礦井通風與安全教材.doc

礦井通風與安全課程設(shè)計一、 礦井概況1 地質(zhì)概況該礦地處平原、地面標高150m，井田走向長度5km，傾斜方向長度3.3km。井田上界以標高165m為界，下界以標高1020m為界，兩邊以斷層為界，井田內(nèi)煤層賦存穩(wěn)定，井田可采儲量約1.08億噸。根據(jù)開采條件，煤炭供求狀況及“規(guī)程”規(guī)定，確定此礦為年產(chǎn)150萬噸的大型礦井，服務年限為72年。井田內(nèi)有兩個開采煤層，為k1、k2，在井田范圍內(nèi)，煤層賦存穩(wěn)定，煤層15，各煤層厚度、間距及頂?shù)装鍘r性參見地層概況簡圖（詳見下圖1）。礦井相對瓦斯涌出量為6.6m3/T，煤層有自然發(fā)火危險，發(fā)火期為1618個月，煤塵有爆炸性，爆炸指數(shù)為36。 表1-1 綜合柱狀圖柱狀厚度（米）巖性描述240.00表土，無流砂8.60砂質(zhì)頁巖8.40泥質(zhì)細砂巖，沙質(zhì)泥巖互層，穩(wěn)定0.20沙質(zhì)泥巖，松軟2.40k2煤層，塊狀r1.254.20灰色砂質(zhì)泥巖，細砂巖互層，堅硬7.80灰色砂質(zhì)泥巖4.80泥巖細砂巖互層4.60薄層泥質(zhì)細砂巖，穩(wěn)定0.20泥巖，松軟2.80k2煤層煤質(zhì)中硬r1.288.20灰白色砂巖堅硬抗壓強度600900公斤/cm224.86灰色中、細砂巖層互層2礦井開拓方式及開采方法采用立井多水平上下山開拓，由于本礦井型為150萬噸/a,屬于大型礦井，而且地處平原，井田走向長度5千米，傾斜方向長度3.3千米。為了方便安排礦井運輸和提升系統(tǒng)，滿足礦井的生產(chǎn)能力的要求，所以決定開鑿一個主井和一個副井，主井為箕斗井提煤用，副井為罐籠井升降人員、材料、矸石，也作為進風井用，并設(shè)有梯子間。第一水平標高380m，傾斜長為8252m，服務年限為27年，因走向較短，兩翼各布置一個采區(qū)。每個采區(qū)上山部分和下山部分各分為五個區(qū)段回采。每采區(qū)各布置一個綜采工作面和一個高檔普采工作面，工作面長度150m，區(qū)段平巷及區(qū)段煤柱15m，采區(qū)巷道采用集中聯(lián)合布置。采區(qū)軌道上山均布置在k2煤層的底板穩(wěn)定細砂石中，區(qū)段回風平巷與運輸上山，區(qū)段運輸平巷與軌道上山采用石門連接，為了保證生產(chǎn)正常接替，前期東西兩翼各安排兩個獨立通風的煤層平巷掘進頭，后期東西兩翼各安排兩個獨立通風的煤層平巷掘進頭和一個巖石下山掘進頭。西兩翼各有一個絞車房、變電所、火藥庫，亦需獨立通風。主井為箕斗井提煤用，副井為罐籠井升降人員、材料、矸石，進風用，并設(shè)梯子間。礦井工作制：除綜采工作面采用46工作制外，其它均采用三八工作制。井下同時作業(yè)的最多人數(shù)為700人，綜采工作面同時作業(yè)最多人數(shù)40人，高檔普采工作面同時作業(yè)最多人數(shù)60人。二 礦井通風系統(tǒng)的選擇礦井通風系統(tǒng)包括：通風方式（進、出風井的布置方式）；通風方法（礦井主通風機的工作方法）；通風網(wǎng)路。1 通風方式的確定通風方式一般可分為中央式，對角式，混合式三種?，F(xiàn)分別分析如下，并從技術(shù)和經(jīng)濟兩方面比較其優(yōu)缺點，擇優(yōu)選用。1.1中央式1） 中央并列式在地形條件許可時，進風井和出風井大致并列在井田走向的中央，二井底都開掘到第一水平，主要通風機設(shè)在出風井的井口附近，將污風抽到地表，出風井的井底必須和總進風流隔開，出風井的井口一般用防爆門緊閉；還要在巖石中做條回風石門mn，煤層傾角越大、總回風石門越短，反之越長。圖2-1 中央并列式注：用斜井開拓時，可以大致在走向的中央開掘一對并列斜井。2） 中央并列式的適用條件 煤層傾角大、埋藏深，但走向長度不大(4km)，瓦斯、自然發(fā)火都不嚴重，在此條件下，采用中央并列式是比較合理的。這種通風方式(和其它方式相比)，盡管存在著風路較長，阻力較大，采空區(qū)的漏風較大的缺點，但對于瓦斯、自然發(fā)火不嚴重的礦井來說，這并不很重要。同時，由于產(chǎn)生的阻力較大，通風電力費較大，進風與出風兩井筒之間的漏風較大，箕斗井回風時外部漏風較大等，這些缺點對走向不大的礦井來說也不是一個很大的問題。相反，由于煤層傾角大，總回風石門長度小，開掘費小，兩個井筒(立井或斜井)集中，便于開掘，開掘費也較少，便于貫通，建井期限較短，采用中央并列式通風方式，具有初期投資較少、出煤較快的優(yōu)點。同時它的護井煤柱較小，且便于延深井筒，為深部通風的準備工作提供有利條件。3）中央分列式(又名中央邊界式)進風井大致位于井田走向的中央，出風井大致位于井田淺部邊界沿走向的中央，在沿傾斜方向上，出風井和進風井相隔段距離，出風井的井底高于進風井的井底，主要通風機設(shè)在出風井口附近；在井田走向的中央開鑿主井和副井。圖2-2 中央分列式4） 中央分列式的適用條件一般地說，這種通風方式適用于煤層傾角較小，埋藏較淺，走向長度不大(4km) ，而且瓦斯，自然發(fā)火比較嚴重的新建礦井。與中央并列式相比，這種通風方式的安全性要好，建井期限略長，有時初期投資稍大(多打一個出風井，少掘一條總回風石門)，但相差不懸殊。如果中央有兩個井筒，以后在延深井筒、做深部通風的準備工作時，也就不會困難，這種方式由于多打一個直通地面的回風井，所以礦井的通風阻力較小，內(nèi)部漏風小，這對于瓦斯，自然發(fā)火的管理工作是比較有利的，增加了一個安全出口，工業(yè)廣場設(shè)有主要通風機的噪音影響，從回風系統(tǒng)鋪設(shè)防塵灑水管路系統(tǒng)都比較方便。1.2 對角式1) 兩翼對角式進風井筒大致位于井田走向的中央，兩個出風井筒分別位于兩翼邊界采區(qū)中央的淺部，主要通風機設(shè)在出風井口附近。為了開采深水平，有時把兩翼風井設(shè)在兩翼沿傾斜的中央和沿走向的邊界附近。用斜井和平峒開拓時，可把下圖中的立井改為斜井和平峒。 圖2-3 兩翼對角式 2) 兩翼對角式適用條件 一般認為，這種布置方式(指對角風井位于淺部邊界附近者)適用于煤層走向較大(超過4km)、井型較大、煤層上部距地面較淺、瓦斯和自然發(fā)火嚴重的新建礦井。它的優(yōu)缺點，完全和中央并列式相反，比中央分列式的安全性更好，但初期投資更大。如果能夠進行相向掘進，就能適當減輕建井期限長，投產(chǎn)較晚的缺點。有些瓦斯等級不高，但煤層走向較長、產(chǎn)量較大的新礦井，也可采用這種通風方式。 3)分區(qū)對角式進風井大致位于井田走向的中央，在每個采區(qū)各掘一個小回風井，并分別安設(shè)抽出式分區(qū)主要通風機，可不必做總回風道。在圖95中也可以用斜井代替立井，或者進風用垂直于走向(或平行于走向)的平峒，出風用斜井；或者進風和出風都用平峒。 圖2-4 分區(qū)對角式4)分區(qū)對角式適用條件煤層距地表淺，或因地表高低起伏較大，無法開掘淺部的總回風道(因會穿出地面)，在此條件下，開采第一水平時，只能采用這種小風井(立井、斜井或平峒)分區(qū)通風的布置方式。每個采區(qū)各有獨立的通風路線，互不影響，是這種通風方式的主要優(yōu)點。1.3 混合式進風井與出風井由三個以上井筒按上述各種方式混合組成，其中有中央分列與兩翼對角混合式和中央并列與中央分列混合式等。以中央分列與兩翼對角混合式通風系統(tǒng)為例簡單說明。1) 中央分列與兩翼對角混合式為了縮短基建時間，在初期采用中央分列式通風系統(tǒng)，隨著生產(chǎn)的發(fā)展，當開采到兩翼邊界時，則用中央分列與兩翼對角混合式的通風系統(tǒng)?？傊诔跗谕L系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，根據(jù)煤層賦存條件和生產(chǎn)發(fā)展情況等進行分析確定。 圖2-5 中央分列與兩翼對角混合式2) 混合式適用條件這種通風方式適用于井田范圍大，多煤層，多水平開采的礦井。大多用于老礦井的改造和擴建。 確定通風方式并做技術(shù)比較根據(jù)礦井概況可知該礦井的年產(chǎn)量為150萬噸的大型礦井，由于該井田走向長度為5KM，大于中央并列式走向長度不大于4KM的設(shè)計要求，且該井田的瓦斯相對涌出量為6.6 m3/T屬于低瓦斯礦井，井田上部標高-165m屬埋藏較淺的礦井，初期考慮中央分列式通風方式和兩翼對角式作比較：1） 技術(shù)比較：中央邊界式使用于走向不大的礦井（井田長度小于4000米），兩翼對角式適合于走向較大、井型較大的礦井，與中央邊界式相比，安全性更好，多一個通往地面的安全出口，發(fā)生事故時兩翼不相互影響，便于控制通風，阻力較小。2） 經(jīng)濟比較：因進風、采掘、運輸部分所需費用相差不大，主要考慮回風部分的費用。風井的斷面為12.8，總回風平巷的斷面為9.62，故假設(shè)開掘1m總回風平巷需5000元，1m風井需6500元，兩翼對角式風機一臺200萬元，中央邊界式風機一臺300萬元。故在不考慮通風電費和井巷的維修費的條件下采用中央邊界式通風系統(tǒng)時回風部分的費用為： 124520.5+（165+150）0.65+300=1749.75萬元采用兩翼對角式通風系統(tǒng)時回風部分的費用為： （165+150）0.652+2002=809.5萬元綜上分析，應選用兩翼對角式的通風方式。2通風方法的確定通風方法，即礦井主通風機的工作方法。煤礦主要通風機的工作方法基本上分為抽出式與壓入式兩種。兩種方法的比較：1) 抽出式抽出式通風是主要通風機安裝在回風井口，在抽出式通風機的作用下，整個礦井通風系統(tǒng)處于低于當?shù)卮髿鈮旱母眽籂顟B(tài)。抽出式優(yōu)點：井下風流處于負壓狀態(tài)，當主扇因故停止運轉(zhuǎn)時，井下的風流壓力提高可能使采空區(qū)瓦斯涌出量減少，比較安全；漏風量小，通風管理較簡單；與壓入式比，不存在過渡到下水平時期通風系統(tǒng)和風量變化的困難。抽出式缺點：當?shù)孛嬗行「G塌陷區(qū)井和采區(qū)溝通時，抽出式會不小窯積存的有害氣體抽到井下使有礦井效風量減少。主要通風機使井下風流處于負壓狀態(tài)。一旦主要通風機因故停止運轉(zhuǎn)，井下風流的壓力提 高，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量減少，比較安全；壓入式主要通風機使井下風流處于正壓狀態(tài)，當主要通風機停轉(zhuǎn)時，風流壓力降低，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量增加。2) 壓入式壓入式通風是主要通風機安裝在進風井口，作壓入式工作，井下風流處于正壓狀態(tài)。 在低瓦斯礦的第一水平，礦井地面地形復雜、高差起伏，無法在高山上設(shè)置扇風機?？偦仫L巷無法連通或維護困難的條件下選用。優(yōu)缺點：1.壓入式的優(yōu)缺點與抽出式相反，能用一部分回風把小窯塌陷區(qū)的有害氣體壓入到地面；2.進風線路漏風大,管理困難；3.風阻大、風量調(diào)節(jié)困難；4.由第一水平的壓入式過渡到深部水平的抽出式有一定的困難；5.通風機使井下風流處于正壓狀態(tài)，當通風機停止運轉(zhuǎn)時，風流壓力降低，有可能使采空區(qū)瓦斯涌量增加。 因此，正因為抽出式有著獨自的優(yōu)點，井下風流處于負壓狀態(tài)，當主要通風機因故停止運轉(zhuǎn)時，井下的風流壓力提高可能使采空區(qū)沼氣涌出量減少，比較安全；漏風量小，通風管理較簡單。由于該礦井采用上下山交替開采，抽出式與壓入式相比，不存在過渡到下水平時期通風系統(tǒng)和風量變化的困難。因此本設(shè)計選用抽出式通風方法。三 采區(qū)通風方式的確定采區(qū)通風系統(tǒng)是礦井的基本組成部分，它包括采區(qū)進回風和工作面進回風巷道的布置方式，采區(qū)通風路線的連接方式以及采區(qū)通風設(shè)備的和通風構(gòu)筑物的設(shè)置等基本內(nèi)容。 一般可以采用兩種方式：軌道上山進風，運輸上山回風；運輸上山進風，軌道上山回風。 這兩種通風方式的比較：軌道上山進風，新鮮風流不受煤炭釋放的瓦斯、煤塵污染及放熱影響。軌道上山的絞車房易于通風，變電所設(shè)在兩上山之間，在回風處設(shè)調(diào)節(jié)風窗，利用兩上山間風壓差通風。運輸上山進風，由于風流方向與運煤方向相反，容易引起煤塵飛揚，煤炭在運輸過程中釋放的瓦斯，可使風流的瓦斯和煤塵濃度增大，影響工作面的安全衛(wèi)生條件，輸送機設(shè)備所散發(fā)的熱量，使進風流溫度升高。此外，需在軌道上山的下部車場內(nèi)安設(shè)風門，運輸?shù)V車來往頻繁，需要加強管理，防止風流短路。 因此，該礦上山開采采用軌道上山通風，下山開采采用軌道下山進風，同時上山部分采用軌道上山和運輸上山同時回風，這樣可以大大降低阻力。 四 采煤工作面通風方式的確定采煤工作面的通風方法視甲烷涌出量、開采工作條件和開采技術(shù)而異，按工作面進、回風巷的數(shù)量和位置，可分為U型、E型、W型、Z型等通風方式，其中U型應用最為廣泛。根據(jù)礦井開采設(shè)計圖紙，本礦井采用的就是U型通風方式，U型通風方式是指采煤工作面有二條巷道，一條為進風巷，一條為回風巷，上行通風時，其下順槽為進風巷，上順槽為回風巷，下行通風是則相反。U型通風系統(tǒng)優(yōu)點是：布置方便，通風簡單，工作面可采用后退式回采。上、下順槽在煤體中維護，漏風量小，風流流動為上行方向，上、下順槽布置于煤體中，漏風量小；瓦斯自然流動方向和風流方向一致，有利于較快降低工作面瓦斯?jié)舛?。這種通風方式如果瓦斯不太大，工作面通風能滿足要求即可采用。五 通風容易時期和通風困難時期采煤方案的確定1 通風容易時期和通風困難時期的定義在礦井通風系統(tǒng)總阻力最小時稱通風容易時期，通風系統(tǒng)總阻力最大時稱通風困難時期。2 容易時期的采煤方案：開采第一水平采區(qū)上山最上邊區(qū)段煤層的2個綜采工作面和1個高檔普采工作面，具體開采情況是：西翼兩個工作面全部開采，即1個綜采工作面和1個高檔普采工作面；東翼開采1個綜采工作面，另外一個高檔普采面作為準備面。由任務書知：綜采工作面、高檔普采工作面在k1煤層時產(chǎn)量分別為1620噸/日 、1080噸/日,則采這三個工作面年產(chǎn)為：（21620+1080）330=1425600噸=142.56萬噸煤層煤的密度為：=m/v=1620/(15060.62.4)=1.25 區(qū)段平巷及區(qū)段煤柱寬15m，綜采工作面區(qū)段平巷寬5m，普采工作面區(qū)段平巷寬3.5m，故可以算出采掘東、西兩翼煤巷獨立掘進頭采煤量：（假設(shè)一年可以采掘出下一區(qū)段所有的煤巷獨立掘進頭）采掘東、西兩翼煤巷獨立掘進頭采出煤的體積為：22（12453.52.4+125552.4）=102072 采煤量為： m=v=1.25102072=127590噸=12.759萬噸所以按照上述的采煤方案年產(chǎn)量為： 142.56+12.759=155.319萬噸 此采煤方法符合“年產(chǎn)150萬噸”的要求，故此采煤方法是可行的。3 困難時期的采煤方案：開采第一水平采區(qū)下山最下邊區(qū)段煤層的2個綜采工作面和1個高檔普采工作面，具體開采情況是：西翼兩個工作面全部開采，即1個綜采工作面和1個高檔普采工作面；東翼開采1個綜采工作面，另外一個高檔普采面作為準備面。由任務書知：綜采工作面、高檔普采工作面在k1煤層時產(chǎn)量分別為1935噸/日 、1290噸/日,則采這三個工作面年產(chǎn)為：（21935+1290）330=1702800噸=170.28萬噸此采煤方法也符合“年產(chǎn)150萬噸”的要求，雖然超產(chǎn)較大，但符合我國現(xiàn)在能源需求量大的現(xiàn)狀，符合“高產(chǎn)高效”的能源方針，故此采煤方法也是可行的。4 礦井通風容易和困難時期的通風系統(tǒng)立體圖見附圖3、4。六 通風網(wǎng)絡(luò) 通風網(wǎng)絡(luò)圖分為容易時期和困難時期兩部分，詳見附圖，圖。七 各用風地點的供風量和礦井總用風量1 各用風地點需風量計算公式或經(jīng)驗數(shù)值部分：在本設(shè)計中礦井總風量按采煤、掘進、峒室及其它地點實際需要風量的總和計算： K （61）式中：采煤工作面實際需要風量的總和， 掘進工作面實際需要風量的總和， 硐室實際需要風量的總和， 礦井除了采煤、掘進和硐室地點外的其它井巷需要進行通風和， K礦井通風系數(shù)，包括礦井內(nèi)部漏風和配風不均勻等因素，一般可取K=1.15-1.251） 采煤實際需要風量，應按礦井各個采煤工作面實際需要風量的總和計算：各個采煤工作面實際需要風量，應按瓦斯、二氧化碳涌出量、爆破后的有害氣體產(chǎn)生量、工作面的氣溫和風速以及人數(shù)等因素分別進行計算后，采取其中最大值。采煤工作面有串聯(lián)通風時，應按其中一個采煤工作面實際需要的最大風量計算。備用工作面亦應滿足瓦斯、二氧化碳、氣溫和風速等規(guī)定計算風量，且不得低于其采煤時的實際需要風量的50%。（1）按瓦斯涌出量計算： ， （62） 式中：第i個采煤工作面的瓦斯絕對涌出量，第i個采煤工作面的瓦斯絕對涌出不均勻系數(shù)，它是各個采煤工作面瓦斯絕對涌出量的最大值與其平均值之比，須在各個工作面正常生產(chǎn)條件下，至少進行5晝夜的觀測，得出5個比值，取其最大值。通常機采工作面可取=1.21.6；炮采工作面可取=1.42?？傔M風量按二氧化碳涌出量的計算可參照瓦斯涌出量的計算方法。（2）按工作面溫度計算：采煤工作面應有良好的勞動氣象條件，其溫度和風速應符合表n的要求：長壁工作面實際需要風量（），按下式計算： ， （63）式中：第i個采煤工作面風速， m/s第i個采煤工作面的平均面積，可按最大和最小控頂斷面積的平均值計算， 其他采煤工作面實際需要風量，可按良好的勞動氣象條件計算。 表6-1 采煤工作面空氣與風速對應表采煤工作面空氣溫度，采煤工作面風速，m/s150.3-0.515-180.5-0.818-200.8-1.020-231.0-1.523-261.5-2.026-282.0-2.5（3） 按人數(shù)計算實際需要風量（）； =4 , （64） 式中：第i個采煤工作面同時工作的最多人數(shù)， 人（4） 按風速進行驗算：按最低風速驗算，各個采煤工作面的最低風量（）； 15 ， （65）式中：第i個采煤工作面的平均面積，按最高風速驗算，各個采煤工作面的最低風量（）； 240 ， （66）2）掘進工作面風量計算掘進工作面實際需要風量，由長期的工作經(jīng)驗可得：煤巷的實際需要風量為 380 巖巷的實際需要風量為 3003）硐室需要風量的計算硐室實際需要風量，應根據(jù)不同類型的硐室分別進行計算。因為本礦只有火藥庫、絞車房、變電所故可以不用計算可根據(jù)經(jīng)驗值所得火藥庫按經(jīng)驗值給定風量：大型爆破材料庫為100150，中小型爆破材料庫為 60100 ，采區(qū)絞車房及變電所為6080 。 結(jié)合本礦實際，取火藥庫實際風量為120,絞車房實際風量為80,變電所實際風量為80.2 各個時期各個用風地點需風量計算或根據(jù)經(jīng)驗確定部分：1） 通風容易時期：（開采煤層部分） 1 綜采工作面（1）按瓦斯涌出量計算： =6.61620/(2460)=7.425 取=1.4故 =100=1007.4251.4=1039.5 （2） 按工作面溫度計算： =7.8 取=2.0 m/s故 =6027.8=936 （3）按人數(shù)計算實際需要風量（）； =4=440=160 取三者中的最大值： =1039.5 （4）按風速進行驗算：按最低風速驗算， 15 =157.8=117 1039.5117 即15 ，按最高風速驗算，240 =2407.8=1872 1039.51872 即240 ，符合要求，故綜采工作面的需風量=1039.52 高檔普采工作面 （1）按瓦斯涌出量計算： =6.61080/(2460)=4.95 取=1.4故 =100=1004.951.4=693 （2） 按工作面溫度計算： =9.4 取=1.5m/s故 =601.59.4=846 （3）按人數(shù)計算實際需要風量（）； =4=460=240 取三者中的最大值： =846 （4）按風速進行驗算：按最低風速驗算， 15 =159.4=141 846141 即15 ，按最高風速驗算，240 =2409.4=22568462256 即240 ，符合要求，故綜采工作面的需風量=846 3 掘進工作面實際需要風量，由長期的工作經(jīng)驗可得煤巷的實際需要風量為 380 4 各峒室需風量由經(jīng)驗：火藥庫實際風量為120,絞車房實際風量為80,變電所實際風量為80. 綜上，考慮到礦井通風系數(shù)K，取K=1.15，通風容易時期各用風地點、東、西翼總風量以及礦井總風量如下： 綜采工作面：=1039.51.15=1195.425 20 高檔普采工作面：=8461.15=972.916.2 準備工作面（高檔普采）：0.5=0.516.2=8.1 煤巷掘進頭：=3801.15=4377.3 絞車房：=801.15=921.5 變電所：=801.15=921.5 火藥庫：=1201.15=1382.3 西翼所需總風量：=+2+=20+16.2+27.3+1.5+1.5+2.3=56.1東翼所需總風量：=+0.5+2+=20+8.1+27.3+1.5+1.5+2.3=48礦井所需總風量： =+=56.1+48=104.1 2）通風困難時期：（開采煤層部分） 1 綜采工作面（1）按瓦斯涌出量計算： =6.61935/(2460)=8.86875 取=1.4故 =100=1008.868751.4=1241.625 （2） 按工作面溫度計算： =7.8 取=2.0 m/s故 =6027.8=936 （3）按人數(shù)計算實際需要風量（）； =4=440=160 取三者中的最大值： =1241.625 （4） 按風速進行驗算：按最低風速驗算， 15 =157.8=117 1241.625117 即15 ，按最高風速驗算，240 =2407.8=1872 1241.6251872 即240 ，符合要求，故綜采工作面的需風量 =1241.625 2 高檔普采工作面 （1）按瓦斯涌出量計算： =6.61290/(2460)=5.9125 取=1.4故 =100=1005.91251.4=827.75 （2） 按工作面溫度計算： =9.4 取=1.5m/s故 =601.59.4=846 （3）按人數(shù)計算實際需要風量（）； =4=460=240 取三者中的最大值： =846 （4） 按風速進行驗算：按最低風速驗算， 15 =159.4=141 846141 即15 ，按最高風速驗算，240 =2409.4=22568462256 即240 ，符合要求，故綜采工作面的需風量=846 3 掘進工作面實際需要風量，由長期的工作經(jīng)驗可得煤巷的實際需要風量為 380 4 各峒室需風量由經(jīng)驗：火藥庫實際風量為120,絞車房實際風量為80,變電所實際風量為80. 綜上，考慮到礦井通風系數(shù)K，取K=1.15，通風困難時期各用風地點、東、西翼總風量以及礦井總風量如下： 綜采工作面：=1241.6251.15=1427.87 23.8 高檔普采工作面：=8461.15=972.916.2 準備工作面（高檔普采）：0.5=0.516.2=8.1 煤巷掘進頭：=3801.15=4377.3 絞車房：=801.15=921.5 變電所：=801.15=921.5 火藥庫：=1201.15=1382.3 西翼所需總風量：=+2+=23.8+16.2+27.3+1.5+1.5+2.3=59.9東翼所需總風量：=+0.5+2+=23.8+8.1+27.3+1.5+1.5+2.3=51.8礦井所需總風量： =+=56.1+48=111.7 八 計算礦井通風總阻力礦井通風總阻力的概念和計算原則）礦井總阻力的概念：礦井通風總阻力即風流有進風井口到出風口，沿一條通路各個分支的摩擦阻力和局部阻力的總合。礦井通風總阻力是選擇礦井主要通風機機的重要依據(jù)之一，為了合理的選用礦井主要通風通風機，必須正確計算出礦井總阻力。）礦井總阻力的計算原則 1）礦井通風的總阻力，不應超過2940 Pa.(2) 礦井井巷的局部阻力，新建礦井宜按井巷摩擦阻力的10%計算，擴建礦井則宜按井巷摩擦阻力的15%計算。（3）礦井通風網(wǎng)絡(luò)中有較多的并聯(lián)系統(tǒng)，計算總阻力是，應依其中最大的路線作為依據(jù)。 （4）應計算出容易時期和困難時期的最大阻力，使所選用的主要通風機既滿足困難時期的通風需要，又能在通風容易是工況合理。礦井摩擦阻力和總阻力的計算方法： 井下多數(shù)風流屬于完全紊流狀態(tài)，故 Pa（）令， 或 若通過井巷的風量為Q(),則V=Q/s,代入上式，得： Pa（） 對于已定型的井巷，L、U和S等各項都為已知數(shù)，值只和成正比。故把上式中的LU/項用符號來表示，即 ， 或 （3）此稱為井巷的摩擦風阻，它反映了井巷的特征。它只受和L、U、S的影響，對于已定型的井巷，只受的影響。 故 ， Pa (84) 上式就是在完全紊流狀態(tài)下的摩擦阻力定律。當摩擦風阻一定時，摩擦阻力和風量的平方成正比。按照上述計算方法，沿著選定的兩條最大阻力風路，將各區(qū)段的摩擦阻力累加起來，并考慮適當?shù)木植孔枇ο禂?shù)(一般不細算局部阻力)，即可算出通風容易和通風困難兩個時期的井巷通風總阻力分別為： hrmin1.2hfrmin，Pa (85) hrmax1.15hfrmax，Pa (86)式中 1.15 困難時期的局部阻力系數(shù)； 1.2容易時期的局部阻力系數(shù)。 3礦井通風總阻力的計算在通風網(wǎng)絡(luò)圖中選出最大的通風阻力路線，根據(jù)上述計算原則，算出此路線的阻力。 通風容易時期的最大阻力路線：1235913151719 通風困難時期的最大阻力路線：122527293133353941434547 表 8-1 井巷特征參數(shù)編號井巷名稱支護形式長度（m）斷面（）周長（m）阻力系數(shù)1041副井井筒混凝土53035.821.903422井底車場及主石門錨噴20014.210.4603井底運輸大巷錨噴125012.813.6684采區(qū)下部車場錨噴12.813.6685軌道上山錨噴85010.112.088.26運輸機上山錨噴8509.611.888.27綜采區(qū)段進風平巷U型支架12409.612.92608綜采區(qū)段回風平巷U型支架12459.612.91709液壓支架工作面1507.8011.9533010高檔普采工作面區(qū)段進風平巷鋼軌支架12459.612.926011高檔普采面區(qū)段回風平巷鋼軌支架12459.612.917012高檔普采面液壓支柱1509.411.033013高檔普采備用進風平巷鋼軌支架12609.612.045014區(qū)段平石門錨噴10010.2812.48515采區(qū)回風石門錨噴10010.0812.48816風井混凝土31512.813.633.317總回風平巷錨噴9.6211.709518風峒混凝土）通風容易時期礦井總阻力計算： 表- 容易時期礦井摩擦總阻力網(wǎng)絡(luò)編號R Q Pa121.301110(-2)104.1140.9977235.51210(-2)53.4157.178353.22810(-2)51.184.28986591.54110(-2)49.637.9119131.79810(-2)3522.025513150.921120368.4415174.29410(-2)51.9115.663617199.99810(-3)53.428.5099摩擦總阻力955礦井總阻力為：h=1.2=1.2955=1146 Pa通風機風壓： =380+150=530m 150+165=315mg-g-(-)g(+)/2 =5301.289.8-3151.29.8-(530-315)9.8(1.28+1.2)/2=331.24 Pa故 =h-+=1146-331+100=915 Pa通風機風量：=k=1.156.1=61.7 （）式中：k漏風損失系數(shù)，風井不做提升用時取.；箕斗井兼作回風井時取.；回風井兼作升降人員時取.所以：R=/=915/61.7 2=0.24 等積孔為：A=1.1917/=1.191761.7/9150.5=2.4 ）通風困難時期礦井總阻力計算： 表 - 容易困難礦井摩擦總阻力網(wǎng)絡(luò)編號R Q Pa121.301110(-2)111.7162.3372255.73310(-2)59.9205.725274.40510(-3)54.913.27727294.05810(-2)53.4115.71629312.31110(-2)51.962.24931331.79810(-2)37.325.01533350.921123.8521.74835392.05610(-2)37.328.60539412.64710(-2)51.971.341434.64710(-2)53.4132.51243454.70510(-3)54.914.18145470.101759.9364.901摩擦總阻力1717礦井總阻力為：h=1.2=1.151717=1975 Pa通風機風壓： =380+150=530m 150+165=315m g+(-)g(+)/2-g=3151.29.8+(530-315)9.8(1.28+1.2)/2-5301.289.8=165.62 Pa故 =h-+=1975+165.62+100=2241 Pa通風機風量： =k=1.159.9=65.9 所以：R=/=2241/65.9 2=0.52 等積孔為：A=1.1917/=1.191765.9/22410.5=1.66 通風難易程度與等積孔的關(guān)系如下：表-通風難易程度與等積孔的關(guān)系表可知，在通風容易時期該礦為小阻力礦，在困難時期為中阻力礦注：1 在計算井巷風阻R時，若一段井巷內(nèi)風量相同但不同部分的摩擦阻力系數(shù)不同，應分別計算各個部分的風阻R,然后累加求和求出該段井巷的總風阻R。 2 在采下山的煤層時，把運輸上山和軌道上山并聯(lián)起來用作回風巷，以減少通風阻力。九 通風設(shè)備的選型及通風費用的概算由前計算可知：通風容易時期的通風阻力與風量的關(guān)系為：= R=0.24 （）風機需風量為： =k=1.156.1=61.7 風機風壓為：=915 Pa通風困難時期的通風阻力與風量的關(guān)系為： = R=0.52風機需風量為： =k=1.159.9=65.9 風機風壓為：=2241 Pa查找風機并選型根據(jù)上述條件及風機效率的要求可找到相宜的風機為 2K56NO.24風機（轉(zhuǎn)速為n=750 r/min）通過阻力與風量的關(guān)系可以得到兩個時期的通風機工作阻力曲線，如附圖5所示：風量與阻力時期風量m3/s阻力Pa容易時期H=0.24Q2506007011768517341002400困難時期H=0.52Q2501300601872702548803328做出相應的阻力曲線后，可與風機不同角度的工作曲線相交得一系列交點，根據(jù)通風機選型方法可得通風機的工況點，方法如下：通風管道或礦井的通風阻力與風流的平方成正比：h=R。 風量越大，通風阻力越高。當通風機與通風管道或礦井相連時，通風機的個體風壓曲線與管道或礦井的風阻特性曲線就有一交點，這個交點就叫做通風機的工況點。如圖所示，a、a1和a2為管道或礦井的風阻由R變?yōu)镽1和R2時，所對應的工況點。圖-通風機工況點示意圖由此方法得出容易時期得工況點為Q=61.7m3/s P=915Pa 風機葉片安裝角度，困難時期得工況點為Q=65.9m3/s P=2241Pa 風機葉片安裝角度。通風機的