Hn?Hf?Hf'Q?Q'22Q2?Hf，Pa 3-1-8
改变通风机运行工况的方法可以采用停开通风机的方法、变频调节法、闸门调节法等（采用闸门调节法时，Hf'需要在闸门之前测定）。
采用停开通风机的方法时，Hf2Q''?0，则：Hn?2Hf。 2Q?Q'如果矿井风阻Rm为已知，则可直接由式3-1-7计算矿井自然风压Hn。 ⑷热力学测算法
自然风压的实质是风流与井巷及生产交换的热能转化的单位体积风流的机械能，根据热力学定律及风流在回路中的状态变化过程，通过测定各井巷的空气状态参数，采用计算的方法或图解的方法可以求算自然风压。
四、自然风压对矿井通风的影响及控制
矿井通风系统中任何有标高差的闭合回路都有可能存在自然风压，并对井巷空气流动产中影响。 ⑴矿井主风流自然风压的影响
主要是自然风压对通风机的作用，如前所述，不同季节，矿井自然风压是变化的。自然风压的改变，会影响到矿井总风量的大小，其规律是冬季风量增大，夏季风量减小，当矿井风量变化超过一定限度时，必须适时调节通风机或改造通风系统，以满足矿井通风要求。由于自然风压与通风机风压比较，相对较小，因此，一般矿井自然风压的变化不会影响矿井主风流的稳定性。另外，当矿井主通风机发生故障时，可以利用矿井自然风压维持一定的风量。
⑵通风系统中局部回路自然风压的影响
自然风压存在于通风系统任意有高差的回路中，对于高差较大、两侧风流热湿状态差异显著的并联通风回路，其中的自然风压会严重影响各风路的风量分配，自然风压变化时可能会引起某些风路风流不稳定，甚至风流反向。这样的回路主要有：①多井进风时，由于各井筒作用不同以及季节变化等致使其内风流的热湿状态不同而产生自然风压，会使有的进风井出现风流反向的现象；②并联通风的延深井或采区上（下）山中的自然风压，会使有的巷道风流不稳。比如轨道下山和皮带下山并联井风，由于皮带巷道中机电设备散热、运输的煤炭散热及摩擦热等在两条下山中产生的自然风压，会使皮带下山的风量减少，严重的甚至会使其中的风流停滞或反向。这在煤炭瓦斯含量高的矿井会造成瓦斯事故；③分区通风的采区之间形成的回路，由于地热分布和生产放热（比如采区间的机械化程度不同等）的差别而产生的自然风压，会明显影响采区之间的风量分配。此外，在采取均压防灭火措施时，对于大高差的采空区，采空区内部空气与巷道风流之间形成的自然风压，对防灭火效果会有影响。
矿井通风局部回路中巷道风流的反向是由于其中的自然风压值大于矿井通风机分配到该回路的风压值。主要的控制措施有：①使井巷热源尽快排放到上行的回风流中，合理布置巷道及其中设备，使并联巷道内风流的热时状态比较接近，减小回路的自然风压；②在该回路中的主通风巷道增加局部阻力，从而增加矿井总风压在该回路上的分配，抑制自然风压的作用保持风流的稳定；③在重要的通风井巷中布置辅助通风机（比如无风墙风机）以稳定风流；等等。
⑶实际上，对于水平巷道其内空气的热力状态对通风及风量分配也会产生影响。比如，空气被加热，则流动中会产生附加的热阻力，消耗通风能量，减少矿井进风量。在高温比较严重的矿井通风中应加以考虑。
五、矿井自然通风的利用
生产实践表明，小型矿山，特别是那些山区平硐开拓的中小矿井，自然通风起了相当重要的作用。需掌握自然通风的规律，合理地利用它，以帮助矿井通风。另外，大型深矿井的自然通风风压增大，也需要合理地予以利用，以帮助主扇工作，节约通风动力费。
1．设计和建立合理的通风系统 在山区平硐开拓的矿井，一年里面，上行自然通风的时间一般要比下行的更多一些，而且上行自然通风风压一般也更大一些。为了排余污风，采取上行通风一般来说更为有利。因此，在拟定通风系统时，要从全年着眼，利用低温季节的上行自然风流为主，而对高温季节的下行自然风流采取适当的限制措施，以期不致扰乱和破坏拟定的上行通风状况。如果这种矿山采空区又较多并与地表贯通，高温季节将有大量的自然风流经采空区下贯，严重扰乱原定的通风状况和影响生产，往往成为需要解决的关键问题，在这种情况下，通风系统的建立可以根据矿脉(体)赋存的空间关系，采用灵活性较大的分区通风系统，这种分区通风系统范围较小，比较好控制，分散独立比整体相连也更好控制。可采取加强密闭，建立相对稳定的、接近作业区的专用回风道，安设小型扇风机等措施，以便收集和排出下部采场的污风和下窜的自然风。对于大’范围贯通地表的采空区，有条件：时可将其隔离于生产区以外，听其自然，以减少大量的密闭工程。如果这种隔离程度达不到完全孤立，那末在自然风流下行时期必须做到生产区的污风不致排入大采空区，以防污风又从大采空区随风下贯再窜入生产区。
在丘陵和平缓地带用井筒开拓的矿井，尽可能利用进风与回风井口的高差。井口标高较高的井筒应作为回风井。可能时进风平硐口要迎着常年主导风向，否则可在硐口外设置适当方向的导风墙。排风硐口必要时设置挡风墙。
2．降低风阻 在一定时期，一定范围内自然风压基本上是定值，因此降低风阻就能提高风量。降低风阻主要措施有：在采场进风侧规划好进风风路，在平面上缩短进风风路，尽可能组织 多条平行平巷进风，各采场之间皆用并联通风，疏通采场回风天井及其井口断面，采场回风侧的回风道应予疏通，清除杂物扩大过风断面：如果回风道接近通地表的采空区，可以在上风季节适当利用采
空区回风。
3．人工调整进、回风井内空气的温差 有些矿井在进风井巷设置水幕或者淋水，以期冷却空气，同时也可净化风流。如果大量淋水，势必增加排水动力，因而经济上不合理，除非矿井下
部具有疏干放水平硐。
4．关于高温季节从上部采空区下行自然风流的利用问题 有的矿山由于采场不掘进先进天井，或者生产区一侧存在大片连通地表的采空区从而这片采空区就好象一个井筒，在类似条件下，净化风源，利用下行自流风流，是可取的，否则，对于高温季节的下行自然风流应予控制。实践表明，控制的方法仍然是加强密闭，采用小型扇风机抵制。如果上部连通地表的采空区垂高很大，通道很多，下行自然风流量很大，即总的自然通风能量很大，单纯依靠小扇风机去抵制，往往难以奏效，或者需要多级串联接力，或者还需辅以大量密闭工程，花费大量通风动力等费用。这时，在上部中段寻找回风道分别用风机将下行自然风流引导排出，同时兼排下部作业区上行的污风。必要时，还可在下部中段设置风机往上送风，以抵制自然风压，这可能是一种可行的控制方法
第二节 矿井通风机
利用通风机产生的风压对矿井或井巷进行通风的方法叫机械通风。机械通风是矿井通风的主要形式。矿用通风机按其服务范围和所起的作用可分为三种；
(1)主要通风机。用来担负整个矿井、矿井的一翼或一个分区通风工作的通风机，称为矿井主要通风机。主要通风机必须安装在地面，对矿井安全生产关系极大，需要常年连续运转，所消耗的电能约占全矿总用电量的20%～30%，故对矿井主要通风机的合理选择和使用，无论在安全上还是在技术上、经济上都具有重要意义。
(2)辅助通风机。某分区通风阻力过大、主要通风机不能供给足够风量时，为了增加风量而在该分区使用的通风机。辅助通风机制可以在矿井通风困难改造时采用，但是在矿井设计时不能设计使用，严禁在煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井中安设辅助通风机。
(3)局部通风机。用来对井下某局部地点通风的通风机，称为局部通风机，一般都是为井巷掘进时通风使用。
一、通风机的构造及工作原理
按通风机的构造和工作原理可分为离心式通风机、轴流式通风机及混流式通风机。煤矿用通风机主要是离心式通风机和轴流式通风机两种，轴流式通风机又分为普通轴流式通风机和对旋式通风机。
1.离心式通风机 ⑴风机构造
图3.2.1 离心式通风机构造示意图
1 进风口（集风器）；2 动轮（叶轮）；3 螺形机壳
离心式通风机一般由进风口、动轮（叶轮）、螺形机壳和前导器等部分组成，如图3-1-1。动轮是对空气做功的部件，由前盘、后盘、夹在两者之间的叶片及轮毂组成。风流沿叶片间流道流动，在流道出口处，风流相对速度W的方向与圆周速度u的反方向夹角称为叶片出口构造角，以β表示。根据出口构造角β的大小，离心式通风机可分为前倾式（β>90o)、径向式（β=90o)和后倾式（β<90o)三种，如图3-1-2。β不同，通风机的性能也不同。矿用离心式通风机多为后倾式。
a前倾式（??90?） b径向式（??90?） c后倾式（??90?）
图3-2-2 叶片出口构造角与风流速度图
进风口有单吸和双吸两种。在相同的条件下双吸风机叶（动）轮宽度是单吸风机的两倍。有些通风机在进风口与动轮之间装有前导器，使进入叶（动）轮的气流发生预旋绕，以达到调节风量和改进性能之目的。
⑵工作原理
当电机通过传动装置带动叶轮旋转时，叶片流道间的空气随叶片旋转而旋转，获得离心力，沿叶轮外缘运动，并汇集于螺旋状的机壳中。在机壳内速度逐渐减小，压力升高， 然后经扩散器排出。与此同时，由于叶轮中的气体外流，在叶片入口（叶根）形成较低的压力（低于进风口压力），空气由吸风口进入，经前导器进入叶轮的中心部分然后折转90°，沿径向离开叶轮而流入机壳中，再经扩散器排出，空气经过通风机即获得能量，使出风侧的压力高于入风侧，造成压差以克服井巷的通风阻力，促使空气流动，达到通风的目的。
⑶风机结构特点
离心式通风机的优点是结构简单、维护方便、噪声小，工作稳定性好。但其体积大，风机的风量调节不方便，必须有反风道才能反风。
⑷.常用型号
目前我国煤矿使用的离心式通风机主要有4-72、G4-73型和K4-73型等。这些品种通风机具有规格齐全、效率高和噪声低等特点。型号参数的含义举例说明如下：
说明：①比转数ns是反映通风机Q、H和n等之间关系的综合特性参数。nS?n(H)3/4。式中Q、
?Q1/2H分别表示全压效率最高时的流量和压力，相似通风机的比转数相同。
②离心式通风机的传动方式有六种：A表示无轴承电机直联传动；B表示悬臂支承皮带轮在中间；C表示悬臂支承皮带轮在轴承外侧；D表示悬臂支承联轴器传动；E表示双支承皮带轮在外侧；F表示双支承联轴器传动。
2．轴流式通风机 ⑴风机构造