礦井通風(fēng)課程設(shè)計(jì) (3)

1、<p>　　第一章、局部通風(fēng)設(shè)計(jì)4</p><p>　　一、設(shè)計(jì)原則及掘進(jìn)通風(fēng)方法的選擇4</p><p>　　二、掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量計(jì)算及設(shè)計(jì)5</p><p>　　第二章、風(fēng)量計(jì)算及風(fēng)量分配7</p><p>　　一、礦井需風(fēng)量計(jì)算7</p><p>　　二、風(fēng)量分配與風(fēng)速驗(yàn)算12</p

2、><p>　　第三章、礦井通風(fēng)阻力計(jì)算16</p><p><b>　　一、計(jì)算原則17</b></p><p><b>　　二、計(jì)算方法17</b></p><p>　　第四章、主要通風(fēng)機(jī)選型20</p><p><b>　　一、自然風(fēng)壓20</b&

3、gt;</p><p>　　二、選擇主要通風(fēng)機(jī)22</p><p>　　五、概算礦井通風(fēng)費(fèi)用及評(píng)價(jià)25</p><p>　　1、噸煤的通風(fēng)電費(fèi)25</p><p>　　2、礦井等積孔、總風(fēng)阻26</p><p><b>　　礦井通風(fēng)課程設(shè)計(jì)</b></p><p>

4、<b>　　摘要</b></p><p>　　礦井局部通風(fēng)設(shè)計(jì)是礦井總體設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要組成部分，是保證礦井安全生產(chǎn)的重要組成部分。其基本任務(wù)是根據(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，建立一個(gè)安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理和便于管理的通風(fēng)系統(tǒng)。并在此基礎(chǔ)上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，選擇好局部通風(fēng)機(jī)。因此，

5、必須根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境周密考慮，精心設(shè)計(jì)達(dá)到最佳效果。</p><p><b>　　題目3：</b></p><p>　　某煤礦井田范圍走向長(zhǎng)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90萬t/a。<

6、/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)。礦井通風(fēng)難易時(shí)期的系統(tǒng)示意圖見后。井田設(shè)三個(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)。礦井采用走向長(zhǎng)壁開采方式。</p>&l

7、t;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)涌出量為6.45m3/min，三四班交接時(shí)人數(shù)最多70人；掘進(jìn)工作面平均絕對(duì)瓦斯涌出量3.95m3/min，掘進(jìn)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)15人，一次爆破炸藥用量4.3kg。</p><p&g

8、t;　　第一章、局部通風(fēng)設(shè)計(jì)</p><p>　　一、設(shè)計(jì)原則及掘進(jìn)通風(fēng)方法的選擇</p><p><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>

9、<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><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>

10、;<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><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>　　2、掘進(jìn)通風(fēng)方法的選擇</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

11、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><p><b>　　（3）混合式通風(fēng)</b></p><

12、;p>　　壓入式通風(fēng)新風(fēng)經(jīng)過風(fēng)機(jī)，安全系數(shù)高，可用柔性風(fēng)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，是大多數(shù)礦井局部通風(fēng)的選擇，結(jié)合本設(shè)計(jì)故選擇壓入式通風(fēng)。</p><p>　　二、掘進(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<

13、;/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。</p><p>　　1）按瓦斯（二氧化碳）涌出量計(jì)算</p><p><b>　　m3/s</b></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

14、面平均絕對(duì)瓦斯涌出量，m3/min；</p><p>　　K掘——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。根據(jù)題目要求，此處取1.9。</p><p>　　故 =12.5 m3/s</p><p>　　2）按炸藥使用量計(jì)算</p>

15、<p>　　/60 m3/s</p><p>　　式中：25——使用1㎏炸藥的供風(fēng)量，m3/min；</p><p>　　A掘——掘進(jìn)工作面一次炸破所用的最大炸藥量，㎏。</p><p>　　故 /60= m3/s</p><p>　　3)按工作人員數(shù)量計(jì)算</p><p>　　/60

16、 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>　　故 掘=4 15/60=1 m3/s</p><p>　　所以Q掘取最大值即Q掘=12.5 m3/s</p><p><b>　　4）按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算</b></p><p&g

17、t;　　煤巷、半煤巖巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量應(yīng)滿足：</p><p>　　式中：——掘進(jìn)工作面巷道過風(fēng)斷面積，m2。</p><p><b>　　取=8.5 m2，</b></p><p>　　則掘進(jìn)工作面最小需風(fēng)量：0.258.5=2.125 m3/s ；</p><p>　　掘進(jìn)工作面最大需風(fēng)量：48.5=34 m3/

18、s。</p><p>　　12.5 m3/s介于2.125 m3/s和34 m3/s之間，符合要求。</p><p><b>　　2、掘進(jìn)面的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1）巷道斷面</b></p><p>　　取掘進(jìn)斷面為8.5m2。</p><p><

19、b>　　2）支護(hù)形式</b></p><p>　　在上下順槽內(nèi)，巷道支護(hù)形式采用工字鋼。</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>　　略。</b></p><p>　　2、局部通

20、風(fēng)機(jī)的選擇</p><p><b>　　略</b></p><p>　　2）、局部通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)壓hf</p><p><b>　　略</b></p><p>　　3）、局部通風(fēng)機(jī)選型：</p><p><b>　　略</b></p>&l

21、t;p>　　第二章、風(fēng)量計(jì)算及風(fēng)量分配</p><p><b>　　一、礦井需風(fēng)量計(jì)算</b></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

22、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)條件和開采條件計(jì)算出噸煤瓦斯涌出量，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)

23、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。本設(shè)計(jì)礦井屬高瓦斯礦井

24、。</p><p>　　(1)、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>　　式中：Qc——回采工作面實(shí)際需要風(fēng)量，m3/s；</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

25、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）。通常機(jī)采工作面取KCH4=1.2～1.6；炮采工作面取KCH4=1.4～2.0；水采工作面取KCH4=2.0～3.0。本設(shè)計(jì)為機(jī)采綜放采煤，取KCH4=1.4。</p><p>　　=1006.451.4/60=15 m3/s

26、。</p><p>　　(2)、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>　　表5-3 采煤工作面風(fēng)速</p><p><b>　?。╩3/s）</b></p><p>　　式中：Vc——采煤工作面風(fēng)速，m/s；</p><p>　　Sc——采煤工作面的平均斷面積，m2。

27、</p><p>　　=1.38.1=10.53 m3/s</p><p>　　(3)、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><b>　　（m3/s）</b></p><p>　　式中：N——采煤工作面同時(shí)工作人數(shù)，本設(shè)計(jì)為90人。<

28、;/p><p><b>　　m3/s</b></p><p>　　根據(jù)上述計(jì)算并取其中最大值即回采工作面實(shí)際需要風(fēng)量為15（m3/s）</p><p>　　(4)、按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算：</p><p><b>　?。╩3/s）</b></p><p>　　式中：S——工作面平均斷面積

29、，m2。此處為8.1 m2。</p><p>　　所以，采煤工作面最小風(fēng)量為0.258.1=2.025 m3/s；</p><p>　　采煤工作面最大風(fēng)量為 48.1=32.4 m3/s。</p><p>　　由于15 m3/s介于2.025 m3/s和32.4 m3/s之間，故回采工作面實(shí)際需要風(fēng)量為15 m3/s。</p><p>　　(

30、5)、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%。所以備用工作面風(fēng)量取15×50%=7.5 m3/s 。</p><p>　　2、掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量</p><p>　　掘進(jìn)工作面的需風(fēng)量可利用第一章計(jì)算結(jié)果，即為12.5 m3/s。</p><p>　　3、硐室實(shí)際需要風(fēng)量</p>

31、<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>　　式中：Q火——火藥庫(kù)實(shí)際需要風(fēng)量，按每小時(shí)4次換氣量計(jì)算，即Q火=4V/60=0.07V (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

32、小型火藥庫(kù)供風(fēng)60～100m3/min；這里取80 m3/min即1.333 m3/s。</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；這里取150 m3/min即2.5 m3/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

33、，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>　　</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)

34、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>　　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)

35、驗(yàn)供給風(fēng)量60～80 m3/min ；這里都取80 m3/min 即1.333 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><b>　　所以</b></p><p>　　=1.333+2.5+1.333+1.333</p><p>　　=6.499 m3/s。<

36、;/p><p><b>　　4、礦井總風(fēng)量</b></p><p>　　礦井總風(fēng)量按下式計(jì)算</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)工作面實(shí)際需要風(fēng)量總和，m3

37、/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，這里取1.2。</p><p><b>　　所

38、以</b></p><p>　　=（15+12.5×2+6.499+7.5）×1.2</p><p>　　=64.8 m3/s</p><p>　　礦井總漏風(fēng)量為54×0.2=10.8 m3/s；平均每處漏風(fēng)量為10.8/6=1.8m3/s 。</p><p>　　二、風(fēng)量分配與風(fēng)速驗(yàn)算</p

39、><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)果可填入表6中。如果某條井巷的風(fēng)速不符合《規(guī)程》規(guī)定，則必

40、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>　　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><

41、p>　　表6 巷道風(fēng)速校驗(yàn)表</p><p><b>　　（1）容易時(shí)期</b></p><p><b>　?。?）困難時(shí)期</b></p><p>　　《規(guī)程》規(guī)定的風(fēng)速限定值見表7所示。</p><p><b>　　表7 風(fēng)速限定值</b></p>

42、<p>　　容易時(shí)期通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖 困難時(shí)期通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖</p><p><b>　　風(fēng)量分配</b></p><p><b>　　容易時(shí)期</b></p><p>　　1～2 副井:64.8</p><p>　　2～3 主石門:64.8</p>&l

43、t;p>　　3～4 大巷:64.8</p><p>　　4～5 南五運(yùn)輸上山: 64.8-6.499-1.8×4=51.1</p><p>　　5～6 南五運(yùn)輸上山：51.1-25=26.1</p><p>　　6～7 21051運(yùn)輸巷： 26.1-2×1.8=22.5</p><p>　　7～8 采煤面： 22.

44、5</p><p>　　8～9 21051運(yùn)輸巷：22.5</p><p>　　9～10 回風(fēng)石門64.8</p><p>　　10～11 回風(fēng)井 64.8</p><p><b>　　困難時(shí)期</b></p><p>　　1～2 副井：64.8</p><p>　

45、　2～3 主石門：64.8</p><p>　　3～4 大巷：64.8</p><p>　　4～5南一運(yùn)輸上山：64.8-6.499-1.8×4=51.1</p><p>　　5～6 南一運(yùn)輸上山：51.1-25=26.1</p><p>　　6～7南一運(yùn)輸上山：26.1-1.8×2-7.5=15</p>

46、<p>　　7～8 21011運(yùn)輸平巷：15</p><p>　　8～9采煤面： 15</p><p>　　9～10 21011運(yùn)輸平巷： 15</p><p>　　10～11總回風(fēng)巷：64.8</p><p>　　11～12 回風(fēng)石門：64.8</p><p>　　12～13 回風(fēng)井：64.8</p

47、><p>　　第三章、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

48、作用。</p><p><b>　　一、計(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

49、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(zhǎng)，則只計(jì)算頭15～25a的通風(fēng)容易和困難兩個(gè)時(shí)期的井巷通風(fēng)總阻力。</p><p>　　2、為了

50、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>

51、<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。 </

52、p><p>　　將以上計(jì)算結(jié)果填入表7中。</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)(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：<

53、;/p><p>　　(1)通風(fēng)容易時(shí)期的總阻力h阻易為：</p><p>　　h阻易=1.2∑h摩易</p><p>　　(2)通風(fēng)困難時(shí)期的總阻力h阻難為：</p><p>　　h阻難=1.15∑h摩難</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>

54、　　井巷通風(fēng)總阻力計(jì)算表 </p><p><b>　　</b></p><p>　　第四章、主要通風(fēng)機(jī)選型</p><p><b>　　一、自然風(fēng)壓</b></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

55、、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><b>　　表6-2</b></p><p><b>　　圖6- 1</b></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)

56、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和5-4-3井巷內(nèi)d

57、Z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>　　所以，第一水 ：冬季平自然風(fēng)壓HN=350×9.8×（1.28-1.24）=137.2Pa；夏季自然風(fēng)壓HN=350×9.8×（1.20-1.24）=-137.2Pa。</p><p&

58、gt;　　第二水平：冬季自然風(fēng)壓HN=550×9.8×（1.28-1.24）=215.6Pa；夏季自然風(fēng)壓HN=550×9.8×（1.20-1.24）=-215.6Pa.因此，通風(fēng)困難時(shí)期和通風(fēng)容易時(shí)期的自然風(fēng)壓HN都為HN=215.6Pa。</p><p><b>　　二、選擇主要通風(fēng)機(jī)</b></p><p>　　本礦井為高

59、瓦斯礦井，考慮壓入和抽出通風(fēng)方式的優(yōu)缺點(diǎn)及軸流式通風(fēng)機(jī)和離心式通風(fēng)機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)。</p><p>　　初步選擇軸流式通風(fēng)機(jī)采用抽出通風(fēng)方式通風(fēng)。</p><p>　　1、確定主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量</p><p>　　（1）容易時(shí)期通過主要通風(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><b>　　對(duì)于抽出式：</

60、b></p><p>　　Q扇=(1.05～1.10)Q礦 (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。 此處取1.05；因此</p><p>　　Q扇=1.05×64.8=68.04(m3/s)</p><p>　

61、　（2）困難時(shí)期時(shí)期通過主要通風(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><b>　　對(duì)于抽出式：</b></p><p>　　Q扇=(1.05～1.10)Q礦 (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。

62、 此處取1.05</p><p>　　Q扇=1.05×64.8=68.04 (m3/s)</p><p>　　2、確定主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓

63、 </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 </p><p>　　困難時(shí)期 h扇難＝h阻難十hd十HN </p><p><b>　　式中：<

64、;/b></p><p>　　hd——通風(fēng)機(jī)裝置阻力，Pa。此處取149pa</p><p><b>　　所以 </b></p><p>　　容易時(shí)期 h扇易＝h阻易十hd一HN=1611.14＋149－215.6=1544.54Pa</p><p>　　困難時(shí)期 h扇難＝h阻難十hd十HN=1

65、572＋149＋215.6=1937.41 pa</p><p>　　觀察BDNo-22通風(fēng)機(jī)特性曲線圖可知，其可滿足要求,在其風(fēng)量坐標(biāo)68.04 m3/s處做Q軸垂線，在風(fēng)壓坐標(biāo)1544.54Pa，1937.41Pa點(diǎn)分別做Q軸平行線，分別Q軸垂線于A. B兩點(diǎn)，由圖可見，此兩個(gè)工況點(diǎn)均在合理工作范圍內(nèi)，故選BDNo-22通風(fēng)機(jī)。</p><p>　　3、求通風(fēng)機(jī)的實(shí)際工況點(diǎn)</p

66、><p>　　計(jì)算通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)阻</p><p>　　R易= h扇易/ Q扇2</p><p>　　R難= h扇難/ Q扇2</p><p><b>　　即：</b></p><p>　　R易=1544.54/68.042=0.3336 Ns2/m8</p><p>　　R難

67、=1937.41/68.042=0.4185 Ns2/m8</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)A/和B/即為容易時(shí)期和困難時(shí)期風(fēng)機(jī)實(shí)際工況點(diǎn)。由圖可見，容易時(shí)期風(fēng)量為72 m3/s，風(fēng)壓為1580Pa，效率為0.76；困難時(shí)期風(fēng)量為75 m3/s，風(fēng)壓為2060Pa，效率為0.79。容易時(shí)期應(yīng)在安裝角θ=21。的情況工作，困難時(shí)期應(yīng)在安裝角θ=27。的

68、情況下工作。</p><p><b>　　（三）選擇電動(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>　　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>

69、<p>　　所以:N扇入易=(72×1580) ÷(1000×0.76)=149.68(kw)</p><p>　　N扇入難=(75×2060)÷(1000×0.79)=195.57(kw)</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

70、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>　　( kW ) </p><p>　　式中：η轉(zhuǎn) ——傳動(dòng)效率，直接傳動(dòng)時(shí)，η轉(zhuǎn) =1 ；<

71、;/p><p><b>　　( kW )</b></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，此處取1.10；</p><p>　　η電——電動(dòng)機(jī)效率，一般取0.9～0.95，此處取0.93。</p><p>　　因149.68＞195

72、.57×0.6=117.34，</p><p>　　所以 N電出=195.57÷1=195.57</p><p>　　N電入=(1.1×195.57) ÷0.93=231.32（kw）</p><p>　　查《電動(dòng)機(jī)技術(shù)手冊(cè)》合適的電動(dòng)機(jī)為：Y355M2－2 功率250kw 轉(zhuǎn)數(shù)2981r/min 效率94.5

73、 功率因數(shù)0.9。</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>　　式中：E——主要通風(fēng)機(jī)年耗電量，元/t；</p>

74、<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；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>　　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

75、.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 If=(231.32×365×24)÷(0.9×1×0.8×0.95)=2962519.3。 </p&g

76、t;<p>　　Ia——礦井局部通風(fēng)機(jī)與輔助通風(fēng)機(jī)年耗電量（因局部通風(fēng)機(jī)未設(shè)計(jì)，為了計(jì)算，這里取60kw）</p><p>　　ηe·——局部通風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)效率，取0.95；</p><p>　　Ia=（60×365×24）÷（0.95×1×0.8×0.95）=727977.8</p><

77、p>　　E=｛0.6×（2962519.3＋727977.8）｝÷900000=2.46（元/t）</p><p>　　2、礦井等積孔、總風(fēng)阻</p><p>　　R礦易=h阻易/Q2扇</p><p>　　R礦難=h阻難/Q2扇</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/m

78、8</p><p>　　R礦易=1544.54÷68.042=0.3336 Ns2/m8</p><p>　　R礦難=1937.41÷68.042=0.4185 Ns2/m8</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>　　A礦易=1.19/0.33361/2=