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[摘要]：矿井通风是煤矿安全生产的基础，对矿井的安全生产起着决定性的作用。通风构筑物等效风阻的研究，对矿井通风网络解算及通风系统优化有着重要的意义。论文对通风构筑物的现场实测数据进行了统计、分类，分析了影响通风构筑物等效风阻的主要因素以及压力与风量的关系。根据流体力学的理论，建立了数学模型，利用CFD软件对不同条件下的通风构筑物进行了数值模拟，得到了相关的压力与风量关系。通过对模拟数据的拟合，得到了通风构筑物风量与压力的函数关系。矿井通风构筑物的等效风阻的研究，对于局部阻力的理论研究有重要的参考价值。
[关键词]：矿井通风 通风构筑物 数值模拟 等效风阻
中图分类号：TD724 文献标识码：TD 文章编号：1009-914X（2012）29- 0130 -03
引言
矿井通风构筑物是矿井通风系统中用于隔断、引导和控制风流的调控设施和装置，保证风流按矿井的生产需要流动。可对矿井风量分配、通风网络、风流的稳定性和可靠性产生很大的影响。合理的安设通风构筑物，并使其处于完好状态，是矿井通风技术管理的一项重要任务[1]。通风构筑物的等效风阻通常采用公式进行等效计算，认为通过构筑物的风流流动为完全紊流，对于构筑物的漏风特性、风流的流动状态考虑较少，因此会造成等效风阻计算不够准确，就需要对等效风阻进行调节[2]。因此，本文对矿井通风构筑物的等效风阻进行研究，有助于矿井通风理论和矿井通风网络理论的研究，对于矿井通风系统的安全管理，也有一定的现实指导意义。
1 矿井通风构筑物的分类
矿井通风系统中为保证风流按生产需要流动而安设的隔断、引导和控制风流的设施和装置，统称为通风构筑物。包括以下几种：
（1） 风门
风门主要安设在既要隔断风流又要行人或者通车的地方。主要有临时性风门和永久风门。
（2） 风窗
用于调节和控制通过的风量。
（3） 风桥
风桥主要设在当通风系统中进风巷与回风巷水平交叉时将进风与回风互相隔开的地方。
（4） 风墙
风墙是切断风流或封闭采空区，防止瓦斯向巷道扩散的一种构筑物，又称为密闭。风墙分为永久的和临时的两种，永久风墙用砖或料石砌筑，临时风墙用帆布、木材等材料修筑。
2 通风构筑物模型及边界条件
（1） 对于密闭性很好的挡风墙、无调节风窗的风门，漏风缝隙很小，密闭比较严密，采用计算其等效风阻；
（2） 对于木板挡风墙、风门，在其与巷道壁面以及木板连接处有一定的缝隙，采用计算等效风阻；
（3） 对于有小风窗的风门，风窗面积较小，风门有一定的漏风缝隙，采用计算等效风阻；
（4） 对于调节风窗以及风门上开有较大面积的风窗，漏风口的面积大，采用计算等效风阻。
适用于现场实际的矿井通风构筑物等效风阻计算公式见表1。
4 结论
本文通过对通风构筑物的现场实测数据进行了统计、分类，分析了影响通风构筑物等效風阻的主要因素以及压力与风量的关系。根据流体力学的理论，建立了数学模型，利用CFD软件对不同条件下的通风构筑物进行了数值模拟研究[7]。只有把数值计算的结果以各式各样的图像和曲线形式输出才能有效判断结果的正确性，进而得出结论和获取需要的数据[8]。通过本文的研究，得出以下结论：
（1） 矿井通风构筑物漏风时的阻力定律为，值是由风流通过漏风物的孔隙情况而定。通风构筑物的漏风孔隙越小，值就越小。通风构筑物的等效风阻要根据实际的情况进行确定。
（2） 利用计算流体力学数值方法，进行了通风构筑物的数值模拟[9]，得到了不同缝隙的通风构筑物在不同压力下的漏风量，对数据进行拟合，得到了压力与风量的函数关系。经过分析，数值模拟的结果与理论分析相符合，因此利用计算流体力学对通风构筑物进行数值模拟是可行的。数值分析得到在一定的范围内随着漏风缝隙面积所占断面面积的比值越大，值就越大。漏风缝隙面积所占断面面积的比值到达一定的值以后，通风构筑物的阻力定律变为[10]。通过分析给出了适用于现场实际的通风构筑物等效风阻的计算公式。
参考文献：
[1]王海宁. 矿井风流流动与控制[M].冶金工业出版社，2007.
[2]张国枢. 实用矿井通风技术[M].煤炭工业出版社，1993.
[3]张惠忱.计算机在矿井通风中的应用[M].徐州：中国矿业大学出版社，1992.
[4]宁伟.非线性最小二乘测量平差与空间数据误差分析[D].青岛.山东科技大学.2005.
[5]M.H.耶尔莫连柯.矿山通风[M].重工业出版社，1955.
[6]王英敏.矿内空气动力学与矿井通风系统[M].北京：冶金出版社，1994
[7]王瑞金.Fluent技术基础与应用实例[M].北京：清华大学出版社，2007.
[8]李万平.计算流体力学[M]. 华中科技大学出版社， 2004.
[9]王福军.计算流体动力学分析[M].北京：清华大学出版社，2004.
[10]魏润柏.通风工程空气流动理论[M].北京：中国建筑工业出版社，1981.
[关键词]：矿井通风 通风构筑物 数值模拟 等效风阻
中图分类号：TD724 文献标识码：TD 文章编号：1009-914X（2012）29- 0130 -03
引言
矿井通风构筑物是矿井通风系统中用于隔断、引导和控制风流的调控设施和装置，保证风流按矿井的生产需要流动。可对矿井风量分配、通风网络、风流的稳定性和可靠性产生很大的影响。合理的安设通风构筑物，并使其处于完好状态，是矿井通风技术管理的一项重要任务[1]。通风构筑物的等效风阻通常采用公式进行等效计算，认为通过构筑物的风流流动为完全紊流，对于构筑物的漏风特性、风流的流动状态考虑较少，因此会造成等效风阻计算不够准确，就需要对等效风阻进行调节[2]。因此，本文对矿井通风构筑物的等效风阻进行研究，有助于矿井通风理论和矿井通风网络理论的研究，对于矿井通风系统的安全管理，也有一定的现实指导意义。
1 矿井通风构筑物的分类
矿井通风系统中为保证风流按生产需要流动而安设的隔断、引导和控制风流的设施和装置，统称为通风构筑物。包括以下几种：
（1） 风门
风门主要安设在既要隔断风流又要行人或者通车的地方。主要有临时性风门和永久风门。
（2） 风窗
用于调节和控制通过的风量。
（3） 风桥
风桥主要设在当通风系统中进风巷与回风巷水平交叉时将进风与回风互相隔开的地方。
（4） 风墙
风墙是切断风流或封闭采空区，防止瓦斯向巷道扩散的一种构筑物，又称为密闭。风墙分为永久的和临时的两种，永久风墙用砖或料石砌筑，临时风墙用帆布、木材等材料修筑。
2 通风构筑物模型及边界条件
（1） 对于密闭性很好的挡风墙、无调节风窗的风门，漏风缝隙很小，密闭比较严密，采用计算其等效风阻；
（2） 对于木板挡风墙、风门，在其与巷道壁面以及木板连接处有一定的缝隙，采用计算等效风阻；
（3） 对于有小风窗的风门，风窗面积较小，风门有一定的漏风缝隙，采用计算等效风阻；
（4） 对于调节风窗以及风门上开有较大面积的风窗，漏风口的面积大，采用计算等效风阻。
适用于现场实际的矿井通风构筑物等效风阻计算公式见表1。
4 结论
本文通过对通风构筑物的现场实测数据进行了统计、分类，分析了影响通风构筑物等效風阻的主要因素以及压力与风量的关系。根据流体力学的理论，建立了数学模型，利用CFD软件对不同条件下的通风构筑物进行了数值模拟研究[7]。只有把数值计算的结果以各式各样的图像和曲线形式输出才能有效判断结果的正确性，进而得出结论和获取需要的数据[8]。通过本文的研究，得出以下结论：
（1） 矿井通风构筑物漏风时的阻力定律为，值是由风流通过漏风物的孔隙情况而定。通风构筑物的漏风孔隙越小，值就越小。通风构筑物的等效风阻要根据实际的情况进行确定。
（2） 利用计算流体力学数值方法，进行了通风构筑物的数值模拟[9]，得到了不同缝隙的通风构筑物在不同压力下的漏风量，对数据进行拟合，得到了压力与风量的函数关系。经过分析，数值模拟的结果与理论分析相符合，因此利用计算流体力学对通风构筑物进行数值模拟是可行的。数值分析得到在一定的范围内随着漏风缝隙面积所占断面面积的比值越大，值就越大。漏风缝隙面积所占断面面积的比值到达一定的值以后，通风构筑物的阻力定律变为[10]。通过分析给出了适用于现场实际的通风构筑物等效风阻的计算公式。
参考文献：
[1]王海宁. 矿井风流流动与控制[M].冶金工业出版社，2007.
[2]张国枢. 实用矿井通风技术[M].煤炭工业出版社，1993.
[3]张惠忱.计算机在矿井通风中的应用[M].徐州：中国矿业大学出版社，1992.
[4]宁伟.非线性最小二乘测量平差与空间数据误差分析[D].青岛.山东科技大学.2005.
[5]M.H.耶尔莫连柯.矿山通风[M].重工业出版社，1955.
[6]王英敏.矿内空气动力学与矿井通风系统[M].北京：冶金出版社，1994
[7]王瑞金.Fluent技术基础与应用实例[M].北京：清华大学出版社，2007.
[8]李万平.计算流体力学[M]. 华中科技大学出版社， 2004.
[9]王福军.计算流体动力学分析[M].北京：清华大学出版社，2004.
[10]魏润柏.通风工程空气流动理论[M].北京：中国建筑工业出版社，1981.