礦井通風課程設(shè)計 (2)

1、<p><b>　　礦井通風課程設(shè)計</b></p><p><b>　　一、局部通風設(shè)計</b></p><p>　　選擇合理的局部通風方法、風筒類型與直徑，計算局部通風阻力、選擇局部通風機及掘進通風安全技術(shù)措施、裝備。</p><p>　　（一）設(shè)計原則及步驟</p><p><

2、b>　　1、設(shè)計原則</b></p><p>　　根據(jù)開拓、開采巷道布置、掘進區(qū)域煤巖層的自然條件以及掘進工藝，確定合理的局部通風方法及其布置方式，選擇風筒類型和直徑，計算風筒出入口風量，計算風筒通風阻力，選擇局部通風機。</p><p>　　局部通風是礦井通風系統(tǒng)的一個重要組成部分，其新風取自礦井主風流，其污風又排入礦井主風流。其設(shè)計原則可歸納如下：</p>

3、<p>　　(1)礦井和采區(qū)通風系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)為局部通風創(chuàng)造條件；</p><p>　　(2)局部通風系統(tǒng)要安全可靠、經(jīng)濟合理和技術(shù)先進；</p><p>　　(3)盡量采用技術(shù)先進的低噪、高效型局部通風機；</p><p>　　(4)壓人式通風宜用柔性風筒，抽出式通風宜用帶剛性骨架的可伸縮風筒或完全剛性的風筒。風筒材質(zhì)應(yīng)選擇阻燃、抗靜電型；</p&

4、gt;<p>　　(5)當一臺風機不能滿足通風要求時可考慮選用兩臺或多臺風機聯(lián)合運行。</p><p><b>　　2、設(shè)計步驟</b></p><p>　　(1)確定局部通風系統(tǒng)，繪制掘進巷道局部通風系統(tǒng)布置圖；</p><p>　　(2)按通風方法和最大通風距離，選擇風筒類型與直徑；</p><p>　

5、　(3)計算風機風量和風筒出口風量；</p><p>　　(4)按掘進巷道通風長度變化．分階段計算局部通風系統(tǒng)總阻力；</p><p>　　(5)按計算所得局部通風機設(shè)計風量和風壓，選擇局部通風機；</p><p>　　(6)按礦井災(zāi)害特點，選擇配套安全技術(shù)裝備。</p><p><b>　　3、掘進通風方法</b>&l

6、t;/p><p>　　掘進通風方法分為利用礦井內(nèi)總風壓通風和利用局部動力設(shè)備通風的方法，局部通風機通風是礦井廣泛采用的掘進通風方法，它是由局部通風機和風筒（或風障）組成一體進行通風，按其工作方式可分為：</p><p><b>　?。?）壓入式通風</b></p><p><b>　　（2）抽出式通風</b></p>

7、;<p><b>　　（3）混合式通風</b></p><p>　?。ǘ┚蜻M工作面所需風量計算及設(shè)計</p><p>　　根據(jù)《規(guī)程》規(guī)定：礦井必須采用局部通風措施</p><p>　　1、掘進工作面所需風量</p><p>　　煤巷、半煤巖巷和巖巷掘進工作面的風量，應(yīng)按下列因素分別計算，取其最大值。&l

8、t;/p><p>　　1）按瓦斯（二氧化碳）涌出量計算</p><p><b>　　m3/s</b></p><p>　　式中：Q掘——掘進工作面實際需風量，m3/s；</p><p>　　Qch4——掘進工作面平均絕對瓦斯涌出量，m3/min；</p><p>　　K掘——掘進工作面因瓦斯涌出量不均

9、勻的備用風量系數(shù)。即掘進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，機掘工作面取1.5~2.0；炮掘工作面取1.8~2.0。</p><p>　　2）按炸藥使用量計算</p><p>　　/60 m3/s</p><p>　　式中：25——使用1㎏炸藥的供風量，m3/min；</p><p>　　A掘——掘進

10、工作面一次炸破所用的最大炸藥量，㎏。</p><p>　　3)按工作人員數(shù)量計算</p><p>　　/60 m3/s</p><p>　　式中：N掘——掘進工作面同時工作的最多人數(shù)，人。</p><p><b>　　4）按風速進行驗算</b></p><p>　　巖巷掘進工

11、作面的風量應(yīng)滿足：</p><p>　　煤巷、半煤巖巷掘進工作面的風量應(yīng)滿足：</p><p>　　式中：——掘進工作面巷道過風斷面積，m2。</p><p><b>　　2、掘進面的設(shè)計</b></p><p><b>　　1）巷道斷面</b></p><p>　　各個掘進

12、頭的斷面由于巷道的用途、位置不完全相同，則其斷面也不完全相同，對于運輸順槽其巷道斷面一般較大，凈斷面一般在8.0m2左右，掘進斷面為9.6m2左右。對于回風順槽斷面較小，凈斷面一般6.6m2左右，掘進斷面一般7.8m2左右，其他各掘進頭斷面有其凈斷面確定。</p><p><b>　　2）支護形式</b></p><p>　　在上下順槽內(nèi)，巷道支護形式多采用工字鋼或錨

13、網(wǎng)支護，對于上下山及大巷、回風采用錨噴支護。</p><p>　?。ㄈ┚蜻M通風設(shè)備選擇</p><p><b>　　1、風筒的選擇</b></p><p><b>　　1）風筒的種類</b></p><p>　　掘進通風使用的風筒有金屬風筒和帆布、膠布、人造革等柔性風筒。柔性風筒重量輕，易于貯存和

14、搬運，連接和懸吊也簡單，膠布和人造革風筒防水性能好，且柔性風筒適于壓入式通風，因此可選用直徑為600㎜的膠布風筒。風筒特性如表5-4。</p><p>　　表5-4　　風筒特性表</p><p>　　選用風筒要與局部通風機選型一并考慮，其原則是；</p><p>　　(1)風筒直徑能保證最大通風長度時，局部通風機供風量能滿足工作面通風的要求，</p>

15、<p>　　(2)在巷道斷面容許的條件下，盡可能選擇直徑較大的風筒，以降低風阻，減少漏風，節(jié)約通風電耗；一般來說，立井鑿井時，選用600-1000mm的鐵風筒或玻璃鋼風筒；通風長度在200m以內(nèi)，宜選用直徑為400mm的風筒，通風長度200-500m，宜選用直徑500mm的風筒；通風長度500-l000m，宜選用直徑800-l000mm的風筒。</p><p><b>　　2）風筒漏風<

16、/b></p><p>　　正常情況下，金屬和透氣性極小的塑料風筒的漏氣主要是發(fā)生在接頭處，膠皮風筒不僅接頭而且全長的壁面和針眼都有漏風，所以風筒漏風量屬連續(xù)的均勻的漏風。漏風使風筒和局部通風機連接端的風量Qf與風筒靠近工作面的風量Qh不等。因此應(yīng)按始末端風量的幾何平均值作為通過風筒的風量Q即：</p><p><b>　　m3/s</b></p>

17、<p>　　顯然Qf與Qh之差是風筒的漏風量Ql，它與風筒種類，接頭數(shù)目，方法和質(zhì)量以及風筒直徑 ，風壓有關(guān)，但更主要的是與風筒的維護和管理密切相關(guān)。反應(yīng)風筒漏風程度的指標參數(shù)有三：</p><p><b>　?。?）風筒漏風率</b></p><p>　　風筒漏風量占局部通風機工作風量的百分數(shù)：</p><p><b>

18、　?。?）風筒有效風量</b></p><p>　　掘進工作面風量占局部通風機工作風量的百分數(shù)：</p><p>　?。?）風筒漏風備用系數(shù)</p><p>　　風筒有效風量率的倒數(shù)：</p><p>　　柔性風筒的pq值可用下式計算：</p><p>　　式中：n——接頭數(shù)；</p><

19、;p>　　Lei——一個接頭的漏風率，插接時取0.01～0.02；反邊連接時取0.005。</p><p>　　2、局部通風機的選擇</p><p>　　1）、確定局部通風機的工作參數(shù)：</p><p>　?。?）、局部通風機工作風量Qf</p><p>　　根據(jù)掘進工作面所需風量Qh和風筒的漏風情況，用下式計算局部通風機的工作風量。&

20、lt;/p><p>　　2）、局部通風機的工作風壓hf</p><p>　　局部通風機風壓用于克服風筒的通風阻力，由于風筒漏風，計算風筒通風阻力時，應(yīng)按通風方式不同選用不同方法。</p><p>　　壓入式通風時，設(shè)風筒出口動壓損失為hv，則局部通風機的全壓Ht為：</p><p>　　式中：Rf——壓入式風筒的總風阻。</p>&

21、lt;p>　　抽出式通風時，設(shè)風筒的入口局部阻力系數(shù)，則局部通風機靜壓Hs為：</p><p>　　3）、局部通風機選型：</p><p>　　根據(jù)需要的Qf、Ht、Hs值在各類局部通風機特性曲線上，確定局部通風機的合理工作范圍，選擇長期運行效率高的局部通風機。</p><p>　　由于軸流式局部通風機具有體積小，便于安裝、串聯(lián)運轉(zhuǎn)效率高等優(yōu)點，而被廣泛采用。

22、</p><p>　　二、風量計算及風量分配</p><p>　?。ㄒ唬┑V井需風量計算</p><p>　　對設(shè)計礦井的風量，可按兩種情況分別計算：</p><p>　　一種是新礦區(qū)無鄰近礦井通風資料可參考時，礦井需要風量應(yīng)按設(shè)計中井下同時工作的最多人數(shù)和按噸煤瓦斯涌出量的不同的噸煤供風量計算，并取其中最大值。在礦井設(shè)計中噸煤瓦斯涌出量的計算

23、，根據(jù)在地質(zhì)勘探時測定煤層瓦斯含量，結(jié)合礦井地質(zhì)條件和開采條件計算出噸煤瓦斯涌出量，再計算礦井需風量。</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)礦井的風量計算方法進行。其原則是：礦井的供風量應(yīng)保證符合礦井安全生產(chǎn)的要求，使風流中瓦斯、二氧化碳、氫氣和其它有害氣體的濃度以及風速、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。課程設(shè)計是在收集實習礦井資料基礎(chǔ)上進行的，故

24、可按此種方法計算礦井風量。即按生產(chǎn)礦井實際資料，分別計算設(shè)計礦井采煤工作面、掘進工作面、硐室等所需風量，得出全礦井需風量，即“由里往外”計算方法。</p><p>　　1、生產(chǎn)工作面、備用工作面</p><p>　　每個回采工作面實際需要風量，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、風速和人數(shù)等規(guī)定分別進行計算，然后取其中最大值。</p><p

25、>　　(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：</p><p>　　式中：Qc——采煤工作面需要風量，m3/s；</p><p>　　Qjb——不同采煤方式工作面所需的基本風量，m3/s。</p><p>　　Qjb——工作面控頂距×工作面實際采高×70%(工作

26、面有效斷面積)×適宜風速（不小于1m/s）；</p><p>　　Kcg——回采工作面采高調(diào)整系數(shù)（見表5-1）；</p><p>　　Kcc——回采工作面長度調(diào)整系數(shù)（見表5-2）；</p><p>　　Kcw——回采工作面溫度調(diào)整系數(shù)（見表5-3）。</p><p>　　表5-1 Kcg——回采工作面采高調(diào)整系數(shù)</p

27、><p>　　表5-2 Kcc——回采工作面長度調(diào)整系數(shù)</p><p>　　表5-3 Kcw——回采工作面溫度與對應(yīng)風速調(diào)整系數(shù)</p><p>　　(2)、高瓦斯礦井按照瓦斯（或二氧化碳）涌出量計算。</p><p>　　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：</p>

28、<p>　　式中：Qc——回采工作面實際需要風量，m3/s ；</p><p>　　qc——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/s；</p><p>　　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）。</p><p>　　工作面布置有專用排瓦斯巷

29、（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:</p><p><b>　?。╩3/s）</b></p><p><b>　　（m3/s）</b></p><p><b>　?。╩3/s）</b></p><p>　　式中：qCH4p——采煤工作

30、面尾巷的風排瓦斯量，m3/s。</p><p>　　其他符號的含義同上。</p><p>　　(3)、按工作面溫度選擇適宜的風速進行計算（見表5-3）</p><p><b>　?。╩3/s）</b></p><p>　　式中：Vc——采煤工作面風速，m/s；</p><p>　　Sc——采煤工作

31、面的平均斷面積，m2。</p><p>　　(4)、按回采工作面同時作業(yè)人數(shù)</p><p>　　每人供風不小于4m3/min，則</p><p><b>　?。╩3/s）</b></p><p>　　式中：N——采煤工作面同時工作人數(shù)。</p><p>　　(5)、炸藥量計算需要風量：</

32、p><p>　　每千克炸藥供風不小25m3/min，則</p><p><b>　　（m3/s）</b></p><p>　　式中：A——一次爆破炸藥最大用量，Kg。</p><p>　　(6)、按風速進行驗算：</p><p><b>　?。╩3/s）</b></p>

33、;<p>　　式中：S——工作面平均斷面積，m2。</p><p>　　按二氧化碳涌出量的計算，可參照按瓦斯涌出量的計算方法執(zhí)行。</p><p>　　(7)、備用工作面亦應(yīng)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%。</p><p>　　2、掘進工作面所需風量</p><p>　

34、　單個掘進工作面的需風量利用第一部分計算結(jié)果。</p><p>　　掘進工作面所需總風量，應(yīng)按礦井各個需要獨立通風的掘進工作面實際需要風量的總和計算</p><p>　　3、硐室實際需要風量</p><p>　　硐室實際需要風量應(yīng)按礦井各個獨立通風硐室實際需要風量的總和計算，即</p><p>　　式中：Q火——火藥庫實際需要風量，按每小

35、時4次換氣量計算，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)，一般按經(jīng)驗值給定風量，大型火藥庫供風100～150m3/min；中小型火藥庫供風60～100m3/min；</p><p>　　Q充——充電硐室實際需要風量，應(yīng)按回風流中氫氣濃度小于0.5%計算，但不得小于100m3/mi

36、n，或按經(jīng)驗值給定100～200m3/min；</p><p>　　機電硐室需要風量應(yīng)根據(jù)不同硐室內(nèi)設(shè)備的降溫要求進行配風，選取硐室風量，須保證機電硐室溫度不超過30℃，其它硐室溫度不超過26℃。</p><p>　　Q機——大型機電硐室實際需要風量，應(yīng)按機電設(shè)備運轉(zhuǎn)的發(fā)熱量計算，即</p><p><b>　　</b></p>

37、<p>　　Wi ——機電硐室中運轉(zhuǎn)的機電總功率，kW；</p><p>　　(1-μi )—— 機電硐室的發(fā)熱系數(shù)，應(yīng)根據(jù)實際考查的結(jié)果確定，也可取下列數(shù)值，空氣壓縮機房取0.20～0. 23；水泵房取0.02～0.04；</p><p>　　860——1kW/h的熱當量數(shù)，千卡；</p><p>　　μi ——機電設(shè)備效率；</p>

38、<p>　　Δt——機電硐室進回風流的氣溫差，℃；</p><p>　　Q采硐 —— 采區(qū)絞車房或變電硐室實際需要風量，按經(jīng)驗供給風量60～80 m3/min ；</p><p>　　Q其它硐 ——其它硐室所需風量，根據(jù)具體情況供風。</p><p>　　4、其它井巷實際需要風量</p><p>　　其它井巷實際需要風量，應(yīng)按礦

39、井各個其它巷道用風量的總和計算：</p><p>　　∑Q其它=Q其1+Q其2+Q其3+...+Q其n</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Q其1、Q其2、Q其3、...、Q其n——各其它井巷風量，m3/s。</p><p><b>　　按瓦斯涌出量計算：</b><

40、/p><p>　　Q其i=100 qCH4×K其通 （m3/s）</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Q其i——第i個其它井巷實際用風量，m3/s；</p><p>　　qCH4——第i個其它井巷最大瓦斯絕對涌出量，m3/s；</p><p>　　K其通——瓦斯

41、涌出不均衡系數(shù)，取1.2～1.3；</p><p>　　100——其它井巷中風流瓦斯?jié)舛炔怀^1%所換算的常數(shù)。</p><p><b>　　按其風速驗算:</b></p><p>　　Q其它i>9×S其i （m3/s）</p><p>　　架線機車巷中的風速驗算:</p><p&g

42、t;　　Q其它架線機車＞60×S其i</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　S其i——第i個其它井巷斷面，m2。</p><p><b>　　5、礦井總風量</b></p><p>　　礦井總風量按下式計算</p><p>　　式中：Q

43、kj ——礦井總進風量，m3/s；</p><p>　　∑Qcj ——采煤工作面實際需要風量總和，m3/s；</p><p>　　∑Qjj ——掘進工作面實際需要風量總和，m3/s；</p><p>　　∑Qdj ——獨立通風的硐室實際需要風量總和，m3/s；</p><p>　　∑Qgj——礦井中除采煤、掘進和硐室以外其它井巷需要通風量總和

44、，m3/s；</p><p>　　Kkj ——礦井通風系數(shù)(包括礦井內(nèi)部漏風和配風不均勻等因素)宜取1.15～1.25。</p><p>　　對上述 Qkj 中各項計算如上所述。</p><p>　?。ǘ╋L量分配與風速驗算</p><p>　　當風量分配到各用風地點后，必須結(jié)合巷道斷面情況進行風速驗證，保證各條巷道的風速均在合理范圍內(nèi)。&l

45、t;/p><p>　　各條井巷的供風量確定后，要按《規(guī)程》第101條規(guī)定的風速進行驗算。</p><p>　　需繪制出礦井通風系統(tǒng)圖與網(wǎng)絡(luò)圖，計算出每條巷道的通過風量，計算出每條巷道的風速，進行驗算，驗算結(jié)果可填入附表6-1中。如果某條井巷的風速不符合《規(guī)程》規(guī)定，則必須進行調(diào)整，然后將各地點、各巷道的風量、斷面、風速列成一覽表。</p><p>　　附表6-1 巷

46、道風速校驗表</p><p>　　《規(guī)程》規(guī)定的風速限定值見表6-1所示。</p><p>　　表6-1 風速限定值</p><p>　　礦井下各類巷道的適宜風速一般為：階段運輸大巷：4.5~5.0m/s；軌道上(下)山、運輸上(下)山：3.5~4.5m/s；回風上(下)山：4.5~5.5m/s；區(qū)段運輸平巷(順槽)：3.0~3.5m/s；區(qū)段回風平巷(回風順

47、槽)：4.5~5.5m/s；階段回風大巷、總回風巷：5.5~6.5m/s。</p><p>　　三、礦井通風阻力計算</p><p>　　在主要通風機整個服務(wù)期限內(nèi)，礦井通風總阻力隨著開采深度的增加和走向范圍的擴大以及產(chǎn)量提高而增加。為了主要通風機于整個服務(wù)期限內(nèi)均能在合理的效率范圍內(nèi)運轉(zhuǎn)，在選擇主要通風機時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)于主要通風機服務(wù)期限內(nèi)通風

48、最困難時期礦井總阻力，后者對應(yīng)于通風最容易時期的礦井總阻力，同時還考慮到自然風壓的作用。</p><p><b>　?。ㄒ唬┯嬎阍瓌t</b></p><p>　　1、在進行礦井通風總阻力計算時，不要計算每一條巷道的通風阻力，只選擇其中一條阻力最大的風路進行計算。但必須是選擇礦井達到設(shè)計產(chǎn)量以后，通風容易時期和通風困難時期的阻力最大風路。一般，可在兩個時期的通風系統(tǒng)圖上

49、根據(jù)采掘作業(yè)布置情況分別找出風流線路最長、風量較大的一條線路作為阻力最大的風路。在選定的線路上(分最容易和最困難時期)，從進風井口到回風井口逐段編號，對各段井巷進行阻力計算，然后累加起來得出這兩個時期的各自井巷通風總阻力(h阻易、h阻難)。如果通風系統(tǒng)復(fù)雜，直觀上難以判斷哪條風路阻力最大時，則需選擇幾條風路，通過計算比較選出其中最大值。</p><p>　　如果礦井服務(wù)年限較長，則只計算頭15～25a的通風容易和

50、困難兩個時期的井巷通風總阻力。</p><p>　　2、為了經(jīng)濟、合理、安全地使用主要通風機，應(yīng)控制h阻難不太大，對大型礦井不超過4400Pa，有自燃傾向的礦井不超過3400Pa。</p><p><b>　?。ǘ┯嬎惴椒?lt;/b></p><p>　　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：h 摩=a

51、83;L·U·Q2/S3 (Pa)</p><p>　　式中：L、U、S——分別為各井巷的長度、周長、凈斷面積(m,m,m2)；</p><p>　　 a——摩擦阻力系數(shù)，可查閱《煤礦通風與安全》一書的附錄；</p><p>　　Q—— 各井巷和硐室所通過的風量分配值，系根據(jù)前面所計算的各井巷硐室所需要的實際風量值再乘以

52、K礦 (即考慮井巷的內(nèi)部漏風和配風不均勻等因素)后所求得風量值，m3/s。 </p><p>　　將以上計算結(jié)果填入附表6-2。</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

53、巷之摩擦阻力，Pa。</p><p>　　因此，全礦總阻力為：</p><p>　　(1)通風容易時期的總阻力h阻易為：</p><p>　　h阻易=1.2∑h摩易</p><p>　　(2)通風困難時期的總阻力h阻難為：</p><p>　　h阻難=1.15∑h摩難</p><p>　　式中：

54、1.2、1.15——考慮到風路上有局部阻力的系數(shù)。</p><p>　　四、主要通風機選型 </p><p>　　（一）自然風壓的計算</p><p>　　礦井冬、夏季氣溫差別較大，使得空氣密度也有所差別，致使礦井自然風壓也氣溫變化而變化，因此需計算礦井自然風壓。規(guī)定礦井冬、夏季空氣密度如表6-2所示。</p><p>　　表6-2 礦井

55、冬、夏季空氣密度</p><p>　　如圖6-1所示，根據(jù)自然風壓定義，以礦井最低水平作為計算的參考面，圖所示系統(tǒng)的自然風壓HN可用下式計算：</p><p>　　為了簡化計算，一般采用測算出0-1-2和5-4-3井巷中空氣密度的平均值ρm1和ρm2，用其分別代替上式的ρ1和ρ2，則上式可寫為：</p><p>　　式中：——重力加速度，m/s2；</p>

56、;<p>　　Z——礦井最高點至最低水平間的距離，m；</p><p>　　、——分別為空氣柱0-1-2和5-4-3井巷內(nèi)dZ段空氣密度，kg/m3；</p><p>　　、——分別為空氣柱0-1-2和5-4-3井巷內(nèi)dZ段空氣平均密度，kg/m3。</p><p>　　根據(jù)上述計算原則可分別計算出礦井冬、夏季自然風壓。</p><

57、p>　?。ǘ┻x擇主要通風機</p><p>　　通常用主要通風機的個體特性曲線來選擇主要通風機。要保證主要通風機在容易時期的工作效率不致太低，又能保證主要通風機在困難時期風壓夠用且能有足夠的風量，同時還要考慮自然風壓的影響。</p><p>　　1、確定主要通風機的風量</p><p>　　通過主要通風機的風量Q扇必大于通過出風井的礦井總風量Q礦，</

58、p><p><b>　　對于抽出式：</b></p><p>　　Q扇=(1.05～1.10)Q礦 (m3/s)</p><p>　　式中，1.05～1.10為外部漏風系數(shù)，出風井無提升運輸任務(wù)時取1. 05，有提升運輸任務(wù)時取1.10。</p><p><b>　　對于壓入式：</b>

59、</p><p>　　Q扇=(1.10～1.15)Q礦 (m3/s)</p><p>　　式中，通風井無提升運輸任務(wù)時取1.10，有提升運輸任務(wù)時取1.15。</p><p>　　2、確定主要通風機的風壓</p><p>　　分別求出通風容易和通風困難兩個時期的主要通風機風壓。</p><p>　　通

60、常離心式通風機提供的大多是全壓曲線，而軸流式通風機提供的大多是靜壓曲線。因此對抽出式通風礦井：</p><p><b>　　離心式通風機：</b></p><p>　　容易時期 h扇易＝h阻易十hd十hv一HN </p><p>　　困難時期 h扇難＝h阻難十hd十hv十HN </p><p><

61、;b>　　式中：</b></p><p>　　hd——通風機裝置阻力，Pa。</p><p>　　hv——通風機出口動能損失，Pa。</p><p><b>　　軸流式通風機：</b></p><p>　　容易時期 h扇易＝h阻易十hd一HN </p><p>　　困難

62、時期 h扇難＝h阻難十hd十HN </p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　hd——通風機裝置阻力，Pa。</p><p>　　2、選擇主要通風機</p><p>　　根據(jù)求出的Q扇 、h扇難 、h扇易 兩組數(shù)據(jù)，在主要通風機個體特性曲線圖表(參看《通風安全學(xué)》第四章及附錄Ⅳ、附錄

63、Ⅴ)上選擇合適的主要通風機。</p><p>　　3、求通風機的實際工況點</p><p>　　設(shè)計工況點不一定恰好在所選擇通風機的特性曲線上，必須根據(jù)通風機的工作阻力，確定其實際工況點。</p><p>　　1）計算通風機的工作風阻</p><p>　　R易= h扇易/ Q扇2</p><p>　　R難= h扇難/

64、Q扇2</p><p>　　在通風機特性曲線圖中做通風機工作風阻曲線，與風壓曲線的交點即為實際工況點。</p><p>　　對軸流式主要通風機：容易時期應(yīng)在安裝角θ較小的情況工作，困難時期應(yīng)在安裝角 θ較大的情況下工作，其效率不低于0.6，如兩組數(shù)據(jù)所確定的工作點不是剛好落在特性曲線上，應(yīng)偏大一個調(diào)整級差(以2.5°為一個級差)確定主要通風機特性曲線。</p>&l

65、t;p>　　對離心式主要通風機：容易時期應(yīng)在轉(zhuǎn)數(shù)較低的情況工作，困難時期應(yīng)在轉(zhuǎn)數(shù)較高的情況下工作，其效率亦不低于0.6。如兩組數(shù)據(jù)所確定的工作點也不是剛好落在特性曲線上，應(yīng)偏大一個調(diào)整轉(zhuǎn)數(shù)級差確定主要通風機特性曲線，其工作點可采取增大主要通風機工作風阻的方法(用調(diào)節(jié)閘門增大阻力)確定。</p><p>　　選定主要通風機后，將兩個時期的主要通風機型號、動輪直徑、動輪葉片安裝角度(指軸流式)、轉(zhuǎn)數(shù)、風壓、風量

66、、效率、輸入功率等數(shù)值，列出一覽表，并繪出所選主要通風機的特性曲線及工作點。</p><p>　　表6-4 　　井巷通風總阻力計算表</p><p><b>　?。ㄈ┻x擇電動機</b></p><p>　　1、根據(jù)通風容易和通風困難兩個時期實際工況點計算主要通風機的輸入功率， </p><p>　　式中：h扇易’、

67、h扇難’ 、Q扇’均為實際工況點的對應(yīng)參數(shù)</p><p>　　η——風機效率，可在風機特性圖上查得。</p><p>　　2、由通風容易通風困難兩個時期主要通風機輸入功率，計算電動機的輸出功率N電出。當選擇異步電動機時，可用下列兩種方法計算。</p><p>　　當主要通風機的輸入功率在通風容易時期為 N扇入易 與困難時期的N扇入難相差不大時，即N扇入易≥0.6

68、N扇入難時，則兩個時期都用一種較大功率的電動機。其電動機的輸出功率N電出和輸入功率N電入分別用下式計算：</p><p><b>　　( kW )</b></p><p>　　式中：η轉(zhuǎn) ——傳動效率，直接傳動時，η轉(zhuǎn) =1 ；</p><p><b>　　( kW )</b></p><

69、;p>　　式中：1.10～1.15——電動機的容量系數(shù)，對于離心式主要通風機取1.15，對于軸流式主要通風機取1.10；</p><p>　　η電——電動機效率，一般取0.9～0.95，或在電動機的技術(shù)特征上查得。</p><p>　　2、當主要通風機的輸入功率 N扇入易 <0.6N扇入難時，則容易時期用功率較小的電動機，在適當時候換用功率較大的電動機。通風容易時期電動機的輸

70、出功率用比例中項式計算：( kW )</p><p><b>　　( kW )</b></p><p>　　通風困難時期電動機的輸出功率用下式計算：</p><p><b>　　( kW )</b></p><p>　　對于功率在400～500kW以上的主要通風機，宜選用同步電動機，用

71、第一種計算方法計算。根據(jù)以上計算所得出的數(shù)據(jù)，在《電動機技術(shù)手冊》上選用合適的電動機，并將電動機型號、轉(zhuǎn)數(shù)、功率等技術(shù)特征列出一覽表。</p><p>　　五、概算礦井通風費用及評價</p><p><b>　　1、噸煤的通風電費</b></p><p>　　噸煤的通風電費為主要通風機年耗電費及井下輔助通風機、局部通風機電費之和除以年產(chǎn)量，可

72、用下公式計算：</p><p>　　式中：E——主要通風機年耗電量，元/t；</p><p><b>　　D——電價，元；</b></p><p>　　T——礦井年產(chǎn)量，t；</p><p>　　If——礦井主要通風機年耗電量；</p><p>　　Ia——礦井局部通風機與輔助通風機年耗電量。&l

73、t;/p><p>　　通風容易時期和困難時期共選一臺電動機時：</p><p>　　通風容易時期和困難時期共選兩臺電動機時：</p><p>　　式中：ηe ——主要通風機電動機效率，取0.90；</p><p>　　ηc——傳動效率，直接傳動時取1.0；</p><p>　　ην——變壓器的效率 取0.80；</

74、p><p>　　ηH ——電線的輸出功率 取0.95。</p><p>　　2、礦井等積孔、總風阻</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——容易時期和困難時間的全礦總風阻，Ns2/m8。</p><p>　　

75、式中： A礦易 、A礦難 ——容易時間、困難時期全礦通風等積孔，m2。</p><p>　　礦井通風難易程度評價見依據(jù)見表，根據(jù)這一分類等級結(jié)合前面的計算結(jié)果，可以評價礦井通風難易程度</p><p><b>　　題目1</b></p><p>　　某煤礦井田范圍走向長7.42km，傾斜寬0.66—1.47km，井田面積約8.53 km2。位于

76、背斜南翼，為一般平緩的單斜構(gòu)造，地層產(chǎn)狀走向近東西向，傾向南，傾角10-25。，一般為16。左右。礦井生產(chǎn)能力為90萬t/a。</p><p>　　礦井采用中央豎井，煤層分組采區(qū)上山布置的開拓方式，單翼對角式通風。礦井通風難易時期的系統(tǒng)示意圖見后。井田設(shè)三個井筒：主井、副井、風井。地面標高+200m。全礦井劃分為兩個水平，第一水平標高－150m，第二水平標高－350m，回風水平標高+45～+50m。第一水平東西運

77、輸大巷布置在煤層的底板巖石中，距煤層30m，通過水平大巷開拓煤層的全部上山采區(qū)。礦井采用走向長壁開采方式。</p><p>　　該礦是高瓦斯礦井，瓦斯涌出量較大，為安全起見，用“品”字形布置三條上山。采用綜合機械化放頂煤采煤。采煤工作面的平均凈斷面積7 m2，回采工作面溫度一般在21°，回風巷風流中瓦斯（或二氧化碳）的平均絕對涌出量為4.65m3/min，三四班交接時人數(shù)最多66人；掘進工作面平均絕對瓦

78、斯涌出量2.75m3/min，掘進工作面同時工作的最多人數(shù)18人，一次爆破炸藥用量4.3kg。</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—中粒砂巖

79、，煤層厚度0.84～6.69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)計生產(chǎn)能力為90萬t/年。</p><p>　　礦井屬于低瓦斯礦井，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方式。風

80、井設(shè)在采區(qū)的邊界。主、副井進風，風井回風。礦井通風難易時期的系統(tǒng)示意圖見后。采區(qū)采用軌道上山、運輸上山進風，專用回風巷回風。工作面采用U型后退式開采，采煤工作面風流流動形式是上行通風。綜放面平均控頂距為3.96m，實際采高3.1 m，工作面面長150米，工作面溫度20℃，回采工作面同時作業(yè)人數(shù)最多90人。礦井掘進工作面平均瓦斯涌出量為2.5 m3/min，掘進工作面一次炸破所用的最大炸藥量7.2kg，掘進工作面同時工作的最多人數(shù)40人。