斯涌出量；1440：为每天1440分钟； N ：工作的天数（当月）； T ：当月的产量 五、全矿井风量计算： 1、按井下同时工作最多人为数计算 Q 矿=4NK （m 3/min ） 式中4：为《规程》第103条规定每人在井下每分钟供给风量不得少于4立方米；N ：井下最多人数；K ：系数（~） 2、按独立通风的采煤、掘进、硐室及其他地点实际需要风量的总和计算 Q 矿=（∑Q 采+∑Q 掘+∑Q 硐…+∑Q 其他）×K 式中K ：校正系数（取~） 六、采煤工作面需风量 1、按瓦斯涌出量计算 Q 采=100×q 采×K CH4 （m 3/min ） 式中100：为系数； q 采：采煤工作面瓦斯涌出量（相对）； K CH4：瓦斯涌出不均衡系数（取~） 2、按采面气温计算：
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：
. ... .. 矿井通风参数计算手册 2005年九月 前言 在通风、瓦斯抽放与利用、综合防尘的设计及报表填报过程中，经常需要进行一些计算，计算过程中经常要查找设计手册、规程、细则、文件等资料，由于资料少，给工作带来不便，为加强通风管理工作，增强“一通三防”理论水平，提高工作效率；根据现场部分技术管理人员提出的要求，结合日常工作需要，参考了《采矿设计手册》，《瓦斯抽放细则》、《防治煤与瓦斯突出细则》、《瓦斯抽放手册》，矿井通风与安全，煤矿安全读本等资料，编写了通风计算手册，以便于通风技术管理人员查阅参考，由于时间伧促，错误之处在所难免，请各位给预批评指证。 2005年9月 . .. .c
编者
目录 一、通风阻力测定计算公式 (1) 二、通风报表常用计算公式 (7) 三、矿井通风风量计算公式 (10) 四、矿井通风网路解算 (24) 五、抽放参数测定 (16) 六、瓦斯抽放设计 (24) 七、瓦期泵参数计算 (26) 八、瓦斯利用 (27) 九、综合防尘计算公式 (28) 十、其它 (30) 通风计算公式 一、通风阻力测定计算公式 1、空气比重（密度）ρ A：当空气湿度大于60%时 P(kg/m3) ρ=0. 461 T 当空气湿度小于60%时
ρ =0. 465T P (1-0.378 P P 饱 ?) (kg/m 3) P~大气压力(mmHg) T~空气的绝对温度 (K) ?~空气相对湿度 (%) P 饱~水蒸气的饱和蒸气压（mmHg ） B ： 当空气湿度大于60%时 ρ =0. 003484 T P (kg/m 3) 当空气湿度小于60%时 ρ =0. 003484 T P (1-0.378P P 饱?) (kg/m 3) P~大气压力(pa) T~空气的绝对温度 (K) ?~空气相对湿度 (%) P 饱~水蒸气的饱和蒸气压（pa ） 2、井巷断面（S ） A ：梯形及矩形断面 S=H ×b (m 2) B ：三心拱 S= b ×(h+0.26b) (m 2) C ：半圆形 S= b ×(h+0.39b) (m 2) 式中
矿井通风设计施工时的基本原则和要求
通风系统合理可靠的含义
通风网络图的绘制 矿井风量计算办法 按照《煤矿安全规程》第一百零三条：“煤矿企业应根据具体条件制定风量计算方法，至少每5年修订1次”，要求，根据《煤矿井工开采通风技术条件》（AQ1028-2006）、《煤矿通风能力核定标准》（AQ1056-2008），结合本矿开采的实际情况，制定本办法。 一、全矿井需要风量的计算 全矿井总进风量按以下两种方式分别计算，并且必须取其最大值： 1、按井下同时工作的最多人数计算矿井风量： Q 矿进=4×N×K 矿通 （m3/min） 式中：Q 矿进 ——矿井总进风量，m3/min； 4——每人每分钟供给风量，m3/min.人； N——井下同时工作的最多人数，人； K 矿通——矿井通风需风系数（抽出式取K 矿通 =～）。 2、按各个用风地点总和计算矿井风量： 按采煤、掘进、硐室及其他巷道等用风地点需风量的总和计算： Q 矿进=（∑Q 采 +∑Q 掘 +∑Q 硐 +∑Q 其他 ）×K 矿通 （m3/min） 式中：∑Q 采 ——采煤工作面实际需要风量的总和，m3/min； ∑Q 掘 ——掘进工作面实际需要风量的总和，m3/min； ∑Q 硐 ——硐室实际需要风量的总和，m3/min； ∑Q 其他 ——矿井除了采、掘、硐室地点以外的其他巷道需风量的总和，m3/min。 K 矿通——矿井通风需风系数（抽出式K 矿通 取～）。 二、采煤工作面需要风量 按矿井各个采煤工作面实际需要风量的总和计算： ∑Q 采=∑Q 采i +∑Q 采备i （m3/min） 式中：∑Q 采 ——各个采煤工作面实际需要风量的总和，m3/min； Q 采i ——第i个采煤工作面实际需要的风量，m3/min； Q 采备i ——第i个备用采煤工作面实际需要的风量，m3/min。 每个采煤工作面实际需要风量，按工作面气象条件、瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、人员和爆破后的有害气体产生量等规定分别进行计算，然后取其中最大值。有符合规定的串联通风时，按其中一个采煤工作面实际需要的最大风量计算。 1、按气象条件计算： Q 采=Q 基本 ×K 采高 ×K 采面长 ×K 温 （m3/min）
矿井通风网络解算基本算法之迭代法（Hardy-Cross） 1. 矿井通风网络风量分配及复杂通风网路解算 1.1 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 （1） 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 （2） 若对流入的风量取正值，则流出的风量取负值。 如图1（a）所示，节点⑥处的风量平衡方程为： 如图1（b）所示，回路②-④-⑤-⑦-②的风量平衡方程为： 图1 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 （3） 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1（b）中的回路②-④-⑤-⑦-②，有： 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
（4） 式中，和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。 1.2 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(Hard.Crross算法)。 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?克劳斯提出的用于水管网的迭代计算方法进行改进并用于通风网路解算的。 对节点为m、分支为n的通风网路，可选定N＝n－m＋1个余树枝和独立回路。以余树枝风量为变量，树枝风量可用余树枝风量来表示。根据风压平衡定律，每一个独立回路对应一个方程，这样建立起一个由N个变量和N个方程组成的方程组，求解该方程组的根即可求出个余树枝的风量，然后求出树枝的风量。 斯考德–恒斯雷法的基本思路是：利用拟定的各分支初始风量，将方程组按泰勒级数展开，舍去二阶以上的高阶量，简化后得出回路风量修正值的一般数学表达式为： （5） 式中——独立回路中各分支风压（或阻力）的代数和。分支风向与余树枝同向时其风压取正值，反之为负值。 ——独立回路中各分支风量与风阻乘积的绝对值之和。 ——独立回路中的通风机风压，其作用的风流方向与余树枝同向时取负值，反之为正值。 ——独立回路中的自然风压，其作用的风流方向与余树枝同向时取负值，反之为正值。 按公式（5）分别求出各回路的风量修正值，由此对各回路中的分支风量进行修正，求得风量的近似真实值，即 （6） 式中：分别为修正前后分支风量。的正负按所修正分支的风向与余树枝同向时取正值，反之取负值。 如此经过多次反复修正，各分支风量接近真值。当达到预定的精度时计算结束。此时所得到的近似风量，即可认为是要求的自然分配的风量。上述公式（5）和（6）即为斯考德–恒斯雷法的迭代计算公式，也称其为哈蒂·克劳斯法（Hard.Crross算法）。
MMT/T 634—2019 煤矿矿井风量计算方法 2018年-12-29发布 2019年-7-1实施 煤矿矿井风量计算方法 1 范围 本标准规定了煤矿矿井风量计算的术语与定义、总则、矿井需风量计算方法、矿井有效风量的计算方法与计算结果表述。 本标准适用于煤矿的新井设计、生产矿井的改扩建与采区的风量计算。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用题必不可少的。凡就是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件,凡就是不注日期的引用文件,其最新版本《包括所有的修改单》适用于本文件。 《煤矿安全规程) 3 术语与定义 本标准采用下列术语与定义 3、1 需风量 required air quantity 矿井生产过程中,为供人员呼吸、稀释与排出有害气体、浮尘,
以创造良好气候条件所需要的风量。 3、2 矿井有效风量 effective air quantity 送到采掘工作面、硐室与其她用风地点的风量之总与。 3、3 矿井有效风量率ventilation efficiency;volumetric efficiency;effective rate of air quantity 矿井有效风量占矿井总进风量的百分数。 3、4 矿井外部漏风量 surface leakage air quantity 主要通风机装置及其风井附近地表漏风的风量总与。 3、5 矿井外部漏风率 surface leakage rate 矿井外部漏风量占通风机风量的百分数。 4 总则 4、1 风量计算依据 4、1、1供给煤矿井下任何用风地点的新鲜风量,应依照 4、1、2、4、1、3进行计算,并取其最大值,作为该用风地点的供风量。 4、1、2 按该用风地点同时工作的最多人数计算,每人每分钟供给风量不得少于4m3。 4、1、3 按该用风地点的风流中瓦斯、二氧化碳、氢气与其它有害气
矿井通风网络的解算 摘要：矿井通风是矿山生产的重要环节之一。安全、可靠、经济、实用的矿井通风系统对保证井下安全生产具有重要的意义。随着计算机技术的飞速发展，现有的通风软件存在功能比较单一，针对这种情况，本文以Visual C++6.0为开发工具、SQL Server2000为后台数据库，进行了矿井通风网络解算的研究。 关键词：通风系统，网络解算 1.引言 矿井通风是矿山生产的一个重要环节。安全、可靠、经济、实用的矿井通风系统，对保证井下安全生产具有重要意义。煤矿生产过程的瓦斯爆炸、煤尘爆炸、矿井火灾、有毒气体窒息等灾害的发生都与矿井通风有直接关系[1]。可以说通风状况的好坏直接影响工人的安全、健康和劳动效率，直接关系到煤矿的安全生产、经济效益和可持续发展。 随着煤矿产量增加，开采深度加大和机械化程度提高，需要加大风量，形成多进风井、多回风井的复杂通风系统。如果矿井通风管理跟不上，事故隐患不能及时发现，矿井通风安全事故将会不断发生。不但严重危害职工的健康和生命安全，而且破坏正常的通风系统，使安全生产无法正常进行。因此，开展矿井通风网络解算、调节与评价的一体化系统研究，对保障矿井安全生产具有十分重要的理论意义和应用价值。 2.矿井通风网络的建模研究 2.1流体网络建模 数学模型是程序算法设计的灵魂。能否选取恰当的方法，并建立起准确而全面的数学模型，是软件设计成功与否的决定性因素。 ①数学模型 对复杂的对象或系统进行计算或仿真时，首先要建立它的数学模型。所谓数学模型就是由一系列数学方程(包括代数方程、微分方程)描述系统的每一个具体过程，最终组成一个联立方程组。数学模型比较抽象，但它可以比较全面地反映一个复杂系统的性质。当对一个系统的内部机理比较清楚时，就可以利用数学模型对其进行进一步的研究。数学模型又可分为静态数学模型和动态数学模型。②静态数学模型 静态数学模型用来描述系统在稳定状态或平衡状态下各种输入变量与输出变量之间的关系。静态数学模型主要用于设计计算和校核计算，一般要求具有较高的精度。 ③动态数学模型 动态数学模型用来描述系统在不稳定状态下各种变量随时间的变化关系。当系统从一个稳定状态变化到另一个稳定状态时，哪些参数会发生变化，其变化的速度及变化过程如何，这些都属于动态数学模型要解决的问题。 矿井通风网络建模一般都采用动态数学模型。为了程序设计的简单、方便，在建模时往往进行许多的简化以使动态数学模型及其计算不至于过分复杂。这样，由动态数学模型所得的计算结果的误差往往大于静态数学模型的误差。 由于矿井的通风系统都是由具有复杂的网络拓扑结构的巷道组成，这就给人们的建模带来了许多困难。 传统的建模方法大部分都是针对具体的系统结构编制计算程序，系统的藕合关系处于模型程序的各个地方。所建模型虽然精度比较高，能与现场实际过程很
矿井通风参数计算手册 2005年九月 前言 在通风、瓦斯抽放与利用、综合防尘的设计及报表填报过程中，经常需要进行一些计算，计算过程中经常要查找设计手册、规程、细则、文件等资料，由于资料少，给工作带来不便，为加强通风管理工作，增强“一通三防”理论水平，提高工作效率；根据现场部分技术管理人员提出的要求，结合日常工作需要，参考了《采矿设计手册》，《瓦斯抽放细则》、《防治煤与瓦斯突出细则》、《瓦斯抽放手册》，矿井通风与安全，煤矿安全读本等资料，编写了通风计算手册，以便于通风技术管理人员查阅参考，由于时间伧促，错误之处在所难免，请各位给预批评指证。 月9年2005 者编 目录 一、通风阻力测定计算公式 (1) 二、通风报表常用计算公式 (7) 三、矿井通风风量计算公式 (10) 四、矿井通风网路解算 (24)
五、抽放参数测定 (16) 六、瓦斯抽放设计 (24) 七、瓦期泵参数计算 (26) 八、瓦斯利用 (27) 九、综合防尘计算公式 (28) 十、其它 (30) 通风计算公式 一、通风阻力测定计算公式 1、空气比重（密度）?A：当空气湿度大于60%时 P3 (kg/m) =0. 461 ?T时60%当空气湿度小于 ?PP3) (1-0.378 (kg/m) =0. 465饱?TP P~大气压力(mmHg) T~空气的绝对温度(K) ~空气相对湿度(%) ?P~水蒸气的饱和蒸气压（mmHg）饱B：当空气湿度大于60%时P3) (kg/m =0. 003484 ?T当空气湿度小于60%时 ?PP3) =0. 003484 (kg/m(1-0.378) 饱?TP P~大气压力(pa) T~空气的绝对温度(K) ~空气相对湿度(%) ?P~水蒸气的饱和蒸气压（pa）饱2、井巷断面（S） A：梯形及矩形断面 2) (m b S=H×B：三心拱 2) (m S= b×(h+0.26b)
南桐矿业公司矿井通风风量计算与配备细则根据《煤矿安全规程》、《矿井通风质量标准及检查评定办法》及重庆煤炭集团公司《矿井通风质量标准及检查评定办法实施细则》的有关规定，结合我公司实际情况，特制定本细则。 一、矿井风量计算的原则 1、矿井各地点需要风量，应根据采掘生产部署和实际情况，每月计算一次。 2、生产矿井总风量，应根据采掘工作面、硐室和其它用风地点实际需要风量的总和进行计算。 3、新建（改扩建）矿井或延深新水平的总风量，应按采掘工作面、硐室和其它用风地点实际需要风量的总和，以及矿井相对瓦斯涌出量分别进行计算，并取其中最大值，同时应有上级批准的专项通风设计。 4、各地点实际需要风量，应满足下列要求： （1）《煤矿安全规程》、《矿井通风质量标准及检查评定办法》中对瓦斯和其它气体浓度、风速、空气温度的规定； （2）每人每分钟供给风量不少于4m3； （3）防止采煤工作面隅角瓦斯超限或积聚； （4）自然发火严重的采煤工作面，备用风量系数应取最小值； （5）突出危险性严重的采掘工作面，备用风量系数应取最大值； （6）安全、经济、合理，备用风量不宜过大或过小。 5、计算被串联通风工作面（地点）的风量时，应将串入风流同中瓦斯、二氧化碳计入被串联通风工作面（地点）涌出量之中；计算矿井总风量时，应减去串联通风中的被串入风量；被串联通风工作面（地点）的进风流中的瓦斯、二氧化碳均不得超过0.5%。 6、实施抽放瓦斯的工作面（地点）的风量，应按抽放后实际的瓦斯涌出量进行计算。 二、矿井风量计算的前提 1、矿井通风系统必须独立、稳定、可靠。通风系统中没有不符合规定的串联通风、扩散通风和采煤工作面采用局部通风机通风。 2、通风巷道失修率不超过7%，严重失修率不超过3%。
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
煤矿巷道及通风计算公式 一、常见断面面积计算： １、半圆拱形面积=巷宽×(巷高+０、39×巷宽) ２、三心拱形面积=巷宽×(巷高＋0、２6×巷宽) 3、梯形面积=(上底＋下底)×巷高÷2 4、矩形面积=巷宽×巷高 二、风速测定计算: V表=ｎ／t （m／s) (一般为侧身法测风速） 式中:Ｖ表:计算出得表速；n:见表读数；t:测风时间（s） V真＝ａ+ b×V表 式中:V真：真风速（扣除风表误差后得风速)； a、b:为校正见表常数。 V平=ＫV真=（S－0、4）×V真÷S 式中：K为校正系数(侧身法测风时K=（S—0、4)/Ｓ,迎面测风时取1、14）;S为测风地点得井巷断面积 三、风量得测定: Q＝SV 式中Q：井巷中得风量（m３/s）;S:测风地点得井巷断面积（m2)；V:井巷中得平均风速(m／ｓ） 例１：某半圆拱巷道宽2m，巷道壁高1m,风速１m／ｓ，问此巷道风量就是多少。 例2：某煤巷掘进断面积3m2，风量3６m3／mｉn，风速超限吗？ 四、矿井瓦斯涌出量得计算: 1、矿井绝对瓦斯涌出量计算（Q瓦） Q瓦=QC(m3/miｎ） 式中Q:为工作面得风量；C：为工作面得瓦斯浓度(回风流瓦斯浓度-进风流中瓦斯浓度）例:某矿井瓦斯涌出量3 m3/miｎ，按总回风巷瓦斯浓度不超限计算矿井供风量不得小于多少。 2、相对瓦斯涌出量(q瓦) q瓦= （m3/t) 式中Q瓦:矿井绝对瓦斯涌出量；１４40:为每天１４４0分钟; Ｎ：工作得天数（当月)；T:当月得产量 五、全矿井风量计算: １、按井下同时工作最多人为数计算 Ｑ矿＝4NK （m3/ｍｉn） 式中4:为《规程》第１03条规定每人在井下每分钟供给风量不得少于４立方米；N：井下最多人数;Ｋ：系数(1、２～１、5） 2、按独立通风得采煤、掘进、硐室及其她地点实际需要风量得总与计算 Q矿=(∑Q采+∑Q掘+∑Q硐…+∑Q其她）×K 式中Ｋ：校正系数(取１、2~1、8） 六、采煤工作面需风量 1、按瓦斯涌出量计算 Q采=100×q采×KCH４(m3/min) 式中１0０：为系数；q采：采煤工作面瓦斯涌出量（相对); KＣH4:瓦斯涌出不均衡系数（取１、4～２、0)
1、压入式通风风筒中某点i 的hi=1000Pa ，hvi=150Pa ，风筒外与i 点同标高的P0i=101332Pa ，求： (1) i 点的绝对静压Pi ； (2) i 点的相对全压hti ； (3) i 点的绝对全压Pti 。 解：(1) Pi=P0i+hi=101332+1000=102332Pa （3分） (2) hti=hi+hvi=1000+150=1150Pa （3分） (3) Pti=P0i+hti =101332+1150=102482Pa 或Pti =Pi+hvi=102332+150=102482Pa （4分） 2、在某一通风井巷中，测得1、2两断面的绝对静压分别为101324Pa 和101858Pa ，若S 1=S 2，两断面间的高差Z 1-Z 2=100m ，巷道中空气密度为1.2kg/m 3，求1、2两断面间的通风阻力，并判断风流方向。 解：假设风流方向为1断面－2断面，根据能量方程知两断面间的通风阻力为 )()(2222111121gZ h P gZ h P h v v r ρρ++-++=-（2分） 因为S 1=S 2且巷道中空气密度无变化，所以动能差值为零，则 ＝101324-101858＋1.2×9.8×100=642Pa （3分） 因为得值为正值，所以，假设成立，即风流方向为1断面－2断面（５分）。 3、下图为压入式通风的某段管道，试绘制出管道风流中i 点各种压力间的相互关系图。 图中如画出绝对压力图，得5分；画出相对压力图，得5分。 1、如右图，若R 1=R 2=0.04 kg/m 7，请比较下图中两种形式的总风阻情况。 若R 1=R 2=0.04 kg/m 7，请比较下图中两种形式的总风阻情况。 串联：Rs １= R 1+ R 2= 0.08 kg/m 7（3分） 并联：（6分） ∴ Rs 1 ：Rs 2＝８：１ 即在相同风量情况下，串联的能耗为并联的 8 倍。 （1分） 2、在某一通风井巷中，测得1、2两断面的绝对静压分别为101324Pa 和101858Pa ，若S 1=S 2，两断面间的高差Z 1-Z 2=100m ，巷道中空气密度为1.2kg/m 3，求1、2两断面间的通风阻力，并判断风流方向。 解：假设风流方向为1断面－2断面，根据能量方程知两断面间的通风阻力为 )()(2222111121gZ h P gZ h P h v v r ρρ++-++=-（3分） 因为S 1=S 2且巷道中空气密度无变化，所以动能差值为零，则 704.0104.0111/01.0)(1) (1 21m kg R R R S =+=+=
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
矿井通风风量计算方法 一全矿井需要风量计算： 1）按井下同时工作最多人数计算，每人每分钟供风量不少于4m2/min. 。 3 0需=4X NX K矿通=4X 50 x = 250 m/min.。 式中N ——（取50 人）井下同时工作最多人数 K矿通一一矿井通风系统，包括矿井内部漏风和配风不均等因素，一般 可取?。 2）按采煤、掘进、硐室及其它地点实际需要风量的总和计算： Q需=（刀Q采+刀Q掘+刀Q硐+刀Q其它）X K矿通 式中刀Q采独立通风的采煤工作面实际需要风量的总和nVmin.。 刀Q掘独立通风的掘进工作面实际需要风量的总和nVmin.。 刀Q硐独立通风的硐室工作面实际需要风量的总和nVmin.。 刀Q其它独立通风的其它井巷及需要进行通风的风量总和n^min.。 K矿通一一矿井通风系统，包括矿井内部漏风和配风不均等因素一般可取 ?。 （1）采煤实际需要风量，按同时回采的各个工作面实际需要风量的总和计算：刀0采=（Q采1+ Q采2 + Q采3+ ..... ）K采备 式中Q采1, Q采2, Q采3 各采煤工作面实际需要的风量m/min.。 K 采备——备用工作面系数，一般取K 采备=，当备用工作面已单独计算风量列入上式时，K 采备=。 每个采煤工作面实际需要风量，应按瓦斯、二氧化碳涌出量和炸药消耗 量及工作面的气温、风速与人数等分别进行计算，并取其中最大值。采 煤工作面有串联通风时，按其中一个采煤工作面实际需要风量的最大风量计 算。
㈠按瓦斯涌出量计算Q采=100Q CH4 K采通m 3/min.。 C 式中Q H---- 采煤工作面瓦斯绝对涌出量m/min.； C ―― 采煤工作面回风流中允许的最大瓦斯含量，% C=1% K采通一一采煤工作面的通风系数，主要包括瓦斯涌出不均衡和备用风量等因素，应该通过实际考察确定。一般可取K采通二?。 ㈡按二氧化碳涌出量计算Q采=100Q CO2K采通_m /min.。 C 3 式中Q C02 ---------------- 采煤工作面二氧化碳绝对涌出量m/min.； C――采煤工作面回风流中二氧化碳最大允许含量为C=% ㈢按工作面温度计算 长壁工作面实际需要的风量按下式计算：Q采=60 u采S采 式中Q采------------ 采煤工作面实际需要的风量，m/min.。 u采------- 采煤工作面的风速m/s. S采一一采煤工作面的平均断面m.可按最大和最小控顶断面积的平均值计算。㈣按炸药消耗量计算：Q 采=25A 式中A ——工作面一次爆破的最大炸药量kg. 25――每kg炸药爆破后，需要供给的风量m/. ㈤按人数计算：Q采=4N m/mi n 式中N ――采煤工作面同时工作的最多人数，人。 （六）按风速进行验算 按最低风速验算：Q采》15S采 按最高风速验算：Q采w 240S采
矿井通风阻力 第一节通风阻力产生的原因 当空气沿井巷运动时，由于风流的粘滞性和惯性以及井巷壁面等对风流的阻滞、扰动作用而形成通风阻力，它是造成风流能量损失的原因。 井巷通风阻力可分为两类：摩擦阻力(也称为沿程阻力)和局部阻力。 一、风流流态（以管道流为例） 同一流体在同一管道中流动时，不同的流速，会形成不同的流动状态。当流速较低时，流体质点互不混杂，沿着与管轴平行的方向作层状运动，称为层流(或滞流)。当流速较大时，流体质点的运动速度在大小和方向上都随时发生变化，成为互相混杂的紊乱流动，称为紊流(或湍流)。(降低风速的原因) (二)、巷道风速分布 由于空气的粘性和井巷壁面摩擦影响，井巷断面上风速分布是不均匀的。 在同一巷道断面上存在层流区和紊区，在贴近壁面处仍存在层流运动薄层，即层流区。在层流区以外，为紊流区。从巷壁向巷道轴心方向，风速逐渐增大，呈抛物线分布。 巷壁愈光滑，断面上风速分布愈均匀。 第二节摩擦阻力与局部阻力的计算 一、摩擦阻力 风流在井巷中作沿程流动时，由于流体层间的摩擦和流体与井巷壁面之间的摩擦所形成的阻力称为摩擦阻力(也叫沿程阻力)。 由流体力学可知，无论层流还是紊流，以风流压能损失（能量损失）来反映的摩擦阻力可用下式来计算： H f =λ×L/d×ρν2/2pa λ——摩擦阻力系数。 L——风道长度，m
d——圆形风管直径，非圆形管用当量直径； ρ——空气密度，kg/m3 ν2——断面平均风速，m/s； 1、层流摩擦阻力：层流摩擦阻力与巷道中的平均流速的一次方成正比。因井下多为紊流，故不详细叙述。 2、紊流摩擦阻力：对于紊流运动，井巷的摩擦阻力计算式为： H f =α×LU/S3×Q2 =R f×Q2pa R f=α×LU/S3 α——摩擦阻力系数，单位kgf·s2/m4或N·s2/m4，kgf·s2/m4=9.8N·s2/m4 L、U——巷道长度、周长，单位m； S——巷道断面积，m2 Q——风量，单位m/s R f——摩擦风阻，对于已给定的井巷，L，U，S都为已知数，故可把上式中的α，L，U，S 归结为一个参数R f，其单位为：kg/m7 或N·s2/m8 3、井巷摩擦阻力计算方法 新建矿井：查表得α→h f→R f 生产矿井：已测定的h f→R f→α，再由α→h f→R f 二、局部阻力 由于井巷断面，方向变化以及分岔或汇合等原因，使均匀流动在局部地区受到影响而破坏，从而引起风流速度场分布变化和产生涡流等，造成风流的能量损失，这种阻力称为局部阻力。由于局部阻力所产生风流速度场分布的变化比较复杂性，对局部阻力的计算一般采用经验公式。 1、几种常见的局部阻力产生的类型： （1）、突变 紊流通过突变部分时，由于惯性作用，出现主流与边壁脱离的现象，在主流与边壁之间形成涡漩区，从而增加能量损失。
渝南矿司通瓦发〔2011〕70号 重庆南桐矿业有限责任公司 关于印发《矿井通风风量计算与配备细则》的 通知 公司所属各矿： 现将《重庆南桐矿业有限责任公司矿井通风风量计算与配备细则》印发给你们，希认真贯彻执行。原《南桐矿业公司矿井通风风量计算与配备细则》渝南矿司通瓦发[2005]2号文同时作废。 二〇一一年七月一日
重庆南桐矿业有限责任公司 矿井通风风量计算与配备细则 根据《煤矿安全规程》、重庆能源投资集团公司《矿井通风安全质量标准化及考核评级办法》的有关规定，结合我公司实际情况，特制定本细则。 一、矿井风量计算的原则 1、矿井各用风地点需要风量，根据采掘生产部署和实际情况，每月计算一次。 2、生产矿井总风量，根据采煤、掘进、硐室及其他用风地点实际需要风量的总和进行计算。 3、新建（改扩建）矿井或延深新水平的总风量，按井下同时工作的最多人数；采掘工作面、硐室和其他用风地点实际需要风量的总和；以及矿井相对瓦斯涌出量分别进行计算，并取其中最大值。 4、各用风地点实际需要风量，应满足下列要求： （1）《煤矿安全规程》、《矿井通风安全质量标准化及考核评级办法》中对瓦斯和其他气体浓度、风速、气象条件的规定； （2）每人每分钟供给风量不少于4m3； （3）自然发火严重的采煤工作面，风量备用系数应取最小值； （4）突出危险性严重的采掘工作面，风量备用系数应取最大值； （5）安全、经济、技术合理，富余风量不宜过大或过小。 5、计算被串联通风工作面（地点）的风量时，应将串入风流中的瓦斯、二氧化碳涌出量计入被串联通风工作面（地点）涌出量之中；计算矿井总风量时，应按其中最大一个工作面（地点）实际需要的风量计算；被串联通风工作面（地点）的进风流中的瓦斯、二氧化碳浓度均不得超过%。 二、矿井风量计算的前提 1、矿井通风系统必须独立、稳定、可靠。通风系统中没有不符合规
收稿日期:2010-05-07 作者简介:姜诗明(1987)),男,新疆阿克苏人,西安科技大学能源学院安全技术及工程专业在读研究生。 基于MATLAB 的矿井通风网络 解算程序编制 姜诗明,裴绍宇,郄雷敏 (西安科技大学能源学院,陕西西安 710054) 摘 要:介绍了矿井通风网络解算的数学模型,根据C ross 迭代法基于MATLAB 编制了矿井通风网路解算程序,并结合实例介绍了程序使用方法。表明用MATLAB 编制通风网络解算程序具有编程简单、代码简洁、使用方便等优点,为通风系统分析及优化提供了工具。关键词:MATLAB ;通风网络解算;程序 中图分类号:TD725 文献标识码:B 文章编号:1671-749X (2010)06-0028-02 0 引言 矿井通风网络解算是在已知矿井通风网络结构、分支风阻、风机特性的情况下,求解所有分支风量的过程。它作为通风安全管理定量分析工具,其作用贯穿矿井通风系统生命周期的始终,矿井的新建、改建、扩建都离不开它。通风网络解算对于模拟井下通风状况,预测网络工况在网络结构、风阻、风机的参数改变时的变化,一直起着很重要的作用。矿井通风网络解算对矿井通风系统进行理论分析或实验研究,辨识通风系统危险源,做出安全可靠性评价,制定安全技术措施,提高矿井通风系统安全可靠性有着重要的意义。然而矿井通风网络解算程序编制却是一项困难的工作,目前通风网络解算软件一般利用VB 、C ++、C#等高级程序语言编制,在整个软件生命周期中普遍存在着软件开发严重依赖于操作系统及编程语言,难以实现跨平台、跨语言共享代码;软件自身形成封闭系统,难以对现有通风软件进行二次开发,功能扩展性差;程序代码冗长难懂,开发及维护困难等问题。 MATLAB 被称作第四代计算机语言,具有语言简洁高效,简单易学,运算符、库函数及工具箱丰富,计算功能强大,绘图方便,扩展能力强大,可移植性好等 特点。非常适合于编制矿井通风网络解算程序。 1 矿井通风网络解算数学模型 矿井空气在通风网络中流动遵循节点风量平衡定律、回路风压平衡定律和阻力定律[1,2] 。对于节点数|V |=m,分支数|E |=n 的通风网络G =(V ,E ): BQ =0(1)C H =0 (2)H R =R d iag |Q |d iag Q (3)其中: H =H R -H f -H n (4)式(1)可改写为: Q =C T Q C (5) 将式(3)(4)(5)代入(2)得: F (Q C )=C (R d iag |C T Q C |d iag (C T Q C ) -H f -H n)=0 (6) 式中:Q =(q 1,q 2,,q n )T ,为分支风量列向量;|Q |为对风量列向量每个元素取绝对值所得的列向量;|Q |d iag 为以|Q |为主对角元素的对角矩阵;Q C 为余树枝风量列向量;H =(h 1,h 2,,,h n )T ,为分支风压列向量;HR =(hR 1,hR 2,,,hR n )T ,为分支阻力列向量;Hf =(hf 1,hf 2,,hf n )T ,为风机风压列向量;H n =(hn 1,hn 2,,,hn n )T ,为分支位能差列向量;R =(r 1,r 2,,,r n )T 为分支风阻列向量;R d iag 为以R 为主对角元素的对角矩阵;F =(f 1,f 2,,,f n -m +1)为回路风压代数和列向量。B =(b ij )m @n ,为通风网络图的关
ICS 13.100 D 09 备案号： MT 矿井通风网络解算程序编制通用规则 General Compiling Regulation of Mine Ventilation network calculating program （送审稿） 国家安全生产监督管理总局 发布
目次 前言............................................................................. II 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 术语及定义 (1) 4 基本功能 (2) 5 数学模型 (2) 6 解算原则 (4) 7 解算精度 (5) 8 误差分析 (5)
前言 本标准对MT/T442-1995《矿井通风网络解算程序编制通用规则》进行了修订，以代替原MT/T442-1995标准。 本标准与原MT/T442-1995标准相比，主要变化如下： ——删除了原标准MT/T442-1995中的第5章解算步骤。 ——增加了第3章术语及定义，第4章基本功能，第8章误差分析。 ——第5章对通风网络数学模型进行了修订，增加了流体网络的数学表述内容。 ——第6章对解算方法及原则进行了补充与完善。 本修订标准由中国煤炭工业协会提出。 本标准由煤炭行业煤矿安全标准化技术委员会归口。 本标准主要起草单位：煤炭科学研究总院抚顺分院，辽宁工程技术大学。 本标准主要起草人：梁运涛、刘剑、王刚、贺明新、李艳昌、倪景峰。 本标准历次发布情况为：MT/T 442-1995
矿井通风网络解算程序编制通用规则 1范围 本标准规定了矿井通风网络解算程序的适用范围、术语和定义、基本功能、通风网络数学模型、解算原则、解算精度与误差分析。 本标准适用于稳定状态下矿井通风网络解算程序的编写。 本标准不适用于非稳定状态下矿井通风网络解算程序的编写。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T 15663.8 煤矿科技术语煤矿安全 AQ 1028 煤矿井工开采通风技术条件 MT 421 煤矿用主要通风机现场性能参数测定方法 MT/T 635 矿井巷道通风摩擦阻力系数测定方法 MT/T 440 矿井通风阻力测定方法 3术语及定义 除GB/T 15663.8的术语和定义适用于本标准外，补充以下术语和定义。 3.1矿井通风网络mine ventilation network 表示矿井风路、风流方向、通风设施、通风动力装置之间关联关系的网络。 3.2风路airflow branch 有风流流经的井筒、巷道、以及回采工作面等通风线路。 3.3节点node 两条或两条以上风路的交汇点。在同一条巷道中，将巷道断面形状、断面积、支护方式、坡度的变化点也可称之为节点。 3.4回路circuit 通风网络中若干条风路首尾相接构成的闭合路径。 3.5通风网络解算ventilation network flow distribution 已知通风网络中各风路的风阻及通风机特性曲线（或矿井总风量），计算各风路风量的过程。3.6固定风量风路fixed air flux branch