通風(fēng)安全課程設(shè)計(jì)

1、第一章、局部通風(fēng)設(shè)計(jì)4一、設(shè)計(jì)原則及掘進(jìn)通風(fēng)方法的選擇4二、掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量計(jì)算及設(shè)計(jì)5第二章、風(fēng)量計(jì)算及風(fēng)量分配7一、礦井需風(fēng)量計(jì)算7二、風(fēng)量分配與風(fēng)速驗(yàn)算12第三章、礦井通風(fēng)阻力計(jì)算16一、計(jì)算原則17二、計(jì)算方法17第四章、主要通風(fēng)機(jī)選型20一、自然風(fēng)壓20二、選擇主要通風(fēng)機(jī)22五、概算礦井通風(fēng)費(fèi)用及評(píng)價(jià)251、噸煤的通風(fēng)電費(fèi)252、礦井等積孔、總風(fēng)阻26礦井通風(fēng)課程設(shè)計(jì)摘要礦井局部通風(fēng)設(shè)計(jì)是礦井總體設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要組成部分，是保證礦井安全生產(chǎn)的重要組成部分。其基本任務(wù)是根據(jù)開(kāi)拓、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，建立一個(gè)安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理和便于管理的通風(fēng)系

2、統(tǒng)。并在此基礎(chǔ)上確定合理的局部通風(fēng)方法及其布置方式，選擇風(fēng)筒類(lèi)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，選擇好局部通風(fēng)機(jī)。因此，必須根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境周密考慮，精心設(shè)計(jì)達(dá)到最佳效果。題目3：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(wàn)t/a。礦井采用中央豎井，煤層分組采區(qū)上山布置的開(kāi)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(jiàn)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

3、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(guò)水平大巷開(kāi)拓煤層的全部上山采區(qū)。礦井采用走向長(zhǎng)壁開(kāi)采方式。該礦是高瓦斯礦井，瓦斯涌出量較大，為安全起見(jiàn)，用“品”字形布置三條上山。采用綜合機(jī)械化放頂煤采煤。采煤工作面的平均斷面積8.1 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6.45m3/min，三四班交接時(shí)人數(shù)最多70人；掘進(jìn)工作面平均絕對(duì)瓦斯涌出量3.95m3/min，掘進(jìn)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)15人，一次爆破炸藥用量4.3kg。 第一章、局部

4、通風(fēng)設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)原則及掘進(jìn)通風(fēng)方法的選擇1、設(shè)計(jì)原則根據(jù)開(kāi)拓、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(lèi)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)；(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

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)或多臺(tái)風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)行。2、掘進(jìn)通風(fēng)方法的選擇掘進(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)壓入式通風(fēng)新風(fēng)經(jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)，安全系數(shù)高，可用柔性風(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，是大多數(shù)礦井局部通風(fēng)的選擇，結(jié)合本設(shè)計(jì)故選擇壓入式通風(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

6、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；炮掘工作面取1.82.0。根據(jù)題目要求，此處取1.9。 故 =12.5 m3/s2）按炸藥使用量計(jì)算/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，。故 /60= m3/s3)按工作人員數(shù)量計(jì)算/60 m3/s式中

7、：N掘掘進(jìn)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，人。 故 掘=4 15/60=1 m3/s所以Q掘取最大值即Q掘=12.5 m3/s4）按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算煤巷、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(guò)風(fēng)斷面積，m2。取=8.5 m2，則掘進(jìn)工作面最小需風(fēng)量：0.258.5=2.125 m3/s ；掘進(jìn)工作面最大需風(fēng)量：48.5=34 m3/s。12.5 m3/s介于2.125 m3/s和34 m3/s之間，符合要求。2、掘進(jìn)面的設(shè)計(jì)1）巷道斷面取掘進(jìn)斷面為8.5m2。2）支護(hù)形式在上下順槽內(nèi)，巷道支護(hù)形式采用工字鋼。（三）掘進(jìn)通風(fēng)設(shè)備選擇1、風(fēng)筒的選擇略。2、局部通風(fēng)機(jī)的選擇略2）、局部通風(fēng)機(jī)的

8、工作風(fēng)壓hf略3）、局部通風(fēng)機(jī)選型：略第二章、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(wú)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(kāi)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

9、。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。本設(shè)計(jì)礦井屬高瓦斯礦井。(1)、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(guò)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

10、；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）。通常機(jī)采工作面取KCH4=1.21.6；炮采工作面取KCH4=1.42.0；水采工作面取KCH4=2.03.0。本設(shè)計(jì)為機(jī)采綜放采煤，取KCH4=1.4。=1006.451.4/60=15 m3/s。(2)、按工作面溫度選擇適宜的風(fēng)速進(jìn)行計(jì)算（見(jiàn)表5-3）表5-3 采煤工作面風(fēng)速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溫此處取采煤工作面風(fēng)速1.3<180.30.80.901

11、8200.81.01.0020231.01.51.001.1023261.51.81.101.2526281.82.51.251.428302.53.01.41.6 （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。=1.38.1=10.53 m3/s(3)、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)，本設(shè)計(jì)為90人。 m3/s根據(jù)上述計(jì)算并取其中最大值即回采工作面實(shí)際需要風(fēng)量為15（m3/s）(4)、按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算： （m3/s）式中：S工作面平均斷面積，m2。此處為8.1 m2。所以，采煤工作面最小風(fēng)量

12、為0.258.1=2.025 m3/s；采煤工作面最大風(fēng)量為 48.1=32.4 m3/s。由于15 m3/s介于2.025 m3/s和32.4 m3/s之間，故回采工作面實(shí)際需要風(fēng)量為15 m3/s。(5)、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%。所以備用工作面風(fēng)量取15×50%=7.5 m3/s 。2、掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量掘進(jìn)工作面的需風(fēng)量可利用第一章計(jì)算結(jié)果，即為12.5 m3/s。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(kù)實(shí)際需要風(fēng)量，按每小時(shí)4次換氣量計(jì)

13、算，即Q火=4V/60=0.07V (m3/s)；V井下爆炸材料庫(kù)的體積，m3，包括聯(lián)絡(luò)巷道在內(nèi)的火藥庫(kù)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(kù)供風(fēng)100150m3/min；中小型火藥庫(kù)供風(fēng)60100m3/min；這里取80 m3/min即1.333 m3/s。Q充充電硐室實(shí)際需要風(fēng)量，應(yīng)按回風(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；這里取150 m3/min即2.5 m3/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(guò)30，其它硐室溫度不超過(guò)26。Q機(jī)大型機(jī)電硐室

14、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(chē)房或變電硐室實(shí)際需要風(fēng)量，按經(jīng)驗(yàn)供給風(fēng)量6080 m3/min ；這里都取80 m3/min 即1.333 m3/s。Q其它硐 其它硐室所需風(fēng)量，根據(jù)具體情況供風(fēng)。所以 =1.333+2.5+1.333+1.333=6.499 m3/s。4、礦井總風(fēng)量礦井總風(fēng)量按下式計(jì)算式中：Q

15、kj 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，這里取1.2。所以 =（15+12.5×2+6.499+7.5）×1.2=64.8 m3/s礦井總漏風(fēng)量為54×0.2=10.8 m3/s；平均每處漏風(fēng)量為10.8/6=1.8m3/s 。二、風(fēng)量分配與風(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

16、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(guò)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)果可填入表6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。礦井下各類(lèi)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：5.5

17、6.5m/s。表6 巷道風(fēng)速校驗(yàn)表（1）容易時(shí)期巷道名稱(chēng)編號(hào)斷面m2容易時(shí)期適宜風(fēng)速m/s允許風(fēng)速m/s備注風(fēng)量m3/s風(fēng)速m/s最小最大1228.2664.82.29382311.164.85.8383411.164.85.8384.55.00.2564510.251.15.0103.54.50.2565610.226.12.5593.54.50.256678.522.52.6473.54.50.256788.122.52.7783.03.5898.522.52.6470.25491010.264.86.3534.55.5|8101119.664.83.3068（2）困難時(shí)期巷道名稱(chēng)編號(hào)斷面

18、m2困難時(shí)期適宜風(fēng)速m/s允許風(fēng)速m/s備注風(fēng)量m3/s風(fēng)速m/s最小最大1228.2664.82.29382311.164.85.8383411.164.85.8384.55.00.2564510.251.15.0103.54.50.2565610.226.12.5593.54.50.2566710.2151.4713.54.50.256788.5151.7653.03.50.254898.1151.852|89108.5151.7654.55.58101110.264.86.3535.56.50.258111210.264.86.3530.256121310.264.83.3060.256

19、規(guī)程規(guī)定的風(fēng)速限定值見(jiàn)表7所示。表7 風(fēng)速限定值井巷名稱(chēng)最低允許風(fēng)速(m/s)最高允許風(fēng)速(m/s)無(wú)提升設(shè)備的風(fēng)井和風(fēng)硐15專(zhuān)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(chē)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(guò)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(wú)瓦斯涌出量的架線電機(jī)車(chē)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：綜合機(jī)械化采煤工作面，在采取煤層注水

20、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(guò)5m/s。注4：專(zhuān)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。容易時(shí)期通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖 困難時(shí)期通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖風(fēng)量分配容易時(shí)期12 副井:64.823 主石門(mén):64.834 大巷:64.845 南五運(yùn)輸上山×4=51.156 南五運(yùn)輸上山：51.1-25=26.167 21051運(yùn)輸巷： 26.1-2×1.8=22.578 采煤面： 22.589 21051運(yùn)輸巷：22.5910 回風(fēng)石門(mén)64.81011 回風(fēng)井 64.8困難時(shí)期12 副井：64.823 主石門(mén)：64.834 大

21、巷：64.845南一運(yùn)輸上山：64.8-6.499-1.8×4=51.156 南一運(yùn)輸上山：51.1-25=26.167南一運(yùn)輸上山：26.1-1.8×2-7.5=1578 21011運(yùn)輸平巷：1589采煤面： 15910 21011運(yùn)輸平巷： 151011總回風(fēng)巷：64.81112 回風(fēng)石門(mén)：64.81213 回風(fēng)井：64.8第三章、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(kāi)采深度的增加和走向范圍的擴(kuò)大以及產(chǎn)量提高而增加。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)

22、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(lái)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

23、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(guò)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(guò)4400Pa，有自燃傾向的礦井不超過(guò)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(shū)的附錄；Q 各井巷和硐室所通過(guò)的風(fēng)量分配值，系根據(jù)前

24、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)果填入表7中。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=1.2h摩易(2)通風(fēng)困難時(shí)期的總阻力h阻難為：h阻難=1.15h摩難式中：1.2、1.15考慮到風(fēng)路上有局部阻力的系數(shù)。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(chēng)支護(hù)形式NS2/m4巷道參數(shù)R（NS2/m8）風(fēng)量Q（m3/s）h摩(pa)

25、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(mén)砌碹27012.79 11.134大巷錨噴260012.79 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115011.20 8.578采煤面液壓支架16010.93 8.18921051回風(fēng)巷工字鋼115011.20 8.5910回風(fēng)石門(mén)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(chēng)支護(hù)形式NS2/m4巷道參數(shù)R（NS2/m8）風(fēng)量Q（m

26、3/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(mén)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 8.191021011回風(fēng)平巷工字鋼132011.20 8.51011總回風(fēng)巷錨噴240012.26 10.21112回風(fēng)石門(mén)砌碹3012.26 10.21213回風(fēng)井砼 2

27、4515.70 19.6局部阻力合計(jì)第四章、主要通風(fēng)機(jī)選型一、自然風(fēng)壓礦井冬、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 表6-2圖6- 1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(xiě)為：式中：重力加速度，m/s2；Z礦井最

28、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。所以，第一水 ：冬季平自然風(fēng)壓HN=350×9.8×（1.28-1.24）=137.2Pa；夏季自然風(fēng)壓HN=350×9.8×（1.20-1.24）=-137.2Pa。第二水平：冬季自然風(fēng)壓HN=550×9.8×（1.28-1.24）=215.6Pa；夏季自然風(fēng)壓HN=550×9.8×（1.20-1.24）=-215.6Pa.因此，通風(fēng)困難時(shí)期和

29、通風(fēng)容易時(shí)期的自然風(fēng)壓HN都為HN=215.6Pa。二、選擇主要通風(fēng)機(jī)本礦井為高瓦斯礦井，考慮壓入和抽出通風(fēng)方式的優(yōu)缺點(diǎn)及軸流式通風(fēng)機(jī)和離心式通風(fēng)機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)。初步選擇軸流式通風(fēng)機(jī)采用抽出通風(fēng)方式通風(fēng)。1、確定主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量（1）容易時(shí)期通過(guò)主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量Q扇必大于通過(guò)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(wú)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。 此處取1.05；因此 Q扇=1.05×64.8=68.04(m3/s)（2）困難時(shí)期時(shí)期通過(guò)主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量Q扇必大于通過(guò)出風(fēng)井的礦井

30、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(wú)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。 此處取1.05Q扇=1.05×64.8=68.04 (m3/s)2、確定主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓 軸流式通風(fēng)機(jī)：容易時(shí)期 h扇易h阻易十hd一HN 困難時(shí)期 h扇難h阻難十hd十HN 式中：hd通風(fēng)機(jī)裝置阻力，Pa。此處取149pa所以 容易時(shí)期 h扇易h阻易十hd一HN=1611.14149215.6=1544.54Pa困難時(shí)期 h扇難h阻難十hd十HN=1572149215.6=1937.41 pa觀察BDNo-22通

31、風(fēng)機(jī)特性曲線圖可知，其可滿足要求,在其風(fēng)量坐標(biāo)68.04 m3/s處做Q軸垂線，在風(fēng)壓坐標(biāo)1544.54Pa，1937.41Pa點(diǎn)分別做Q軸平行線，分別Q軸垂線于A. B兩點(diǎn)，由圖可見(jiàn)，此兩個(gè)工況點(diǎn)均在合理工作范圍內(nèi)，故選BDNo-22通風(fēng)機(jī)。3、求通風(fēng)機(jī)的實(shí)際工況點(diǎn)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即： R易=1544.54/68.042=0.3336 Ns2/m8R難=1937.41/68.042=0.4185 Ns2/m8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)A/和B/即為容易時(shí)期和困難時(shí)期風(fēng)機(jī)實(shí)際工況點(diǎn)。由圖可見(jiàn)，容

32、易時(shí)期風(fēng)量為72 m3/s，風(fēng)壓為1580Pa，效率為0.76；困難時(shí)期風(fēng)量為75 m3/s，風(fēng)壓為2060Pa，效率為0.79。容易時(shí)期應(yīng)在安裝角=21。的情況工作，困難時(shí)期應(yīng)在安裝角=27。的情況下工作。（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。 所以:N扇入易=(72×1580) ÷(1000×0.76)=149.68(kw) N扇入難=(75×2060)÷(1000×0.79)=195.57(kw)2、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)