掘進(jìn)通風(fēng)設(shè)計(jì)

1、編號(hào)：BLMYTFK2016TFSJ礦井掘進(jìn)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)礦井名稱：山西朔州平魯區(qū)茂華白蘆煤業(yè)有限公司 編 制： 編制時(shí)間：4308回風(fēng)順槽、4308運(yùn)輸順槽掘進(jìn)工作面通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)礦井生產(chǎn)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)，為全礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化提供依據(jù)，特編制本掘進(jìn)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。一、設(shè)計(jì)原則：局部通風(fēng)是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，設(shè)計(jì)原則歸納如下：1、在礦井和采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)為局部通風(fēng)創(chuàng)造條件；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)；3、盡量采用技術(shù)先

2、進(jìn)的低噪音、高效型局部通風(fēng)機(jī)；4、壓入式通風(fēng)宜用柔性風(fēng)筒，抽出式宜采用帶剛性骨架的可伸縮風(fēng)筒或完全剛性的風(fēng)筒；二、掘進(jìn)通風(fēng)方法：我礦現(xiàn)采用壓入式局部通風(fēng)機(jī)掘進(jìn)通風(fēng)，局部通風(fēng)機(jī)和啟動(dòng)裝置安設(shè)在離掘進(jìn)巷道口10m以外的進(jìn)風(fēng)側(cè)巷道中，局部通風(fēng)機(jī)將新鮮風(fēng)流經(jīng)風(fēng)筒送入工作面，污風(fēng)沿掘進(jìn)巷道排除。風(fēng)流從風(fēng)筒出口形成的射流屬末端封閉的有限貼壁射流，風(fēng)筒出口至射流反向的最遠(yuǎn)距離稱為射流的有效射程（即風(fēng)筒出口至工作面距離），用L射表示，一般有：L射=（45），m式中：S巷道斷面積，m2。我礦現(xiàn)主要掘進(jìn)工作面巷道斷面積見(jiàn)下表1：掘進(jìn)工作面巷道斷面積。表1：掘進(jìn)工作面巷道斷面積表序號(hào)掘進(jìn)巷道名稱巷道設(shè)計(jì)長(zhǎng)度Lm巷道

3、凈斷面積（m2）巷道掘進(jìn)斷面積（m2）14308回風(fēng)順槽100024308運(yùn)輸順槽風(fēng)筒出口與工作面的距離應(yīng)小于有效射程L射。三、局部通風(fēng)設(shè)備：我礦現(xiàn)采用局部通風(fēng)設(shè)備見(jiàn)下表2：礦井局部通風(fēng)設(shè)備表。表2：礦井局部通風(fēng)設(shè)備表序號(hào)掘進(jìn)巷道名稱局部通風(fēng)機(jī)型號(hào)功率Kw風(fēng)機(jī)吸風(fēng)量m3/min風(fēng)壓Pa柔性風(fēng)筒直徑mm備注14308回風(fēng)順槽FBDNO6.32×3080024308運(yùn)輸順槽FBDNO6.32×30800四、掘進(jìn)工作面風(fēng)量計(jì)算：掘進(jìn)工作面需風(fēng)量，應(yīng)滿足規(guī)程對(duì)作業(yè)地點(diǎn)空氣的成分、含塵量、氣溫、風(fēng)速等規(guī)定要求，每個(gè)掘進(jìn)工作面需要風(fēng)量，應(yīng)按瓦斯、二氧化碳絕對(duì)涌出量和爆破后有害氣體產(chǎn)生量

4、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，然后取其最大值。（1）掘進(jìn)工作面的最低需要風(fēng)量：Q掘60×V掘×S掘max×K溫m3/min式中：V掘局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)巷道內(nèi)最低允許風(fēng)速，m/s；巖道V掘0.15m/s；煤巷和半煤巖巷V掘0.25m/s；S掘max局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)巷道的最大凈斷面積，m2；K溫局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)巷道溫度調(diào)整系數(shù)（見(jiàn)表3）；表3：K溫掘進(jìn)工作面溫度調(diào)整系數(shù)掘進(jìn)工作面空氣溫度（）配風(fēng)調(diào)整系數(shù)K溫18201.0020231.001.1023261.101.2526281.251.428301.41.6表4：按照風(fēng)速、溫度計(jì)算掘進(jìn)工作面需要風(fēng)量表序號(hào)掘

5、進(jìn)巷道名稱V掘m/sS掘maxm2K溫Q掘m3/min備注14308回風(fēng)順槽0.151.0024308運(yùn)輸順槽0.151.00（2）排出瓦斯所需風(fēng)量計(jì)算：在有瓦斯涌出的巷道掘進(jìn)工作面內(nèi)，其所需風(fēng)量應(yīng)保證巷道內(nèi)任何地點(diǎn)瓦斯?jié)舛炔怀蓿聪率接?jì)算：Q需= 式中：Qw巷道瓦斯絕對(duì)涌出量，m3/min； Cw最高允許瓦斯?jié)舛龋?； Cjw進(jìn)風(fēng)流中瓦斯?jié)舛龋?； K 瓦斯涌出不均勻系數(shù)，取1.52.0；（5）排出礦塵所需風(fēng)量計(jì)算：風(fēng)流的排塵風(fēng)量可按下式計(jì)算：Q需= 式中：G掘進(jìn)巷道的產(chǎn)塵量，mg/min； G1最高允許含塵量，當(dāng)?shù)V塵中含sio2大于10%時(shí)，為2mg/m3；小于10%時(shí)，為10mg/m3

6、； G2進(jìn)風(fēng)流中基底含塵量，一般要求不超過(guò)0.5 mg/m3；（6）按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算:巖巷掘進(jìn)最低風(fēng)量， Q巖掘>9S掘max （ m3/min）煤巷掘進(jìn)最低風(fēng)量， Q煤掘>15S掘max （m3/min）巖煤巷道最高風(fēng)量， Q掘<240S掘min （m3/min）式中：S掘max局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)巷道的最大凈斷面積，m2；S掘min局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)巷道的最小凈斷面積，m2。掘進(jìn)巷道需風(fēng)量，原則上應(yīng)按排除炮眼、瓦斯、礦塵諸因素分別計(jì)算，取其最大值，然后按風(fēng)速驗(yàn)算，而在實(shí)際工作中一般按通風(fēng)的主要任務(wù)計(jì)算風(fēng)量。如有大量瓦斯涌出的巷道，則按瓦斯因素計(jì)算；如無(wú)瓦斯涌出的巖巷，則按炮煙和礦塵因

7、素計(jì)算；綜掘巷道按礦塵和瓦斯因素計(jì)算。五、局部通風(fēng)機(jī)選型（1）局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量計(jì)算：Q扇= Q掘×P ，m3/min式中：Q扇局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量，m3/min；P局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)巷道風(fēng)筒漏風(fēng)系數(shù)，即風(fēng)筒有效風(fēng)量率的倒數(shù)。表7：局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量表序號(hào)掘進(jìn)巷道名稱Q掘m3/minn個(gè)L接mPQ扇m3/min12（2）局部通風(fēng)機(jī)的吸風(fēng)量按下式計(jì)算： Q吸max= Q掘min/（1-P百）m式中：Q吸max 局部通風(fēng)機(jī)最大吸風(fēng)量，m3/min； Q掘min掘進(jìn)工作面最低需風(fēng)量，m3/min； P百 柔性風(fēng)筒百米漏風(fēng)率，參照下表8：表8：柔性風(fēng)筒的百米漏風(fēng)率通風(fēng)距離/m200200-5005

8、00-10001000-20002000P百/%1510321.5 m 獨(dú)頭通風(fēng)百米長(zhǎng)度指數(shù)，即通風(fēng)長(zhǎng)度為100m,200m,300m,500m，-1000m時(shí)，m=1,2,3,5，-10。表9：局部通風(fēng)機(jī)吸風(fēng)量表序號(hào)掘進(jìn)巷道名稱Q吸max m3/minQ掘minm3/minmP百%備注1271200.25201.52248203.6102（3）局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)壓計(jì)算：根據(jù)掘進(jìn)工作面設(shè)計(jì)長(zhǎng)度、局部通風(fēng)機(jī)需要工作風(fēng)量、掘進(jìn)工作面需要風(fēng)量、風(fēng)筒風(fēng)阻，計(jì)算掘進(jìn)工作面局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)壓值：hft =Rp*Q扇*Q掘Pa式中：Rp壓入式風(fēng)筒的總風(fēng)阻，N.S2/m8 ； hft壓入式局部通風(fēng)機(jī)全風(fēng)壓，Pa

9、；Rp6.5×L/（d5）+（n×j0+beiin）×/（2s2）風(fēng)筒摩擦阻力系數(shù)（表10），N.S2/m4；L風(fēng)筒總長(zhǎng)度，m；d風(fēng)筒直徑，m；空氣密度，kg/m3；s風(fēng)筒斷面積，m2；n風(fēng)筒接頭個(gè)數(shù)，隨巷道通風(fēng)距離變化；j0風(fēng)筒接頭局部阻力系數(shù)（表10）；bei風(fēng)筒拐彎局部阻力系數(shù)（表11）；in風(fēng)筒入口局部阻力系數(shù)，當(dāng)入口處完全修圓時(shí)，取in 0.1；不加修圓的直角入口時(shí)，取in0.50.6。表10：膠質(zhì)風(fēng)筒、j0選用范圍參考表風(fēng)筒直徑（mm）摩擦阻力系數(shù)（N.S2/m4）接頭局部阻力系數(shù)j0備注4000.002940.15接頭為插接、反邊接頭4006000.

10、002940.002450.150.1360010000.002450.001960.130.09表11：膠質(zhì)風(fēng)筒拐彎局部阻力系數(shù)參考表拐彎角度20°40°60°80°90°100°bei21.01.251.55表12：風(fēng)筒的總風(fēng)阻Rp序號(hào)掘進(jìn)巷道名稱N.S2/m4dmkg/m3Sm2nj0beiinL10.0019611.08250.7851990.090.1200020.002450.81.07290.5024990.092.80.11000表13：壓入式局部風(fēng)機(jī)全風(fēng)壓hft序號(hào)掘進(jìn)巷道名稱hftPaQ掘min

11、m3/sQ扇minm3/sQ掘m3/sQ扇m3/sRpN.S2/m81 2 六、局部通風(fēng)機(jī)安裝處巷道全負(fù)壓供風(fēng)量計(jì)算：Q掘全=Q扇+60×V安×S（m3/min）式中：Q掘全局部通風(fēng)機(jī)安裝處巷道的全風(fēng)壓供風(fēng)量，m3/min；Q扇安裝在同一地點(diǎn)并聯(lián)通風(fēng)的各局部通風(fēng)機(jī)實(shí)際工作風(fēng)量之和， m3/min。V安局部通風(fēng)機(jī)吸入口至局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)井巷回風(fēng)口之間的風(fēng)速，m/s。（安裝局部通風(fēng)機(jī)的巷道中的風(fēng)量，除了滿足局部通風(fēng)機(jī)的吸風(fēng)量而外，還應(yīng)保證局部通風(fēng)機(jī)吸入口至局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)井巷回風(fēng)口之間的風(fēng)速，以防止局部通風(fēng)機(jī)吸入循環(huán)風(fēng)和這段距離內(nèi)風(fēng)流停滯，造成瓦斯積聚。）巖巷取0.15m/s、煤巷

12、和半煤巷取0.25m/s； S局部通風(fēng)機(jī)吸入口至局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)井巷回風(fēng)口之間的巷道斷面，m2。表14：局部通風(fēng)機(jī)安裝處巷道全負(fù)壓供風(fēng)量序號(hào)掘進(jìn)巷道名稱Q扇m3/minV安m/sS m2Q掘全m3/minQ掘?qū)峬3/min備注12七、驗(yàn)算結(jié)論及建議：（1）根據(jù)局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)壓、巷道設(shè)計(jì)供風(fēng)距離驗(yàn)算可知：表15：序號(hào)掘進(jìn)巷道名稱hftPaQ掘minm3/sQ扇minm3/sQ掘m3/sQ扇m3/sRpN.S2/m81110078003.3 5.5 8.3 13.8 68.1290056003.4 4.2 7.1 8.9 88.64308回風(fēng)順槽掘進(jìn)： n×10+1=L可得：n=374，

13、L=3750米，L掘=1500米，L剩=2250米；4308運(yùn)輸順槽掘進(jìn)： n×10+1=L可得：n=103，L=1031米，L掘=800米，L剩=200米；式中，L掘進(jìn)尺為采掘工程平面圖測(cè)算得，如與現(xiàn)場(chǎng)不符應(yīng)按照現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量為準(zhǔn)。（2） 風(fēng)筒百米漏風(fēng)率。我礦各掘進(jìn)工作面風(fēng)筒百米漏風(fēng)率實(shí)際值如下（3） 表16：序號(hào)掘進(jìn)巷道名稱P百規(guī)%P百實(shí)%備注1 4308回風(fēng)順槽26.124308運(yùn)輸順槽39.5可見(jiàn)，我礦各工作面風(fēng)筒漏風(fēng)較嚴(yán)重，需減少風(fēng)筒百米漏風(fēng)率，具體方法有：選用直徑較大的風(fēng)筒，改進(jìn)風(fēng)筒材質(zhì)，降低風(fēng)筒風(fēng)阻；改進(jìn)風(fēng)筒接頭方法和減少接頭數(shù)。接頭好壞直接影響風(fēng)筒漏風(fēng)和風(fēng)筒阻力。我礦現(xiàn)

14、接頭方法不符合標(biāo)準(zhǔn)，插接法（即把風(fēng)筒的一端順風(fēng)流方向插到另一節(jié)風(fēng)筒中，并拉緊風(fēng)筒使兩個(gè)鐵環(huán)靠緊）操作簡(jiǎn)單，但漏風(fēng)大，為減少漏風(fēng)，應(yīng)采用雙反邊接頭法（在兩個(gè)接頭上均留有200mm-300mm的反邊）；減少接頭數(shù)，選用長(zhǎng)節(jié)風(fēng)筒，可將5-10節(jié)風(fēng)筒順序粘接起來(lái)，使每節(jié)風(fēng)筒長(zhǎng)度增到50-100m；減少針眼漏風(fēng)，針眼應(yīng)用膠布粘補(bǔ)；防止風(fēng)筒破口漏風(fēng)，風(fēng)筒靠近工作面的前端，應(yīng)設(shè)置3-4m長(zhǎng)的鐵風(fēng)筒，隨工作面推進(jìn)前移，以防放炮崩壞風(fēng)筒。風(fēng)筒吊掛上幫頂角處，吊掛平直，拉緊吊穩(wěn)。（3）我礦風(fēng)機(jī)安裝處供給的全負(fù)壓風(fēng)量不能滿足局部通風(fēng)機(jī)的吸風(fēng)量，應(yīng)從全礦井通風(fēng)系統(tǒng)中調(diào)整，滿足風(fēng)機(jī)群處風(fēng)量，保證風(fēng)機(jī)的吸風(fēng)量。（4）選擇合適