井巷通风阻力 (ventilation resistance of airway)

妨碍空气沿井巷流动的作用力。矿井风流克服通风阻力时，单位体积的能量损失称风压降或风压损失(单位为Pa)。井巷通风阻力是引起风压损失的原因，风压损失是通风阻力的量度，两者数值上相等。按阻力物类型不同，通风阻力分为摩擦阻力、局部阻力和正面阻力三种。各项阻力之和为通风总阻力。全矿通风阻力中，摩擦阻力所占比例最大，个别井巷或地段(如风峒、风桥等)的局部阻力和正面阻力有时占主要地位。在矿井通风中，用风阻和等积孑L作为反映矿井通风难易程度的指标。与三种阻力相对应，风阻包括摩擦风阻、局部风阻、正面风阻三种。测定通风阻力的目的是为采取降阻措施，进行风量调节和通风系统改造提供基础资料和原始数据。阻力测定的仪器有精密压差计--皮托管和精密气压计两种。

摩擦阻力   风流沿井巷流动时，因风流与井巷周壁间的摩擦和风流微团或流层相互间的摩擦而产生的阻力。风流因克服摩擦阻力而造成的风压损失为摩擦损失。风流以稳定紊流状态沿井巷流动时，摩擦阻力与通过该井巷的风速平方成正比，计算公式为：式中h_f为紊流摩擦阻力，Pa；μ为流过井巷的风速，m／s；P为井巷净断面的周边长。m；L为井巷的长度，m；S为井巷的净断面积，m²；α为井巷的摩擦阻力系数，N•s²／m⁴。井巷的摩擦阻力系数是井巷周壁的粗糙度与流过井巷空气的密度决定的常数。在进行矿井通风设计和有关摩擦阻力计算的实际工作中，α值根据井巷的支护情况从专用手册或有关资料中直接选取，其原始数据则是通过实际测定而取得的。实际应用中，摩擦阻力的计算公式为，式中R_f，为井巷的摩擦风阻，N•S²／m⁸，其值取决于井巷的几何尺寸和粗糙度，与流过的风量无关；Q为流过井巷的风量，m³／s。

局部阻力   风流经过井巷断面突然扩大、突然缩小、巷道拐弯、巷道分叉等局部区段时，因风流速度的大小和方向发生急剧变化，引起风流微团间剧烈碰撞和附加摩擦而造成的阻力。风流流经局部阻力物时的局部阻力，等于风流通过局部阻力物之前或之后所具有的动压(单位体积风流具有的动能)及其相应的局部阻力系数的乘积，计算公式为，式中h_L为局部阻力，Pa；ξ为局部阻力系数，其值与风流通过局部阻力物之前或之后的平均风速μ(m／s)相对应；g为重力加速度，m／s²；γ为流经局部阻力物的空气密度，N／m³。各类不同局部阻力物的局部阻力系数可以从专用手册或有关资料中直接查得，其原始数据则是经过实际测定取得的。根据实际应用的需要，局部阻力的计算公式还可表达为，式中R_L为局部风阻，N•S²／m⁸；Q为流经局部阻力物的风量，m²／s；S为风流通过局部阻力物前或后的井巷净断面积，m²。

正面阻力   风流绕过井巷中的物体所产生的阻碍风流运动的附加阻力。矿内产生正面阻力的物体有处于通风井巷中的罐道梁、罐笼、矿车、电机车和坑木堆等。正面阻力的计算公式为，

R_c=，式中h_c为正面阻力，Pa；Rc为正面风阻，N•s²／m⁸；Q为正面阻力系数；S_m为正面阻力物在垂直于风流方向上的投影面积，m²；S为正面阻力物所在地点的井巷净断面积，m²；γ为流过该井巷空气的密度，N／m³；g为重力加速度，m／s²。不同的正面阻力物具有不同的正面阻力系数。正面阻力物的形状是影响正面阻力系数大小的主要因素。流线形物体的正面阻力系数最小。正面阻力系数c的大小是用实际测定或模型实验的方法确定的，可在专用手册或有关资料中查得。

风阻   表示井巷及其他阻力物通风阻力特性的物理量，单位为N•S²／m⁸。在一定流动状态下，井巷风阻是由井巷的长度、断面面积及其周界长度、摩擦阻力系数、井巷内的局部阻力物及其局部阻力系数、井巷内的正面阻力物及其正面阻力系数决定的，与流过井巷的风量无关。矿井总风阻是由组成矿井通风网路的各条井巷的风阻及井巷之间的联接方式决定的。根据井巷通风阻力定律h=RQ²，以横坐标表示风量Q，纵坐标表示通风阻力h作出的曲线R称井巷风阻特性曲线(见图)。

矿井等积孔   以假想孔的面积表示矿井通风难易程度的物理量。假设在薄壁上有一个面积为Am²的孔口，当孔口通过的风量等于矿井的总风量，孔口两侧的风压差等于矿井通风总阻力时，该孔口的面积称为矿井等积孔。其计算公式为型，式中A为矿井等积孔的面积，m²；Q为流过矿井的总风量，m³／s；h为矿井通风总阻力，Pa。当流过矿井的总风量保持恒定时，矿井等积孔A越大，则矿井通风总阻力越小，表明矿井通风越容易，反之，则矿井通风越困难。矿井等积孔与矿井总风阻之间的关系式为，式中R为矿井总风阻，N•S²／m⁸。按照矿井等积孔或总风阻的大小，可按通风难易程度将矿井分为三级：

级别            矿井等积孔    矿井总风阻

大阻力矿        A<1                    R>1.42

中阻力矿       A=1～2              R=1.42～0.35

小阻力矿        A>2                    R<0.35