【正文】 可用從通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓特性曲線圖上查得。 礦井通風(fēng) 學(xué) 課設(shè)計 27 圖 53 軸流式主要通風(fēng)機(jī)合理工況點 根據(jù)上述條件及風(fēng)機(jī)效率的要求可找到相宜的風(fēng)機(jī)： 東翼采區(qū) ： 2 60 18K No 風(fēng)機(jī)（轉(zhuǎn)速為 n=1000rpm）， 西翼采區(qū)： 2 60 18K No 風(fēng)機(jī)（轉(zhuǎn)速為 n=750rpm）。 左限：葉片安裝角θ的最小值，對一級葉輪為 10176。通風(fēng)機(jī)的選擇方法是：根據(jù)礦井通風(fēng)設(shè)計所算出的需要風(fēng)量 fQ ，和風(fēng)壓 H 的數(shù)據(jù)，在從許多條表示不同型號、尺寸、不同轉(zhuǎn)數(shù)或不同葉片安裝角的主要通風(fēng)機(jī)運轉(zhuǎn)特性曲線中選擇一條合適的特性曲線，所選的這條特性曲線，表明了它所屬的主要通風(fēng)機(jī)型號、尺寸、轉(zhuǎn)數(shù)和葉片安裝角度等。這些個體特性曲線必須通過實測來繪制。根據(jù)這樣的原則，主要通風(fēng)機(jī)在選擇的時候參數(shù)見表 7— 2： 表 52 主要通風(fēng)機(jī)選擇參數(shù) 東翼采區(qū) 西翼采區(qū) 風(fēng)量sm/3 風(fēng)壓 aP 風(fēng)阻 82/mNs 風(fēng)量 sm/3 風(fēng)壓 aP 風(fēng)阻82/mNs 通風(fēng)容易時期 9 6 通風(fēng)困難時期 軸流式主要通風(fēng)機(jī)在我國礦井中有著很廣泛的應(yīng)用，所以在該礦井的建設(shè)中我們業(yè)考慮用軸流式主要通風(fēng)機(jī)。 在此礦井中雖季節(jié)的變化，井筒內(nèi)空氣密度見表 7— 1 表 5— 1 不同季節(jié)空氣平均密度 季節(jié) 地點 進(jìn)風(fēng)井筒（ kg/m3） 出風(fēng)井筒（ kg/m3） 冬 夏 進(jìn)風(fēng)井井筒長度為 530m，回風(fēng)井井筒長度為 315m，因為回風(fēng)井的空氣溫度和井下的溫度大致相等，所以在選擇空氣柱的時候，以礦井的進(jìn)風(fēng)井為依據(jù)，根據(jù)進(jìn)風(fēng)井的長度來取定自然風(fēng)壓的大小。東西兩翼在通風(fēng)容易和通風(fēng)困難時期等積孔面積相差不大，所以通風(fēng)難易程度變化不太大，這表明礦井的設(shè)計是很成功的。 計算東翼采區(qū)總風(fēng)量為： 3( 1 4 2 7 . 8 7 1 1 0 2 . 6 2 2 1 6 0 7 5 7 0 1 0 0 6 6 1 . 5 7 2 ) 1 . 24 5 0 8 . 4 7 / m indongQm? ? ? ? ? ? ? ? ?? 計算西翼采區(qū)總風(fēng)量為： 3( 1 4 2 7 . 8 7 1 1 0 2 . 6 2 2 1 6 0 2 0 0 7 5 7 0 1 0 0 ) 1 . 23 9 5 4 . 5 8 8 / m i nxiQ m? ? ? ? ? ? ? ? ?? 下面計算通風(fēng)困難時期的風(fēng)壓，根據(jù)經(jīng)驗和以上的計算結(jié)果可以推得，通風(fēng)壓力最大的風(fēng)流路線仍然經(jīng)過綜采工作面。 普采工作面： m in/ 32 mQa ? ，漏風(fēng)備用系數(shù)同樣取為 ，計算出工作面上下順槽內(nèi)通過的風(fēng)流為： / minm 備用普采工作面： m in/ 7 5 839。此時又在東西兩翼各有兩個工作面，一個為綜采工作面，一個為普采工作面。 下面求容易時期西翼的最大通風(fēng)阻力，當(dāng)按照風(fēng)流過綜采工作面時，一一計算風(fēng)阻如表 4— 4， 表 4— 4 西翼通風(fēng)容易時期過綜采工作面風(fēng)阻計算風(fēng)阻計算 編號 井巷名稱 410?? 長度（ m） 斷面（ m2） 周長（ m） 風(fēng)量 (m3/s) 阻力 （ Pa） 1 副井井筒 530 2 井底車場及主石門 90 200 3 井底運輸大巷 90 1250 4 采區(qū)下部車場 90 50 5 軌道 上山 車場到準(zhǔn)備采區(qū) 140 15 準(zhǔn)備采區(qū)到掘進(jìn)巷 140 645 掘進(jìn)巷到采區(qū) 140 15 5 6 區(qū)段平石門 95 245 7 綜采區(qū)段進(jìn)風(fēng)平巷 260 1240 8 液壓支架工作面 330 150 9 綜采區(qū)段回風(fēng)平巷 170 1240 10 采區(qū)回風(fēng)石門 95 325 11 風(fēng)井 35 315 通風(fēng)阻力總計 因為在東翼，計算通風(fēng)阻力的時候，通過綜采工作面的風(fēng)量大于通過普采工作面的風(fēng)量，所以在西翼也同樣成立，對于通過普采工作面的通風(fēng)阻力不必計算，它一定也小于通過綜采工作面的通風(fēng)阻力。 B．炸藥庫需要風(fēng)量 cQ ，應(yīng)按照每小時 4 次換氣量計算： 30 .0 7 , / m incQ V m? (4— 14) 礦井通風(fēng) 學(xué) 課設(shè)計 17 式中： V — 包括聯(lián)絡(luò)巷在內(nèi)的爆破材料庫的空間總體積， 3m ； 在這里，按照經(jīng)驗值給出風(fēng)量 3100 /minm 。 四個獨立通風(fēng)的煤層平巷掘進(jìn)頭所需要 的風(fēng)量按照相等計算。 31 0 0 0 . 7 1 5 2 1 4 3 ( m / m i n ) ,biQ ? ? ? ? 所以對于四個掘進(jìn)頭而言，每個掘進(jìn)頭通風(fēng)量為 3143(m /min) 。 1 1 9 5 . 4 2 5 1 1 0 2 . 6 2 6 6 1 . 5 7 2 2 9 5 9 . 6 1 7 ( m / m i n )d a a a aQ Q Q Q? ? ? ? ? ? ? 對于西翼采區(qū)： 312 1 1 9 5 . 4 2 5 1 1 0 2 . 6 2 2 2 9 8 . 0 4 5 ( m / m i n )x a a aQ Q Q? ? ? ? ? （ 2） 掘進(jìn)工作面實際需要風(fēng)量計算： 各個獨立通風(fēng)的掘進(jìn)工作面實際需要風(fēng)量，應(yīng)按照瓦斯或二氧化碳涌出量、炸藥量、局部通風(fēng)機(jī)實際吸風(fēng)量、風(fēng)速和人數(shù)等規(guī)定要求風(fēng)別進(jìn)行計算，必須采用其中最大值。所以為滿足工作面風(fēng)量需求，在工作面上下順槽內(nèi)需要通過 的風(fēng)量為： / minm 按照上面同樣的方法計算二號工作面的風(fēng)量為： / minm 。 對于一號采煤工作面，取溫度為 25oC ，則風(fēng)速為 ，采煤面面積為 2m ，代入上式可得： 31 6 0 1 . 7 7 . 8 7 9 5 . 6 ( / m i n )aQm? ? ? ? （ 4— 8） C．按照人數(shù)計算實際需要風(fēng)量（ aiQ ）： 34 / m inai iQ N m? （ 4— 9） 式中 : iN — 第 i 格采煤工作面同時工作的最多人數(shù)，人 對于一號綜采工作面，同時作業(yè)最多人數(shù)為 40 人，代入上式得： 31 4 4 0 1 6 0 ( / m i n )aQm? ? ? 按照以上三種計算風(fēng)量的方法，選擇計算的最大風(fēng)量，所以一號工作面的風(fēng)量為： / minm D．按風(fēng)速進(jìn)行驗算： 按最低風(fēng)速驗算，各個采煤工作面的最低風(fēng)量（ aiQ ）： 31 5 , / m inai aiQ S m? （ 4— 10） 式中： aiS — 第 i 格采煤工作，的平均斷面積， 2m 。 A． 按瓦斯?jié)舛扔砍隽坑嬎悖? 31 0 0 , / m i na i a i a iQ q K m? ? ? （ 4— 5） 式中： aiq —— 第 i 個采煤工作面的瓦斯絕對涌出量， 3/minm ； aiK —— 第 i 個采煤工作面瓦斯涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)，它是各個采煤工作面瓦斯絕對涌出量的最大值與其平均值之比，須在各個工作面正常生產(chǎn)條件下，至少進(jìn)行 5 晝夜的觀測，測出 5 個比值，取其最大值。aiQ —— 第 i 個備用采煤工作面實際需要的風(fēng)量， 3/minm 。 （ 4— 2） 兩個回風(fēng)井的風(fēng)量總和不應(yīng)小于 3500 3/minm 。同時將炸藥庫和變電室也布置在靠近主要運輸大巷的位置，這樣就新風(fēng)在進(jìn)入軌道上山后就可以馬上風(fēng)流，減少在軌道上山的阻力。 礦井總風(fēng)量即井下各工作地點的有效風(fēng)量與各條風(fēng)路上的漏 風(fēng)之總和。 W型通風(fēng)方式 兩進(jìn)一回，或一進(jìn)兩回。優(yōu)點為：可以很好的解決工作面上隅角瓦斯超限問題，改善了工作環(huán)境， 提高回收率。此種通風(fēng)方是對了解煤層賦存狀況，掌握甲烷、火的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律，較為有利。 表 3— 1 回采工作面上、下行通風(fēng)適應(yīng)條件及優(yōu)缺點 通風(fēng)系統(tǒng) 適應(yīng)條件及優(yōu)缺點 上行通風(fēng) 煤層傾角大于 120的回采工作面，都應(yīng)采用上行通風(fēng) 優(yōu)缺點： 1． 瓦斯自然流動方向和風(fēng)流方向一致，有利于較快地降低工作面瓦斯?jié)舛龋? 2． 風(fēng)流方向與運煤方向相反，引起煤塵飛揚，增加了回采工作面進(jìn)風(fēng)流中煤塵濃度；同時，煤炭在運輸中放出的瓦斯又隨風(fēng)流帶到回采工作面，增加了工作面的瓦斯?jié)舛龋? 3． 運輸設(shè)備運轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的熱量隨進(jìn)風(fēng)流散發(fā)到回采工作面，使工作面氣溫上升 下行通風(fēng) 在沒有煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出威脅的、傾角小于 12o的煤層中， 可考慮采用下行通風(fēng) 工作面下行通風(fēng)，除了可以降低瓦斯?jié)舛群凸ぷ髅鏈囟韧?，還可以減少煤塵含量，降低水砂充填工作面的空氣濕度，有利于提高工作面的產(chǎn)量。如果采用下行通風(fēng)時，必須報礦總工程師批準(zhǔn)，并遵守系列規(guī)定： A．回采工作面風(fēng)速不得低于 1m/s。 （ 4）會才工作面的調(diào)風(fēng)措施可靠。 （ 2）風(fēng)流穩(wěn)定。此外須在軌道上山的下部車場內(nèi)安設(shè)風(fēng)門，此外運輸?shù)V車來往頻繁，需要加強(qiáng)管理，防止風(fēng)流短路。軌道上山回風(fēng)，它與各區(qū)段回風(fēng)巷與回風(fēng)石門連通。軌道上山的上部及中部車場凡與回風(fēng)巷連接處，均設(shè)置風(fēng)門與回風(fēng)隔離，為此車場航道要有一定的長度，以及決通風(fēng) 與運輸?shù)拿?。新風(fēng)流由大巷經(jīng)進(jìn)風(fēng)上（下）山、進(jìn)風(fēng)平巷進(jìn)入采煤工作面，回風(fēng)經(jīng)回風(fēng)巷、回風(fēng)上（下）山到采區(qū)回風(fēng)石門。大致可風(fēng)味串聯(lián)、并聯(lián)、角立案和復(fù)雜連接四縱類型。 抽壓聯(lián)合式 可產(chǎn)生較大的通風(fēng)壓力，能適應(yīng)大阻力礦井需要，但通風(fēng)管理困難，一般新建礦井和高瓦斯礦井不宜采用，只是個別用于老井延伸或改建的低瓦斯礦井。通風(fēng)方式分為壓入式、抽出式、抽壓混合式 3 類，其使用條件和優(yōu)缺點分析見表 2— 3。 （ 4）初期投資：在方案一中由于要先開采兩條回風(fēng)井，需要四個主要通風(fēng)機(jī)（其中有兩個是備用的），而在方案二當(dāng)中只需要建設(shè)一條回風(fēng)井，需要兩個主要通風(fēng)機(jī)，但是在方案一中需要開拓 一條回風(fēng)大行巷。 （ 2）通風(fēng)難易程度：采用方案二時，在通風(fēng)容易時期風(fēng)流最短路線近似 3325m，通風(fēng)困難時期風(fēng)流經(jīng)過的最長距離大概為 7475m；在采用方案一時，在通風(fēng)容易時期風(fēng)流的路程為 2075m 通風(fēng)困難時期風(fēng)流的最長路線大概為 6225m，可見采用第一種通風(fēng)方案的時候礦井的風(fēng)流的路程比第二中多了 1250 米，導(dǎo) 致通風(fēng)阻力增大，不利于通風(fēng)，并且這樣就在長久的同風(fēng)過程中浪費電源。綜合考慮這些因素，提出了兩套通風(fēng)系統(tǒng)方式： 方案一、兩翼對角式 方案二、在初期采用中央分列式，后期采用中央并列式和中央分列混合式 下面對這兩種方式做技術(shù)和經(jīng)濟(jì)對比如下 ： （ 1）安全因素比較：該礦井為低瓦斯礦井，但是煤塵爆炸指數(shù)為 36%，煤塵的爆炸強(qiáng)度和爆炸指數(shù)的關(guān)系如表 2— 2： 表 2— 2 煤塵爆炸指數(shù)與爆炸性的關(guān)系 煤塵爆炸指數(shù) 10 10~15 15~28 28 爆炸性 除個別外，基 本無爆炸性 爆炸性弱 爆炸性較強(qiáng) 爆炸性很強(qiáng) 可見該煤塵具有很強(qiáng)的爆炸性。有利于礦井分區(qū)分期投產(chǎn)； 3． 大型礦井井田面積大，產(chǎn)量大或采用分區(qū)開拓的礦井 分區(qū)式 分區(qū)通風(fēng) 各分區(qū)有獨立的進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)，但與中央進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)大巷沒有通風(fēng)設(shè)施隔絕。 通風(fēng)方式簡介 礦井通風(fēng)方式是指進(jìn)風(fēng)井和回風(fēng)井的布置，按照進(jìn)、回風(fēng)井的相對位置可以分為中央并列式（包括中央并列式和中央分列式）、對角式、混合式，以及分區(qū)式。 部分巷道名稱、長度、支護(hù)形式，斷面幾何特征參數(shù)列入表 1。東西兩翼各有一個絞車房、變電所、火藥庫，亦需獨立通風(fēng)。根據(jù)開拓開采設(shè)計確定，采用立井多水平上下山開拓，第一水平標(biāo)高 380m，傾斜長為 825 2m，服務(wù)年限為 27 年，因為走向較短，兩翼各布置一個采區(qū)。 值得一提的是，這是作者初次設(shè)計礦井通風(fēng)系統(tǒng)，全憑自己的知識總結(jié)利用設(shè)計，沒有拷貝別人的既成成果，難免會有一些不太妥當(dāng)之處，敬請指教。而地下作業(yè)首 先面臨的是通風(fēng)問題，在礦井生產(chǎn)過程中要有源源不斷的新鮮空氣送到井下各個作業(yè)地點，以供人員呼吸，以稀釋和排除井下各種有毒有害氣體和礦塵，創(chuàng)造良好的礦內(nèi)環(huán)境，保障井下作業(yè)人員的身體健康和勞動安全。我國煤炭生產(chǎn)以井下開采為主，其產(chǎn)量占煤炭總產(chǎn)量的 95%。風(fēng)別計算 了通風(fēng)容易時期和通風(fēng)困難時期的風(fēng)量和風(fēng)壓，并以此為基礎(chǔ)選用了礦井主要通風(fēng)機(jī)和電機(jī)，設(shè)計的通風(fēng)系統(tǒng)滿足了礦井通風(fēng)的要求。 井田有兩個開采煤層，為 k1 k，在井田范圍內(nèi)，煤層賦存穩(wěn)定，煤層傾角 150，各煤層厚度、間距及頂?shù)匕鍘r性參見綜合柱狀圖 11： 圖 11 綜合柱狀圖 礦井相對瓦斯涌出量為 ，煤層有自然發(fā)火危險，發(fā)火期為 16—18 個月，煤塵有爆炸性，爆炸指數(shù)為 36% 。 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)平巷與運輸上山，區(qū)段運輸平巷與軌道上山采用石門連接，為了保證生產(chǎn)正常