4.3 Concept of Resistance of an Airway . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
4.4 Characteristic Curve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
4.5 Shock Pressure Losses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
4.6 Shock Resistance and Equivalent Length . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
4.7 Equivalent Orifice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
4.8 Resistances in Series . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
4.9 Resistances in Parallel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
4.9.1 Splitting Air Currents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
4.10 Complex Networks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
4.10.1 Kirchhoff’s Laws . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
4.10.2 Newton’s Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
4.10.3 Hardy–Cross Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
4.10.4 Wood–Charles Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
4.10.5 The Newton–Raphson Method Applied to Systems
of Equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
4.11 Comparison of the Different Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
5 Main Ventilation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
5.2 Mine Airflow Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
5.3 Natural Ventilation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
5.3.1 Calculation by the Static Method . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
5.3.2 Calculation of the Logarithmic Formula Method . . . . . . 171
5.3.3 Calculation by the Thermodynamic Method . . . . . . . . . . 172
5.3.4 Measuring Natural Ventilation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
5.4 Forced Ventilation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
5.4.1 Central Ventilation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
5.4.2 Boundary Ventilation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
5.5 Airflow Generation Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
5.5.1 Depression System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
5.5.2 Blower System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
5.6 Direction of Transportation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
5.7 Ventilation on Demand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
5.8 Ventilation and Exploitation Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
6 Fans and Flow Control Devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
6.2 Fans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
6.2.1 Parts of a Fan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
6.2.2 Classification According to the Direction
of the Flow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
6.2.3 Classification According to Function . . . . . . . . . . . . . . . 199
Contents
ix