CN104775841A - 面向矿井用风点的通风网络安全分区划分方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面向矿井用风点的通风网络安全分区划分方法，定义出包括进风区、回风区、用风区、用风区上游、用风区下游和旁路区六类不同的安全分区，以用风点(回采工作面、掘进工作面)为中心，采用广度优先搜索算法对煤矿通风网络进行遍历分析，并结合安全分区划分算法实现了通风网络的划分，进而建立基于安全分区的灾害溯源方法，用于煤矿安全生产的分析和管理。

Description

面向矿井用风点的通风网络安全分区划分方法

技术领域

本发明涉及煤矿通风网络结构的划分方法。

背景技术

煤矿通风网络在主要通风机和通风构筑物等条件的约束下，实现对井巷网络***的供风，其核心功能在于保障各用风点对新鲜空气的需求，将生产场所的有毒有害气体与粉尘控制在法规的限度以内，并建立起符合从业人员健康要求的生产环境。为此，《煤矿安全规程》要求为井下每个用风点提供独立的分区通风，并为无法实现独立通风的用风点提出了严格的通风质量规定与安全保障要求。

分区通风具有多种优点，其运行可靠，防灾、抗灾性能强；分区通风结构简单，风流易于调节，通风阻力小；能避免部分巷道风速过高的问题，是煤矿通风的基本方式，且极为符合通风***复杂、风路长、有自然发火危险、高瓦斯的大型矿井的实际通风需求。

现代大型复杂建筑物的消防安全保障以划定的防火分区为基础，与之相类似，煤矿通风***内的安全分区属于为通风、瓦斯、防灭火分析与管理设定的基础性区域划分，分别由在安全风险显现、日常管理特点、应急处理策略等方面有较高相似度的井巷集合构成。每一井巷集合构成一个安全分区，分区内的井巷相互连接(含通过大气节点相联系)，每一井巷均与唯一的安全分区相关联，由此通风***被划分成为无重叠、无遗漏的安全分区体系。原则上说来，通风***包括矿井进风、矿井回风、矿井用风、用风区上游、用风区下游、以及旁路这六类不同的安全分区，其中用风区包含多个以采掘工作面和主要硐室为核心的分区，一般说来，矿井用风区的安全分区与相应用风点的通风分区相一致；用风区上游及用风区下游分区则可能各为一个，也可能为多个，但最多不会超过用风区内的安全分区数，对于相对简单的通风***或分区通风特征较强的矿井，每一用风点的安全分区可能会将其上下游的井巷直接包括在内而不再细分；旁路区原则上包括所有与各用风点相平行的旁路风道，这些旁路风道可能相互间并无直接联系，但作为所有用风风道的“旁路”而有其共同的通风特点，通常置于同一安全分区而不再细分。

煤矿通风安全的区域性特征得到了大家的普遍认同，但由于煤矿通风网络结构复杂，且各局域在显示出区域差异的同时又有着内在的关联，因而划分较为困难。

目前分区通风管理相对粗放，每个用风点的通风分区尚不明确，且随着煤矿采掘工作的推进，风网结构不断变化并日趋庞杂，使得矿井通风管理成为了复杂而困难的工作。具体问题有：1，通风***的复杂程度不断发展，增加了以个人经验直接管理矿井通风安全工作的难度，往往导致通风安全管理者职责不明，任务繁重，难以深入分析和理解面对的矿井通风***，直接影响到预知及防范通风安全风险的能力；2，矿井通风***由于新巷贯通、旧巷废弃、井巷用途改变、通风构筑物增减等原因，其拓扑结构与井巷通风属性不断变化，导致***内安全风险的显现特征随之变化，通风安全管理者及技术人员难以及时深入地认识不断更新的客观环境，增加了管理滞后或失误招致的安全风险；3，通风安全的日常管理与应急处置要求把握对安全形势的整体管控，对异常显现因果关系的简洁了解，对应对方案的优劣判断，因而对于将复杂通风***划分为简单模块的组合有着现实的需求。

将通风网络划分为安全分区，有利于对通风网络的全局性把握，以及对风量、瓦斯等信息的掌握和分析，及时发现存在的问题；当通风***出现异常时，便于按分区顺序快速定位问题的源头并决定应对方案；基于安全分区的管理理念，有利于对煤矿实施责任到人的精细化管理和安全控制，以更为科学的体系保障通风***的安全运行。

发明内容

本发明的目的是提供一种面向矿井用风点的通风网络安全分区划分方法，基于安全分区的管理理念，有利于对煤矿实施责任到人的精细化管理和安全控制，以更为科学的体系保障通风***的安全运行。

本发明的技术方案是：一种面向矿井用风点的通风网络安全分区划分方法，其特征在于包含以下步骤：

(1)建立矿井属性连接图模型，将矿井的拓扑结构和属性信息加以完整表达；

(2)利用广度优先搜索算法分析矿井属性连接图的拓扑结构，建立用风点的顺搜巷道集和逆搜巷道集；

(3)建立安全分区划分算法，在用风点顺搜巷道集和逆搜巷道集的基础上，将通风网络划分为六类安全分区；

其中步骤(1)中矿井属性连接图模型，该模型用G＝{V,E,A}表示，其中V表示风网节点集合；E表示巷道的集合；A表示属性集合，属性信息包括如下的属性指标和数据类型：

A(e_i)＝{A_Type(e_i),A_D(e_i)A_P(e_i),A_Q(e_i)}

A_Type(e_i)为巷道类型，所述巷道通类型表示巷道的功能属性，当巷道类型为采煤工作面、掘进工作面时表明该巷道为用风点，巷道类型是定性属性；

A_D(e_i)为巷道风向，所述巷道风向表示巷道内风流的方向，巷道风向用布尔值表示，所述巷道风向是定性数据；

A_P(e_i)为巷道风压，所述巷道风压用巷道两端的绝对风压的差值来确定，巷道风压是定量数据；

A_Q(e_i)为巷道风量，所述巷道风量表示巷道中通风量的大小，巷道风量表是定量数据。

其中步骤(2)中所述的广度优先搜索算法：

其中步骤(2)中所述的以用风点为中心建立顺搜巷道集和逆搜巷道集是指：

根据巷道类型属性确定用风点，然后根据巷道类型的风向属性，以广度优先搜索进行顺风流搜索和逆风流分析，分别建立用风点的顺搜巷道集和逆搜巷道集，

其中顺搜巷道集：设风道e_i为用风点，则风量部分或全部来自用风点的风道集合，用E_For(i)表示；

逆搜巷道集：设风道e_i为用风点，则风量部分或全部流入用风点的风道集合，用E_Back(i)表示。

其中步骤(3)中所述的通风网络六类安全分区的划分方法如下：

建立巷道风流构成的关系矩阵R，其中的每个元素表示两个巷道的风流构成关系，r_i,j表示巷道e_i流入或来自巷道e_j的风量占巷道e_i风量的比例。

用风区：用风区实际上是用风点向上下游的扩展，与用风点联系紧密的巷道组成，通常表现为用风区的巷道的风量全部来自用风点，或全部流入用风点。用风区E_Use(i)建立如下式(2)所示

E_Use(i)＝{e_j|r_i,j＝100％||r_j,i＝100％}   (2)

进风区：在建立了逆搜巷道集后，求所有用风点的公共逆搜巷道，即逆搜巷道集的交集就为通风网络的进风区，用式(3)进行计算，

$E_{\mathrm{In}}=\underset{i=1}{\overset{k}{\∩}}{E}_{\mathrm{Back}\left(i\right)}---\left(3\right)$

回风区：在建立顺搜巷道集后，求所有用风点的公共顺搜巷道，即顺搜巷道集的交集为通风网络的回风区，用式(4)进行计算，复杂的风网会有多个风机和回风井，可分别建立每个风机的回风区，

$E_{\mathrm{Out}}=\underset{i=1}{\overset{k}{\∩}}{E}_{\mathrm{For}\left(i\right)}---\left(4\right)$

用风区上游：用风区上游是风流从进风区到用风区的过度，是较为成熟稳定的通风区域，一般出现问题的可能性不大，传感器也较少，可作为一个区域进行管控，用风区上游的计算为：用风点逆搜巷道集减去用风区，再减去进风区，用式(5)进行计算，

E_Ups(i)＝E_Back(i)-E_In-E_Use(i)   (5)

用风区下游：作用和意义与用风区上游类似，用风区下游的计算为：用风点顺搜巷道集减去用风区，再减去回风区，用式(6)进行计算，

E_Downs(i)＝E_For(i)-E_Out-E_Use(i)     (6)

旁路区：在通风网络中去除以上各类型区域，则余下的为旁路区，用式(7)进行计算，

$E_{\mathrm{other}}=E-\underset{i=1}{\overset{k}{\∪}}{E}_{\mathrm{Back}\left(i\right)}\underset{i=1}{\overset{k}{\∪}}{E}_{\mathrm{For}\left(i\right)}---\left(7\right)$

本发明公开了一种基于广度优先搜索的安全分区划分方法，能够将通风网络按不同特性划分为六类区域：进风区、回风区、用风区、用风区上游、用风区下游和旁路区。提出了以用风点(回采工作面、掘进工作面)为中心，基于图论中的广度优先搜索过程，并结合划分算法实现了煤矿通风网络的自动划分。

本发明的优点是：所建立的安全分区可作为相对独立的区域进行管控，当出现传感器数据大幅波动和瓦斯报警等异常状态时，能进行更有针对性的溯源分析。即将问题的源头快速定位到一个或几个分区中，以指导现场管理人员将注意力快速聚焦到最可能出现问题的区域，便于问题源头的发现。从而辅助管理者进行煤矿的通风安全管理工作。

附图说明

图1是本发明安全分区类型示意图。

图2是本发明广度优先搜索生成树。

图3是本发明通风网络安全分区划分算法流程图。

图4是本发明实施例黄陵二号矿部分通风***。

图5-1是本发明62-86回采工作面的顺搜巷道和逆搜巷道。

图5-2是本发明78-79回采工作面的顺搜巷道和逆搜巷道。

图5-3是本发明94-96掘进面的顺搜巷道和逆搜巷道。

图5-4是本发明93-95掘进面的顺搜巷道和逆搜巷道。

图6是本发明实施例通风安全分区的划分示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实例对本发明内容做进一步详细说明

一、发明的整体实施方法流程

通风网络广度优先搜索过程、安全分区划分算法相结合，便形成了完整的煤矿通风网络安全分区划分方法，其过程如图3所示。首先根据矿井的实际通风网络，建立矿井的属性图模型G；建立各个巷道的风量构成关系矩阵R；根据风量构成关系建立用风区E_Use(i)；然后选择一个用风点，以用风点为始节点进行广度优先搜索，建立每个用风点的顺搜巷道集E_For(i)；然后取用风点顺搜巷道集的并集为回风区E_Out；按式(6)建立用风区下游E_Downs(i)；将属性图模型G中巷道的风向属性的方向反向；然后选择一个用风点，以用风点为始节点进行广度优先搜索，建立每个用风点的逆搜巷道集E_Back(i)；然后取用风点顺搜巷道集的并集为进风区E_In；按式(5)建立用风区下游E_Ups(i)；最后按式(7)建立旁路区E_Other。

二、安全分区的划分原则

通风网络的安全分区是指从煤矿通风安全角度出发，以风流的影响关系为依据，将通风网络划分为在通风安全方面有一定共性的相对独立的区域集合。可以看出安全分区的划分需要满足完整性、关系明确、耦合度低和业务完整等原则。具体原则如下：

安全分区必须具有完整性。只有每一个安全分区内部的结构完整、边界处通风信息完善，才能针对分区内部进行通风分析、计算和管理。具体来说需要安全分区内的巷道相互连通、结构完整；分区的进风、回风部分的节点明确、信息完整。只有保证了安全分区的完整性才能实现相对独立的通风性能分析和管控；

安全分区之间的上下游关系明确。通风安全问题的传导是一个从上游到下游的过程。当某一巷道出现了问题后，受风流方向的影响，会影响其自身的下游区域。明确了分区的上下游，则能有效指导问题的发现和管控。

安全分区间的耦合度较低：安全分区间的相互影响越少越便于区域内的分析和管理，在进行通风分区时，应将各个分区之间的耦合度降低，即边界处节点尽可能少，节点附近巷道的通风情况较为稳定。这样管理者不用过多注意相连区域的情况，而能集中精力处理当前关注区内的问题。

安全分区不应将业务***分割：通风主要服务于各个作业点，因此划分区域时应考虑业务***的需要，将与某项业务紧密相连的巷道包含在一个区域内。如与回采工作面直接相连的进风、回风巷道应和回采工作面分在一个区域，这样才能更有针对性地支持作业点的通风安全分析与管理。

三、煤矿的属性连接图

煤矿的通风网络转换为矿井属性连接图模型，用G＝{V,E,A}表示。其中，V表示风网节点集合；E表示巷道的集合；A表示属性集合，属性信息包括如下的属性指标和数据类型：

A(e_i)＝{A_Type(e_i),A_D(e_i)A_P(e_i),A_Q(e_i)}

A_Type(e_i)为巷道类型，所述巷道通类型表示巷道的功能属性，当巷道类型为采煤工作面、掘进工作面时表明该巷道为用风点，巷道类型是定性属性；

A_D(e_i)为巷道风向，所述巷道风向表示巷道内风流的方向，巷道风向用布尔值表示，所述巷道风向是定性数据；

A_P(e_i)为巷道风压，所述巷道风压用巷道两端的绝对风压的差值来确定，巷道风压是定量数据；

A_Q(e_i)为巷道风量，所述巷道风量表示巷道中通风量的大小，巷道风量表是定量数据。

每个安全分区都由若干风道组成，采用风道集合E的一个子集来标识。由于安全分区划分强调面向用风点，所以一部分分区需要由用风点巷道来标识。

四、安全分区划分的广度优先搜索

为了进行安全分区划分，需要先进行用风点的顺风流搜索和逆风流搜索。本发明采用广度优先搜索算法对每个用风点进行搜索，建立相应的顺搜巷道集和逆搜巷道集，作为安全分区划分的基础。

广度优先算法是图论中一种分层搜索方法，在用有向图表示通风网络中运用广度优先搜索，所获得的生成树能很清晰的展现风道之间的影响关系，可用于对用风点进行顺风搜索和逆风搜索。

如图2左侧所示，对一个通风网络进行广度优先搜索，以搜索逆搜巷道集为例，首先将有向图的方向反向，然后进行搜索：如果风道2-1为用风点，则以节点v₁为根节点；然后添加以v₁为始节点的所有被指向节点(v₂)作为树的第1层，并标记为已访问；再以已访问过节点为始节点，搜索以其为始节点的被指向节点，如果为未访问节点则作为其下一层，并标记；重复该过程，即可得到如图2所示的广度优先搜索生成树。

广度优先搜索算法如下：

其中，节点的深度用BFN(v_j)表示；每个节点的父节点用Father(v_j)表示；访问标识用Mark(p_root)表示，1为已经访问过的节点；节点的先进先出队列用Q表示。

五、安全分区的划分

通风安全分区是对复杂通风网络的一种细分，通过安全分区的建立，能为煤矿安全生产的分析、管理和灾害处置提供有价值的依据和信息。

将煤矿通风网络划分为不同的安全分区，需要先以用风点为中心进行顺风流搜索和逆风流搜索，分别建立用风点的顺搜巷道集和逆搜巷道集。顺搜巷道集：设风道e_i为用风点，则风量部分或全部来自用风点的风道集合，用E_For(i)表示；逆搜巷道集：设风道e_i为用风点，则风量部分或全部流入用风点的风道集合，用E_Back(i)表示。设通风网络的k个用风点分别为e₁,e₂,…,e_k，以这些用风点为中心建立顺搜巷道集和逆搜巷道集后，六类安全分区的划分方法具体如下：

用风区：用风区中的巷道与用风点关系密切，因为这些风道的风流或完全来源于用风点，或完全流入用风点，因此需要通过风网中两两巷道的风流构成关系来划分用风区。巷道风流构成的关系可用风量构成关系矩阵R表示，其中的每个元素表示两个巷道的风流构成关系，r_i,j表示巷道e_i流入或来自巷道e_j的风量占巷道e_i风量的比例。如r_1,2＝100％表示巷道e₁流入或来自巷道e₂的风量占巷道e₁风量的比例为100％，即巷道e₁中风全部流入或来自巷道e₂；如r_2,1＝50％表示巷道e₂流入或来自巷道e₁中的风量占巷道e₂风量的比例为50％，即巷道e₂中的风一半流入或来自巷道e₁。

用风区实际上是用风点向上下游的扩展，与用风点联系紧密的巷道组成，通常表现为用风区的巷道的风量全部来自用风点，或全部流入用风点。用风区E_Use(i)建立如下式(2)所示。

E_Use(i)＝{e_j|r_i,j＝100％||r_j,i＝100％}   (2)

进风区：在建立了逆搜巷道集后，求所有用风点的公共逆搜巷道，即逆搜巷道集的交集就为通风网络的进风区，用式(3)进行计算。需要说明的是，复杂度较高的通风网络会有多个进风井，可针对每个进风井分别建立进风区。

$E_{\mathrm{In}}=\underset{i=1}{\overset{k}{\∩}}{E}_{\mathrm{Back}\left(i\right)}---\left(3\right)$

回风区：在建立顺搜巷道集后，求所有用风点的公共顺搜巷道，即顺搜巷道集的交集为通风网络的回风区，用式(4)进行计算。复杂的风网会有多个风机和回风井，可分别建立每个风机的回风区。

$E_{\mathrm{Out}}=\underset{i=1}{\overset{k}{\∩}}{E}_{\mathrm{For}\left(i\right)}---\left(4\right)$

用风区上游：用风区上游是风流从进风区到用风区的过度，是较为成熟稳定的通风区域，一般出现问题的可能性不大，传感器也较少，可作为一个区域进行管控。用风区上游的计算为：用风点逆搜巷道集减去用风区，再减去进风区，用式(5)进行计算。

E_Ups(i)＝E_Back(i)-E_In-E_Use(i)    (5)

用风区下游：作用和意义与用风区上游类似，用风区下游的计算为：用风点顺搜巷道集减去用风区，再减去回风区，用式(6)进行计算。

E_Downs(i)＝E_For(i)-E_Out-E_Use(i)   (6)

旁路区：在通风网络中去除以上各类型区域，则余下的为旁路区，用式(7)进行计算。

$E_{\mathrm{other}}=E-\underset{i=1}{\overset{k}{\∪}}{E}_{\mathrm{Back}\left(i\right)}\underset{i=1}{\overset{k}{\∪}}{E}_{\mathrm{For}\left(i\right)}---\left(7\right)$

安全分区的类型示意如图1所示。

六、实施例

以黄陵二号矿为例对本发明所提出的煤矿安全分区方法进行验证。黄陵二号矿设计生产能力为每年700万顿，矿井采用斜井开拓方式，单煤层单水平开拓，采用分区式通风。黄陵二号矿完整的通风***非常复杂，实例采用该矿的一部分为例，并进行了适当的简化，所选的部分通风***包含了四个进风口和一个出回风口，共有近60条巷道，如图4所示。

该部分有四个用风点，包括两个回采工作面(62-86，78-79)和两个掘进面(94-96,95-98)。以本发明提出的基于广度优先搜索的方法，先对四个用风点的顺搜巷道集和逆搜巷道集进行分析，结果如图5-1、5-2、5-3、5-4所示。

在顺搜巷道集和逆搜巷道集的基础上，以本发明所建立的安全分区划分算法对该通风***进行分析，最终获得了该通风***的安全分区结果，如图6所示。其中涵盖了本发明提出的六大安全分区类型，用不同线条在图中进行了标注，由于其中用风点较多，未区分不同用风点的上下游，该部分的详细信息可结合图5-1、5-2、5-3、5-4的内容查看。

由上述实例分析可以看出，本发明所提出的基于广度优先搜索的安全分析划分方法，能够对通风***进行有效的分割，所建立的多种安全分区具有明确的通风含义，适于作为相对独立的区域进行管控，结合所提出的基于安全分区的灾害溯源方法，能辅助管理者进行煤矿的通风安全管理工作。

综上所述，本发明建立了通风网络安全分区的概念，并给出了其划分原则，建立了六类典型的安全分区，并基于广度优先搜索构建了安全分区划分方法。将复杂的通风网络划分为若干安全分区后，每个区域具有一定的结构和业务独立性，这样在进行通风***分析和管理时，可按不同粒度分层进行管理，便于技术人员和管理者掌握各个分区间的关系和整体***的情况，有利于拓展管理手段，提升煤矿安全管理的水平，促进煤矿通风安全的精细化管理。

以上对本发明内容进行了详细的介绍，本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的前提下，还可以对发明进行若干改进和修饰，也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种面向矿井用风点的通风网络安全分区划分方法，其特征在于包含以下步骤：

(1)建立矿井属性连接图模型，将矿井的拓扑结构和属性信息加以完整表达；

(2)利用广度优先搜索算法分析矿井属性连接图的拓扑结构，建立用风点的顺搜巷道集和逆搜巷道集；

(3)建立安全分区划分算法，在用风点顺搜巷道集和逆搜巷道集的基础上，将通风网络划分为六类安全分区。

2.如权利要求1所述的面向矿井用风点的通风网络安全分区划分方法，其特征在于，步骤(1)中矿井属性连接图模型，该模型用G＝{V,E,A}表示，其中V表示风网节点集合；E表示巷道的集合；A表示属性集合，属性信息包括如下的属性指标和数据类型：

A(e_i)＝{A_Type(e_i),A_D(e_i)A_P(e_i),A_Q(e_i)} 

A_Type(e_i)为巷道类型，所述巷道通类型表示巷道的功能属性，当巷道类型为采煤工作面、掘进工作面时表明该巷道为用风点，巷道类型是定性属性；

A_D(e_i)为巷道风向，所述巷道风向表示巷道内风流的方向，巷道风向用布尔值表示，所述巷道风向是定性数据；

A_P(e_i)为巷道风压，所述巷道风压用巷道两端的绝对风压的差值来确定，巷道风压是定量数据；

A_Q(e_i)为巷道风量，所述巷道风量表示巷道中通风量的大小，巷道风量表是定量数据。

3.如权利要求1所述的面向矿井用风点的通风网络安全分区划分方法，其特征在于，步骤(2)中所述的广度优先搜索算法：

。

4.如权利要求1所述的面向矿井用风点的通风网络安全分区划分方法，其特征在于，步骤(2)中所述的以用风点为中心建立顺搜巷道集和逆搜巷道集是指：

根据巷道类型属性确定用风点，然后根据巷道类型的风向属性，以广度优先搜索进行顺风流搜索和逆风流分析，分别建立用风点的顺搜巷道集和逆搜巷道集，

其中顺搜巷道集：设风道e_i为用风点，则风量部分或全部来自用风点的风道集合，用E_For(i)表示；

逆搜巷道集：设风道e_i为用风点，则风量部分或全部流入用风点 的风道集合，用E_Back(i)表示。

5.如权利要求1所述的面向矿井用风点的通风网络安全分区划分方法，其特征在于，步骤(3)中所述的通风网络六类安全分区的划分方法如下：

建立巷道风流构成的关系矩阵R，其中的每个元素表示两个巷道的风流构成关系，r_i,j表示巷道e_i流入或来自巷道e_j的风量占巷道e_i风量的比例。

用风区：用风区实际上是用风点向上下游的扩展，与用风点联系紧密的巷道组成，通常表现为用风区的巷道的风量全部来自用风点，或全部流入用风点。用风区E_Use(i)建立如下式(2)所示

E_Use(i)＝{e_j|r_i,j＝100％||r_j,i＝100％}      (2) 

进风区：在建立了逆搜巷道集后，求所有用风点的公共逆搜巷道，即逆搜巷道集的交集就为通风网络的进风区，用式(3)进行计算，

回风区：在建立顺搜巷道集后，求所有用风点的公共顺搜巷道，即顺搜巷道集的交集为通风网络的回风区，用式(4)进行计算，复杂的风网会有多个风机和回风井，可分别建立每个风机的回风区，

用风区上游：用风区上游是风流从进风区到用风区的过度，是较为成熟稳定的通风区域，一般出现问题的可能性不大，传感器也较少，可作为一个区域进行管控，用风区上游的计算为：用风点逆搜巷道集减去用风区，再减去进风区，用式(5)进行计算，

E_Ups(i)＝E_Back(i)-E_In-E_Use(i)         (5) 

用风区下游：作用和意义与用风区上游类似，用风区下游的计算为：用风点顺搜巷道集减去用风区，再减去回风区，用式(6)进行计算，

E_Downs(i)＝E_For(i)-E_Out-E_Use(i)        (6) 

旁路区：在通风网络中去除以上各类型区域，则余下的为旁路区，用式(7)进行计算，

。