礦井通風(fēng)課程設(shè)計(jì)第一組.doc

土木與環(huán)境工程學(xué)院安全工程系課程設(shè)計(jì)礦井通風(fēng)課程設(shè)計(jì)專業(yè)班級：安全1001班組員信息: 41016001、41016002、41016003、41016004、41016005、41016006、41016007、41016009、41016010、41016011、41016012、41016013、41016014、41016016指導(dǎo)老師： 杜翠鳳課題時(shí)間：2014年2月23日2014年3月8日目錄目錄2前言3一、礦井基本概況5二、擬定礦井通風(fēng)系統(tǒng)5（一）礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和原則5（二）礦井通風(fēng)系統(tǒng)宏觀構(gòu)建方案的擬定8三、礦井總風(fēng)量計(jì)算與分配10（一）計(jì)算全礦總風(fēng)量10（二）風(fēng)量分配12四、礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算13五、自然風(fēng)壓的計(jì)算17六、風(fēng)機(jī)選擇23前言礦井通風(fēng)課程設(shè)計(jì)是學(xué)完專業(yè)課程后進(jìn)行，是學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是對學(xué)生進(jìn)行的一次綜合性專業(yè)設(shè)計(jì)訓(xùn)練。通過課程設(shè)計(jì)使學(xué)生獲得以下幾個(gè)方面能力，為畢業(yè)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。1進(jìn)一步鞏固和加深我們所學(xué)礦井通風(fēng)理論知識，培養(yǎng)我們設(shè)計(jì)計(jì)算、工程繪圖、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、文獻(xiàn)查閱、運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范、報(bào)告撰寫等基本技能。2培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力及獨(dú)立分析和解決工程實(shí)際的能力。3培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、嚴(yán)肅認(rèn)真的治學(xué)態(tài)度和理論聯(lián)系實(shí)際的工作作風(fēng)。依照老師精心設(shè)計(jì)的題目，按照大綱的要求進(jìn)行，要求我們在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)獨(dú)立完成計(jì)算，繪圖及編寫說明書等全部工作。設(shè)計(jì)中要求嚴(yán)格遵守和認(rèn)真貫徹非煤礦山工業(yè)設(shè)計(jì)政策、礦山安全規(guī)程、礦山工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范以及國家制定的其它有關(guān)非煤礦山工業(yè)的方針政策，設(shè)計(jì)力爭做到分析論證清楚，論據(jù)確鑿，并積極采用切實(shí)可行的先進(jìn)技術(shù)，力爭使自己的設(shè)計(jì)達(dá)到較高水平，但由于本人水平有限，難免有疏漏和錯(cuò)誤之處，敬請老師指正。一、礦井基本概況東坪金礦位于河北省崇禮縣東坪村。礦區(qū)海拔1464m，年平均氣溫3.64C，月平均最高氣溫34.4C，月平均最低氣溫31.3C。東坪金礦采用主、副井輔助斜坡道開拓，主要采用分段空場回采嗣后充填采礦法開采。東坪金礦采用對角式通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)，主扇設(shè)在井下1464m中段，專用進(jìn)風(fēng)井（原主井）進(jìn)風(fēng)，斜坡道和副井輔助進(jìn)風(fēng)，新風(fēng)進(jìn)入礦井后，供給主要生產(chǎn)中段1264m、1224m中段工作面用風(fēng)，污風(fēng)匯集于回風(fēng)斜井，通過主扇，從1464m平硐排向地面。采礦設(shè)計(jì)規(guī)模為1000t/d，采場尺寸：寬10m，高40m，在1224m和1264m各布置4個(gè)采場，在1184m布置兩個(gè)掘進(jìn)工作面。二、擬定礦井通風(fēng)系統(tǒng)（一）礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和原則1.通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)是礦床開采總體設(shè)計(jì)的一部分。它的主要任務(wù)是根據(jù)礦床開采要求，基于開拓方案和采礦方法等生產(chǎn)條件，規(guī)劃設(shè)計(jì)一個(gè)安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的礦井通風(fēng)系統(tǒng)，使通風(fēng)網(wǎng)路動(dòng)力機(jī)械調(diào)控設(shè)施密切配合，把新風(fēng)送到井下并分配至每一個(gè)工作面，將有毒有害氣體與粉塵稀釋并排出礦井外，為礦井安全生產(chǎn)提供通風(fēng)保障。礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)是礦床開采總體設(shè)計(jì)的一部分。它的主要任務(wù)是根據(jù)礦床開采要求，基于開拓方案和采礦方法等生產(chǎn)條件，規(guī)劃設(shè)計(jì)一個(gè)安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的礦井通風(fēng)系統(tǒng)，使通風(fēng)網(wǎng)路動(dòng)力機(jī)械調(diào)控設(shè)施密切配合，把新風(fēng)送到井下并分配至每一個(gè)工作面，將有毒有害氣體與粉塵稀釋并排出礦井外，為礦井安全生產(chǎn)提供通風(fēng)保障。選擇礦井通風(fēng)系統(tǒng)的因素較多，只要抓住起決定作用的主要因素，同時(shí)注意其它因素，進(jìn)行全面分析，就有可能選定比較合理的通風(fēng)系統(tǒng)。擬定礦井通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)嚴(yán)格遵循安全可靠、投產(chǎn)較快、出煤較多，通風(fēng)基建費(fèi)用和經(jīng)營費(fèi)用之總和最低以及便于管理的原則。2.通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則（1）系統(tǒng)宏觀構(gòu)建規(guī)劃合理，既有利于通風(fēng)，又與礦井開采規(guī)劃、開拓方案相輔相成。（2）通風(fēng)方式及壓力分布合理，有利于有毒有害氣體和粉塵排出與控制。（3）礦井供風(fēng)量合理，既有一定余量，又不過大浪費(fèi)。（4）通風(fēng)網(wǎng)路結(jié)構(gòu)合理，能將生產(chǎn)要求的風(fēng)量送到每一個(gè)工作面，并將工作面用過的污風(fēng)快捷地排除地表；井巷工程量少，通風(fēng)阻力小，污風(fēng)不串聯(lián)。（5）分風(fēng)調(diào)控簡便易行，分風(fēng)均衡性、穩(wěn)定性、可靠性好，有害漏風(fēng)少，有效風(fēng)量率和風(fēng)速合格率高。（6）設(shè)備選型合理，安裝使用簡便，購置費(fèi)低，運(yùn)行效率高。（7）通風(fēng)構(gòu)筑物和風(fēng)流調(diào)節(jié)設(shè)施盡量少。（8）充分利用一切可用于通風(fēng)的井巷和通道，使專用通風(fēng)井巷工程量最小。（9）通風(fēng)動(dòng)力消耗少，通風(fēng)費(fèi)用低。（10）適應(yīng)生產(chǎn)變化的能力強(qiáng)，現(xiàn)場應(yīng)用和管理的難度不大，能夠管好、用好。圖 1 通風(fēng)系統(tǒng)構(gòu)成要素合理性與投資、耗費(fèi)、效果之間關(guān)系3.擬定通風(fēng)系統(tǒng)的基本規(guī)定（1）每個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)必須構(gòu)建一條以上與地表聯(lián)通的進(jìn)風(fēng)道、一條以上與地表聯(lián)通的回風(fēng)道。同樣，每個(gè)采區(qū)必須構(gòu)建一條以上與礦井進(jìn)風(fēng)部分相連的進(jìn)風(fēng)聯(lián)道、有一條以上與礦井回風(fēng)部分相連的回風(fēng)聯(lián)道。（2）礦井進(jìn)風(fēng)部分不得受礦塵和有毒有害氣體污染,風(fēng)流的含塵濃度不得大于0.5mg/m3，氡濃度應(yīng)小于3.7kBq/m3,氡子體潛能應(yīng)小于6.4J/m3,超過時(shí)應(yīng)采取降塵、降氡措施。其它有毒有害氣體濃度亦不能超過地下礦通風(fēng)規(guī)范允許的范圍。（3）產(chǎn)塵量較大的箕斗井和混合井禁止作為進(jìn)風(fēng)井，已現(xiàn)已作為通風(fēng)井的箕斗井或混合井，必須采取凈化措施，使風(fēng)源含塵量達(dá)到上述要求。（4）主要回風(fēng)井不得作為人行道，排出的污風(fēng)不得造成公害。（5）采場、二次破碎巷道應(yīng)有正向貫穿風(fēng)流，電耙司機(jī)應(yīng)位于上風(fēng)側(cè)，避免污風(fēng)串聯(lián)。（6）井下炸藥庫、油庫、充電硐室及破碎硐室等高危硐室必須設(shè)有直通礦井回風(fēng)部分的獨(dú)立回風(fēng)道。（7）不用的井巷及采空區(qū)，必須及時(shí)封閉。風(fēng)墻閉、風(fēng)門、風(fēng)橋、風(fēng)窗等通風(fēng)構(gòu)筑物，必須嚴(yán)密和完好。（8）有效風(fēng)量率、風(fēng)速合格率應(yīng)在60以上。（9）地下礦通風(fēng)規(guī)范要求主扇應(yīng)有反風(fēng)裝置,并保證發(fā)生火災(zāi)時(shí)在10min內(nèi)改變風(fēng)向?？墒菑慕饘俚V實(shí)際來看,火災(zāi)的性質(zhì)與煤礦截然不同，盲目反風(fēng)可能會擴(kuò)大火災(zāi)的范圍和危害，故應(yīng)具體問題具體分析，慎重處理。（二）礦井通風(fēng)系統(tǒng)宏觀構(gòu)建方案的擬定根據(jù)礦井的基本情況，整體通風(fēng)系統(tǒng)為統(tǒng)一通風(fēng)。統(tǒng)一通風(fēng)具有進(jìn)風(fēng)井、回風(fēng)井?dāng)?shù)量少，投資小，使用的主扇少，便于管理等優(yōu)點(diǎn)，比較適合于難以增加進(jìn)、出風(fēng)井的礦井采用。特別是深礦井，因開拓風(fēng)井的工程量較大，采用全礦統(tǒng)一通風(fēng)比較合理。圖 2 通風(fēng)平面圖1. 分區(qū)通風(fēng)的原理一個(gè)礦井分別建立若干個(gè)通風(fēng)網(wǎng)路、通風(fēng)動(dòng)力及調(diào)控設(shè)施均絕對獨(dú)立的、風(fēng)流互不連通的通風(fēng)系統(tǒng)的格局稱為分區(qū)通風(fēng)。即將一個(gè)礦井劃分成若干個(gè)區(qū)域，每個(gè)分區(qū)均獨(dú)自構(gòu)建專用的進(jìn)風(fēng)、用風(fēng)和回風(fēng)井巷，擁有一套專為本分區(qū)服務(wù)的通風(fēng)動(dòng)力與調(diào)控設(shè)施，使得各分區(qū)獨(dú)立進(jìn)風(fēng)、獨(dú)立回風(fēng)、獨(dú)立用風(fēng)，各分區(qū)之間風(fēng)流互不聯(lián)通，避免相互干擾。2. 分區(qū)通風(fēng)的特點(diǎn)分區(qū)通風(fēng)與統(tǒng)一通風(fēng)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）網(wǎng)路結(jié)構(gòu)簡單，風(fēng)流易于調(diào)節(jié)控制，通風(fēng)效果容易得到保障；（2）進(jìn)、出風(fēng)口增多，風(fēng)路長度縮短，通風(fēng)阻力減小，通風(fēng)電耗隨之減少；（3）風(fēng)阻減小，風(fēng)壓降低，漏風(fēng)減少，有效風(fēng)量增多。3.礦井進(jìn)風(fēng)井與回風(fēng)井的布置3.1進(jìn)、回風(fēng)井的布置原則 每個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)至少要有一個(gè)可靠的進(jìn)風(fēng)井和一個(gè)可靠的回風(fēng)井。因?yàn)樵谶M(jìn)風(fēng)井中輸送的是新風(fēng),所以進(jìn)風(fēng)井既可專門構(gòu)建,又可利用直通地表的人行運(yùn)輸井巷替代。為了保證進(jìn)風(fēng)質(zhì)量,對于需采用壓入式供風(fēng)控制氡污染的礦井,以及開鑿工程量不大礦井來說,最好設(shè)置專用進(jìn)風(fēng)井。在一般情況下,為節(jié)省開拓工程量,大都均以人行運(yùn)輸?shù)阑蚬藁\提升井兼做進(jìn)風(fēng)井。由于箕斗在卸礦過程中產(chǎn)生大量粉塵，會造成進(jìn)風(fēng)風(fēng)源污染，故無凈化措施時(shí)，箕斗井和混合并不宜做進(jìn)風(fēng)井。 礦井回風(fēng)風(fēng)流中含有大量有毒有害物質(zhì)，所以回風(fēng)井一股都是專用的,不能作行人及運(yùn)輸之用。因此,每個(gè)礦井都必須設(shè)置一個(gè)以上的專用回風(fēng)井。按照進(jìn)風(fēng)井與回風(fēng)井的相對位置，其布置形式可分為中央式、對角式和混合式三類。三種類型各有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，適用條件各不盡相同，故在擬定礦井進(jìn)風(fēng)井與回風(fēng)井的布置方案時(shí)，應(yīng)當(dāng)通過調(diào)查研究，從礦山的具體情況出發(fā)來慎重選用。 中央式布置多用于開采層狀礦床。金屬礦山礦體走向進(jìn)風(fēng)井與排風(fēng)井均布置在井田走向的中央，風(fēng)流在井下的流動(dòng)路線呈折返式。 中央式布置的優(yōu)點(diǎn)是基建費(fèi)用少，投產(chǎn)快，地面建筑物集中，便于管理，井筒延深方便。缺點(diǎn)是進(jìn)、回風(fēng)井比較鄰近，兩者間壓差較大，故進(jìn)、回風(fēng)井之間，以及井底車場漏風(fēng)較大，特別是前進(jìn)式開采時(shí)漏風(fēng)更為嚴(yán)重；風(fēng)流線路為折返式，風(fēng)流路線長，且變化大，這樣不僅壓差大，而且在整個(gè)礦井服務(wù)期間，壓差變化范圍較大。不太長，要求早期投產(chǎn)，或受地形地質(zhì)條件限制、兩翼不宜開掘風(fēng)井時(shí)，可采用中央式布置進(jìn)、回風(fēng)井。 根據(jù)礦體埋藏條件和開拓方式的不同，對角式布置有多種不同的型式。如果礦體走向較短，礦量集中，整個(gè)開采范圍不大，可將進(jìn)風(fēng)井布置在礦體一端，排風(fēng)井在另一端,構(gòu)成側(cè)翼對角式布置型式, 假若礦體走向較長且規(guī)整，采用中央開拓，可將進(jìn)風(fēng)井布置在中央，兩翼各設(shè)一個(gè)回風(fēng)井，構(gòu)成兩翼對角式，對角式布置的優(yōu)點(diǎn)是風(fēng)流路線是直向式，路線比較短，長度變化不大，因此不僅壓差小，而且在整個(gè)礦井服務(wù)期間壓差變化范圍較小，漏風(fēng)少，污風(fēng)出口距工業(yè)場地較遠(yuǎn)。缺點(diǎn)是投產(chǎn)慢，地面建筑物不集中，不利于管理。 3.2進(jìn)、回風(fēng)井的布置方法 （1）當(dāng)?shù)V體埋藏較淺且分散時(shí)，開鑿?fù)ㄟ_(dá)地表的，也是合理的。（2）要求早期投產(chǎn)的礦井，特別是礦體邊界尚未探清的情況下，暫時(shí)采用中央式布置，使井下很快構(gòu)成貫穿風(fēng)流，有利于早期投產(chǎn)。隨著兩翼礦體勘探情況的不斷進(jìn)展，再考慮開鑿邊界風(fēng)井。（3）當(dāng)?shù)V體走向特別長或特別分散，礦井開采范圍廣，生產(chǎn)能力大，所需風(fēng)量較多時(shí)，采用多井口，多扇風(fēng)機(jī)分散布置的方式，對降低通風(fēng)阻力，減少漏風(fēng)十分有益。（4）主通風(fēng)井應(yīng)避免開鑿在含水層，受地質(zhì)破壞或不穩(wěn)定的巖層中。井筒要在圍巖崩落帶以井巷工程量較小，而開鑿貫通各礦體的通風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷道較長，工程量較大時(shí)，則可多開幾個(gè)進(jìn)，回風(fēng)井，分散布置，還可降低通風(fēng)阻力。反之，當(dāng)?shù)V體埋藏較深且集中，開鑿?fù)L(fēng)井的工程量大，而開鑿各礦體間的通風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷道工程量較小，就應(yīng)少開進(jìn)，回風(fēng)井，集中通風(fēng)。在礦井淺部開采時(shí)期，由于距地表較近，可分散布置，到深部開采時(shí)，再適當(dāng)集中外，井口應(yīng)高出歷年最高洪水位。進(jìn)風(fēng)井周圍風(fēng)質(zhì)要好，排風(fēng)井不應(yīng)對周圍環(huán)境造成污染。（5）在生產(chǎn)礦山，可以考慮利用穩(wěn)固的，無毒害物質(zhì)涌出的舊巷道或采空區(qū)作輔助的進(jìn)風(fēng)井或排風(fēng)井，以減少開鑿工程量。4.礦井通風(fēng)方式及主扇安裝地點(diǎn)的選擇礦井通風(fēng)方式及井下壓力狀態(tài)，取決于主扇安裝地點(diǎn)與工作方式，最典型的通風(fēng)方式有壓入式、抽出式、壓抽混合式三種。我們選用的是壓入式。把主扇安裝在礦井總進(jìn)風(fēng)井巷中，將地表新風(fēng)壓入井下，在壓入式工作的主扇作用下，整個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)形成高于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ摹罢龎籂顟B(tài)”。 壓入式通風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)是采用專用進(jìn)風(fēng)井壓入新風(fēng)，風(fēng)流不受污染，風(fēng)質(zhì)好；在北方寒冷地區(qū)，可使主提升井處于出風(fēng)狀態(tài)，溫暖的上行漏風(fēng)對提升井冬季防凍有益。缺點(diǎn)是為止壓入的新風(fēng)從人行、運(yùn)輸、提升等井巷往外漏出，需在這些井巷中安裝風(fēng)門諸漏，風(fēng)門與人行運(yùn)輸沖突較大，管理較難。由于集中進(jìn)風(fēng)，進(jìn)風(fēng)段阻力大、電耗大、風(fēng)壓高、漏風(fēng)多。而在用風(fēng)段和回風(fēng)段，由于風(fēng)路多,風(fēng)流分散,壓力梯度較小,易受自然風(fēng)流時(shí)干擾而發(fā)生風(fēng)流反向。三、礦井總風(fēng)量計(jì)算與分配（一）計(jì)算全礦總風(fēng)量1.首先要確定礦井需要用風(fēng)的地點(diǎn)和數(shù)量需要用風(fēng)的地點(diǎn)及數(shù)量：1264m中段四個(gè)采場作業(yè)面、1224m4個(gè)采場作業(yè)面以及1184m兩個(gè)掘進(jìn)工作面，另外還有各個(gè)硐室也需要通風(fēng)，但因此通風(fēng)系統(tǒng)硐室所需風(fēng)量相對較小，在此處忽略。2.再計(jì)算各用風(fēng)點(diǎn)的風(fēng)量按排塵風(fēng)速計(jì)算，硐室型采場最低風(fēng)速應(yīng)不小于0.15ms，巷道型采場和掘進(jìn)巷道應(yīng)不小于0.25ms；（1）采場作業(yè)面所需風(fēng)量按排塵風(fēng)速計(jì)算，巷道型采場應(yīng)不小于0.25ms；取最低排塵風(fēng)速V=0.25 ms，采場巷道斷面積S=寬10高2=20 m2，則排塵風(fēng)量 0.2520=5 m3/s（2）掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量按排塵風(fēng)速計(jì)算，掘進(jìn)巷道應(yīng)不小于0.25ms取最低排塵風(fēng)速V=0.25 ms。表 1 巷道斷面尺寸測點(diǎn)編號測點(diǎn)地點(diǎn)平均寬/b（m）壁均高/h（m）拱頂均高/h0（m）計(jì)算面積/S（m2）1主扇出風(fēng)口3.9382.8640.75614.3521264m中段進(jìn)風(fēng)2.4002.1800.4256.3731224m中段進(jìn)風(fēng)2.3401.9550.3305.7141184m中段進(jìn)風(fēng)1.7502.07003.6251184m中段回風(fēng)1.5001.70002.5561224m中段回風(fēng)3.7503.733壁高項(xiàng)取頂高的均值10.2571264m中段回風(fēng)3.4503.267壁高項(xiàng)取頂高的均值11.2781390m中段回風(fēng)2.1401.730壁高項(xiàng)取頂高的均值3.709斜坡道進(jìn)風(fēng)4.0002.548 1.15312.99101344m中段回風(fēng)2.3002.470壁高項(xiàng)取頂高的均值5.68根據(jù)表1已知的巷道斷面尺寸查表得：1184m中段進(jìn)風(fēng)掘進(jìn)工作面斷面面積為S=3.62 m2，則排塵風(fēng)量 1184m中段回風(fēng)掘進(jìn)工作面斷面面積為S=2.55 m2，則排塵風(fēng)量Q3=VS=0.252.55=0.6375 m3/s一般情況下，選取排塵風(fēng)速計(jì)算所得的風(fēng)量最大，因此省去按井下同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算，供風(fēng)量應(yīng)不少于每人4m3min和有柴油設(shè)備運(yùn)行的礦井按同時(shí)作業(yè)機(jī)臺數(shù) 每千瓦每分鐘供風(fēng)量4m3計(jì)算。取按排塵風(fēng)速計(jì)算所得的風(fēng)量來計(jì)算總的風(fēng)量。3.最后計(jì)算全礦總風(fēng)量QmQm=K（QcNc + QjNj ）Qt全礦所需總風(fēng)量，m3/sQc 采場工作面需風(fēng)量，m3/sNc采場工作面的數(shù)量，此處1224m、1264m中段各4個(gè)，Nc=8Qj 掘進(jìn)工作面需風(fēng)量，m3/sNj 掘進(jìn)工作面的數(shù)量，1184m布置兩個(gè)掘進(jìn)工作面，Nj=2K礦井風(fēng)量備用系數(shù)：一般地表沒有崩落區(qū)的礦井k=1.251.40；地表有崩落區(qū)的礦井k=1.351.50。此處取K=1.2，則Qm=K（QcNc + QjNj ）=1.2(58 +0.905+0.6375）=49.851 m3/s礦井漏風(fēng)按總回風(fēng)道集中漏風(fēng)考慮，各巷道按需分配的風(fēng)量如圖1所示。圖 3 巷道按需分配風(fēng)量圖（二）風(fēng)量分配將計(jì)算出的需風(fēng)點(diǎn)的風(fēng)量反映到通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)（系統(tǒng)）圖上，使通風(fēng)系統(tǒng)圖上的每一條井、巷都標(biāo)出相應(yīng)的風(fēng)量稱礦井風(fēng)量分配。步驟如下：（1）畫出簡化后的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)（系統(tǒng)）圖；（2）將各井、巷節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編號（右圖）；（3）將計(jì)算出的需風(fēng)點(diǎn)風(fēng)量匯集于圖上；（4）在通風(fēng)網(wǎng)路（系統(tǒng)）圖上，以4-7等段的需風(fēng)量風(fēng)量為基礎(chǔ)，按風(fēng)量應(yīng)閉合的原則，推算出各進(jìn)風(fēng)和回風(fēng)井、巷的風(fēng)量（Q12、Q23、Q34、Q1213），再標(biāo)于各井、巷段。通風(fēng)系統(tǒng)簡圖上的井、巷均標(biāo)有通過的風(fēng)量后，即風(fēng)量分配完成。根據(jù)已知條件及計(jì)算得風(fēng)量分配，1224m中段4個(gè)采場的風(fēng)量分配是相同的，均為5 m3/s，1264m中段4個(gè)采場的風(fēng)量分配是相同的，均為5 m3/s，具體見圖1。四、礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算（1）該礦井共有四條主要通風(fēng)路線，分別為：第一條：1-2-3-4-5-6-7-8-9，第二條1-2-310-11-12-13-8-9，第三條：1-2-3-（1184進(jìn)風(fēng)）-8-9，第四條：1-2-3-（1184回風(fēng)）-8-9。 （2）根據(jù)1224m、1264m中段通風(fēng)平面圖及巷道斷面尺寸，量取各井、巷的長度，并根據(jù)比例尺1:1000轉(zhuǎn)換及表1中的數(shù)據(jù)，歸納出1-2、2-3、3-4、12-13各井、巷的L、S、P。l 巷道斷面計(jì)算公式：三心拱：S=B(0.26B+h2) 圓弧拱：S=B(0.24B+h2)半圓拱：S=B(0.39B+h2) 梯形斷面：S=(B1+B2)/2*hl 巷道周長計(jì)算公式：三心拱：p=2.33B+2h2 圓弧拱：p=2.27B+2h2半圓拱：p=2.57B+2h2 梯形斷面：S=B1+B2+(2h2/sina)以上：B巷道的凈寬度；h從道渣面起巷道的凈高度；h2從道渣面起巷道的墻度；B1巷道的上凈寬；B2巷道的下凈寬；sina般取80度。（3）查表算出各井巷段的摩擦阻力系數(shù)1-2、2-3、3-4、11-12、12-13除回風(fēng)斜井摩擦阻力系數(shù)為0.02、回風(fēng)巷道摩擦阻力系數(shù)為0.015外，其余井、巷的摩擦阻力系數(shù)均為0.012計(jì)算，具體見表2、3、4、5。（4）根據(jù)上述參數(shù)，利用下式計(jì)算各段井、巷的通風(fēng)摩擦阻力見表2、3、4、5： h =RQ2式中：H礦井總負(fù)壓，Pa；井巷通風(fēng)的摩擦阻力系數(shù)，Ns2/m4；P井巷的周界長度，m；L井巷的長度，m；S井巷的斷面積，m2；Q井巷的通過風(fēng)量，m3/s；R風(fēng)阻，Ns2/m8。（5）取各段井巷摩擦之和，則得礦井總摩擦阻力hf，見表2、3、4、5。hf= h12+ h23+、+ h1213。表2 巷道編號巷道名稱摩阻系數(shù)，巷道長度L，m巷道斷面S，m2巷道周界P，m風(fēng)阻R風(fēng)量Q阻力h1-2主井0.012503.4570.102241.54176.402-3運(yùn)輸平巷0.01297.56.8910.10.03614057.763-41224m中段進(jìn)風(fēng)0.0121905.719.40.11512046.054-5平巷0.012605.048.60.04841510.885-6平巷0.012605.048.60.0484104.846-7采場0.012402017.20.001050.037-81224m中段回風(fēng)0.01556010.2516.20.12642050.558-9主扇0.01224014.3514.90.014549.8536.09合計(jì)383.05表3巷道編號巷道名稱摩阻系數(shù)，巷道長度L，m巷道斷面S，m2巷道周界P，m風(fēng)阻R風(fēng)量Q阻力h1-2主井0.012503.4570.102241.54176.402-3運(yùn)輸平巷0.01297.56.8910.10.03614057.763-101264m中段進(jìn)風(fēng)0.0121146.3710.00.05292021.1710-11平巷0.012504.27.90.06401514.3811-12平巷0.012504.27.90.0640106.4012-13采場0.012402017.20.001050.0313-81264m中段回風(fēng)0.01546011.2714.60.07042028.158-9主扇0.01220014.3514.90.012149.8530.07合計(jì)334.36表4巷道編號巷道名稱摩阻系數(shù)，巷道長度L，m巷道斷面S，m2巷道周界P，m風(fēng)阻R風(fēng)量Q阻力h1-2主井0.012503.4570.102241.54176.402-81184m中段進(jìn)風(fēng)0.0124003.627.30.73860.9050.608-9主扇0.01228014.3514.90.016949.8542.00合計(jì)219.0表5巷道編號巷道名稱摩阻系數(shù)，巷道長度L，m巷道斷面S，m2巷道周界P，m風(fēng)阻R風(fēng)量Q阻力h1-2主井0.012503.4570.102241.54176.402-81184m中段回風(fēng)0.0124002.556.91.99740.640.828-9主扇0.01228014.3514.90.016949.8542.00合計(jì)219.22綜合上述表2、表3、表4 、表5計(jì)算所得的數(shù)據(jù)可知，選擇1-2-3-4-5-6-7-8-9為最大阻力路線（圖1）（如紅色號碼標(biāo)記線路）。故hf=h1-2+h2-3+h3-4+h4-5+h5-6+h6-7+h7-8+h8-9=383.05 Pa（6）此外還有轉(zhuǎn)彎、擴(kuò)大、縮小等局部阻力，由hj表示，局部阻力hj大致等于總摩擦阻力hf為的20%，即hj=0.2 hf=76.61 Pa（7）礦井總阻力用ht表示，則：ht= hf+0.2 hf=1.2 hf=459.66 Pa五、自然風(fēng)壓的計(jì)算隨著開采深度及通風(fēng)負(fù)壓的增加，自然風(fēng)壓對礦井通風(fēng)的影響也越來越大。當(dāng)自然風(fēng)壓對礦井通風(fēng)負(fù)壓的影響達(dá)到一定程度時(shí)，礦井通風(fēng)計(jì)算就必須考慮自然風(fēng)壓的影響。對礦井自然風(fēng)壓的影響因素主要有氣候變化及礦井開采時(shí)期。氣候影響最大的是夏、冬兩季，開采影響最大的是礦井生產(chǎn)通風(fēng)最易和最難時(shí)期。夏季礦井外氣溫高，礦井內(nèi)氣溫低，該礦井采用抽出式通風(fēng)方式，此時(shí)自然風(fēng)壓起反風(fēng)的作用。冬季礦井外氣溫低，礦井內(nèi)氣溫高，此時(shí)自然風(fēng)壓與機(jī)械風(fēng)壓的方向相同，起順風(fēng)作用，因此在考慮礦井通風(fēng)時(shí)，要將冬季與夏季的自然風(fēng)壓均考慮進(jìn)去。1.自然風(fēng)壓的計(jì)算：標(biāo)高：礦區(qū)海拔1464m，進(jìn)風(fēng)井標(biāo)高+1464m，回風(fēng)斜井標(biāo)高為+1464m。溫度：年平均氣溫3.64C，月平均最高氣溫34.4C，月平均最低氣溫31.3C。掘進(jìn)工作面位于1184m，豎井井筒高度為1464-1184=280m。恒溫帶在地表下10m處，地?zé)嵩鰷芈蕿?5m/C。進(jìn)風(fēng)井與回風(fēng)井井口標(biāo)高相同，均為1464m（1）濕空氣絕對靜壓PP表= (1 - 0. 112 H表/ 1000) 1. 01325 105式中P表地表濕空氣絕對靜壓，kPa；H表計(jì)算井筒井口地表標(biāo)高，m。由已知得H表=1464m，所以：l P進(jìn)表=（1 - 0. 112 H表/ 1000)1. 01325 105=（1-0. 1121464 / 1000）1. 01325105=88.947 kPa l P回表= (1 - 0. 112 H表/ 1000) 1. 01325105=（1 - 0. 1121464 / 1000) 1. 01325 105=88.947 kPal P表=0.5（P進(jìn)表+P回表）=88.947 kPa. 容易時(shí)期通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)壓： Pf 易= - 219.00 Pa. 困難時(shí)期通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)壓：Pf 難= -383.05Pa. 進(jìn)風(fēng)井筒井口、井底風(fēng)壓差：困難時(shí)期: Pj=175.95Pa. 回風(fēng)井筒井口、井底風(fēng)壓差：容易時(shí)期: Ph = 41.39 Pa；困難時(shí)期: Ph = 41.39 Pa因?yàn)镻j = Pj，所以P進(jìn)易= P進(jìn)難= P進(jìn)表- 0. 5 Pj= 88.859kPaP回易= P回表+ Pf 易+ 0. 5 Ph= 88.749 kPaP回難= P回表+ Pf難+ 0. 5 Ph= 88.652 kPa（2）相對濕度進(jìn)風(fēng)井筒一般取60 %；回風(fēng)井筒一般取100 %。（3）濕空氣溫度t地表夏季:當(dāng)?shù)赜涊d歷年最高氣溫，34.4 ；冬季:當(dāng)?shù)赜涊d歷年最低氣溫，-31.3 。進(jìn)風(fēng)井筒夏季:當(dāng)?shù)貧v年最高氣溫與井下氣溫(22 ) 的平均值，（34.4+22）/2=28.2 。冬季:進(jìn)風(fēng)井筒有加溫設(shè)施時(shí)， 取2 與井下氣溫(22 ) 的平均值12 ?；仫L(fēng)井筒椐調(diào)查，礦井生產(chǎn)過程中回風(fēng)井井筒內(nèi)空氣溫度變化很小，計(jì)算時(shí)可取22 。（4）飽和水蒸氣的絕對分壓Ps 隨濕空氣溫度(t) 變化而變化，根據(jù)進(jìn)、回風(fēng)井的通風(fēng)風(fēng)流溫度，由表1 選取飽和水蒸氣絕對分壓Ps。地表：夏季：t = 34. 4 ，Ps = 5. 428 kPa；冬季：t = - 31.3 ，Ps = 0. 015kPa。進(jìn)風(fēng)井筒：夏季：t = 28. 2 ，Ps = 3. 771 kPa；冬季t = 12 Ps = 1. 399 kPa。.回風(fēng)井筒：t = 22 Ps = 2. 637 kPa。（5）計(jì)算空氣密度求進(jìn)風(fēng)井口地表濕空氣的密度：a夏天：夏= 3. 484 ( P表- 0. 3779Ps) / (273. 15 + t)= 0. 994 kg/ m3。式中：夏夏天進(jìn)風(fēng)井口地表濕空氣的密度，kg/ m3；P表進(jìn)風(fēng)井筒側(cè)井口至回風(fēng)井口標(biāo)高地表濕空氣的絕對靜壓平均值：88.947kPa；夏天進(jìn)風(fēng)井筒側(cè)地表濕空氣的相對濕度，60 %；t 夏天進(jìn)風(fēng)井筒側(cè)地表濕空氣的溫度，34.4；Ps t = 34. 4時(shí)飽和水蒸氣的絕對分壓，5.428 kPa。b.冬天：冬= 3. 484 ( P表- 0. 3779Ps) / (273. 15 + t)= 1. 281 kg/ m3。式中：冬冬天進(jìn)風(fēng)井口地表濕空氣的密度，kg/ m3 ；P表進(jìn)風(fēng)井筒側(cè)井口至回風(fēng)井口標(biāo)高地表濕空氣的絕對靜壓平均值88.947kPa；冬天進(jìn)風(fēng)井筒側(cè)地表濕空氣的相對濕度，60 %；t 冬天進(jìn)風(fēng)井筒側(cè)地表濕空氣的溫度，- 31.3 ；Ps t = - 31.3時(shí)飽和水蒸氣的絕對分壓，0. 015kPa。求進(jìn)風(fēng)井筒中濕空氣的平均密度：a.夏天：進(jìn)夏= 3. 484 ( P進(jìn)難- 0. 3779Ps)/ (273. 15 + t) = 1.017 kg/ m3式中：進(jìn)夏困難時(shí)期夏天進(jìn)風(fēng)井筒中濕空氣的平均密度，kg/ m3；P進(jìn)難困難時(shí)期進(jìn)風(fēng)井筒中濕空氣的絕對靜壓平均值，88.859kPa；夏天進(jìn)風(fēng)井筒中濕空氣的相對濕度，60 %；t夏天進(jìn)風(fēng)井筒中濕空氣溫度，28. 2 ；Pst = 28. 2時(shí)飽和水蒸氣的絕對分壓，3. 771 kPa。b. 冬天：進(jìn)冬= 3. 484 ( P進(jìn)易- 0. 3779Ps)/ (273. 15 + t) = 1. 082 kg/ m3。式中：進(jìn)冬容易時(shí)期冬天進(jìn)風(fēng)井筒中濕空氣的平均密度， kg/ m3 ；P容易時(shí)期進(jìn)風(fēng)井筒中濕空氣的絕對靜壓平均值88.859kPa；冬天進(jìn)風(fēng)井筒中濕空氣的相對濕度，60 %；t冬天進(jìn)風(fēng)井筒中濕空氣溫度，12；Ps12時(shí)飽和水蒸氣的絕對分壓，1.399 kPa。計(jì)算回風(fēng)井筒中濕空氣的平均密度a. 容易時(shí)期：回易= 3. 484 ( P回易- 0. 3779Ps)/ (273. 15 + t) =1.036kg/ m3式中：回易容易時(shí)期回風(fēng)井筒中濕空氣的平均密度， kg/ m3 ；P回易容易時(shí)期回風(fēng)井筒中濕空氣的絕對靜壓平均值，88.749 kPa ；回風(fēng)井筒中濕空氣的相對濕度，100 %；t 回風(fēng)井筒中濕空氣溫度，22 ；Ps22 時(shí)飽和水蒸氣的絕對分壓，2. 637kPa 。b. 困難時(shí)期：回難= 3. 484 ( P回難- 0. 3779Ps)/ (273. 15 + t) = 1.035 kg/ m3式中：回難困難時(shí)期回風(fēng)井筒中濕空氣的平均密度，kg/ m3；P回難困難時(shí)期回風(fēng)井筒中濕空氣的絕對靜壓平均值88.652kPa；回風(fēng)井筒中濕空氣的相對濕度，100 %；t回風(fēng)井筒中濕空氣溫度，22；Ps22時(shí)飽和水蒸氣的絕對分壓，2.637 kPa。（6）計(jì)算自然風(fēng)壓計(jì)算容易時(shí)期(冬天) 自然風(fēng)壓He1He1 = (冬h +進(jìn)冬Zj - 回易Zh) g= 282.24Pa (幫助主扇風(fēng)機(jī)通風(fēng))式中：冬冬天進(jìn)風(fēng)井口地表濕空氣的密度，1. 281 kg/ m3 ；進(jìn)冬容易時(shí)期冬天進(jìn)風(fēng)井筒中濕空氣的平均密度1.082kg/m3；回易容易時(shí)期回風(fēng)井筒中濕空氣的平均密度，1.036 kg/ m3；h 進(jìn)、回風(fēng)井口之間的高差，80 m；Zj 進(jìn)風(fēng)井筒的垂直深度，200 m；Zh 回風(fēng)井筒的垂直深度，280 m。求困難時(shí)期(夏天) 的自然風(fēng)壓He4He2 = (夏h +進(jìn)夏Zj - 回難Zh) g= - 67.424 Pa (阻礙主扇風(fēng)機(jī)通風(fēng))式中：夏夏天進(jìn)風(fēng)井口地表濕空氣的密度，0.994 kg/ m3；進(jìn)夏困難時(shí)期夏天進(jìn)風(fēng)井筒中濕空氣的平均密度，1.017kg/ m3；回難困難時(shí)期回風(fēng)井筒中濕空氣的平均密度，1.035kg/ m3；h進(jìn)、回風(fēng)井口之間的高差，80 m；Zj進(jìn)風(fēng)井筒的垂直深度，200 m；Zh回風(fēng)井筒的