礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì).ppt

2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) MineVentilationDesign 本章重點(diǎn)礦井通風(fēng)設(shè)計(jì) 內(nèi)容與要求 優(yōu)選通風(fēng)系統(tǒng) 礦井風(fēng)量計(jì)算 阻力計(jì)算 通風(fēng)設(shè)備選擇 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第一節(jié)礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)的任務(wù)和內(nèi)容新建礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)一般分為基建和生產(chǎn)兩個(gè)時(shí)朋 必須分別進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算 一礦井基建時(shí)期的通風(fēng)礦井基建時(shí)朋的通風(fēng)是指基建井巷掘進(jìn)時(shí)的通風(fēng)即開鑿井筒 或平硐 井底車場(chǎng) 第一水平運(yùn)輸巷道和通風(fēng)巷道時(shí)的通風(fēng) 此時(shí)期多用只獨(dú)頭巷道進(jìn)行局部通風(fēng) 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 二 礦井生產(chǎn)時(shí)期的通風(fēng)礦井生產(chǎn)時(shí)朗的通風(fēng)是指投產(chǎn)后 包括全礦開拓 采準(zhǔn) 切割和回采工作面以及其他井巷的通風(fēng) 這時(shí)期的通風(fēng)設(shè)計(jì) 根據(jù)礦井生產(chǎn)年限的長(zhǎng)短 又分為兩種情況 1 礦井服務(wù)年限不長(zhǎng) 小于20年 2 礦井服務(wù)年限較長(zhǎng) 大于20年 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 三 礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)原始資料 1礦井自然條件 礦山地質(zhì)地形團(tuán) 礦巖游離二氧化被 硫 放射性物及有害氣體的含量 礦巖自然發(fā)火傾向 礦區(qū)氣候條件 包括年最高 最低 平均氣溫 地溫梯度 常年主導(dǎo)風(fēng)向等 礦巖密度 塊度 松散系致 含泥量及粘結(jié)性等2礦井生產(chǎn)條件 礦井年產(chǎn)量 服務(wù)年限 礦床開拓 回采順序 提運(yùn)系統(tǒng)及采礦方法 各區(qū)儲(chǔ)量 產(chǎn)量分配 采掘工作面比例 生產(chǎn)和備用工作面數(shù) 同時(shí)開動(dòng)的各種鑿巖機(jī)臺(tái)數(shù)及其分布 同時(shí)爆破的最多炸藥量數(shù) 同時(shí)工作的最多人數(shù) 礦井和采區(qū)的巷道系統(tǒng) 斷面及文護(hù)型式等 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 四 礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容 確定礦井通風(fēng)系統(tǒng) 畫出通風(fēng)系統(tǒng)圖礦井風(fēng)量計(jì)算和風(fēng)量分配 礦井通風(fēng)阻力計(jì)算 選擇通風(fēng)設(shè)備 概算礦井通風(fēng)費(fèi)用 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第二節(jié)礦井通風(fēng)系統(tǒng)選擇的原則 一 通風(fēng)系統(tǒng)選擇原則在擬定礦井通風(fēng)系統(tǒng)時(shí) 應(yīng)嚴(yán)格遵循安全可取 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 礦井通風(fēng)網(wǎng)路結(jié)構(gòu)合理 集中進(jìn) 回風(fēng)線路要短 通風(fēng)總阻力要小 多階段同時(shí)作業(yè)時(shí) 主要人行運(yùn)拖巷道和工作點(diǎn)上的污風(fēng)不串聯(lián) 內(nèi)外部漏風(fēng)少 通風(fēng)構(gòu)筑物和風(fēng)流調(diào)節(jié)設(shè)施及輔扇要少 充分利用一切可用的通風(fēng)并巷 使專用通風(fēng)井巷工程量最小 通風(fēng)動(dòng)力消耗少 通風(fēng)費(fèi)用低 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 二 礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)的要求將足夠的新鮮空氣有效地送到井下工作場(chǎng)所 保證生產(chǎn)和良好的勞動(dòng)條件 通風(fēng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單 風(fēng)流穩(wěn)定 易于管理 具有抗災(zāi)能力 發(fā)生事故時(shí) 風(fēng)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(cè)系統(tǒng)或檢測(cè)措施 通風(fēng)系統(tǒng)的基建投資省 營運(yùn)費(fèi)用低 綜合經(jīng)濟(jì)效益好 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 三 擬定調(diào)風(fēng)系統(tǒng)的幾項(xiàng)具體規(guī)定每個(gè)礦井和階段水平之間部必須有兩個(gè)安全出口 進(jìn)風(fēng)井巷與采掘工作面的進(jìn)風(fēng)流的粗塵濃度不得大0 5mg m3 新設(shè)計(jì)的箕斗井和混合井禁止作進(jìn)風(fēng)井 已作進(jìn)風(fēng)井的箕斗井和混合井必須采取凈化措施 使近風(fēng)流的含塵量達(dá)到上述要求 主要回風(fēng)井巷不得作人行道 井口進(jìn)風(fēng)不得受礦塵和有毒有害氣體污染 井口排風(fēng)不得造成公害 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5礦井有效風(fēng)量率應(yīng)在60 以上 6采場(chǎng) 二次破碎巷遭和電耙道 應(yīng)利用貫穿風(fēng)流通風(fēng) 電耙司機(jī)應(yīng)位于風(fēng)流的上風(fēng)側(cè) 有污風(fēng)皋聯(lián)時(shí) 應(yīng)禁止人員作業(yè) 7井下破碎嗣室和炸藥庫 必須沒有獨(dú)立的回風(fēng)道8主扇一般應(yīng)設(shè)反風(fēng)裝置 風(fēng)量 60 要求10min內(nèi)實(shí)現(xiàn)反風(fēng) 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 選擇通風(fēng)系統(tǒng)時(shí) 應(yīng)根據(jù)礦體賦存條件和開采特點(diǎn) 選取幾個(gè)可行方案進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 擇優(yōu)選出 通風(fēng)系統(tǒng)方案技術(shù)比較的主要內(nèi)容 1 通風(fēng)系統(tǒng)的安全可靠性 2 通風(fēng)網(wǎng)路的復(fù)雜程度 串聯(lián)污染的可能性 風(fēng)流控制的難易 3 礦井風(fēng)壓大小及風(fēng)壓分布 高風(fēng)壓區(qū)通風(fēng)構(gòu)筑物的數(shù)量及其對(duì)礦井漏風(fēng)量大小的影響 4 礦井主要風(fēng)流控制設(shè)施的位置 對(duì)生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)挠绊懞凸芾淼碾y易程度 5 主扇位置 安裝 供電 維護(hù)檢修的方便程度 6 通風(fēng)管理人員數(shù)量 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 通風(fēng)系統(tǒng)方案經(jīng)濟(jì)比較的主要內(nèi)容 1 通風(fēng)井巷工程量 主要構(gòu)筑物的工程量 2 礦并通風(fēng)設(shè)備數(shù)量及裝機(jī)容量 3 礦井通風(fēng)基建投資 4 電力消耗 5 年經(jīng)營費(fèi)用 電力 工資 材料等 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第三節(jié)全礦所需風(fēng)量計(jì)算 一 全礦總風(fēng)量計(jì)算根據(jù)金屬礦山生產(chǎn)特點(diǎn) 全礦所需總風(fēng)量應(yīng)為各工作面需風(fēng)量與需要獨(dú)立通風(fēng)硐室的風(fēng)量之總和 并給予一定的備用系數(shù) 全礦總風(fēng)量可按下式計(jì)算 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 式中QS 回采工作面所需風(fēng)量 Q S 備用回采工作面所需風(fēng)量 對(duì)于能夠臨時(shí)密閉的備用工作面其風(fēng)量可取作業(yè)工作面的一半 Qd 掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量 Qr 要求獨(dú)立風(fēng)流的硐室所需風(fēng)量 QH 其他需風(fēng)點(diǎn)如主溜礦井所需風(fēng)量 K 礦井風(fēng)量備用系數(shù) 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1回采工作需風(fēng)量 A按排炮煙計(jì)算 式中V0 采場(chǎng)通風(fēng)空間體積 V1 全巷道空間體積 包括及下風(fēng)側(cè)排風(fēng)巷道 A 一次爆破的炸藥量 t 通風(fēng)時(shí)間 秒 一般取1200 2400秒 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) B 按排塵計(jì)算風(fēng)量按照 冶金礦山安全規(guī)程 規(guī)定回采工作面的最低排塵風(fēng)速為0 25m s 巷道型采場(chǎng)的斷面為S 故每個(gè)采場(chǎng)所需風(fēng)量為Q Sv 2備用回采工作面所需風(fēng)量為 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量掘進(jìn)工作面包括開拓 采準(zhǔn)和切割工作面 掘進(jìn)通風(fēng)一般采用壓入式通風(fēng) 其所需風(fēng)量計(jì)算公式為 lr 巷道長(zhǎng)度 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4獨(dú)立風(fēng)流的硐室所需風(fēng)量 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 二 按萬噸風(fēng)量比校核礦井總風(fēng)量依據(jù)以下計(jì)算公式可以校核礦井總風(fēng)量 式中 A 礦井年產(chǎn)量 萬噸 q 萬噸風(fēng)量比 米3 秒 萬噸 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 表年產(chǎn)量萬噸風(fēng)量比 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第四節(jié)礦井風(fēng)量分配 一 風(fēng)量分配的原則 1 回采工作面的風(fēng)量應(yīng)按照排煙或排塵風(fēng)量中取較大者來進(jìn)行分配 掘進(jìn)工作面應(yīng)按局部通風(fēng)風(fēng)員計(jì)算值進(jìn)行分配 為保證風(fēng)流質(zhì)量應(yīng)避免各采掘工作面串聯(lián)通風(fēng) 2 備用工作面風(fēng)量控回采工作面風(fēng)雖的一半進(jìn)行分配 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 并下炸藥庫 破碎洞室和主溜井處應(yīng)獨(dú)立通風(fēng) 回風(fēng)流應(yīng)直接導(dǎo)入總回風(fēng)道或直通地表 否則必須采取凈化措施 4 礦井通風(fēng)系統(tǒng)為多井口進(jìn)風(fēng)時(shí) 各進(jìn)風(fēng)風(fēng)路的風(fēng)量應(yīng)按風(fēng)雖自然分配的規(guī)律進(jìn)行解算 求出備進(jìn)風(fēng)風(fēng)路自然分配的風(fēng)置 5 在所有需風(fēng)點(diǎn)和有風(fēng)流通過的井巷中 風(fēng)速必須符合安全規(guī)程規(guī)定 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 井巷最高允許風(fēng)速表 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 新建礦井的風(fēng)量分配在新建礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)中 礦井的漏風(fēng)地點(diǎn)和漏風(fēng)員難以確切估計(jì) 只能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)作概略的估算 即根據(jù)礦井主要漏風(fēng)地點(diǎn)的位置 對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)段 需風(fēng)段和回風(fēng)段的影響 而考慮在需風(fēng)量的基礎(chǔ)上分別乘以風(fēng)量備用系數(shù)的全部 部分或不乘 一般來說壓入式通風(fēng)系統(tǒng)中 主要漏風(fēng)地點(diǎn)在進(jìn)風(fēng)段 抽出式通風(fēng)系統(tǒng)中 主要漏風(fēng)地點(diǎn)在回風(fēng)段 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 進(jìn)風(fēng)段是指由進(jìn)風(fēng)井口到回采階段最前面一個(gè)采場(chǎng)進(jìn)風(fēng)天井為止的那一區(qū)段的所有井巷 回風(fēng)段是指由回采階段最后面一個(gè)采場(chǎng)岡風(fēng)天井口到回風(fēng)井口的那一區(qū)段 階段中部整個(gè)開采區(qū)間均為需風(fēng)段 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 進(jìn)行風(fēng)且分配時(shí) 應(yīng)將各井巷的風(fēng)量值一一標(biāo)在通風(fēng)系統(tǒng)圖和通風(fēng)網(wǎng)路結(jié)構(gòu)示意圖上 漏風(fēng)風(fēng)路可用一條通大氣的插入線表示 壓入式通風(fēng)階在進(jìn)風(fēng)段的終點(diǎn)上畫一漏風(fēng)風(fēng)路引到地表 抽出式通風(fēng)時(shí) 在回風(fēng)段的始點(diǎn)上畫一漏風(fēng)風(fēng)路連通地表大氣 并標(biāo)出漏風(fēng)量 使回路保持風(fēng)量平衡 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第五節(jié)礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算 礦井總阻力 風(fēng)流從進(jìn)風(fēng)井口到扇風(fēng)機(jī)風(fēng)硐出口 抽出式通風(fēng) 或由扇風(fēng)機(jī)風(fēng)硐到回風(fēng)井口 壓入式 沿任意一條風(fēng)路流動(dòng)途中所產(chǎn)生的摩擦阻力和局部阻力之和 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 一礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算原則1 礦井通風(fēng)設(shè)的總阻力 不應(yīng)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20 計(jì)算 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 二 礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算對(duì)于礦井有兩臺(tái)或多臺(tái)風(fēng)主要通風(fēng)機(jī)工作 礦井通風(fēng)阻力按每臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)所服務(wù)的系統(tǒng)分別計(jì)算 礦井通風(fēng)系統(tǒng)總阻力最小時(shí)稱通風(fēng)容易時(shí)期 通風(fēng)系統(tǒng)總阻力最大時(shí)亦稱為通風(fēng)困難時(shí)期 對(duì)于通風(fēng)困難和容易時(shí)期 要分別畫出通風(fēng)系統(tǒng)圖 按照采掘工作面及硐室的需要分配風(fēng)量 再由各段風(fēng)路的阻力計(jì)算礦井總阻力 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 計(jì)算方法 沿著風(fēng)流總阻力最大路線 依次計(jì)算各段摩擦阻力hf 然后分別累計(jì)得出容易和困難時(shí)期的總摩擦阻力hf1和hf2 通風(fēng)容易時(shí)期總阻力 通風(fēng)困難時(shí)期總阻力 hf按下式計(jì)算 式中 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第六節(jié)礦井通風(fēng)設(shè)備的選擇 礦井通風(fēng)設(shè)備是指主要通風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī) 一 礦井通風(fēng)設(shè)備的要求 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 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 二 主要通風(fēng)機(jī)的選擇1 計(jì)算通風(fēng)機(jī)風(fēng)量Qf式中Qf 主要通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)量 m3 s Qm 礦井需風(fēng)量 m3 s k 漏風(fēng)損失系數(shù) 風(fēng)井不提升用時(shí)取1 1 箕斗井兼作回硯用時(shí)取1 15 回風(fēng)回升降人員時(shí)取1 2 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 計(jì)算通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓離心式通風(fēng)機(jī) 提供的大多是全壓曲線 容易時(shí)期困難時(shí)期軸流式通風(fēng)機(jī) 提供的大多是靜壓曲線 容易時(shí)期困難時(shí)期 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) ham 通風(fēng)系統(tǒng)的總阻力 hd 通風(fēng)機(jī)附屬裝置 風(fēng)硐和擴(kuò)散器 的阻力 hvd 擴(kuò)散器出口動(dòng)能損失 N 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)負(fù)壓作用反向時(shí)取 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 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Qf Hsdmin 或Htdmin 和礦井通風(fēng)困難通風(fēng)機(jī)的Qf Hsdmax 或Htdmax 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) 4 求通風(fēng)機(jī)的實(shí)際工況點(diǎn)因?yàn)楦鶕?jù)Qf Hsdmin 或Htdmin 和Qf Hsdmax 或Htdmax 確定的工況點(diǎn) 但設(shè)計(jì)工況點(diǎn)不一定恰好在所選擇通風(fēng)機(jī)的特性曲線上 必須根據(jù)通風(fēng)機(jī)的工作阻力 確定其實(shí)際工況點(diǎn) 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 步驟1 計(jì)算通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)阻用靜壓特性曲線時(shí) 用全壓特性曲線時(shí) 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 確定通風(fēng)機(jī)的實(shí)際工況點(diǎn)在通風(fēng)機(jī)特性曲線上作通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)阻曲線 與風(fēng)壓曲線的交點(diǎn)即為實(shí)際工況點(diǎn) 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 確定通風(fēng)的型號(hào)和轉(zhuǎn)速根據(jù)通風(fēng)機(jī)的工況參數(shù) Qf Hsd N 對(duì)初選的通風(fēng)機(jī)進(jìn)行技術(shù) 經(jīng)濟(jì)和安全性比較 最后確定通風(fēng)機(jī)的型號(hào)和轉(zhuǎn)速 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 電動(dòng)機(jī)選擇 通風(fēng)機(jī)的輸入功率按通風(fēng)容易和困難時(shí)期 分別計(jì)算風(fēng)所需的輸入功率Nmin max 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 電動(dòng)機(jī)的臺(tái)數(shù)及種類電機(jī)功率計(jì)算 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第七節(jié)通風(fēng)井巷經(jīng)濟(jì)斷面的選擇 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 經(jīng)濟(jì)風(fēng)速 專用通風(fēng)井巷可以用經(jīng)濟(jì)風(fēng)速來計(jì)算經(jīng)濟(jì)斷面 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 六 概算礦井通風(fēng)費(fèi)用萬噸礦石通風(fēng)成本是通風(fēng)設(shè)計(jì)和管理的重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 萬噸礦石通風(fēng)成本主要包括下列費(fèi)用 2020 2 18 第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 電費(fèi) W1 萬噸礦石的通風(fēng)電費(fèi)為主要通風(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 可用如下公式計(jì)算 E 主要通風(fēng)機(jī)年耗電量 D 電價(jià) 元 KWh