礦井通風(fēng)課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　礦井通風(fēng)課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　一、局部通風(fēng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　選擇合理的局部通風(fēng)方法、風(fēng)筒類型與直徑，計(jì)算局部通風(fēng)阻力、選擇局部通風(fēng)機(jī)及掘進(jìn)通風(fēng)安全技術(shù)措施、裝備。</p><p>　?。ㄒ唬┰O(shè)計(jì)原則及步驟</p><p><

2、b>　　1、設(shè)計(jì)原則</b></p><p>　　根據(jù)開(kāi)拓、開(kāi)采巷道布置、掘進(jìn)區(qū)域煤巖層的自然條件以及掘進(jìn)工藝，確定合理的局部通風(fēng)方法及其布置方式，選擇風(fēng)筒類型和直徑，計(jì)算風(fēng)筒出入口風(fēng)量，計(jì)算風(fēng)筒通風(fēng)阻力，選擇局部通風(fēng)機(jī)。</p><p>　　局部通風(fēng)是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，其新風(fēng)取自礦井主風(fēng)流，其污風(fēng)又排入礦井主風(fēng)流。其設(shè)計(jì)原則可歸納如下：</p>

3、<p>　　(1)礦井和采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)為局部通風(fēng)創(chuàng)造條件；</p><p>　　(2)局部通風(fēng)系統(tǒng)要安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理和技術(shù)先進(jìn)；</p><p>　　(3)盡量采用技術(shù)先進(jìn)的低噪、高效型局部通風(fēng)機(jī)；</p><p>　　(4)壓人式通風(fēng)宜用柔性風(fēng)筒，抽出式通風(fēng)宜用帶剛性骨架的可伸縮風(fēng)筒或完全剛性的風(fēng)筒。風(fēng)筒材質(zhì)應(yīng)選擇阻燃、抗靜電型；</p&

4、gt;<p>　　(5)當(dāng)一臺(tái)風(fēng)機(jī)不能滿足通風(fēng)要求時(shí)可考慮選用兩臺(tái)或多臺(tái)風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)行。</p><p><b>　　2、設(shè)計(jì)步驟</b></p><p>　　(1)確定局部通風(fēng)系統(tǒng)，繪制掘進(jìn)巷道局部通風(fēng)系統(tǒng)布置圖；</p><p>　　(2)按通風(fēng)方法和最大通風(fēng)距離，選擇風(fēng)筒類型與直徑；</p><p>　

5、　(3)計(jì)算風(fēng)機(jī)風(fēng)量和風(fēng)筒出口風(fēng)量；</p><p>　　(4)按掘進(jìn)巷道通風(fēng)長(zhǎng)度變化．分階段計(jì)算局部通風(fēng)系統(tǒng)總阻力；</p><p>　　(5)按計(jì)算所得局部通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)風(fēng)量和風(fēng)壓，選擇局部通風(fēng)機(jī)；</p><p>　　(6)按礦井災(zāi)害特點(diǎn)，選擇配套安全技術(shù)裝備。</p><p><b>　　3、掘進(jìn)通風(fēng)方法</b>&l

6、t;/p><p>　　掘進(jìn)通風(fēng)方法分為利用礦井內(nèi)總風(fēng)壓通風(fēng)和利用局部動(dòng)力設(shè)備通風(fēng)的方法，局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)是礦井廣泛采用的掘進(jìn)通風(fēng)方法，它是由局部通風(fēng)機(jī)和風(fēng)筒（或風(fēng)障）組成一體進(jìn)行通風(fēng)，按其工作方式可分為：</p><p><b>　?。?）壓入式通風(fēng)</b></p><p><b>　　（2）抽出式通風(fēng)</b></p>

7、;<p><b>　　（3）混合式通風(fēng)</b></p><p>　?。ǘ┚蜻M(jìn)工作面所需風(fēng)量計(jì)算及設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)《規(guī)程》規(guī)定：礦井必須采用局部通風(fēng)措施</p><p>　　1、掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量</p><p>　　煤巷、半煤巖巷和巖巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量，應(yīng)按下列因素分別計(jì)算，取其最大值。&l

8、t;/p><p>　　1）按瓦斯（二氧化碳）涌出量計(jì)算</p><p>　　=100×1.25×1.8/ 60=3.75 m3/s</p><p>　　式中：Q掘——掘進(jìn)工作面實(shí)際需風(fēng)量，m3/s；</p><p>　　Qch4——掘進(jìn)工作面平均絕對(duì)瓦斯涌出量，m3/s；</p><p>　　K掘—

9、—掘進(jìn)工作面因瓦斯涌出量不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)。即掘進(jìn)工作面最大絕對(duì)瓦斯涌出量與平均絕對(duì)瓦斯涌出量之比。通常，機(jī)掘工作面取1.5~2.0；炮掘工作面取1.8~2.0。</p><p>　　2）按炸藥使用量計(jì)算</p><p>　　=25×43 = 107.5/60 =1.79 m3/s</p><p>　　式中：25——使用1㎏炸藥的供風(fēng)量，m3/s；

10、</p><p>　　A掘——掘進(jìn)工作面一次炸破所用的最大炸藥量，㎏。</p><p>　　3)按工作人員數(shù)量計(jì)算</p><p>　　=4×18 =72 m3/min =1.2 m3/s</p><p>　　式中：N掘——掘進(jìn)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，人。</p><p><b>　　4）按風(fēng)速

11、進(jìn)行驗(yàn)算</b></p><p>　　巖巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量應(yīng)滿足：</p><p>　　0.15*8.5 ≤Q掘 ≤4*8.5 即 1.28≤ Q≤ 34 m3/s</p><p>　　煤巷、半煤巖巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量應(yīng)滿足：</p><p>　　0.25×8.5≤ Q ≤4×8.5 即 2

12、.215 ≤Q ≤34 m3/s</p><p>　　式中：——掘進(jìn)工作面巷道過(guò)風(fēng)斷面積， 取8.5 m2</p><p>　　經(jīng)計(jì)算取風(fēng)量最大值 3.75 m3/s</p><p><b>　　2、掘進(jìn)面的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1）巷道斷面</b></p>

13、<p>　　各個(gè)掘進(jìn)頭的斷面由于巷道的用途、位置不完全相同，則其斷面也不完全相同，對(duì)于運(yùn)輸順槽其巷道斷面一般較大，凈斷面一般在8.0m2左右，掘進(jìn)斷面為9.6m2左右。對(duì)于回風(fēng)順槽斷面較小，凈斷面一般6.6m2左右，掘進(jìn)斷面一般7.8m2左右，其他各掘進(jìn)頭斷面有其凈斷面確定。</p><p><b>　　2）支護(hù)形式</b></p><p>　　在上下順槽內(nèi)

14、，巷道支護(hù)形式多采用工字鋼或錨網(wǎng)支護(hù)，對(duì)于上下山及大巷、回風(fēng)采用錨噴支護(hù)。</p><p>　?。ㄈ┚蜻M(jìn)通風(fēng)設(shè)備選擇</p><p><b>　　1、風(fēng)筒的選擇</b></p><p><b>　　1）風(fēng)筒的種類</b></p><p>　　掘進(jìn)通風(fēng)使用的風(fēng)筒有金屬風(fēng)筒和帆布、膠布、人造革等柔性風(fēng)

15、筒。柔性風(fēng)筒重量輕，易于貯存和搬運(yùn)，連接和懸吊也簡(jiǎn)單，膠布和人造革風(fēng)筒防水性能好，且柔性風(fēng)筒適于壓入式通風(fēng)，因此可選用直徑為600㎜的膠布風(fēng)筒。風(fēng)筒特性如表5-4。</p><p>　　表5-4　　風(fēng)筒特性表</p><p>　　L風(fēng)筒全長(zhǎng)= 390m n =390/30 =13 節(jié)</p><p>　　選用風(fēng)筒要與局部通風(fēng)機(jī)選型一并考慮，其原則是；&

16、lt;/p><p>　　(1)風(fēng)筒直徑能保證最大通風(fēng)長(zhǎng)度時(shí)，局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)量能滿足工作面通風(fēng)的要求，</p><p>　　(2)在巷道斷面容許的條件下，盡可能選擇直徑較大的風(fēng)筒，以降低風(fēng)阻，減少漏風(fēng)，節(jié)約通風(fēng)電耗；一般來(lái)說(shuō)，立井鑿井時(shí)，選用600-1000mm的鐵風(fēng)筒或玻璃鋼風(fēng)筒；通風(fēng)長(zhǎng)度在200m以內(nèi)，宜選用直徑為400mm的風(fēng)筒，通風(fēng)長(zhǎng)度200-500m，宜選用直徑500mm的風(fēng)筒；通風(fēng)長(zhǎng)

17、度500-l000m，宜選用直徑800-l000mm的風(fēng)筒。</p><p><b>　　2）風(fēng)筒漏風(fēng)</b></p><p>　　正常情況下，金屬和透氣性極小的塑料風(fēng)筒的漏氣主要是發(fā)生在接頭處，膠皮風(fēng)筒不僅接頭而且全長(zhǎng)的壁面和針眼都有漏風(fēng)，所以風(fēng)筒漏風(fēng)量屬連續(xù)的均勻的漏風(fēng)。漏風(fēng)使風(fēng)筒和局部通風(fēng)機(jī)連接端的風(fēng)量Qf與風(fēng)筒靠近工作面的風(fēng)量Qh不等。因此應(yīng)按始末端風(fēng)量的幾何

18、平均值作為通過(guò)風(fēng)筒的風(fēng)量Q即：</p><p>　　= √4.01×3.75 = 3.88 m3/s</p><p>　　顯然Qf與Qh之差是風(fēng)筒的漏風(fēng)量Ql，它與風(fēng)筒種類，接頭數(shù)目，方法和質(zhì)量以及風(fēng)筒直徑 ，風(fēng)壓有關(guān)，但更主要的是與風(fēng)筒的維護(hù)和管理密切相關(guān)。反應(yīng)風(fēng)筒漏風(fēng)程度的指標(biāo)參數(shù)有三：</p><p><b>　?。?）風(fēng)筒

19、漏風(fēng)率</b></p><p>　　風(fēng)筒漏風(fēng)量占局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量的百分?jǐn)?shù)：</p><p>　　=(4.01-3.75)/4.01 =6.48％</p><p><b>　?。?）風(fēng)筒有效風(fēng)量</b></p><p>　　掘進(jìn)工作面風(fēng)量占局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量的百分?jǐn)?shù)：</p><p>

20、<b>　　=93.5％</b></p><p>　　（3）風(fēng)筒漏風(fēng)備用系數(shù)</p><p>　　風(fēng)筒有效風(fēng)量率的倒數(shù)：</p><p>　　柔性風(fēng)筒的pq值可用下式計(jì)算：</p><p>　　=1 / (1-13*0.005) =1.07</p><p>　　式中：n——接頭數(shù)；</p&

21、gt;<p>　　Lei——一個(gè)接頭的漏風(fēng)率，插接時(shí)取0.01～0.02；反邊連接時(shí)取0.005。</p><p>　　2、局部通風(fēng)機(jī)的選擇</p><p>　　1）、確定局部通風(fēng)機(jī)的工作參數(shù)：</p><p>　?。?）、局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量Qf</p><p>　　根據(jù)掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量Qh和風(fēng)筒的漏風(fēng)情況，用下式計(jì)算局部通風(fēng)

22、機(jī)的工作風(fēng)量。</p><p>　　2）、局部通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)壓hf</p><p>　　局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓用于克服風(fēng)筒的通風(fēng)阻力，由于風(fēng)筒漏風(fēng)，計(jì)算風(fēng)筒通風(fēng)阻力時(shí)，應(yīng)按通風(fēng)方式不同選用不同方法。</p><p>　　壓入式通風(fēng)時(shí)，設(shè)風(fēng)筒出口動(dòng)壓損失為hv，則局部通風(fēng)機(jī)的全壓Ht為：</p><p>　　=61.93×4.01×

23、3.15+0.811×1.2×3.75×3.75/0.6 /0.6/0.6/0.6 =931.27+105.6=1036.87 Pa</p><p>　　式中：Rf——壓入式風(fēng)筒的總風(fēng)阻。</p><p>　　查表 6—3—8 風(fēng)機(jī)為BKJ60—11No4.5</p><p>　　抽出式通風(fēng)時(shí)，設(shè)風(fēng)筒的入口局部阻力系數(shù)，則局部通風(fēng)機(jī)

24、靜壓Hs為：</p><p>　　3）、局部通風(fēng)機(jī)選型：</p><p>　　根據(jù)需要的Qf、Ht、Hs值在各類局部通風(fēng)機(jī)特性曲線上，確定局部通風(fēng)機(jī)的合理工作范圍，選擇長(zhǎng)期運(yùn)行效率高的局部通風(fēng)機(jī)。</p><p>　　由于軸流式局部通風(fēng)機(jī)具有體積小，便于安裝、串聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛采用。</p><p>　　二、風(fēng)量計(jì)算及風(fēng)量分配&l

25、t;/p><p>　?。ㄒ唬┑V井需風(fēng)量計(jì)算</p><p>　　對(duì)設(shè)計(jì)礦井的風(fēng)量，可按兩種情況分別計(jì)算：</p><p>　　一種是新礦區(qū)無(wú)鄰近礦井通風(fēng)資料可參考時(shí)，礦井需要風(fēng)量應(yīng)按設(shè)計(jì)中井下同時(shí)工作的最多人數(shù)和按噸煤瓦斯涌出量的不同的噸煤供風(fēng)量計(jì)算，并取其中最大值。在礦井設(shè)計(jì)中噸煤瓦斯涌出量的計(jì)算，根據(jù)在地質(zhì)勘探時(shí)測(cè)定煤層瓦斯含量，結(jié)合礦井地質(zhì)條件和開(kāi)采條件計(jì)算出噸煤

26、瓦斯涌出量，再計(jì)算礦井需風(fēng)量。</p><p>　　另一種是依據(jù)鄰近生產(chǎn)礦井的有關(guān)資料，按生產(chǎn)礦井的風(fēng)量計(jì)算方法進(jìn)行。其原則是：礦井的供風(fēng)量應(yīng)保證符合礦井安全生產(chǎn)的要求，使風(fēng)流中瓦斯、二氧化碳、氫氣和其它有害氣體的濃度以及風(fēng)速、氣溫等必須符合《規(guī)程》有關(guān)規(guī)定。創(chuàng)造良好的勞動(dòng)環(huán)境，以利于生產(chǎn)的發(fā)展。課程設(shè)計(jì)是在收集實(shí)習(xí)礦井資料基礎(chǔ)上進(jìn)行的，故可按此種方法計(jì)算礦井風(fēng)量。即按生產(chǎn)礦井實(shí)際資料，分別計(jì)算設(shè)計(jì)礦井采煤工作

27、面、掘進(jìn)工作面、硐室等所需風(fēng)量，得出全礦井需風(fēng)量，即“由里往外”計(jì)算方法。</p><p>　　1、生產(chǎn)工作面、備用工作面</p><p>　　每個(gè)回采工作面實(shí)際需要風(fēng)量，應(yīng)按瓦斯、二氧化碳涌出量和爆破后的有害氣體產(chǎn)生量以及工作面氣溫、風(fēng)速和人數(shù)等規(guī)定分別進(jìn)行計(jì)算，然后取其中最大值。</p><p>　　(1)、低瓦斯礦井的采煤工作面按氣象條件或瓦斯涌出量（用瓦斯

28、涌出量計(jì)算，采用高瓦斯計(jì)算公式）確定需要風(fēng)量，其計(jì)算公式為：</p><p>　　式中：Qc——采煤工作面需要風(fēng)量，m3/s；</p><p>　　Qjb——不同采煤方式工作面所需的基本風(fēng)量，m3/s。</p><p>　　Qjb——工作面控頂距×工作面實(shí)際采高×70%(工作面有效斷面積)×適宜風(fēng)速（不小于1m/s）；</p>

29、;<p>　　Kcg——回采工作面采高調(diào)整系數(shù)（見(jiàn)表5-1）；</p><p>　　Kcc——回采工作面長(zhǎng)度調(diào)整系數(shù)（見(jiàn)表5-2）；</p><p>　　Kcw——回采工作面溫度調(diào)整系數(shù)（見(jiàn)表5-3）。</p><p>　　表5-1 Kcg——回采工作面采高調(diào)整系數(shù)</p><p>　　表5-2 Kcc——回采工作面長(zhǎng)度

30、調(diào)整系數(shù)</p><p>　　表5-3 Kcw——回采工作面溫度與對(duì)應(yīng)風(fēng)速調(diào)整系數(shù)</p><p>　　(2)、高瓦斯礦井按照瓦斯（或二氧化碳）涌出量計(jì)算。</p><p>　　根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，按回采工作面回風(fēng)流中瓦斯（或二氧化碳）的濃度不超過(guò)1％的要求計(jì)算：</p><p>　　=100×4.65×1.4/

31、60 =10.85</p><p>　　式中：Qc——回采工作面實(shí)際需要風(fēng)量，m3/s n；</p><p>　　qc——回采工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中瓦斯（或二氧化碳）的平均絕對(duì)涌出量，m3/s；</p><p>　　KCH4——采面瓦斯涌出不均衡通風(fēng)系數(shù)。（正常生產(chǎn)條件下，連續(xù)觀測(cè)1個(gè)月，日最大絕對(duì)瓦斯涌出量與月平均日瓦斯絕對(duì)涌出量的比值）。</p>&l

32、t;p>　　工作面布置有專用排瓦斯巷（俗稱尾巷,且符合《煤礦安全規(guī)程》第一百三十七條的規(guī)定）的回采工作面風(fēng)量計(jì)算:</p><p><b>　　（m3/s）</b></p><p><b>　?。╩3/s）</b></p><p><b>　?。╩3/s）</b></p><

33、p>　　式中：qCH4p——采煤工作面尾巷的風(fēng)排瓦斯量，m3/s。</p><p>　　其他符號(hào)的含義同上。</p><p>　　(3)、按工作面溫度選擇適宜的風(fēng)速進(jìn)行計(jì)算（見(jiàn)表5-3）</p><p>　　=60×1.2×8.1 =583.2 m3/min =9.72 m3/s</p><p>　　式中：Vc——采

34、煤工作面風(fēng)速，m/s；</p><p>　　Sc——采煤工作面的平均斷面積，m2。</p><p>　　(4)、按回采工作面同時(shí)作業(yè)人數(shù)</p><p>　　每人供風(fēng)不小于4m3/min，則</p><p>　　=4×66/60 =4.4 （m3/s）</p><p>　　式中：N——采煤工作面同時(shí)工作人數(shù)。

35、</p><p>　　(5)、炸藥量計(jì)算需要風(fēng)量：</p><p>　　每千克炸藥供風(fēng)不小25m3/min，則</p><p><b>　　（m3/s）</b></p><p>　　式中：A——一次爆破炸藥最大用量，Kg。</p><p>　　(6)、按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算： （m3/s）<

36、;/p><p>　　0.25×8.1＜ Qc＜ 4×8.1 即 2.03＜ Q＜32.4（m3/s）</p><p>　　Qc選最大值 Qc=10.85（m3/s）</p><p>　　式中：S——工作面平均斷面積，m2。</p><p>　　Qb≥1/2 ×10.85 =5.43 m3/s</p>

37、<p>　　按二氧化碳涌出量的計(jì)算，可參照按瓦斯涌出量的計(jì)算方法執(zhí)行。</p><p>　　(7)、備用工作面亦應(yīng)滿足按瓦斯、二氧化碳、氣溫等規(guī)定計(jì)算的風(fēng)量，且最少不得低于采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量的50%。</p><p>　　2、掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量</p><p>　　單個(gè)掘進(jìn)工作面的需風(fēng)量利用第一部分計(jì)算結(jié)果。</p><p>

38、;　　掘進(jìn)工作面所需總風(fēng)量，應(yīng)按礦井各個(gè)需要獨(dú)立通風(fēng)的掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量的總和計(jì)算</p><p>　　3、硐室實(shí)際需要風(fēng)量</p><p>　　硐室實(shí)際需要風(fēng)量應(yīng)按礦井各個(gè)獨(dú)立通風(fēng)硐室實(shí)際需要風(fēng)量的總和計(jì)算，即</p><p>　　=2+0+0+3.2+0 =5.2 m3/s</p><p>　　式中：Q火——火藥庫(kù)實(shí)際需要風(fēng)量，按

39、每小時(shí)4次換氣量計(jì)算，即Q火=4V/60=0.07V (m3/s)； Q取100 m3/min；=2 m3/s</p><p>　　V——井下爆炸材料庫(kù)的體積，m3，包括聯(lián)絡(luò)巷道在內(nèi)的火藥庫(kù)的空間總體積(m3)，一般按經(jīng)驗(yàn)值給定風(fēng)量，大型火藥庫(kù)供風(fēng)100～150m3/min；中小型火藥庫(kù)供風(fēng)60～100m3/min；</p><p>　　Q充——充電硐室實(shí)際需要風(fēng)量，應(yīng)按回風(fēng)流中氫氣

40、濃度小于0.5%計(jì)算，但不得小于100m3/min，或按經(jīng)驗(yàn)值給定100～200m3/min；</p><p>　　機(jī)電硐室需要風(fēng)量應(yīng)根據(jù)不同硐室內(nèi)設(shè)備的降溫要求進(jìn)行配風(fēng)，選取硐室風(fēng)量，須保證機(jī)電硐室溫度不超過(guò)30℃，其它硐室溫度不超過(guò)26℃。</p><p>　　Q機(jī)——大型機(jī)電硐室實(shí)際需要風(fēng)量，應(yīng)按機(jī)電設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)熱量計(jì)算，即</p><p><b>

41、;　　</b></p><p>　　Wi ——機(jī)電硐室中運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)電總功率，kW；</p><p>　　(1-μi )—— 機(jī)電硐室的發(fā)熱系數(shù)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際考查的結(jié)果確定，也可取下列數(shù)值，空氣壓縮機(jī)房取0.20～0. 23；水泵房取0.02～0.04；</p><p>　　860——1kW/h的熱當(dāng)量數(shù)，千卡；</p><p>　　

42、μi ——機(jī)電設(shè)備效率；</p><p>　　Δt——機(jī)電硐室進(jìn)回風(fēng)流的氣溫差，℃；</p><p>　　Q采硐 —— 采區(qū)絞車房或變電硐室實(shí)際需要風(fēng)量，按經(jīng)驗(yàn)供給風(fēng)量60～80 m3/min ； 采區(qū)絞車房取 75 m3/min =1.2 m3/s</p><p>　　Q其它硐 ——其它硐室所需風(fēng)量，根據(jù)具體情況供風(fēng)。</p><p

43、>　　4、其它井巷實(shí)際需要風(fēng)量</p><p>　　其它井巷實(shí)際需要風(fēng)量，應(yīng)按礦井各個(gè)其它巷道用風(fēng)量的總和計(jì)算：</p><p>　　∑Q其它=Q其1+Q其2+Q其3+...+Q其n</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Q其1、Q其2、Q其3、...、Q其n——各其它井巷風(fēng)量，m3/s。

44、</p><p><b>　　按瓦斯涌出量計(jì)算：</b></p><p>　　Q其i=100 qCH4×K其通 （m3/s）</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Q其i——第i個(gè)其它井巷實(shí)際用風(fēng)量，m3/s；</p><p>　　qCH

45、4——第i個(gè)其它井巷最大瓦斯絕對(duì)涌出量，m3/s；</p><p>　　K其通——瓦斯涌出不均衡系數(shù)，取1.2～1.3；</p><p>　　100——其它井巷中風(fēng)流瓦斯?jié)舛炔怀^(guò)1%所換算的常數(shù)。</p><p><b>　　按其風(fēng)速驗(yàn)算:</b></p><p>　　Q其它i>9×S其i （m3/s

46、）</p><p>　　架線機(jī)車巷中的風(fēng)速驗(yàn)算:</p><p>　　Q其它架線機(jī)車＞60×S其i</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　S其i——第i個(gè)其它井巷斷面，m2。</p><p><b>　　5、礦井總風(fēng)量</b></p&

47、gt;<p>　　礦井總風(fēng)量按下式計(jì)算</p><p><b>　　容易時(shí) </b></p><p>　　=（10.85+2×3.75+5.2+0 ）×1.2=23.24×1.2=28 m3/s；</p><p><b>　　困難時(shí) </b></p>&

48、lt;p>　　=（10.85+5.43+2×3.75+2+2+2）×1.2=29.73×1.2=30×1.2=35.67=36 m3/s；</p><p>　　式中：Qkj ——礦井總進(jìn)風(fēng)量，m3/s；</p><p>　　∑Qcj ——采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量總和，m3/s；</p><p>　　∑Qjj ——掘進(jìn)工作面

49、實(shí)際需要風(fēng)量總和，m3/s；</p><p>　　∑Qdj ——獨(dú)立通風(fēng)的硐室實(shí)際需要風(fēng)量總和，m3/s；</p><p>　　∑Qgj——礦井中除采煤、掘進(jìn)和硐室以外其它井巷需要通風(fēng)量總和，m3/s；</p><p>　　Kkj ——礦井通風(fēng)系數(shù)(包括礦井內(nèi)部漏風(fēng)和配風(fēng)不均勻等因素)宜取1.15～1.25。</p><p>　　對(duì)上述 Qk

50、j 中各項(xiàng)計(jì)算如上所述。</p><p>　?。ǘ╋L(fēng)量分配與風(fēng)速驗(yàn)算</p><p>　　當(dāng)風(fēng)量分配到各用風(fēng)地點(diǎn)后，必須結(jié)合巷道斷面情況進(jìn)行風(fēng)速驗(yàn)證，保證各條巷道的風(fēng)速均在合理范圍內(nèi)。</p><p>　　各條井巷的供風(fēng)量確定后，要按《規(guī)程》第101條規(guī)定的風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算。</p><p>　　需繪制出礦井通風(fēng)系統(tǒng)圖與網(wǎng)絡(luò)圖，計(jì)算出每條巷道的

51、通過(guò)風(fēng)量，計(jì)算出每條巷道的風(fēng)速，進(jìn)行驗(yàn)算，驗(yàn)算結(jié)果可填入附表6-1中。如果某條井巷的風(fēng)速不符合《規(guī)程》規(guī)定，則必須進(jìn)行調(diào)整，然后將各地點(diǎn)、各巷道的風(fēng)量、斷面、風(fēng)速列成一覽表。</p><p>　　附表6-1巷道風(fēng)速校驗(yàn)表</p><p><b>　　經(jīng)效驗(yàn)風(fēng)速合乎要求</b></p><p><b>　　</b><

52、/p><p>　　《規(guī)程》規(guī)定的風(fēng)速限定值見(jiàn)表6-1所示。</p><p>　　表6-1 風(fēng)速限定值</p><p>　　礦井下各類巷道的適宜風(fēng)速一般為：階段運(yùn)輸大巷：4.5~5.0m/s；軌道上(下)山、運(yùn)輸上(下)山：3.5~4.5m/s；回風(fēng)上(下)山：4.5~5.5m/s；區(qū)段運(yùn)輸平巷(順槽)：3.0~3.5m/s；區(qū)段回風(fēng)平巷(回風(fēng)順槽)：4.5~5.5

53、m/s；階段回風(fēng)大巷、總回風(fēng)巷：5.5~6.5m/s。</p><p>　　三、礦井通風(fēng)阻力計(jì)算</p><p>　　在主要通風(fēng)機(jī)整個(gè)服務(wù)期限內(nèi)，礦井通風(fēng)總阻力隨著開(kāi)采深度的增加和走向范圍的擴(kuò)大以及產(chǎn)量提高而增加。為了主要通風(fēng)機(jī)于整個(gè)服務(wù)期限內(nèi)均能在合理的效率范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，在選擇主要通風(fēng)機(jī)時(shí)必須考慮到最大可能的總阻力和最小可能的總阻力，前者對(duì)應(yīng)于主要通風(fēng)機(jī)服務(wù)期限內(nèi)通風(fēng)最困難時(shí)期礦井總阻力

54、，后者對(duì)應(yīng)于通風(fēng)最容易時(shí)期的礦井總阻力，同時(shí)還考慮到自然風(fēng)壓的作用。</p><p><b>　?。ㄒ唬┯?jì)算原則</b></p><p>　　1、在進(jìn)行礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算時(shí)，不要計(jì)算每一條巷道的通風(fēng)阻力，只選擇其中一條阻力最大的風(fēng)路進(jìn)行計(jì)算。但必須是選擇礦井達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量以后，通風(fēng)容易時(shí)期和通風(fēng)困難時(shí)期的阻力最大風(fēng)路。一般，可在兩個(gè)時(shí)期的通風(fēng)系統(tǒng)圖上根據(jù)采掘作業(yè)布置情況

55、分別找出風(fēng)流線路最長(zhǎng)、風(fēng)量較大的一條線路作為阻力最大的風(fēng)路。在選定的線路上(分最容易和最困難時(shí)期)，從進(jìn)風(fēng)井口到回風(fēng)井口逐段編號(hào)，對(duì)各段井巷進(jìn)行阻力計(jì)算，然后累加起來(lái)得出這兩個(gè)時(shí)期的各自井巷通風(fēng)總阻力(h阻易、h阻難)。如果通風(fēng)系統(tǒng)復(fù)雜，直觀上難以判斷哪條風(fēng)路阻力最大時(shí)，則需選擇幾條風(fēng)路，通過(guò)計(jì)算比較選出其中最大值。</p><p>　　如果礦井服務(wù)年限較長(zhǎng)，則只計(jì)算頭15～25a的通風(fēng)容易和困難兩個(gè)時(shí)期的井巷通

56、風(fēng)總阻力。</p><p>　　2、為了經(jīng)濟(jì)、合理、安全地使用主要通風(fēng)機(jī)，應(yīng)控制h阻難不太大，對(duì)大型礦井不超過(guò)4400Pa，有自燃傾向的礦井不超過(guò)3400Pa。</p><p><b>　　（二）計(jì)算方法</b></p><p>　　沿著上述兩個(gè)時(shí)期通風(fēng)阻力最大的風(fēng)路，分別用下式算出各區(qū)段井巷的摩擦阻力：h 摩=a·L·

57、U·Q2/S3 (Pa)</p><p>　　式中：L、U、S——分別為各井巷的長(zhǎng)度、周長(zhǎng)、凈斷面積(m,m,m2)；</p><p>　　 a——摩擦阻力系數(shù)，可查閱《煤礦通風(fēng)與安全》一書(shū)的附錄；</p><p>　　Q—— 各井巷和硐室所通過(guò)的風(fēng)量分配值，系根據(jù)前面所計(jì)算的各井巷硐室所需要的實(shí)際風(fēng)量值再乘以K礦 (即考慮井巷的

58、內(nèi)部漏風(fēng)和配風(fēng)不均勻等因素)后所求得風(fēng)量值，m3/s。  取K礦=1.2</p><p>　　將以上計(jì)算結(jié)果填入附表6-2。</p><p>　　其總和為總摩擦阻力∑h摩，即是：</p><p>　　∑h摩 =h1-2+h 2-3+……+h-n-(n+1)=h1-2+h 2-3+……+h-10-11=291.86 Pa</p><p&

59、gt;　　式中：h1-2、h2-3、……為各段井巷之摩擦阻力，Pa。</p><p>　　因此，全礦總阻力為：(1)通風(fēng)容易時(shí)期的總阻力h阻易為：h阻易=1.2∑h摩易，=1.2×291.86=349.7 Pa</p><p>　　(2)通風(fēng)困難時(shí)期的總阻力h阻難為： h阻難=1.15∑h摩難Pa。=1.15×493=567 Pa</p><p

60、>　　式中：1.2、1.15——考慮到風(fēng)路上有局部阻力的系數(shù)。</p><p>　　四、主要通風(fēng)機(jī)選型 </p><p>　　（一）自然風(fēng)壓的計(jì)算</p><p>　　礦井冬、夏季氣溫差別較大，使得空氣密度也有所差別，致使礦井自然風(fēng)壓也氣溫變化而變化，因此需計(jì)算礦井自然風(fēng)壓。規(guī)定礦井冬、夏季空氣密度如表6-2所示。</p><p>　

61、　表6-2 礦井冬、夏季空氣密度</p><p>　　如圖6-1所示，根據(jù)自然風(fēng)壓定義，以礦井最低水平作為計(jì)算的參考面，圖所示系統(tǒng)的自然風(fēng)壓HN可用下式計(jì)算：</p><p>　　為了簡(jiǎn)化計(jì)算，一般采用測(cè)算出0-1-2和5-4-3井巷中空氣密度的平均值ρm1和ρm2，用其分別代替上式的ρ1和ρ2，則上式可寫(xiě)為：</p><p>　　式中：——重力加速度，m/s2；

62、</p><p>　　Z——礦井最高點(diǎn)至最低水平間的距離，m；</p><p>　　、——分別為空氣柱0-1-2和5-4-3井巷內(nèi)dZ段空氣密度，kg/m3；</p><p>　　、——分別為空氣柱0-1-2和5-4-3井巷內(nèi)dZ段空氣平均密度，kg/m3。</p><p>　　根據(jù)上述計(jì)算原則可分別計(jì)算出礦井冬、夏季自然風(fēng)壓。</p&

63、gt;<p>　　（二）選擇主要通風(fēng)機(jī)</p><p>　　通常用主要通風(fēng)機(jī)的個(gè)體特性曲線來(lái)選擇主要通風(fēng)機(jī)。要保證主要通風(fēng)機(jī)在容易時(shí)期的工作效率不致太低，又能保證主要通風(fēng)機(jī)在困難時(shí)期風(fēng)壓夠用且能有足夠的風(fēng)量，同時(shí)還要考慮自然風(fēng)壓的影響。</p><p>　　1、確定主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量</p><p>　　通過(guò)主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量Q扇必大于通過(guò)出風(fēng)井的礦井總風(fēng)

64、量Q礦，</p><p>　　對(duì)于抽出式：Q扇=(1.05～1.10)Q礦 </p><p>　　容易時(shí)Q扇=1.05×28=29.4 (m3/s)</p><p>　　困難時(shí)Q扇=1.05×36=37.8 (m3/s)</p><p>　　式中，1.05～1.10為外部漏風(fēng)系數(shù)，出風(fēng)井無(wú)提升運(yùn)輸任務(wù)時(shí)取1.

65、05，有提升運(yùn)輸任務(wù)時(shí)取1.10。</p><p>　　對(duì)于壓入式：Q扇=(1.10～1.15)Q礦 (m3/s)</p><p>　　式中，通風(fēng)井無(wú)提升運(yùn)輸任務(wù)時(shí)取1.10，有提升運(yùn)輸任務(wù)時(shí)取1.15。</p><p>　　2、確定主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓</p><p>　　分別求出通風(fēng)容易和通風(fēng)困難兩個(gè)時(shí)期的主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓。</p&

66、gt;<p>　　通常離心式通風(fēng)機(jī)提供的大多是全壓曲線，而軸流式通風(fēng)機(jī)提供的大多是靜壓曲線。因此對(duì)抽出式通風(fēng)礦井：</p><p><b>　　離心式通風(fēng)機(jī)：</b></p><p>　　容易時(shí)期 h扇易＝h阻易十hd十hv一HN 困難時(shí)期 h扇難N＝h阻難十hd十hv+HN </p><p><b>

67、　　式中：</b></p><p>　　hd——通風(fēng)機(jī)裝置阻力，Pa。</p><p>　　hv——通風(fēng)機(jī)出口動(dòng)能損失，Pa。</p><p><b>　　軸流式通風(fēng)機(jī)：</b></p><p>　　容易時(shí)期 h扇易＝h阻易十hd一HN =349.7+150-50=449.7Pa </p&g

68、t;<p>　　困難時(shí)期 h扇難＝h阻難十hd十HN =567+150+50 =767 Pa </p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　hd——通風(fēng)機(jī)裝置阻力，取150Pa。 HN取50 Pa</p><p>　　2、選擇主要通風(fēng)機(jī)</p><p>　　根據(jù)求出

69、的Q扇 、h扇難 、h扇易 兩組數(shù)據(jù)，在主要通風(fēng)機(jī)個(gè)體特性曲線圖表(參看《通風(fēng)安全學(xué)》第四章及附錄Ⅳ、附錄Ⅴ)上選擇合適的主要通風(fēng)機(jī)。</p><p>　　3、求通風(fēng)機(jī)的實(shí)際工況點(diǎn)</p><p>　　設(shè)計(jì)工況點(diǎn)不一定恰好在所選擇通風(fēng)機(jī)的特性曲線上，必須根據(jù)通風(fēng)機(jī)的工作阻力，確定其實(shí)際工況點(diǎn)。</p><p>　　1）計(jì)算通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)阻</p>&

70、lt;p>　　R易= h扇易/ Q扇2 =449.7/29.4=0.52</p><p>　　R難= h扇難/ Q扇2=767/37.8 =0.54</p><p>　　在通風(fēng)機(jī)特性曲線圖中做通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)阻曲線，與風(fēng)壓曲線的交點(diǎn)即為實(shí)際工況點(diǎn)。</p><p>　　對(duì)軸流式主要通風(fēng)機(jī)：容易時(shí)期應(yīng)在安裝角θ較小的情況工作，困難時(shí)期應(yīng)在安裝角 θ較大的情況下工作，

71、其效率不低于0.6，如兩組數(shù)據(jù)所確定的工作點(diǎn)不是剛好落在特性曲線上，應(yīng)偏大一個(gè)調(diào)整級(jí)差(以2.5°為一個(gè)級(jí)差)確定主要通風(fēng)機(jī)特性曲線。</p><p>　　對(duì)離心式主要通風(fēng)機(jī)：容易時(shí)期應(yīng)在轉(zhuǎn)數(shù)較低的情況工作，困難時(shí)期應(yīng)在轉(zhuǎn)數(shù)較高的情況下工作，其效率亦不低于0.6。如兩組數(shù)據(jù)所確定的工作點(diǎn)也不是剛好落在特性曲線上，應(yīng)偏大一個(gè)調(diào)整轉(zhuǎn)數(shù)級(jí)差確定主要通風(fēng)機(jī)特性曲線，其工作點(diǎn)可采取增大主要通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)阻的方法(用

72、調(diào)節(jié)閘門增大阻力)確定。</p><p>　　選定主要通風(fēng)機(jī)后，將兩個(gè)時(shí)期的主要通風(fēng)機(jī)型號(hào)、動(dòng)輪直徑、動(dòng)輪葉片安裝角度(指軸流式)、轉(zhuǎn)數(shù)、風(fēng)壓、風(fēng)量、效率、輸入功率等數(shù)值，列出一覽表，并繪出所選主要通風(fēng)機(jī)的特性曲線及工作點(diǎn)。</p><p><b>　?。ㄈ┻x擇電動(dòng)機(jī)</b></p><p>　　1、根據(jù)通風(fēng)容易和通風(fēng)困難兩個(gè)時(shí)期實(shí)際工況點(diǎn)計(jì)

73、算主要通風(fēng)機(jī)的輸入功率， </p><p>　　=34×570/(1000×0.7) =27.7 =28 KW</p><p>　　=41×860/(1000×0.75) =47 KW </p><p>　　式中：h扇易’、 h扇難’ 、Q扇’均為實(shí)際工況點(diǎn)的對(duì)應(yīng)參數(shù)</p><p>　　η——風(fēng)機(jī)效率

74、，可在風(fēng)機(jī)特性圖上查得。</p><p>　　2、由通風(fēng)容易通風(fēng)困難兩個(gè)時(shí)期主要通風(fēng)機(jī)輸入功率，計(jì)算電動(dòng)機(jī)的輸出功率N電出。當(dāng)選擇異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，可用下列兩種方法計(jì)算。</p><p>　　當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)的輸入功率在通風(fēng)容易時(shí)期為 N扇入易 與困難時(shí)期的N扇入難相差不大時(shí)，即N扇入易≥0.6N扇入難時(shí)，則兩個(gè)時(shí)期都用一種較大功率的電動(dòng)機(jī)。其電動(dòng)機(jī)的輸出功率N電出和輸入功率N電入分別用下式計(jì)算

75、：</p><p><b>　　 </b></p><p>　　=28 ( kW )</p><p>　　式中：η轉(zhuǎn) ——傳動(dòng)效率，直接傳動(dòng)時(shí)，η轉(zhuǎn) =1 ；</p><p>　　= 1.1×28/0.95 =32.4 ( kW )</p><p>　　式中：1.10～

76、1.15——電動(dòng)機(jī)的容量系數(shù)，對(duì)于離心式主要通風(fēng)機(jī)取1.15，對(duì)于軸流式主要通風(fēng)機(jī)取1.10；</p><p>　　η電——電動(dòng)機(jī)效率，一般取0.9～0.95，或在電動(dòng)機(jī)的技術(shù)特征上查得。</p><p>　　2、當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)的輸入功率 N扇入易 <0.6N扇入難時(shí)，則容易時(shí)期用功率較小的電動(dòng)機(jī)，在適當(dāng)時(shí)候換用功率較大的電動(dòng)機(jī)。通風(fēng)容易時(shí)期電動(dòng)機(jī)的輸出功率</p>&

77、lt;p>　　比例中項(xiàng)式計(jì)算： </p><p>　　= √28×47 =36.3 ( kW )</p><p>　　=1.3×36.3/0.95 =43.2 =43 ( kW )</p><p>　　通風(fēng)困難時(shí)期電動(dòng)機(jī)的輸出功率用下式計(jì)算：</p><p>　　=47/1 =47 ( kW

78、 )</p><p>　　=1.1×47/0.95 =54.4 =54 ( kW )</p><p>　　經(jīng)計(jì)算可知：0.6N =0.67×47 =28.2 </p><p>　　27.7＜28.2 所以 N扇入易 <0.6N扇入難 選用第二種情況</p><p>　　對(duì)于功率在400～500kW以上的

79、主要通風(fēng)機(jī)，宜選用同步電動(dòng)機(jī)，用第一種計(jì)算方法計(jì)算。根據(jù)以上計(jì)算所得出的數(shù)據(jù)，在《電動(dòng)機(jī)技術(shù)手冊(cè)》上選用合適的電動(dòng)機(jī)，并將電動(dòng)機(jī)型號(hào)、轉(zhuǎn)數(shù)、功率等技術(shù)特征列出一覽表。</p><p>　　五、概算礦井通風(fēng)費(fèi)用及評(píng)價(jià)</p><p><b>　　1、噸煤的通風(fēng)電費(fèi)</b></p><p>　　噸煤的通風(fēng)電費(fèi)為主要通風(fēng)機(jī)年耗電費(fèi)及井下輔助通風(fēng)機(jī)、局

80、部通風(fēng)機(jī)電費(fèi)之和除以年產(chǎn)量，可用下公式計(jì)算：</p><p>　　=1×(621140+155733)/900000 ≈1(元/t)；</p><p>　　式中：E——主要通風(fēng)機(jī)年耗電量，元/t；</p><p><b>　　D——電價(jià)，元；</b></p><p>　　T——礦井年產(chǎn)量，t；</p&g

81、t;<p>　　If——礦井主要通風(fēng)機(jī)年耗電量；</p><p>　　Ia——礦井局部通風(fēng)機(jī)與輔助通風(fēng)機(jī)年耗電量。</p><p>　　通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期共選一臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí)：</p><p>　　通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期共選兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí)：</p><p>　　=(43+54)×360×24/(2×0

82、.9×1×0.8×0.95) =621140</p><p>　　式中：ηe ——主要通風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)效率，取0.90；</p><p>　　ηc——傳動(dòng)效率，直接傳動(dòng)時(shí)取1.0；</p><p>　　ην——變壓器的效率 取0.80；</p><p>　　ηH ——電線的輸出功率 取0.95。</p>

83、<p>　　Ia =8×365×24×2/0.9 =155733</p><p>　　2、礦井等積孔、總風(fēng)阻</p><p>　　R礦易=h阻易/Q2扇=0.52。</p><p>　　R礦難=h阻難/Q2扇=0.54。</p><p>　　式中：R礦易、R礦難——容易時(shí)期和困難時(shí)間的全礦總風(fēng)阻，

84、Ns2/m8。</p><p>　　=1.19×29/√449.7 =1.63 m2。</p><p>　　=1.19×37.8/√767 =1.62 m2</p><p>　　式中： A礦易 、A礦難 ——容易時(shí)間、困難時(shí)期全礦通風(fēng)等積孔，m2。</p><p>　　礦井通風(fēng)難易程度評(píng)價(jià)見(jiàn)依據(jù)見(jiàn)表，根據(jù)這一分類

85、等級(jí)結(jié)合前面的計(jì)算結(jié)果，可以評(píng)價(jià)礦井通風(fēng)難易程度</p><p>　　根據(jù)礦井通風(fēng)難易程度評(píng)價(jià)表，結(jié)合前面的計(jì)算結(jié)果可以評(píng)價(jià)礦井通風(fēng)難易程度</p><p><b>　　為中等</b></p><p><b>　　題目1</b></p><p>　　某煤礦井田范圍走向長(zhǎng)7.42km，傾斜寬0.66—

86、1.47km，井田面積約8.53 km2。位于背斜南翼，為一般平緩的單斜構(gòu)造，地層產(chǎn)狀走向近東西向，傾向南，傾角10-25。，一般為16。左右。礦井生產(chǎn)能力為90萬(wàn)t/a。</p><p>　　礦井采用中央豎井，煤層分組采區(qū)上山布置的開(kāi)拓方式，單翼對(duì)角式通風(fēng)。井田設(shè)四個(gè)井筒：主井、副井、風(fēng)井。地面標(biāo)高+200m。全礦井劃分為兩個(gè)水平，第一水平標(biāo)高－150m，第二水平標(biāo)高－350m，回風(fēng)水平標(biāo)高+45～+50m。第

87、一水平東西運(yùn)輸大巷布置在煤層的底板巖石中，距煤層30m，通過(guò)水平大巷開(kāi)拓煤層的全部上山采區(qū)。采區(qū)開(kāi)拓采用水平石門、集中上山，礦井采用走向長(zhǎng)壁開(kāi)采方式。</p><p>　　該礦是高瓦斯礦井，瓦斯涌出量較大，為安全起見(jiàn)，用“品”字形布置三條上山。采用綜合機(jī)械化放頂煤采煤。采煤工作面的平均斷面積8.1 m2，回采工作面溫度一般在21°，回風(fēng)巷風(fēng)流中瓦斯（或二氧化碳）的平均絕對(duì)涌出礦為4.65m3/min，三