2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

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)開拓、開采巷道布置、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> ?。?)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= 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;一般來說,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)長度在200m以內(nèi),宜選用直徑為400mm的風(fēng)筒,通風(fēng)長度200-500m,宜選用直徑500mm的風(fēng)筒;通風(fēng)長

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)測定煤層瓦斯含量,結(jié)合礦井地質(zhì)條件和開采條件計(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)(見表5-1);</p><p>  Kcc——回采工作面長度調(diào)整系數(shù)(見表5-2);</p><p>  Kcw——回采工作面溫度調(diào)整系數(shù)(見表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> ?。╩3/s)</b></p><p><b> ?。╩3/s)</b></p><p><b>  (m3/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——井下爆炸材料庫的體積,m3,包括聯(lián)絡(luò)巷道在內(nèi)的火藥庫的空間總體積(m3),一般按經(jīng)驗(yàn)值給定風(fēng)量,大型火藥庫供風(fēng)100~150m3/min;中小型火藥庫供風(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30℃,其它硐室溫度不超過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^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 經(jīng)效驗(yàn)風(fēng)速合乎要求</p><p>  《規(guī)程》規(guī)定的風(fēng)速限定值見表6-1所示。</p><p>  表6-1 風(fēng)速限定值</

52、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):4.5~5.5m/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&g

53、t;  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,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&

54、gt;</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)布置情況分別找出風(fēng)流線路最長、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

55、加起來得出這兩個(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,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4400Pa,有自燃傾向的

56、礦井不超過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·U·Q2/S3 (Pa)</p><p>  式中:L、U、S——分別為各井巷的長度、周長、凈斷面積(m,m,m2)

57、;</p><p>   a——摩擦阻力系數(shù),可查閱《煤礦通風(fēng)與安全》一書的附錄;</p><p>  Q—— 各井巷和硐室所通過的風(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。<

58、/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>  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

59、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>  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>

60、<p> ?。ㄒ唬┳匀伙L(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>  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

61、然風(fēng)壓HN可用下式計(jì)算:</p><p>  為了簡化計(jì)算,一般采用測算出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,則上式可寫為:</p><p>  式中:——重力加速度,m/s2;</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

62、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><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)體特性曲線來選擇主要通風(fēng)機(jī)。要保證主要通風(fēng)

63、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>  通過主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量Q扇必大于通過出風(fēng)井的礦井總風(fēng)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=

64、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)井無提升運(yùn)輸任務(wù)時(shí)取1. 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>

65、;<p>  式中,通風(fēng)井無提升運(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><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><

66、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>  式中:</b></p><p>  hd——通風(fēng)機(jī)裝置阻力,Pa。</p><p>  hv——

67、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><p>  困難時(shí)期 h扇難=h阻難十hd十HN =567+150+50 =767 Pa </p><p>&

68、lt;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>

69、<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><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=767/3

70、7.8 =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,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&g

71、t;<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)

72、、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)算主要通風(fēng)機(jī)的輸入功率, </p><p>  =34×570/(1000×0.7) =27.7 =28 KW<

73、;/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,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

74、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:</p><p><b>   </b></p><p>  =28 ( kW

75、 )</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:1.10~1.15——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,

76、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><p>  比例中項(xiàng)式計(jì)算: </p><p>  = √28×47 =36.3 ( kW )<

77、/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 )</p><p>  =1.1×47/0.95 =54.4 =54 ( kW )</p><p>

78、;  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》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

79、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(

80、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><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。<

81、/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/(2×0.9×1×0.8×0.95) =621140</p><p>  式中:ηe ——主要通風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)效率,取

82、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><p>  Ia =8×365×24×2/0.9 =155733</p><p>  2、

83、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,Ns2/m8。</p><p>  =1.19×29/√449.7 =1.63 m2。</p><p&

84、gt;  =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)見依據(jù)見表,根據(jù)這一分類等級(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

85、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7.42km,傾斜寬0.66—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

86、90萬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,通過水平大巷開拓煤層的全部上山采區(qū)。采區(qū)開拓采用水平石門、集中上山,礦井采用走向長壁開采方式。<

87、/p><p>  該礦是高瓦斯礦井,瓦斯涌出量較大,為安全起見,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,三四班交接時(shí)人數(shù)最多66人;掘進(jìn)工作面平均絕對(duì)瓦斯涌出量1.25m3/min,掘進(jìn)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)18人,一次爆破炸藥用量4.3kg。</p>

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