通風課程設計

礦井通風 課程設計 學號： 20089217105 姓名：單曉亭 指導老師：何廷山 班級：通風與安全 0801 班 日期： 2010 年 6 月 21 2010 年 7 月 2 目錄 第一章 礦井概況 3 第二章 礦井通風系統(tǒng) 6 第三章 礦井總風量計算與分配 7 第一節(jié) 礦井 礦井需風量計算原 則 7 第二節(jié) 需風量計算方法 8 第三節(jié) 礦井總風量的分配 12 第四章 礦井通風阻力計算 12 第一節(jié) 礦井通風總阻力計算的原則 12 第二節(jié) 礦井通風總阻力計算的方法 13 第三節(jié) 繪制礦井通風網絡圖 25 第五章 選擇礦井通風設備 25 第一節(jié) 選第二節(jié) 主要 通風機的選擇 25 第四節(jié) 第二節(jié) 主要通風機的選擇 26 第五節(jié) 第三節(jié) 選擇電動機 28 第六節(jié) 通風耗電費用概算 29 第七節(jié) 礦井通風系統(tǒng)評述 30 第一章 礦井概況 一、礦井 通風 設計 礦井通風設計是整個礦井設計的主要組成部分，是保證礦井安全生產的重要一環(huán)，礦井通風設計的基本任務是建立一個安全可靠、技術先進、經濟合理的礦井通風系統(tǒng)。 1、礦井設計的主要 依據(jù)：礦區(qū)氣候資料、井田地質地形、煤層瓦斯風化帶垂深、各煤層瓦斯含量、瓦斯壓力及梯度、煤層自然發(fā)火傾向、發(fā)火周期、煤塵爆炸危險性及爆炸指數(shù)、礦井設計生產能力及服務年限、礦井開拓方式及采區(qū)布置、回采順序、開采方法等。 2、礦井通風設計應滿足一下要求： （ 1）、將足夠的新鮮空氣有效的送到井下工作場所，保證生產和創(chuàng)造良好的工作條件。 （ 2）、通風系統(tǒng)簡單、風流穩(wěn)定、易于管理、具有抗災能力。 （ 3）、發(fā)生事故時，風流易于控制 ，人員便于撤出。 （ 4）、有符合規(guī)定的井下安全環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)或檢測措施。 （ 5）、系統(tǒng)的基建投 資省、營運費用低、綜合經濟效益好。 二、礦井基本情況介紹 1、煤層地質概況 該煤層為單一煤層，傾角 25，煤層厚度為 4m，相對瓦斯涌出量為 13m3 t，煤塵具有爆炸危險。 2、井田范圍 井田走向長 7200m，采用雙翼開采，每翼長 3600m，現(xiàn)設計第一水平開采深度為 240m。 3、礦井生產任務 礦井設計年產量為 0.6Mt，屬于中型礦井，礦井第一服務年限為 23a。 4、礦井開拓與開采 該礦井采用豎井主要石門開拓，在底板開圍巖平巷，其開拓系統(tǒng)如圖 1 所示。擬采用兩翼對角式通風，在 7、 8 兩采區(qū)中央上部邊界開回風井，其采區(qū)劃分見圖2.采區(qū)巷道布置見圖 3.全礦井有兩個采區(qū)同時生產，分上、下分層開采，共有 4 個采煤工作面， 1 個備用工作面。為準備采煤有 4 條煤巷掘進，采用 4 臺局部通風機通風，不與采煤工作面串聯(lián)。井下同時工作的最多人數(shù)為 380 人?；夭晒ぷ髅孀疃嗳藬?shù)為 38，溫度 t 20 ,瓦斯絕對涌出量為 3.2m3 /min.掘進工作面最多人數(shù)為 15人，瓦斯絕對涌出量為 1.2m3 /min，放炮落煤，一次爆破最大炸藥量為 2.4kg。有一個大型火藥庫，需要獨立回風。 5、井巷尺寸及其支付情況 區(qū)段 井巷名稱 井巷特征及支護情況 巷長 m 斷面積 m2 12 副井 兩個罐籠，有梯子間，風井直徑 D=5m 240 23 主要運輸石門 三心拱，混凝土碹，壁面抹漿 120 9.5 34 主要運輸石門 三心拱，混凝土碹，壁面抹漿 80 9.5 45 主要運輸巷 三心拱，混凝土碹，壁面抹漿 450 7.0 56 運輸機上山 梯形水泥棚 135 7.0 67 運輸機上山 梯形水泥棚 135 7.0 78 運輸機順槽 梯形木支架 d=22cm， =2 420 4.8 89 聯(lián)絡眼 梯形木支架 d=18cm， =4 30 4.0 910 上分層順槽 梯形木支架 d=22cm， =2 80 4.8 1011 采煤工作面 采高 2m控頂距 24m，單體液壓，機采 110 6.0 1112 上分層順槽 梯形木支架 d=22cm， =2 80 4.8 1213 聯(lián)絡眼 梯形木支架 d=18cm， =4 30 4.0 1314 回風順槽 梯形木支架 d=22cm， =2 420 4.8 1415 回風石門 梯形水泥棚 30 7.5 1516 主要回風道 三心拱，混凝土碹，壁面抹漿 2700 7.5 1617 回風井 混凝土碹（不平滑），風井直徑 D=4m 70 圖 1 開拓系統(tǒng)圖 圖 2 采區(qū)布置圖 圖 3 巷道布置圖 第二章 通風系統(tǒng) 礦井通風系統(tǒng)是礦井進、回風井在井田的布置方式，主要通風機及其工作方法，通風網絡和風流控制設施的總稱。規(guī)程規(guī)定：礦井必須有完整的獨立通風系統(tǒng)，必須按實際風量核定礦產量。 1、礦井采用豎井主要石門開拓，在底板開圍巖平巷即水平運輸大巷，其開拓系統(tǒng)如圖 1 所示。根據(jù)礦井開拓開采設計，采用兩翼對角式通風。礦井主要進風井為主井和副井，位于井田中央附近。在 7、 8 采區(qū)中央上部邊界開回風井，其采區(qū)劃分見圖 2。礦井主要通風機采用抽出式通風。全礦井有兩個采區(qū)同時生產，分上、下層開采其方法為機采，共有 4 個采煤工作面， 1 個備用工作面。為準備采煤有 4條煤巷掘進，采用 4 臺局部通風機通風，不與采煤工作面串聯(lián)，采用放炮落煤的掘進方式。井下火藥庫實行獨立回風。 2、主要工作面及火藥庫通風系統(tǒng) （ 1）、采區(qū)工作 面通風系統(tǒng)：新鮮風流從地面經副井（ 12）進入井下，經井底車場 (2)、主要運輸石門 (23、 34)、主要運輸大巷（ 45）、采區(qū)下部車場（ 5）、運輸上山（ 56、 67）、區(qū)段運輸順槽（ 78）、上層采煤工作面（ 1011）。清洗工作面后，污風經區(qū)段回風平巷（ 1314）、回風石門（ 1415）、主要回風巷道（ 1516）回風井（ 1617）排入大氣。 （ 2）。備用工作面通風系統(tǒng)：新鮮風流從地面經副井（ 12）進入井下，經井底車場 (2)、主要運輸石門 (23、 34)、主要運輸大巷（ 45）、采區(qū)下部車場 （ 5）、運輸上山（ 56、 67）、區(qū)段運輸順槽（ 78）、上層采煤工作面（ 1011）。清洗工作面后，污風經區(qū)段回風平巷（ 1314）、回風石門（ 1415）、主要回風巷道（ 1516）回風井（ 1617）排入大氣。 （ 3）火藥庫通風系統(tǒng)： 新鮮風流從地面經副井（ 12）進入井下，經井底車場 (2)、主要運輸石門 (23)、火藥庫、軌道上山、回風石門（ 1415）、主要回風巷道（ 1516）回風井（ 1617）排入大氣。 （ 4）、掘進工作面通風系統(tǒng)：新鮮風流從地面經副井（ 12）進入井下，經井底車場 (2)、主要運輸石門 (23、 34)、主要運輸大巷（ 45）、采區(qū)下部車場（ 5）、運輸上山（ 56）、掘進工作面。清洗工作面后，污風流入軌道上山、回風石門（ 1415）、主要回風巷道（ 1516）回風井（ 1617）排入大氣 。 3、礦井通風系統(tǒng)示意圖見圖紙 第三章 礦井總風量計算與分配 一、礦井需風量計算原則 礦井需風量應按照“由里往外”的計算原則，由采、掘工作面、硐室和其他用 風地點的實際最大需風量總和，再考慮一定備用風量系數(shù)后，計算出礦井總風量。 (1) 按該用風地點同時工作的做多人數(shù)計算，每人每 分鐘供給風量不得少于 4m3 。 (2) 按該用風地點風流中瓦斯、二氧化碳和其他有害氣體濃度、風速以及溫度等都符合規(guī)程的有關規(guī)定分別計算，取其最大值。 二、礦井需風量計算方法 1、 按井下同時工作的最多人數(shù)計算 Q礦=4NK =4 380 1.10 =1672m3 /min =27.87m3 /s 式中 Q礦 礦井總需風量， m3 /s N 井下同時工作的最多人數(shù)，人 4 每人每分鐘供風標準。 m3 /min K 礦井通風系數(shù)，包括礦井內部漏風和分配不均勻等因素。采用壓入式和中央并列式通風時?？扇?1.20 1.25；采用中央分列式或混合式通風時，可取1.15 1.20；采用對角式或區(qū)域式通風時，可取 1.10 1.15。上述備用系數(shù)在礦井產量 T 0.9Mt/a 時取小值； T 0.90Mt/a 時取大值。綜合上述 K 取 1.10 。 2、按采煤、掘進、硐室等處實際需風量計算 、采煤工作面需風量的計算 (1、按瓦斯（二氧化碳）涌出量計算： Q采=100Q瓦K瓦=100 3.2 1.4 =448m3 /min =7.47m3 /s 式中 Q采 采煤工作面需風量， m3 /s； Q瓦 采煤工作面瓦斯（二氧化碳）絕對涌出量， 3.2m3 /min； K瓦 采煤工作面因瓦斯（二氧化碳）涌出量不均勻的備用系數(shù)，即工作面絕對涌出量的最大值與平均值之比。通常，機采工作面可取 1.2 1.6；炮采工作面可取 1.4 2.0；水采工作面可取 2.0 3.0。綜合上述 K瓦取 1.4。 (2)、按工作面進風流溫度計算 采煤工作面進風流氣溫 t=20對應采煤工作面風速為 1.0m/s。采煤工作面的需風量按下式計算： Q采=60V采S采K采=60 1.0 6 1 =360m3 /min =6m3 /s 式中 V采 采煤工作面適宜風速，為 1.0m/s； S采 采煤工作面平均有效斷面積， m2 ，按最大和最小控頂有效斷面積的平均值計算 ,為 6m2 ； K采 采煤工作面長度風量系數(shù)，由采煤工作面長度決定。采煤工作面長度為110 米，所以工作面長度風量系數(shù)為 1.0； (3)、按工作面同時工作的最多人數(shù)計算 Q采=4n采=4 38 =152m3 /min =2.53m3 /s 式中 4 每人每分鐘應供給的最低風量， m3 /min n采 采煤工作面同時工作的最多人數(shù)； (4)、按風速驗算： 按最低風速驗算各個采煤工作面的最小風量： Q采 60 0.25S采 90m3 /min 1.5m3 /s 按最高風速驗算各個采煤工作面的最大風量： Q采 60 4S采 60 4 6 1440m3 /min 24m3 /s 綜合上述采煤工作面的需風量取 7.47m3 /s。備用工作面需風量取 3.74m3 /s。采煤工作面、備用工作面需風量之和為 采Q=4 7.47 3.74=33.62m3 /s 、掘進工作面需風量計算 煤巷、半煤巖巷和巖巷掘進工作面的需 風量，應按下列因素分別計算，取其最大值。 （ 1）、按瓦斯（二氧化碳）涌出量計算： Q掘=100Q瓦K掘=100 1.2 1.9 =228m3 /min =3.8m3 /s 式中 Q掘 掘進工作面實際需風量， m3 /min Q瓦 掘進工作面平均絕對瓦斯涌出量， m3 /min K掘 掘進工作面因瓦斯涌出量不均勻的備用風量系數(shù)。即掘進工作面最大絕對瓦斯涌出量與平均絕對瓦斯涌出量之比。通常，機掘工作面取 1.5 2.0；炮掘工作面取 1.8 2.0。因為這些工作面為炮掘，所以取 1.9。 （ 2）、按掘進工作面同時工作最多人數(shù)計算： Q掘=4n掘=4 15 =60m3 /min =1m3 /s 式中 n掘 掘進工作面同時工作的最多人數(shù)，人 （ 3）、按炸藥使用量計算： Q掘=25A掘=25 2.4 =60m33 /min =1m3 /s 式中 25 使用 1kg 炸藥的供風量， m3 /min A掘 掘進工作面一次爆破使用的最大炸藥量， kg （ 4）、按局部通風機吸風量計算： Q掘=Q通IK通=150 1 1.3 =195 m3 /min =3.25 m3 /s 式中 Q掘 掘井工作面局部通風機額定風量， m3 /min。（本礦井局部通風機為BKJ66-11No3.6 其額定風量為 150 m3 /min，功率為 2.5kW） I 掘進工作面同時運轉的 局部通風機臺數(shù)，臺； K通 防止局部通風機吸循環(huán)風的風量備用系數(shù)，一般取 1.2 1.3.本礦取1.3。 （ 5）、按風速進行驗算： 因為這些掘進工作面是按煤巷掘進，所以應滿足： 60 0.25 S掘 Q掘 60 4 S掘72 Q掘 1152m3 /min 1.2 Q掘 19.2m3 /s 綜合上述掘進工作面需風量取 3.8m3 /s。掘進工作面需風量之和為 掘Q=3.84=15.2m3 /s。 、硐室需風量 各個獨立通風的硐室供風量，應根據(jù)不同的硐室分別計算。 （ 1）、井下爆炸材 料庫 通常大型火藥庫的供風量為 100 150m3 /min,中小型為 60 100m3 /min。該礦井為大型火藥庫取 120m3 /min 即 2m3 /s。 （ 3）、機電硐室 采區(qū)小型機電硐室的需風量，可按經驗值確定風量。一般為 60 80m3 /min。采區(qū)絞車房可按經驗值 30 80 給定，本礦井取 60m3 /min。大型變電所可按經驗值 60 90m3 /min 給定，小型變電所可按 30 60m3 /min 給定，采區(qū)變電所取 60m3 /min。機電硐事需風量 Q機硐=2 60+2 60m3 /min=240m3 /min 即 4m3 /s 、因為沒有進行瓦斯抽放，所以其他巷道的需風量不考慮。 、礦井總風量計算： 礦井總進風量應按采煤、掘進、獨立通風硐室及其他地點實際需風量的總和計算。 Q礦=（ 采Q+掘Q+硐Q+其他Q） K =(33.62+15.2+2+4) 1.15 =63.05m3 /s 式中 采Q 采煤工作面、備用工作面需風量之和 掘Q 掘進工作面需風量之和 硐Q 獨立通風硐室需風量之和 其他Q 其他用風地點需風量之和 K 礦井通風系數(shù)。采用對角式通風時， K=1.10 1.15，取 K=1.15。 三、礦井總風量的分 配 1、分配原則 礦井總風量確定后，分配到各用風地點的風量，應不得低于其計算的需風量；所有巷道都應分配一定的風量；分配后的風量，應保證井下各處瓦斯及有害氣體濃度、風速等滿足規(guī)程的各項要求。 2、分配的方法 首先按照采區(qū)布置圖，對各采煤、掘進工作面、獨立回風硐室按其需風量配給風量，余下的風量按采區(qū)產量、采掘工作面數(shù)目、洞室數(shù)目等分配到各采區(qū)，再按一定比例分配到其他用風地點，用以維護巷道和保證行人安全。風量分配后，應對 井下各通風巷道的風速進行驗算，使其符合規(guī)程對風速的要求。 (1)、 其具體 方法如下： Q余=Q總-掘Q-硐室Q=63.05-15.2-6 =41.85m3 /s 井下有 4 個采煤工作面， 1個備用工作面，備用工作面的需風量為采煤工作面的一半，所以 Q采=Q余/4.5=9.3m3 /s。 （ 2）、其風量具體分配見通風系統(tǒng)圖 。 第四章 礦井通風總阻力計算 一、 礦井通風總阻力計算的原則 （ 1）、如果礦井服務年限不長 (10 20 年 )，選擇達到設計產量后通風容易和困難兩個時期分別計算其通風阻力；若礦井服務年限較長（ 30 50 年 ） ，只計算前 15 25年通風容易和困難兩個時期的通風阻力。為此，必須先繪出兩個時期的通風網絡圖。 （ 2）、通風容易和困難兩個時期總阻力的計算，應沿著這兩個時期的最大通風阻力風路 ，分別計算各段井巷的通風阻力，然后累加起來，作為這兩個時期的礦井通風總阻力。最大通風阻力風路可根據(jù)風量和巷道參數(shù)（斷面積、長度等 ） 直接判斷確定，不能直接確定的應選幾條可能最大的路線進行計算比較。 （ 3）、礦井通風總阻力不應超過 2940Pa 。 （ 4）、礦井井巷的局部阻力，新建礦井（包括擴建礦井獨立通風的擴建區(qū)）宜按井巷摩擦阻力的 10%計算；擴建礦井宜按井巷摩擦阻力的 15%計算。 二、礦井通風總阻力的計算方法 礦井通風總阻力是指風流由進風井口止，沿一條通路（風流路線）各個分支的摩擦阻力和局部阻力的總和，簡稱礦 井總阻力，用 hm表示。 對于有兩臺或多臺主要通風機工作的礦井，礦井通風阻力應該按每臺主要通風機所服務的系統(tǒng)分別計算。 通風路線的確定： （ 1）、 容易時期的最大風阻風路： 東翼：副井主要運輸石門主要運輸巷運輸機上山運輸機順槽聯(lián)絡眼上分層順槽采煤工作面上分層順槽聯(lián)絡眼回風順槽回風石門主要回風道回風井 對應于礦井通風容易時期通風系統(tǒng)圖用序號表示為 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 西翼：副井主要運輸石門主要運輸巷運輸機上山運輸 機順槽聯(lián)絡眼上分層順槽采煤工作面上分層順槽聯(lián)絡眼回風順槽回風石門主要回風道回風井 對應于礦井通風容易時期通風系統(tǒng)圖用序號表示為 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 （ 2）、 困難時期的最大風阻風路： 東翼：副井主要運輸石門主要運輸巷運輸機上山運輸機順槽聯(lián)絡眼上分層順槽采煤工作面上分層順槽聯(lián)絡眼回風順槽回風石門主要回風道回風井 對應于礦井通風困難時期通風系統(tǒng)圖用序號表示為 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 西翼：副井主要運輸石門主要運輸巷運輸機上山運輸機順槽聯(lián)絡眼上分層順槽采煤工作面上分層順槽聯(lián)絡眼回風順槽回風石門主 要回風道回風井 對應于礦井通風困難時期通風系統(tǒng)圖用序號表示為 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 （ 3）、計算方法： 沿礦井通風容易和困難兩個時期通風阻力最大的風路（入風井口到風硐之前），分別用下式計算各段井巷的摩擦阻力： h摩=3SaLU =Q2 ,Pa 式中： Hf巷道摩擦阻力， Pa. 巷道摩擦阻力系數(shù)， Ns2/m4 L井巷長度， m. Q通過井巷的風量， m3/s U井巷凈斷面周長， m. S井巷凈斷面積， S2 a 值可以從表中查得，或選用相似礦井的實測數(shù)據(jù)。 將各段井巷的摩擦阻力累加后并乘以考慮局部阻力系數(shù)即為兩個時期的井巷通風總阻力。即 h阻難=(1.1 1.15)摩難h,Pa h阻易=(1.1 1.15)摩易h,Pa 其計算表格如下 ： 礦井通風容易時期東翼井巷摩擦阻力計算表 序號 巷道名稱 支護形式 a/Ns2/m4 L/m U/m S/m2 S3/m6 R/Ns2/m8 Q/m3/s Q2/m6/s2 h 摩/Pa v/m/s 1 副井 兩個罐籠，有梯子間，風井 直徑D=5m 0.045 240 15.7 19.6 7529.5 0.022519 63.05 3975.3 89.521 3.217 2 主要運輸石門 三心拱，混凝土碹，壁面抹漿 0.0035 120 11.94 9.5 857.38 0.005847 63.05 3975.3 23.242 6.637 3 主要運輸石門 三心拱，混凝土碹，壁面抹漿 0.0035 80 11.94 9.5 857.38 0.003898 61.05 3727.1 14.527 6.426 4 主要運輸巷 三心拱，混凝土碹，壁面抹漿 0.0035 450 10.4 7 343 0.047732 32.85 1079.12 51.509 4.693 5 運輸機上山 梯形水泥棚 0.014 135 11.23 7 343 0.061891 32.85 1079.12 66.788 4.693 6 運輸機上山 梯形水泥棚 0.014 135 11.23 7 343 0.061891 25.25 637.563 39.459 3.607 7 運輸機順槽 梯形木支架d=22cm，=2 0.012 420 9.152 4.8 110.59 0.417083 13.95 194.603 81.165 2.906 8 聯(lián)絡眼 梯形木支架d=18cm，=4 0.01576 30 8.32 4 64 0.061464 9.3 86.49 5.316 2.325 9 上分層順槽 梯形木支架d=22cm，=2 0.012 80 9.152 4.8 110.59 0.079444 9.3 86.49 6.8712 1.938 10 采煤工作面 采高 2m 控頂距24m ，單體液壓，機采 0.045 110 10 6 216 0.229167 9.3 86.49 19.821 1.55 11 上分層順槽 梯形木支架d=22cm，=2 0.012 80 9.152 4.8 110.59 0.079444 9.3 86.49 6.8712 1.938 12 聯(lián)絡眼 梯形木支架d=18cm，=4 0.01576 30 8.32 4 64 0.061464 9.3 86.49 5.316 2.325 13 回風順槽 梯形木支架d=22cm，=2 0.012 420 9.152 4.8 110.59 0.417083 13.95 194.603 81.165 2.906 24 14 回風石門 梯形水泥棚 0.014 30 11.65 7.5 421.88 0.011596 31.85 1014.42 11.763 4.247 15 主要回風道 三心拱，混凝土碹，壁面抹漿 0.0035 2700 10.78 7.5 421.88 0.241472 32.85 1079.12 260.58 4.38 16 回風井 混凝土碹（不平滑），風井直徑 D=4m 0.00784 70 12.56 12.6 2000.4 0.003446 32.85 1079.12 3.7185 2.607 總阻力 767.63 礦井通風容易時期西翼井巷摩擦阻力計算表 序號 巷道名稱 支護形式 a/Ns2/m4 L/m U/m S/m2 S3/m6 R/Ns2/m8 Q/m3/s Q2/m6/s2 h 摩/Pa v/m/s 1 副井 兩個罐籠，有梯子間，風井直徑D=5m 0.045 240 15.7 19.6 7529.5 0.02252 63.05 3975.303 89.52 3.22 2 主要運輸石門 三心拱，混凝土碹，壁面抹漿 0.0035 120 11.94 9.5 857.38 0.00585 63.05 3975.303 23.24 6.64 3 主要運輸石門 三心拱，混凝土碹，壁面抹漿 0.0035 80 11.94 9.5 857.38 0.0039 61.05 3727.103 14.53 6.43 4 主要運輸巷 三心拱，混凝土碹，壁面抹漿 0.0035 450 10.4 7 343 0.04773 28.2 795.24 37.96 4.03 5 運輸 機上山 梯形水泥棚 0.014 135 11.23 7 343 0.06189 28.2 795.24 49.22 4.03 6 運輸機上山 梯形水泥棚 0.014 135 11.23 7 343 0.06189 20.6 424.36 26.26 2.94 7 運輸機順槽 梯形木支架d=22cm， =2 0.012 420 9.152 4.8 110.59 0.41708 9.3 86.49 36.07 1.94 8 聯(lián)絡眼 梯形木支架d=18cm， =4 0.0158 30 8.32 4 64 0.06146 9.3 86.49 5.316 2.33 9 上分層順槽 梯形木支架d=22cm， =2 0.012 80 9.152 4.8 110.59 0.07944 9.3 86.49 6.871 1.94 10 采煤工作面 采高 2m控頂距24m，單體液壓，機采 0.045 110 10 6 216 0.22917 9.3 86.49 19.82 1.55 11 上分層順槽 梯形木支架d=22cm， =2 0.012 80 9.152 4.8 110.59 0.07944 9.3 86.49 6.871 1.94 12 聯(lián)絡眼 梯形木支架d=18cm， =4 0.0158 30 8.32 4 64 0.06146 9.3 86.49 5.316 2.33 13 回風順槽 梯形木支架d=22cm， =2 0.012 420 9.152 4.8 110.59 0.41708 9.3 86.49 36.07 1.94 14 回風石門 梯形水泥棚 0.014 30 11.65 7.5 421.88 0.0116 29.2 852.64 9.887 3.89 15 主要回風道 三心拱，混凝土碹，壁 面抹漿 0.0035 2700 10.78 7.5 421.88 0.24147 30.2 912.04 220.2 4.03 16 回風井 混凝土碹（不平滑），風井直徑D=4m 0.0078 70 12.56 12.6 2000.4 0.00345 30.2 912.04 3.143 2.4 17 總阻力 590.3 礦井困難時期西翼井巷摩擦阻力計算表 序號 巷道名稱 支護形式 a/Ns2/m4 L/m U/m S/m2 S3/m6 R/Ns2/m8 Q/m3/s Q2/m6/s2 h 摩/Pa v/m/s 1 副井 兩個罐籠，有梯子間，風井直徑D=5m 0.045 240 15.7 19.6 7529.5 0.02252 63.05 3975.303 89.52 3.22 2 主要運輸石門 三心拱，混凝土碹，壁面抹漿 0.0035 120 11.94 9.5 857.38 0.00585 63.05 3975.303 23.24 6.64 3 主要運輸石門 三心拱，混凝土碹，壁面抹漿 0.0035 80 11.94 9.5 857.38 0.0039 61.05 3727.103 14.53 6.43 4 主要運輸巷 三心拱，混凝土碹，壁面抹漿 0.0035 3150 10.4 7 343 0.33413 28.2 795.24 265.7 4.03 5 運輸機上山 梯形水泥棚 0.014 135 11.23 7 343 0.06189 28.2 795.24 49.22 4.03 6 運輸機上山 梯形水泥棚 0.014 135 11.23 7 343 0.06189 20.6 424.36 26.26 2.94 7 運輸機順槽 梯形木支架d=22cm， =2 0.012 420 9.152 4.8 110.59 0.41708 9.3 86.49 36.07 1.94 8 聯(lián)絡眼 梯形木支架d=18cm， =4 0.0158 30 8.32 4 64 0.06146 9.3 86.49 5.316 2.33 9 上分層順槽 梯形木支架d=22cm， =2 0.012 80 9.152 4.8 110.59 0.07944 9.3 86.49 6.871 1.94 10 采煤工作面 采高 2m控頂距24m，單體液壓，機采 0.045 110 10 6 216 0.22917 9.3 86.49 19.82 1.55 11 上分層順槽 梯形木支架d=22cm， =2 0.012 80 9.152 4.8 110.59 0.07944 9.3 86.49 6.871 1.94 12 聯(lián)絡眼 梯形木支架d=18cm， =4 0.0158 30 8.32 4 64 0.06146 9.3 86.49 5.316 2.33 13 回風順槽 梯形木支架d=22cm， =2 0.012 420 9.152 4.8 110.59 0.41708 9.3 86.49 36.07 1.94 14 回風石門 梯形水泥棚 0.014 30 11.65 7.5 421.88 0.0116 27.2 852.64 9.887 3.89 15 主要回風道 三心拱，混凝土碹，壁面抹漿 0.0035 0 10.78 7.5 421.88 0 30.2 912.04 0 4.03 16 回風井 混凝土碹（不平滑），風井直徑D=4m 0.0078 70 12.56 12.6 2000.4 0.00345 30.2 912.04 3.143 2.4 17 總阻力 596.5 礦井通風困難時期東翼井巷摩擦阻力計算 序號 巷道名稱 支護形式 a(Ns2/m4 L/m U/m S/m2 S3/m6 R/Ns2/m8 Q/m3/s Q2/m6/s2 h摩/Pa vm/s 1 副井 兩個罐籠，有梯子間，風井直徑D=5m 0.045 240 15.7 19.6 7530 0.022519 63.05 3975.3 89.52 3.22 2 主要運輸石門 三心拱，混凝土碹，壁面抹漿 0.0035 120 11.94 9.5 857.4 0.005847 63.05 3975.3 23.24 6.64 3 主要運輸石門 三心拱，混凝土碹，壁面抹漿 0.0035 80 11.94 9.5 857.4 0.003898 61.05 3727.1 14.53 6.43 4 主要運輸巷 三心拱，混凝土碹，壁面抹漿 0.0035 3150 10.4 7 343 0.334125 32.85 1079.12 360.6 4.69 5 運輸機上山 梯形水泥棚 0.014 135 11.23 7 343 0.061891 32.85 1079.12 66.79 4.69 6 運輸機上山 梯形水泥棚 0.014 135 11.23 7 343 0.061891 25.25 637.563 39.46 3.61 7 運輸機順槽 梯形木支架d=22cm， =2 0.012 420 9.152 4.8 110.6 0.417083 13.95 194.603 81.17 2.91 8 聯(lián)絡眼 梯形木支架d=18cm， =4 0.01576 30 8.32 4 64 0.061464 9.3 86.49 5.316 2.33 9 上分層順槽 梯形木支架d=22cm， =2 0.012 80 9.152 4.8 110.6 0.079444 9.3 86.49 6.871 1.94 10 采煤工作面 采高 2m控頂距24m，單體液壓，機采 0.045 110 10 6 216 0.229167 9.3 86.49 19.82 1.55 11 上分層順槽 梯形木支架d=22cm， =2 0.012 80 9.152 4.8 110.6 0.079444 9.3 86.49 6.871 1.94 12 聯(lián)絡眼 梯形木 支架d=18cm， =4 0.01576 30 8.32 4 64 0.061464 9.3 86.49 5.316 2.33 13 回風順槽 梯形木支架d=22cm， =2 0.012 420 9.152 4.8 110.6 0.417083 13.95 194.603 81.17 2.91 14 回風石門 梯形水泥棚 0.014 30 11.65 7.5 421.9 0.011596 31.85 1014.42 11.76 4.25 15 主要回風道 三心拱，混凝土碹，壁面抹漿 0.0035 0 10.78 7.5 421.9 0 32.85 1079.12 0 4.38 16 回風井 混凝土碹（不平滑），風井直徑D=4m 0.00784 70 12.56 12.6 2000 0.003446 32.85 1079.12 3.718 2.61 17 總阻力 816.1 等積孔： 礦井通風難易程度分級 礦井通風難易程度 礦井總風阻 Rm/Ns2m -s 等積孔 A/m2 容易 0.355 2 中等 0.355 1.420 1 2 困難 1.420 1 等級孔計算 時期 地區(qū) 風量 m3/s 風壓 Pa 總 風 壓 Pa 等積孔 m2 容易時期 東翼 32.85 882.78 763.55 2.716 西翼 28.2 678.8 困難時期 東翼 32.85 938.52 796.52 2.659 西翼 28.2 686 根據(jù)計算，本礦井兩翼在容易和困難時期，其通風難易程度都在中等以上。 三、礦井通風網絡圖（見附圖） 第五章 選擇礦井通風設備 一、選擇礦井通風設備的基本要求 (1)、礦井每個裝備 主要通風機的風井，均要在地面裝設兩套同等能力的通風設備，其中一套工作，一套備用，交替工作。 （ 2）、選擇的通風設備應能滿足第一個開采水平各個時期的工況變化，并使通風設備長期高效運行。當工況變化較大時，應根據(jù)礦井分期間及節(jié)能情況，分期選擇電動機。 （ 3）、通風機能力應留有一定的余量。軸流式、對旋式通風機在最大設計負壓和 風量時，葉輪葉片的運轉角應逼允許范圍小 5；離心式通風機的選型設計轉速不宜大于允許最高轉速的 90%。 （ 4）、進、出風井井口的高差在 150m 以上，或進、出風井井口標高相同，但井深 400m 以上時， 宜計算礦井的自然風壓。 二、主要通風機的選擇 1、計算通風機的風量 Q1 考慮到外部漏風（即井口防爆門及主要通風機附近的反風門等處的漏風），主要通風機風量可用下式計算： Qf K Q 式中： Qf主扇工作風量； m3/S Q礦井所需風量 m3/S K 漏風系數(shù)。風井無提升任務時取 1.1；箕斗井兼作回風井時取1.15；回風井兼作升降人員時取 1.2.該礦井回風井 無提升任務所以取為 1.1。 容易時期：東翼 Qf 1.10 Q 1.10 32.85 36.135m3/s 西翼 Qf 1.10 Q 1.10 28.2 31.02 m3/s 困難時期：東翼 Qf 1.10 Q 1.10 32.85 36.135 m3/s 西翼 Qf 1.10 Q 1.10 28.2 31.02 m3/s 2、計算通風機的風壓 H通全(或 H通靜) 因為軸流式通風機提供的大多是靜壓曲線，本礦選用軸流式通風機，所以只計算 H通靜。通風機的靜壓和自然風壓都來克服礦井通風總阻力和風硐阻力。 H通靜 H自= h阻+h硐風硐阻力一般不超過 100Pa 200Pa,本礦井取 150Pa。 因為本礦井開采深度在 400m 以內且進回風井高度相差不大 ，所以不用考慮自然風壓。因此對于抽出式通風礦井： 軸流式通風機： 容易時期 H通靜小=h阻易+h硐 東翼： H通靜小=882.78+150 =1032.78 Pa 西翼： H通靜小=678.8+150 =828.8 Pa 困能時期 H通靜大=h阻難+h硐東翼： H通靜大=938.52+150 =1088.52 Pa 西翼： H通靜大=686+150 =836 Pa 3、 計算通風機的工作風阻 因為選擇抽出方式所以用靜壓特性曲線： R通小 H通靜小/Q2f R通大 H通靜大/Q2f 容易時期： 東 R1 H通靜小/Q2f 1032.78/36.1352 0.791 Ns2/m4 西 R2 H通靜小/Q2f 828.8/31.22 0.851 Ns2/m4 困難時期： 東 R3 Hsd max/Q2f 1088.52/36.1352 0.837 Ns2/m4 西 R4 Hsd max/Q2f 836/31.22 0.86Ns2/m4 2)確定通風機的實際工況點在通風機特性曲線圖中做通風機工作風阻 曲線，與風壓曲線的交點即為實際工況點。 風機工況點特性曲線 (見 附 圖 )參數(shù)見表一、表二： 表一 參數(shù) 地點 時期 風機 轉速 葉片安裝角 風量 (m3/s) 風壓 (Pa) 輸入 效率 型號 r/min 理論 實際 理論 實際 功率 (kw) (%) 西翼 困難 BDNo18 740 33 /30 31.02 34.4 836 1017.69 45.72 75 容易 BDNo18 740 33 /30 31.02 34.5 828.8 1012.9 45.7 75 表二 參數(shù) 地點 時期 風機 轉速 葉片安裝角 風量 (m3/s) 風壓 (Pa) 輸入 效率 型號 r/min 理論 實際 理論 實際 功率 (kw) (%) 東翼 困難 BDNo18 600 36 /33 36.135 39 1088.52 1273.1 57.14 79.4 容易 BDNo18 740 36 /33 36.135 39.5 1032.78 1234.16 55.72 79 通風機 個體特性曲線圖（ 見附圖 ） 與兩個時期的礦井阻力曲線圖（見 附圖 ）。 3.選擇通風機 根據(jù)計算的礦井通風容易時期 Q1 、 H通靜?。ɑ?H通靜大）和困難時期 Q1 、 H通靜?。ɑ騂通靜大），在通風機的個體特性圖表上選擇合適的主要通風機。 4.選擇電動機 根據(jù)礦井通風容易和困難時期主要通風機的輸入功率（ P通小和 P通大）計算出電動機的輸出功率 Neo。 東 P通小 H通靜小 Qf/1000 s 1032.78 36.135/(1000 0.75) 49.76 Kw P通大 H通靜大 Qf/1000 s 1088.52 36.135/(1000 0.75) 52.44 Kw 西 P通小 H通靜小 Q f/1000 s 828.8 31.02/(1000 0.794) 32.78Kw P通大 H通靜大 Qf/1000 s 836 31.02/(1000 0.791) 32.8Kw 電動機的臺 數(shù)及種類 當 P通小 0.6 P通大時，可選一臺電動機，電動機功率為 )/( treekPP 通大電 當 P通小 0.6 P通大時，可選兩臺電動機，電動機功率為 初期 )/(treekPPP 通大通小電小后期 按 式計算 式中ek電動機容量備用系數(shù)，ek 1.1 1.2； e電動機效率，e 0.9 0.95（大型電機取較高值）； tr傳動效率，電動機與通風機直聯(lián)時tr 1，皮帶傳動時tr 0.95。 東翼 P通小 0.6 P通大所以選擇一臺電動機，電動機的功率為 )/(treekPP 通大電=52.44 1.2/（ 0.9 1） =69.92 Kw 西翼 P通小 0.6 P通大所以選擇一臺電動機，電動機的功率為 )/(treekPP 通大電=32.8 1.2/（ 0.9 1） =43.73 Kw 電動機型號參數(shù)見表一： 表一 地點 時期 電動機型號 額定功率 /kW 效率 額定電壓 /V 東翼 容易 YB280M-8 75 0.9 380 困難 西翼 容易 YB280M-8 55 0.9 380 困難 第六章 通風耗電費用概算 （ 1）、主要通風機的耗電 量 E=365 24 P電動機/（ K電變纜） 式中 E 主要通風機的耗電量 , kW h P電動機 主要通風機的電動機的功率， kW K電 電動機容量備用系數(shù)， K電 1.1 1.2； 變 變壓器效率，可取 0.95 纜 電纜輸電效率，取決于電纜長度和每米電纜耗損，在0.90 0.95 內選取。本礦選 0.9。 東翼 E2 =8760 75/（ 1.2 0.95 0.9） =640351 kW h 西翼 E4=8760 55/（ 1.2 0.95 0.9） =469591 kW h (2)、局部通風機的耗電量 E1 =4 365 24 P電動機=8760 2.5 4 =87600 kW h P電動機 局部通風機的電動機的功率， kW (3)、通風總耗電量 E總= E4 + E1 + E2 =640351+469591+87600 =1197542 kW h （ 4）、噸煤通風耗電量 E3= E總/T =1197542 /600000 =2 kW h 式中 T 礦井年產量， t (5)、噸煤通風耗電成本 W= E3 D =2 1 =2 元 式中 D 電價， 1 元 /（ kW h） 第七章 礦井通風系統(tǒng)評述 1、系統(tǒng)的合理性： 合理的礦井通風系統(tǒng)是利用通風動力，以最經濟的方式，向井下各用風地點提供足量的新鮮空氣，提供適宜的溫度、濕度，保持良好的氣候條件，以保證井下作業(yè)人員的生命安全和改善勞動環(huán)境的需要，采取符合實際的礦井通風方式、礦井通風方法和礦井通風網絡。并且要求在發(fā)生災害時，能及時而有效地控制風向及 風量，并配合其它措施，將事故控制在一定范圍內，防止災害的進一步擴大。 本礦井采用兩翼對角式的通風方式，其優(yōu)點是： 風流在井下的流動線路是直向式， 比較穩(wěn)