礦井通風(fēng)課程設(shè)計(jì)1

1、<p><b>　　礦井通風(fēng)課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　題目2：</b></p><p>　　某煤礦井田東西走向長約3 Km，南北傾向?qū)捈s1.7Km，井田面積約4.5519Km2，井田總體呈單斜構(gòu)造，煤層傾角大部分小于15°，屬緩傾斜煤層。頂板為黑色泥巖，致密而均一，底板為灰白色細(xì)—中粒砂巖，煤層厚度0.84

2、～6.12米，平均5.9米，以鏡煤、亮煤為主，含黃鐵礦，煤層夾矸0～3層，傾角10°～14°。礦井煤層自燃發(fā)火期為1個(gè)月，自燃趨勢較突出的是2月～3月。煤塵具有爆炸性，爆炸指數(shù)為40.3%。礦井屬低瓦斯礦井。設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為90萬t/年。</p><p>　　礦井采用斜井單水平上下山開拓，礦井的采煤方法為走向長壁，采煤工藝為綜采放頂煤。采用中央邊界式通風(fēng)方式。風(fēng)井設(shè)在采區(qū)的邊界。主、副井進(jìn)風(fēng)，風(fēng)

3、井回風(fēng)。采區(qū)采用軌道上山、運(yùn)輸上山進(jìn)風(fēng)，專用回風(fēng)巷回風(fēng)。工作面采用U型后退式開采，采煤工作面風(fēng)流流動形式是上行通風(fēng)。綜放面平均控頂距為3.96m，實(shí)際采高4.1 m，工作面面長150米，工作面溫度20℃，回采工作面同時(shí)作業(yè)人數(shù)最多90人。礦井掘進(jìn)工作面平均瓦斯涌出量為1.2 m3/min，掘進(jìn)工作面一次炸破所用的最大炸藥量7.2kg，掘進(jìn)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)40人。</p><p><b>　　一、

4、局部通風(fēng)</b></p><p>　　（一）設(shè)計(jì)原則及掘進(jìn)通風(fēng)方法的選擇</p><p><b>　　1、設(shè)計(jì)原則</b></p><p>　　根據(jù)開拓、開采巷道布置、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)。</p>

5、;<p>　　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：</p><p>　　(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；</p><p>　　(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)；</p><p>　　(3)盡量采用技術(shù)先進(jìn)的低噪、高效型局部通風(fēng)機(jī)；</p&g

6、t;<p>　　(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。</p><p>　　(5)當(dāng)一臺風(fēng)機(jī)不能滿足通風(fēng)要求時(shí)可考慮選用兩臺或多臺風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)行。</p><p>　　2、掘進(jìn)通風(fēng)方法的選擇</p><p>　　掘進(jìn)通風(fēng)方法分為利用礦井內(nèi)總風(fēng)壓通風(fēng)和利用局部動力設(shè)備通風(fēng)的方法，局

7、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：</p><p><b>　　（1）壓入式通風(fēng)</b></p><p><b>　?。?）抽出式通風(fēng)</b></p><p><b>　　（3）混合式通風(fēng)</b></p>&l

8、t;p>　　壓入式通風(fēng)新風(fēng)經(jīng)過風(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)。</p><p>　?。ǘ┚蜻M(jìn)工作面所需風(fēng)量計(jì)算及設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)《規(guī)程》規(guī)定：礦井必須采用局部通風(fēng)措施</p><p>　　1、掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量&

9、lt;/p><p>　　按下列因素分別計(jì)算，取其最大值。</p><p>　　1）按瓦斯（二氧化碳）涌出量計(jì)算</p><p><b>　　m3/s</b></p><p>　　式中：Q掘——掘進(jìn)工作面實(shí)際需風(fēng)量，m3/s；</p><p>　　Qch4——掘進(jìn)工作面平均絕對瓦斯涌出量，m3/s；&l

10、t;/p><p>　　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)工作面最大絕對瓦斯涌出量與平均絕對瓦斯涌出量之比。通常，機(jī)掘工作面取1.5~2.0；炮掘工作面取1.8~2.0。此處取1.9</p><p><b>　　所以：</b></p><p>　　Q掘=100×1.2×2=240(m3/min)</p

11、><p>　　2）按炸藥使用量計(jì)算</p><p><b>　　(m3/min)</b></p><p>　　式中：25——使用1㎏炸藥的供風(fēng)量，m3/s；</p><p>　　A掘——掘進(jìn)工作面一次炸破所用的最大炸藥量，㎏。</p><p>　　所以：Q掘=25×7.2=180(m3/mi

12、n)</p><p>　　3)按工作人員數(shù)量計(jì)算</p><p>　　式中：N掘——掘進(jìn)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，人</p><p>　　所以： Q掘=4×40=160(m3/min)</p><p>　　Q掘取其最大值: 240(m3/min)</p><p>　　根據(jù)上述計(jì)算，應(yīng)選取

13、所有風(fēng)量中的最大值，故按排瓦斯所需風(fēng)量為該掘進(jìn)巷道的需風(fēng)量，大小為240 m3/min。</p><p><b>　　4）按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算</b></p><p>　　掘進(jìn)工作面的最小風(fēng)速：</p><p>　　60×0.25×8.5=127.5(m3/min)</p><p>　　掘進(jìn)工作面的最大風(fēng)速

14、：</p><p>　　60×4×8.5=2040(m3/min)</p><p>　　127.5(m3/min) 小于240(m3/min) 小于2040(m3/min)</p><p><b>　　符合要求。</b></p><p><b>　　2、掘進(jìn)面的設(shè)計(jì)</b><

15、;/p><p><b>　　1）巷道斷面</b></p><p>　　掘進(jìn)斷面取8.5m2</p><p><b>　　2）支護(hù)形式</b></p><p>　　在上下順槽內(nèi)，巷道支護(hù)形式采用工字鋼支護(hù)</p><p>　?。ㄈ┚蜻M(jìn)通風(fēng)設(shè)備選擇</p><p

16、><b>　　1、風(fēng)筒的選擇</b></p><p><b>　　1）風(fēng)筒的種類</b></p><p>　　掘進(jìn)通風(fēng)使用的風(fēng)筒有金屬風(fēng)筒和帆布、膠布、人造革等柔性風(fēng)筒。柔性風(fēng)筒重量輕，易于貯存和搬運(yùn)，連接和懸吊也簡單，膠布和人造革風(fēng)筒防水性能好，且柔性風(fēng)筒適于壓入式通風(fēng)，本設(shè)計(jì)通風(fēng)長度750米，因此可選用直徑為1000㎜的膠布風(fēng)筒。風(fēng)筒特

17、性如表5-4。</p><p><b>　　表1</b></p><p><b>　　2）風(fēng)筒漏風(fēng)</b></p><p>　　（1）風(fēng)筒漏風(fēng)備用系數(shù)</p><p>　　柔性風(fēng)筒的pq值用下式計(jì)算：</p><p>　　式中：n——接頭數(shù)；在這里n=750÷30=

18、25</p><p>　　Lei——一個(gè)接頭的漏風(fēng)率，插接時(shí)取0.01～0.02；反邊連接時(shí)取0.005。</p><p><b>　　在這里取0.005</b></p><p><b>　　所以</b></p><p>　　pq=1÷(1－25×0.005)=1.14285&l

19、t;/p><p>　　所以 Qf= pq×Qh=1.14285×240=274.284(m3/min)</p><p>　　風(fēng)筒漏風(fēng)量占局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量的百分?jǐn)?shù)：</p><p><b>　　所以：</b></p><p>　　Ls=(274.284－240)÷274.284=12.5

20、%</p><p><b>　?。?）風(fēng)筒有效風(fēng)量</b></p><p>　　掘進(jìn)工作面風(fēng)量占局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量的百分?jǐn)?shù)：</p><p>　　所以ps=(1－12.5%)×100%=87.5%</p><p>　　通過風(fēng)筒的風(fēng)量Q即：</p><p>　　=256.6(m3/min

21、)</p><p>　　2、局部通風(fēng)機(jī)的選擇</p><p>　　1）、確定局部通風(fēng)機(jī)的工作參數(shù)：</p><p>　?。?）、局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量Qf</p><p>　　根據(jù)掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量Qh和風(fēng)筒的漏風(fēng)情況，用下式計(jì)算局部通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)量。</p><p><b>　　既</b></

22、p><p>　　Qf= pq×Qh=1.14285×256.6=293.3(m3/min)</p><p>　?。?）、局部通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)壓hf</p><p>　　壓入式通風(fēng)時(shí)，設(shè)風(fēng)筒出口動壓損失為hv，則局部通風(fēng)機(jī)的全壓Ht為</p><p>　　式中：Rf——壓入式風(fēng)筒的總風(fēng)阻。</p><p>

23、　　Rf=15.88×750÷100=119.1</p><p><b>　　所以</b></p><p>　　Ht=119.1×293.3÷60×240÷60＋0.811×1.2×(240÷60)2÷0.64</p><p>　　=2354.7

24、54(pa)</p><p>　　3）、局部通風(fēng)機(jī)選型：</p><p>　　根據(jù)需要的Qf、Ht、值在局部通風(fēng)機(jī)特性曲線上，確定局部通風(fēng)機(jī)的合理工作范圍，選擇長期運(yùn)行效率高的局部通風(fēng)機(jī)。</p><p>　　查課本表6－3－8得選擇的局部通風(fēng)機(jī)為：</p><p>　　BKJ66—11NO5.0型 功率：15kw 轉(zhuǎn)速：

25、2950r/min，動輪直徑：0.5m。</p><p>　　二、風(fēng)量計(jì)算及風(fēng)量分配</p><p>　?。ㄒ唬┑V井需風(fēng)量計(jì)算</p><p>　　對設(shè)計(jì)礦井的風(fēng)量，可按兩種情況分別計(jì)算：</p><p>　　一種是新礦區(qū)無鄰近礦井通風(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

26、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)測定煤層瓦斯含量，結(jié)合礦井地質(zhì)條件和開采條件計(jì)算出噸煤瓦斯涌出量，再計(jì)算礦井需風(fēng)量。</p><p>　　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。創(chuàng)造良好的勞動環(huán)境，以利于生產(chǎn)的發(fā)展。課程

27、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。</p><p>　　1、生產(chǎn)工作面、備用工作面</p><p>　　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

28、大值。本設(shè)計(jì)礦井屬低瓦斯礦井。</p><p>　　(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(jì)算，采用高瓦斯計(jì)算公式）確定需要風(fēng)量，其計(jì)算公式為：</p><p>　　式中：Qc——采煤工作面需要風(fēng)量，m3/s；</p><p>　　Qjb——不同采煤方式工作面所需的基本風(fēng)量，m3/s。</p><p>　　Qjb—

29、—工作面控頂距×工作面實(shí)際采高×70%(工作面有效斷面積)×適宜風(fēng)速（不小于1m/s）；</p><p>　　Kcg——回采工作面采高調(diào)整系數(shù)（見表2）；</p><p>　　Kcc——回采工作面長度調(diào)整系數(shù)（見表3）；</p><p>　　Kcw——回采工作面溫度調(diào)整系數(shù)（見表4）。</p><p>　　表2

30、 Kcg——回采工作面采高調(diào)整系數(shù)</p><p>　　表3 Kcc——回采工作面長度調(diào)整系數(shù)</p><p>　　表4 Kcw——回采工作面溫度與對應(yīng)風(fēng)速調(diào)整系數(shù)</p><p><b>　　代入公式得:</b></p><p>　　=3.96×4.1×0.7×1.3×

31、;1.5×1×1</p><p>　　=22.16(m2/s)</p><p>　　(2)、按工作面溫度選擇適宜的風(fēng)速進(jìn)行計(jì)算</p><p>　　式中：Vc——采煤工作面風(fēng)速，m/s；見表5 </p><p>　　Sc——采煤工作面的平均斷面積，m2。</p><p><b>　　所以：

32、</b></p><p>　　Qc=60×1.3×3.96×4.1×0.7=886.5÷60=14.8（m3/s）</p><p>　　表5 采煤工作面風(fēng)速</p><p>　　(3)、按回采工作面同時(shí)作業(yè)人數(shù)</p><p>　　每人供風(fēng)不小于4m3/min，則</p&g

33、t;<p>　　式中：N——采煤工作面同時(shí)工作人數(shù).。此處為90人。</p><p>　　所以：Qc=（4×90）÷60=6（m3/s）</p><p>　　根據(jù)上述計(jì)算并取其中最大值即為22.16（m3/s）</p><p>　?。?）按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算:</p><p><b>　?。╩3/s）&l

34、t;/b></p><p>　　式中：S——工作面平均斷面積，m2此處為3.96×4.1×0.7=11.4</p><p>　　所以：0.25×11.4=2.85</p><p>　　4×11.4=45.6</p><p><b>　　既</b></p><

35、;p><b>　　符合</b></p><p>　　(5)、備用工作面不得低于采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量的50%。</p><p>　　所以備用工作面風(fēng)量取22.16×50%=11.1（m3/s）</p><p>　　2、掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量</p><p>　　前面已經(jīng)算過為4（m3/s）</p>

36、<p>　　3、硐室實(shí)際需要風(fēng)量</p><p>　　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</p><p>　　式中：Q火——火藥庫實(shí)際需要風(fēng)量，按每小時(shí)4次換氣量計(jì)算，即Q火=4V/60=0.07V (m3/s)；</p><p>　　V——井下爆炸材料庫的體積，m3，包括聯(lián)絡(luò)巷道在內(nèi)的火藥庫的空間總體積(m3)

37、，一般按經(jīng)驗(yàn)值給定風(fēng)量，大型火藥庫供風(fēng)100～150m3/min；中小型火藥庫供風(fēng)60～100m3/min；這里取80既1.333 m3/s</p><p>　　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100～200m3/min；</p><p>　　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)

38、量，須保證機(jī)電硐室溫度不超過30℃，其它硐室溫度不超過26℃。</p><p>　　Q機(jī)——大型機(jī)電硐室實(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</p><p><b>　　</b></p><p>　　Wi ——機(jī)電硐室中運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)電總功率，kW；</p><p>　　(1-μi )—— 機(jī)電硐室的發(fā)熱系數(shù)，應(yīng)根

39、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0.20～0. 23；水泵房取0.02～0.04；</p><p>　　860——1kW/h的熱當(dāng)量數(shù)，千卡；</p><p>　　μi ——機(jī)電設(shè)備效率；</p><p>　　Δt——機(jī)電硐室進(jìn)回風(fēng)流的氣溫差，℃；</p><p>　　Q采硐 —— 采區(qū)絞車房或變電硐室實(shí)際需要風(fēng)量，按

40、經(jīng)驗(yàn)供給風(fēng)量60～80 m3/min ；這里都取80既1.333 m3/s</p><p>　　Q其它硐 ——其它硐室所需風(fēng)量，根據(jù)具體情況供風(fēng)</p><p><b>　　既</b></p><p>　　=1.333+1.333+1.333</p><p>　　=3.999（m3/s）</p><p

41、><b>　　4、礦井總風(fēng)量</b></p><p>　　礦井總風(fēng)量按下式計(jì)算</p><p>　　=(22.16+4+11.1+3.999) ×1.20</p><p><b>　　= 49.3</b></p><p>　　式中：Qkj ——礦井總進(jìn)風(fēng)量，m3/s；</p

42、><p>　　∑Qcj ——采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量總和，m3/s；</p><p>　　∑Qjj ——掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量總和，m3/s；</p><p>　　∑Qdj ——獨(dú)立通風(fēng)的硐室實(shí)際需要風(fēng)量總和，m3/s；</p><p>　　∑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；</p><p

43、>　　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1.15～1.25。</p><p>　　礦井內(nèi)部漏風(fēng)量為8.25 m3/s 平均每處漏風(fēng)量為1.65m3/s.</p><p>　?。ǘ╋L(fēng)量分配與風(fēng)速驗(yàn)算</p><p>　　當(dāng)風(fēng)量分配到各用風(fēng)地點(diǎn)后，必須結(jié)合巷道斷面情況進(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)。</p

44、><p>　　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。</p><p>　　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。</p><p>　　礦井下各類巷道的適宜風(fēng)速一般為

45、：階段運(yùn)輸大巷：4.5~5.0m/s；軌道上(下)山、運(yùn)輸上(下)山：3.5~4.5m/s；回風(fēng)上(下)山：4.5~5.5m/s；區(qū)段運(yùn)輸平巷(順槽)：3.0~3.5m/s；區(qū)段回風(fēng)平巷(回風(fēng)順槽)：4.5~5.5m/s；階段回風(fēng)大巷、總回風(fēng)巷：5.5~6.5m/s。</p><p>　　表6 巷道風(fēng)速校驗(yàn)表</p><p>　　《規(guī)程》規(guī)定的風(fēng)速限定值見表7所示。</p>

46、<p><b>　　表7 風(fēng)速限定值</b></p><p><b>　　風(fēng)量分配</b></p><p><b>　　容易時(shí)期</b></p><p><b>　　副井:49.3</b></p><p><b>　　井底車場:49

47、.3</b></p><p><b>　　運(yùn)輸大巷:49.3</b></p><p>　　運(yùn)輸上山4－5: 49.3-1.333×3-1.65×4-3.8=34.901</p><p>　　運(yùn)輸上山5－6：34.901-11.1=23.801</p><p>　　運(yùn)輸平巷6－7： 24.

48、761-1.65=22.16</p><p>　　工作面： 22.16</p><p>　　回風(fēng)平巷：22.16</p><p><b>　　回風(fēng)大巷49.3</b></p><p>　　風(fēng)井 49.3</p><p><b>　　困難時(shí)期</b></p>

49、<p>　　副井 49.3</p><p>　　井底車場 49.3</p><p>　　運(yùn)輸大巷 49.3</p><p>　　運(yùn)輸上山4～549.3-1.333×3-1.65×2-3.8=38.201</p><p>　　運(yùn)輸上山5~638.201

50、-1.65×2-11.1=23.801</p><p>　　運(yùn)輸平巷6～723.801-1.65=22.16</p><p>　　工作面7～8 22.16</p><p>　　回風(fēng)平巷8～9 22.16</p><p>　　專用回風(fēng)下山9～13 22.16+1.65×3+3.8=30.91&l

51、t;/p><p>　　專用回風(fēng)下山13～1430.91+11.1+1.333+1.65×2=46.643</p><p>　　專用回風(fēng)上山14-1549.3</p><p>　　回風(fēng)大巷15-1049.3</p><p>　　風(fēng)井10-1149.3</p><p>　　三、礦井通風(fēng)阻力計(jì)算</p&

52、gt;<p>　　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，前者對應(yīng)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。</p><p><b>　?。ㄒ?/p>

53、）計(jì)算原則</b></p><p>　　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、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，對各段

54、井巷進(jìn)行阻力計(jì)算，然后累加起來得出這兩個(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，通過計(jì)算比較選出其中最大值。</p><p>　　如果礦井服務(wù)年限較長，則只計(jì)算頭15～25a的通風(fēng)容易和困難兩個(gè)時(shí)期的井巷通風(fēng)總阻力。</p><p>　　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，對大型礦井不超過4

55、400Pa，有自燃傾向的礦井不超過3400Pa。</p><p><b>　?。ǘ┯?jì)算方法</b></p><p>　　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)</p><p>　　式中：L、U、S——分別為各井巷的長度、周長、

56、凈斷面積(m,m,m2)；</p><p>　　 a——摩擦阻力系數(shù)，可查閱《煤礦通風(fēng)與安全》一書的附錄；</p><p>　　Q—— 各井巷和硐室所通過的風(fēng)量分配值，系根據(jù)前面所計(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。 </p><p>　　將以上計(jì)算結(jié)果填入表7中。&l

57、t;/p><p>　　其總和為總摩擦阻力∑h摩，即是：</p><p>　　∑h摩 =h1-2+h 2-3+……+h-n-(n+1)(Pa )</p><p>　　式中：h1-2、h2-3、……為各段井巷之摩擦阻力，Pa。</p><p>　　因此，全礦總阻力為：</p><p>　　(1)通風(fēng)容易時(shí)期的總阻力h

58、阻易為：</p><p>　　h阻易=1.2∑h摩易</p><p>　　(2)通風(fēng)困難時(shí)期的總阻力h阻難為：</p><p>　　h阻難=1.15∑h摩難</p><p>　　式中：1.2、1.15——考慮到風(fēng)路上有局部阻力的系數(shù)。</p><p><b>　　四、主要通風(fēng)機(jī)選型</b><

59、/p><p><b>　　（一）自然風(fēng)壓</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)礦井冬，夏季自然風(fēng)壓都取50 pa</p><p>　?。ǘ┻x擇主要通風(fēng)機(jī)</p><p>　　本礦井為高瓦斯礦井，考慮壓人和抽出通風(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)。</p><p>　　初步選擇軸流式通風(fēng)

60、機(jī)采用抽出通風(fēng)方式通風(fēng)。</p><p>　　1、確定主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量</p><p>　　（1）容易時(shí)期通過主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量Q扇必大于通過出風(fēng)井的礦井總風(fēng)量Q礦，</p><p><b>　　對于抽出式：</b></p><p>　　Q扇=(1.05～1.10)Q礦 (m3/s)</p>

61、<p>　　式中，1.05～1.10為外部漏風(fēng)系數(shù)，出風(fēng)井無提升運(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</p><p>　　Q扇=1.05×49.3=51.8(m3/s)</p><p>　?。?）困難時(shí)期時(shí)期通過主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量Q扇必大于通過出風(fēng)井的礦井總風(fēng)量Q礦，</p><p><b>　　對于抽出

62、式：</b></p><p>　　Q扇=(1.05～1.10)Q礦 (m3/s)</p><p>　　式中，1.05～1.10為外部漏風(fēng)系數(shù)，出風(fēng)井無提升運(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</p><p>　　Q扇=1.05×49.3=51.8(m3/s)</p><p&g

63、t;　　2、確定主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓 </p><p><b>　　軸流式通風(fēng)機(jī)：<

64、;/b></p><p>　　容易時(shí)期 h扇易＝h阻易十hd一HN </p><p>　　困難時(shí)期 h扇難＝h阻難十hd十HN </p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　hd——通風(fēng)機(jī)裝置阻力，Pa。此處取150pa</p><p><b&g

65、t;　　所以 </b></p><p>　　容易時(shí)期 h扇易＝h阻易十hd一HN=1107.1＋150－50=1207.1pa</p><p>　　困難時(shí)期 h扇難＝h阻難十hd十HN=1617.7＋150＋50=1817.7 pa</p><p>　　觀察BDNo-20通風(fēng)機(jī)特性曲線圖知，其可滿足要求,在其風(fēng)量坐標(biāo)51.8 做Q軸

66、垂線，在風(fēng)壓坐標(biāo)1207.1。 1817.7點(diǎn)分別做Q軸平行線，分別Q軸垂線于A. B兩點(diǎn)，有圖可見，此兩個(gè)工況點(diǎn)均在合理工作范圍內(nèi)，故選BDNo-20通風(fēng)機(jī)</p><p>　　3、求通風(fēng)機(jī)的實(shí)際工況點(diǎn)</p><p>　　1）計(jì)算通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)阻</p><p>　　R易= h扇易/ Q扇2</p><p>　　R難= h扇難/ Q扇

67、2</p><p><b>　　即：</b></p><p>　　R易=1207.1÷51.82=0.4498</p><p>　　R難=1817.7÷51.82=0.6774</p><p>　　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) A/, 即為實(shí)際工況點(diǎn)A/。和B/沿風(fēng)阻

68、曲線上移一級得容易時(shí)期和困難時(shí)期風(fēng)機(jī)實(shí)際工況點(diǎn)A和B。由圖可見，兩個(gè)工況點(diǎn)均在合理工作范圍內(nèi)</p><p>　　容易時(shí)期應(yīng)在安裝角θ較小的情況工作，困難時(shí)期應(yīng)在安裝角 θ較大的情況下工作。</p><p><b>　　（三）選擇電動機(jī)</b></p><p>　　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</p

69、><p>　　式中：h扇易’、 h扇難’ 、Q扇’均為實(shí)際工況點(diǎn)的對應(yīng)參數(shù)</p><p>　　η——風(fēng)機(jī)效率，可在風(fēng)機(jī)特性圖上查得。</p><p>　　所以:N扇入易=(55×1360.6) ÷(1000×0.76)=98.5(KW)</p><p>　　N扇入難=(53.1×1914.2)÷

70、(1000×0.82)=123.96(KW)</p><p>　　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)算電動機(jī)的輸出功率N電出。當(dāng)選擇異步電動機(jī)時(shí)，可用下列兩種方法計(jì)算。</p><p>　　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機(jī)。其電動機(jī)的輸出功率N電出

71、和輸入功率N電入分別用下式計(jì)算：</p><p>　　( kW ) </p><p>　　式中：η轉(zhuǎn) ——傳動效率，直接傳動時(shí)，η轉(zhuǎn) =1 ；</p><p><b>　　( kW )</b></p><p>　　式中：1.10～1.15——電動機(jī)的容量系數(shù)，對于離心式主要通風(fēng)機(jī)取1.15，對于軸流式

72、主要通風(fēng)機(jī)取1.10；</p><p>　　η電——電動機(jī)效率，一般取0.9～0.95，此處取0.91。</p><p>　　因98.5＞123.96×0.6=74.376</p><p>　　所以 N電出=123.96÷1=123.6</p><p>　　N電入=(1.1×123.6) ÷0.

73、91=149.4（kw）</p><p>　　查《電動機(jī)技術(shù)手冊》合適的電動機(jī)為：JS－400S2－8 功率160Kw 轉(zhuǎn)數(shù)740r/min 效率91.功率因數(shù)0.85.</p><p>　　五、概算礦井通風(fēng)費(fèi)用及評價(jià)</p><p><b>　　1、噸煤的通風(fēng)電費(fèi)</b></p><p>　　噸煤的通風(fēng)電費(fèi)為主

74、要通風(fēng)機(jī)年耗電費(fèi)及井下輔助通風(fēng)機(jī)、局部通風(fēng)機(jī)電費(fèi)之和除以年產(chǎn)量，可用下公式計(jì)算</p><p>　　式中：E——主要通風(fēng)機(jī)年耗電量，元/t；</p><p><b>　　D——電價(jià)，元；</b></p><p>　　T——礦井年產(chǎn)量，t；</p><p>　　If——礦井主要通風(fēng)機(jī)年耗電量；通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期共選一臺

75、電動機(jī)時(shí)：</p><p>　　式中：ηe ——主要通風(fēng)機(jī)電動機(jī)效率，取0.90；</p><p>　　ηc——傳動效率，直接傳動時(shí)取1.0；</p><p>　　ην——變壓器的效率 取0.80；</p><p>　　ηH ——電線的輸出功率 取0.95 If=(149.4×365×24)÷(0.9

76、15;1×0.8×0.95)=1913368.4 </p><p>　　Ia——礦井局部通風(fēng)機(jī)與輔助通風(fēng)機(jī)年耗電量</p><p>　　Ia=（15×365×24）÷（1×1×0.8×0.95）=172894.7&l

77、t;/p><p>　　E=｛1×（1913368.4＋172894.7）｝÷900000=2.32（元/t）</p><p>　　2、礦井等積孔、總風(fēng)阻</p><p>　　R礦易=h阻易/Q2扇</p><p>　　R礦難=h阻難/Q2扇</p><p>　　式中：R礦易、R礦難——容易時(shí)期和困難時(shí)間

78、的全礦總風(fēng)阻，Ns2/m8</p><p>　　R礦易=1207.1÷51.82=0.4498</p><p>　　R礦難=1817.7÷51.82=0.6774</p><p>　　式中： A礦易 、A礦難 ——容易時(shí)間、困難時(shí)期全礦通風(fēng)等積孔，m2</p><p>　　A礦易=（1.19×51.8）÷