第七章通風系統設計

7.1擬定礦井通風系統7.2礦井總風量的計算和分配7.3計算礦井通風總阻力.7.4選擇礦井通風設備7.5概算礦井通風費用7.6生產礦井的通風系統改造7.7通風系統安全性評價7通風系統設計1礦井通風設計是整個礦井設計內容的重要組成部分，是保證安全生產的重要一環(huán)。必須密切配合其它生產環(huán)節(jié)，周密考慮，精心設計。新建礦井在進行開拓、開采設計的同時，還要對通風進行設計。生產礦井隨著開拓、開采的發(fā)展變化，也要進行通風設計。這兩類通風設計的內容和方法基本相似。礦井通風設計的依據是：礦井的安全條件(包括礦井沼氣等級、各煤層的沼氣含量、煤塵爆炸性、煤的自燃性等)，礦井設計的生產能力，礦井的開拓方式和采煤方法，采煤的年進度計劃，礦井和各水平的服務年限；各種技術經濟參數、性能的資料和有關法規(guī)與政策規(guī)定。

7礦井通風設計27.1擬定礦井通風系統

礦井通風系統包括：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；通風網路。一、礦井通風系統的類型1．中央式1)中央并列式。其中又分為：中央并列抽出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，主扇設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m—n，煤層傾角越大、總回風石門越短，反之越長。3用斜井開拓時，可以大致在走向的中央開掘一對并列斜井。4中央并列壓入式在圖9—1中，把壓入式主扇設置在進風井的井口附近，將新風自地表壓入井下，進風井的井口房須密閉，其它與抽出式相同。56789

2)中央分列式(又名中央邊界式)。其中又分為：中央分列抽出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，主扇設在出風井口附近；在井田走向的中央開鑿主井和副井。10中央分列壓入式如圖9—3所示，主扇安設在進風井口(副井口)附近，其井口房須密閉，主井底和總進風須隔開，其它都與圖9—2相同。1112132．對角式1)兩翼對角式。其中又分為：兩翼對角抽出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，主扇設在出風井口附近。為了開采深水平，有時把兩翼風井設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，可把圖9—4中的立井改為斜井和平峒。

14兩翼對角壓入式進風井和出風井的位置與圖9—4相同，只是在進風井口(副井口)附近安設壓入式主扇，進風副井口須密閉，主井底和總進風須隔開。

15162)分區(qū)對角式。其中又分為：分區(qū)對角抽出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，并分別安設抽出式分區(qū)主扇，可不必做總回風道。在圖9—5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。

1718分區(qū)對角壓入式各出風井口不安設扇風機，只在進風井口(副井口)附近安設壓入式主扇，進風副井口要密閉，主井井底和總進風須隔開。

19203.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。例如，圖9—7所示為中央分列與兩翼對角混合式通風系統。為了縮短基建時間，在初期采用中央分列式通風系統，隨著生產的發(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。總之，要在初期通風系統的基礎上，根據煤層賦存條件和生產發(fā)展情況等進行分析確定。

21中央并列分列混合式22中央分列與單翼對角混合式23中央分列與對角混合式2425二、礦井通風系統的選擇

選擇礦井通風系統的因素較多，只要抓住起決定作用的主要因素，同時注意其它因素，進行全面分析，就有可能選定比較合理的通風系統。1.選擇礦井通風系統的基本要求選擇任何通風系統，都要符合投產較快，出煤較多、安全可靠、技術經濟指標合理等總原則。具體要求有：1)每個礦井特別是地震區(qū)、多雷區(qū)的礦井，至少要有兩個通到地面的安全出口，各個出口之間的距離不得小于30m，新建和改建的礦井，如果采用中央并列式通風時，還要在井田邊界附近設置安全出口。井下每一個水平到上一水平和每個采區(qū)至少都有兩個出口，并與通到地面的安全出口相連通，通到地面的安全出口和兩個水平之間的出口都必須有便于人行的設施(臺階和梯子間等)。262)進風井口要避免污風、塵土、煉焦氣體，矸石燃燒氣體等的侵入。進風井口距離產生煙塵、有害氣體的地點不得小于500m；為防止進風井筒冬季結冰，需裝設暖風設備；礦井的總回風道不得作為主要人行道；地面主扇和回風流的噪音都不得造成公害；進風井與出風井的設置地點必須地層穩(wěn)定，施工地質條件比較簡單，占地少，壓煤少，要在當地歷年來洪水位的最高標高以上(大中型和小型礦井要分別超過當地百年和50年內的最高洪水位)。3)箕斗井一般不應兼作進風井或出風井。如果井上、下裝卸裝置和井塔有完善的封閉措施，其漏風率不超過15％，并有可靠降塵設施，箕斗井可以兼作出風井；若井筒中風速不超過6m/s，有可靠降塵措施，保證粉塵濃度符合工業(yè)衛(wèi)生標準，箕斗井可以兼作進風井。膠帶斜井不得兼作出風井。如果膠帶斜井中的風速不超過4m/s，有可靠的降塵措施，粉塵濃度符合衛(wèi)生標準，才可以兼作進風井。274)所有礦井都要采用機械通風，主扇和分區(qū)主扇必須安裝在地面。但有戰(zhàn)備的特殊要求時，可以考慮裝在井下。新設計礦井不宜在同一井口選用幾臺主扇聯合運轉。5)不宜把兩個可以獨立通風的礦井合并為一個通風系統。若有幾個出風井，則自采區(qū)流到各個出風井的風流需保持獨立；各工作面的回風在進入采區(qū)回風道之前、各采區(qū)的回風在進入回風水平之前都不能任意貫通，下水平的回風流和上水平的進風流必須嚴格隔開，在條件允許時，要盡量使總進風早分開，總回風晚匯合。6)采用多臺分區(qū)主扇通風時，為了保持聯合運轉的穩(wěn)定性，總進風道的斷面不宜過小，盡可能減少公共風路的風阻。各分區(qū)主扇的回風流、中央主扇和每一翼主扇的回風流都必須嚴格隔開。287)要充分注意降低通風費用，為此，主要風道的斷面不宜過小，并做到壁面光滑，以降低摩擦阻力，主要風道的拐彎要緩慢，斷面的變化要均勻，以降低局部阻力；要盡可能使每個采區(qū)的產量均衡，阻力接近，使自然分配的風量基本上和按需要分配的風量一致；盡可能少用通風構筑物，同時也要重視降低基建費用。為此，要充分利用一切可用的直通地面的舊井巷，或利用上水平可用的舊巷道幫助下水平回風。8)要符合采區(qū)通風和掘進通風的若干要求，要滿足防治瓦斯、火、塵、水和高溫對礦井通風系統的要求，還要有利于深水平或后期通風系統的發(fā)展變化。292.選擇礦井主扇的工作方法煤礦主扇的工作方法基本上分為抽出式與壓入式兩種：1)抽出式主扇使井下風流處于負壓狀態(tài)。一旦主扇因故停止運轉，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；壓入式主扇使井下風流處于正壓狀態(tài)，當主扇停轉時，風流壓力降低，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量增加。2)采用壓入式通風時，須在礦井總進風路線上設置若干構筑物，使通風管理工作比較困難，漏風較大。用抽出式通風，就沒有這種缺點。30用平峒開拓時，往往需要在材料、人行道上設置自動風門1，人員、車輛來往頻繁，風門漏風較大，有時風門被撞壞，還會造成風流短路。在出煤路線的翻籠下面煤倉2中須經常存留一定煤量，以防漏風。但往往因煤炭被放空或放出較多，使大量風流自煤倉經過皮帶斜井3漏到地面。對于立井提升的壓入式通風的礦井，在副井鋼絲繩通過處1和箕斗井底煤倉2有時都有較大的漏風。313)在地面小窯塌陷區(qū)分布較廣，并和采區(qū)相溝通的條件下，用抽出式通風，會把小窯積存的有害氣體抽到井下，同時使通過主扇的一部分風流短路，總進風量和工作面有效風量都會減少。用壓入式通風，則能用一部分回風流把小窯塌陷區(qū)的有害氣體帶到地面。另外，如果能夠嚴防總進風路線上的漏風，則壓入式主扇的規(guī)格尺寸和通風電力費用都較抽出式為小。4)在由壓入式通風過渡到深水平抽出式通風時，有一定困難，因為過渡時期是新舊水平同時產生，戰(zhàn)線較長，如果某環(huán)節(jié)因故出現問題，就不能按照既定的采掘程序和起止期限進行生產，使過渡時期通風系統和風量都發(fā)生較大的變化。想把壓入式主扇直接變?yōu)槌槌鍪街魃?，比較困難，有時還須額外增掘一些井巷工程，使過渡期限拉得過長。用抽出式通風，就沒有這些缺點。32一般地說，在地面小窯塌陷區(qū)漏風嚴重、開采第一水平和低沼氣礦井等條件下，采用壓入式通風是比較合適的，否則，就不宜采用壓入式通風。所以，抽出式通風仍是當前主扇基本的工作方法。3.選擇礦井的通風方式新建礦井多數是在中央并列式，中央分列式、兩翼對角式和分區(qū)對角式等方式中進行選擇?；旌鲜绞乔皫追N方式的發(fā)展，多在老礦井的改建、擴建時使用。

選擇礦井通風方式一般是針對服務范圍來確定的。如果礦井的服務年限不長(10～20a)，則服務范圍為整個礦井；如果礦井范圍較大，服務年限較長(30～50a)，則只考慮頭15～25a的開采范圍作為服務范圍；這時服務范圍往往是第一水平；或者包括第一、第二水平在內。對于服務范圍之外的后期通風系統，設計中只作粗略的考慮。331)中央并列式的使用條件：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，且便于延深井簡，為深部通風的準備工作提供有利條件。342)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)廣場沒有主扇的噪音影響，從回風系統鋪設防塵灑水管路系統都比較方便。

353)兩翼對角式的適用條件：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，投產較晚的缺點。有些瓦斯等級不高，但煤層走向較長、產量較大的新礦井，也可采用這種通風方式。

364)分區(qū)對角式適用條件：煤層距地表淺，或因地表高低起伏大，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。對于一個實際條件下的礦井，并不唯一只適用某種通風系統，往往是有幾種通風系統都可考慮，很難肯定哪種最好，這時就得進行方案比較，即除了作技術分析外，還要進行經濟比較，然后選定。

礦井通風系統確定后，還要①確定服務范圍內的通風容易和通風困難兩個時期的位置；②確定采區(qū)內的通風系統，即確定采用軌道上山還是運輸上山進風；③確定采煤工作面采用U型、Z型、Y型還是W型通風系統，這些都要經過技術經濟比較才能確定；④根據采掘比確定掘進頭的數目和位置；⑤繪制兩個時期的通風系統圖、立體圖和網絡圖。37采區(qū)通風系統采區(qū)通風系統是礦井通風系統的主要組成單元,包括：采區(qū)進風、回風和工作面進、回風巷道組成的風路連接形式及采區(qū)內的風流控制設施。一、采區(qū)通風系統的基本要求1、每一個采區(qū)，都必須布置回風道，實行分區(qū)通風。2、采煤和掘進工作面應獨立通風系統。有特殊困難必須串聯通風時應符合有關規(guī)定。3、煤層傾角大于12°的采煤工作面采用下行通風時，報礦總工程師批準，4、采煤和掘進工作面的進風和回風，都不得經過采空區(qū)或冒落區(qū)。二、采區(qū)進風上山與回風上山的選擇上（下）山至少要有兩條；對生產能力大的采區(qū)可有3條或4條上山。

1、軌道上山進風，運輸機上山回風

2、運輸機上山進風、軌道上山回風比較：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，輸送機上山進風，運輸過程中所釋放的瓦斯，可使進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。38三、采煤工作面上行風與下行風上行風與下行風是指進風流方向與采煤工作面的關系而言。當采煤工作面進風巷道水平低于回風巷時，采煤工作面的風流沿傾斜向上流動，稱上行通風，否則是下行通風。優(yōu)缺點：１、下行風的方向與瓦斯自然流向相反，二者易于混合且不易出現瓦斯分層流動和局部積存的現象。２、上行風比下行風工作面的氣溫要高。３、下行風比上行風所需要的機械風壓要大；４、下行風在起火地點瓦斯爆炸的可能性比上行風要大。上行通風運煤方向新風污風下行通風運煤方向新風污風39四、工作面通風系統1、U型與Z型通風系統

2、Y型、W型及雙Z型通風系統

3、H型通風系統40通風構筑物礦井通風系統網路中適當位置安設的隔斷、引導和控制風流的設施和裝置，以保證風流按生產需要流動。這些設施和裝置，統稱為通風構筑物。一、通風構筑物

分為兩大類：一類是通過風流的通風構筑物，如主要通風機風硐、反風裝置、風橋、導風板和調節(jié)風窗；另一類是隔斷風流的通風構筑物，如井口密閉、擋風墻、風簾和風門等。1、風門

按設地點：在通風系統中既要隔斷風流又要行人或通車的地方應設立風門。在行人或通車不多的地方，可構筑普通風門。而在行人通車比較頻繁的主要運輸道上，則應構筑自動風門。＋－風門表示方式＋－調節(jié)風門表示方式41設置風門的要求：（1）每組風門不少于兩道，通車風門間距不小于一列車長度，行人風門間距不小于5m。入排風巷道之間要需設風門處同時設反向風門，其數量不少于兩道；（2）風門能自動關閉；通車風門實現自動化，礦井總回風和采區(qū)回風系統的風門要裝有閉鎖裝置；風門不能同時敞開（包括反風門）；（3）門框要包邊沿口，有墊襯，四周接觸嚴密，門扇平整不漏風，門扇與門框不歪扭。門軸與門框要向關門方向傾斜80°至85°；（4）風門墻垛要用不燃材料建筑，厚度不小于0.5m，嚴密不漏風；墻垛周邊要掏槽，見硬頂、硬幫與煤巖接實。墻垛平整，無裂縫、重縫和空縫；（5）風門水溝要設反水池或擋風簾，通車風門要設底坎，電管路孔要堵嚴；風門前后各5m內巷道支護良好，無雜物、積水、淤泥。422、風橋當通風系統中進風道與回風道需水平交叉時，為使進風與回風互相隔開需要構筑風橋。按其結構不同可分為三種。1）繞道式風橋

開鑿在巖石里，最堅固耐用，漏風少。2）混凝土風橋

結構緊湊，比較堅固。3）鐵筒風橋

可在次要風路中使用。433、密閉

密閉是隔斷風流的構筑物。設置在需隔斷風流、也不需要通車行人的巷道中。密閉的結構隨服務年限的不同而分為兩類：

1）臨時密閉，常用木板、木段等修筑，并用黃泥、石灰抹面。

2）永久密閉，常用料石、磚、水泥等不燃性材料修筑。4、導風板應用以下幾種導風板。

1）引風導風板；

2）降阻導風板；

3）匯流導風板觀察孔表示方式放水孔注漿孔447.2礦井總風量的計算和分配礦井總風量是井下各個工作地點的有效風量和各條風路上的漏風量的總和。一、生產礦井所需風量1．生產礦井所需風量的計算生產礦井所需的風量是根據“由里往外”的原則確定的。即根據實際情況先計算井下各個工作地點(如采掘工作面、火藥庫、充電峒室、……等)所需的有效風量，得出礦井的總回風量(或總進風量)；加上抽出式主扇井口和附屬裝置的允許漏風量(即礦井外部漏風量)，得出抽出式主扇的總風量。對于壓入式通風的礦井，則在所確定的礦井總進風量中加上礦井外部漏風量，得出壓入式主扇的總風量。45礦井的總回風量或總進風量計算：

Qwz＝(∑Qai+∑Qbi+∑Qci+∑Qdi)×Kwz，m3/min式中∑Qai——各回采工作面和備用工作面所需風量之和，m3/min∑Qbi——各掘進工作面所需風量之和；∑Qci——各峒室所需風量之和；∑Qdi——除上述各用風地點外，其它巷道所需風量之和；

Kwz——礦井風量備用系數，包括礦井內部漏風和配風不均勻等因素影響，與礦井通風方式有關，一般可取1.15～1.25。對于中央并列式，1.25；中央分列式和混合式，1.2；對角式，1.15。462．生產礦井風量的分配

在各個用風地點，將各用風點計算的風量值乘以備用系數Kwz，就是配給用風地點所在巷道的風量。如各個掘進巷道和峒室的風量就是這樣確定的。但是采煤工作面的風量只配給各自計算的風量，由備用系數確定的風量考慮從采空區(qū)走。因此在U型通風的上順槽和下順槽的風量是采煤工作面的計算風量乘以備用系數。

47從各個用風地點開始，逆風流方向而下，遇分風點則加上其它風路的分風量一起分配給未分風前那一條風路，作為該風路的風量。直至確定進風井筒的總進風量。這一風量應該等于剛才計算的礦井總風量。如果是壓入式通風，則要加上礦井外部漏風量，才能得出通過壓入式主扇的總風量。48然后又從各個用風地點開始，順風流方向而上，遇匯合點則加上其它風路的風量一起分配給匯合后那一條風路，作為該風路的風量。直至確定回風井筒的總回風量。這一風量也應該等于剛才計算的礦井總風量。如果是抽出式通風，則加上抽出式主扇井口和附屬裝置的允許漏風量(即礦井外部漏風量)，得出通過抽出式主扇的總風量。49二、新建礦井和延深礦井所需風量對于新建礦井和延深礦井所需風量，是屬于預先估計風量的性質，因設計時對于上述配風依據較難判準，而礦井類型繁多，條件各異，如何恰當地預定這種性質的風量，是目前還沒有很好解決的重要問題。有條件時，要參照鄰近生產礦井的通風資料，按生產礦井的風量計算方法細致進行，否則只好采用“由外往里”的計算方法，即先計算礦井的總風量，然后大致分配到各個用風地點。撫順煤炭研究所在十二個礦井的協助下，通過調查研究總結出新的計算方法，經過在陽泉、撫順、淮南、焦作、徐州，棗莊等礦區(qū)的驗算，證明其計算結果比較接近生產實際情況，值得新建礦井和延深礦井通風設計工作上試用。50對于低沼氣礦井以工作面能夠有良好的氣候條件作為供風的依據，用下式計算礦井總風量。

Q＝TqK，m3/min式中T——礦井平均日產量，t/d；q——是從工作面能夠有良好的氣候條件為出發(fā)點，而得出的對于日產量中每一噸煤的供風標準，通過實際調查統計得出：q＝1；K一風量備用系數，即K＝K1K4K5K6，這些系數的乘積介于l.5～1.9之間，可以根據新建礦井的條件，查表9—4得出具體的數值。51對于高沼氣礦井按總回風流中的沼氣濃度不超過0.75%的要求來計算礦井總風量：

Q＝0.0926qgTK，m3/min(1/(24×60×0.75%)式中qg——礦井沼氣平均相對涌出量，m3/t；T——礦井平均日產量，t/d；K——風量備用系數，即K＝K2K3K4K5，這些系數的乘積介于1.7～2.1之間，具體數值從表9—4中查得。52無論是高沼氣礦井，還是低沼氣礦井都要按井下同時工作的最多人數來驗算礦井總風量Q，取大值作為礦井的總風量：

Q＝4NK，m3/min式中N——井下同時工作的最多人數，人，4——以人數為計算單位的供風標準，m3/min；K——風量備用系數，它是產量不均衡系數、備用工作面的風量系數和礦井內部漏風系數的總概括。采用中央并列式的通風系統時，K＝1.45；采用中央分列式或對角式通風系統時，K＝1.35。53新建礦井的風量分配是在算得的礦井總風量Q中，減去獨立回風的掘進風量Qb和峒室風量Qc，再按以下原則對剩余的風量Qre進行大致的分配；各個回采工作面的風量，按照與產量成正比的原則進行分配；各個備用工作面的風量，按照它在生產時所需風量的一半進行分配。即：

Qre＝Q－(Qb－Qc)，m3/min式中Qb——所有獨立回風的各個掘進工作面風量之和，m3/min；Qc——所有獨立回風的各個峒室風量之和，m3/min。54剩余風量Qre的分配方法是：先用下式計算回采工作面日產一噸煤所需配給的風量q，即：

式中Ta——各個回采工作面的日產量之和，即

Ta=∑ta，t/dta——各個回采工作面的日產量，t/d；Ta'——各個備用工作面的計劃日產量之和，即

Ta'＝∑ta'，t/dta'——各個備用工作面計劃日產量，t/d。55分配給各個回采工作面的風量為：

Qa＝qta，m3/min分配給各個備用工作面的風量為：

Qa'＝qta'

/2，m3/min2．新建礦井風量的分配在各個用風地點，將計算的風量直接配給用風地點所在巷道，如掘進巷道和峒室等。但這時在U型采煤工作面，不考慮從采空區(qū)漏走的風量。因此在上順槽和下順槽的風量與采煤工作面的風量相同。56同樣，又從各個用風地點開始，逆風流方向而下，遇分風點則加上其它風路的分風量一起分配給未分風前那一條風路，作為該風路的風量。直至確定進風井筒的總進風量。這一風量應該等于剛才計算的礦井總風量。如果是壓入式通風，則要加上礦井外部漏風量，才能得出通過壓入式主扇的總風量。57然后又從各個用風地點開始，順風流方向而上，遇匯合點則加上其它風路的風量一起分配給匯合后那一條風路，作為該風路的風量。直至確定回風井筒的總回風量。這一風量也應該等于剛才計算的礦井總風量。如果是抽出式通風，則加上抽出式主扇井口和附屬裝置的允許漏風量(即礦井外部漏風量)，得出通過抽出式主扇的總風量。58四、確定礦井總風量和各個分風量通過以上的風量分配，初步確定了井下各個用風地點與它們的進風和回風路線上的各個風量(必要時要算出局部地區(qū)各分支的自然分配風量)。但是，各條風路上的風量還未最后確定，必須進行各條風路的風速校核，即用各處的斷面積分別去除分配到該處的風量，所得出的風速，須符合《規(guī)程》的規(guī)定(見表9-1)。各條風路的風量經過驗算后，如能符合風速的要求，則各條風路的風量可以確定；如低于規(guī)定的風速，則該條風路的風量要相應增加。如超過規(guī)定的風速，則需要擴大該風路的斷面或調整該風路的風量，使之風速降到規(guī)定值以下。最后，確定礦井總風量。597.3計算井巷通風阻力在選擇礦井主扇之前，必須計算井巷通風總阻力。一、計算的原則1)在礦井通風系統服務的范圍內，分別在容易時期和困難時期確定一條最大阻力路線。沿著這兩條路線，分別計算各段井巷的通風阻力，然后累加起來，便得出這兩個時期的井巷通風總阻力hrmin和hrmax。這樣能夠保證所選用的主扇滿足通風困難(hrmax)時期的要求，并且在以后的通風管理中均可采用增阻法進行風量調節(jié)。這些工作均可在這兩個時期的通風網路圖上進行。但是遇有的分支中有不同的巷道斷面，則該分支要分段計算。對于小礦，則只計算服務年限內的最大阻力路線的總阻力hrmax，不必分兩個時期。602)因有外部漏風(指在防爆門和主扇周圍的漏風)，通過主扇的風量Qf1(Qf2)必大于通過總出風井的礦井總風量Q。為了計算風峒的阻力，須先算出Qf1(Qf2)。對于抽出式主扇，用下式計算：

Qf1(Qf2)

＝(1.05～1.10)Q，m3/s對于壓入式主扇，用下式計算：

Qf1(Qf2)

＝(1.10～1.15)Q，m3/s式中1.10、1.15——壓入式通風礦井的外部漏風系數。壓入式進風井巷無提升運輸任務時，取1.10，有提升運輸任務時，取1.15。式中1.05、1.10——抽出式通風礦井的外部漏風系數，抽出式出風井無提升運輸任務時，取1.05，有提升運輸任務時，取1.10。613)為了經濟合理(減少礦井外部漏風和主扇運轉費用)，不致因主扇的風壓過大造成瓦斯和自然發(fā)火難于管理，以及避免主扇選型太大，使購置、運輸，安裝，維修等費用加大，須控制hrmax不能太大(一般不超過3000Pa，特大型的礦井除外)；必要時需對某些局部巷道采取降低風阻的措施。4)要先分析整個通風網路，對于自然分配風量和按需分配風量的區(qū)段，要分別按這兩種分配風量的方法計算風量，然后計算出各區(qū)段的通風阻力。62二、計算方法沿著上述兩個時期通風阻力最大的風路，分別用下式算出各區(qū)段井巷的摩擦阻力：

式中L、U、S——分別是各井巷的長度(m)，周邊長(m)，凈斷面積(m2)；Q——分配給各井巷的風量，m3/s；α——根據各井巷的支架形式和斷面在第三章α值表中查得的摩擦阻力系數。對于高原礦井，空氣密度小于1.2kg/m3，其α值為：63將以上計算出來的各數值與有關數值填入表9－5中。從表中可以看出總回風或總進風量與計算數據相同。64沿著上述兩條風路，將各區(qū)段的摩擦阻力累加起來，并考慮適當的局部阻力系數(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：

hrmin＝1.2∑hfrmin，Pahrmax＝1.15∑hfrmax，Pa式中1.15——困難時期的局部阻力系數；1.2——容易時期的局部阻力系數。65計算了整個礦井的通風阻力后，需要對整個礦井的通風難易程度進行評價。評價的指標是兩個時期礦井總風阻和總等積孔：如果A＜1m2,表示礦井通風困難；如果A在1和2m2之間，表示通風難易為中等程度，如果A＞2m2，表示通風容易。667.4選擇礦井通風設備礦井通風設備包括主扇和它的電動機。一、選擇主扇通常用扇風機的個體特性曲線來選擇，先確定通風容易和通風困難兩個時期主扇運轉時的工況點(風壓最低點和風壓最高點)，在選擇時要使得這兩個工況點同時處于合理范圍。用以下方法分別算出兩個時期主扇的風壓。為了使所選的主扇在通風容易時期(風壓最低點)的工作效率不致太低，需要考慮礦井自然風壓幫助主扇風壓的作用。對于抽出式主扇，在通風容易時期的靜風壓應為：

hfsmin＝hrmin－h(huán)na，Pa式中hrmin——容易時期最大阻力路線的阻力，Pa；hna——容易時期幫助主扇通風的礦井自然風壓，Pa；67為了使所選用的主扇在通風困難時的風壓夠用，還需要考慮礦井自然風壓反對主扇風壓的作用，即對于抽出式主扇，在通風困難時期的靜風壓應為：

hfsmax＝hrmax＋hao，Pa式中

hrmax——困難時期最大阻力路線的阻力，Pa；hno——通風困難時期反對主扇風壓的礦井自然風壓，Pa。根據當地氣象資料或鄰礦資料來估計(注意正負)。同理，對于壓入式的主扇，在通風容易和通風困難兩個時期的全風壓分別為：

hftmin＝hrmin－h(huán)na，Pahftmax＝hrmax＋hno，Pa68前面已分別算出通風容易和通風困難兩個時期通過主扇的風量Qf1和(Qf2)

(m3/s)。

根據確定的hfmax、Qf1和hfmin、Qf2兩組數據(也叫設計工況點)，在扇風機的個體特性曲線上選擇合適的主扇。判別是否合適，要看上面兩組數據所構成的兩個時期的工況點，是否都落在扇風機個體特性曲線上的合理工作范圍內。一是看風壓高的點是否超過最高風壓的０.９倍，二是看風壓低的點處效率是否在0.6以上。(注意坐標)

根據hfmax、Qf1和hfmin、Qf2兩組數據計算出兩個時期的風阻Rmin和Rmax:

在選定的風機個體特性曲線圖上畫出風阻曲線Rmin和Rmax，將這兩條曲線從設計工況點向上延伸，與最近的個體特性曲線相交，得到的兩個點就是實際工況點。

69實際工況點確定以后，列表整理出兩個時期的主扇的型號、動輪直徑、動輪葉片安裝角度(專指軸流式主扇而言)、轉數、風壓、風量(實際工況點)、效率和輸入功率等數值。二、選擇電動機根據通風容易和通風困難兩個時期主扇的輸入功率(Nfimin和Nfimax)計算出電動機的輸出功率Neo(kW)：

如果選用異步電動機，且當Nfimin≥0.6Nfimax時，則在兩個時期都用一種較大功率的電動機，這種電動機的輸出功率Neo和輸入功率Nei，分別用下式計算：

Neo＝Nfimax/ηt，kw

式中ηt——傳動效率，直接傳動時，ηt＝1。間接傳動時取0.95。70電動機的輸入功率，即為電路輸入的電流功率：

Nei＝(1.10～1.15)Neo/ηe，kw式中1.10、1.15——電動機的容量系數。離心式主扇，取1.15；軸流式主扇，取1.10)。

ηe——電動機的效率。當Nfimin<0.6Nfimax時，則通風容易時期用功率較小的電動機，在適當的時候再換用功率較大的電動機。通風容易時期電動機的輸出功率習慣用比例中項式計算(即平均值計算)，即：71對于功率在400～500kw以上的主扇，宜選用同步電動機。選擇這種電動機的輸出功率與輸入功率：

Neo＝Nfimax/ηt，kw；Nei＝(1.10～1.15)Neo/ηe，kw

用同步電動機的優(yōu)點是，低負載運轉時，可以利用它來改善礦井變電所母線上的功率因數，使礦井經濟用電，缺點是這種電動機的購置和安裝費較大。根據以上所得出的Neo(或Neomin)或Nei(或Neimin)、ηe以及主扇所要求的轉數n，在有關電動機技術特征手冊上選用合適的電動機．72三、對礦井主要通風設備的要求在礦井設計中必須據根礦井的瓦斯等級，提出主要通風設備應符合的要求：1)礦井主扇(包括分區(qū)主扇)必須裝置兩部同等能力的扇風機(包括電動機)，其中一套運轉，另一套做備用，備用的一套要求在10min內能夠開動。2)礦井的主扇房應有兩回直接由變(配)電所饋出的供電路線，線路上不應分接任何負荷。3)主扇要有靈活可靠、合乎要求的反風裝置和防爆門，要有規(guī)格質量符合要求的風峒和擴散器。分區(qū)主扇也應符合這個要求。4)主局和電動機的機座必須堅固耐用，要設置在不受采動影響的穩(wěn)定地層上。737.5概算礦井通風費用一般是計算每噸煤的通風費用，即所謂噸煤通風成本。一、每噸煤的通風電費先用下式計算主扇運轉的耗電量：

Imf＝(N1＋N2)×365×24/(2(ηeηvηξηt))，kwh/a式中N1、N2——一年內最大和最小的主扇輸入功率，kw；ηe——主扇電動機的效率，可在電動機的技術特征表上查得，一般取0.9～0.95；ηv——變壓器的效率，一般取0.8；ηξ—電線的輸電效率，一般取0.95；ηt——傳動功率，直接傳動時，取1.0，間接傳動時取0.95。74同時，統計一年內局扇、輔扇的耗電量Ief(kwh/a)。各類扇風機在一年內的總耗電量為：

Is＝Imf＋Ief，kwh/a

用下式計算每噸煤的耗電量：

I＝Is/T，kwh/t式中T——一年內的礦井產煤量，t／a

用下式計算每噸煤的通風電費：

E＝I×D，元/t式中D——每度電的費用，元/(kwh)75二、噸煤通風成本除每噸煤的通風電力費用外，還要統