20901運輸巷長距離局扇的選擇與計算

掘進工作面局扇的選擇與計算2.2.3肖家洼煤礦主斜井施工通風(fēng)設(shè)計概況：肖家洼煤礦主斜井傾角6°，斜長：3404m，斷面為直墻半圓拱，凈寬：5.0m，凈斷面積：17.3m2，基巖段巖石硬度f＞6時，采用中深孔光面爆破，一次爆破最多炸藥消耗量為65kg，采用ZL-50型裝載機裝巖，采用膠輪自卸車排矸。2.2.3.1通風(fēng)方案一2.2.3.1.1通風(fēng)方式與風(fēng)筒選擇：為適應(yīng)主斜井井筒施工需要，該井筒采用壓入式通風(fēng)，即在井口附近20米處安設(shè)二臺局部對旋軸流通風(fēng)機，布置兩路Φ1000㎜膠質(zhì)風(fēng)筒，向井下工作地點輸入新鮮空氣，直至主斜井施工完畢。2.2.3.1.2井筒工作面所需風(fēng)量計算(1)按井筒工作面同時工作的最多人數(shù)計算Qr＝4×N＝4×30＝120m3/min式中Qr――井筒工作面所需風(fēng)量N――井筒工作面最多人數(shù)，取30人(2)按井筒工作面爆破排除炮煙計算（或Q=25×AA---掘進工作面一次爆破所用的最大炸藥量）式中Q――掘進工作面所需風(fēng)量，m3/min；t――通風(fēng)時間，一般取20—30min，取25min；A——一次起爆炸藥量，取65kg；b――每kg炸藥產(chǎn)生的CO當(dāng)量，巖巷爆破取40L/kg；S――井筒凈斷面，取17.3m2；L――井筒通風(fēng)長度，既排炮煙長度取500m；Pq――風(fēng)筒始、末端風(fēng)量之比，即漏風(fēng)系數(shù)，取1.7；CP――氧化碳濃度的允許值，%，CP=0.02。Q=279m3/min備注：立井施工爆破排除炮煙計算：《煤礦建設(shè)安全規(guī)范》6.2.1.5礦井施工所需風(fēng)量應(yīng)按下列要求計算：（煤礦安全規(guī)程第103修改、建井手冊公式）ａ）立井人工開挖時所需風(fēng)量可按每人每分鐘不少于4m3的標(biāo)準(zhǔn)計算；ｂ）立井爆破作業(yè)所需風(fēng)量必須保證井筒的平均風(fēng)速不小于0.15m/s，確保有效排除炮煙。同時立井爆破作業(yè)所需風(fēng)量必須使該地點風(fēng)流中瓦斯、二氧化碳和其他有害氣體的濃度及溫度，符合本規(guī)范的有關(guān)規(guī)定；立井爆破作業(yè)所需風(fēng)量，通常按排炮煙方法計算：Q＝7.8[KA(S·L)2]1/3/T式中：Q——工作面配風(fēng)量，單位為立方米每分鐘（m3/min）；K——淋水系數(shù)，按表3（0.15—0.8）取值；A——一次起爆炸藥量，單位為千克（kg）；S——巷道凈斷面，單位為平方米（m2）；T——排炮煙時間，單位為分鐘（min）（一般取40～60min）；L——掘進井筒(巷道)通風(fēng)長度，單位為米（m）。c）其他施工地點的實際需要風(fēng)量，必須使該地點風(fēng)流中的瓦斯、二氧化碳、氫氣和其他有害氣體的濃度，風(fēng)速以及溫度，每人供風(fēng)量符合本規(guī)范的有關(guān)規(guī)定；d）礦井施工總風(fēng)量應(yīng)按下列要求分別計算，并取其中的最大值：１）按井下同時工作的最多人數(shù)計算，每人每分鐘供風(fēng)量不得少于4m3；２）按掘進巷道、硐室及其他地點實際需要風(fēng)量的總和進行計算。表3淋水系數(shù)K取值表涌水特征K涌水量小于1m3/h的各種深度的干燥井筒或深度小于200m的含水井筒。0.8井深大于200m，且涌水量為1～6m3/h的含水井筒0.6井深大于200m，且涌水量為6～15m3/h的含水井筒0.3井深大于200m，且涌水量大于15m3/h的含水井筒0.15(3)有柴油設(shè)備運行的礦井，為有效稀釋柴油設(shè)備排放的尾氣，所需風(fēng)量可按照以下公式進行計算：∑Q膠輪車=4×Pi×Ki（m3/min）式中：∑Q膠輪車——主斜井膠輪車的需風(fēng)量，m3/min；4——每馬力（Hp）每分鐘供給的最低風(fēng)量，m3/min；Pi——主斜井柴油運輸設(shè)備同時運行時的總功率，KW；一臺ZL-50型裝載機功率為92kw，每臺柴油膠輪自卸車功率為96kw；排矸期間，一臺ZL-50型裝載機和3臺柴油膠輪自卸車同時運行；Ki——配風(fēng)系數(shù)，（使用1臺膠輪車時Ki為1.0；使用2臺膠輪車時Ki為0.75；使用3臺及以上膠輪車時Ki為0.5）∑Q膠輪車=4×Pi×Ki=4×（92+96×3）×0.5=760m3/min（4）按瓦斯涌出量計算Q=100qk式中q——掘進工作面的絕對瓦斯涌出量，m3/min；K——掘進工作面的瓦斯涌出不均勻和備用風(fēng)量系數(shù)，一般可取1.5-2.0或Q=100Kq/（CP-Ci）式中CP——最高允許瓦斯?jié)舛龋?；Ci——進風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛龋?(5)按風(fēng)速計算井筒最低風(fēng)速取0.15m/s，最高風(fēng)速取4m/s（煤巷、半煤巖巷最低風(fēng)速0.25m/s）Qmax＝4×S×60＝4×17.3×60＝4152m3/minQmin＝0.15×S×60＝0.15×17.3×60＝156m3/min式中S――井筒凈斷面，取17.3m2根據(jù)以上計算，主斜井井筒施工時，工作面最低需風(fēng)量為760m3/min。2.2.3.1.3局扇工作風(fēng)壓計算(1)風(fēng)筒風(fēng)阻計算因為該主斜井長度為3404米，考慮到風(fēng)機至井口及拐彎，風(fēng)筒最長按3420米計算，采用Φ1000㎜膠質(zhì)風(fēng)筒，每節(jié)風(fēng)筒長為10米。采用兩路風(fēng)筒，兩臺同等能力的局扇供風(fēng)，即采用兩路供風(fēng)系統(tǒng)。①一路風(fēng)筒摩擦風(fēng)阻R摩＝6.48×α×L/D5式中R摩－－風(fēng)筒摩擦風(fēng)阻，N﹒s2﹒m-8α――膠質(zhì)風(fēng)筒的摩擦阻力系數(shù)，N﹒s2﹒m-4，取0.0029N﹒s2﹒m-4D――風(fēng)筒直徑，取1.0mL――風(fēng)筒總長，取3420mR摩＝6.48×0.0029×3420/1.05＝64N﹒s2﹒m-8膠布風(fēng)筒的摩擦阻力系數(shù)風(fēng)筒直徑/mm3004005006007008009001000a×104/NS2m-45349454138323029金屬風(fēng)筒的摩擦阻力系數(shù)風(fēng)筒直徑/mm200300400500600800a×104/NS2m-44944.139.234.329.424.5JZK系列玻璃鋼風(fēng)筒摩擦阻力系數(shù)：a=19.6—21.6×10-4②一路風(fēng)筒局部風(fēng)阻R局＝0.15×R摩R局=0.15R摩=0.15×64=9.6N﹒s2﹒m-8一路風(fēng)筒總風(fēng)阻R總R總=R摩﹢R局=64﹢9.6=73.6N﹒s2﹒m-8(2)漏風(fēng)系數(shù)計算式中L――風(fēng)筒長度，L=3420mP100――百米漏風(fēng)率，P100=1.2%P=1.7柔性風(fēng)筒的百米漏風(fēng)率通風(fēng)距離/m＜200200—500500—10001000—2000＞2000L100/%＜15＜10＜3＜2＜1.5(3)每臺通風(fēng)機的工作參數(shù)計算根據(jù)以上分析計算，取其中最大值，主斜井掘進工作面需風(fēng)量Q取760m3/min，每路風(fēng)筒出口風(fēng)量取380m3/min，能完全滿足施工要求。一路風(fēng)筒出口風(fēng)量QhQh＝380m3/min，即6.3m3/s每臺通風(fēng)機的工作風(fēng)量：Qa＝P×Qh＝1.7×6.3＝10.7m3/s通風(fēng)機全壓：Ht＝RQaQh＋hvo＝RQaQh＋0.811ρQh2/D4式中Ht――一臺通風(fēng)機全壓，PaR――一路風(fēng)筒的總風(fēng)阻，取73.6N﹒s2﹒m-8Qh－－一路風(fēng)筒出口風(fēng)量，取6.3m3/sQa－－一臺通風(fēng)機的工作風(fēng)量，取10.7m3/shvo――風(fēng)筒出口動壓損失ρ――空氣密度取1.2kg/m3D――風(fēng)筒直徑取1.0mHt＝73.6×10.7×6.3＋0.811×1.2×6.32/1.04Ht＝5000Pa通風(fēng)困難時期，一臺通風(fēng)機設(shè)計工況點：Qa＝642m3/minHt＝5000Pa2.2.3.1.4選擇地面壓入式對旋軸流通風(fēng)機根據(jù)需要的Qa、Ht值在各類軸流通風(fēng)機特性曲線上，確定軸流通風(fēng)機的合理工作范圍，選擇長期運行效率較高的通風(fēng)機。通風(fēng)困難時期，一臺通風(fēng)機設(shè)計工況點：Qa＝642m3/minHt＝5000Pa風(fēng)機選型：通過以上計算，施工后期，即通風(fēng)困難時期，通風(fēng)距離1800m以后，可選用BDJNo8.0型礦用防爆對旋軸流通風(fēng)機。性能參數(shù)：額定功率：55×2kw，風(fēng)量：600~950m3/min，全壓：8000~1000pa，效率：≥81%，噪聲：≤84dB。頻率：50hz，電壓：380/660v。通過Φ1000mm膠質(zhì)風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)主斜井施工后期，采用壓入式通風(fēng)，雙路風(fēng)筒獨立送風(fēng)，每路風(fēng)筒均采用Φ1000mm膠質(zhì)風(fēng)筒，每路風(fēng)筒供風(fēng)局扇均采用BDJNo8.0型礦用防爆對旋軸流通風(fēng)機，產(chǎn)生的風(fēng)壓和風(fēng)量能滿足主斜井通風(fēng)困難時期的通風(fēng)要求。BDJNo8.0型煤礦用防爆對旋軸流通風(fēng)機主要技術(shù)參數(shù)序號型號規(guī)格功率kW風(fēng)量m3/min全壓Pa電壓V最高全壓效率%噪聲dBa1BDJNo8.055×2600～9501000～8000380/660≥81≤84通風(fēng)容易時期：施工前期，即通風(fēng)距離1800m以內(nèi)，選用FBD-2×30型煤礦用防爆壓入式對旋軸流通風(fēng)機，其主要技術(shù)參數(shù)：功率：2×30kw，風(fēng)量：420～630m3/min，全壓：1000～5800Pa主斜井施工前期，采用壓入式通風(fēng)，雙路風(fēng)筒獨立送風(fēng)，每路風(fēng)筒均采用Φ1000mm膠質(zhì)風(fēng)筒，每路風(fēng)筒供風(fēng)局扇均采用FBD-2×30型礦用防爆對旋軸流通風(fēng)機，產(chǎn)生的風(fēng)壓和風(fēng)量能滿足主斜井通風(fēng)容易時期的通風(fēng)要求。施工期間，采取綜合防塵措施，定期沖刷巷道浮塵。井筒內(nèi)每隔200m設(shè)一道凈化水幕，工作面設(shè)風(fēng)水噴霧器，水中加適量降塵劑，將粉塵控制在10mg/m3以下。2.2.3.2通風(fēng)方案二主斜井施工長度1800米之前，采用壓入式通風(fēng)，將供風(fēng)局扇安裝在地面距主斜井井口20米處。主斜井施工長度1800米之后，采用抽出式負(fù)壓通風(fēng)，因主、副斜井同時并列施工，施工期間，兩斜井之間有聯(lián)絡(luò)巷橫貫，當(dāng)斜井施工1800米左右時，主、副斜井之間施工一條聯(lián)絡(luò)巷橫貫，將地面局扇移到主（或副）斜井聯(lián)絡(luò)巷口上方20米處，為掘進工作面施工供風(fēng)，副（或主）斜井地面井口安裝臨時軸流式抽風(fēng)機，使主（或副）斜井進風(fēng)，副（或主）斜井出風(fēng)，主斜井掘進工作面導(dǎo)風(fēng)風(fēng)筒最長1800米，采用直徑1000㎜的膠質(zhì)風(fēng)筒，每節(jié)風(fēng)筒長為10米。臨時軸流式抽風(fēng)機性能參數(shù)：型號：FBCZNo16，風(fēng)量：1140—2820m3/min，風(fēng)壓：200—1050Pa，額定功率：55KW，轉(zhuǎn)速：980r/min。臨時軸流式抽風(fēng)機選型計算略。掘進工作面供風(fēng)局扇選用BDJNo8.0型礦用防爆對旋軸流通風(fēng)機，其性能參數(shù)：額定功率：55×2kw，風(fēng)量：600~950m3/min，全壓：8000~1000pa，效率：≥81%，噪聲：≤84dB。頻率：50hz，電壓：380/660v。采用一臺局部通風(fēng)機通過一路直徑1000㎜膠質(zhì)風(fēng)筒為主斜井掘進工作面施工供風(fēng)。掘進工作面供風(fēng)局扇做到“三專兩閉鎖”，主、備局部通風(fēng)機實現(xiàn)自動切換。禹花煤礦20901運輸巷掘進工作面局扇的選擇計算（FBD7.1/2×37KW）一、概況：禹花煤礦20901運輸巷，全長：760m，切眼130米，通風(fēng)長度1200米，機巷斷面為不規(guī)則矩形斷面，錨網(wǎng)支護。凈寬：3.6m，凈斷面積：8.08m2，采用中深孔爆破，一次爆破最多炸藥消耗量為12kg，采用刮板機配皮帶機裝巖運輸，根據(jù)沈陽煤科院撫順?biāo)峁?shù)據(jù)正常情況下工作面絕對瓦斯涌出量為0.395m3/min，通過近期分析局部在地質(zhì)變化帶瓦斯涌出量達到3.5m3/min（175m3/min×2%）為適應(yīng)20901運輸巷施工需要，該機巷采用壓入式通風(fēng)，即在10403軌道下山井底往里20米處全負(fù)壓安設(shè)二臺局部對旋軸流通風(fēng)機，并且在現(xiàn)有的情況下充分考慮巷道斷面和通風(fēng)風(fēng)阻的實際情況，在現(xiàn)在防突風(fēng)門以外仍然保持直徑為600mm的風(fēng)袋，在里頭1100米通風(fēng)距離掛設(shè)?800風(fēng)筒，以減少通風(fēng)阻力，提高局部通風(fēng)機風(fēng)筒末端風(fēng)量。二、20901工作面所需風(fēng)量計算1.后期按局部瓦斯瓦斯涌出量計算：（二氧化碳涌出量低于瓦斯涌出量，礦井以瓦斯涌出量計算為主）Q掘=100×q瓦斯×K掘通=100×3.5×1=350m3/min。式中Q掘---工作面實際需要風(fēng)量，m3/min；100---單位瓦斯涌出量，以回風(fēng)流瓦斯?jié)舛炔怀^1%的換算值；q瓦斯---工作面瓦斯絕對涌出量，m3/min；（根據(jù)礦近期實測數(shù)據(jù)）K掘通---工作面的瓦斯涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)，已經(jīng)考慮最大值，故取K值為1。2.按炸藥量計算：Q炸=Aj.b/t.c式中Aj---工作面同時起爆的最大炸藥量，Kg取12.0Kg,b每公斤生成的CO當(dāng)量，取0.1m3/Kg，t-通風(fēng)時間，一般不少于30min； C值允許工人進入工作面CO濃度取0.02%Q炸=12×0.1/30×0.02%=200m3/min。3.按人數(shù)進行計算：Q掘=4×N=4×15=60m3/min。式中Q掘---工作面實際需要風(fēng)量，m3/min；4---每人每分鐘不低于4m3/min的配風(fēng)量；N---工作面同時工作的最多人數(shù)；k---備用系數(shù)，一般取1.2。局部通風(fēng)機的選型及風(fēng)量驗算：（20901運輸巷配風(fēng)以最大斷面8.08㎡作為計算依據(jù)）1、按最低風(fēng)速驗算：Q煤掘≥15×S煤掘=15×8.08=121m3/min2、按最高風(fēng)速進行驗算：Q掘≤240×S掘=240×8.08=1939m3/min20901運輸巷工作面出口需最低風(fēng)量在地質(zhì)變化帶高峰期風(fēng)量為350m3/min。2.2.3.1.3局扇工作風(fēng)壓計算(1)風(fēng)筒風(fēng)阻計算①風(fēng)筒摩擦風(fēng)阻R摩＝6.48×α×L/D5式中R摩－－風(fēng)筒摩擦風(fēng)阻，N﹒s2﹒m-8α――膠質(zhì)風(fēng)筒的摩擦阻力系數(shù)，N﹒s2﹒m-4，取0.0041N﹒s2﹒m-4D――風(fēng)筒直徑，取1.0mL――風(fēng)筒總長，?600mm為100m，?800mm為1100mR摩1＝6.48×0.0041×100/0.65＝34.16N﹒s2﹒m-8（風(fēng)筒直徑為600mm區(qū)段100m）R摩2＝6.48×0.0032×1100/0.85＝69.60N﹒s2﹒m-8（風(fēng)筒直徑為800mm區(qū)段1100m）膠布風(fēng)筒的摩擦阻力系數(shù)風(fēng)筒直徑/mm3004005006007008009001000a×104/NS2m-45349454138323029②風(fēng)筒局部風(fēng)阻R局＝0.15×R摩R局1=0.15R摩=0.15×34.16=5.12N﹒s2﹒m-8（風(fēng)筒直徑為600mm區(qū)段100m）R局2=0.15R摩=0.15×69.60=10.44N﹒s2﹒m-8（風(fēng)筒直徑為800mm區(qū)段1100m）風(fēng)筒總風(fēng)阻R總R總1=R摩﹢R局=34.16﹢5.12=39.29N﹒s2﹒m-8（風(fēng)筒直徑為600mm區(qū)段100m）R總2=R摩﹢R局=69.60﹢10.44=80.05N﹒s2﹒m-8（風(fēng)筒直徑為800mm區(qū)段1100m）(2)漏風(fēng)率取值根據(jù)實際取柔性風(fēng)筒的百米漏風(fēng)率10%局扇風(fēng)機吸入風(fēng)量為470m3/min。(3)局扇通風(fēng)機的工作參數(shù)計算根據(jù)以上分析計算，取其中最大值，20901運輸巷掘進工作面最大需風(fēng)量Q取350m3/min，考慮百米漏風(fēng)率為10%，風(fēng)機吸入風(fēng)量取470m3/min，完全滿足施工要求。通風(fēng)機全壓：分開計算：?600mm直徑風(fēng)筒100米，末端風(fēng)量為460m3/min；?800mm直徑風(fēng)筒1100米，末端風(fēng)量為350m3/min；?600mm直徑風(fēng)筒100米時風(fēng)筒阻力：Ht＝RQaQh＋hvo＝RQaQh＋0.811ρQh2/D4直徑為600mm段全壓：H1=39.