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文檔簡介
第七章礦井通風系統(tǒng)與
通風設計第一節(jié)礦井通風系統(tǒng)第二節(jié)采區(qū)通風系統(tǒng)第三節(jié)通風構筑物及漏風第四節(jié)礦井通風設計1、本章的重點:
1、礦井通風系統(tǒng)----類型、適應條件、主要通風機工作方式、安裝地點、通風系統(tǒng)的選擇
2、采區(qū)通風----基本要求、進回風上山選擇、采煤工作面通風系統(tǒng)
3、通風構筑物及漏風----風門、風橋、密閉、導風板;礦井漏風、漏風率、有效風量率、減少漏風措施
4、礦井通風設計----內(nèi)容與要求、優(yōu)選通風系統(tǒng)、礦井風量計算、阻力計算、通風設備選擇2、本章的難點:礦井通風設計3、本章的思考題
1)局部工作地點需風量應如何計算?
2)生產(chǎn)工作地點風量應如何計算?
3)在生產(chǎn)地點,適宜風速多少合適,其依據(jù)是什么?第一節(jié)礦井通風系統(tǒng)
礦井通風系統(tǒng)是向礦井各作業(yè)地點供給新鮮空氣、排出污濁空氣的通風網(wǎng)路、通風動力和通風控制設施的總稱。一、礦井通風系統(tǒng)的類型及其適用條件按進、回井在井田內(nèi)的位置不同,通風系統(tǒng)可分為中央式、對角式、區(qū)域式及混合式。1、中央式
進、回風井均位于井田走向中央。根據(jù)進、回風井的相對位置,又分為中央并列式和中央邊界式(中央分列式)。中央并列式中央分列式6主井副井中央回風井中央石門風機房采區(qū)進風采區(qū)回風7南屯礦采用中央并列抽出式系統(tǒng).副井進風、中央風井回風。中央風井安裝2臺軸流式通風機.其中1臺工作、l臺備用;通風機電動機功率均為800kw,角度為40,風壓為1176Pa,風量157.8m3/s。8910中梁山礦務局北礦,采用中央并列抽出式通風系統(tǒng),平硐和副井進風,平洞斷面積12.1m2:,副井斷面積28.3m2。主井為回風井,其斷面積力19.63m2。電動機功率為950kw,風壓l274Pa,風量150m‘/s:,等積孔4.5—5m2。最大通風流程為10km。主要通風機采用反風道反風。1112曲阜市單家村煤礦通風系統(tǒng):采用中央并列抽出式通風系統(tǒng),副井進風.主并回風。全礦總風量為31.5,風壓為640Pa,等積孔為1.95M22、對角式
1)兩翼對角式進風井大致位于井田走向的中央,兩個回風井位于井田邊界的兩翼(沿傾斜方向的淺部),稱為兩翼對角式,如果只有一個回風井,且進、回風分別位于井田的兩翼稱為單翼對角式。2)分區(qū)對角式進風井位于井田走向的中央,在各采區(qū)開掘一個不深的小回風井,無總回風巷。兩翼對角式分區(qū)對角式1516173、區(qū)域式在井田的每一個生產(chǎn)區(qū)域開鑿進、回風井,分別構成獨立的通風系統(tǒng)。如圖。4、混合式
由上述諸種方式混合組成。例如,中央分列與兩翼對角混合式,中央并列與兩翼對角混合式等等。19中央并列分列混合式20中央分列與單翼對角混合式21中央分列與對角混合式22二、主要通風機的工作方式與安裝地點主要通風機的工作方式有三種:抽出式、壓入式、壓抽混合式。1、抽出式
主要通風機安裝在回風井口,在抽出式主要通風機的作用下,整個礦井通風系統(tǒng)處在低于當?shù)卮髿鈮毫Φ呢搲籂顟B(tài)。當主要通風機因故停止運轉時,井下風流的壓力提高,比較安全。2、壓入式
主要通風機安設在入風井口,在壓入式主要通風機作用下,整個礦井通風系統(tǒng)處在高于當?shù)卮髿鈮旱恼龎籂顟B(tài)。在冒落裂隙通達地面時,壓入式通風礦井采區(qū)的有害氣體通過塌陷區(qū)向外漏出。當主要通風機因故停止運轉時,井下風流的壓力降低。3、壓抽混合式
在入風井口設一風機作壓入式工作,回風井口設一風機作抽出式工作。通風系統(tǒng)的進風部分處于正壓,回風部分處于負壓,工作面大致處于中間,其正壓或負壓均不大,采空區(qū)通連地表的漏風因而較小。其缺點是使用的通風機設備多,管理復雜。南屯礦采用中央并列抽出式系統(tǒng).副井進風、中央風井回風。中央風井安裝2臺軸流式通風機.其中1臺工作、l臺備用;通風機電動機功率均為800kw,角度為40,風壓為1176Pa,風量157.8m3/s。三、礦井通風系統(tǒng)的選擇根據(jù)礦井設計生產(chǎn)能力、煤層賦存條件、表土層厚度、井田面積、地溫、礦井瓦斯涌出量、煤層自燃傾向性等條件,在確保礦井安全、兼顧中、后期生產(chǎn)需要的前提下,通過對多種個可行的礦井通風系統(tǒng)方案進行技術經(jīng)濟比較后確定。
中央式通風系統(tǒng)具有井巷工程量少、初期投資省的優(yōu)點。因此,礦井初期宜優(yōu)先采用。有煤與瓦斯突出危險的礦井、高瓦斯礦井、煤層易自燃的礦井及有熱害的礦井,應采用對角式或分區(qū)對角式通風;當井田面積較大時,初期可采用中央通風,逐步過渡為對角式或分區(qū)對角式。
礦井通風方法一般采用抽出式。當?shù)匦螐碗s、露頭發(fā)育老窯多、采用多風井通風有利時,可采用壓入式通風。第二節(jié)采區(qū)通風系統(tǒng)采區(qū)通風系統(tǒng)是礦井通風系統(tǒng)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(nèi)的風流控制設施。一、采區(qū)通風系統(tǒng)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(tǒng)。有特殊困難必須串聯(lián)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(jīng)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(chǎn)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。串聯(lián)通風,必須在進入被串聯(lián)工作面的風流中裝設甲烷斷電儀,且瓦斯和二氧化碳濃度都不得超過0.5%,其他有害氣體濃度都應符合本規(guī)程第一百條的規(guī)定。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(xiàn)瓦斯分層流動和局部積存的現(xiàn)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第一百一十二條
礦井開拓新水平和準備新采區(qū)的回風,必須引入總回風巷或主要回風巷中。在未構成通風系統(tǒng)前,可將此種回風引入生產(chǎn)水平的進風中;但在有瓦斯噴出或有煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出危險的礦井中,開拓新水平和準備新采區(qū)時,必須先在無瓦斯噴出或無煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出危險的煤(巖)層中掘進巷道并構成通風系統(tǒng),為構成通風系統(tǒng)的掘進巷道的回風,可以引入生產(chǎn)水平的進風中。上述2種回風流中的瓦斯和二氧化碳濃度都不得超過0.5%,其他有害氣體濃度必須符合本規(guī)程第一百條的規(guī)定,并制訂安全措施,報企業(yè)技術負責人審批。第一百一十三條生產(chǎn)水平和采區(qū)必須實行分區(qū)通風。準備采區(qū),必須在采區(qū)構成通風系統(tǒng)后,方可開掘其他巷道。采煤工作面必須在采區(qū)構成完整的通風、排水系統(tǒng)后,方可回采。高瓦斯礦井、有煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出危險的礦井的每個采區(qū)和開采容易自燃煤層的采區(qū),必須設置至少1條專用回風巷;低瓦斯礦井開采煤層群和分層開采采用聯(lián)合布置的采區(qū),必須設置1條專用回風巷。采區(qū)進、回風巷必須貫穿整個采區(qū),嚴禁一段為進風巷、一段為回風巷。一、專用回風巷的形式所謂專用回風巷即指在采區(qū)巷道中,專門用于回風,不得用于運料、安設電氣設備的巷道。在煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出區(qū),專用回風巷還不得行人。專用回風巷布置的原則
(1)在采區(qū)專用回風巷布置設計時,要真正體現(xiàn)專巷專用。
(2)在實施時,布置的采區(qū)專用回風巷必須貫穿整個采區(qū)的長度和高度。嚴禁將一條專用回風巷分為兩段,一段為進風巷,另一段為回風巷。布置采區(qū)專用回風巷的重要意義1確保通風系統(tǒng)穩(wěn)定2抑制采空區(qū)自然發(fā)火3增強礦井抗災能力第一百一十四條采、掘工作面應實行獨立通風。同一采區(qū)內(nèi),同一煤層上下相連的2個同一風路中的采煤工作面、采煤工作面與其相連接的掘進工作面、相鄰的2個掘進工作面,布置獨立通風有困難時,在制定措施后,可采用串聯(lián)通風,但串聯(lián)通風的次數(shù)不得超過1次。采區(qū)內(nèi)為構成新區(qū)段通風系統(tǒng)的掘進巷道或采煤工作面遇地質(zhì)構造而重新掘進的巷道,布置獨立通風確有困難時,其回風可以串入采煤工作面,但必須制定安全措施,且串聯(lián)通風的次數(shù)不得超過1次;構成獨立通風系統(tǒng)后,必須立即改為獨立通風。對于本條規(guī)定的串聯(lián)通風,必須在進入被串聯(lián)工作面的風流中裝設甲烷斷電儀,且瓦斯和二氧化碳濃度都不得超過0.5%,其他有害氣體濃度都應符合本規(guī)程第一百條的規(guī)定。開采有瓦斯噴出或有煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出危險的煤層時,嚴禁任何2個工作面之間串聯(lián)通風。第一百一十五條有煤與瓦斯突出危險的采煤工作面不得采用下行通風。第一百一十六條采掘工作面的進風和回風不得經(jīng)過采空區(qū)或冒頂區(qū)。無煤柱開采沿空送巷和沿空留巷時,應采取防止從巷道的兩幫和頂部向采空區(qū)漏風的措施。礦井在同一煤層、同翼、同一采區(qū)相鄰正在開采的采煤工作面沿空送巷時,采掘工作面嚴禁同時作業(yè)。水采工作面由采空區(qū)回風時,工作面必須有足夠的新鮮風流,工作面及其回風巷的風流中的瓦斯和二氧化碳濃度必須符合本規(guī)程第一百三十六條、第一百三十八條和第一百三十九條的規(guī)定。第一百一十七條
采空區(qū)必須及時封閉。必須隨采煤工作面的推進逐個封閉通至采空區(qū)的連通巷道。采區(qū)開采結束后45天內(nèi),必須在所有與已采區(qū)相連通的巷道中設置防火墻,全部封閉采區(qū)。四、工作面通風系統(tǒng)1、U型與Z型通風系統(tǒng)2、Y型、W型及雙Z型通風系統(tǒng)
3、H型通風系統(tǒng)第三節(jié)通風構筑物及漏風礦井通風系統(tǒng)網(wǎng)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(chǎn)需要流動。這些設施和裝置,統(tǒng)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(diào)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(tǒng)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?shù)郎希瑒t應構筑自動風門。+-風門表示方式+-調(diào)節(jié)風門表示方式設置風門的要求:(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(shù)量不少于兩道;(2)風門能自動關閉;通車風門實現(xiàn)自動化,礦井總回風和采區(qū)回風系統(tǒng)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(nèi)巷道支護良好,無雜物、積水、淤泥。2、風橋當通風系統(tǒng)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。3、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)匯流導風板放水孔注漿孔觀察孔表示方式第一百零九條進、回風井之間和主要進、回風巷之間的每個聯(lián)絡巷中,必須砌筑永久性風墻;需要使用的聯(lián)絡巷,必須安設2道聯(lián)鎖的正向風門和2道反向風門。第一百一十八條控制風流的風門、風橋、風墻、風窗等設施必須可靠。不應在傾斜運輸巷中設置風門;如果必須設置風門,應安設自動風門或設專人管理,并有防止礦車或風門碰撞人員以及礦車碰壞風門的安全措施。開采突出煤層時,工作面回風側不應設置風窗。二、漏風及有效風量1、礦井漏風及其危害性
有效風量:礦井中流至各用風地點,起到通風作用的風量。
漏風:未經(jīng)用風地點而經(jīng)過采空區(qū)、地表塌陷區(qū)、通風構筑物和煤柱裂隙等通道直接流(滲)入回風道或排出地表的風量。
漏風的危害:使工作面和用風地點的有效風量減少,氣候和衛(wèi)生條件惡化,增加無益的電能消耗,并可導致煤炭自燃等事故。
減少漏風、提高有效風量是通風管理部門的基本任務。2、漏風的分類及原因1)漏風的分類
礦井漏風按其地點可分為:(1)外部漏風(或稱井口漏風)泛指地表附近如箕斗井井口,地面主通風機附近的井口、防爆蓋、反風門、調(diào)節(jié)閘門等處的漏風。(2)內(nèi)部漏風(或稱井下漏風)是指井下各種通風構筑物的漏風、采空區(qū)以及碎裂的煤柱的漏風。2)漏風的原因當有漏風通路存在,并在其兩端有壓差時,就可產(chǎn)生漏風。漏風風流通過孔隙的流態(tài),視孔隙情況和漏風大小而異。3、礦井漏風率及有效風量率1)礦井有效風量Qe
是指風流通過井下各工作地點實際風量總和。2)礦井有效風量率:礦井有效風量率是礦井有效風量Qe與各臺主要通風機風量總和之比。礦井有效風量率應不低于85%。3)礦井外部漏風量指直接由主要通風機裝置及其風井附近地表漏失的風量總和??捎酶髋_主要通風機風量的總和減去礦井總回(或進)風量。4)礦井外部漏風率指礦井外部漏風量QL與各臺主要通風機風量總和之比。礦井主要通風機裝置外部漏風率無提升設備時不得超過5%,有提升設備時不得超過15%。4、減少漏風、提高有效風量
(1)外部漏風:漏風風量與漏風通道兩端的壓差成正比,和漏風風阻的大小成反比。應增加地面主要通風機的風硐、反風道及附近的風門的氣密性,以減少漏風。
(2)內(nèi)部漏風:①、采用中央并列式通風系統(tǒng)中時進、回風井保持一定距離防止井筒漏風;②、進回風巷間的巖柱和煤柱要保持足夠的尺寸,防止被壓裂而漏風,進、回間應盡量減少聯(lián)絡巷,必須設置兩道以上的高質(zhì)量的風門及兩道反向風門;③、提高構筑物的質(zhì)量,防止漏風,加強通風構筑物的嚴密性是防止礦井漏風的基本措施;④、采空區(qū)要注漿、灑漿、灑水等,可提高壓實程度,減少漏風;⑤、利用箕斗中回風時,井底煤倉要有一定煤量,防止漏風;⑥、采空區(qū)和不用的風眼及時封閉。第四節(jié)礦井通風設計一、礦井通風設計的內(nèi)容與要求其基本任務是建立一個安全可靠、技術先進和經(jīng)濟合理的礦井通風系統(tǒng)。礦井通風設計一般分為兩個時期,即基建時期與生產(chǎn)時期,分別進行設計。
1、基建時期的通風:多采用局扇通風,當進、回風井貫通后,主要通風機安裝完畢后,可采用全風壓通風。
2、礦井生產(chǎn)時期的通風:指礦井正常投產(chǎn)后,全礦井開拓、采煤、準備及其他井巷的通風。礦井服務年限不長時(15~20年)只做一次設計,初期為容易時期,后期為困難時期,根據(jù)這兩個時期選擇通風設備。礦井服務年限較長時,可分兩期或更多設計,一般為第一水平為第一期,對根據(jù)該時期的通風容易和困難時期來選擇通風設備。第二期的通風設計一般只做原則上規(guī)劃。3、礦井通風設計的要求將足夠的新鮮空氣有效地送到井下工作場所,保證生產(chǎn)和良好的勞動條件;
通風系統(tǒng)簡單,風流穩(wěn)定,易于管理,具有抗災能力;發(fā)生事故時,風流易于控制,人員便于撤出;有符合規(guī)定的井下環(huán)境及安全監(jiān)測系統(tǒng)或檢測措施;通風系統(tǒng)的基建投資省,營運費用低、綜合經(jīng)濟效益好。4、礦井通風設計的內(nèi)容
確定礦井通風系統(tǒng);礦井風量計算和風量分配;礦井通風阻力計算;選擇通風設備;概算礦井通風費用;特殊的礦井還要進行礦井空氣溫度調(diào)節(jié)的計算。二、優(yōu)選礦井通風系統(tǒng)
1、礦井通風系統(tǒng)的要求
1)每一礦井必須有完整的獨立通風系統(tǒng)。
2)進風井囗應按全年風向頻率,必須布置在不受粉塵、煤塵、灰塵、有害氣體和高溫氣體侵入的地方。
3)箕斗提升井或裝有膠帶輸送機的井筒不應兼作進風井,如果兼作回風井使用,必須采取措施,滿足安全的要求。
4)多風機通風系統(tǒng),在滿足風量按需分配的前提下,各主要通風機的工作風壓應接近。
5)每一個生產(chǎn)水平和每一采區(qū),必須布置回風巷,實行分區(qū)通風。
6)井下爆破材料庫必須有單獨的新鮮風流,回風風流必須直接引入礦井的總回風巷或主要回風巷中。
7)井下充電室必須單獨的新鮮風流通風,回風風流應引入回風巷。2、確定礦井通風系統(tǒng)根據(jù)礦井瓦斯涌出量、礦井設計生產(chǎn)能力、煤層賦存條件、表土層厚度、井田面積、地溫、煤層自燃傾向性及兼顧中后期生產(chǎn)需要等條件,提出多個技術上可行的方案,通過優(yōu)化或技術經(jīng)濟比較后確定礦井通風系統(tǒng)。三、礦井風量計算(一)、礦井風量計算原則
礦井需風量,按下列要求分別計算,并必須采取其中最大值。
(1)按井下同時工作最多人數(shù)計算,每人每分鐘供給風量不得少于4m3;
(2)按采煤、掘進、硐室及其他實際需要風量的總和進行計算。(二)礦井需風量的計算1、采煤工作面需風量的計算
每個回采工作面實際需要風量,應按瓦斯、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、風速和人數(shù)等規(guī)定分別進行計算,然后取其中最大值。
第一百零三條礦井需要的風量應按下列要求分別計算,并選取其中的最大值:(一)按井下同時工作的最多人數(shù)計算,每人每分鐘供給風量不得少于4m3。(二)按采煤、掘進、硐室及其他地點實際需要風量的總和進行計算。各地點的實際需要風量,必須使該地點的風流中的瓦斯、二氧化碳、氫氣和其他有害氣體的濃度,風速以及溫度,每人供風量符合本規(guī)程的有關規(guī)定。
按實際需要計算風量時,應避免備用風量過大或過小。煤礦企業(yè)應根據(jù)具體條件制定風量計算方法,至少每5年修訂1次。第一百零四條礦井每年安排采掘作業(yè)計劃時必須核定礦井生產(chǎn)和通風能力,必須按實際供風量核定礦井產(chǎn)量,嚴禁超通風能力生產(chǎn)。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(shù),包括礦井內(nèi)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。(1)、低瓦斯礦井的采煤工作面按氣象條件或瓦斯涌出量(用瓦斯涌出量計算,采用高瓦斯計算公式)確定需要風量,其計算公式為:
Q采=Q基本×K采高×K采面長×K溫
式中:Q采——采煤工作面需要風量,m3/min;Q基本——不同采煤方式工作面所需的基本風量,m3/min。Q基本——工作面控頂距×工作面實際采高×工作面有效斷面70%×適宜風速(不小于1m/s);K采高——回采工作面采高調(diào)整系數(shù)(見下表);K采面長——回采工作面長度調(diào)整系數(shù)(見下表);K溫——回采工作面溫度調(diào)整系數(shù)(見下表)。K采高——回采工作面采高調(diào)整系數(shù)采高<2.02.0~2.52.5~5.0及放頂煤面系數(shù)(K采高)1.01.11.5K采面長——回采工作面長度調(diào)整系數(shù)回采工作面長度(m)80~150150~200>200長度調(diào)整系數(shù)(K長)1.01.0~1.31.3~1.5K溫——回采工作面溫度與對應風速調(diào)整系數(shù)回采工作面空氣溫度(℃)采煤工作面風速(m/s)配風調(diào)整系數(shù)K溫<180.3~0.80.9018~200.8~1.01.0020~231.0~1.51.00~1.1023~261.5~1.81.10~1.2526~281.8~2.51.25~1.428~302.5~3.01.4~1.6
(2)、高瓦斯礦井:按照瓦斯(或二氧化碳)涌出量計算。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定,按回采工作面回風流中瓦斯(或二氧化碳)的濃度不超過1%的要求計算:
式中:
Q采——回采工作面實際需要風量,m3/min;
q采——回采工作面回風巷風流中瓦斯(或二氧化碳)的平均絕對涌出量,m3/min;
KCH4——采面瓦斯涌出不均衡通風系數(shù)。(正常生產(chǎn)條件下,連續(xù)觀測1個月,日最大絕對瓦斯涌出量與月平均日瓦斯絕對涌出量的比值)。
工作面布置有專用排瓦斯巷(俗稱尾巷,且符合《煤礦安全規(guī)程》第一百三十七條的規(guī)定)的回采工作面風量計算:
式中:
qCH4尾——采煤工作面尾巷的風排瓦斯量,m3/min。其他符號的含義同上。(3)、按工作面溫度擇適宜的風速進行計算(見上表):
式中:
V采——采煤工作面風速,m/s;
S采——采煤工作面的平均斷面積,m2。
(4)、按回采工作面同時作業(yè)人數(shù)和炸藥量計算需要風量:每人供風≮4m3/min:
Q采>4N(m3/min)每千克炸藥供風≮25m3/min:
Q采>25A(m3/min)式中:
N——工作面最多人數(shù),
A——一次爆破炸藥最大用量,Kg。
(5)、按風速進行驗算:
15S<Q采<240S(m3/min)式中:
S——工作面平均斷面積,m2。備用工作面亦應滿足按瓦斯、二氧化碳、氣溫等規(guī)定計算的風量,且最少不得低于采煤工作面實際需要風量的50%。2、掘進工作面的需要風量和回采工作面所需風量的計算方法基本相同。
(1)、按照瓦斯(或二氧化碳)涌出量計算:式中:
Q掘——單個掘進工作面需要風量,m3/min;
q掘——掘進工作面回風流中瓦斯(或二氧化碳)的絕對涌出量,m3/min;
K掘通——瓦斯涌出不均衡通風系數(shù)。(正常生產(chǎn)條件下,連續(xù)觀測1個月,日最大絕對瓦斯涌出量與月平均日瓦斯絕對涌出量的比值)。
按二氧化碳的涌出量計算需要風量時,可參照瓦斯涌出量計算方法進行。
(2)、按局部通風機實際吸風量計算需要風量:
巖巷掘進:
Q掘=Q扇×Ii+9S
煤巷掘進:
Q掘=Q扇×Ii+15S
式中:
Q扇——局部通風機實際吸風量,m3/min。安設局部通風機的巷道中的風量,除了滿足局部通風機的吸風量而外,還應保證局部通風機吸入口至掘進工作面回風流之間的風速巖巷不小于0.15m/s、煤巷和半煤巷不小于0.25m/s,以防止局部通風機吸入循環(huán)風和這段距離內(nèi)風流停滯,造成瓦斯積聚;
Ii——掘進工作面同時通風的局部通風機臺數(shù)。(3)、按回采工作面同時作業(yè)人數(shù)和炸藥量計算需要風量:每人供風≮4m3/min:
Q采>4N(m3/min)每千克炸藥供風≮25m3/min:
Q采>25A(m3/min)式中:
N——工作面最多人數(shù),
A——一次爆破炸藥最大用量,Kg。
(4)、按風速進行驗算:巖巷掘進最低風量,Q巖掘>9S掘(m3/min)煤巷掘進最低風量,Q煤掘>15S掘(m3/min)巖煤巷道最高風量,Q掘<240S掘(m3/min)3、硐室需風量計算獨立通風硐室的供風量,應根據(jù)不同類型的硐室分別進行計算:(1)機電硐室發(fā)熱量大的機電硐室,按硐室中運行的機電設備發(fā)熱量進行計算:式中Qri——第個機電硐室的需風量,m3/min
——機電硐室中運轉的電動機(變壓器)總功率,KWθ——機電硐室的發(fā)熱系數(shù),ρ——空氣密度,一般取1.25kg/m3cp——空氣的定壓比熱,一般可取1KJ/kgkΔt——機電硐室進、回風流的溫度差,℃采區(qū)變電所及變電硐室,可按經(jīng)驗值確定需風量
m3/min
第一百三十條井下爆炸材料庫必須有獨立的通風系統(tǒng),回風風流必須直接引入礦井的總回風巷或主要回風巷中。新建礦井采用對角式通風系統(tǒng)時,投產(chǎn)初期可利用采區(qū)巖石上山或用不燃性材料支護和不燃性背板背嚴的煤層上山作爆炸材料庫的回風巷。必須保證爆炸材料庫每小時能有其總容積4倍的風量。第一百三十一條井下充電室必須有獨立的通風系統(tǒng),回風風流應引入回風巷。井下充電室,在同一時間內(nèi),5t及其以下的電機車充電電池的數(shù)量不超過3組、5t以上的電機車充電電池的數(shù)量不超過1組時,可不采用獨立的風流通風,但必須在新鮮風流中。井下充電室風流中以及局部積聚處的氫氣濃度,不得超過0.5%。第一百三十二條井下機電設備硐室應當設在進風風流中;該硐室采用擴散通風的,其深度不得超過6m、入口寬度不得小于1.5m,并且無瓦斯涌出。井下個別機電設備設在回風流中的,必須安裝甲烷傳感器并具備甲烷超限斷電功能。采區(qū)變電所必須有獨立的通風系統(tǒng)。(2)爆破材料庫
式中
v——庫房空積,m3(3)充電硐室按其回風流中氫氣濃度小于0.5%計算
式中qrhi——第個充電硐室在充電時產(chǎn)生的氫氣量,m3/min5、礦井總風量計算礦井的總進風量,應按采煤、掘進、硐室及其他地點實際需要風量的總和:
式中∑Qwl——采煤工作面和備用工作面所需風量之和,m3/min;
∑Qhl——掘進工作面所需風量之和,m3/min;∑Qrl——硐室所需風量之和,m3/min;
km——礦井通風系統(tǒng)(包括礦井內(nèi)部漏風和配風不均勻等因素)備用系數(shù),宜取1.15~1.25。四、礦井通風總阻力計算(一)礦井通風總阻力計算原則1、礦井通風設的總阻力,不應超過3000Pa。2、礦井井巷的局部阻力,新建礦井按井巷摩擦阻力的10%計算,擴建礦井宜按井巷摩擦阻力的15%計算。(二)礦井通風總阻力計算
礦井通風總阻力:風流由進風井口起,到回風井口止,沿一條通路(風流路線)各個分支的摩擦阻力和局部阻力的總和,簡稱礦井總阻力,用hm表示。
對于礦井有兩臺或多臺風主要通風機工作,礦井通風阻力按每臺主要通風機所服務的系統(tǒng)分別計算。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)總阻力最大時亦稱為通風困難時期。對于通風困難和容易時期,要分別畫出通風系統(tǒng)圖。按照采掘工作面及硐室的需要分配風量,再由各段風路的阻力計算礦井總阻力。計算方法:
沿著風流總阻力最大路線,依次計算各段摩擦阻力hf,然后分別累計得出容易和困難時期的總摩擦阻力hf1和hf2。
hf
按下式計算:
通風容易時期總阻力:
通風困難時期總阻力:五、礦井通風設備的選擇礦井通風設備是指主要通風機和電動機。(一)礦井通風設備的要求:
1、礦井必須裝設兩套同等能力(同型號)的主要通風設備,其中一套作備用。
2、選擇通風設備應滿足第一開采水平各個時期工況變化,并使通風設備長期高效率運行。
3、風機能力應留有一定的余量,軸流式其葉片安裝角度要比允許角度小5°,離心式的轉速不大于最高允許轉速的90%。
4、進、出風井井口的高差在150m以上,或進、出風井井口標高相同,但井深400m以上時,宜計算礦井的自然風壓。(二)主要通風機的選擇
1、計算通風機風量Qf式中:
Qf—主要通風機的工作風量,m3/s;
Qm—礦井需風量,m3/s;
k——漏風損失系數(shù),風井不提升用時取1.1;箕斗井兼作回風用時取1.15;回風回升降人員時取1.2。2、計算通風機風壓
離心式通風機(提供的大多是全壓曲線):容易時期
困難時期
軸流式通風機(提供的大多是靜壓曲線):容易時期
困難時期
hm--通風系統(tǒng)的總阻力;
hd--通風機附屬裝置(風硐和擴散器)的阻力;
hvd
--擴散器出口動能損失;
HN--自然風壓,當自然風壓與通風機風壓作用相同時取“+”;自然風壓與通風機負壓作用反向時取“-”。3、初選通風機根據(jù)計算的礦井通風容易時期通風機的Qf、Hsdmin(或Htdmin)和礦井通風困難通風機的Qf、Hsdmax(或Htdmax)在通風機特性曲線上,選出滿足礦井通風要求的通風機。4、求通風機的實際工況點因為根據(jù)Qf、Hsdmin(或Htdmin)和Qf、Hsdmax(或
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