礦井通風(fēng)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書及題目最新

1、.礦井通風(fēng)課程設(shè)計(jì)一、局部通風(fēng)設(shè)計(jì)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。（一）設(shè)計(jì)原則及步驟1、設(shè)計(jì)原則根據(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)。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：(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；(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)先進(jìn)的低噪、高效型局部通風(fēng)機(jī)；(

2、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；(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)風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)行。2、設(shè)計(jì)步驟(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；(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；(3)計(jì)算風(fēng)機(jī)風(fēng)量和風(fēng)筒出口風(fēng)量；(4)按掘進(jìn)巷道通風(fēng)長(zhǎng)度變化分階段計(jì)算局部通風(fēng)系統(tǒng)總阻力；(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)；(6)按礦井災(zāi)害特點(diǎn)，選擇配套安全技術(shù)裝備。3、掘進(jìn)通風(fēng)方法掘進(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

3、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：（1）壓入式通風(fēng)（2）抽出式通風(fēng)（3）混合式通風(fēng)（二）掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量計(jì)算及設(shè)計(jì)根據(jù)規(guī)程規(guī)定：礦井必須采用局部通風(fēng)措施1、掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量煤巷、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。1）按瓦斯（二氧化碳）涌出量計(jì)算 m3/s通風(fēng)容易時(shí)期： Q掘 m3/s式中：Q掘掘進(jìn)工作面實(shí)際需風(fēng)量，m3/s；Qch4掘進(jìn)工作面平均絕對(duì)瓦斯涌出量，m3/min；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1.52.0；

4、炮掘工作面取1.82.0。2）按炸藥使用量計(jì)算/60 m3/s/60 m3/s式中：25使用1炸藥的供風(fēng)量，m3/min；A掘掘進(jìn)工作面一次炸破所用的最大炸藥量，。3)按工作人員數(shù)量計(jì)算/60 m3/s /60 m3/s式中：N掘掘進(jìn)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，人。4）按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算巖巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量應(yīng)滿足：煤巷、半煤巖巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量應(yīng)滿足：式中：掘進(jìn)工作面巷道過風(fēng)斷面積，m2。2、掘進(jìn)面的設(shè)計(jì)1）巷道斷面各個(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

5、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。2）支護(hù)形式在上下順槽內(nèi)，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)。（三）掘進(jìn)通風(fēng)設(shè)備選擇1、風(fēng)筒的選擇1）風(fēng)筒的種類掘進(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)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，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。表5-4風(fēng)筒特性表風(fēng)筒類別風(fēng)筒直徑接頭方式百米風(fēng)阻Ns2/m8節(jié)長(zhǎng)膠布風(fēng)筒1000雙反邊230m膠布風(fēng)筒600雙反邊15.8830m選用風(fēng)筒要與局部通風(fēng)機(jī)選

6、型一并考慮，其原則是；(1)風(fēng)筒直徑能保證最大通風(fēng)長(zhǎng)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，(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(zhǎng)度在200m以內(nèi)，宜選用直徑為400mm的風(fēng)筒，通風(fēng)長(zhǎng)度200-500m，宜選用直徑500mm的風(fēng)筒；通風(fēng)長(zhǎng)度500-l000m，宜選用直徑800-l000mm的風(fēng)筒。2）風(fēng)筒漏風(fēng)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(zhǎng)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

7、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)量的幾何平均值作為通過風(fēng)筒的風(fēng)量Q即： m3/s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：（1）風(fēng)筒漏風(fēng)率風(fēng)筒漏風(fēng)量占局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量的百分?jǐn)?shù)：（2）風(fēng)筒有效風(fēng)量掘進(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)：（3）風(fēng)筒漏風(fēng)備用系數(shù)風(fēng)筒有效風(fēng)量率的倒數(shù)：柔性風(fēng)筒的pq值可用下式計(jì)算：=1.29式中：n接頭數(shù)； Lei一個(gè)接頭的漏風(fēng)率，插接時(shí)取0.010.02；反邊連接時(shí)取0.005。2、局部通風(fēng)機(jī)

8、的選擇1）、確定局部通風(fēng)機(jī)的工作參數(shù)：（1）、局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量Qf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)機(jī)的工作風(fēng)量。=1.29*9.17=11.8 m3/s2）、局部通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)壓hf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。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：式中：Rf壓入式風(fēng)筒的總風(fēng)阻。 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)靜壓Hs為：3）、局部通風(fēng)機(jī)選型：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(zhǎng)期運(yùn)行效

9、率高的局部通風(fēng)機(jī)。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。二、風(fēng)量計(jì)算及風(fēng)量分配（一）礦井需風(fēng)量計(jì)算對(duì)設(shè)計(jì)礦井的風(fēng)量，可按兩種情況分別計(jì)算：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(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。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

10、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。1、生產(chǎn)工作面、備用工作面每個(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。(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： 式中：Qc采煤工作面需要風(fēng)

11、量，m3/s；Qjb不同采煤方式工作面所需的基本風(fēng)量，m3/s。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）；Kcg回采工作面采高調(diào)整系數(shù)（見表5-1）；Kcc回采工作面長(zhǎng)度調(diào)整系數(shù)（見表5-2）；Kcw回采工作面溫度調(diào)整系數(shù)（見表5-3）。表5-1 Kcg回采工作面采高調(diào)整系數(shù)采 高<2.02.02.52.55.0及放頂煤面系數(shù)(K采高)1.01.11.5表5-2 Kcc回采工作面長(zhǎng)度調(diào)整系數(shù)回采工作面長(zhǎng)度(m)80150150200>200長(zhǎng)度調(diào)整系數(shù)(K長(zhǎng))1.01.01.31.31.5表5-3 Kc

12、w回采工作面溫度與對(duì)應(yīng)風(fēng)速調(diào)整系數(shù)回采工作面空氣溫度（）采煤工作面風(fēng)速（m/s）配風(fēng)調(diào)整系數(shù)K溫<180.30.80.9018200.81.01.0020231.01.51.001.1023261.51.81.101.2526281.82.51.251.428302.53.01.41.6(2)、高瓦斯礦井按照瓦斯（或二氧化碳）涌出量計(jì)算。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：式中：Qc回采工作面實(shí)際需要風(fēng)量，m3/s ；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；KCH4采面瓦斯涌出不均衡通風(fēng)系數(shù)。（正常生產(chǎn)條件

13、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）。 m3/s(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） （m3/s）式中：Vc采煤工作面風(fēng)速，m/s；Sc采煤工作面的平均斷面積，m2。 m3/s(4)、按回采工作面同時(shí)作業(yè)人數(shù)每人供風(fēng)不小于4m3/min，則 （m3/s）式中：N采煤工作面同時(shí)工作人數(shù)。 m3/s (5)、按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算： （m3/s）式中：S工作面平均斷面積，m2。 綜上所述工作面用風(fēng)量取15.5 m3/s(6)、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%。備用工作面風(fēng)量取采煤工

14、作面的80% 。即：15.5*0.8=14.88 m3/s2、掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量單個(gè)掘進(jìn)工作面的需風(fēng)量利用第一部分計(jì)算結(jié)果。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3、硐室實(shí)際需要風(fēng)量硐室實(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，即式中：Q火火藥庫實(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)；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)100150m3/min；中小型火藥庫供風(fēng)60100m3/min；Q充充電硐室實(shí)際需要風(fēng)量，應(yīng)按回

15、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100200m3/min；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。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Wi 機(jī)電硐室中運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)電總功率，kW；(1-i ) 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0.200. 23；水泵房取0.020.04；8601kW/h的熱當(dāng)量數(shù)，千卡；i 機(jī)電設(shè)備效率；t機(jī)電硐室進(jìn)回風(fēng)流的氣溫差，；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)

16、量6080 m3/min ；Q其它硐 其它硐室所需風(fēng)量，根據(jù)具體情況供風(fēng)。取火藥庫需風(fēng)量2 m3/s，采區(qū)變電所1 m3/s 絞車房1 m3/s4、礦井總風(fēng)量礦井總風(fēng)量按下式計(jì)算式中：Qkj 礦井總進(jìn)風(fēng)量，m3/s；Qcj 采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量總和，m3/s；Qjj 掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量總和，m3/s；Qdj 獨(dú)立通風(fēng)的硐室實(shí)際需要風(fēng)量總和，m3/s；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；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1.151.25。通風(fēng)容易時(shí)期： m3/s通風(fēng)困難時(shí)期： m3/s對(duì)上述 Qkj 中各項(xiàng)計(jì)算如上所述。（二）風(fēng)量

17、分配與風(fēng)速驗(yàn)算當(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)。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。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。附表6-1 巷道風(fēng)速校驗(yàn)表序號(hào)巷道名稱斷面m2容易時(shí)期困難時(shí)期適宜風(fēng)速m/s允許風(fēng)速m/s風(fēng)量m3/s風(fēng)速m/s風(fēng)量m3/s風(fēng)速m/s最小最大3-4水平大巷11.151.74.766.664.584-5南五運(yùn)輸上

18、山10.246.924.640.2564-5南一運(yùn)輸上山10.246.924.640.2565-6南五運(yùn)輸上山10.232.763.240.2565-6南一運(yùn)輸上山10.232.763.240.2566-721051運(yùn)輸巷8.518.62.23.50.2566-7南一運(yùn)輸上山10.218.61.840.2567-821011運(yùn)輸平巷8.518.62.23.50.2568-921051回風(fēng)巷8.518.62.24.50.2569-10回風(fēng)石門10.251.75.15.589-1021011回風(fēng)平巷8.518.62.23.50.25610-11總回風(fēng)巷10.266.66.56811-12回風(fēng)石門1

19、0.266.66.55.58規(guī)程規(guī)定的風(fēng)速限定值見表6-1所示。表6-1 風(fēng)速限定值井巷名稱最低允許風(fēng)速(m/s)最高允許風(fēng)速(m/s)無提升設(shè)備的風(fēng)井和風(fēng)硐15專為升降物料的井筒12風(fēng)橋10升降人員和物料的井筒8主要進(jìn)、回風(fēng)巷道8架線電機(jī)車巷道1.08運(yùn)輸機(jī)巷道、采區(qū)進(jìn)、回風(fēng)巷道0.256采煤工作面，掘進(jìn)中的煤巷和半煤巖巷0.254掘進(jìn)中的巖巷0.154其它通風(fēng)行人巷道0.15注1：設(shè)有梯子間的井筒或修理中的井筒，風(fēng)速不得超過8m/s，梯子間四周經(jīng)封閉后，井筒中的最高允許風(fēng)速可按表中有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。注2：無瓦斯涌出量的架線電機(jī)車巷道中的最低風(fēng)速可低于1.0m/s，但不得低于0.5m/s。注3：

20、綜合機(jī)械化采煤工作面，在采取煤層注水和采煤機(jī)噴霧降塵等措施后，其最大風(fēng)速可高于4m/s的規(guī)定值，但不得超過5m/s。注4：專用排瓦斯巷道的風(fēng)速不得低于0.5m/s，抽放瓦斯巷道的風(fēng)速不應(yīng)低于0.5m/s。礦井下各類巷道的適宜風(fēng)速一般為：階段運(yùn)輸大巷：4.55.0m/s；軌道上(下)山、運(yùn)輸上(下)山：3.54.5m/s；回風(fēng)上(下)山：4.55.5m/s；區(qū)段運(yùn)輸平巷(順槽)：3.03.5m/s；區(qū)段回風(fēng)平巷(回風(fēng)順槽)：4.55.5m/s；階段回風(fēng)大巷、總回風(fēng)巷：5.56.5m/s。三、礦井通風(fēng)阻力計(jì)算在主要通風(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

21、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。（一）計(jì)算原則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。在選定的線路上(分最容易和最困難時(shí)期)，從進(jìn)風(fēng)井

22、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。如果礦井服務(wù)年限較長(zhǎng)，則只計(jì)算頭1525a的通風(fēng)容易和困難兩個(gè)時(shí)期的井巷通風(fēng)總阻力。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，有自燃傾向的礦井不超過3400Pa。（二）計(jì)算方法沿著上述兩個(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)式中：L、U、S分別為

23、各井巷的長(zhǎng)度、周長(zhǎng)、凈斷面積(m,m,m2)； a摩擦阻力系數(shù)，可查閱煤礦通風(fēng)與安全一書的附錄；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。 將以上計(jì)算結(jié)果填入附表6-4。其總和為總摩擦阻力h摩，即是：h摩 =h1-2+h 2-3+h-n-(n+1)(Pa )式中：h1-2、h2-3、為各段井巷之摩擦阻力，Pa。因此，全礦總阻力為：(1)通風(fēng)容易時(shí)期的總阻力h阻易為：h阻易=1.1h摩易=977.3*1.1=1097pa(2)通風(fēng)困難時(shí)期的總阻力h阻難為：h阻難=1.1h摩難=

24、1837*1.1=2020.8pa式中：1.1考慮到風(fēng)路上有局部阻力的系數(shù)。四、主要通風(fēng)機(jī)選型 （一）自然風(fēng)壓的計(jì)算礦井冬、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。表6-2 礦井冬、夏季空氣密度季節(jié)密度/kg/m3進(jìn)風(fēng)回風(fēng)冬季1.281.24夏季1.201.24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)算：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m1和m2，用其分別代替上式的1和2，則上式可寫為：式中：重力

25、加速度，m/s2；Z礦井最高點(diǎn)至最低水平間的距離，m；、分別為空氣柱0-1-2和5-4-3井巷內(nèi)dZ段空氣密度，kg/m3；、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。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。夏季： =640*9.8*（1.24-1.2）=250.88pa冬季： =640*9.8*（1.28-1.24）=250.88pa（二）選擇主要通風(fēng)機(jī)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)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。1、確定主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量通

26、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，對(duì)于抽出式：Q扇=(1.051.10)Q礦 (m3/s)式中，1.051.10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。對(duì)于壓入式：Q扇=(1.101.15)Q礦 (m3/s)式中，通風(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。 通風(fēng)容易時(shí)期Q扇=1.10Q礦 =1.05*51.72=54.3 (m3/s)通風(fēng)困難時(shí)期 Q扇=1.10Q礦 =1.05*66.6 =69.92、確定主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓分別求出通風(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。通常離心式通風(fēng)機(jī)提供的大多是全壓曲線，而

27、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：離心式通風(fēng)機(jī)：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h阻難十hd十hv十HN 式中：hd通風(fēng)機(jī)裝置阻力，Pa。hv通風(fēng)機(jī)出口動(dòng)能損失，Pa。軸流式通風(fēng)機(jī)：容易時(shí)期 h扇易h阻易十hd一HN = 1097.01+100-250.88=946.13pa困難時(shí)期 h扇難h阻難十hd十HN = 2020.79+100+250.88=2371.67pa式中：hd通風(fēng)機(jī)裝置阻力，100Pa。2、選擇主要通風(fēng)機(jī)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、附錄)上選擇合適的主

28、要通風(fēng)機(jī)。3、求通風(fēng)機(jī)的實(shí)際工況點(diǎn)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)。 1）計(jì)算通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)阻R易= h扇易/ Q扇2R難= h扇難/ Q扇2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)。對(duì)軸流式主要通風(fēng)機(jī)：容易時(shí)期應(yīng)在安裝角較小的情況工作，困難時(shí)期應(yīng)在安裝角 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。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

29、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。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)、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)。.;表6-4 井巷通風(fēng)總阻力計(jì)算表項(xiàng)目時(shí)期巷道各段序號(hào)巷道名稱支架形式（NS2/m4）凈 斷 面R（NS2/m8）風(fēng)量Q（m3/s）h摩(pa)V(m/s)L(m)U(m)S(m2)容易時(shí)期122334局部阻力合計(jì)困難時(shí)期122334局部

30、阻力合計(jì)（三）選擇電動(dòng)機(jī)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， 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)風(fēng)機(jī)效率，可在風(fēng)機(jī)特性圖上查得。=kwkw2、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)，可用下列兩種方法計(jì)算。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：( kW )式中：轉(zhuǎn) 傳動(dòng)效率，直接傳動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn) =1 ；( kW ) ( kW )式中

31、：1.101.15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；電電動(dòng)機(jī)效率，一般取0.90.95，或在電動(dòng)機(jī)的技術(shù)特征上查得。 ( kW )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)的輸出功率用比例中項(xiàng)式計(jì)算：( kW )( kW )通風(fēng)困難時(shí)期電動(dòng)機(jī)的輸出功率用下式計(jì)算：( kW ) 對(duì)于功率在400500kW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(cè)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

32、等技術(shù)特征列出一覽表。五、概算礦井通風(fēng)費(fèi)用及評(píng)價(jià)1、噸煤的通風(fēng)電費(fèi)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：式中：E主要通風(fēng)機(jī)年耗電量，元/t；D電價(jià)，元；T礦井年產(chǎn)量，t；If礦井主要通風(fēng)機(jī)年耗電量；Ia礦井局部通風(fēng)機(jī)與輔助通風(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)：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)：式中：e 主要通風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)效率，取0.90；c傳動(dòng)效率，直接傳動(dòng)時(shí)取1.0；變壓器的效率 取0.80；H 電線的輸出功率 取0.95。2、礦井等積孔、總風(fēng)阻R礦易=h阻易/Q2扇R礦難=h阻難/Q2扇式中：R礦易、R礦難容

33、易時(shí)期和困難時(shí)間的全礦總風(fēng)阻，Ns2/m8。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。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)難易程度等積孔（）風(fēng)阻 Ns2/m8礦井通風(fēng)阻力等級(jí)礦井通風(fēng)難易程度評(píng)價(jià)<1>1.44大阻力礦難1-21.44-0.36中阻力礦中>2<0.36小阻力礦易題目1某煤礦井田范圍走向長(zhǎng)7.42km，傾斜寬0.661.47km，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。礦

34、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。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。采煤工作面的平均凈斷面積7 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4.65m3/m

35、in，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2.75m3/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。井巷通風(fēng)總阻力計(jì)算表項(xiàng)目時(shí)期巷道各段序號(hào)巷道名稱支護(hù)形式NS2/m4巷道參數(shù)R（NS2/m8）風(fēng)量Q（m3/s）h摩(pa)V(m/s)L(m)U(m)S(m2)S3(m6)容易時(shí)期12副井砼35018.84 28.2623主石門砌碹27012.79 11.134大巷錨噴200012.79 11.145南五運(yùn)輸上山梯形工鋼14112.26 10.256南五運(yùn)輸上山梯形工鋼17012.610.26721051運(yùn)輸巷工字鋼135011.20 8.578

36、采煤面液壓支架16010.93 8.18921051回風(fēng)巷工字鋼135011.20 8.5910回風(fēng)石門砌碹3012.26 10.21011回風(fēng)井砼 24515.70 19.6局部阻力合計(jì)項(xiàng)目時(shí)期巷道各段序號(hào)巷道名稱支護(hù)形式NS2/m4巷道參數(shù)R（NS2/m8）風(fēng)量Q（m3/s）h摩(pa)V(m/s)L(m)U(m)S(m2)S3(m6)困難時(shí)期12副井砼35018.84 28.2623主石門砌碹27012.79 11.134大巷錨噴65012.79 11.145南一運(yùn)輸上山梯形工鋼12512.26 10.256南一運(yùn)輸上山梯形工鋼16012.610.267南一運(yùn)輸上山梯形工鋼17012.610.27821011運(yùn)輸平巷工字鋼132011.20 8.589采煤面液壓支架16010.93 7.091021011回風(fēng)平巷工字鋼132011.20 8.51011總回風(fēng)巷錨噴200012.26 10.21112回風(fēng)石門砌碹3012.26 10.21213回風(fēng)井砼 24515.70 19.6局部阻力合計(jì)題目2：某煤礦