【正文】 、硐室、等各用風(fēng)地點(diǎn)的有效風(fēng)量，再加上逆風(fēng)流方向和各風(fēng)路上的允許漏風(fēng)量，得到礦井的總風(fēng)量。s 1 校核值 校核結(jié)果 副井井筒 8 合格 軌道大巷 8 合格 軌道上山 8 合格 綜采工作面 合格 采區(qū)變電所 80 合格 區(qū)段運(yùn)輸平巷 合格 區(qū)段回風(fēng)平巷 合格 回風(fēng)大巷 8 合格 回風(fēng)井 15 合格 《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 32 6 礦井通風(fēng)阻力計(jì)算 礦井通風(fēng)阻力的大小事選擇通風(fēng)設(shè)備的主要依據(jù)，所以，選擇礦井主要通風(fēng)機(jī)之前，必須要計(jì)算通風(fēng)總阻力的大小。 礦井通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期的確定 通風(fēng) 最 容易時(shí)期 該礦井通風(fēng)容易時(shí)期為東一采區(qū)第一個(gè)工作面開(kāi)采、西一采區(qū)第一個(gè)工作面?zhèn)溆玫臅r(shí)期。 該礦井通風(fēng)困難時(shí)期為東三采區(qū)第三個(gè)工作面開(kāi)采、西三采區(qū)第三個(gè)工作面?zhèn)溆玫臅r(shí)期。 摩擦阻力是風(fēng)流與井巷周壁摩擦以及空氣分子間的擾動(dòng)和摩擦而產(chǎn)生的阻力，由此阻力引起的風(fēng)壓損失是摩擦阻力損失。 （ 2）通風(fēng)困難時(shí)期等積孔 通風(fēng)困難時(shí)期總摩擦阻力 hfd= 通風(fēng)困難時(shí)期總阻力 hmd==*= 通風(fēng)困難時(shí)期等積孔 Ad=√ hmd=*√ = 通風(fēng)難易程度判斷 根據(jù)下表判斷礦井通風(fēng)的難易程度： 《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 37 表 礦井通風(fēng)難易程度評(píng)價(jià) 等積孔（ m2） 通風(fēng)阻力等級(jí) 難易程度評(píng)價(jià) ＜ 1 大阻力礦 難 1— 2 中阻力礦 中 ＞ 2 小阻力礦 易 綜合考慮，通風(fēng)容易困難時(shí)期等積孔均大于 2，所以該礦井是小阻力礦，通風(fēng)容易 . 《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 38 7 礦井通風(fēng)設(shè)備選型 通風(fēng)機(jī)選型基本原則 選用的通風(fēng)機(jī)不僅應(yīng)安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好，還應(yīng)： （ 1）通風(fēng)機(jī)應(yīng)滿足第一水平各時(shí)期的阻力變化要求并適當(dāng)照顧下一水平通風(fēng)機(jī)的需要。 （ 4）考慮風(fēng)量調(diào)節(jié)時(shí)，應(yīng)盡量避免采用風(fēng)硐閘門調(diào)節(jié)。主要通風(fēng)機(jī)靜風(fēng)壓： 式中： hrmax—— 表示通風(fēng)困難時(shí)期礦井通風(fēng)總阻力， Pa； h 自然 —— 自然表示困難時(shí)期反對(duì)通風(fēng)的自然風(fēng)壓， Pa； h 損失 —— 通風(fēng)機(jī)附屬裝置和擴(kuò)散器出口的風(fēng)壓損失，取 50 Pa。 通風(fēng)容易時(shí)期： 《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 40 Rmin=hfmin/（ Qfmin）178。= Pa 主要通風(fēng)機(jī)選擇 主要通風(fēng)機(jī)在兩個(gè)時(shí)期分別應(yīng)滿足的風(fēng)量、風(fēng)壓見(jiàn) 表 。 表 型軸流式風(fēng)機(jī)性能參數(shù) 《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 41 型號(hào) 時(shí)期 葉片安裝角 / 186。備用通風(fēng)機(jī)必須能在 10min 內(nèi)開(kāi)動(dòng)。 m i n 1 5 3 3 6 8 . 1 2 1 . 1 / ( 0 . 9 2 0 . 9 5 ) 2 9 8 . 6 9eN ? ? ? ? ?m in 36 8. 12 1. 1 / ( 0. 92 0. 95 ) 46 3. 31eN KW? ? ? ?《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 43 通風(fēng)附屬裝置及其安全技術(shù) 通風(fēng)附屬裝置 為了保證主要通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的安全可靠，除扇風(fēng)機(jī)機(jī)體外，仍需設(shè)置一系列附屬裝置，如反風(fēng)裝置、防爆門、風(fēng)硐和擴(kuò)散器等。本礦每年進(jìn)行反風(fēng)演習(xí)一次，每季度都要檢查反風(fēng)功能，保證隨時(shí)可以。 （ 5）消音裝置 《規(guī)程》規(guī)定礦井主要通風(fēng)機(jī)噪音不得超過(guò) 90dB，本設(shè)計(jì)采用主動(dòng)式消音裝置，把大部分噪音吸收掉。反風(fēng)裝置能在 10min 內(nèi)改變巷道內(nèi)風(fēng)流方向且風(fēng)量不小于正常值的 40%。 h) 24— 一天的天數(shù)， h/d； 365— 一年的天數(shù)， a/d； η — 風(fēng)機(jī)的效率和輸電、變電、傳動(dòng)等總效率，風(fēng)機(jī)與電機(jī)直接傳動(dòng)時(shí)取 1）主要通風(fēng)機(jī)年耗電費(fèi)，用下式計(jì)算： 容易時(shí)期： 困難時(shí)期： 2）局部通風(fēng)機(jī)的年耗電費(fèi)： 局部通風(fēng)機(jī)單臺(tái)額定功率為 11KW，礦井通風(fēng)容易時(shí)期有 2 個(gè)掘進(jìn)工作面，困難時(shí)期有 3個(gè)掘進(jìn)工作面，每個(gè)工作局部通風(fēng)需要兩臺(tái)局部通風(fēng)機(jī)串聯(lián)，故通風(fēng)機(jī)容易時(shí)期所需局部通風(fēng)機(jī)的功率為 44KW，困難時(shí)期為 66KW，則局部通風(fēng)機(jī)的年耗電費(fèi)為： 初期： 后期： 所以噸煤通風(fēng)費(fèi)用為： 初期： 后期： 通風(fēng)設(shè)備的折舊費(fèi)和維修費(fèi) 1 3 2 0 0 . 6 2 4 3 6 5 0 . 6 2 8 0 3 2 0 0 ( /C ? ? ? ? ? ? 元 年 )2 5。噸煤通風(fēng)成本是通風(fēng)設(shè)計(jì)和管理的重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 。 （ 2）通風(fēng)設(shè)備的自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)完備。 （ 3）擴(kuò)散器 本設(shè)計(jì)選用由圓錐形內(nèi)筒和外筒構(gòu)成的環(huán)狀擴(kuò)散器，它可以將風(fēng)機(jī)出口的大部風(fēng)速壓轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓，以減少風(fēng)機(jī)出口的速壓損失，提高風(fēng)機(jī)靜壓。當(dāng)進(jìn)風(fēng)井附近和井底車場(chǎng)發(fā)生火災(zāi)或瓦斯煤塵爆炸時(shí)，為了避免大量的 CO 和 CO2 等有害氣體進(jìn)入采掘空間，危及井下工人的生命安全，則利用反風(fēng)裝置迅速使風(fēng)流逆轉(zhuǎn)。改變通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)或風(fēng)葉角度，必須報(bào)礦總工程師批準(zhǔn)； （ 6）進(jìn)風(fēng)井口必須布置在不受粉塵、灰塵、有害和高溫氣體侵入的地方；進(jìn)風(fēng)井筒冬季結(jié)冰，對(duì)工人健康和提升設(shè)施有一定的危害，必須設(shè)暖風(fēng)設(shè)備。 容易時(shí)期： m in 1 0 2 1 0 8 0 / ( 1 0 0 0 7 2 % ) 1 5 3N KW? ? ? ?m a x 10 8 27 95 / ( 82 % 10 00 ) 36 8. 12N K W? ? ? ?《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 42 KW 困難時(shí)期： 容易時(shí)期的電機(jī)為： 表 容易時(shí)期電機(jī)參數(shù) 型號(hào) 額定功率 額定電壓 轉(zhuǎn)速 效率 功率因數(shù) 最大轉(zhuǎn)矩 重量 額定轉(zhuǎn)矩 KW KV r/min % cosФ 倍 Kg JR1578 320 6 739 3700 困難時(shí)期的電機(jī)為： 表 困難時(shí)期電機(jī)參數(shù) 型號(hào) 額定功率 額定電壓 轉(zhuǎn)速 效率 功率因數(shù) 最大轉(zhuǎn)矩 重量 額定轉(zhuǎn)矩 KW KV r/min % cosФ 倍 Kg JR14104 500 6 1482 3600 礦井主要通風(fēng)設(shè)備要求 （ 1）主要通風(fēng)機(jī)必須安裝在地面，裝有通風(fēng)機(jī)的井口必須封閉嚴(yán)密，其外部漏風(fēng)率在無(wú)提升設(shè)備時(shí)不得超過(guò) 5%，有提升設(shè)備時(shí)不得超過(guò) 15%； （ 2）主要通風(fēng)機(jī)必須保證經(jīng)常運(yùn)轉(zhuǎn)； （ 3）主要通風(fēng)機(jī)必須裝置兩套同等能力的通風(fēng)機(jī)，其中一套備用。 礦井選擇 型軸流式風(fēng)機(jī)型軸流式風(fēng)機(jī)，在該風(fēng)機(jī)的特性曲線上繪制風(fēng)阻線，由作圖求出初選風(fēng)機(jī)容易和困難時(shí)期的實(shí)際工況點(diǎn)， 如圖 所 示。= 通風(fēng)困難時(shí)期： Rmax=hfmax/（ Qfmax）178。 容易時(shí)期： Qfmin=*=困難時(shí)期： Qfmax=*= 礦井總風(fēng)阻 礦井總風(fēng)阻按下式計(jì)算： R=hf/（ Qf）178。通風(fēng)容易時(shí)期主要通風(fēng)機(jī)靜風(fēng)壓為： 式中： hrmin—— 通風(fēng)容易時(shí)期礦井通風(fēng)總阻力， Pa； 《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 39 h 自然 —— 自然容易時(shí)期幫助通風(fēng)的自然風(fēng)壓， Pa； h 損失 —— 損失通風(fēng)機(jī)附屬裝置和擴(kuò)散器出口的風(fēng)壓損失，取 50 Pa。 （ 2）留有一定的余量，軸流式通風(fēng)機(jī)在最大設(shè)計(jì)風(fēng)量和風(fēng)壓，葉片安裝角度一般比最大允許使用值小 5 度，離心式通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)一般不大于允許值的 90%。 容易時(shí)期通風(fēng)總阻力 ： ??? m rfme hh 困難時(shí)期通風(fēng)總阻力： ??? m a rfmd hh 《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 35 通風(fēng)容易時(shí)期 （ 1）通風(fēng)容易時(shí)期阻力 表 通風(fēng)容易時(shí)期阻力計(jì)算 井巷區(qū)段序號(hào) 井巷名稱 長(zhǎng)度L（ m） 斷面 S（ m2) 周界 U（ m） 系數(shù)（α*10∧ 4） 風(fēng)量 Q（ m3/min） 阻力（ Pa） 12 副井井筒 630 400 45 軌道大巷 449 90 68 軌道上山 1 757 85 814 軌道上山 2 318 85 1421 軌道上山 3 266 85 1516 區(qū)段運(yùn)輸平巷 1267 220 1617 工作面 215 300 1720 區(qū)段回風(fēng)平巷 1267 242526 回風(fēng)大巷 及石門 1437 85 2627 回風(fēng)井 330 合計(jì) 表 通風(fēng)容易時(shí)期風(fēng)速校驗(yàn) 巷道名稱 風(fēng)速（ m/s） min max 副井井筒 軌道大巷 軌道上山 運(yùn)輸上山 綜運(yùn)輸平巷 備運(yùn)輸平巷 工作面 綜回風(fēng)平巷 備回風(fēng)平巷 回風(fēng)大巷 回風(fēng)井 通過(guò)與《煤礦安全規(guī)程》比較，各用風(fēng)地點(diǎn)的風(fēng)速均符合要求。如上圖所示。 西翼：副井 —— 井底車廠 —— 石門 —— 西翼軌道大巷軌道上山 —— 區(qū)段運(yùn)輸平巷 —— 備用工作面 —— 區(qū)段回風(fēng)平巷 —— 回風(fēng)石門 —— 回風(fēng)大巷 —— 西回風(fēng)井，即：123141516171819212223。 主要通風(fēng)機(jī)的選擇，工作風(fēng)壓要滿足最大阻力，因此要確定通風(fēng)容易與通風(fēng)困難時(shí)期的最大阻力路線。 表 巷道適宜風(fēng)速 序號(hào) 巷道名稱 適宜風(fēng)速（ m/s） 1 運(yùn)輸大巷、主石門、井底車場(chǎng) 2 回風(fēng)石門、回風(fēng)平硐、回風(fēng)大巷 《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 30 3 采區(qū)進(jìn)風(fēng)巷、進(jìn)風(fēng)上山 4 采區(qū)回風(fēng)巷、回風(fēng)上山 5 采區(qū)運(yùn)輸機(jī)巷、膠帶運(yùn)輸機(jī)巷 6 采煤工作面 表 其他各類巷道適宜風(fēng)速 井巷名稱 允許風(fēng)速（ m/s） 最低 最高 無(wú)提升設(shè)備的風(fēng)井和井筒 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 8 架線電機(jī)車巷道 8 運(yùn)輸機(jī)巷道、采區(qū)進(jìn)回巷道 6 回采工作面，掘進(jìn)中的煤巷和半煤巖巷 4 掘進(jìn)中巖巷 4 其他行人巷道 《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 31 表 井巷風(fēng)速驗(yàn)算表 井巷名稱 有效 斷面/m2 風(fēng)量 /m3 Q＝ (++250*2+610+) = 綜合兩種計(jì)算方法，取其最大值，所以，整個(gè)礦井總需風(fēng)量為 m3/min。 （ 4） 檢修硐室： 100 m3/min。 因此，可得： Qdi=*50%= m3/min 掘進(jìn)工作面需風(fēng)量 由 的計(jì)算結(jié)果可得一個(gè)煤巷掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量為 250 m3/min，一個(gè)巖巷掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量取 m3/min。 Qai＝ 60**= m3/min （ 3）按工作面同時(shí)作業(yè)人數(shù)計(jì)算 tK? ?《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 27 Qai＝ 4*N， m3/min 式中， Qai—— 回采工作面實(shí)際需風(fēng)量， m3/min； N—— 井下同時(shí)工作的最多人數(shù)，人 。 （ 1） 按瓦斯涌出量計(jì)算 Qai＝ 100*q kai， m3/min 式中， Qai—— 回采工作面實(shí)際需風(fēng)量， m3/min； qs—— 回采工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中瓦斯的平均絕對(duì)涌出量， m3/min； kai—— 采面瓦斯涌出不均衡通風(fēng)系數(shù) 。本設(shè)計(jì)采用按實(shí)際需要由里往外細(xì)致配風(fēng)的計(jì)算方法。 （ 3）局部通風(fēng)機(jī)和機(jī)電設(shè)備必須配有延時(shí)風(fēng)電閉鎖裝置。 （ 2）提高有效風(fēng)量。/min 局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)壓 壓入式局部通風(fēng)機(jī)工作全風(fēng)壓 Ht（ Pa）為： Pa8 1 42 ，DRQH hhat ??? （ 4— 7） 式中： Ht— 局部通風(fēng)機(jī)工作全風(fēng)壓， Pa； R— 風(fēng)筒總風(fēng)阻， N考慮到本設(shè)計(jì)掘進(jìn)頭距離較長(zhǎng)，為經(jīng)濟(jì)起見(jiàn)，決定使用膠片風(fēng)筒，其具體參數(shù)見(jiàn)表 。根據(jù)配風(fēng)經(jīng)驗(yàn)取 250 m179。/min； N— 該掘進(jìn)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，取 40 人。 根據(jù)規(guī)程規(guī)定 :回采工作面瓦斯涌出量大于 5 ，掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量大于 3 時(shí)，僅靠通風(fēng)排除瓦斯是不合理的，本礦井的掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出量為 m3/min，未超過(guò) 3 《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 22 m3/min，在保證安全的前提之下，為了盡量減少工程量，按照規(guī)程規(guī)定，本礦井可以不進(jìn)行瓦斯抽放。 二、礦井需風(fēng)量的計(jì)算方法 礦井需風(fēng)量按以下方法計(jì)算，并取其中最大值。為了保證掘進(jìn)工作面的安全生產(chǎn)，本礦井設(shè)計(jì)采用壓入式掘進(jìn)通風(fēng)。 （ 3）抽出式通風(fēng)由于炮煙從風(fēng)