礦井通風(fēng)課程設(shè)計(jì)---400萬噸新井通風(fēng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征</p><p><b>　　1.1礦區(qū)概述</b></p><p>　　本區(qū)交通便利，鐵路、公路及水路運(yùn)輸均很發(fā)達(dá)。鐵路有兗（州）新（鄉(xiāng)）鐵路通過濟(jì)寧市，向東32km至兗州站，與京滬線相接；向西在菏澤東站與京九線相接，在新鄉(xiāng)與京廣線相接軌。通往日照港的兗（州）石（臼所）鐵路全長316km。礦井以孫氏店斷層為界；西以3上

2、煤的-1000m等高線垂切至各煤層為界；北以3910000緯線與濟(jì)寧二號(hào)煤礦相毗鄰；南以3900000緯線與王樓煤礦分界；東南以16上煤-350m等高線、C16-1和 C15-2號(hào)孔連線與泗河煤礦分界。井內(nèi)的氣象參數(shù)按表1.1列的平均值選取。</p><p>　　表1.1 空氣平均密度一覽表</p><p><b>　　1.2井田地質(zhì)特征</b></p>

3、<p>　　井田的傾向方向最大長度為7.95km，最小長度為5.35km，平均長度為7.51km。井田的走向方向的最大長度為7.7km，最小長度為0.98km，平均長度為7.60km，水平面積為57.08平方公里。</p><p><b>　　1.3煤層特征</b></p><p>　　本礦井可采煤層有3下煤層，其煤層平均厚度為6.5m，具體參見圖1 綜合

4、地質(zhì)柱狀圖。根據(jù)精查地質(zhì)報(bào)告的瓦斯地質(zhì)資料，礦井瓦斯相對(duì)涌出量為0.251～0.67m3/t，絕對(duì)涌出量為2.81～6.807m3/min，礦井CO2相對(duì)涌出量為0.42～1.48m3/t，絕對(duì)涌出量為6.91～11.447m3/min，本礦井屬于低瓦斯礦井。</p><p>　　勘探時(shí)期測(cè)試資料，各煤層的火焰長度均大于380mm，撲滅火焰的巖粉量35～90%，原煤可燃基揮發(fā)份平均值都大于37%，根據(jù)揮發(fā)份（Vd

5、af）和固定碳計(jì)算的煤塵爆炸指數(shù)，山西組煤38.21%，太原組煤44.26%。各煤層均有煤塵爆炸危險(xiǎn)性。</p><p>　　3上、12下煤為（Ⅰ～Ⅳ）極易自燃～不自燃煤層；3下煤為（Ⅱ～Ⅳ）易自燃～不自燃煤層；6、17煤為（Ⅲ～Ⅳ）易自然發(fā)火～不自然發(fā)火煤層；10下煤（Ⅲ）為不易自燃煤層；15上、16上煤層為（Ⅱ～Ⅳ）易自然發(fā)火～不易自燃煤層。故本井田各煤層均有自然發(fā)火傾向，為保證生產(chǎn)安全，按Ⅱ級(jí)自然發(fā)火煤層進(jìn)

6、行防范。</p><p><b>　　2 井田開拓</b></p><p>　　2.1井田境界與儲(chǔ)量</p><p>　　礦井地質(zhì)資源量：3下煤490.84（Mt），礦井工業(yè)儲(chǔ)量481.02（Mt）， 礦井可采儲(chǔ)量342.94（Mt），本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為400萬t/年。工業(yè)廣場的尺寸為800m×500m的長方形，工業(yè)廣場的煤柱量為1

7、232(萬t)。</p><p>　　2.2 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限</p><p>　　本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力按年工作日330天計(jì)算，“三八制”，每天三班作業(yè)，兩班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備，每班工作8小時(shí)，凈提升時(shí)間為16小時(shí)。本礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為400萬噸/年,礦井服務(wù)年限為61.24年。</p><p>　　圖2.1 綜合地質(zhì)柱狀圖</p>&

8、lt;p><b>　　2.3 井田開拓</b></p><p>　　工業(yè)場地的位置選擇在主、副、風(fēng)井井口附近，即井田中部偏東。</p><p>　　井田主采煤層為3下煤層，設(shè)計(jì)中只針對(duì)3下煤層。3號(hào)煤層傾角平緩，為0～6°，平均4°，為近水平煤層，故設(shè)計(jì)為單水平開采。水平標(biāo)高-520m，帶區(qū)式開采。</p><p>　

9、　礦井共有三個(gè)井筒，分別為主立井、副立井、回風(fēng)立井。主井井筒位于礦井工業(yè)場地，圓形斷面，凈直徑Φ= 7.5 m，凈斷面面積44.18 m2，擔(dān)負(fù)全礦井的煤炭提升任務(wù)。副立井位于礦井工業(yè)場地，擔(dān)負(fù)全礦井的人員、材料、設(shè)備和矸石的提升任務(wù)，為礦井的主要進(jìn)風(fēng)井。進(jìn)風(fēng)立井位于礦井工業(yè)場地，井筒凈直徑Φ= 6.5m，擔(dān)負(fù)全礦井回風(fēng)風(fēng)量，內(nèi)設(shè)玻璃鋼梯子間作為安全出口。</p><p>　　輔助運(yùn)輸大巷和主運(yùn)輸大巷基本沿3下煤

10、層底板布置，與3下煤層底板相距20m，局部半煤巖及巖巷，巷道坡度隨煤層而起伏，一般2°～5°，輔助運(yùn)輸大巷局部8°，主運(yùn)輸大巷上倉段局部10°。主運(yùn)輸大巷鋪設(shè)混凝土底板，厚度220mm，輔助運(yùn)輸大巷鋪設(shè)混凝土底板，厚度220mm。</p><p>　　大巷沿煤層傾向布置，沿東西方向，均貫穿井田，大巷為兩巖一煤；輔助運(yùn)輸大巷和主運(yùn)輸大巷布置在巖層中，局部半煤巖及煤巷，均沿底板

11、掘進(jìn)，回風(fēng)大巷在煤層中，沿煤層頂板掘進(jìn)，局部半煤巖及巖巷。</p><p>　　3巷道布置與采煤方法</p><p>　　3.1 帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)</p><p>　　設(shè)計(jì)首采帶區(qū)（東七帶區(qū)）位于井田北翼，井底車場北部。</p><p>　　首采帶區(qū)東七帶區(qū)位于井底車場北側(cè)，帶區(qū)內(nèi)劃分四個(gè)區(qū)段，區(qū)段平均長1858 m，寬266m，工作面

12、長245m，兩條斜巷均為4.5m寬，3m高，加上煤柱，區(qū)段寬為264m。首采工作面可推進(jìn)長度1848m。工作面布置兩條斜巷：西側(cè)布置一條斜巷，兼做進(jìn)風(fēng)、行人巷；東側(cè)布置一條斜巷，并布置皮帶，做為運(yùn)輸、行人巷，兼做回風(fēng)巷。斜巷斷面均為4.5m寬，3m高；兩個(gè)工作面之間的煤柱留設(shè)10m的保護(hù)煤柱。</p><p>　　首采帶區(qū)為東七帶區(qū)，前期依次采東三、東一、東五、東九、東十一帶區(qū)，后期依次采西六、西十二、西十八、西

13、二、西四、西八、西十、西十四、西十六帶區(qū)。帶區(qū)內(nèi)區(qū)段煤柱留設(shè)10m，故各區(qū)段之間依次開采，首采工作面為3下701工作面，然后依次開采下一個(gè)區(qū)段。煤柱不回收。</p><p><b>　　3.2 采煤方法</b></p><p>　　主采煤層選用綜采開采工藝，傾斜長壁全部垮落一次采全高的采煤方法。工作面的推進(jìn)方向確定為后退式。根據(jù)工作面的關(guān)鍵參數(shù)選用配套設(shè)備：液壓支架Z

14、FS6200/18/35、 SL300（AC）電牽引采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)SGZ1000/1050、 SZZ-1000/375型轉(zhuǎn)載機(jī)、PCM110型破碎機(jī)、SSJ1000/2×160型帶式輸送機(jī)。采煤機(jī)截深0.8m，其工作方式為雙向割煤，追機(jī)作業(yè)，工作面端頭進(jìn)刀方式。工作面用先移架后推溜的及時(shí)支護(hù)方式。</p><p><b>　　3.3回采巷道布置</b></p>&

15、lt;p>　　工作面回采巷道布置方式為一進(jìn)一回。每個(gè)工作面布置兩條斜巷，工作面西側(cè)布置一條斜巷，做為輔助運(yùn)輸、進(jìn)風(fēng)、行人巷；東側(cè)布置一條斜巷，并布置膠帶，作為運(yùn)輸、行人巷兼做回風(fēng)巷，采用綜掘機(jī)掘進(jìn)割煤，錨桿機(jī)進(jìn)行支護(hù)的機(jī)械化掘進(jìn)方式。斜巷斷面均為4.5m寬，3m高。</p><p>　　3.4部分井巷特征參數(shù)</p><p>　　表3.1部分井巷特征參數(shù) </p>

16、<p>　?。ㄆ渌飬?shù)自行設(shè)計(jì)、計(jì)算或在相關(guān)圖紙上提?。?lt;/p><p>　　4 礦井通風(fēng)系統(tǒng)擬定</p><p>　　4.1通風(fēng)系統(tǒng)擬定原則和要求</p><p>　　1）通風(fēng)系統(tǒng)擬定原則</p><p>　　擬定礦井通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)嚴(yán)格遵循安全可靠、投產(chǎn)較早、出煤較多，通風(fēng)基建費(fèi)用和經(jīng)營費(fèi)用之總和最低以及便于管理。</p

17、><p>　　礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)合理：集中進(jìn)回風(fēng)線路要短，通風(fēng)總阻力要小，多階段同時(shí)作業(yè)時(shí)，主要人行運(yùn)輸巷道和工作點(diǎn)上的污風(fēng)不串聯(lián)。</p><p>　　(1) 內(nèi)外部漏風(fēng)少。</p><p>　　(2) 通風(fēng)構(gòu)筑物和風(fēng)流調(diào)節(jié)設(shè)施及輔助通風(fēng)機(jī)要少。</p><p>　　(3) 充分利用一切可用的通風(fēng)井巷，使專用通風(fēng)井巷工程量最少。</p>

18、;<p>　　(4) 通風(fēng)動(dòng)力消耗少，通風(fēng)費(fèi)用低。</p><p>　　2）通風(fēng)系統(tǒng)擬定基本要求</p><p>　　（1）每個(gè)礦井和階段水平之間都必須有2個(gè)安全出口。</p><p>　?。?）進(jìn)風(fēng)井巷與采掘工作面的進(jìn)風(fēng)流的粉塵濃度不得大于0.5mg/m3。</p><p>　?。?）新設(shè)計(jì)的箕斗井和混合井禁止作進(jìn)風(fēng)井，已作進(jìn)

19、風(fēng)井的箕斗井和混合井必須采取凈化措施，使進(jìn)風(fēng)流的含塵量符合上述要求。</p><p>　?。?）主要回風(fēng)井巷不得作人行道，井口進(jìn)風(fēng)不得受礦塵和有毒有害氣體污染，井口排風(fēng)不得造成公害。</p><p>　　（5）礦井有效風(fēng)量率應(yīng)在60%以上。</p><p>　?。?）采場、二次破碎巷道和電耙道，應(yīng)利用貫穿風(fēng)流通風(fēng)，電耙司機(jī)應(yīng)位于風(fēng)流的上風(fēng)側(cè)，有污風(fēng)串聯(lián)時(shí)，應(yīng)禁止人員

20、作業(yè)。</p><p>　?。?）井下硐室和炸藥庫，必須設(shè)有獨(dú)立的回風(fēng)道。</p><p>　?。?）主要通風(fēng)機(jī)一般應(yīng)設(shè)反風(fēng)裝置，要求10min內(nèi)實(shí)現(xiàn)反風(fēng)。</p><p>　　4.2礦井通風(fēng)方式的選擇</p><p>　　1）選擇通風(fēng)方案的因素</p><p>　　選擇通風(fēng)方式應(yīng)根據(jù)礦井的實(shí)際情況，結(jié)合各種通風(fēng)方式的

21、特點(diǎn)及使用條件，并考慮以下兩種因素：</p><p>　　(1) 自然因素：煤層賦存條件、埋藏深度、沖擊層深度、瓦斯等級(jí)。</p><p>　　(2) 經(jīng)濟(jì)因素：井巷工程量、通風(fēng)運(yùn)行費(fèi)用、設(shè)備裝備費(fèi)用。</p><p><b>　　2) 礦井通風(fēng)方案</b></p><p>　　一般情況下，礦井主要有五種通風(fēng)類型（圖中主

22、扇工作方法暫且按抽出式）：中央并列式（圖4.1）、中央分列式（圖4.2）、兩翼對(duì)角式（圖4.3）、分區(qū)對(duì)角式（圖4.4）和混合式通風(fēng)。但一般來說新建礦井多在前4種方式中選擇?；旌鲜绞乔皫追N方式的綜合，多在老井的改建、擴(kuò)建時(shí)使用。故我們只對(duì)前4種通風(fēng)方式作一個(gè)粗略的比較，見表2-1所示。</p><p><b>　　方案一：中央并列式</b></p><p>　　圖4.

23、1 中央并列式通風(fēng)方式</p><p><b>　　方案二：中央分列式</b></p><p>　　圖4.2 中央分列式通風(fēng)方式</p><p><b>　　方案3：兩翼對(duì)角式</b></p><p>　　圖4.3 兩翼對(duì)角式通風(fēng)方式</p><p>　　方案4：采區(qū)式通風(fēng)方

24、式</p><p>　　圖4.4 采區(qū)式通風(fēng)方式</p><p><b>　　3）通風(fēng)方式的選擇</b></p><p>　　各種通風(fēng)方式的特點(diǎn)、優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件進(jìn)行對(duì)比，見表4.1。</p><p>　　表4.1 各種通風(fēng)方式對(duì)比</p><p>　　4.3 礦井通風(fēng)方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較</p

25、><p><b>　　1)技術(shù)比較</b></p><p>　　由于該礦為低瓦斯礦井,煤層有煤塵爆炸危險(xiǎn)性、自然發(fā)火傾向,通過初步的技術(shù)比較,方案一和方案二比方案三和方案四有更明顯的優(yōu)勢(shì)。</p><p><b>　　2）經(jīng)濟(jì)比較</b></p><p>　　方案一和方案三兩通風(fēng)方案的經(jīng)濟(jì)主要從巷道開拓

26、工程量、費(fèi)用及巷道維護(hù)費(fèi)用、通風(fēng)設(shè)施購置費(fèi)用和通風(fēng)電費(fèi)等方面考慮，巷道開拓及維護(hù)費(fèi)用只比較兩個(gè)方案中不同或多出的部分，相同部分不作比較。</p><p>　　井巷掘進(jìn)費(fèi)用比較4.2</p><p>　　表4.2井巷掘進(jìn)費(fèi)用比較表</p><p>　　井巷維護(hù)費(fèi)用比較4.3</p><p>　　表4.3 井巷維護(hù)費(fèi)用比較</p>

27、<p>　　通風(fēng)設(shè)施購置費(fèi)用比較4.4</p><p>　　表4.4通風(fēng)設(shè)施購置費(fèi)用比較</p><p>　　通風(fēng)總費(fèi)用比較4.5</p><p>　　表4.5通風(fēng)總費(fèi)用比較</p><p>　　從上表中可以看出，中央并列式在經(jīng)濟(jì)上要優(yōu)于兩翼對(duì)角式。</p><p>　　綜合技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面的比較，總體上中央

28、并列式通風(fēng)方式優(yōu)于兩翼對(duì)角式通風(fēng)方式，故本礦井采用中央并列式通風(fēng)系統(tǒng)。</p><p>　　4.4礦井主要通風(fēng)機(jī)工作方法</p><p>　　空氣之所以能在礦井巷道中流動(dòng)，是因?yàn)榉至鞯氖寄c(diǎn)間存在能量差，若這種能量差有通風(fēng)機(jī)提供，則稱為機(jī)械通風(fēng)；若是由礦井自然條件產(chǎn)生的，則稱為自然通風(fēng)。但自然風(fēng)壓一般較小且隨季節(jié)變化，難以滿足礦井通風(fēng)的要求，因此《煤礦安全規(guī)程》第一百二十一條規(guī)定：礦井必須

29、采用機(jī)械通風(fēng)。</p><p>　　按通風(fēng)機(jī)的工作方式將礦井通風(fēng)系統(tǒng)分為壓入式、抽出式、抽壓混合式3類，其使用條件和優(yōu)缺點(diǎn)分析見表4.6。</p><p>　　表4.6 通風(fēng)方式比較</p><p>　　根據(jù)精查地質(zhì)報(bào)告的瓦斯地質(zhì)資料，礦井瓦斯相對(duì)涌出量為0.251～0.67m3/t，絕對(duì)涌出量為2.81～6.807m3/min，屬于低瓦斯礦井；又根據(jù)鑒定結(jié)果，井田

30、各煤層均有自然發(fā)火傾向，各煤層均有煤塵爆炸危險(xiǎn)性，而通風(fēng)機(jī)的壓入式工作方式有漏風(fēng)量少和通風(fēng)管理簡單，不存在過渡到下水平時(shí)期通風(fēng)系統(tǒng)和風(fēng)量變化的困難等優(yōu)點(diǎn)，所以選擇通風(fēng)機(jī)的工作方式為抽出式。</p><p><b>　　5 帶區(qū)通風(fēng)</b></p><p>　　帶區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)是礦井的基本組成部分，它包括帶區(qū)進(jìn)回風(fēng)和工作面進(jìn)回風(fēng)巷道的布置方式，帶區(qū)通風(fēng)路線的連接方式以及采區(qū)

31、通風(fēng)設(shè)備的和通風(fēng)構(gòu)筑物的設(shè)置等基本內(nèi)容。它主要取決于帶區(qū)巷道布置和采煤方法，同時(shí)要滿足通風(fēng)的特殊要求。在通風(fēng)系統(tǒng)中，要能保證采區(qū)風(fēng)流的穩(wěn)定性，盡量避免角聯(lián)風(fēng)路，盡量減少采區(qū)漏風(fēng)量，并有利于采空區(qū)瓦斯的合理排放及防止采空區(qū)浮煤自燃，新鮮風(fēng)流在風(fēng)路上被加熱和污染的程度小，回采工作面和掘進(jìn)工作面都應(yīng)該獨(dú)立通風(fēng)。帶區(qū)布置獨(dú)立的回風(fēng)道，實(shí)行分帶通風(fēng)。帶區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)既要保證質(zhì)量，安全可靠，又要經(jīng)濟(jì)合理。帶區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的合理與否不僅影響采區(qū)內(nèi)的風(fēng)量分配，

32、發(fā)生事故時(shí)的風(fēng)流控制，工作面的安全生產(chǎn)，而且影響到全礦的通風(fēng)質(zhì)量和安全狀況。</p><p>　　5.1帶區(qū)通風(fēng)的要求</p><p><b>　　帶區(qū)通風(fēng)總要求：</b></p><p>　　能夠有效地控制帶區(qū)內(nèi)風(fēng)流方向、風(fēng)又大小于風(fēng)質(zhì)。</p><p><b>　　漏風(fēng)少</b></p&g

33、t;<p><b>　　風(fēng)流的穩(wěn)定性高</b></p><p>　　有利于排放瓦斯，防止煤層自燃與防塵</p><p><b>　　有較好的氣候條件</b></p><p><b>　　安全技術(shù)與經(jīng)濟(jì)合理</b></p><p>　　5.2帶區(qū)進(jìn)、回風(fēng)上山的通風(fēng)系

34、統(tǒng)</p><p><b>　　兩種通風(fēng)方式比較</b></p><p>　　工作面運(yùn)料斜巷進(jìn)風(fēng)，新鮮風(fēng)流不受煤炭釋放的瓦斯、煤塵污染及放熱影響，運(yùn)料斜巷的絞車房易于通風(fēng)。</p><p>　　工作面運(yùn)輸斜巷進(jìn)風(fēng)，由于風(fēng)流方向與運(yùn)煤方向相反，易于引起煤塵飛揚(yáng)，運(yùn)輸煤炭釋放大量瓦斯，可使進(jìn)風(fēng)流的煤塵和瓦斯?jié)舛仍龃螅绊懝ぷ髅娴陌踩l(wèi)生條件；輸送機(jī)

35、設(shè)備所散發(fā)的熱量，使風(fēng)流溫度增高。此外須在運(yùn)料斜巷的下部車場內(nèi)安設(shè)風(fēng)門，此外運(yùn)輸?shù)V車來往頻繁，需要加強(qiáng)管理，防止風(fēng)流短路。</p><p>　　該礦井各煤層均有煤塵爆炸危險(xiǎn)，各煤層均屬均自燃發(fā)火煤層，為安全起見，按II級(jí)自然發(fā)火煤層進(jìn)行防范。所以有煤層爆炸與煤層自燃的安全隱患。因此在該礦井的設(shè)計(jì)中選擇采用工作面運(yùn)料斜巷進(jìn)風(fēng)。</p><p>　　5.3 回采工作面通風(fēng)方式選擇</p&

36、gt;<p>　　采煤工作面通風(fēng)系統(tǒng)要求</p><p>　　每個(gè)帶區(qū)必須有單獨(dú)的回風(fēng)道，實(shí)行分區(qū)通風(fēng)，回采面與掘進(jìn)面都必須采用獨(dú)立的通風(fēng)，不能串聯(lián)。</p><p>　　煤層傾角大于12度時(shí)，不能有采用下行風(fēng)</p><p>　　工作面盡量避免位于角并聯(lián)分支上，要保證工作面風(fēng)向穩(wěn)定</p><p>　　工作面的風(fēng)速不得低于1m

37、/s</p><p>　　工作面的回風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛炔坏贸^1%</p><p>　　必須保證通風(fēng)設(shè)施（楓橋、風(fēng)門、風(fēng)筒）的質(zhì)量規(guī)定</p><p>　　保證風(fēng)量按需分配，盡量使通風(fēng)阻力小，風(fēng)流流暢</p><p>　　機(jī)電動(dòng)硐室必須在進(jìn)風(fēng)流中</p><p>　　采空區(qū)必須及時(shí)的封閉</p><p

38、>　　1）長壁采煤工作面的通風(fēng)方式</p><p>　　工作面的通風(fēng)方式視瓦斯涌出量、開采工作條件和開采技術(shù)而異，按工作面進(jìn)回風(fēng)巷的數(shù)量和位置，可分為U形、Y形、E形、W形、Z形等通風(fēng)方式，其中U形應(yīng)用最為普遍。</p><p>　　表5.1 回風(fēng)工作面主要通風(fēng)系統(tǒng)比較</p><p>　　“U”型通風(fēng)系統(tǒng)布置方便，通風(fēng)簡單，工作面可采用后退式回采。上、下順槽

39、在煤體中維護(hù)，漏風(fēng)量小，風(fēng)流流動(dòng)為上行方向，上、下順槽布置于煤體中，漏風(fēng)量小；瓦斯自然流動(dòng)方向和風(fēng)流方向一致，有利于較快降低工作面瓦斯?jié)舛?。開掘井巷費(fèi)用低，同時(shí)結(jié)合煤層的儲(chǔ)存形式，本設(shè)計(jì)在回采工作面應(yīng)用“U”型通風(fēng)系統(tǒng)。</p><p><b>　　6掘進(jìn)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　開掘井巷時(shí)，為了稀釋和排除自煤（巖）體涌出的有害氣體、爆破產(chǎn)生的炮煙和礦

40、塵以及保持良好的氣候條件，必須利用其他動(dòng)力對(duì)掘進(jìn)工作面進(jìn)行不間斷的通風(fēng)，該礦井設(shè)計(jì)達(dá)產(chǎn)時(shí)，配備兩個(gè)掘進(jìn)頭。</p><p>　　6.1掘進(jìn)通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則</p><p>　?。?）礦井和采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)為掘進(jìn)通風(fēng)創(chuàng)造條件。</p><p>　　（2）掘進(jìn)通風(fēng)系統(tǒng)要安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)。</p><p>　?。?）盡量采用先進(jìn)技術(shù)

41、先進(jìn)的低噪、高效型局部通風(fēng)機(jī)。</p><p>　?。?）壓入式通風(fēng)宜采用柔性風(fēng)筒，抽出式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>　　6.2掘進(jìn)通風(fēng)方法選擇</p><p>　　向獨(dú)頭掘進(jìn)巷道進(jìn)行通風(fēng)的

42、方法按照動(dòng)力形式不同，可分為局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)、礦井全壓通風(fēng)和引射器通風(fēng)。由掘進(jìn)通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，采用局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)的掘進(jìn)通風(fēng)方式。</p><p>　　局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)方式利用局部風(fēng)機(jī)做動(dòng)力，通過風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)的方法，是目前掘進(jìn)通風(fēng)的主要的辦法。局部通風(fēng)機(jī)的常用通風(fēng)方式有壓入式、抽出式和壓抽混合式。局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)的三種通風(fēng)方式布置方式、優(yōu)缺點(diǎn)見下表6.1。</p><p>　　表6.1 掘進(jìn)頭通風(fēng)

43、方式及其優(yōu)缺點(diǎn)</p><p>　　本礦井因是帶區(qū)布置，較三條大巷的巖巷掘進(jìn)量，區(qū)段巷道的煤巷掘進(jìn)量大，因此掘進(jìn)通風(fēng)主要煤巷的掘進(jìn)通風(fēng)，對(duì)應(yīng)上述三種掘進(jìn)通風(fēng)方式的優(yōu)缺點(diǎn)及使用條件，我們選定壓入式局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)方式。</p><p>　　6.3掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量計(jì)算</p><p>　　每個(gè)獨(dú)立通風(fēng)的掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量，應(yīng)按照瓦斯或者二氧化碳涌出量、炸藥用量、局部

44、風(fēng)機(jī)實(shí)際吸風(fēng)量、風(fēng)速和人數(shù)等規(guī)定要求分別進(jìn)行計(jì)算，并取其中最大值。</p><p>　　1）按壓入式通風(fēng)方式通風(fēng)時(shí)</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中：—采用壓入式通風(fēng)時(shí)，稀釋、排出掘進(jìn)巷道炮煙所需風(fēng)量，；</p><p>　　A—為同時(shí)爆破的炸藥量，；最大為6.5；</p&g

45、t;<p>　　S—掘進(jìn)巷道的凈斷面積，；13.50；</p><p>　　L—從工作面至炮煙濃度稀釋至安全濃度的距離，可用下式計(jì)算</p><p><b>　　，則，</b></p><p>　　t—掘進(jìn)巷道的通風(fēng)時(shí)間，一般取20-30，這里取20。</p><p>　　2）按瓦斯涌出量計(jì)算</p&

46、gt;<p>　　根據(jù)《礦井安全規(guī)程》規(guī)定，按工作面回風(fēng)風(fēng)流中沼氣的濃度不得超過1%的要求計(jì)算，即：</p><p><b>　　（6-2）</b></p><p>　　式中： —掘進(jìn)工作面實(shí)際需風(fēng)量，；</p><p>　　—該掘進(jìn)工作面瓦斯的平均絕對(duì)涌出量，5 ；</p><p>　　—該掘進(jìn)工作面的瓦

47、斯涌出不均衡的風(fēng)量系數(shù)，一般取 1.5~2.0，取2；</p><p>　　—礦井瓦斯抽放率，為80%。</p><p><b>　　工作面需風(fēng)量：</b></p><p><b>　　3）按人數(shù)計(jì)算</b></p><p>　　按每人每分鐘所需風(fēng)量和掘進(jìn)工作面的最多人數(shù)計(jì)算工作面所需風(fēng)量計(jì)算：&l

48、t;/p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　式中：4—每人每分鐘供給4 的規(guī)定風(fēng)量，；</p><p>　　N—該掘進(jìn)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，取30人。</p><p>　　故連采機(jī)掘進(jìn)工作面風(fēng)量：</p><p><b>　　4）按炸藥量計(jì)算</b>

49、</p><p>　　巖石大巷的掘進(jìn)一般采用炮掘，所以風(fēng)量計(jì)算要按照炸藥量計(jì)算：</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　式中：25—使用一千克炸藥的供風(fēng)量，；</p><p>　　A—該掘進(jìn)工作面一次爆破所使用的最大炸藥量，取6.5。</p><p>　　由以上四種方

50、法計(jì)算的掘進(jìn)巷道所需風(fēng)量最大值為：</p><p><b>　　5）按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算</b></p><p>　?。?）按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定煤巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量滿足：</p><p>　　式中：S為煤巷掘進(jìn)巷道斷面積，13.50；</p><p>　　由風(fēng)速驗(yàn)算可知，不符合風(fēng)速要求。</p><p&g

51、t;　　根據(jù)配風(fēng)經(jīng)驗(yàn)取250。</p><p>　?。?）按照《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定巖巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量滿足：</p><p>　　式中：S為巖巷掘進(jìn)巷道斷面積，15.70；</p><p>　　按照以上方法1、3、4可以計(jì)算出巖巷掘進(jìn)最大需風(fēng)量162.5，滿足風(fēng)速驗(yàn)算要求。</p><p>　　對(duì)于巖巷掘進(jìn)根據(jù)配風(fēng)經(jīng)驗(yàn)取162.5，經(jīng)風(fēng)速驗(yàn)算

52、符合要求。</p><p>　　6.4掘進(jìn)通風(fēng)設(shè)備選型</p><p>　　1）風(fēng)筒選擇的原則：</p><p>　　選用風(fēng)筒要與局部通風(fēng)機(jī)選型一并考慮。原則是：</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) 風(fēng)筒直徑主要取決于送風(fēng)量及送

53、風(fēng)距離。</p><p><b>　　2）風(fēng)筒的選擇</b></p><p>　　因我們選擇的是壓入式通風(fēng)，所以我們選擇的是柔性風(fēng)筒，掘進(jìn)通風(fēng)的柔性風(fēng)筒有帆布、膠布、人造革等，柔性風(fēng)筒重量輕，易于儲(chǔ)運(yùn)和搬運(yùn)，連接和懸吊比較方便，膠布和人造革風(fēng)筒防水性能好，且膠布風(fēng)筒造價(jià)比較低，因此原則膠皮風(fēng)筒，其具體參數(shù)見表6.2。</p><p>　　表6.

54、2 膠皮風(fēng)筒參數(shù)</p><p><b>　　(1) 風(fēng)筒風(fēng)阻</b></p><p>　　風(fēng)筒的風(fēng)阻包括摩擦風(fēng)阻和局部風(fēng)阻，由其百米風(fēng)阻值得風(fēng)筒風(fēng)阻為：</p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　—風(fēng)筒長度，取；</b></p>&

55、lt;p><b>　　—風(fēng)筒百米風(fēng)阻，取</b></p><p><b>　　則： </b></p><p>　　(2) 風(fēng)筒的漏風(fēng)率</p><p>　　柔性風(fēng)筒的漏風(fēng)風(fēng)量備用系數(shù)值可用下式計(jì)算：</p><p><b>　?。?-5）</b></p>&

56、lt;p>　　式中：—柔性風(fēng)筒的漏風(fēng)風(fēng)量備用系數(shù)；</p><p>　　—局部通風(fēng)機(jī)的供風(fēng)量，；</p><p>　　—風(fēng)筒末端的風(fēng)量，；</p><p>　　—風(fēng)筒100m長度的漏風(fēng)率，取0.5%，百米漏風(fēng)率可以從表6.3中查??；</p><p><b>　　—風(fēng)筒總長度，m。</b></p>&l

57、t;p>　　表6.3 柔性風(fēng)筒百米漏風(fēng)率</p><p><b>　　則：</b></p><p><b>　　3）局部通風(fēng)機(jī)選型</b></p><p>　?。?）局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量</p><p><b>　　（6-6）</b></p><p&g

58、t;　　式中：—風(fēng)筒的漏風(fēng)風(fēng)量備用系數(shù)，根據(jù)上面計(jì)算為；</p><p>　　—掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量，；</p><p>　　則局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量為：。</p><p>　?。?）局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)壓</p><p>　　壓入式局部通風(fēng)機(jī)工作全風(fēng)壓為：</p><p><b>　?。?-7）</b>&

59、lt;/p><p>　　式中：—局部通風(fēng)機(jī)工作全風(fēng)壓，；</p><p>　　—風(fēng)筒總風(fēng)阻，根據(jù)上面計(jì)算??；</p><p>　　—局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量，根據(jù)上面計(jì)算為；</p><p>　　—掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量，根據(jù)上面計(jì)算為</p><p><b>　　—空氣密度，</b></p>&

60、lt;p><b>　　—風(fēng)筒直徑，。</b></p><p>　　則局部通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)壓為：</p><p><b>　　局部通風(fēng)機(jī)的選型</b></p><p>　　局部通風(fēng)機(jī)的工作阻力：</p><p><b>　　1</b></p><p>

61、　　局部通風(fēng)機(jī)分為軸流式和離心式兩種，軸流式通風(fēng)機(jī)具有體積小，便于安裝和串聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)，效率高等優(yōu)點(diǎn)。型礦用防爆壓入式對(duì)旋軸流式局部通風(fēng)機(jī)，主要技術(shù)參數(shù)如表6.4所示。</p><p>　　根據(jù)上述計(jì)算所得的局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)量和工作全風(fēng)壓與表6.4可以選擇FBD型No5.6/2×11。</p><p>　　6.5掘進(jìn)通風(fēng)技術(shù)管理和安全措施</p><p>　?。?）

62、保證工作面有足夠的新鮮風(fēng)流</p><p>　?、倬植客L(fēng)機(jī)通風(fēng)時(shí)，無論是工作和交接班都不準(zhǔn)停風(fēng)或減少風(fēng)量</p><p>　?、谔岣哂行эL(fēng)量。應(yīng)減少導(dǎo)風(fēng)設(shè)施的漏風(fēng)，減低導(dǎo)風(fēng)設(shè)施的風(fēng)阻，要采用接頭嚴(yán)密漏風(fēng)小的反邊接頭法，及時(shí)修補(bǔ)風(fēng)筒和堵補(bǔ)風(fēng)筒針眼，選用大直徑風(fēng)筒，提高設(shè)備的安裝質(zhì)量。</p><p>　?。?）保證局部通風(fēng)機(jī)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)</p><

63、p>　?、倬植客L(fēng)機(jī)必須有專人負(fù)責(zé)管理，局部通風(fēng)機(jī)和啟動(dòng)裝置必須裝在進(jìn)風(fēng)道中，距回風(fēng)口不小于10m，局部通風(fēng)機(jī)吸風(fēng)量必須小于全風(fēng)壓供給該處的風(fēng)量，以免發(fā)生循環(huán)風(fēng)。</p><p>　　②防止局部通風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)燒壞，采用QC83-80型磁力啟動(dòng)器。</p><p>　　③局部通風(fēng)機(jī)和機(jī)電設(shè)備須配有延時(shí)風(fēng)電閉鎖裝置。</p><p>　?、馨苍O(shè)瓦斯自動(dòng)檢測(cè)報(bào)警斷電裝

64、置，局部通風(fēng)機(jī)應(yīng)采用雙回路供電，以保證局部通風(fēng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　?。?）局部通風(fēng)機(jī)的管理工作，主要是保證局部通風(fēng)機(jī)安全正常運(yùn)轉(zhuǎn)，減少漏風(fēng)，降低風(fēng)筒阻力，提高工作面的有效風(fēng)量，加強(qiáng)局部通風(fēng)機(jī)管理及檢查。</p><p>　　7 礦井風(fēng)量計(jì)算與分配</p><p>　　7.1 礦井總風(fēng)量的計(jì)算</p><p>　　礦井總風(fēng)量是井下各

65、個(gè)工作地點(diǎn)的有效風(fēng)量和各條風(fēng)路上的漏風(fēng)的總和。本設(shè)計(jì)采用按實(shí)際需要由里往外細(xì)致配風(fēng)的算法。生產(chǎn)礦井總進(jìn)風(fēng)量按以下要求分別計(jì)算，并取其中的最大值。</p><p>　　1) 按井下同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算：</p><p>　　式中：——井下同時(shí)工作的最多人數(shù)，700人；</p><p>　　——礦井通風(fēng)系數(shù)，一般可取1.2～1.25，本設(shè)計(jì)取1.25。</p&g

66、t;<p>　　本礦井井下同時(shí)作業(yè)的最多人數(shù)為700人，則</p><p><b>　?。ǎ?lt;/b></p><p>　　2) 按采煤、掘進(jìn)、硐室及其他地點(diǎn)實(shí)際需要風(fēng)量的總和計(jì)算：</p><p>　　首先計(jì)算出各用風(fēng)地點(diǎn)的風(fēng)量，再乘以一定的系數(shù)，得出總風(fēng)量。即：</p><p>　　式中：——回采工作面所

67、需風(fēng)量之和，；</p><p>　　——掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量之和，；</p><p>　　——備用工作面所需風(fēng)量之和，；</p><p>　　——獨(dú)立通風(fēng)硐室所需風(fēng)量之和，</p><p>　　——其他巷道所需風(fēng)量之和，</p><p>　　——礦井通風(fēng)系數(shù)，抽出式礦井取1.2～1.25，本設(shè)計(jì)取1.2。</p&g

68、t;<p>　?。?）回采工作面的需風(fēng)量</p><p>　　回采工作面用風(fēng)量應(yīng)按瓦斯、二氧化碳涌出量和爆破后有害氣體產(chǎn)生量以及工作面氣溫、風(fēng)速和人數(shù)等規(guī)定分別計(jì)算，然后取其中的最大值。</p><p>　　①按瓦斯涌出量計(jì)算：</p><p>　　根據(jù)《規(guī)程》規(guī)定，按采煤工作面回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛炔怀^1%的要求計(jì)算，公式如下：</p>&

69、lt;p>　　式中：——第個(gè)回采工作面需風(fēng)量，；</p><p>　　——回采工作面回風(fēng)流中的平均瓦斯絕對(duì)涌出量，4.8</p><p>　　——瓦斯涌出不均衡系數(shù)，通常，機(jī)采工作面可取1.2～1.6，本設(shè)計(jì)取1.5；</p><p>　?、诎垂ぷ髅鏈囟冗x擇適宜的風(fēng)速計(jì)算</p><p>　　采煤工作面應(yīng)有良好的氣候條件，其進(jìn)風(fēng)流氣溫和

70、風(fēng)速應(yīng)符合表7.1的要求，由煤礦《規(guī)程》規(guī)定，井下采掘工作面的氣溫須不高于26。則取該礦工作面氣溫為24。采煤工作面風(fēng)速取。</p><p>　　表7.1 采煤工作面溫度與對(duì)應(yīng)風(fēng)速調(diào)整系數(shù)Kap</p><p>　　回采工作面實(shí)際需風(fēng)量按下式計(jì)算：</p><p><b>　　，</b></p><p>　　式中：——第

71、個(gè)回采工作面風(fēng)速，；</p><p>　　——第個(gè)采煤工作面的平均斷面積，為16.8。</p><p><b>　　（）</b></p><p>　?、郯垂ぷ髅嫱瑫r(shí)作業(yè)人數(shù)就算：</p><p><b>　　，</b></p><p>　　式中：——采煤工作面同時(shí)工作的最多人

72、數(shù)，綜采工作面一般為40人；</p><p>　　4——沒人最少需要的風(fēng)量，</p><p><b>　?。ǎ?lt;/b></p><p>　　綜上所述，回采工作面的需風(fēng)量取最大值為1814.4</p><p><b>　　④按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算：</b></p><p>　　按最低風(fēng)

73、速驗(yàn)算，各個(gè)采煤工作面的最低風(fēng)量（）：</p><p><b>　　，</b></p><p>　　按最高風(fēng)速驗(yàn)算，各個(gè)采煤工作面的最低風(fēng)量（）：</p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　則綜采工作面： </b></p><p&g

74、t;<b>　　按最低風(fēng)速驗(yàn)算：</b></p><p><b>　　按最高風(fēng)速驗(yàn)算：</b></p><p>　　可見回采工作面的需風(fēng)量取為滿足要求，礦井只有一個(gè)綜采工作面，則</p><p>　?。?）掘進(jìn)工作面的需風(fēng)量</p><p>　　本設(shè)計(jì)采區(qū)達(dá)產(chǎn)時(shí)，配備4個(gè)煤巷掘進(jìn)頭，其中2個(gè)煤巷掘進(jìn)

75、。2個(gè)巖巷掘進(jìn)頭，一條主運(yùn)輸大巷，一條輔助運(yùn)輸大巷。由前面計(jì)算可知煤巷掘進(jìn)單位需風(fēng)量為277.5，巖巷掘進(jìn)單位需風(fēng)量為162.5。</p><p><b>　　則</b></p><p>　　（3）備用工作面所需風(fēng)量</p><p>　　備用工作面的需風(fēng)量通常取與之產(chǎn)量相同的回采面風(fēng)量的一半。當(dāng)采區(qū)風(fēng)量不富裕時(shí)也可按工作面不積聚瓦斯為原則配風(fēng)，

76、但工作面風(fēng)速不應(yīng)小于15。本設(shè)計(jì)礦井采用第一種，即為與之產(chǎn)量相同的回采面風(fēng)量的一半：</p><p>　　而礦井設(shè)一個(gè)備用工作面，則</p><p>　?。?）各硐室的需風(fēng)量</p><p><b>　?、倩鹚帋欤?lt;/b></p><p><b>　?、诮g車房：</b></p><

77、;p>　?、圩冸娝褐醒?；采區(qū)</p><p><b>　　④充電硐室：</b></p><p><b>　?、輽C(jī)電泵房：</b></p><p>　?。?）其他巷道所需風(fēng)量之和</p><p>　　其他巷道需風(fēng)量主要指對(duì)行人斜巷和維護(hù)巷道的實(shí)際配風(fēng)量，按經(jīng)驗(yàn)取回采面、掘進(jìn)頭、硐室風(fēng)量之和的5

78、%，即</p><p><b>　?。?）的確定</b></p><p>　　是礦井漏風(fēng)系數(shù)是反映井下通風(fēng)構(gòu)筑物及通風(fēng)管理水平的一個(gè)綜合性指標(biāo)，當(dāng)?shù)V井產(chǎn)量時(shí)，取小值；在時(shí)，取大值。本礦井采用中央并列式通風(fēng)，礦井產(chǎn)量400萬噸，由表7.2可以查。</p><p>　　表7.2 礦井通風(fēng)系數(shù)表</p><p>　　綜上所述，

79、按采煤、掘進(jìn)、硐室及其他地點(diǎn)實(shí)際需要風(fēng)量的總和計(jì)算得礦井所需風(fēng)量總和為：</p><p>　　7.2 礦井風(fēng)量分配</p><p><b>　　1) 分配原則</b></p><p>　?、俑饔蔑L(fēng)地點(diǎn)風(fēng)量按前述分配。</p><p>　?、趯?duì)于掘進(jìn)工作面風(fēng)量，一般根據(jù)巷道斷面的大小，送風(fēng)距離，煤巖巷三個(gè)因素并按所選拒不通

80、風(fēng)機(jī)性能供風(fēng)。</p><p>　?、劬禄鹚帋?，變電所，絞車房應(yīng)單獨(dú)供風(fēng)。</p><p>　?、芊峙涞娘L(fēng)量，各巷道的瓦斯和有害氣體的濃度，應(yīng)根據(jù)《規(guī)程》要求，不得超過規(guī)定限度。</p><p><b>　　2) 分配方法</b></p><p>　　①根據(jù)礦井總風(fēng)量按采區(qū)布置分配的用風(fēng)量。</p>&l

81、t;p>　?、趶目傦L(fēng)量中減去，余下的風(fēng)量與漏風(fēng)量按采區(qū)的產(chǎn)量比例進(jìn)行分配。此部分風(fēng)量可作為采區(qū)內(nèi)增加新的用風(fēng)地點(diǎn)或采區(qū)接替所需要保留的人行巷和維護(hù)巷道用風(fēng)。</p><p>　　3) 具體風(fēng)量分配（見表7.3）</p><p>　　表7.3 風(fēng)量分配表</p><p><b>　　7.3風(fēng)速驗(yàn)算</b></p><p&

82、gt;　　根據(jù)每條巷道的分風(fēng)量和巷道的斷面積，求出每條巷道內(nèi)的實(shí)際風(fēng)速，然后與規(guī)程規(guī)程規(guī)定的各類巷道的最大和最下允許風(fēng)速進(jìn)行比較，如果不超限，說明所取風(fēng)量滿足要求。各種巷道的事宜風(fēng)速表7.4和7.5所示。</p><p>　　表7.4 巷道適宜風(fēng)速</p><p>　　表7.5 其他各類巷道適宜風(fēng)速</p><p>　　各巷道的實(shí)際風(fēng)速見礦井井巷風(fēng)速計(jì)算表（表7.4

83、），與巷道適宜風(fēng)速進(jìn)行比較，如表7.6，在其范圍內(nèi)，故風(fēng)速符合要求。</p><p>　　表7.6 巷道風(fēng)速驗(yàn)算結(jié)果</p><p>　　8 礦井通風(fēng)阻力計(jì)算</p><p>　　礦井通風(fēng)阻力的大小是選擇通風(fēng)設(shè)備的主要依據(jù),所以,在選擇礦井主要通風(fēng)機(jī)之前,必須首先計(jì)算通風(fēng)阻力。</p><p>　　按照經(jīng)過巷道時(shí)產(chǎn)生阻力的方式不同，可分摩擦阻

84、力和局部阻力。摩擦阻力一般占通風(fēng)阻力的90%左右，它是礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)選擇主要通風(fēng)機(jī)的主要參數(shù)。</p><p>　　主要通風(fēng)機(jī)的選擇，工作風(fēng)壓要滿足最大的阻力，因此先確定容易、困難時(shí)期的最大阻力路線。</p><p>　　8.1 通風(fēng)阻力的計(jì)算原則</p><p>　?、俚V井通風(fēng)的總阻力不應(yīng)超過2940Pa。</p><p>　?、诘V井井巷的局

85、部阻力，新建礦井（包括擴(kuò)建礦井獨(dú)立的擴(kuò)建區(qū)）宜按井巷摩擦阻力的10%計(jì)算，擴(kuò)建礦井則宜按井巷摩擦阻力的15%計(jì)算。</p><p>　　③礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中較多的并聯(lián)系統(tǒng)，計(jì)算阻力時(shí)，應(yīng)以其中阻力最大的路線作為依據(jù)。</p><p>　?、軕?yīng)計(jì)算出困難時(shí)期的最大阻力和容易時(shí)期的最小阻力，使所選用的風(fēng)機(jī)既能滿足困難時(shí)期的通風(fēng)需要，又能在通風(fēng)容易時(shí)工況合理。</p><p>

86、;　　8.2 通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期的確定</p><p>　　所謂礦井通風(fēng)容易時(shí)期和通風(fēng)困難時(shí)期是指在一臺(tái)主要通風(fēng)的服務(wù)年限內(nèi)(15～30年),礦井阻力最小的時(shí)期(通常在達(dá)產(chǎn)初期)和最大的時(shí)期(通常在生產(chǎn)后期)，我們這里選擇25年作為計(jì)算服務(wù)年限。</p><p>　　本礦井采用中央并列式通風(fēng)方式通風(fēng)，在開拓時(shí)期從煤田中央沿煤層走向開掘二條巖石大巷，因?yàn)榫镏杏袃蓷l大斷層，一天為在井田中

87、央南北方向，一條為東南方向，所以在以斷層劃分帶區(qū)。共劃分為15份個(gè)帶區(qū)。首采帶區(qū)為東七帶區(qū)，前期依次采東三、東一、東五、東九、東十一帶區(qū)，后期依次采西六、西十二、西十八、西二、西四、西八、西十、西十四、西十六帶區(qū)。帶區(qū)內(nèi)區(qū)段煤柱留。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，通風(fēng)容易時(shí)期為開采首采區(qū)東七帶區(qū)，最困難時(shí)期為開采東九帶區(qū)，同時(shí)掘進(jìn)東十一帶去。</p><p>　　(1) 通風(fēng)容易時(shí)期路線：</p><p>

88、　　副井——井底車場——輔助運(yùn)輸大巷——石門——東七帶區(qū)輔助運(yùn)輸巷——3下701工作面——輔助進(jìn)風(fēng)斜巷——3下701工作面——3下701工作面膠帶回風(fēng)斜巷——東七帶區(qū)集中回風(fēng)巷——北一回風(fēng)大巷——大巷回風(fēng)石門——回風(fēng)井。</p><p>　　（2——4——6——7——8——10——9——11——12——13——3）</p><p>　　對(duì)應(yīng)容易時(shí)期的通風(fēng)系統(tǒng)立體示意圖（圖8.1）和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)

89、圖（圖8.2）</p><p>　　圖8.1 通風(fēng)容易時(shí)期通風(fēng)系統(tǒng)立體</p><p>　　1——主井 2——副井 3——回風(fēng)井 4——井底車場 5——火藥房6——北一輔助運(yùn)輸巷石門</p><p>　　7——東七帶區(qū)集中輔運(yùn)巷8——3701工作面輔助進(jìn)風(fēng)斜巷9——3701工作面膠帶回風(fēng)斜巷10——3701 工作面11——東七帶區(qū)集中回風(fēng)巷12——回風(fēng)斜巷13——回

90、風(fēng)石門14——絞車房15——北一主運(yùn)巷16——北一輔助運(yùn)輸巷17——北一回風(fēng)大巷18——3703工作面輔助進(jìn)風(fēng)斜巷19——3703工作面膠帶回風(fēng)斜巷</p><p>　　圖8.2 通風(fēng)容易時(shí)期通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖</p><p>　　（2）通風(fēng)困難時(shí)期路線：</p><p>　　副井——井底車場——二水平軌道石門——二水平軌道大巷——二水平材料車場——二水平帶區(qū)進(jìn)風(fēng)煤門——二

91、水平帶區(qū)運(yùn)料平巷——二水平分帶軌道斜巷——工作面——二水平分帶運(yùn)輸斜巷——二水平帶區(qū)運(yùn)輸平巷——二水平回風(fēng)石門——西回風(fēng)井。</p><p>　　（2——9——29——33——37——38——32——39——40——41——31——42——28）</p><p>　　對(duì)應(yīng)困難時(shí)期的通風(fēng)系統(tǒng)立體示意圖（圖8.3）和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖（圖8.4）。</p><p>　　圖8.3

92、 通風(fēng)困難時(shí)期通風(fēng)系統(tǒng)立體圖</p><p>　　1——主井 2——副井 3——回風(fēng)井 4——井底車場 5——火藥房6——北一輔助運(yùn)輸大巷7——二水平回風(fēng)石門 8、9——二水平帶區(qū)運(yùn)料平巷 10——二水平分帶軌道斜巷 11——二水平分帶工作面 12——二水平分帶運(yùn)輸斜巷 13、14——二水平帶區(qū)運(yùn)輸平巷15——二水平回風(fēng)斜巷 16——絞車房17——二水平煤巷掘進(jìn)頭18——二水平材料</p><

93、p>　　圖8.4 通風(fēng)困難時(shí)期通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖</p><p>　　8.3 礦井通風(fēng)阻力計(jì)算</p><p>　　礦井通風(fēng)阻力包括摩擦阻力和局部阻力。摩擦阻力是風(fēng)流與井巷周壁摩擦以及空氣分子間的擾動(dòng)和摩擦而產(chǎn)生的阻力，由此阻力引起的風(fēng)壓損失是摩擦阻力損失。摩擦阻力按下式計(jì)算：</p><p>　　式中：——井巷摩擦阻力系數(shù)，；</p><p>

94、;<b>　　——井巷長度，；</b></p><p>　　——井巷凈斷面周變長，</p><p>　　——通過井巷的風(fēng)量，；</p><p><b>　　——井巷凈斷面，。</b></p><p>　　各井巷的摩擦阻力計(jì)算結(jié)果見表8.1、表8.2。</p><p>　　表8

95、.1 礦井通風(fēng)容易時(shí)期井巷通風(fēng)阻力計(jì)算表</p><p>　　表8.2 礦井通風(fēng)困難時(shí)期井巷通風(fēng)阻力計(jì)算表</p><p>　　8.4 礦井通風(fēng)總阻力</p><p>　　沿著通風(fēng)容易和困難時(shí)期的風(fēng)流路線，依次計(jì)算各段路線的摩擦阻力，然后找出通風(fēng)阻力最大路線，得到容易和困難時(shí)期的總摩擦阻力和，再加上局部阻力，因初建礦井局部阻力取擦阻力的10%，擴(kuò)建礦井取總摩擦阻力的

96、15%，得到兩個(gè)時(shí)期的礦井總阻力和。</p><p>　　通風(fēng)容易時(shí)期總阻力：</p><p>　　通風(fēng)困難時(shí)期總阻力：</p><p><b>　　礦井等積孔：</b></p><p>　　式中：——礦井風(fēng)量，；</p><p>　　——礦井通風(fēng)阻力，Pa。</p><p&g

97、t;　　礦井通風(fēng)總風(fēng)阻用下式計(jì)算：</p><p>　　式中：——礦井通風(fēng)容易、困難時(shí)期總風(fēng)阻，；</p><p>　　——通風(fēng)容易、困難時(shí)期總風(fēng)量，；</p><p>　　——通風(fēng)容易、困難時(shí)期的總阻力，。</p><p>　　礦井通風(fēng)阻力是選擇主要通風(fēng)機(jī)的重要因素，計(jì)算出通風(fēng)阻力的大小，就能確定所需通風(fēng)壓力的大小，并以此作為選擇通風(fēng)設(shè)備的

98、依據(jù)。</p><p>　　可用下表判斷礦井通風(fēng)的難易程度：</p><p>　　表8.3 礦井通風(fēng)難易程度評(píng)價(jià)</p><p><b>　　則通過計(jì)算可知：</b></p><p>　　(1) 礦井總阻力：</p><p>　　通風(fēng)容易時(shí)期總阻力：</p><p>　　通

99、風(fēng)困難時(shí)期總阻力：</p><p><b>　　(2) 礦井等積孔</b></p><p><b>　　通風(fēng)容易時(shí)期：</b></p><p><b>　　通風(fēng)困難時(shí)期：</b></p><p><b>　　(3) 礦井總風(fēng)阻</b></p>

100、<p><b>　　通風(fēng)容易時(shí)期：</b></p><p><b>　　通風(fēng)困難時(shí)期：</b></p><p>　　由表8.3，可知本礦通風(fēng)容易時(shí)期、通風(fēng)困難時(shí)期均為通風(fēng)容易礦井。</p><p>　　9 礦井通風(fēng)設(shè)備選型</p><p>　　9.1礦井通風(fēng)設(shè)備選型要求</p>

101、;<p>　　礦井通風(fēng)設(shè)備選型的任務(wù)是根據(jù)通風(fēng)設(shè)計(jì)參數(shù)，在已有的風(fēng)機(jī)系列產(chǎn)品中選擇適合風(fēng)機(jī)型號(hào)、轉(zhuǎn)速和與之匹配的電機(jī)。所選的風(fēng)機(jī)必須具有安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)良好等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)《煤礦工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》等技術(shù)文件的有關(guān)規(guī)定，進(jìn)行通風(fēng)機(jī)設(shè)備選型時(shí)，應(yīng)符合下列要求：</p><p>　?、亠L(fēng)機(jī)的服務(wù)年限盡量滿足第一水平通風(fēng)要求，并適當(dāng)照顧第二水平通風(fēng)；在風(fēng)機(jī)的服務(wù)年限內(nèi)其工況點(diǎn)應(yīng)在合理的工作范圍之

102、內(nèi)。</p><p>　　②當(dāng)風(fēng)機(jī)服務(wù)年限內(nèi)通風(fēng)阻力變化較大時(shí)，可考慮分期選擇電機(jī)，但初裝電機(jī)的使用年限不小于5年。</p><p>　?、埏L(fēng)機(jī)的通風(fēng)能力應(yīng)留用一定富余量。在最大設(shè)計(jì)風(fēng)量時(shí)，軸流式風(fēng)機(jī)的葉片安裝角一般比允許的最大值小5。風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不大于額定值的90%。</p><p>　?、芸紤]風(fēng)量調(diào)節(jié)時(shí)，應(yīng)盡量避免使用風(fēng)硐閘門調(diào)節(jié)。</p><

103、p>　　⑤正常情況下，主風(fēng)機(jī)不采用聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p><b>　　9.2礦井自然風(fēng)壓</b></p><p>　　礦井進(jìn)、回風(fēng)井空氣柱的容重差以及高度差和其他自然因素所形成的壓力成為自然風(fēng)壓，它對(duì)礦井的主要通風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生一定的影響，因此設(shè)計(jì)中考慮了自然風(fēng)壓的影響。</p><p>　　自然風(fēng)壓用下式計(jì)算：</p>

104、<p><b>　　式中：</b></p><p>　?。旱V井自然風(fēng)壓,Pa；</p><p>　?。旱孛媾c井底車場的標(biāo)高差，m；</p><p>　?。哼M(jìn)風(fēng)井筒與出風(fēng)井筒空氣平均密度差，Kg/m3，見表9.1。</p><p>　　為了簡化計(jì)算，在自然風(fēng)壓計(jì)算中，井下各處的空氣密度均認(rèn)為是進(jìn)風(fēng)井和回風(fēng)井的

105、空氣密度的平均值</p><p>　　表9.1 空氣平均密度一覽表</p><p><b>　　計(jì)算得出：</b></p><p><b>　　通風(fēng)容易時(shí)：</b></p><p><b>　　冬季自然風(fēng)壓為： </b></p><p><b>

106、;　　夏季自然風(fēng)壓為：</b></p><p><b>　　通風(fēng)困難時(shí)：</b></p><p>　　冬季自然風(fēng)壓為： </p><p><b>　　夏季自然風(fēng)壓為： </b></p><p>　　可見，冬季自然風(fēng)壓有利于礦井通風(fēng)，而夏季自然風(fēng)壓阻礙礦井通風(fēng)。</p>&

107、lt;p><b>　　9.3 通風(fēng)機(jī)選擇</b></p><p>　　1）通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)量</p><p>　　由于外部漏風(fēng)（即井口防爆門及主要通風(fēng)機(jī)附近的反風(fēng)門等處的漏風(fēng)），風(fēng)機(jī)風(fēng)量應(yīng)大于礦井風(fēng)量</p><p>　　式中：——主要通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)量，m3/min；</p><p>　　——礦井需風(fēng)量，m3/min

108、；</p><p>　　——漏風(fēng)系數(shù)，風(fēng)井不做提升用時(shí)取1.1。</p><p><b>　　則：</b></p><p><b>　　容易時(shí)期：</b></p><p><b>　　困難時(shí)期： </b></p><p><b>　　2）通風(fēng)機(jī)

109、風(fēng)壓</b></p><p><b>　　a.通風(fēng)容易時(shí)期</b></p><p>　　通風(fēng)容易時(shí)期自然風(fēng)壓與通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓作用相同，通風(fēng)機(jī)有較高功率，故從通風(fēng)系統(tǒng)阻力中減去自然風(fēng)壓。通風(fēng)容易時(shí)期主要通風(fēng)機(jī)靜風(fēng)壓為：</p><p>　　（9.1）

110、</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　hrmin—通風(fēng)容易時(shí)期礦井通風(fēng)總阻力，Pa；</p><p>　　h自然—容易時(shí)期幫助通風(fēng)的自然風(fēng)壓，Pa；</p><p>　　h損失—通風(fēng)機(jī)附屬裝置和擴(kuò)散器出口的風(fēng)壓損失，取100 Pa。</p><p><b>　

111、　b.通風(fēng)困難時(shí)期</b></p><p>　　通風(fēng)困難時(shí)期自然風(fēng)壓與通風(fēng)機(jī)作用反向，故通風(fēng)系統(tǒng)需加上自然風(fēng)壓。主要通風(fēng)機(jī)靜風(fēng)壓：</p><p><b>　?。?.2）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　hrmax—表示通風(fēng)困難時(shí)期礦井通風(fēng)總阻力，

112、Pa；</p><p>　　H自然—表示困難時(shí)期反對(duì)通風(fēng)的自然風(fēng)壓，hn夏＝0 Pa；</p><p>　　h損失—通風(fēng)機(jī)附屬裝置和擴(kuò)散器出口的風(fēng)壓損失，取100Pa。</p><p><b>　　3）通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)阻</b></p><p><b>　　容易時(shí)期： </b></p>&

113、lt;p><b>　　困難時(shí)期： </b></p><p><b>　　4）通風(fēng)機(jī)的選擇</b></p><p>　　在通風(fēng)機(jī)特性曲線圖上繪制通風(fēng)機(jī)的工作曲線,風(fēng)阻曲線與通風(fēng)機(jī)特性曲線的交點(diǎn)即為通風(fēng)機(jī)的實(shí)際工作點(diǎn)。根據(jù)作圖可以得到通風(fēng)機(jī)的各個(gè)參數(shù)，見表9.2。 </p><p>　　表9.2 通風(fēng)機(jī)實(shí)際工作參數(shù)<

114、;/p><p>　　圖9.1 通風(fēng)機(jī)裝置性能曲線</p><p><b>　　9.4 電動(dòng)機(jī)選擇</b></p><p>　　1）電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算</p><p>　　按通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期分別計(jì)算通風(fēng)機(jī)所需輸入功率，：</p><p>　　式中數(shù)據(jù)均按實(shí)際工況點(diǎn)參數(shù)計(jì)算，代入數(shù)據(jù)可得：</p

115、><p>　　2）電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)及種類的確定</p><p>　　當(dāng)時(shí)，可以選一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)功率為：</p><p>　　當(dāng)時(shí)，選兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)功率為：</p><p><b>　　初期：</b></p><p><b>　　后期：</b></p><p&

116、gt;　　式中：——電動(dòng)機(jī)容量備用系數(shù)，取1.1～1.2；</p><p>　　——電動(dòng)機(jī)效率，取0.9～0.94（大型電機(jī)取較高值）；</p><p>　　——傳動(dòng)效率，電動(dòng)機(jī)與通風(fēng)機(jī)直接連接時(shí)取1，皮帶傳動(dòng)時(shí)取0.95。</p><p>　　，故應(yīng)選兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)（容量備用系數(shù)取1.15；電動(dòng)機(jī)效率取0.92；電動(dòng)機(jī)與通風(fēng)機(jī)直接連接，傳動(dòng)效率取1），則電動(dòng)機(jī)功率為：

117、</p><p>　　根據(jù)以上計(jì)算，查閱電動(dòng)機(jī)選型手冊(cè)，確定選用如下表所示電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　表9.3 通風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)選型</p><p>　　9.5 礦井主要通風(fēng)設(shè)備要求</p><p>　?、僦饕L(fēng)機(jī)必須安裝在地面，裝有通風(fēng)機(jī)的井口必須封閉嚴(yán)密，其外部漏風(fēng)率在無提升設(shè)備時(shí)不得超過5%，有提升設(shè)備時(shí)不得超過15%；</p&g

118、t;<p>　?、谥饕L(fēng)機(jī)必須保證經(jīng)常運(yùn)轉(zhuǎn)；</p><p>　　③主要通風(fēng)機(jī)必須裝備兩套同等能力的通風(fēng)機(jī)，其中一套作備用。在建井期間可裝備一套通風(fēng)機(jī)和一部備用電動(dòng)機(jī)。備用通風(fēng)機(jī)或備用電動(dòng)機(jī)和配套通風(fēng)機(jī)，必須能在10min內(nèi)開動(dòng)。</p><p>　　礦井不得采用局部通風(fēng)機(jī)群作為主要通風(fēng)機(jī)用。在特殊條件下，做臨時(shí)使用時(shí)，必須報(bào)主要通風(fēng)機(jī)管理部門，制定措施，報(bào)?。▍^(qū)）煤炭局批

119、準(zhǔn)；</p><p>　?、苎b有主要通風(fēng)機(jī)的出風(fēng)井口，應(yīng)安裝防爆門；</p><p>　?、葜饕L(fēng)機(jī)至少每月由礦井機(jī)電部門檢查一次。改變通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)或風(fēng)葉角度時(shí)，必須報(bào)礦總工程師批準(zhǔn)；</p><p>　?、捱M(jìn)風(fēng)井口必須布置在不受粉塵、灰土、有害和高溫氣體侵入的地方；進(jìn)風(fēng)井筒冬季結(jié)冰，對(duì)工人健康和提升設(shè)施有一定的危害，必須設(shè)暖風(fēng)設(shè)備；</p><

120、p>　?、呋夭晒ぷ髅婧途蜻M(jìn)工作面都應(yīng)獨(dú)立通風(fēng)，特殊情況下串聯(lián)通風(fēng)必須符合《煤礦安全規(guī)程》第117條有關(guān)規(guī)定；</p><p>　　⑧完善礦井通風(fēng)系統(tǒng)，合理分配風(fēng)量，降低并控制負(fù)壓，以減少漏風(fēng)，每個(gè)面回采結(jié)束，要將其兩順槽就近連通并及時(shí)加以密閉，使采空區(qū)處于均壓狀態(tài)。</p><p>　　9.6 通風(fēng)附屬裝置及其安全技術(shù)</p><p><b>　　1

121、） 風(fēng)機(jī)附屬裝置</b></p><p>　　礦井反風(fēng)就是當(dāng)?shù)V井發(fā)生突變的時(shí)候及時(shí)使風(fēng)流反向，控制災(zāi)害和災(zāi)情的發(fā)展的應(yīng)變措施。為了保證主要通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的安全可靠，除通風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)機(jī)體外，仍需設(shè)置一系列附屬裝置，如反風(fēng)裝置、防爆門、風(fēng)硐和擴(kuò)散器等。</p><p><b>　?。?）反風(fēng)裝置</b></p><p>　　反風(fēng)裝置就是使正常風(fēng)

122、流反向的設(shè)施。當(dāng)進(jìn)風(fēng)井附近和井底車場發(fā)生火災(zāi)或瓦斯煤塵爆炸時(shí)，為了避免大量的CO和CO2等有害氣體進(jìn)入采掘空間，危及井下工人的生命安全，則利用反風(fēng)裝置迅速使風(fēng)流逆轉(zhuǎn)。本設(shè)計(jì)選取2K58型軸流風(fēng)機(jī)，這種風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)后的風(fēng)量可以達(dá)到正常時(shí)期風(fēng)量的40%，故不須設(shè)置反風(fēng)裝置進(jìn)行反風(fēng)。</p><p>　　本礦每年進(jìn)行反風(fēng)演習(xí)一次，每季度都要檢查反風(fēng)功能，保證隨時(shí)可用。</p><p><b&g

123、t;　　（2）防爆門</b></p><p>　　為保護(hù)風(fēng)機(jī)，在風(fēng)井井口設(shè)置鐘形防爆門。防爆門放入井口圈的凹內(nèi)，槽中盛水以防漏風(fēng)，深度必須大于防爆門的內(nèi)外壓差。如圖5-2所示</p><p>　　圖 9.2 立井井口防爆蓋示意圖</p><p>　　1-防爆井蓋；2-密封液槽；3-滑輪；4-平衡重錘；5-壓腳；6-風(fēng)硐</p><p

124、><b>　?。?）擴(kuò)散器</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)選用由圓錐形內(nèi)筒和外筒構(gòu)成的環(huán)狀擴(kuò)散器，它可以將風(fēng)機(jī)出口的大部分速壓轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓，以減少風(fēng)機(jī)出風(fēng)口的速壓損失，提高風(fēng)機(jī)的靜壓。如圖9-3所示</p><p>　　圖9.3 軸流式通風(fēng)機(jī)擴(kuò)散器</p><p><b>　?。?）風(fēng)硐</b></p>