礦井通風(fēng)課程設(shè)計(jì)

③其他硐室所需風(fēng)量采區(qū)絞車房的80m3/mim；水倉(cāng)的需風(fēng)量為100m3/mim。表3-4機(jī)電硐室發(fā)熱系數(shù)表綜上計(jì)算，初期：=+++100=80+10.99+100+100=290.99m3/mim末期：=+100=10.99+100=110.99m3/mim（4）其它巷道需風(fēng)量計(jì)算新建礦井，其他用風(fēng)巷道的總風(fēng)量難以計(jì)算時(shí)，也可按采煤，掘進(jìn)，硐室的需風(fēng)量總和的3%~5%估算。初期：=（++）×5%=（330+102+290.99）×5%=36.15m3/mim末期：=（++）×5%=（330+102+110.99）×5%=27.15m3/mim（5）礦井總風(fēng)量計(jì)算；初期：=（330+102×2+290.99+36.15）×1.2=1033.37m3/mim=17.22m3/s末期：=（330+102+110.99+27.15）×1.2=684.17m3/mim=11.40m3/s4.3礦井風(fēng)量分配原則礦井總風(fēng)量確定后，分配到各用風(fēng)地點(diǎn)的風(fēng)量，應(yīng)不得低于其計(jì)算的需風(fēng)量；所有巷道都應(yīng)分配一定的風(fēng)量；分配后的風(fēng)量，應(yīng)保證井下各處瓦斯及有害氣體濃度、風(fēng)速等滿足《煤礦安全規(guī)程》的各項(xiàng)要求。4.4分配的方法首先按照采區(qū)布置圖，對(duì)各采煤、掘進(jìn)工作面、獨(dú)立回風(fēng)硐室按其需風(fēng)量配給風(fēng)量，余下的風(fēng)量按采區(qū)產(chǎn)量、采掘工作面數(shù)目、硐室數(shù)目等分配到各采區(qū)，再按一定比例分配到其它用風(fēng)地點(diǎn)，用以維護(hù)巷道和保證行人安全。風(fēng)量分配后，應(yīng)對(duì)井下各通風(fēng)巷道的風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算，使其符合《煤礦安全規(guī)程》對(duì)風(fēng)速的要求。

礦井通風(fēng)阻力計(jì)算4.1通風(fēng)阻力產(chǎn)生的原因當(dāng)空氣沿井巷運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于風(fēng)流的粘滯性和慣性以及井巷壁面等對(duì)風(fēng)流的阻滯、擾動(dòng)作用而形成通風(fēng)阻力，它是造成風(fēng)流能量損失的原因。

井巷通風(fēng)阻力可分為兩類：摩擦阻力(也稱為沿程阻力)和局部阻力。（一）、風(fēng)流流態(tài)（以管道流為例）

同一流體在同一管道中流動(dòng)時(shí)，不同的流速，會(huì)形成不同的流動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)流速較低時(shí)，流體質(zhì)點(diǎn)互不混雜，沿著與管軸平行的方向作層狀運(yùn)動(dòng)，稱為層流(或滯流)。當(dāng)流速較大時(shí)，流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度在大小和方向上都隨時(shí)發(fā)生變化，成為互相混雜的紊亂流動(dòng)，稱為紊流(或湍流)。(降低風(fēng)速的原因)

(二)、巷道風(fēng)速分布

由于空氣的粘性和井巷壁面摩擦影響，井巷斷面上風(fēng)速分布是不均勻的。

在同一巷道斷面上存在層流區(qū)和紊區(qū)，在貼近壁面處仍存在層流運(yùn)動(dòng)薄層，即層流區(qū)。在層流區(qū)以外，為紊流區(qū)。從巷壁向巷道軸心方向，風(fēng)速逐漸增大，呈拋物線分布。

巷壁愈光滑，斷面上風(fēng)速分布愈均勻。4.2礦井通風(fēng)總阻力的計(jì)算原則1、如果礦井服務(wù)年限不長(zhǎng)（10~20年），選擇達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量后通風(fēng)容易和困難兩個(gè)時(shí)期分別計(jì)算其通風(fēng)阻力；若礦井服務(wù)年限較長(zhǎng)（30~50年），只計(jì)算頭15~25年左右通風(fēng)容易和困難兩個(gè)時(shí)期的通風(fēng)阻力。為此，必須先繪出這兩個(gè)時(shí)期的通風(fēng)網(wǎng)路圖2、通風(fēng)容易和通風(fēng)困難兩個(gè)時(shí)期總阻力的計(jì)算，應(yīng)沿著這兩個(gè)時(shí)期的最大通風(fēng)阻力風(fēng)路，分別計(jì)算各段井巷的通風(fēng)阻力，然后累加起來(lái)，作為這兩個(gè)時(shí)期的礦井通風(fēng)總阻力。最大通風(fēng)阻力風(fēng)路可根據(jù)風(fēng)量和巷道參數(shù)（斷面積、長(zhǎng)度等）直接判斷確定，不能直接確定時(shí)，應(yīng)選幾條可能最大的路線進(jìn)行計(jì)算比較。3、礦井通風(fēng)總阻力不應(yīng)超過(guò)2940

Pa。4、礦井井巷的局部阻力，新建礦井（包括擴(kuò)建礦井獨(dú)立通風(fēng)的擴(kuò)建區(qū)）宜按井巷摩擦阻力的10%計(jì)算；擴(kuò)建礦井宜按井巷摩擦阻力的15%計(jì)算。5.3礦井摩擦阻力計(jì)算根據(jù)容易時(shí)期和困難時(shí)期的風(fēng)流路線計(jì)算摩擦阻力，用下式計(jì)算：將各段井巷的磨擦阻力累加后并乘以考慮局部阻力的系數(shù)即為兩個(gè)時(shí)期的井巷通風(fēng)總阻力。由于80m中段、105m中段、130m中段部分為并聯(lián)，且各分支阻力均為92.0pa,根據(jù)并聯(lián)hs=h1=h2=h3=92.0pa.(1)通風(fēng)容易時(shí)期的總阻力h阻易為：h阻易=1.1∑h摩易=4.941×1.1=543.5pa(2)通風(fēng)困難時(shí)期的總阻力h阻難為：h阻難=1.1∑h摩難=6.217×1.1=683.9pa礦區(qū)井巷的局部阻力，新建礦區(qū)宜按井巷摩擦阻力11.2%計(jì)算.容易時(shí)期局部阻力：=543.5×13.4%=72.83Pa困難時(shí)期局部阻力：=683.9×13.4%=91.64Pa5.4礦區(qū)通風(fēng)難易程度為了形象化，習(xí)慣引用一個(gè)和風(fēng)阻的數(shù)值相當(dāng)?shù)?、意義相同的假想的孔口面積值來(lái)表示井巷或礦井的通風(fēng)難易程度。這個(gè)假想的孔口稱做井巷或礦井的等積孔。等積孔面積值用下式計(jì)算：A=1.1917Q/容易時(shí)期：A=1.1917×17.22/=0.88㎡困難時(shí)期：A=1.1917×11.40/=0.50㎡通風(fēng)難易判定標(biāo)準(zhǔn):表9礦井通風(fēng)難易程度評(píng)價(jià)等積孔A通風(fēng)難易程度A<1㎡通風(fēng)困難A=1~2㎡通風(fēng)中等A>2㎡通風(fēng)容易結(jié)論：經(jīng)計(jì)算容易時(shí)期為通風(fēng)難易程度困難時(shí)期；困難時(shí)期為通風(fēng)困難時(shí)期。

礦井通風(fēng)設(shè)備選擇6.1選擇依據(jù)1、礦井必須裝設(shè)兩套同等能力的主通風(fēng)設(shè)備，其中一套作備用。2、選擇通風(fēng)設(shè)備應(yīng)滿足第一開(kāi)采水平各個(gè)時(shí)期工況變化，并使通風(fēng)設(shè)備長(zhǎng)期高效率運(yùn)行。3、風(fēng)機(jī)能力應(yīng)留有一定的余量。4、進(jìn)、出風(fēng)井井口的高差在150m以上，或進(jìn)、出風(fēng)井井口標(biāo)高相同，但井深400m以上時(shí)，宜計(jì)算礦井的自然風(fēng)壓。5、礦井主要通風(fēng)機(jī)房，應(yīng)有兩回直接由變電所輸出的供電線路，線路上不應(yīng)分接任何負(fù)荷。6、主要通風(fēng)機(jī)必須裝有反風(fēng)設(shè)備，必須在10min內(nèi)改變巷道中的風(fēng)流方向。7、裝有主要通風(fēng)機(jī)的回風(fēng)井口，應(yīng)安裝保護(hù)通風(fēng)機(jī)的防爆門。防爆門應(yīng)設(shè)計(jì)成因事故打開(kāi)后易于復(fù)原，并在通風(fēng)機(jī)反風(fēng)時(shí)不被風(fēng)流頂開(kāi)。6.2主要通風(fēng)機(jī)的選擇6.2.1計(jì)算通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量通過(guò)計(jì)算所得；礦井初期總風(fēng)量為17.22m3/s；末期總風(fēng)量為11.40m3/s通過(guò)主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量必大于通過(guò)出風(fēng)井的礦井總風(fēng)量，并由下式求出：=k式中——主要通風(fēng)機(jī)通風(fēng)量，m3/s——礦井需風(fēng)量，m3/sK——漏風(fēng)損失系數(shù)，風(fēng)井不作提升井用時(shí)取1.1；箕斗井兼作回風(fēng)用時(shí)取1.15；回風(fēng)井兼作升降人員時(shí)取1.2。通風(fēng)容易時(shí)期：=1.2×11.40=13.68m3/s通風(fēng)困難時(shí)期：=1.2×17.22=20.66m3/s6.2.2計(jì)算通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓自然風(fēng)壓計(jì)算：自然風(fēng)壓的計(jì)算=35.34×9.8×（1.24-1.2）=13.85pa初步選擇軸流式通風(fēng)機(jī)采用抽出通風(fēng)方式通風(fēng)。軸流式通風(fēng)機(jī)：容易時(shí)期=+-=494.1+150-13.85=630.25Pa困難時(shí)期=++=621.7+150+13.85=785.55Pa式中——通風(fēng)機(jī)附屬裝置（風(fēng)硐和擴(kuò)散器）的阻力——礦井自然風(fēng)壓，當(dāng)自然風(fēng)壓與通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓作用相同時(shí)取“-”，自然風(fēng)壓與通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓作用反向時(shí)取“+”。6.3初選通風(fēng)機(jī)根據(jù)計(jì)算的礦井通風(fēng)容易時(shí)期通風(fēng)機(jī)的、(或)和礦井通風(fēng)困難通風(fēng)機(jī)的、(或)在通風(fēng)機(jī)特性曲線上，選出滿足礦井通風(fēng)要求的通風(fēng)機(jī)。選擇風(fēng)機(jī)的型號(hào)為FBCDZ-6-No12B軸流式風(fēng)機(jī)。6.4通風(fēng)機(jī)的實(shí)際工況點(diǎn)風(fēng)機(jī)性能曲線表中，根據(jù)已計(jì)算出的風(fēng)量和風(fēng)阻，直觀的滿足風(fēng)量和風(fēng)壓要求的風(fēng)機(jī)。在粗選的風(fēng)機(jī)特性曲線表中，在風(fēng)量坐標(biāo)=13.68m3/s，=20.66m3/s點(diǎn)處分別作Q軸垂線，在風(fēng)壓坐標(biāo)=630.25，=785.55pa，點(diǎn)作Q軸平行線，四條線分別交于M1和M2點(diǎn)，此兩點(diǎn)即為風(fēng)機(jī)工作的實(shí)際工況點(diǎn)。如圖所示。FBCDZ-6-No12B6.5電動(dòng)機(jī)的選擇。6.5.1電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算通風(fēng)容易時(shí)期通風(fēng)機(jī)所需輸入的功率通風(fēng)困難時(shí)期通風(fēng)機(jī)所需輸入的功率6.5.2電動(dòng)機(jī)的臺(tái)數(shù)及種類當(dāng)時(shí)，每臺(tái)風(fēng)機(jī)可選一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)功率為當(dāng)時(shí)，選兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)，其功率分別為初期：末期：式中——電動(dòng)機(jī)容量備用系數(shù)，=1.1～1.2；——電動(dòng)機(jī)效率，=0.9～0.94；——傳動(dòng)效率，直連時(shí)取1；皮帶傳動(dòng)時(shí)取0.95。初期：末期：＞0.6選用型號(hào)為Y225S-4的電動(dòng)機(jī)，額定功率為37KW，1400rpm。6.6通風(fēng)電耗每噸礦的通風(fēng)電費(fèi)計(jì)算;=（+）×365×24/[2（）]kwh/a式中、——一年內(nèi)最大和最小的主扇輸入功率，12.23KW和31.55Kw——扇電動(dòng)機(jī)的效率，可在電動(dòng)機(jī)的技術(shù)特征表上查得，一般取0.9～0.95——變壓器的效率，一般取0.8——電線的輸電效率，一般取0.95——傳動(dòng)功率，直接傳動(dòng)時(shí)，取1.0；間接傳動(dòng)時(shí)取0.95計(jì)算得：=（16.85+26.33）×365×24/[2×0.9×0.8×0.95×1=16萬(wàn)kwh/a每噸煤的耗電量：I=/T式中T——一年內(nèi)的礦井產(chǎn)量，1.65×10＾3t/a計(jì)算得：I=160/13=12.3kwh/t6.7安全措施6.7.1反風(fēng)措施第一條、生產(chǎn)礦井各風(fēng)井主要通風(fēng)機(jī)均必須裝有完善的反風(fēng)設(shè)施，必須能在10分鐘內(nèi)改變礦井主要進(jìn)、回風(fēng)巷道和采煤工作面的風(fēng)流方向。反風(fēng)設(shè)施由礦長(zhǎng)組織有關(guān)部門每季度至少檢修1次，確保靈敏可靠，具備隨時(shí)反風(fēng)條件。第二條、礦井每年進(jìn)行1次的風(fēng)演習(xí)，反風(fēng)時(shí)風(fēng)量不得小于正常風(fēng)量的40%，其反風(fēng)方式方法及技術(shù)要求應(yīng)符合《規(guī)程》和《反風(fēng)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，反風(fēng)前應(yīng)制定反風(fēng)安全技術(shù)措施，由礦總工程師組織審批報(bào)集團(tuán)公司備案。反風(fēng)演習(xí)結(jié)束后及時(shí)進(jìn)行總結(jié)，并將總結(jié)報(bào)告及時(shí)報(bào)集團(tuán)公司。因故造成當(dāng)年不能進(jìn)行反風(fēng)的，要制定應(yīng)急預(yù)案，報(bào)集團(tuán)公司審批。第三條、在進(jìn)行新建或改擴(kuò)建礦井設(shè)計(jì)時(shí)，必須同時(shí)作出反風(fēng)技術(shù)設(shè)計(jì)，說(shuō)明采用的反風(fēng)方式（全礦性反風(fēng)、區(qū)域性反風(fēng)、局部反風(fēng)等）、方法（主要通風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)反風(fēng)、專用反風(fēng)道反風(fēng)、短路反風(fēng)等）。第四條、生產(chǎn)礦井每年編制災(zāi)害預(yù)防和處理計(jì)劃時(shí)，必須根據(jù)火災(zāi)可能發(fā)生的地點(diǎn)，對(duì)采用的反風(fēng)方式、方法及人員避災(zāi)路線作出明確規(guī)定。第五條、每個(gè)礦井的主要通風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)，必須掛有反風(fēng)操作系統(tǒng)圖、反風(fēng)操作規(guī)程，詳細(xì)規(guī)定反風(fēng)方法、操作順序及注意事項(xiàng)，并附有反風(fēng)設(shè)施布置圖。主要通風(fēng)機(jī)司機(jī)應(yīng)經(jīng)過(guò)培訓(xùn)，持證上崗，熟悉反風(fēng)操作規(guī)程、操作步驟，并能獨(dú)立、正確、熟練地進(jìn)行反風(fēng)操作，考核不合格者不能上崗，每個(gè)主要通風(fēng)機(jī)房必須裝有與調(diào)度所直通的電話，并確保暢通。6.7.2防爆措施在主要通風(fēng)機(jī)的排風(fēng)井上安裝新型防爆門。當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行時(shí)，自然風(fēng)壓向上產(chǎn)生的力打開(kāi)防爆門，形成自然通風(fēng)。當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)恢復(fù)運(yùn)行時(shí)，由于防爆門的開(kāi)啟高度的限制，防爆門能在氣壓差作用下，自行關(guān)閉。防爆門每6個(gè)月檢查維修一次。通風(fēng)與除塵系統(tǒng)的安全可靠性分析礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全可靠性應(yīng)包括兩層意思：一是必須保證礦井正常工作；二是能夠預(yù)防和控制災(zāi)害的發(fā)生和發(fā)展。具體來(lái)說(shuō)，礦井通風(fēng)系統(tǒng)的安全性應(yīng)滿足下列要求：①礦井通風(fēng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)合理、完備，整套系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。②井下各用風(fēng)地點(diǎn)的風(fēng)量滿足要求，且其可控性強(qiáng)。③有利于排除瓦斯、礦塵、熱源和防止煤炭自燃。④具體控制各種自然災(zāi)害的能力，既能抑制事故的發(fā)生，又可在由其他原因引起事故時(shí)及時(shí)地控制和消除事故。保證通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性。使用通風(fēng)軟件進(jìn)行模擬演練。礦井實(shí)際風(fēng)量大于井下所需風(fēng)量，它能保證各用風(fēng)地點(diǎn)風(fēng)量足夠，可以改善井下勞動(dòng)環(huán)境和保障安全生產(chǎn)。保證風(fēng)路可靠性通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)可靠性風(fēng)流穩(wěn)定性良好。⑸調(diào)節(jié)設(shè)施的合理性。井下的風(fēng)門、風(fēng)窗越多，礦井通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性就越低。因此需要安裝時(shí)應(yīng)選擇適當(dāng)位置且盡量