掘進(jìn)通風(fēng)設(shè)計(jì)

NEh滇東能源有限責(zé)任公司礦業(yè)分公司富源一礦2010年礦井掘進(jìn)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)我礦開(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)，為全礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化提供依據(jù)，特編制本掘進(jìn)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。一、設(shè)計(jì)原則：局部通風(fēng)是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，設(shè)計(jì)原則歸納如下：1、在礦井和采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(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)的低噪音、高效型局部通風(fēng)機(jī)；4、壓入式通風(fēng)宜用柔性風(fēng)筒，抽出式宜采用帶剛性骨架的可伸縮風(fēng)筒或完全剛性的風(fēng)筒；5、當(dāng)一臺(tái)局部通風(fēng)機(jī)不能滿(mǎn)足要求時(shí)，可考慮選用兩臺(tái)聯(lián)合運(yùn)行。二、掘進(jìn)通風(fēng)方法：我礦現(xiàn)采用壓入式局部通風(fēng)機(jī)掘進(jìn)通風(fēng)，局部通風(fēng)機(jī)和啟動(dòng)裝置安設(shè)在離掘進(jìn)巷道口10m以外的進(jìn)風(fēng)測(cè)巷道中，局部通風(fēng)機(jī)將新鮮風(fēng)流經(jīng)風(fēng)筒送人工作面，污風(fēng)沿掘進(jìn)巷道排除。風(fēng)流從風(fēng)筒出口形成的射流屬末端封閉的有限貼壁射流，風(fēng)筒出口至射流反向的最遠(yuǎn)距離稱(chēng)為射流的有效射程(即風(fēng)筒出口至工作面距離)，用L射表示，一般有：L射=(4~5)Ss,m式中：S一巷道斷面積，m2。我礦現(xiàn)主要掘進(jìn)工作面巷道斷面積見(jiàn)下表1:掘進(jìn)工作面巷道斷面積。表1:掘進(jìn)工作面巷道斷面積表序號(hào)掘進(jìn)巷道名稱(chēng)巷道設(shè)計(jì)長(zhǎng)度Lm巷道凈斷面積(m2)巷道掘進(jìn)斷面積(m2)1C7+8煤層底板膠運(yùn)大巷200017.820.0221號(hào)C7+8煤層底板繞道卜100018.120.332號(hào)C7+8煤層底板繞道卜100015.817.84一采區(qū)回風(fēng)大巷200019.420.625一采區(qū)回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷50019.420.626主井變電所200023.829.9

7變電所、水泵房繞道5008.39.1風(fēng)筒出口與工作面的距離應(yīng)小于有效射程L射三、局部通風(fēng)設(shè)備：我礦現(xiàn)采用局部通風(fēng)設(shè)備見(jiàn)下表2:礦井局部通風(fēng)設(shè)備表表2:礦井局部通風(fēng)設(shè)備表序號(hào)掘進(jìn)巷道名稱(chēng)局部通風(fēng)機(jī)型號(hào)功率Kw風(fēng)機(jī)吸風(fēng)量m3/min風(fēng)壓Pa柔性風(fēng)筒直徑mm備注1C7+8煤層底板膠FBDN082>55280—6501100—7800100021號(hào)C7+8煤層底板繞道卜山BSDFN07.12>30200—600900—560080032號(hào)C7+8煤層底板繞道卜山FBDN07.12>37200—620900—58008004一采區(qū)回風(fēng)大巷FBDNo7.12>37200—620900—58008005一采區(qū)回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷FBDN07.12>37200—620900—58008006主井變電所BSDFN07.12>30200—600900—5600800共用1臺(tái)局部通風(fēng)機(jī)7變電所、水泵房繞道800四、掘進(jìn)工作面風(fēng)量計(jì)算:掘進(jìn)工作面需風(fēng)量，應(yīng)滿(mǎn)足《規(guī)程》對(duì)作業(yè)地點(diǎn)空氣的成分、含塵量、氣溫、風(fēng)速等規(guī)定要求，每個(gè)掘進(jìn)工作面需要風(fēng)量，應(yīng)按瓦斯、二氧化碳絕對(duì)涌出量和爆破后有害氣體產(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，然后取其最大值。(1)掘進(jìn)工作面的最低需要風(fēng)量：Q掘=60XV掘XS掘maxXK溫m3/min式中：V掘一一局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)巷道內(nèi)最低允許風(fēng)速，m/s;巖道V掘n0.15m/s;煤巷和半煤巖巷V掘冷.25m/s;

S掘max——局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)巷道的最大凈斷面積，m2；K溫一一局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)巷道溫度調(diào)整系數(shù)(見(jiàn)表3);表3:K溫一一掘進(jìn)工作面溫度調(diào)整系數(shù)掘進(jìn)工作面空氣溫度(C)配風(fēng)調(diào)整系數(shù)K溫18?201.0020?231.00?1.1023?261.10?1.2526?281.25?1.428?301.4?1.6表4:按照風(fēng)速、溫度計(jì)算掘進(jìn)工作面需要風(fēng)量表序號(hào)掘進(jìn)巷道名稱(chēng)V掘m/sS掘maxm2K溫Q掘m3/min備注1C7+8煤層底板膠運(yùn)大巷0.1517.81.25200.2521號(hào)C7+8煤層底板繞道下山0.1518.11.25203.632號(hào)C7+8煤層底板繞道下山0.1515.81.25177.84一采區(qū)回風(fēng)大巷0.1519.41.25218.35一采區(qū)回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷0.1519.41.25218.36主井變電所0.1523.81.25267.87變電所、水泵房繞道593.4(2)掘進(jìn)工作面按一次最大爆破炸藥用量計(jì)算需要風(fēng)量:Q掘=5為藥XB-Ti(m3/min)式中：A藥——一次爆破炸藥最大用量，Kg;B一一不同類(lèi)型，每Kg炸藥爆破后所產(chǎn)生有毒有害氣體生存量，L;Ti一一掘進(jìn)工作面一次最大爆破后，稀釋炮煙的通風(fēng)時(shí)間，取30min。

表5:按照工作面一次最大爆破炸藥量計(jì)算掘進(jìn)工作面需要風(fēng)量表序號(hào)掘進(jìn)巷道名稱(chēng)A藥KgBLTiminQ掘m3/min1C7+8煤層底板膠運(yùn)大巷75403050021號(hào)C7+8煤層底板繞道卜山64403042632號(hào)C7+8煤層底板繞道卜山5340303534一采區(qū)回風(fēng)大巷63.2440304225一采區(qū)回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷63.2440304226主井變電所59.440303967變電所、水泵房繞道304030200(3)排出炮煙所需風(fēng)量計(jì)算：壓入式通風(fēng)，當(dāng)風(fēng)筒出口到工作面的距離L壓4射=(4?5)VS時(shí)，工作面所需風(fēng)量或風(fēng)筒出口的風(fēng)量Q需應(yīng)為:0.465AbS2L21/33/-、需=（一2-）,m/min式中：t—通風(fēng)時(shí)間，一般取A一同時(shí)爆破炸藥量，b一式中：t—通風(fēng)時(shí)間，一般取A一同時(shí)爆破炸藥量，b一每千克炸藥產(chǎn)生的kg；CO當(dāng)量，煤巷取100L/kg,巖巷取40L/kg;S一巷道斷面積，m2;L一巷道通風(fēng)長(zhǎng)度，m;P一風(fēng)筒始、末風(fēng)量之比，即漏風(fēng)系數(shù)，柔性風(fēng)筒應(yīng)按下式計(jì)算:P=1/(1-nL接)，n——風(fēng)筒接頭數(shù)，個(gè)；L接一一一個(gè)風(fēng)筒接頭漏風(fēng)率，反壓邊連接時(shí)，L接=0.002C一一氧化碳濃度的允許值，％,C=0.02%。

表6:按照排出炮煙計(jì)算掘進(jìn)工作面需要風(fēng)量表序號(hào)掘進(jìn)巷道名稱(chēng)Sm2AKgLmPQ需m3/min1C7+8煤層底板膠運(yùn)大巷20.027020001.6630221號(hào)C7+8煤層底板繞道卜山20.36410001.2522532號(hào)C7+8煤層底板繞道卜山17.85310001.251944一采區(qū)回風(fēng)大巷20.6263.2420001.662985一采區(qū)回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷20.6263.245001.111546主井變電所29.959.420001.663737變電所、水泵房繞道9.1305001.1170(4)排出瓦斯所需風(fēng)量計(jì)算：在有瓦斯涌出的巷道掘進(jìn)工作面內(nèi)，其所需風(fēng)量應(yīng)保證巷道內(nèi)任何地點(diǎn)瓦斯?jié)舛炔怀蓿聪率接?jì)算:Q需二100^Cw一爆式中：Qw一巷道瓦斯絕對(duì)涌出量，m3/min;Cw一最高允許瓦斯?jié)舛龋?;Gw一進(jìn)風(fēng)流中瓦斯?jié)舛?，?K—瓦斯涌出不均勻系數(shù)，取1.5—2.0;(5)排出礦塵所需風(fēng)量計(jì)算：風(fēng)流的排塵風(fēng)量可按下式計(jì)算：式中：G式中：G一掘進(jìn)巷道的產(chǎn)塵量,G1-1G2mg/min;Gi—最高允許含塵量，當(dāng)?shù)V塵中含SIO2大于10%時(shí)，為2mg/m3;小于10%時(shí),為10mg/m3;G2一進(jìn)風(fēng)流中基底含塵量，一般要求不超過(guò)0.5mg/m3;(6)按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算：巖巷掘進(jìn)最低風(fēng)量，Q巖掘＞9S掘max(m3/min)煤巷掘進(jìn)最低風(fēng)量，Q煤掘＞15S掘max(m3/min)

巖煤巷道最高風(fēng)量,巖煤巷道最高風(fēng)量,Q掘＜240S掘min(m3/min)式中：S掘max——局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)巷道的最大凈斷面積，m2；S掘min——局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)巷道的最小凈斷面積，m2。掘進(jìn)巷道需風(fēng)量，原則上應(yīng)按排除炮眼、瓦斯、礦塵諸因素分別計(jì)算，取其最大值，然后按風(fēng)速驗(yàn)算，而在實(shí)際工作中一般按通風(fēng)的主要任務(wù)計(jì)算風(fēng)量。如有大量瓦斯涌出的巷道，則按瓦斯因素計(jì)算；如無(wú)瓦斯涌出的巖巷，則按炮煙和礦塵因素計(jì)算；綜掘巷道按礦塵和瓦斯因素計(jì)算。五、局部通風(fēng)機(jī)選型(1)局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量計(jì)算：Q扇=Q掘XP,m3/min式中：Q扇局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量，m3/min;P——局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)巷道風(fēng)筒漏風(fēng)系數(shù)，即風(fēng)筒有效風(fēng)量率的倒數(shù)。表7:局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量表序號(hào)掘進(jìn)巷道名稱(chēng)Q掘m3/minn個(gè)L接mPQ扇m3/min1C7+8煤層底板膠運(yùn)大巷5001990.0021.6683021號(hào)C7+8煤層底板繞道卜山426990.0021.2553332號(hào)C7+8煤層底板繞道卜山353990.0021.254414一采區(qū)回風(fēng)大巷4221990.0021.667015一采區(qū)回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷422490.0021.114686主井變電所3961990.0021.666577變電所、水泵房繞道200490.0021.11222(2)局部通風(fēng)機(jī)的吸風(fēng)量按下式計(jì)算：Q吸max=Q掘min/(1-P百)m式中：Q吸max局部通風(fēng)機(jī)最大吸風(fēng)量，m3/min;Q掘min掘進(jìn)工作面最低需風(fēng)量，m3/min;

通風(fēng)距離/m<200200-500500-10001000-2000>2000P百/%<15<10<3<2<1.5柔性風(fēng)筒百米漏風(fēng)率，參照下表8:表8:柔性風(fēng)筒的百米漏風(fēng)率P百m獨(dú)頭通風(fēng)百米長(zhǎng)度指數(shù)，即通風(fēng)長(zhǎng)度為100m,200m,300m,500m,——1000m時(shí)，m=1,2,3,5,——10。表9:局部通風(fēng)機(jī)吸風(fēng)量表序號(hào)掘進(jìn)巷道名稱(chēng)Q吸maxm3/minQ掘minm3/minmP百%備注1C7+8煤層底板膠運(yùn)大巷271200.25201.521號(hào)C7+8煤層底板繞道卜山248203.610232號(hào)C7+8煤層底板繞道卜山217177.81024一采區(qū)回風(fēng)大巷295218.3201.55一采區(qū)回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷254218.3536主井變電所362267.8201.57變電所、水泵房繞道10993.453(3)局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)壓計(jì)算：根據(jù)掘進(jìn)工作面設(shè)計(jì)長(zhǎng)度、局部通風(fēng)機(jī)需要工作風(fēng)量、掘進(jìn)工作面需要風(fēng)量、風(fēng)筒風(fēng)阻，計(jì)算掘進(jìn)工作面局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)壓值：hft=Rp*Q扇*Q掘Pa式中：Rp——壓入式風(fēng)筒的總風(fēng)阻，N.S2/m8;hft——壓入式局部通風(fēng)機(jī)全風(fēng)壓，Pa;Rp=6.5aL(d5)+(nXj0+Ebei+Gn)義[(7(2s2)]———風(fēng)筒摩擦阻力系數(shù)(表10),N.S2/m4;L風(fēng)筒總長(zhǎng)度，m;d風(fēng)筒直徑，m;p——空氣密度，kg/m3;s風(fēng)筒斷面積，m2;n——風(fēng)筒接頭個(gè)數(shù)，隨巷道通風(fēng)距離變化;3——風(fēng)筒接頭局部阻力系數(shù)（表10）;tbei——風(fēng)筒拐彎局部阻力系數(shù)（表11）；電風(fēng)筒入口局部阻力系數(shù)，當(dāng)入口處完全修圓時(shí)，取Gn=0.1；不加修圓的直角入口時(shí),取Gn=0.5?0.6。表10：膠質(zhì)風(fēng)筒a、和選用范圍參考表風(fēng)筒直徑（mm）摩擦阻力系數(shù)％（N.S2/m4）接頭局部阻力系數(shù)（j。備注4000.002940.15接頭為插接、反邊接頭400?6000.00294?0.002450.15?0.13600?10000.00245?0.001960.13?0.09表11：膠質(zhì)風(fēng)筒拐彎局部阻力系數(shù)參考表拐彎角度2040608090100&ei21.01.251.55表12:風(fēng)筒的總風(fēng)阻Rp序號(hào)掘進(jìn)巷道名稱(chēng)aN.S2/m4dmPkg/m3Sm2ngsbei胡L1C7+8煤層底板膠運(yùn)大巷0.0019611.08250.7851990.0900.1200021號(hào)C7+8煤層底板繞道卜山0.002450.81.07290.5024990.092.80.1100032號(hào)C7+8煤層底板繞道卜山0.002450.81.06320.5024990.091.550.110004一采區(qū)回風(fēng)大巷0.002450.81.07340.50241990.094.250.120005一采區(qū)回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷0.00240.81.07230.5024490.094.650.1500

56主井變電所0.002450.81.06320.50241990.093.10.120007變電所、水泵房繞道0.002450.81.06310.5024490.094.650.1500序號(hào)掘進(jìn)巷道名稱(chēng)RpN.S2/m86.5%N.S2/m4d5p/2S2ntj0+sbei+sL1C7+8煤層底板膠運(yùn)大巷35.80.0110.8818.01200021號(hào)C7+8煤層底板繞道卜山860.020.332.1511.81100032號(hào)C7+8煤層底板繞道卜山82.90.020.332.1310.5610004一采區(qū)回風(fēng)大巷1690.020.332.1522.2620005一采區(qū)回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷49.90.020.332.149.165006主井變電所166.10.020.332.1321.1120007變電所、水泵房繞道49.80.020.332.139.16500表13：壓入式局部風(fēng)機(jī)全風(fēng)壓hft序號(hào)掘進(jìn)巷道名稱(chēng)hftPaQ掘minm3/sQ扇minm3/sQ掘m3/sQ扇m3/sRpN.S2/m81C7+8煤層底板膠運(yùn)大巷650-41013.835.821號(hào)C7+8煤層底板繞道卜山1228-5438.98632號(hào)C7+8煤層底板繞道卜山920-36193.082.94一采區(qū)回風(fēng)大巷3650-3.66.07.011.7169

138415一采區(qū)回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷719-27253.64.07.07.849.96主井變電所5531-120511.0166.17變電所、水泵房繞道135-603.749.8六、局部通風(fēng)機(jī)安裝處巷道全負(fù)壓供風(fēng)量計(jì)算:Q掘全=!3Q扇+60或安羽（m3/min）式中：Q掘全局部通風(fēng)機(jī)安裝處巷道的全風(fēng)壓供風(fēng)量，m3/min;UQ扇一一安裝在同一地點(diǎn)并聯(lián)通風(fēng)的各局部通風(fēng)機(jī)實(shí)際工作風(fēng)量之和，m3/min。V安一一局部通風(fēng)機(jī)吸入口至局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)井巷回風(fēng)口之間的風(fēng)速，m/s。（安裝局部通風(fēng)機(jī)的巷道中的風(fēng)量，除了滿(mǎn)足局部通風(fēng)機(jī)的吸風(fēng)量而外，還應(yīng)保證局部通風(fēng)機(jī)吸入口至局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)井巷回風(fēng)口之間的風(fēng)速，以防止局部通風(fēng)機(jī)吸入循環(huán)風(fēng)和這段距離內(nèi)風(fēng)流停滯，造成瓦斯積聚。）巖巷取n0.15m/s、煤巷和半煤巷取n0.25m/s;S一一局部通風(fēng)機(jī)吸入口至局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)井巷回風(fēng)口之間的巷道斷面，m2。表14:局部通風(fēng)機(jī)安裝處巷道全負(fù)壓供風(fēng)量序號(hào)掘進(jìn)巷道名稱(chēng)Q扇m3/minV安m/sSm2Q掘全m3/minQ掘?qū)峬3/min備注1C7+8煤層底板膠運(yùn)大巷6500.1520.022030180021號(hào)C7+8煤層底板繞道卜山6000.1520.02203018003主井變電所6000.1520.02203018004變電所、水泵房繞道6000.1520.022030180052號(hào)C7+8煤層底板繞道卜山6200.1517.8202015006一采區(qū)回風(fēng)大巷6200.1517.8202015007一采區(qū)回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷6200.1517.820201500

七、驗(yàn)算結(jié)論及建議:(1)根據(jù)局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)壓、巷道設(shè)計(jì)供風(fēng)距離驗(yàn)算可知：一采區(qū)回風(fēng)大巷、主井變電所的局部通風(fēng)機(jī)不能滿(mǎn)足要求，需進(jìn)行更換大功率風(fēng)機(jī)，按照現(xiàn)局部通風(fēng)機(jī)的最大工作風(fēng)壓反推如下15:序號(hào)掘進(jìn)巷道名稱(chēng)hftPaQ掘minm3/sQ扇minm3/sQ掘m3/sQ扇m3/sRpN.S2/m81C7+8煤層底板膠運(yùn)大巷1100—780013.868.121號(hào)C7+8煤層底板繞道卜山900—56008.988.632號(hào)C7+8煤層底板繞道卜山900—58003.0132.84一采區(qū)回風(fēng)大巷900—58003.66.07.011.770.815一采區(qū)回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷900—58003.64.07.07.8106.26主井變電所900—560011.077.17變電所、水泵房繞道900—56003.7①C7+8煤層底板膠運(yùn)大巷：68.1-0yL0.88(0.09n0.1)nM0+1=L可得：n=374,L=3750米，L掘=1500米，L剩=2250米;②1號(hào)C7+8煤層底板繞道下山:88.6=0.02L0.3388.6=0.02L0.332.15(0.09n2.9)nX10+1=L可得：n=103,L=1031米，L掘=800米，L剩=200米;③2號(hào)C7+8煤層底板繞道下山:132.8=0.02L0.332.13(0.09n1.65)nXl0+1=L可得：n=161,L=1611米，L掘=1500,L剩=100米;④一采區(qū)回風(fēng)大巷:2.15(0.09n4.35)0.02L2.15(0.09n4.35)70.8二0.33nX10+1=L可得：n=76,L=761米⑤一采區(qū)回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷:106.2=0.02L0.33106.2=0.02L0.332.14(0.09n4.75)nX10+1=L可得：n=120,L=1201米，L掘=1100米，L剩=100米;⑥主井變電所:2.13(0.09n3.2)0.02L2.13(0.09n3.2)77.1=0.33nX10+1=L可得：n=88,L=881米，L掘=450米，L剩=430米式中，L掘進(jìn)尺為《采掘工程平面圖》測(cè)算得，如與現(xiàn)場(chǎng)不符應(yīng)按照現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量為準(zhǔn)。(2)風(fēng)筒百米漏風(fēng)率。我礦各