【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 兩個(gè)時(shí)期的摩擦阻力可按表 231 進(jìn)行計(jì)算。 表 231 礦井通風(fēng)容易（困難）時(shí)期井巷摩擦阻力計(jì)算表 節(jié)點(diǎn)序號(hào) 巷道名稱 支護(hù)形式 α (Ns2/m4) L （ m） U (m) S (m2) S3 (m6) R (Ns2/m8) Q (m3/s) Q2 (m6/s2) h 摩 （ Pa） v (m/s) ① ② ? 用下式計(jì)算兩個(gè)時(shí)期的礦井總風(fēng)阻和總等積孔。 R 大 =2Qh阻大??????????（ 234） 10 R 小 =2Qh阻小 ??????????（ 235） A 大 =阻大h ??????????（ 236） A 小 =阻小h ??????????（ 237） 第四 章 選擇礦井通風(fēng)設(shè)備 一、選擇礦井通風(fēng)設(shè)備的基本要求 礦井每個(gè)裝備主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)井，均要在地面裝設(shè)兩套同等能力的通風(fēng)設(shè)備，其中一套工作，一套備用，交替工作。 選擇的通風(fēng)設(shè)備應(yīng)能滿足第一開采水平各個(gè)時(shí)期的工況變化，并使通風(fēng)設(shè)備長(zhǎng)期高效運(yùn)行。當(dāng)工況變化較大時(shí)，應(yīng)根據(jù)礦井分 期時(shí)間及節(jié)能情況，分期選擇電動(dòng)機(jī)。 通風(fēng)機(jī)能力應(yīng)留有一定的余量。軸流式、對(duì)旋式通風(fēng)機(jī)在最大設(shè)計(jì)負(fù)壓和風(fēng)量時(shí)，葉輪葉片的運(yùn)轉(zhuǎn)角度應(yīng)比允許范圍小 5?；離心式通風(fēng)機(jī)的選型設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速不宜大于允許最高轉(zhuǎn)速的 90%。 進(jìn)、出風(fēng)井井口的高差在 150m 以上，或進(jìn)、出風(fēng)井口標(biāo)高相同，但井深 400m 以上時(shí)，宜計(jì)算礦井的自然風(fēng)壓。 二、主要通風(fēng)機(jī)的選擇 計(jì)算通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量 Q 通 考慮到外部漏風(fēng)（即井口防爆門及主要通風(fēng)機(jī)附近的反風(fēng)門等處的漏風(fēng)），主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)量可用下式計(jì)算： Q 通 =k Q 礦 ， m3/s （ 241） 式中 Q 礦 —— 礦井總風(fēng)量， m3/s ； k—— 漏風(fēng)損失系數(shù)。風(fēng)井無(wú)提升任務(wù)時(shí)取 ；箕斗井兼作回風(fēng)井時(shí)取 ；回風(fēng)井兼做升降人員時(shí)取 。 計(jì)算通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓 H 全 （或 H 靜 ） 通風(fēng)機(jī)全壓 H 全 和礦井自然風(fēng)壓 H 自 共同作用，克服礦井通 風(fēng)系統(tǒng)的總阻力 h 阻 、風(fēng)硐阻力 h 硐 以及擴(kuò)散器出口動(dòng)能損失 h 擴(kuò) 。當(dāng)自然風(fēng)壓與通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓同向時(shí)取“ ”；反之取“ +”。即： H 全 = h 阻 +h 硐 +h 擴(kuò) 177。 H 自 ， pa （ 242） 風(fēng)硐阻力一般不超過(guò) 100~200 Pa。 通常離心式風(fēng)機(jī)提供的大多是全壓曲線，而 軸流式、 對(duì)旋式 通風(fēng)機(jī)提供的大多是靜壓曲線。因此，對(duì)抽出式通風(fēng)礦井： 離心式通風(fēng)機(jī)： 容易時(shí)期 H 全小 = h 阻小 +h 硐 +h 擴(kuò) H 自 （ 243） 困難時(shí)期 H 全大 = h 阻大 +h 硐 +h 擴(kuò) +H 自 （ 244） 軸流式（或?qū)π剑┩L(fēng)機(jī)： 容易時(shí)期 H 靜小 = h 阻小 +h 硐 H 自 （ 245） 困難時(shí)期 H 靜大 = h 阻大 +h 硐 +H 自 （ 246） 自然風(fēng)壓在容易時(shí)期取負(fù)值，困難時(shí)期取正值，是為了確保所選的通風(fēng)機(jī)在這兩個(gè)（極端）時(shí)期均有能力滿足礦井通風(fēng)要求。 對(duì)于壓入式通風(fēng)礦井，式（ 244）及（ 244）中的 h 擴(kuò) 應(yīng)改為出風(fēng)井的出口動(dòng)壓。 11 擇通風(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 Q 通 、 H 靜小 （或 H 全小 ）和困難時(shí)期通風(fēng)機(jī)的 Q 通 、 H 靜大（或 H 全大 ），在通風(fēng)機(jī)的個(gè)體特性圖表（參見附錄四、五、六）上選擇合適的主要通風(fēng)機(jī)。判別是否合適，要看上面兩組數(shù)據(jù)所構(gòu)成的兩個(gè)時(shí)期的工作點(diǎn)，是否都在通風(fēng)機(jī)個(gè)體特性曲線的合理工作范圍內(nèi)。 選定以后，即可得出兩個(gè)時(shí)期主要通風(fēng)機(jī)的型號(hào)、動(dòng)輪直徑、動(dòng)輪葉片安裝角（指軸流式或?qū)π斤L(fēng)機(jī)）、轉(zhuǎn)速、風(fēng)壓、風(fēng)量、效率和輸入功率等技 術(shù)系數(shù)，并列表整理。 選擇電動(dòng)機(jī) ⑴計(jì)算通風(fēng)機(jī)輸入功率 按通風(fēng)容易和困難時(shí)期，分別計(jì)算通風(fēng)機(jī)輸入功率 N 電小 、 N 電大 電小N =靜靜小通 ?1000HQ ， kW （ 247） 電大N =靜靜大通 ?1000HQ ， kW （ 248） 或 電小N = 全全小通 ?1000HQ ， kW （ 249） 電大N = 全全大通 ?1000HQ ， kW （ 2410） 式中 靜?、全?—— 分別為 通風(fēng)機(jī)靜壓效率和全壓效率； 電小N 、電大N—— 分別為礦井通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期通風(fēng)機(jī)的輸入功率。 ⑵選擇電動(dòng)機(jī)電大N時(shí)， 當(dāng)電小N≥ 電大N時(shí)，可選一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，其功率為： 初期 電N=傳電電電大 ?? ??kN ， kW （ 2411） 當(dāng)電小N＜ 電大N時(shí)，選兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)，其功率分別為： 初期 電小N = 傳電電大電小電 ?? ? ?? NNk ， kW （ 2412） 后期按式（ 2411）計(jì)算。 式中 電k —— 電動(dòng) 機(jī)容量備用系數(shù)， k 電 =~； 電?—— 電動(dòng)機(jī)效率， η 電 =～ （大型電機(jī)取較高值）； 傳? —— 傳動(dòng)效率，電動(dòng)機(jī)與通風(fēng)機(jī)直聯(lián)時(shí) η 傳 =1；皮帶傳動(dòng)時(shí) η 傳 =。 12 電動(dòng)機(jī)功率在 400～ 500 kW 以上時(shí)，宜選用同步電動(dòng)機(jī)。其優(yōu)點(diǎn)是低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)， 用來(lái)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(gòu)置和安裝費(fèi)較高。 第五章 礦井風(fēng)量調(diào)節(jié) 根據(jù)礦井井下各用風(fēng)點(diǎn)及各風(fēng) 流分支的需風(fēng)量計(jì)算出來(lái)的通風(fēng)阻力并不能滿足風(fēng)壓平衡定律，這樣實(shí)際的風(fēng)量分配做到安需分配。因此，為了滿足礦井各用風(fēng)點(diǎn)和各風(fēng)流分支對(duì)風(fēng)量的需求及整個(gè)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)風(fēng)量和風(fēng)壓的平衡，在上述兩節(jié)內(nèi)容的基礎(chǔ)上進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)，然后再對(duì)前兩節(jié)的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行修正。 從理論上來(lái)講礦井風(fēng)量調(diào)節(jié) 依據(jù)風(fēng)量平衡定律、風(fēng)壓平衡定律、阻力定律， 從調(diào)節(jié)設(shè)施來(lái)看，有通風(fēng)機(jī)、射流器、風(fēng)窗、風(fēng)幕和增加并聯(lián)井巷或擴(kuò)大通風(fēng)斷面等。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)。從通風(fēng)能量的角度看，可分為增能調(diào)節(jié)、耗能調(diào)節(jié)和節(jié)能調(diào)節(jié)。 一、局部風(fēng)量調(diào)節(jié) 局部風(fēng)量調(diào)節(jié)是指在采區(qū)內(nèi)部各工作面間，采區(qū)之間或生產(chǎn)水平之間的風(fēng)量調(diào)節(jié)。 調(diào)節(jié)方法：增阻法、減阻法及輔助通風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)法。 增阻調(diào)節(jié)法 增阻調(diào)節(jié)法是在通過(guò)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。 主要措施： (1)調(diào)節(jié)風(fēng)窗； (2)臨時(shí)風(fēng)簾； (3)空氣幕調(diào)節(jié)裝置等。使用最多的是調(diào)節(jié)風(fēng)窗。 特點(diǎn)：增阻調(diào)節(jié)法具有簡(jiǎn)單、方便、易行、見效快等優(yōu)點(diǎn)；但增阻調(diào)節(jié)法會(huì)增加礦井總風(fēng)阻，減少總風(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， Ns2/m8； Rc＝ hc /Q2。 減阻調(diào)節(jié)法 減阻調(diào)節(jié)法是在通過(guò)在巷道中采取降阻措施，降低巷道的通風(fēng)阻力，從而增大與該巷道處于同一通路中的風(fēng)量，或減小與其關(guān)聯(lián)的通路上的風(fēng)量。 13 主要措施： (1)擴(kuò)大巷道斷面； (2)降低摩擦阻力系數(shù)； (3)清除巷道中的局部阻力物； (4)采用并聯(lián)風(fēng)路； (5)縮短風(fēng)流路線的總長(zhǎng)度等。 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(zhǎng)，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。 增能調(diào)節(jié)法 增能調(diào)節(jié)法主要是采用輔助通風(fēng)機(jī)等增加通風(fēng)能量的方法，增加局部地點(diǎn)的風(fēng)量。 主要措施： (1)輔助通風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)法。 (2)利用自然風(fēng)壓調(diào)節(jié)法。 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。但采用輔助通風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)時(shí)設(shè)備投資較大，輔助通風(fēng)機(jī)的能耗較大，且輔助通風(fēng)機(jī)的安全管理工作比較復(fù)雜，安全性較差。 二、礦井總風(fēng)量的調(diào)節(jié) 當(dāng)?shù)V井（或一翼）總風(fēng)量不足或過(guò)剩時(shí)，需調(diào)節(jié)總風(fēng)量，也就是調(diào)整主通風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)。采取的措施是：改變主通風(fēng) 機(jī)的工作特性，或改變礦井風(fēng)網(wǎng)的總風(fēng)阻。 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。其中，局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)是最為常用的掘進(jìn)通風(fēng)方法。 （一）局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng) 局部通風(fēng)機(jī)是井下局部地點(diǎn)通風(fēng)所用的通風(fēng)設(shè)備。局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)是利用局部通風(fēng)機(jī)作動(dòng)力，用風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)把新鮮風(fēng)流送入掘進(jìn)工作面。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。 壓入式通風(fēng) 局部通風(fēng)機(jī)和啟動(dòng)裝置安設(shè)在離掘進(jìn)巷道口 10m 以外的進(jìn)風(fēng)側(cè)巷道中，局部通風(fēng)機(jī) 把新鮮風(fēng)流經(jīng)風(fēng)筒送入掘進(jìn)工作面，污風(fēng)沿掘進(jìn)巷道排出。壓入式通風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)是局部通風(fēng)機(jī)和啟動(dòng)裝置都位于新鮮風(fēng)流中，不易引起瓦斯和煤塵爆炸，安全性好；風(fēng)筒出口風(fēng)流的有效射程長(zhǎng)，排煙能力強(qiáng)，工作面通風(fēng)時(shí)間短；既可用硬質(zhì)風(fēng)筒，又可用柔性風(fēng)筒，適應(yīng)性強(qiáng)。缺點(diǎn)是污風(fēng)沿巷道排出，污染范圍大；炮煙從掘進(jìn)巷道排出的速度慢，需要的通風(fēng)時(shí)間長(zhǎng)。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) 局部通風(fēng)機(jī)安裝在離掘進(jìn)巷道口 10m 以外的回風(fēng)側(cè)巷道中，新鮮風(fēng)流沿掘進(jìn)巷道流入工作面，污風(fēng)經(jīng)風(fēng)筒由局部通風(fēng)機(jī)抽出。 在有效吸程以 外的獨(dú)頭巷道循環(huán)渦流區(qū)，炮煙處于停滯狀態(tài)。因此，抽出式通風(fēng)風(fēng)筒吸入口距工作面的距離應(yīng)小于有效吸程，才能取得好的通風(fēng)效果。 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(zhǎng)度為工作面至風(fēng)筒吸入口的長(zhǎng)度，故排煙時(shí)間短，有利于提高掘進(jìn)速度。其缺點(diǎn)是風(fēng)筒吸入口的有效吸程短，風(fēng)筒吸風(fēng)口距工作面距離過(guò)遠(yuǎn)則通風(fēng)效果不好，過(guò)近則放炮時(shí)易崩壞風(fēng)筒；因污風(fēng)由局部通風(fēng)機(jī)抽出，一旦局部通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生火花，將有引起瓦斯、煤塵爆炸的危險(xiǎn)，安全性差。在瓦 斯礦井中一般不使用抽出式通風(fēng)。 混合式通風(fēng) 混合式通風(fēng)是一個(gè)掘進(jìn)工作面同時(shí)采用壓入式和抽出式聯(lián)合工作。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)。按局部通風(fēng)機(jī)和風(fēng)筒的布設(shè)位置不同分為長(zhǎng)抽短壓、長(zhǎng)壓短抽和長(zhǎng)壓長(zhǎng)抽三種方式。 （ 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)所造成的風(fēng)壓，借助風(fēng)幛和風(fēng)筒等導(dǎo)風(fēng)設(shè)施將新風(fēng)引入 14 工作面，并將污風(fēng)排出掘進(jìn)巷道。 （三） 引射器通風(fēng) 利用引射器產(chǎn)生的通風(fēng)負(fù)壓，通過(guò)風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)的通風(fēng)方法稱為引射器通風(fēng)。引射器通風(fēng)一般采用壓入式布置。利用引射器通風(fēng)的主要優(yōu)點(diǎn)是 無(wú)電器設(shè)備、無(wú)噪音。水力引射器通風(fēng)還能起降溫、降塵作用。在煤與瓦斯突出嚴(yán)重的煤層掘進(jìn)時(shí)，用它代替局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)，設(shè)備簡(jiǎn)單，比較安全。缺點(diǎn)是供風(fēng)量小，需要水源或壓氣。適用于需風(fēng)量不大的短巷道掘進(jìn)通風(fēng)，也可在含塵量大、氣溫高的采掘機(jī)械附近，采取水力引射器與其它通風(fēng)方法的混合式通風(fēng)。 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。 三、局部通風(fēng)設(shè)備的選擇 局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)設(shè)備，應(yīng)根據(jù)局部通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)量和工作風(fēng)壓來(lái)選擇。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。因此，必須先確定掘進(jìn)工作面的風(fēng)量和風(fēng)筒漏風(fēng)量。從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)看，掘進(jìn)工作面所需的風(fēng)量一般為 40