安全工程-金河礦通風(fēng)系統(tǒng)研究論文

本科論文摘要本文研究的金河煤礦位于盤縣西北白果鎮(zhèn)小寨村。采礦區(qū)是根據(jù)采礦許可證確定的。目前的礦場從東到西長約1.55km，從南到北寬約1.64km，面積約1.1444km2。本研究主要用于金河煤礦的通風(fēng)系統(tǒng)研究。煤層結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性較強。該礦的絕對瓦斯排放為3.80m3/min，這是一個高瓦斯礦。該區(qū)域的煤塵具有爆炸性。礦井通風(fēng)方式采用中央平行式，通風(fēng)方式為機械抽排式。本文從理論和實踐的角度分析了金河煤礦的各種通風(fēng)參數(shù)，并通過對金河煤礦規(guī)模和礦區(qū)參數(shù)進行了分析，確定了金河煤礦的通風(fēng)系統(tǒng)。通過計算金河煤礦通風(fēng)每個工作面的要求，確定每個工作面的空氣分布；金河煤礦分兩個階段的通風(fēng)阻力研究與計算：易通風(fēng)和難通風(fēng)；風(fēng)扇類型和電動機由數(shù)據(jù)參數(shù)確定，例如風(fēng)扇模型必須產(chǎn)生的風(fēng)量和風(fēng)壓；概算了礦井通風(fēng)成本。關(guān)鍵詞：礦業(yè)通風(fēng)；煤礦安全；通風(fēng)系統(tǒng)AbstractTheJinheCoalMinestudiedinthispaperislocatedinXiaozhaiVillage，BaiguoTown，northwestofPanCounty.Theminingareaisdeterminedaccordingtothemininglicense.Thecurrentmineisabout1.55kmlongfromeasttowest，1.64kmwidefromsouthtonorthand1.1444km2inarea.ThisresearchismainlyusedfortheventilationsystemresearchofJinheCoalMine.Thecoalseamhassimplestructureandstrongstability.Theabsolutegasemissionofthismineis3.80m3/min，whichisahighgasmine.Coaldustinthisareaisexplosive.Themineventilationmodeadoptscentralparalleltype，ThispaperanalyzesvariousventilationparametersofJinheCoalMinefromtheperspectiveoftheoryandpractice，anddeterminestheventilationsystemofJinheCoalMinebyanalyzingthescaleandminingareaparametersofJinheCoalMine.BycalculatingtheventilationrequirementsofeachworkingfaceinJinheCoalMine，theairdistributionofeachworkingfaceisdetermined[6].ResearchandcalculationofventilationresistanceinJinheCoalMineintwostages：easyventilationanddifficultventilation；Fantypeandmotoraredeterminedbydataparameters，suchasairvolumeandairpressurethatthefanmodelmustgenerate；Estimatethemineventilationcost.Keywords：Miningventilation；coalminesafety；ventilationsystem目錄第1章礦井概況 11.1礦井的地理位置 11.2礦井的地層和地質(zhì)構(gòu)造 11.2.1礦井的地層 11.2.2地質(zhì)構(gòu)造 21.3煤層及煤質(zhì) 21.3.1煤層 2第2章通風(fēng)系統(tǒng)選擇研究 52.1通風(fēng)系統(tǒng)選擇 52.1.1通風(fēng)方式類型 52.1.2通風(fēng)方法的類型 62.1.3金河煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的選擇 62.2建造位置的選取 72.3通風(fēng)路線 7第3章礦井風(fēng)量的計算和礦井風(fēng)量的分配 93.1礦井所需風(fēng)量的計算方法 93.1.1按照礦井井下同時工作的最多人數(shù)的數(shù)量來計算 93.1.2按照采煤（礦）、掘進、硐室及其他地點實際需要風(fēng)量總和計算 93.2礦井風(fēng)量分配 13第4章通風(fēng)阻力計算 154.1礦井通風(fēng)總阻力計算 15第5章主要通風(fēng)機選型 185.1選型方案的詳細計算 185.1.1通風(fēng)機必須產(chǎn)生風(fēng)量 185.1.2通風(fēng)機必須產(chǎn)生的風(fēng)壓 185.2選擇通風(fēng)機型號和臺數(shù) 185.2.1選擇通風(fēng)機型號 18第6章概算礦井通風(fēng)費用 216.1噸煤的通風(fēng)電費 216.2通風(fēng)設(shè)備的折舊費 216.3井巷工程的折舊費和維修費 216.4相關(guān)器材的購置費和維修費 226.5通風(fēng)工作人員工資費用 22第7章結(jié)論 23參考文獻 24致謝 25附錄一中文譯文 26附錄二外文原文第1章礦井概況1.1礦井的地理位置金河煤礦位于盤縣西北部的柏果鎮(zhèn)小寨村境內(nèi)，距盤縣城關(guān)鄉(xiāng)25公里，距柏果火車站4.0公里，交通更便捷。生產(chǎn)規(guī)模0.45Mt/a，礦區(qū)邊界用10個拐點描繪，形狀為不規(guī)則多邊形。從北至南礦區(qū)最大長度約1.64km，從東至西礦區(qū)最大寬度約1.55km，面積1.1444km2。1.2礦井的地層和地質(zhì)構(gòu)造1.2.1礦井的地層（1）礦井的井田地層表1-2地層特征表地層代號厚度（m）巖性特征系統(tǒng)組段第四系Q0～15殘積、坡積及沖積物。三疊系下統(tǒng)飛仙關(guān)組第二段T1f2150～170上部以暗紫色粉砂巖為主，夾粉砂巖薄層，中部以暗紫色粉砂巖為主，夾灰綠色細砂巖和紫色泥巖薄層，下部為紫色泥巖，夾紫色粉砂巖薄層，以含大量蠕蟲狀方解石為特征。第一段T1f1140～160上部為暗綠色粉砂巖，夾細砂巖及紫色粉砂質(zhì)泥巖薄層，中部為暗綠色粉砂巖、細砂巖互層，夾少許暗紫色粉砂巖薄層及條帶，下部為淺灰、綠灰色薄層粉砂質(zhì)泥巖。二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督MP3L200～230由灰一深灰色粉砂巖、細砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖及煤層組成，為含煤地層。二疊系上統(tǒng)峨眉山玄武巖組P3β不詳上部為灰綠色、紫色凝炭巖；下部為暗灰色、灰褐色玄武巖。1.2.2地質(zhì)構(gòu)造礦區(qū)位于盤關(guān)向斜西側(cè)的北端，它已經(jīng)形成了褶皺和斷層，并且基本上顯示了西北復(fù)雜構(gòu)造的構(gòu)造分布和南東比較簡單的構(gòu)造分布。沒有新的結(jié)構(gòu)活動或地震活動跡象。主要結(jié)構(gòu)包括大田壩向斜、毛寨背斜及F21、F23、F24。該地區(qū)的斷層和褶皺嚴重損壞了煤層。1.3煤層及煤質(zhì)1.3.1煤層（1）含煤地層該礦位于盤縣煤田盤溪煤田大田壩井田。含煤地層為上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M，其暴露于礦區(qū)西邊緣和東北邊緣的外部，厚度為200-230m。含煤地層一般具有向斜構(gòu)造，東，北和西分別趨向于西南偏南，傾角變化很大，東為18-45°，東為13-65°。北部，西部18-60°，中間通常為19°。含煤地層約有45個含煤層，總厚度為5.38-44.09m，平均總厚度為36.21m，含煤系數(shù)為16.84％。共16層。煤層數(shù)厚度為5.15?36.23m，平均總厚度為19.27m。從西向東，煤系砂巖增加，含煤性變差，煤層聚結(jié)，并急劇消失，但有些煤層變厚。（2）煤層特征各可采煤層特征詳見表1-4。表1-4可采煤層特征表序號煤層編號煤層厚度層間距(m)煤層結(jié)構(gòu)煤層可采性結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度煤層穩(wěn)定性煤層容重最小～最大平均最小～最大平均夾石(層)夾石總厚(m)120.30-2.651.491-30.07-0.76大部可采較穩(wěn)定1.479.00-35.820.8326上0.78-2.281.211-20.06-0.44全區(qū)可采較穩(wěn)定1.446.23-24.5710.8637上0.29—1.730.710-10-0.48局部可采不穩(wěn)定1.422.50-11.507.20續(xù)表1-4可采煤層特征表序號煤層編號煤層厚度層間距(m)煤層結(jié)構(gòu)煤層可采性結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度煤層穩(wěn)定性煤層容重最小～最大最小～最大夾石夾石總厚5100.29-2.911.321.50-18.699.250-20-0.45全區(qū)可采較穩(wěn)定1.4111.5-27.5018.236120.60-3.882.200-20-0.47全區(qū)可采穩(wěn)定1.375.00-20.1210.19714下0.43-0.990.731-20.06-0.60大部可采不穩(wěn)定1.466.00-26.1414.92816上0.60-2.631.321-30.05-0.57全區(qū)可采較穩(wěn)定1.436.00-20.0012.7890.6-2.631.320-80-1.84全區(qū)可采較穩(wěn)定1.394.00-18.5014.85101820-0.990.650-10-0.48局部可采不穩(wěn)定1.394.00-12.007.2311190.19-1.831.320-20-0.43全區(qū)可采較穩(wěn)定1.5113.5-24.6318.851223上0.24-1.340.890-20-0.56大部可采較穩(wěn)定1.424.50-7.505.501323下0-1.320.780-20-0.44局部可采不穩(wěn)定1.425.50-11.508.1814240-3.141.220-10-0.37局部可采不穩(wěn)定1.452.00-7.003.8115250-1.330.790-20-0.42局部可采不穩(wěn)定1.4525.5-40.031.931630上0-2.190.970-20-0.32大部可采較穩(wěn)定1.45（3）煤層的頂?shù)装宓臈l件礦區(qū)煤層頂板的巖性是為變化的，其中有粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、泥灰?guī)r、石灰?guī)r、細砂巖等。大部分煤層頂板有偽頂泥巖，底板有泥巖，這些泥巖厚度一般為0.1～0.5m左右，局部達1.52m，容易風(fēng)化崩解，部分遇水泥化，造成有些巷道變形、底鼓、支架鉆低、支架支柱失穩(wěn)、頂板垮塌、冒落等。第2章通風(fēng)系統(tǒng)選擇研究2.1通風(fēng)系統(tǒng)選擇2.1.1通風(fēng)方式類型根據(jù)礦井進風(fēng)井、回風(fēng)井的布置類型的不同，礦井通風(fēng)方式可以分為以下三種基本類型[1]：（1）中央式通風(fēng)表2-1中央式通風(fēng)類型定義分類優(yōu)缺點適用條件中央式通風(fēng)礦井的進風(fēng)井和回風(fēng)井大致位于井田走向的中央中央并列式通風(fēng)進風(fēng)井和回風(fēng)井都布置在井田的中央，進風(fēng)井與通風(fēng)井相隔很近（一般相距30-50米）初期投資少，采區(qū)生產(chǎn)集中，便于管理；節(jié)省回風(fēng)井工業(yè)場地，占地少，壓煤少；進風(fēng)井、回風(fēng)井之間路較長，風(fēng)阻較大，漏風(fēng)較多。工業(yè)場地有噪聲影響。適用于煤層傾角較大、走向不長、投產(chǎn)初期暫未設(shè)置邊界安全出口，且自然發(fā)火不嚴重的礦井。中央分列式進風(fēng)井布置在礦區(qū)井田中央位置，而回風(fēng)井則布置在礦區(qū)井田上部邊界沿走向的中央。進風(fēng)井與回風(fēng)井相隔一定距離。比中央并列式通風(fēng)的安全可靠性強；礦井通風(fēng)阻力較小，內(nèi)部漏風(fēng)較小，有利于瓦斯、自然發(fā)火的管理；工業(yè)場所沒有噪音影響；增加一個回風(fēng)井場地，壓煤多。適用于煤層傾角較小、走向長度不大的礦井。（2）對角式通風(fēng)：表2-2對角式通風(fēng)類型定義分類優(yōu)缺點適用條件對角式通風(fēng)進風(fēng)井位于井田中央位置，回風(fēng)井位于井田淺部走向兩翼邊界開采區(qū)的中央。兩翼對角式通風(fēng)方式進風(fēng)井布置在礦區(qū)井田中央，兩個回風(fēng)井分別布置在礦區(qū)井田兩翼上部[2]。初期投資大、建井期較長；增加兩個回風(fēng)井場地，壓煤多；礦井通風(fēng)阻力小，風(fēng)路短，漏風(fēng)?。还I(yè)場地沒有噪聲影響；比中央式通風(fēng)的安全可靠性強。適用于煤層走向較長、井田面積大、產(chǎn)量較高的礦井。分區(qū)對角式通風(fēng)方式礦區(qū)井田的各個開采區(qū)上部都布置回風(fēng)井，不開設(shè)主要的回風(fēng)井[3]。初期投資大，建井期較長；增加若干個回風(fēng)井場地，壓煤多；工業(yè)場地沒有噪聲影響；礦井通風(fēng)阻力小，風(fēng)路短，漏風(fēng)小。礦區(qū)通風(fēng)安全可靠性強。適用于礦井走向長、多煤層開采、高溫、高瓦斯、有瓦斯噴出和有煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出的礦井。2.1.2通風(fēng)方法的類型根據(jù)主要通風(fēng)機的工作方式不同，礦井通風(fēng)方法分為以下三種：表2-3礦井通風(fēng)方法礦井通風(fēng)方法適用條件壓入式通風(fēng)將礦井主要通風(fēng)機安設(shè)在地面，向礦井用壓風(fēng)方式供風(fēng)，使整個通風(fēng)系統(tǒng)在壓入式主要通風(fēng)機作用下，形成高于當?shù)卮髿鈮旱恼龎和L(fēng)[4]。抽出式通風(fēng)將礦井主要通風(fēng)機安設(shè)在地面，對礦井向外抽出空氣，使進風(fēng)側(cè)處于低負壓的通風(fēng)方法。抽壓混合式通風(fēng)將地面新鮮空氣由壓入式主要通風(fēng)機送往井下，污風(fēng)由抽出式主要通風(fēng)機排出井外。2.1.3金河煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的選擇根據(jù)金河煤礦其井田的從北到南的最大長度約為1.64公里，從東到西的最大寬度約為1.55公里。礦井走向長度不大的特點應(yīng)采用中央式通風(fēng)方式；根據(jù)煤層傾角較大的特點，應(yīng)采用中央并列式通風(fēng)方式。因為金河煤礦屬于瓦斯煤礦，井田地形不復(fù)雜，所以礦井應(yīng)采用機械抽出式的通風(fēng)方法，可以在短時間排出瓦斯氣體，提高井下作業(yè)安全。通過主斜井、副斜井、進風(fēng)行人斜井來進行進風(fēng)，通過回風(fēng)斜井來進行回風(fēng)。2.2建造位置的選取根據(jù)金河煤礦提供的采掘工程平面圖等資料，礦井采用斜井開拓，布置有主斜井、副斜井、進風(fēng)行人斜井、回風(fēng)斜井四個井筒。主斜井井口坐標為：X=2873839.142，Y=35449216.422，Z=+1603.5m，傾角25°，穿層布置，落平至＋1442m標高，落平后布置上部車場及聯(lián)絡(luò)巷與回風(fēng)斜井連通?；仫L(fēng)斜井井口坐標為：X=2873874.045，Y=35449212.812，Z=+1606.5m，傾角25°，穿層布置，落平至＋1442m標高，落平后布置總回風(fēng)石門及聯(lián)絡(luò)巷與主斜井連通。進風(fēng)行人斜井井口坐標為：X=2872814.715，Y=35450087.279，Z=+1526.46m，傾角23°，穿層布置，落平后經(jīng)聯(lián)絡(luò)巷與副斜井連通。副斜井井口坐標為：X=2872830.159，Y=35450108.694，Z=+1526.46m，傾角23°，穿過煤層落平在30上煤層底板巖層中，落平后布置聯(lián)絡(luò)巷與進風(fēng)行人斜井連通，布置井底水泵房和水倉。然后利用采區(qū)上山、+1442聯(lián)絡(luò)巷與回風(fēng)斜井、主斜井聯(lián)通形成通風(fēng)系統(tǒng)。2.3通風(fēng)路線表2-4通風(fēng)路線表工作面通風(fēng)路線采煤工作面通風(fēng)線路新鮮風(fēng)流→主斜井→井底車場→上部車場→+1442-+1240m軌道上山/+1442-+1240m運輸上山→運輸石門→運輸大巷→采煤工作面→回風(fēng)大巷→回風(fēng)斜巷→回風(fēng)石門→回風(fēng)斜井→地面。新鮮風(fēng)流→副斜井/進風(fēng)行人斜井→集中運輸巷→+1442-+1240m軌道上山/+1442-+1240m運輸上山→運輸石門→運輸大巷→采煤工作面→回風(fēng)大巷→回風(fēng)斜巷→回風(fēng)石門→回風(fēng)斜井→地面。續(xù)表2-4通風(fēng)路線表工作面通風(fēng)路線掘進工作面通風(fēng)線路新鮮風(fēng)流→主斜井→井底車場→上部車場→+1442-+1240m軌道上山/+1442-+1240m運輸上山→運輸石門→局部通風(fēng)機→掘進工作面→運輸大巷→回風(fēng)斜巷→回風(fēng)石門→回風(fēng)斜井→地面。新鮮風(fēng)流→副斜井/進風(fēng)行人斜井→集中運輸巷→+1442-+1240m軌道上山/+1442-+1240m運輸上山→運輸石門→局部通風(fēng)機→掘進工作面→運輸大巷→回風(fēng)斜巷→回風(fēng)石門→回風(fēng)斜井→地面。新鮮風(fēng)流→主斜井→井底車場→局部通風(fēng)機→掘進工作面→運輸大巷→回風(fēng)斜巷→回風(fēng)石門→+1442-+1240m回風(fēng)上山→回風(fēng)斜井→地面。第3章礦井風(fēng)量的計算和礦井風(fēng)量的分配3.1礦井所需風(fēng)量的計算方法3.1.1按照礦井井下同時工作的最多人數(shù)的數(shù)量來計算 Qm=4N式中：N--井下同時工作的最大人數(shù)，生產(chǎn)規(guī)模0.45Mt/a，宜取60人Km--礦井通風(fēng)系數(shù)，取K=1.25則：Q表3-1礦井單班作業(yè)人數(shù)生產(chǎn)能力K（萬t/a）災(zāi)害嚴重礦井（人）其他礦井（人）K≤30≤100≤8030<K≤60≤200≤10060≤K<120≤300≤180120≤K<180≤400≤200180≤K<300≤600≤280300≤K<500≤800≤400K≥500≤850≤4503.1.2按照采煤（礦）、掘進、硐室及其他地點實際需要風(fēng)量總和計算 Q=（ΣQ式中：∑Q采—采煤工作面需風(fēng)量；∑Q掘—掘進工作面需風(fēng)量；∑Q硐—獨立硐室需風(fēng)量∑Q它—其它行人、維修巷道需風(fēng)量，m3/min[5]；K—礦井通風(fēng)系數(shù)，包括礦井內(nèi)部漏風(fēng)和分配不均勻因素，取1.20。（1）采煤工作面需風(fēng)量計算；按照CH4或者CO2 Q采1=式中：Q采1—采煤工作同需要風(fēng)量，m3KZ—采煤工作面瓦斯涌出不均衡系數(shù)，機采工作面取1.2～1.6Qz—采煤工作面絕對瓦斯涌出量，m3根據(jù)貴州省能源局文件關(guān)于盤縣煤炭局《關(guān)于2012年度盤縣地方煤礦瓦斯等級鑒定報告送審的報告》的批復(fù)，黔能源煤炭【2012】392號，礦井2012年度礦井瓦斯絕對涌出量為3.80m3/min，鑒定結(jié)果為高瓦斯礦井。根據(jù)金河礦采煤工作面絕對瓦斯涌出量3.80m3/min，采煤工作面瓦斯涌出不均勻系數(shù)取1.2，得：Q按照工作面進風(fēng)流溫度計算。 Q采2=60式中：ν0—采煤工作面的風(fēng)速，按表3-2中值選取，m/sS0—采煤工作面的有效通風(fēng)斷面，取最大和最小控頂時有效斷面的平均值，mK0—采煤工作面的長度系數(shù)，按表3-3表3-2采煤（礦）工作面溫度和風(fēng)速對應(yīng)采煤（礦）工作面進風(fēng)流溫度/℃采煤（礦）工作面適宜風(fēng)速m/s<150.3-0.515-180.5-0.818-200.8-1.020-231.0-1.5表3-3采煤（礦）工作面長度風(fēng)量系數(shù)表采煤（礦）工作面長度/m工作面長度風(fēng)量系數(shù)K0<150.850-800.980-1201.0120-1501.1150-1801.2Q按照炸藥的使用量計算。按照1kg炸藥供風(fēng)量為25m3/min計算。 Q采3=式中：A采煤工作面一次爆破使用的最大炸藥量，kg；Q采3=25ⅹ10=250m3/min；按采煤工作面同時作業(yè)人數(shù)計算。每個人每分鐘的供風(fēng)量不大于4m3。 Q采4=4N式中：N—采煤工作面同時工作的最多人數(shù)，30人。Q采4=4×20=按風(fēng)速進行驗算按采煤工作面的最小風(fēng)速不小于0.25m/s來驗算最小風(fēng)量： Qn≥60×0.25×S0 3-按采煤工作面的最高風(fēng)速不高于4m/s來驗算最大風(fēng)量： Qn≤60×4×S式中：S0—采煤工作面巷道過風(fēng)斷面，m60×0.25×8.1≤Q121.5≤經(jīng)驗算，所配風(fēng)量符合要求。采煤工作面取以上計算風(fēng)量的最大值，即為951.6m3/min。（2）掘進工作面所需風(fēng)量按照CH4或者CO Q掘1=式中：Q掘1—掘進工作同需要風(fēng)量，m3KZ—掘進工作面瓦斯涌出不均衡系數(shù)，掘進工作面取1.2～3.6Qz—掘進工作面絕對瓦斯涌出量，mQ按照炸藥的使用量計算。按照1kg炸藥供風(fēng)量為25m3/min計算。 Q掘2=式中：A—掘進工作面一次爆破使用的最大炸藥量，kg；Q按掘進工作面同時作業(yè)人數(shù)計算。每個人每分鐘的供風(fēng)量不大于4m3。 Q掘3=4式中：N—掘進工作面同時工作的最多人數(shù)，人。Q按局部通風(fēng)機吸風(fēng)量來計算。 Q掘4=式中：N1—Q1—掘進工作面局部通風(fēng)機的吸風(fēng)量，一般取局部通風(fēng)機的額定風(fēng)量，mK1—為防止局部通風(fēng)機吸循環(huán)風(fēng)的風(fēng)量備用系數(shù)，一般取1.2~1.3Q按風(fēng)速進行驗算按巖巷掘進工作面的最低風(fēng)速不小于0.15m/s來驗算最小風(fēng)量； Q掘n≥60×0.15×按煤巷或半煤巖巷掘進工作面的最低風(fēng)速不小于0.25m/s來驗算最小風(fēng)量： Q掘n≥60×0.25×S1按掘進工作面的最高風(fēng)速不高于4m/s來驗算最大風(fēng)量： Q掘n≤60×4×式中：S1—掘進工作面的斷面積，m60×0.25×12.2≤183≤經(jīng)驗算，所配風(fēng)量符合要求。掘進工作面取以上計算風(fēng)量的最大值，即為912m3/min。（3）硐室所需風(fēng)量計算礦井井下機電硐室采取獨立通風(fēng)。 Q硐=3600×∑W×θ式中：Q硐——主變電所供風(fēng)量，m3/min；3600——熱功當量，1kW·h=3600kJ；∑W——變電所中電器總功率按照最大450kW計算，水泵房總功率按照最大400kW計算，絞車房總功率按照最大500kW計算；θ——機電硐室發(fā)熱系數(shù)，取0.02；p——空氣密度，取1.2kg/m3；Cp——空氣的定壓氣熱，取1.0006kJ/kg·K；Δt——硐室進回風(fēng)溫差，本礦變電所進回風(fēng)溫按，6℃計算。經(jīng)計算：變電所所需風(fēng)量為74.95m3/min；水泵房所需風(fēng)量為66.63m3/min；絞車房所需風(fēng)量為83.28m3/min，Q硐（4）井下其它巷道需要風(fēng)量計算： Q它=Q（5）礦井實際需要風(fēng)量： Q=Q容易時期：Q=951.6+912+224.86+62.65困難時期：Q=951.6+3.2礦井風(fēng)量分配根據(jù)以上計算，我礦現(xiàn)有工作面和用風(fēng)地點需風(fēng)量如下：采煤工作面容易時期計劃需風(fēng)量631.8m3/min，按照1.2的礦井富余系數(shù)計算，配風(fēng)951.6ⅹ1.2=1141.92m3/min；困難時期計劃需風(fēng)量947.7m3/min，按照1.2的礦井富余系數(shù)計算，配風(fēng)1427.4ⅹ1.2=1712.88m3/min；掘進工作面計劃需風(fēng)量912m3/min，按照礦井富余系數(shù)計算，配風(fēng)912ⅹ1.2=1094.4m3/min；機電硐室計劃需風(fēng)量224.86m3/min，按照1.2的礦井富余系數(shù)計算，配風(fēng)224.86ⅹ1.2=269.832m3/min；井下其他巷道計劃需風(fēng)量53.06m3/min，按照1.2的礦井富余系數(shù)計算，配風(fēng)53.06ⅹ1.2=63.672m3/min；通過以上參數(shù)選取和各地點實際風(fēng)量計算，容易時期以上各處合計計劃需風(fēng)量2151.11m3/min，按照1.2的礦井富余系數(shù)計算，配風(fēng)2581.33m3/min；困難時期以上各處合計計劃需風(fēng)量2626.91m3/min，按照1.2的礦井富余系數(shù)計算，配風(fēng)3152.29m3/min。第4章通風(fēng)阻力計算4.1礦井通風(fēng)總阻力計算利用公式算出各個區(qū)段的摩擦阻力。 hfr=式中：L—各個區(qū)段井巷的長度，m；U—各個區(qū)段井巷斷面積的周邊長度，m；S—各個區(qū)段井巷的斷面積，m2；Q—分配給各個井巷的風(fēng)量，m2α—根據(jù)各個井巷的支架形式在摩擦阻力系數(shù)表格中查得的摩擦阻力系數(shù)。這個表中所列的數(shù)值α是當空氣密度為1.2kg/m3時的數(shù)值。表4-1井巷通風(fēng)阻力計算表各巷區(qū)段序號井巷名稱支架形式斷面形式α/N?L/mU/mS/mR/N?Q/mhfrν/m1主斜井砌碹半圓拱形0.004938213.0211.50.039926.911.59532.342井底車場砌碹半圓拱形0.00494511.719.30.0039191.15882.043上部車場砌碹半圓拱形0.00493011.719.30.003929.41.69883.164軌道上山金屬支架梯形0.0082028.935.410.099816.424.51263.045副斜井砌碹半圓拱形0.004973112.7911.10.039957.1109.21635.146進風(fēng)行人斜井砌碹半圓拱形0.00497339.4160.07837.28.11151.727集中運輸巷砌碹半圓拱形0.00493409.265.820.0783107.82561.728軌道上山金屬支架梯形0.0082028.935.410.0998716.424.51263.049運輸上山金屬支架梯形0.0082028.715.1410.0998715.625.20963.0410運輸大巷砌碹半圓拱形0.0049728.504.90.026313.44.57692.73續(xù)表4-1井巷通風(fēng)阻力計算表各巷區(qū)段序號井巷名稱支架形式斷面形式α/N?L/mU/mS/mR/N?Q/mhfrν/m12回風(fēng)大巷砌碹半圓拱形0.00491868.975.450.15634.91.21260.913回風(fēng)斜巷金屬支架梯形0.0081868.824.410.153142.44840.9114掘進工作面木支柱矩形0.0328084.350.08039.924.38562.27315運輸大巷砌碹半圓拱形0.00493409.265.820.0783107.82561.7216回風(fēng)斜巷金屬支架梯形0.008408.824.410.032850.82271.1317回風(fēng)石門砌碹半圓拱形0.004910514.5814.410.032816.30.66611.1318回風(fēng)斜井砌碹半圓拱形0.004937014.9215.10.158786.458.64945.7219回風(fēng)上山砌碹半圓拱形0.00497814.5814.410.069196.117.19906.6720回風(fēng)斜井砌碹半圓拱形0.004910314.9215.10.158786.416.32675.72通風(fēng)容易時期所選的風(fēng)路摩擦阻力總和為：hfrmin=109.2163+8.1115+7.8256+24.5126+25.2096+0.0440+4.5769+4.1279+1.2126+2.4484+24.3856+7.8256+0.6661+58.6494=278.8121通風(fēng)困難時期所選的風(fēng)路摩擦阻力總和為：hfrmax=11.5953+1.1588+1.6988+24.5126+109.2163+8.1115+7.8256+24.5126+25.2096+4.5769+4.1279+1.2126+2.4484+24.3856+7.8256+0.8227+0.6661+58.6494+17.1990+16.3267=754.0158通風(fēng)容易時期的礦井通風(fēng)阻力為： hmin=1.20hmin=1.20ⅹ278.8121=334.575通風(fēng)困難時期的礦井通風(fēng)阻力為： hmax=1.15hmax=1.15ⅹ754.0158=867.118通風(fēng)容易時期的礦井總風(fēng)阻為： RminR通風(fēng)困難時期的礦井總風(fēng)阻為： RmaxR通風(fēng)容易時期的礦井總等積孔： Amin=1.1896Q/hAmin通風(fēng)困難時期的礦井總等積孔： AmaxA第5章主要通風(fēng)機選型5.1選型方案的詳細計算5.1.1通風(fēng)機必須產(chǎn)生風(fēng)量通風(fēng)容易時期：Q1通風(fēng)困難時期：Q25.1.2通風(fēng)機必須產(chǎn)生的風(fēng)壓如果知道風(fēng)扇的靜壓特性，則需要風(fēng)扇產(chǎn)生的靜壓：通風(fēng)容易時期： Hsmin通風(fēng)困難時期： Hsmax式中：hmin—通風(fēng)容易時期礦井的負壓（礦井通風(fēng)阻力），Pahmax—通風(fēng)困難時期礦井的負壓，PaΔh—在通風(fēng)設(shè)備中，風(fēng)道和風(fēng)扇以外的輔助設(shè)備中的風(fēng)壓損失。取280；hN—礦井的自然風(fēng)壓，（根據(jù)“科馬洛夫”經(jīng)驗公式） hN式中：P0—當?shù)卮髿鈮海琍a（當?shù)睾０?1240m，大氣壓強為650mmHgH—礦井的開采深度，（本礦的礦井開采深度為382m）；T1—礦井進風(fēng)側(cè)平均溫度，取275KT2—礦井回風(fēng)側(cè)平均溫度，取281KR—礦井干空氣常數(shù)j/kg.K，取287；h通風(fēng)容易時期： H通風(fēng)困難時期： H5.2選擇通風(fēng)機型號和臺數(shù)5.2.1選擇通風(fēng)機型號（1）選擇通風(fēng)機型號的原則：選擇軸流風(fēng)扇時，在最大負壓和風(fēng)量下使用的葉片安裝角度應(yīng)比最大安裝角度小5°；使用離心風(fēng)扇時，使用的速度應(yīng)比最大速度小10％。選擇的通風(fēng)機應(yīng)該滿足第一水平下通風(fēng)容易和通風(fēng)困難這兩個時期的負壓變化以及下一個通風(fēng)要求水平都應(yīng)適當考慮在內(nèi)。當負壓變化太大時，應(yīng)分階段選擇匹配的電動機。首次安裝的電動機的使用壽命不應(yīng)少于10a。在一個礦井井筒中應(yīng)該盡量采用單獨一臺風(fēng)機工作的制度，當通風(fēng)的確有困難時，可以采用兩臺風(fēng)機并聯(lián)的方法，兩臺風(fēng)機最好采用同一類型同一型號的風(fēng)機。選擇使用的風(fēng)扇應(yīng)具有足夠的調(diào)節(jié)范圍，以在使用壽命內(nèi)滿足工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的要求。（2）通風(fēng)機的選擇首先根據(jù)Q1、Q2、Hsmin、Hsmax在風(fēng)機特性曲線上初選能滿足要求且通風(fēng)機效率不小于經(jīng)過比較，根據(jù)礦井總阻力和礦井總風(fēng)量，確定礦井各時期均采用2臺FBCDZ-8-№23B型防爆對旋式軸流通風(fēng)機作礦井主要通風(fēng)機。其中一臺運行，一臺備用。（3）通風(fēng)機的工況點通風(fēng)網(wǎng)路阻力系數(shù)通風(fēng)容易時期：R1=H通風(fēng)困難時期：R2通風(fēng)網(wǎng)路性能曲線方程通風(fēng)容易時期：H1'通風(fēng)困難時期：H風(fēng)機運行工況點參數(shù)見表5-1表5-1風(fēng)機運行工況點參數(shù)表項目風(fēng)量負壓葉片安裝角度效率容易時期M64.8705.67540°/32°60%困難時期M67.31238.21845°/37°70%（4）主要通風(fēng)機電機運行功率計算軸功率計算：通風(fēng)容易時期：N?1=Q通風(fēng)困難時期：N?2式中：機械傳動效率ηc取0.98電動機功率的計算：通風(fēng)容易時期功率：Nc1=KN通風(fēng)困難時期功率：Nc2式中：電機能力備用系數(shù)K取1.25根據(jù)上述計算，通風(fēng)容易時期、通風(fēng)困難時期每臺風(fēng)機配備YBFh450S1-8第6章概算礦井通風(fēng)費用6.1噸煤的通風(fēng)電費每噸煤的電力成本是地下主要通風(fēng)機和輔助通風(fēng)機的年電力消耗。本地呼吸機的年度電費之和除以年產(chǎn)量如下： W1=E+I×D/T式中：D—電價，元/（Kw·h）；T—礦井年產(chǎn)量；I—輔助使用的通風(fēng)機和局部通風(fēng)機每年的耗電量，kW·h/s；E—主要通風(fēng)機每年的耗電量，設(shè)計用以下公式概算； E=4380N式中：N1—N2—通風(fēng)困難時期的通風(fēng)機的通風(fēng)功率ηd—電動機的效率，可在電動機技術(shù)特征表中查得，一般取0.9~0.95ηb—變壓器的效率，一般取0.8ηL—電網(wǎng)效率，一般取0.95ηt—傳動效率，直接傳動時取1.0，間接傳動時取0.95E=4380W6.2通風(fēng)設(shè)備的折舊費噸煤的通風(fēng)設(shè)備折舊費W2 W2式中：G1—設(shè)備基本投資折舊費，元/aG2—設(shè)備維修費，元/aW6.3井巷工程的折舊費和維修費巷道造價250萬元；每年維修費50萬