2. 矿井通风基础与测风参数

矿井测风原始记录之所以要求“现场填、当场算、签字确认”，根本原因在于它记录的不是一组孤立的数字，而是一组彼此约束、可以互相校验的物理量。风速、风量、断面积、温度、湿度、气压这六类参数，构成了判断一条巷道通风状态是否正常的最小信息集。理解它们的定义、单位、测量位置和相互换算关系，是正确填写测风记录表和后续通风报表的前提。

一、六个核心参数的定义与单位约定

风速指风流在巷道断面上的平均流动速度，单位 m/s。需要特别强调“平均”二字：风速仪在断面某一点测得的是点风速，而测风记录要求的是断面平均风速。因此测风时必须按定点法或线路法在断面上布置若干测点，取算术平均或按面积加权平均。记录表中通常同时保留“测点风速”与“平均风速”两栏，前者是原始观测值，后者是计算值，二者不可混填。

风量指单位时间内通过巷道某断面的空气体积，单位 m³/min（煤矿常用）或 m³/s。其计算式为 Q = 60 × S × v（Q 为 m³/min，S 为 m²，v 为 m/s）。风量是通风报表中最核心的指标，但它是由断面积和平均风速推算出来的派生量，因此断面积和风速的测量误差会直接传递到风量上。

断面积指垂直于风流方向的巷道有效通风断面面积，单位 m²。对于规则断面（如半圆拱、矩形、梯形），可按几何公式由净宽、净高计算；对于不规则断面或堆积物较多的巷道，应实测断面尺寸后分段计算。注意应使用“净断面”而非“掘进断面”，支架、风筒、管线、堆积煤矸占据的面积应从断面中扣除或按实测有效断面处理。

温度包括干球温度与湿球温度，单位 ℃。干球温度反映空气的实际温度，湿球温度与干球温度之差反映空气的吸湿能力。测风记录中一般记录干球温度，在需要计算相对湿度或空气密度时再补测湿球温度。测温点应避开人体热辐射、机电设备散热口和局部淋水点，且应在测风断面附近、与风速测点同一位置读取。

湿度通常以相对湿度表示，单位 %。矿井空气相对湿度普遍偏高，进风段可能在 60%～80%，回风段常接近饱和。相对湿度影响空气密度，进而影响自然风压计算和风机工况点，因此在主要进回风巷、主要用风地点的测风中应予以记录。

气压指测点处空气的绝对静压，单位 Pa 或 kPa。井上下气压差是自然通风动力分析的基础数据，也是空气密度计算的必要输入。测量应使用精密气压计或数字气压表，读数时注意仪器是否经过温度补偿和零点校正。

二、参数之间的换算与校验关系

这六个参数并非平行罗列，而是通过空气密度 ρ 串联在一起。由理想气体状态方程可得近似计算式：

ρ = 0.003484 × P / (273.15 + t) × (1 - 0.378 × φ × P_sat / P)

其中：P 为绝对静压（Pa），t 为干球温度（℃），
      φ 为相对湿度（小数），P_sat 为同温度下饱和水蒸气分压（Pa）

在工程估算中，若湿度影响不大，可简化为 ρ ≈ 0.003484 × P / (273.15 + t)。以示例数据说明：某进风巷测得 P = 101 300 Pa、t = 18 ℃、φ = 70%，查得 18 ℃ 时 P_sat ≈ 2 064 Pa，代入完整式得 ρ ≈ 1.207 kg/m³；若忽略湿度项则得 ρ ≈ 1.211 kg/m³，两者相差约 0.3%。这一差异对风量计算影响很小，但对自然风压和风机工况分析则不可忽略，因此记录表中温湿压三项应尽量齐全。

另一个必须掌握的校验关系是风量平衡。对于一条无漏风、无分支的巷道，入口断面风量应等于出口断面风量；对于分支节点，各分支风量之和应满足节点风量平衡。测风记录填写完成后，应先用这一关系做一次自检：若同一巷道两断面风量偏差超过 5%，通常说明测点布置不当、断面测量有误或存在漏风，应复测而不是直接上报。

三、测量要求与现场操作要点

风速测量应选择在巷道断面规整、风流稳定、无涡流和回流的位置，测点前后应有足够长的平直巷道段（一般要求上游不小于 4 倍巷宽、下游不小于 2 倍巷宽）。用风表测风时，表头应垂直于风流方向，测风人员应站在测点下风侧并侧身操作，避免人体阻挡风流。每个断面至少测三次，取平均值；三次读数偏差超过 5% 时应查找原因并重测。

断面积测量应在同一测风断面进行，量取净宽和净高，对拱形断面按“矩形部分 + 拱形部分”分别计算后相加。若断面内有风筒、管路、电缆架等固定设施，应按其占据面积予以扣除，扣除比例应在记录备注中说明。

温度、湿度和气压应在测风断面的同一位置、同一时间读取，避免因位置差异造成数据不匹配。气压读数应记录仪器编号和校正状态；温度计应避免阳光直射和人体接触。所有原始读数应先用铅笔或现场终端录入，不得事后凭记忆补填。

四、参数关系与测风数据流示意

下图把六个参数的组织关系、计算路径和校验环节放在同一张图上：左侧是现场实测输入，中部是断面积与平均风速合成风量的计算链，右侧是记录表字段与校验判断。图中数值均为教学示例假设值，用于说明填写与计算过程，不代表任何实际矿井的实测结果。

五、填写测风记录时的常见错误与判断依据

第一类错误是把点风速直接当平均风速填入。若断面风速分布不均（如靠近巷壁处明显偏低），单点读数可能偏离平均值 10% 以上，导致风量系统性偏大或偏小。判断方法是比较三次读数的离散程度，离散大就应增加测点。

第二类错误是断面积用掘进断面或图纸面积代替实测净断面。支架、风筒、管线占据的面积在中小断面巷道中可能达到 5%～10%，直接使用图纸面积会使风量偏高。记录时应在备注栏写明断面尺寸来源和扣除项。

第三类错误是温湿压三项读数不同步或位置不一致，导致密度计算失真。这类错误在单条记录上不易发现，但会在通风报表的阻力计算和自然风压分析中累积放大。建议在记录表设计中把六项参数放在同一行、同一时间栏内，从格式上约束同步读取。

第四类错误是缺少风量平衡校验就直接汇总。测风记录是通风报表的数据源，一条巷道的风量错误会传导到整个报表的分支汇总和总风量统计。因此每完成一个测点，应先在现场用 Q = 60Sv 复算一遍，并与相邻断面的风量做一次比对，确认合理后再签字。

把上述六个参数按统一定义、统一单位、同一断面、同一时间组织起来，测风原始记录才具备作为通风报表数据源的资格。下一阶段在 Excel 模板中设计字段和公式时，也应围绕这一组约束关系来安排列顺序、数据验证和自动计算，使现场填写与后续统计形成一致的逻辑闭环。