礦井通風(fēng)課程設(shè)計指導(dǎo)書及題目(最新)

1、礦井通風(fēng)課程設(shè)計一、局部通風(fēng)設(shè)計選擇合理的局部通風(fēng)方法、風(fēng)筒類型與直徑，計算局部通風(fēng)阻力、選擇局部通風(fēng)機(jī)及掘進(jìn)通風(fēng)安全技術(shù)措施、裝備。(一)設(shè)計原則及步驟1、設(shè)計原則根據(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，計算風(fēng)筒出入口風(fēng)量，計算風(fēng)筒通風(fēng)阻力，選擇局部通風(fēng)機(jī)。局部通風(fēng)是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的一個重要組成部分，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)計原則可歸納如下：礦井和采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)為局部通風(fēng)創(chuàng)造條件；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)；盡量采用技術(shù)先進(jìn)的低噪、高效型局部通風(fēng)機(jī)；壓人式通風(fēng)宜用柔性風(fēng)筒

2、，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；當(dāng)一臺風(fēng)機(jī)不能滿足通風(fēng)要求時可考慮選用兩臺風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)行。2、設(shè)計步驟確定局部通風(fēng)系統(tǒng)，繪制掘進(jìn)巷道局部通風(fēng)系統(tǒng)布置圖；按通風(fēng)方法和最大通風(fēng)距離，選擇風(fēng)筒類型與直徑；計算風(fēng)機(jī)風(fēng)量和風(fēng)筒出口風(fēng)量；按掘進(jìn)巷道通風(fēng)長度變化分階段計算局部通風(fēng)系統(tǒng)總阻力；按計算所得局部通風(fēng)機(jī)設(shè)計風(fēng)量和風(fēng)壓，選擇局部通風(fēng)機(jī)；按礦井災(zāi)害特點，選擇配套安全技術(shù)裝備。3、掘進(jìn)通風(fēng)方法掘進(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

3、工作方式可分為：壓入式通風(fēng)抽出式通風(fēng)混合式通風(fēng)二）掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量計算及設(shè)計根據(jù)規(guī)程規(guī)定：礦井必須采用局部通風(fēng)措施1、掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量煤巷、半煤巖巷和巖巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量，應(yīng)按下列因素分別計算，取其最大值。1）按瓦斯（二氧化碳）涌出量計算100QK3Q=CH4掘m3/s掘60通風(fēng)容易時期：Q掘二1*275*2二9.17m3/s60式中：Q掘進(jìn)工作面實際需風(fēng)量,m3/s；掘Qh4掘進(jìn)工作面平均絕對瓦斯涌出量,m3/min；ch4K掘進(jìn)工作面因瓦斯涌出量不均勻的備用風(fēng)量系掘數(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1.52.0；炮掘工作面取1.82.0。2）

4、按炸藥使用量計算Q二25A/60m3/s掘掘Q=25*4.3/60二1.79m3/s掘式中：25使用1唸炸藥的供風(fēng)量，m3/min；A掘進(jìn)工作面一次炸破所用的最大炸藥量，唸。掘m3/s3）按工作人員數(shù)量計算Q二4N/60掘掘掘二4*18/60二1.2m3/s式中：N掘掘進(jìn)工作面同時工作的最多人數(shù)，人。4）按風(fēng)速進(jìn)行驗算巖巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量應(yīng)滿足：0.15SQ4S掘掘掘煤巷、半煤巖巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量應(yīng)滿足0.25SQ4S掘掘掘2.125。掘34式中：S掘進(jìn)工作面巷道過風(fēng)斷面積,m2。掘2、掘進(jìn)面的設(shè)計1）巷道斷面各個掘進(jìn)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(yùn)輸順槽其

5、巷道斷面一般較大，凈斷面一般在8.0m2左右，掘進(jìn)斷面為9.6m2左右。對于回風(fēng)順槽斷面較小，凈斷面一般6.6m2左右，掘進(jìn)斷面一般7.8m2左右，其他各掘進(jìn)頭斷面有其凈斷面確定。2）支護(hù)形式在上下順槽內(nèi)，巷道支護(hù)形式多采用工字鋼或錨網(wǎng)支護(hù)，對于上下山及大巷、回風(fēng)采用錨噴支護(hù)。（三）掘進(jìn)通風(fēng)設(shè)備選擇1、風(fēng)筒的選擇1）風(fēng)筒的種類掘進(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)，因此可選用直徑為600mm的膠布風(fēng)筒。風(fēng)筒特性如表5-4。表5-4風(fēng)筒特性表風(fēng)筒類別風(fēng)筒直徑mm接頭方式百米

6、風(fēng)阻Ns2/m8節(jié)長膠布風(fēng)筒1000雙反邊230m膠布風(fēng)筒600雙反邊15.8830m選用風(fēng)筒要與局部通風(fēng)機(jī)選型一并考慮，其原則是；（1）風(fēng)筒直徑能保證最大通風(fēng)長度時，局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)量能滿足工作面通風(fēng)的要求，（2）在巷道斷面容許的條件下，盡可能選擇直徑較大的風(fēng)筒，以降低風(fēng)阻，減少漏風(fēng)，節(jié)約通風(fēng)電耗；一般來說，立井鑿井時，選用600-1000mm的鐵風(fēng)筒或玻璃鋼風(fēng)筒；通風(fēng)長度在200m以內(nèi)，宜選用直徑為400mm的風(fēng)筒，通風(fēng)長度200-500m,宜選用直徑500mm的風(fēng)筒；通風(fēng)長度500-l000m,宜選用直徑800-l000mm的風(fēng)筒。2）風(fēng)筒漏風(fēng)正常情況下，金屬和透氣性極小的塑料風(fēng)筒的漏氣主

7、要是發(fā)生在接頭處，膠皮風(fēng)筒不僅接頭而且全長的壁面和針眼都有漏風(fēng)，所以風(fēng)筒漏風(fēng)量屬連續(xù)的均勻的漏風(fēng)。漏風(fēng)使風(fēng)筒和局部通風(fēng)機(jī)連接端的風(fēng)量Qf與風(fēng)筒靠近工作面的風(fēng)量Qh不等。因此應(yīng)按始末端風(fēng)量的幾何平均值作為通過風(fēng)筒的風(fēng)量Q即：qQQm3/sfh顯然Qf與Qh之差是風(fēng)筒的漏風(fēng)量q，它與風(fēng)筒種類，接頭數(shù)目，方法和質(zhì)量以及風(fēng)筒直徑，風(fēng)壓有關(guān)，但更主要的是與風(fēng)筒的維護(hù)和管理密切相關(guān)。反應(yīng)風(fēng)筒漏風(fēng)程度的指標(biāo)參數(shù)有三：（1）風(fēng)筒漏風(fēng)率風(fēng)筒漏風(fēng)量占局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量的百分?jǐn)?shù)：L-Qx100%-Qf_Qhx100%eQQ（2）風(fēng)筒有效風(fēng)量掘進(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)QQQ二4X100%=-4LQQf

8、fX100%=(1-L)X100%e3）風(fēng)筒漏風(fēng)備用系數(shù)風(fēng)筒有效風(fēng)量率的倒數(shù)：TOC o 1-5 h zQQ11p二ff=qQQ-Qp1-Lhflee柔性風(fēng)筒的卩口值可用下式計算：1Pq1-nLeipq1-124*0.005=1.29式中：n接頭數(shù)；L.一個接頭的漏風(fēng)率，插接時取0.010.02；反邊ei連接時取0.005。2、局部通風(fēng)機(jī)的選擇1）、確定局部通風(fēng)機(jī)的工作參數(shù)：、局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量Qf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,用下式計算局部通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)量。Q廣PqQhq二pq=1.29*9.17=11.8m3/sfq2)、局部通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)壓hf局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓用于克服風(fēng)筒的通

9、風(fēng)阻力,由于風(fēng)筒漏風(fēng),計算風(fēng)筒通風(fēng)阻力時,應(yīng)按通風(fēng)方式不同選用不同方法。壓入式通風(fēng)時，設(shè)風(fēng)筒出口動壓損失為hv,則局部通風(fēng)機(jī)的全D4壓Ht為:H=RQQ+h=RQQ+0.811ptffhvffh式中：Rf壓入式風(fēng)筒的總風(fēng)阻。H二13.5*2*11.8*9.17+0.811*1.2*9.172二3003pat抽出式通風(fēng)時，設(shè)風(fēng)筒的入口局部阻力系數(shù)二5，則局部通風(fēng)機(jī)靜壓H為：SQ2H=RQQ+0.406phsffhD4、局部通風(fēng)機(jī)選型：根據(jù)需要的Qf、H、H值在各類局部通風(fēng)機(jī)特性曲線上，確定fts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)。由于軸流式局部通風(fēng)機(jī)具有體積小，便于安裝、串

10、聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)效率高等優(yōu)點，而被廣泛采用。二、風(fēng)量計算及風(fēng)量分配（一）礦井需風(fēng)量計算對設(shè)計礦井的風(fēng)量，可按兩種情況分別計算：一種是新礦區(qū)無鄰近礦井通風(fēng)資料可參考時，礦井需要風(fēng)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(fēng)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，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(fēng)量。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

11、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(xí)礦井資料基礎(chǔ)上進(jìn)行的，故可按此種方法計算礦井風(fēng)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(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”計算方法。1、生產(chǎn)工作面、備用工作面每個回采工作面實際需要風(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)行計算，然后取其中最大值。（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(fēng)量，其計算公式為：Q二QxKxKxKcjbcgcccw式中：Q采煤工作面需要風(fēng)量，m3/s；cQ.b不同采煤

12、方式工作面所需的基本風(fēng)量,m3/s。jbQjb工作面控頂距X工作面實際采高X70%（工作面有效斷面積）X適宜風(fēng)速（不小于lm/s）；K回采工作面采高調(diào)整系數(shù)（見表5-1）；cgK回采工作面長度調(diào)整系數(shù)（見表5-2）；CCK回采工作面溫度調(diào)整系數(shù)（見表5-3）。cw表5-1K回采工作面采高調(diào)整系數(shù)cg采高200長度調(diào)整系數(shù)（K長）1.01.01.31.31.5表5-3K回采工作面溫度與對應(yīng)風(fēng)速調(diào)整系數(shù)cw回采工作面空氣溫采煤工作面風(fēng)配風(fēng)調(diào)整系數(shù)度（C）速（m/s）K溫180.30.80.9018200.81.01.0020231.01.51.001.1023261.51.81.101.25262

13、81.82.51.251.428302.53.01.41.6（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(fēng)流中瓦斯（或二氧化碳）的濃度不超過1的要求計算：Q=100 xqxKccCH4式中：Q回采工作面實際需要風(fēng)量,m3/s；cq回采工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中瓦斯（或二氧化碳）的C平均絕對涌出量,m3/s；KCH4采面瓦斯涌出不均衡通風(fēng)系數(shù)。正常生產(chǎn)條件CH4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）。Q二100*4.65*2二15.5m3/sc（3）、按工作面溫度選擇適宜的風(fēng)速進(jìn)行計算（見表5-3）Q二VxS（m3/s）ccc

14、式中：V采煤工作面風(fēng)速，m/s；CS采煤工作面的平均斷面積,m2。CQ二1.2*8.4二10.08m3/sc（4）、按回采工作面同時作業(yè)人數(shù)每人供風(fēng)不小于4m3/min，則4Nm3/s)60式中：N采煤工作面同時工作人數(shù)。4*66Q二一c60二4.4m3/s、按風(fēng)速進(jìn)行驗算：0.25SQ4S(m3/s)c式中：S工作面平均斷面積，m2。2.025Q32.4c綜上所述工作面用風(fēng)量Q取15.5m3/sc、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(fēng)量，且最少不得低于采煤工作面實際需要風(fēng)量的50%。備用工作面風(fēng)量取采煤工作面的80%。即：15.5*0.8=14.88m3/s2、掘進(jìn)工作面所

15、需風(fēng)量單個掘進(jìn)工作面的需風(fēng)量利用第一部分計算結(jié)果。掘進(jìn)工作面所需總風(fēng)量，應(yīng)按礦井各個需要獨立通風(fēng)的掘進(jìn)工作面實際需要風(fēng)量的總和計算3、硐室實際需要風(fēng)量硐室實際需要風(fēng)量應(yīng)按礦井各個獨立通風(fēng)硐室實際需要風(fēng)量的總和計算，即工Q=Q+Q+Q+Q+Qm3曲硐火充機(jī)采硐其它式中:Q火藥庫實際需要風(fēng)量按每小時4次換氣量計算，火即Q=4V/60=0.07V(m3/s)；火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)，般按經(jīng)驗值給定風(fēng)量，大型火藥庫供風(fēng)100150m3/min；中小型火藥庫供風(fēng)60100m3/min；Q充電硐室實際需要風(fēng)量，應(yīng)按回風(fēng)流中氫氣濃充度小于0.5%計算，但不

16、得小于100m3/min，或按經(jīng)驗值給定100200m3/min；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)量，須保證機(jī)電硐室溫度不超過30C,其它硐室溫度不超過26C。Q大型機(jī)電硐室實際需要風(fēng)量，應(yīng)按機(jī)電設(shè)備運(yùn)機(jī)轉(zhuǎn)的發(fā)熱量計算，即小860W(1-u).Q=iim3.s機(jī)1.2x0.24x60 xAtWi機(jī)電硐室中運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)電總功率，kW；i(1-Mi)機(jī)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(jī)房?。?200.23；水泵房取0.020.04；8601kW/h的熱當(dāng)量數(shù)，千卡；|J.機(jī)電設(shè)備效率；it機(jī)電硐室進(jìn)回風(fēng)流的氣溫差，C；Q采區(qū)絞車房或

17、變電硐室實際需要風(fēng)量，按經(jīng)采硐驗供給風(fēng)量6080m3/min；Q其它硐室所需風(fēng)量，根據(jù)具體情況供風(fēng)。其它硐取火藥庫需風(fēng)量2m3/s，采區(qū)變電所1m3/s絞車房1ms/s工Q=Q+Q+Q=2+1+1=4m3.s硐火機(jī)采硐4、礦井總風(fēng)量礦井總風(fēng)量按下式計算Q=（工Q正Q+工Q+工Q）Kkjcjjjdjgjkj式中：Qkj礦井總進(jìn)風(fēng)量，m3/s；SQ.采煤工作面實際需要風(fēng)量總和,m3/s；cjSQ掘進(jìn)工作面實際需要風(fēng)量總和,m3/s；jj工Qd.獨立通風(fēng)的硐室實際需要風(fēng)量總和,m3/s；dj工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；Kkj礦井通風(fēng)系數(shù)（包括礦井內(nèi)部漏風(fēng)和配

18、風(fēng)不均勻等因素）宜取1.151.25。通風(fēng)容易時期：kjQ=(工Q+SQ+EQ+EQ)K=(11.8+15.5+4)*1.2=51.72kjcjjjdjgjm3/s通風(fēng)困難時期：66.6Q=(工Q+SQ+EQ+EQ)K=(11.74*2+15.5+4+15.5*0.8)*1.2kjcjjjdjgjkjm3/s對上述Qkj中各項計算如上所述。二）風(fēng)量分配與風(fēng)速驗算當(dāng)風(fēng)量分配到各用風(fēng)地點后，必須結(jié)合巷道斷面情況進(jìn)行風(fēng)速驗證，保證各條巷道的風(fēng)速均在合理范圍內(nèi)。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)行驗算。需繪制出礦井通風(fēng)系統(tǒng)圖與網(wǎng)絡(luò)圖，計算出每條巷道的通過風(fēng)量，計算出每條巷道的風(fēng)速，

19、進(jìn)行驗算，驗算結(jié)果可填入附表6-1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、各巷道的風(fēng)量、斷面、風(fēng)速列成一覽表。附表6-1巷道風(fēng)速校驗表序號巷道名稱斷面m2容易時期困難時期適宜風(fēng)速m/s允許風(fēng)速m/s風(fēng)量m3/s風(fēng)速m/s風(fēng)量m3/s風(fēng)速m/s最小最大3-4水平大巷11.151.74.766.664.584-5南五運(yùn)輸上山10.246.924.640.2564-5南一運(yùn)輸上山10.246.924.640.2565-6南五運(yùn)輸上山10.232.763.240.2565-6南一運(yùn)輸上山10.232.763.240.2566-721051運(yùn)輸巷8.518.62.23.50.

20、2566-7南一運(yùn)輸上山10.218.61.840.2567-821011運(yùn)輸平巷8.518.62.23.50.2568-921051回風(fēng)巷8.518.62.24.50.2569-10回風(fēng)石門10.251.75.15.589-1021011回風(fēng)平巷8.518.62.23.50.25610-11總回風(fēng)巷10.266.66.56811-12回風(fēng)石門10.266.66.55.58規(guī)程規(guī)定的風(fēng)速限定值見表6-1所示。表6-1風(fēng)速限定值井巷名稱最低允許風(fēng)速最高允許風(fēng)速(m/s)(m/s)無提升設(shè)備的風(fēng)井和風(fēng)硐15專為升降物料的井筒12風(fēng)橋10升降人員和物料的井筒8主要進(jìn)、回風(fēng)巷道8架線電機(jī)車巷道1.08

21、運(yùn)輸機(jī)巷道、采區(qū)進(jìn)、回風(fēng)巷道0.256米煤工作面，掘進(jìn)中的煤巷和半煤巖巷0.254掘進(jìn)中的巖巷0.154其它通風(fēng)行人巷道0.15注1：設(shè)有梯子間的井筒或修理中的井筒，風(fēng)速不得超過m/s，梯子間四周經(jīng)土寸閉后，井筒中的取冋允許風(fēng)速可按表中有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。注2：無瓦斯涌出量的架線電機(jī)車巷道中的最低風(fēng)速可低于.0m/s,但不得低于0.5m/s。注3：綜合機(jī)械化采煤工作面，在采取煤層注水和采煤機(jī)噴霧降塵等措施后，其最大風(fēng)速可咼于4m/s的規(guī)定值，但不得超過5m/s。注4：專用排瓦斯巷道的風(fēng)速不得低于0.5m/s，抽放瓦斯巷道的風(fēng)速不應(yīng)低于0.5m/s。礦井下各類巷道的適宜風(fēng)速一般為：階段運(yùn)輸大巷：4.5

22、5.0m/s；軌道上（下）山、運(yùn)輸上（下）山：3.54.5m/s；回風(fēng)上（下）山:4.55.5m/s；區(qū)段運(yùn)輸平巷（順槽）：3.03.5m/s；區(qū)段回風(fēng)平巷（回風(fēng)順槽）：4.55.5m/s；階段回風(fēng)大巷、總回風(fēng)巷：5.56.5m/s。三、礦井通風(fēng)阻力計算在主要通風(fēng)機(jī)整個服務(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)最困難時期礦井總阻力，后者對應(yīng)于通風(fēng)最容易時期的礦井總阻力，同時還考慮到自然風(fēng)壓的作用。（一）

23、計算原則1、在進(jìn)行礦井通風(fēng)總阻力計算時，不要計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)行計算。但必須是選擇礦井達(dá)到設(shè)計產(chǎn)量以后，通風(fēng)容易時期和通風(fēng)困難時期的阻力最大風(fēng)路。一般，可在兩個時期的通風(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期），從進(jìn)風(fēng)井口到回風(fēng)井口逐段編號，對各段井巷進(jìn)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(fēng)總阻力h、h)。如果通風(fēng)系統(tǒng)復(fù)雜，直阻易阻難觀上難以判斷哪條風(fēng)路阻力最大時，則需選擇幾條風(fēng)路，通過計算比較選出其中最大值。如果礦井服務(wù)年限較長，則只計算頭1525a的通風(fēng)

24、容易和困難兩個時期的井巷通風(fēng)總阻力。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4400Pa,有自燃傾向的礦井不超過3400Pa。(二)計算方法沿著上述兩個時期通風(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二aLUQ2/S3(Pa)摩式中：L、U、S分別為各井巷的長度、周長、凈斷面積(m,m,m2)；a摩擦阻力系數(shù)，可查閱煤礦通風(fēng)與安全一書的附錄；Q各井巷和硐室所通過的風(fēng)量分配值，系根據(jù)前面所計算的各井巷硐室所需要的實際風(fēng)量值再乘以K(即考慮井礦巷的內(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。將以上計算結(jié)果填入附表6-4。其總和為總摩擦阻力

25、Sh，即是：摩Sh=h+h+h(Pa)摩1-22-3-n-(n+1)式中：h1-2、h2-3、為各段井巷之摩擦阻力，Pa。1-22-3因此，全礦總阻力為：(1)通風(fēng)容易時期的總阻力h為:阻易阻易=1.1Sh摩易=977.3*1.1=1097pa(2)通風(fēng)困難時期的總阻加阻難為式中：1.1阻難=1.1Sh摩難=1837*1.1=2020.8pa考慮到風(fēng)路上有局部阻力的系數(shù)。四、主要通風(fēng)機(jī)選型(一)自然風(fēng)壓的計算礦井冬、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(fēng)壓也氣溫變化而變化，因此需計算礦井自然風(fēng)壓。規(guī)定礦井冬、夏季空氣密度如表6-2所示。表6-2礦井冬、夏季空氣密度密度/kg/

26、m3季節(jié)進(jìn)風(fēng)回風(fēng)冬季1.281.24夏季1.201.24如圖6-1所示，根據(jù)自然風(fēng)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(fēng)壓In可用下式計算:=J2pgdZJ5013p2gdZ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Pm1和P邊，用其分別代替上式的31和P2,則上式可寫為：H=Zg(pp)Nm1m2式中：g重力加速度，m/s2；Z礦井最高點至最低水平間的距離,m；pp12密度，kg/m3；ppm1m2分別為空氣柱0-1-2和5-4-3井巷內(nèi)dz段空氣Z分別為空氣柱0-1-2和5-4-3井巷內(nèi)dz段空Z氣平均密度，kg/m3。根據(jù)上述計算原則可分

27、別計算出礦井冬、夏季自然風(fēng)壓。夏季：h二Zg(p-p)=640*9.8*(1.24-1.2)=250.88paNm1m2冬季：h二Zg(p-p)=640*9.8*(1.28-1.24)=250.88paNm1m2(二)選擇主要通風(fēng)機(jī)通常用主要通風(fēng)機(jī)的個體特性曲線來選擇主要通風(fēng)機(jī)。要保證主要通風(fēng)機(jī)在容易時期的工作效率不致太低，又能保證主要通風(fēng)機(jī)在困難時期風(fēng)壓夠用且能有足夠的風(fēng)量，同時還要考慮自然風(fēng)壓的影響。1、確定主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量通過主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量Q必大于通過出風(fēng)井的礦井總風(fēng)量Q扇，礦對于抽出式：Q=(1.051.10)Q(m3/s)扇礦式中，1.051.10為外部漏風(fēng)系數(shù)，出風(fēng)井無提升運(yùn)輸任

28、務(wù)時取1.05，有提升運(yùn)輸任務(wù)時取1.10。對于壓入式：Q扇=(110115)Q礦扇礦(m3/s)式中，通風(fēng)井無提升運(yùn)輸任務(wù)時取1.05，有提升運(yùn)輸任務(wù)時取1.10。通風(fēng)容易時期Q=1.10Q=1.05*51.72=54.3(m3/s)扇礦通風(fēng)困難時期Q=1.10Q=1.05*66.6=69.9扇礦2、確定主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓分別求出通風(fēng)容易和通風(fēng)困難兩個時期的主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓。通常離心式通風(fēng)機(jī)提供的大多是全壓曲線，而軸流式通風(fēng)機(jī)提供的大多是靜壓曲線。因此對抽出式通風(fēng)礦井：離心式通風(fēng)機(jī)：容易時期h=h十h十h一H扇易阻易dvN困難時期h扇難=h阻難十hd十hv十Hn式中：hd通風(fēng)機(jī)裝置阻力，Pa。d

29、h通風(fēng)機(jī)出口動能損失，Pa。V軸流式通風(fēng)機(jī)：容易時期h=h十h一H=扇易阻易dN1097.01+100-250.88=946.13pa困難時期h扇難=h阻難十阻難hd十H=N2020.79+100+250.88=2371.67pa式中：hd通風(fēng)機(jī)裝置阻力，100Pa。d2、選擇主要通風(fēng)機(jī)根據(jù)求出的Q、h、h兩組數(shù)據(jù)，在主要通風(fēng)機(jī)個扇扇難扇易體特性曲線圖表（參看通風(fēng)安全學(xué)第四章及附錄W、附錄上選擇合適的主要通風(fēng)機(jī)。3、求通風(fēng)機(jī)的實際工況點設(shè)計工況點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，確定其實際工況點。1）計算通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)阻R=h/Q2易扇易扇R=h/Q2難扇難扇在通

30、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)壓曲線的交點即為實際工況點。對軸流式主要通風(fēng)機(jī)：容易時期應(yīng)在安裝角0較小的情況工作，困難時期應(yīng)在安裝角0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(fēng)機(jī)特性曲線。對離心式主要通風(fēng)機(jī)：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(fēng)機(jī)特性曲線，其工作點可采取增大主要通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)阻的方法（用調(diào)節(jié)閘門增大阻力）確定。選定主要通風(fēng)機(jī)后，將兩個時期的

31、主要通風(fēng)機(jī)型號、動輪直徑、動輪葉片安裝角度（指軸流式）、轉(zhuǎn)數(shù)、風(fēng)壓、風(fēng)量、效率、輸入功率等數(shù)值，列出一覽表，并繪出所選主要通風(fēng)機(jī)的特性曲線及工作點。表6-4井巷通風(fēng)總阻力計算表項目時期巷道各段序號巷道名稱支架形式a(NS2/m4)凈斷面R(NS2/m8)風(fēng)量L(m)U(m)S(m2)容易時期122334局部阻力合計困12三）選擇電動機(jī)1、根據(jù)通風(fēng)容易和通風(fēng)困難兩個時期實際工況點計算主要通風(fēng)機(jī)的輸入功率，約QN=扇扇易扇入易1000q扇易約Q必N=扇扇難扇入難1000q扇難式中：h、h、Q均為實際工況點的對應(yīng)參數(shù)扇易扇難扇n風(fēng)機(jī)效率，可在風(fēng)機(jī)特性圖上查得。mQJh*_65*135511okwN=

32、扇扇易=119KW扇入易1000q1000*0.74扇易N扇入難Qh70*2350Kw扇扇難=203KW1000q1000*0.81扇難2、由通風(fēng)容易通風(fēng)困難兩個時期主要通風(fēng)機(jī)輸入功率，計算電動機(jī)的輸出功率N。當(dāng)選擇異步電動機(jī)時，可用下列兩種方法電出計算。當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)的輸入功率在通風(fēng)容易時期為N與困難時期扇入易的N，相差不大時，即N20.6N，時，則兩個時期都用一種扇入難扇入易扇入難較大功率的電動機(jī)。其電動機(jī)的輸出功率N和輸入功率N分別電出電入用下式計算：N電出N扇入難轉(zhuǎn)(KW)N二203(kW)電岀耳轉(zhuǎn)NN=(1.101.15)電岀電入耳電(kW)式中：1.101.15電動機(jī)的容量系數(shù)，對于

33、離心式主要通風(fēng)機(jī)取1.15，對于軸流式主要通風(fēng)機(jī)取1.10；n電動機(jī)效率，一般取0.90.95，或在電動機(jī)的技電術(shù)特征上查得。N203N=(1.101.15)電出二1.10*二248(kW)電入耳0.9電2、當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)的輸入功率N0.6N時，則容易時期扇入易扇入難用功率較小的電動機(jī)，在適當(dāng)時候換用功率較大的電動機(jī)。通風(fēng)容易時期電動機(jī)的輸岀功率用比例中項式計算：=，-電出易扇入易扇入難(kW)=(1.101.15)電出易電入易“電(kW)通風(fēng)困難時期電動機(jī)的輸岀功率用下式計算電岀難扇入難=(1.101.15)電入難電岀難電對于功率在400500kW以上的主要通風(fēng)機(jī)，宜選用同步電動機(jī)，用第一種計

34、算方法計算。根據(jù)以上計算所得岀的數(shù)據(jù)，在電動機(jī)技術(shù)手冊上選用合適的電動機(jī)，并將電動機(jī)型號、轉(zhuǎn)數(shù)、功率等技術(shù)特征列岀一覽表。五、概算礦井通風(fēng)費(fèi)用及評價1、噸煤的通風(fēng)電費(fèi)噸煤的通風(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，可用下公式計算：ED(If+1)E=/aT式中：E主要通風(fēng)機(jī)年耗電量，元/t；D電價，元；T礦井年產(chǎn)量，t；礦井主要通風(fēng)機(jī)年耗電量；I礦井局部通風(fēng)機(jī)與輔助通風(fēng)機(jī)年耗電量。a通風(fēng)容易時期和困難時期共選一臺電動機(jī)時：_Nx365x24I=emaxf耳耳耳耳ecvH通風(fēng)容易時期和困難時期共選兩臺電動機(jī)時：(N+N)x365x24I=emaxeminf2q耳耳耳ecvH式中：n主要通風(fēng)機(jī)電動機(jī)效率，取0.90；en傳動效率，直接傳動時取1.0；cn變壓器的效率取0.80；Vn電線的輸出功率取0.95。2、礦井等積孔、總風(fēng)阻TOC o 1-5 h zR=h/Q2礦易阻易扇R=h/Q2礦難阻難扇式中:R、R容易時期和困難時間的全礦總風(fēng)阻,Ns2/m8。礦易礦難Q51.72A二1.19叫二1.19*二1.87礦易:hv1097礦易Q66.6A二1.19-Q二1.19*二1.76礦難、；h2020礦難式中：A、A容易時間、困難時期全礦通風(fēng)等積孔礦易礦難m2。礦井通風(fēng)難易程度評價見依據(jù)見表，根據(jù)這一分