【正文】 風(fēng)機(jī)的輸入功率。其優(yōu)點(diǎn)是低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)， 用來改善電網(wǎng)功率因數(shù)，使礦井經(jīng)濟(jì)用電；缺點(diǎn)是這種電動(dòng)機(jī)的購置和安裝費(fèi)較高。按其調(diào)節(jié)的范圍，可分為局部風(fēng)量調(diào)節(jié)與礦井總風(fēng)量調(diào)節(jié)。 增阻調(diào)節(jié)法 增阻調(diào)節(jié)法是在通過在巷道中安設(shè)調(diào)節(jié)風(fēng)窗等設(shè)施，增大巷道中的局部阻力，從而降低與該巷道處于同一通路中的風(fēng)量，或增大與其關(guān)聯(lián)的通路上的風(fēng)量。 增阻調(diào)節(jié)法 調(diào)節(jié)風(fēng)窗開口面積計(jì)算： 當(dāng) Sc/S＜＝ 時(shí)， cc hSSS ?? ???????????（ 251） cc RSSS ?? ???????????（ 252） 當(dāng) Sc/S ＞＝ 時(shí)， cc hSSS ?? ???????????（ 253） cc RSSS ?? ???????????（ 254） 式中： Sc—調(diào)節(jié)風(fēng)窗的斷面積， m2； S—巷道的斷面積， m2； Q—通達(dá)風(fēng)量， m3/s； hc—調(diào)節(jié)風(fēng)窗阻力 ， Pa； Rc—調(diào)節(jié)風(fēng)窗的風(fēng)阻， N 特點(diǎn)：可以降低礦井總風(fēng)阻，并增加礦井總風(fēng)量；但降阻措施的工程量和投資一般都較大，施工工期較長，所以一般在對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行較大的改造 時(shí)采用。 特點(diǎn)：增能調(diào)節(jié)法的施工相對(duì)比較方便，不須降低礦井總風(fēng)阻，增加礦井總風(fēng)量，同時(shí)可以減少礦井主通風(fēng)機(jī)能耗。 第六章 掘進(jìn)通風(fēng) 一、掘進(jìn)通風(fēng)方式的選擇 掘進(jìn)通風(fēng)方法按通風(fēng)動(dòng)力形式不同分為局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)、礦井全風(fēng)壓通風(fēng)和引射器通風(fēng)三種。局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)按其工作方式不同分為壓入式、抽出式和混合式三種。適用于以排出瓦斯為主的煤巷、半煤巖巷掘進(jìn)通風(fēng)。 抽出式通風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)是污風(fēng)經(jīng)風(fēng)筒排出，掘進(jìn)巷道中為新鮮風(fēng)流，勞動(dòng)衛(wèi)生條件好；放炮時(shí)人員只需撤到安全距離即可，往返時(shí)間短；而且所需排煙的巷道長度為工作面至風(fēng)筒吸入口的長度，故排煙時(shí)間短，有利于提高掘進(jìn)速度。其中壓入式向工作面供新風(fēng)，抽出式從工作面排出污風(fēng)。引射器通風(fēng)一般采用壓入式布置。缺點(diǎn)是供風(fēng)量小，需要水源或壓氣。其計(jì)算步驟如下： （ 1）掘進(jìn)工作面需風(fēng)量計(jì)算 局部通風(fēng)機(jī)工作 風(fēng)量取決于掘進(jìn)工作面所需的風(fēng)量和風(fēng)筒的漏風(fēng)量。風(fēng)筒直徑應(yīng)根據(jù)通風(fēng)距離和通過的風(fēng)量來考慮。 （ 3）局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量計(jì)算 當(dāng)確定好風(fēng)筒直徑和接頭方式后，可參照表 261 或相似條件下的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定風(fēng)筒的漏風(fēng)率或有效風(fēng)量率，然后按下式計(jì)算局部通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)量： 效掘局 P ? （ 261） 或 漏掘局 — P 1? （ 262） 式中： Q 局 —— 局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量， m3/min Q 掘 —— 掘進(jìn)工作面的需風(fēng)量， m3/min P 效 —— 風(fēng)筒的有效風(fēng)量率， % P 漏 —— 風(fēng)筒的漏風(fēng)率， % 表 261 11kW局部通風(fēng)機(jī)、直徑為 480mm 涂膠帆布風(fēng)筒的有效風(fēng)量 風(fēng)筒長度 接頭方式 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 多反邊 98 94 89 81 76 72 70 65 64 61 60 59 57 55 雙反邊 98 94 89 81 74 68 62 58 55 53 51 — — — 單反邊 97 91 83 71 68 61 55 50 46 44 — — — — 插接 95 81 63 47 38 — — — — — — — — — （ 4） 局部通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)壓計(jì)算 由于風(fēng)筒漏風(fēng)，計(jì)算風(fēng)筒阻力時(shí)，應(yīng)取平均風(fēng)量值。 根據(jù)風(fēng)筒的風(fēng)阻、工作面風(fēng)量和局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量，即可求出壓人式與抽出式局部通風(fēng)機(jī)應(yīng)產(chǎn)生的風(fēng)壓。 其余符號(hào)意義同前。它包括噸煤通風(fēng)電費(fèi)和通風(fēng)設(shè)備折舊費(fèi)、材料消耗費(fèi)、工作人員工資、專用通風(fēng)巷道折舊與維護(hù)費(fèi)、儀表購置與 維修費(fèi)等其它通風(fēng)費(fèi)用。h/a； 選兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí) E = ? ?纜變電電小電大 ?? ?? ?k NN4380 ， kW 二、其它噸煤通 風(fēng)費(fèi)用 設(shè)備折舊費(fèi) 通風(fēng)設(shè)備折舊費(fèi)與設(shè)備數(shù)量、成本及服務(wù)年限有關(guān)，可用表 261 計(jì)算。 17 通風(fēng)儀表購置費(fèi)和維修費(fèi) 噸煤通風(fēng)儀表購置費(fèi)和維修費(fèi)為 W5(元 /t)。根據(jù)開采條件，煤炭供求狀況及 “規(guī)程 ”規(guī)定，確定此礦為年產(chǎn) 150 萬噸的大型礦井，服務(wù)年限為 72 年。 綜合柱狀圖 根據(jù)開拓開采設(shè)計(jì)確定。 采區(qū)軌道上山均布置在 K2 煤層的底板穩(wěn)定細(xì)砂石中，區(qū)段回風(fēng)平巷與運(yùn)輸上山，區(qū)段運(yùn)輸平巷與軌道上山采用石門連接，為了保證生產(chǎn)正常接替，前期東西兩翼各安排兩個(gè)獨(dú)立通風(fēng)的煤層平巷掘進(jìn)頭，后期東西兩翼各安排兩個(gè)獨(dú)立通風(fēng)的煤層平巷掘進(jìn)頭和一個(gè)巖石下山掘進(jìn)頭。根據(jù)表 2－ 2 的經(jīng)濟(jì)比較，方案二 投資成本較低，再加上本礦井煤層有自然發(fā)火危險(xiǎn)，發(fā)火期限比較長，煤塵有爆炸性等因素，為了使每個(gè)采區(qū)互不影響，所以綜上述考慮采用兩翼對(duì)角式更為合理。 ⑶ 采煤工作面和掘進(jìn)工作面的進(jìn)風(fēng)和回風(fēng)，都不得經(jīng)過采空區(qū)和冒落區(qū)。 輸送機(jī)上山進(jìn)風(fēng)，由于風(fēng)流方向與運(yùn)煤方向相反，容易引起煤塵飛揚(yáng)，煤炭在運(yùn)輸過程中所釋放的瓦斯，可使進(jìn)風(fēng)流的瓦斯和煤塵濃度增大，影響工作面的安全衛(wèi)生條件；輸送機(jī)上山設(shè)備所散發(fā)的熱量，使進(jìn)風(fēng)流溫度升高。并且新鮮風(fēng)流首先通過采空區(qū)，漏風(fēng)嚴(yán)重，且風(fēng)流會(huì)帶著采空區(qū)涌出的瓦斯進(jìn)入工作面，容易使瓦斯超限。 ㈢主要通風(fēng)機(jī)工作方法 確定主要通風(fēng)機(jī)的工作方法并做技術(shù)比較 主要通風(fēng)機(jī)的工作方式有抽出式、壓入式和壓抽混合式 通風(fēng)方式分為抽出式、壓入式和混合式。回采工作面和掘進(jìn)工作面都應(yīng)采用獨(dú)立通風(fēng)。 抽出式：主要通風(fēng)機(jī)安設(shè)在回風(fēng)井口，在抽出式主要通風(fēng)機(jī)的作用下，整個(gè)礦井通風(fēng)系統(tǒng)處在低于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ呢?fù)壓狀態(tài)。當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，井下風(fēng)流的壓力降低。 Qgwi——第 i 個(gè)采煤工作面瓦斯絕對(duì)涌出量， m3/min。 Qgwi ＝日產(chǎn)量 （ 2460） 綜采： K1 煤層： Qwi＝ 100Qgwikgwi ＝ 100 ＝ 891 m3/min K2 煤層： Qwi＝ 100Qgwikgwi ＝ 100 ＝ 1064 m3/min 高檔普采： K1 煤層： Qwi＝ 100Qgwikgwi ＝ 100 ＝ 594 m3/min K2 煤層： Qwi＝ 100Qgwikgw i ＝ 100 ＝ 709 m3/min 備用高檔普采工作面需風(fēng)量按正常生產(chǎn)的工作面需風(fēng)量的 50%計(jì)算 70950%＝ 355 m3/min。 kwi ——第 i 個(gè)工作面的長度系數(shù)，由于本礦井地處平原，故采煤工作面進(jìn)風(fēng)流氣溫為 20℃ ，工作面長150m,選取 。 用以上四種方法對(duì)采區(qū)每個(gè)獨(dú)立通風(fēng)的回采工作面進(jìn)行計(jì)算，選擇最值作為每個(gè)回采工作面所需風(fēng)量，把這些風(fēng)量和采區(qū)內(nèi) 獨(dú)立通 風(fēng)的備用工作面所需風(fēng)量累加起來，就是采區(qū)內(nèi)回采工作面和備用工作面所需的總風(fēng)量。 26 硐室需風(fēng)量的計(jì)算： 采區(qū)各硐室的風(fēng)量可按經(jīng)驗(yàn)值來確定，又結(jié)合本礦為低瓦斯礦的實(shí)際情況確定為：采區(qū)絞車房 Q=60 m3/min。 ∑Qot ―― 其他用風(fēng)地點(diǎn)所需風(fēng)量之和，為以上工作面所需風(fēng)量的總和的 3％ m3/min。 二、礦井風(fēng)量分配表 礦井風(fēng)量分配表見下表 21 和表 22 分為礦井通風(fēng)容易時(shí)期和通風(fēng)困難時(shí)期風(fēng)量分配表： 第三章 礦井通風(fēng)阻力計(jì)算 第一節(jié) 繪制通風(fēng)系統(tǒng)圖 確定礦井通風(fēng)容 易時(shí)期和困難時(shí)期的開采位置，分別繪制兩個(gè)時(shí)期的通風(fēng)系統(tǒng)立體 圖和網(wǎng)絡(luò)圖。 礦井通風(fēng)總阻力的計(jì)算原則： 礦井通風(fēng)總阻力是指風(fēng)流由進(jìn)風(fēng)井口止，沿一條通路（風(fēng)流路線）各個(gè)分支的摩擦 阻力和局部阻力的總和，簡稱礦井總阻力，用 hm 表示。另外，工作面漏風(fēng)取 210％，樂譜其余風(fēng)量均勻分配給各個(gè)風(fēng)門或風(fēng)窗。 通風(fēng)路線的確定： 最容易時(shí)期的最大風(fēng)阻風(fēng)路： 東翼：副井 → 運(yùn)輸大巷 → 軌道上山 → 區(qū)段進(jìn)風(fēng)石門 → 綜采進(jìn)風(fēng)平巷 → 綜采工作面 → 綜采回風(fēng)平巷 → 回風(fēng)石門 → 風(fēng)井 對(duì)應(yīng)于礦井通風(fēng)容易時(shí)期通風(fēng)系統(tǒng)立體圖用節(jié)點(diǎn)號(hào)表示為： 0→4→22→24→28→30→38→40→86 西翼：副井 → 運(yùn)輸大巷 → 軌道上山 → 區(qū)段進(jìn)風(fēng)石門 → 綜采進(jìn)風(fēng)平巷 → 綜采工作面 → 綜采回風(fēng)平巷 → 回風(fēng)石門 → 風(fēng)井 對(duì)應(yīng)于礦井通風(fēng) 容易時(shí)期通風(fēng)系統(tǒng)立體圖用節(jié)點(diǎn)號(hào)表示為： 0→3→19→21→23→25→31→35→75 當(dāng)一水平開采到下山第四個(gè)區(qū)段時(shí)為礦井通風(fēng)困難時(shí)期，最困難時(shí)期的最大風(fēng)阻風(fēng)路： 東翼：副井 → 運(yùn)輸大巷 → 軌道下山 → 區(qū)段進(jìn)風(fēng)石門 → 綜采進(jìn)風(fēng)平巷 → 綜采工作面 → 綜采回風(fēng)平巷 → 運(yùn)輸上下山 → 風(fēng)井 28 對(duì)應(yīng)于礦井通風(fēng)容易時(shí)期通風(fēng)系統(tǒng)立體圖用節(jié)點(diǎn)號(hào)表示為： 0→58→62→64→68→70→76→78→86 西翼：副井 → 運(yùn)輸大巷 → 軌道下山 → 區(qū)段進(jìn)風(fēng)石門 → 綜采進(jìn)風(fēng)平巷 → 綜采工作面 → 綜采回風(fēng)平巷 → 運(yùn)輸上下山 → 風(fēng)井 對(duì)應(yīng)于礦井通風(fēng)容易時(shí)期通風(fēng)系統(tǒng)立體 圖用節(jié)點(diǎn)號(hào)表示為： 0→39→47→49→51→61→75 計(jì)算方法 沿兩個(gè)時(shí)期東、西兩翼的通風(fēng)阻力最大路線，分別用下式算出各段巷道的摩擦阻力。 礦井通風(fēng)困難時(shí)期，下山采區(qū)東西兩翼的第四個(gè)區(qū)段 K2 煤層各布置一個(gè)綜采工作面和一個(gè)高檔普采工作面，共計(jì)四個(gè)工作面，東翼布置一個(gè)備用高檔普采工作面 .東西兩翼各布置兩個(gè)獨(dú)立通風(fēng)的煤層平巷掘進(jìn)頭和一個(gè)巖石下山掘進(jìn)頭，各有一個(gè)絞車房和一個(gè)采區(qū)變電所 . （通風(fēng)立體圖和網(wǎng)絡(luò)圖見下頁） 第二節(jié) 礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算： 礦井通風(fēng)總阻力的計(jì)算原則 ⑴ 礦井通風(fēng)的總阻力，不應(yīng)超過 2940pa； ⑵ 礦井井巷的局部阻力，新建礦井宜按井巷摩擦阻力的 10％計(jì)算，擴(kuò)建礦井宜按井巷摩擦阻力的 15％計(jì)算。如不考慮因 體積膨脹的風(fēng)量，即得出通過主要通風(fēng)機(jī)的總風(fēng)量。 ∑Qht ——掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量之和， m3/min?？紤]到本礦為底瓦斯礦，且又用兩翼對(duì)角式通風(fēng)，故本礦巖巷巷掘進(jìn)工作面風(fēng)量定為 150 m3/min，煤巷掘進(jìn)工作面定為 250 m3/min。 nwi——第 i 個(gè)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，個(gè)。 Vwi ——第 i 個(gè)采煤工作面的風(fēng)速，按其進(jìn)風(fēng)流溫度選取 。生產(chǎn)礦井可根據(jù)各個(gè)工作面正常生產(chǎn)條件時(shí)，至少進(jìn)行 5 晝夜的觀測，得出 5 個(gè)比值，取其最大值。 所以 ，通過比較，選擇抽出式通風(fēng)，通風(fēng)管理較容易，安全可靠性好。 壓入式：主要通風(fēng)機(jī)安設(shè)在入風(fēng)井口，在壓入式通風(fēng)機(jī)的作用下，整個(gè)礦井通風(fēng)系統(tǒng)處在高于當(dāng)?shù)卮髿獾恼龎籂顟B(tài)。采煤工作面和掘進(jìn)工作面的進(jìn)風(fēng)和回風(fēng)，都不得經(jīng)過采空區(qū)和冒落區(qū)。 采區(qū)通風(fēng)必須滿足《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定。 由于本礦井的準(zhǔn)備巷道是二條上山，故只能采用 U 型通風(fēng)，再 加上本礦井的煤層傾角 15176。為此，根據(jù)本礦井采區(qū)條件，綜合 考慮采用軌道上山進(jìn)風(fēng)，運(yùn)輸機(jī)上山回風(fēng)比較合理，通風(fēng)管理相對(duì)較容易。為此采區(qū)通風(fēng)方式有兩 種方案。為此采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)就滿足以下要求： ⑴ 一個(gè)采區(qū)，都必須布置回風(fēng)巷，實(shí)行分區(qū)通風(fēng)。井為箕斗井提煤用，井為罐籠井升降人員、材料、矸石，也作為進(jìn)風(fēng)井用，并設(shè)有梯子間。每個(gè)采區(qū)上山部分和下山部分各分為五個(gè)區(qū)段回采。各煤層厚度，間距及頂?shù)装鍘r性參見綜合柱狀圖。 3km。 通風(fēng)工作人員工資費(fèi) 噸煤通風(fēng)工作人員工資費(fèi)用 W3 按下式計(jì)算： 3W = TA， 元 /t （ 264） 式中 A—— 礦井通風(fēng)工作人員每年工資總額，元 /a。h/a； D—— 電價(jià) ，元 / kW可用下式計(jì)算： 16 0W=T DEE A ?? )( ， 元 /t （ 261） 式中 Wo—— 噸煤通風(fēng)電費(fèi)，元 /t E—— 主要通風(fēng)機(jī)年耗電量， kW 必須指出，目前由于我國對(duì)不同送風(fēng)距離的各種風(fēng)筒的風(fēng)阻和漏風(fēng)率還未作系統(tǒng)測定，故局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)設(shè)備就不一定按上述步驟計(jì)算選擇，對(duì) BKJ 系列也可按表 262 的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選擇使用，各局部通風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠家一般都有與其產(chǎn)品相匹配類似的表格。 s2／ m8； R 入 —— 風(fēng)筒人口局部風(fēng)阻， N Q 出 —— 風(fēng)筒出口的風(fēng)量， 壓人式通風(fēng)時(shí)為局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)量與風(fēng)筒漏風(fēng)量之差。為減少阻力，應(yīng)盡可能采用較大直徑的風(fēng)筒。從現(xiàn)場實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)看，掘進(jìn)工作面所需的風(fēng)量一般為 40 m3／ min～ 180 m3／ min，即可滿足要求。 二、掘進(jìn)工作面風(fēng)量的計(jì)算 掘進(jìn)工作面需風(fēng)量的計(jì)算參見前述第二部分第二章的相關(guān)內(nèi)容。水力引射器通風(fēng)還能起降溫、降塵作用。 （ 二 ） 礦井全風(fēng)壓通風(fēng) 礦井全風(fēng)壓通風(fēng)，是直接利用礦井主通風(fēng)機(jī)