【導(dǎo)讀】未定義書(shū)簽。未定義書(shū)簽。未定義書(shū)簽。未定義書(shū)簽。未定義書(shū)簽。未定義書(shū)簽。未定義書(shū)簽。未定義書(shū)簽。未定義書(shū)簽。未定義書(shū)簽。

　　

【正文】 （ 46） 式中：∑ Q— 礦井總風(fēng)量， m3/min； K— 風(fēng)量備用系數(shù)，取 K=； ∑ Q 采 — 回采工作面所需風(fēng)量， m3/min； ∑ Q 掘 — 掘進(jìn)面所需風(fēng)量， m3/min； ∑ Q 硐 — 硐室所需風(fēng)量， m3/min； ∑ Q 其它 — 其它巷道所需風(fēng)量， m3/min； 工作面所需風(fēng)量的計(jì)算 每個(gè)采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量，應(yīng)按沼氣 (或二氧化碳 )涌出量、工作面氣溫、風(fēng)速和人數(shù)等規(guī)定分別計(jì)算，然后取其中最大值。 礦井初步設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力 240萬(wàn) t。預(yù)計(jì)礦井絕對(duì)瓦斯涌出量為 ，為低瓦斯礦井。 (1).按沼氣涌出量計(jì)算： 根據(jù)《礦井安全規(guī)程》規(guī)定，按采煤工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中沼氣的濃度不得超過(guò) 1％的要求計(jì)算。即： Qai=100Qgai Kai （ 47） 式中： Qai—— 第ｉ個(gè)回采工作面實(shí)際需風(fēng)量， m3/min； Qga—— 該采煤工作面回采時(shí)沼氣的平均絕對(duì)涌出量， m3/min，取 ； 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 級(jí)本科生《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 21 Kai—— 該采煤工作面的瓦斯涌出不均衡系數(shù)，取 Kai＝ ； 工作面需風(fēng)量： Qa=100Qgai Kai=100 = (2).按工作面氣溫與風(fēng)速的關(guān)系計(jì)算： 采煤工作面應(yīng)有良好的勞動(dòng)氣候條件，起溫度和風(fēng)速應(yīng)符合下列要求，見(jiàn)表 412。 表 412采煤工作面空氣溫度與風(fēng)速對(duì)照表 工作面溫度 (℃ ) 15 15～ 18 18～ 20 20～ 23 23～ 26 工作面風(fēng)速 (m/s) ～ ～ ～ ～ ～ 按下式計(jì)算： Qai=60 Vai Sai kai （ 48） 式中： Vai— 回采工作面風(fēng)速，取 Vai=（查表 412）； Sai— 第 i個(gè)回采工作面平均斷面積，取最大和最小控頂時(shí)有效斷面的平均值，綜采工作面按近似 S=()= kai— 第 i個(gè)回采工作面的長(zhǎng)度系數(shù)，取 . 故工作面風(fēng)量： Qa=60 =1568（ m3/min） (3).按人數(shù)計(jì)算： 按每人每分鐘所需風(fēng)量和工作面的最多人數(shù)計(jì)算工作面所需風(fēng)量。 Qa=4 Nai （ 49） 式中： 4— 每人每分鐘供給 4m3的規(guī)定風(fēng)量， m3/min； Nai— 第 i個(gè)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，取 36人。 故工作面風(fēng)量為： Qa=4 36=144（ m3/min） 由以上三種方法計(jì)算的采煤工作面所需風(fēng)量最大值為： Qa=1568（ m3/min） (4).按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算： 根據(jù)《礦井安全規(guī)程》規(guī)定，采煤工作面最低風(fēng)速為 ，最高風(fēng)速為 4m/s的要求進(jìn)行驗(yàn)算。 每個(gè)回采面： Qmin≥ 60 Sai（ m3/min） Qmax≤ 4 60 Sai（ m3/min） （ 410） 式中： Sai— 第 i個(gè)工作面的平均斷面積 m2， Sa= 198m3/min≤ Qa≤ 3168m3/min 由風(fēng)速驗(yàn)算可知， Qa=1568m3/min符合風(fēng)速要求。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 級(jí)本科生《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 22 掘進(jìn)工作面 需風(fēng)量 掘進(jìn)工作面需風(fēng)量已由 ，需風(fēng)量為 250m3/min。 硐室需風(fēng)量 煤礦井下硐室需要獨(dú)立回風(fēng)的峒室主要有：采區(qū)變電所、采區(qū)絞車(chē)房、炸藥庫(kù)等 按礦井實(shí)際經(jīng)驗(yàn)值給風(fēng)量，對(duì)這些硐室配風(fēng)如下： 采區(qū)變電所： 120m3/min 采區(qū)絞車(chē)房： 60m3/min 炸藥庫(kù)： 150m3/min 其它巷道所需風(fēng)量 ∑Qd ∑ Qd即其它巷道所需風(fēng)量之和，主要指對(duì)行人斜巷和維護(hù)巷道的實(shí)際配風(fēng)，由下式計(jì)算： ∑ Qd=5%（∑ Q 采 +∑ Q 掘 ＋∑ Q 硐 ） K為礦井風(fēng)量備用系數(shù)，包括礦井內(nèi)部漏風(fēng)和配風(fēng)不均勻等因素，本設(shè)計(jì)采用兩翼對(duì)角式通風(fēng)，取 K= 通風(fēng)容易時(shí)期 Qd=通風(fēng)困 難時(shí)期 Qd=依據(jù)風(fēng)量計(jì)算可知：回采工作面供風(fēng)量為： 1568m3/min；掘進(jìn)工作面供風(fēng)量為： 250m3/min；采區(qū)變電所： 120m3/min；炸藥庫(kù)： 150m3/min；采區(qū)絞車(chē)房： 60m3/min。 礦井總風(fēng)量及其分配 通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期的確定： 在主要通風(fēng)機(jī)服務(wù)年限內(nèi)，隨著采煤工作面及采區(qū)接替的變化，通風(fēng)系統(tǒng)的總阻力也將因之變化。其通風(fēng)容易時(shí)期在一采區(qū)正?；夭善陂g，困難時(shí)期為五采區(qū)即將采完與二水平銜接時(shí)。 在通風(fēng)容易時(shí)期： 南二 采區(qū)有一個(gè)回采工作面、兩個(gè)煤巷掘進(jìn)頭，一個(gè)巖石大巷掘進(jìn)工作面。 在通風(fēng)困難時(shí)期： 南六 采區(qū)有一個(gè)回采工作面、兩個(gè)煤巷掘進(jìn)頭，同時(shí)與二水平銜接時(shí)，有兩個(gè)巖石暗斜井掘進(jìn)工作面。 表 413 礦井容易時(shí)期分風(fēng)一覽表 項(xiàng)目 用風(fēng)地點(diǎn) 12煤層 數(shù)量 /個(gè) 單位需風(fēng)量 / (m3/min個(gè) ) 需風(fēng)量 / (m3/min) 采區(qū) 工作面 綜采工作面 1 1568 1568 煤巷掘進(jìn)頭 2 250 500 硐室 采區(qū)變電所 1 120 120 采區(qū)絞車(chē)房 1 60 60 有效風(fēng)量 2248 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 級(jí)本科生《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 23 配風(fēng)量 2585 掘進(jìn) 巖巷掘進(jìn)頭 1 200 200 硐室 炸藥庫(kù) 1 150 150 其它 其它巷道所需風(fēng)量 礦井有效風(fēng)量 內(nèi)部漏風(fēng)（漏風(fēng)系數(shù)取 15%） 礦井總進(jìn)風(fēng)量 外部漏風(fēng)（總進(jìn)風(fēng)的 5%） 風(fēng)機(jī)風(fēng)量 表 414礦井困難時(shí)期分風(fēng)一覽表 項(xiàng)目 用風(fēng)地點(diǎn) 12煤層 數(shù)量 /個(gè) 單位需風(fēng)量 / (m3/min個(gè) ) 需風(fēng)量 / (m3/min) 采區(qū) 工作面 綜采工作面 1 1568 1568 煤巷掘進(jìn)頭 2 250 500 硐室 采區(qū)變電所 1 120 120 采區(qū)絞車(chē)房 1 60 60 有效風(fēng)量 2248 配風(fēng)量 2585 掘進(jìn) 巖巷掘進(jìn)頭 2 200 400 硐室 炸藥庫(kù) 1 150 150 其它 其它巷道所需風(fēng)量 礦井有效風(fēng)量 內(nèi)部漏風(fēng)（漏風(fēng)系數(shù)取 15%） 礦井總進(jìn)風(fēng)量 外部漏風(fēng)（總進(jìn)風(fēng)的 5%） 風(fēng)機(jī)風(fēng)量 礦井通風(fēng)阻力 礦井井巷風(fēng)流一般都處于紊流狀態(tài)，設(shè)計(jì)依據(jù)摩擦阻力定律分段計(jì)算井巷風(fēng)阻。由于各生產(chǎn)時(shí)期通風(fēng)線路與通風(fēng)距離的不同，其通風(fēng)阻力也不同，設(shè)計(jì)分礦井達(dá)產(chǎn)后通風(fēng)容易時(shí)期與通風(fēng)困難時(shí)期，分別計(jì)算全礦井通風(fēng)阻力及通風(fēng)等積孔。 (1)礦井通風(fēng)總阻力的計(jì)算原則 [5]： 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 級(jí)本科生《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 24 1)礦井通風(fēng)的總阻力，不應(yīng)超過(guò) 2940Pa。 2)礦井井巷的局部阻力，新建礦井 (包括擴(kuò)建礦井獨(dú)立通風(fēng)的擴(kuò)建區(qū) )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。 3)當(dāng)風(fēng)量按照各用風(fēng)地點(diǎn)的需要或自然分配后，選擇達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量時(shí)通風(fēng)最容易時(shí)和最困難時(shí)通風(fēng)阻力最大的風(fēng)路，然后分別計(jì)算這兩條風(fēng)路中各段井巷通風(fēng)阻力，分別累加后即得到礦井通風(fēng)最容易和最困難兩個(gè)時(shí)期的最大通風(fēng)阻力。 (2)通風(fēng)容易和通風(fēng)困難兩個(gè)時(shí)期位置的確定 由礦井通風(fēng)方式及巷道布置形式可以看出，當(dāng)開(kāi)采南采區(qū)第一個(gè)采面時(shí)，通風(fēng)線路短，通風(fēng)阻力小，確定此時(shí)為通風(fēng)容易時(shí)期。一臺(tái)風(fēng)機(jī)的服務(wù) 年限一般為 20～ 25a。當(dāng)開(kāi)采一水平南十采區(qū)最后一個(gè)采面時(shí)，正好處在 25 年左右，通風(fēng)線路長(zhǎng)，通風(fēng)阻力大，確定此時(shí)為通風(fēng)困難時(shí)期。通 風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期的掘進(jìn)工作面的采煤工作面的個(gè)數(shù)都相同，容易時(shí)期和困難時(shí)期總進(jìn)風(fēng)量和總回風(fēng)量相同。在采面回采過(guò)程中都存在著瓦斯抽放，因此，容易和困難時(shí)期總回風(fēng)，要比實(shí)際的小。 通風(fēng)容易時(shí)期最大阻力路線 (見(jiàn)圖 49， 410所示 )： 通風(fēng)容易時(shí)期：副井 1→ 2→ 18→ 3→ 4→ 5→ 6→ 7→ 8→ 9→ 11→ 12→ 13→地面； 234569111213141 51 6圖49 通 風(fēng)容易時(shí)期立體示意圖18171910局部通風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)風(fēng)窗風(fēng)門(mén)乏風(fēng)流新鮮風(fēng)流圖例調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)2 副井 3 井底車(chē)場(chǎng)1 主井4 水 平運(yùn)輸大巷 5 采 區(qū)下部車(chē)場(chǎng)6 采 區(qū)軌道上山 7 采 區(qū)變電所8 區(qū)段運(yùn)輸石門(mén) 9 采 區(qū)中部車(chē)場(chǎng)1 0 采 區(qū)皮帶上山 1 1 采區(qū)煤倉(cāng)1 2 區(qū) 段運(yùn)輸平巷1 4 區(qū) 段回風(fēng)平巷1 3綜 采工作面1 5 回風(fēng)井1 6 絞車(chē)房東風(fēng)井 圖 49 容易時(shí)期通風(fēng)系統(tǒng)立體圖 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 級(jí)本科生《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 25 圖 410 容易時(shí)期通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖 通風(fēng)困難時(shí)期最大阻力路線 (見(jiàn)圖 411， 412 所示 )： 通風(fēng)困難時(shí)期：副井 1→ 2→ 22→ 3→ 4→ 5→ 7→ 8→ 9→ 10→ 11→ 12→ 13→ 14→ 15→ 16→17→地面； 2局部通風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)風(fēng)窗風(fēng)門(mén)乏風(fēng)流新鮮風(fēng)流圖例圖4 10 通 風(fēng)困難時(shí)期立體示意圖3456789101112131415 1617東風(fēng)井18192021西風(fēng)井29調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)22232526272818302副井 3 井底車(chē)場(chǎng)1 主井23451876891410111213174 水平運(yùn)輸大巷 5 采區(qū)上部車(chē)場(chǎng)6 采區(qū)軌道下山 7 采區(qū)變電所8區(qū)段運(yùn)輸石門(mén) 9 采區(qū)中部車(chē)場(chǎng)10 采區(qū)皮帶下山 11 采區(qū)煤倉(cāng)12 區(qū)段運(yùn)輸平巷14 區(qū)段回風(fēng)平巷13 綜采工作面15 皮帶暗斜井16 軌道暗斜井 17回風(fēng)井18 絞車(chē)房243015 16 圖 411 困難時(shí)期通風(fēng)系統(tǒng)立體圖 綜采工作面34145678917161 510121 3中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 級(jí)本科生《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 26 圖 412 困難 時(shí)期通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖 (3)沿著上述兩個(gè)時(shí)期通風(fēng)阻力最大的風(fēng)路，分別用下式計(jì)算出各個(gè)區(qū)段的摩擦阻力 fh ： 32 / SLUQhf ?? (411) 式中： L ―― 巷道長(zhǎng)度， m ； U―― 巷道周長(zhǎng)， m ； ?―― 摩擦阻力系數(shù)， 42 /mSN? ； Q―― 通過(guò)該巷道的風(fēng)量， sm/3 S―― 巷道斷面積， 2m ； 根據(jù)前面設(shè)計(jì)巷道的長(zhǎng)度、周長(zhǎng)、凈斷面、巷道的支護(hù)方式查出 ? 值，帶入上式即可算出最大阻力路線內(nèi)各井巷的通風(fēng)摩擦阻力，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 415，表 416 所示。 沿著風(fēng)路，將各區(qū)段的摩擦阻力相加，井巷的局部阻力按摩擦阻力的 10%考慮，即可算出通風(fēng)容易時(shí)期和通風(fēng)困難時(shí)期的通風(fēng)總阻力 [6]。分別為： 通風(fēng)容易時(shí)期： hrmin= = (412) 通風(fēng)困難時(shí)期： hrmax= = (413) 式中： mh —礦井井巷通風(fēng)總阻力， ap 。 表 415通風(fēng)容易時(shí)期礦井通風(fēng)阻力 序 井巷名稱(chēng) 支護(hù)形式 α104 L U S Rf Q hfr V 301 3175431綜采工作面中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 級(jí)本科生《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 27 號(hào) NS2/m4 m m m2 NS2/m8 m3/s pa m/s 1 副井 混凝土 350 315 23.6 44.2 8 5 2 井底車(chē)場(chǎng) 砌碹 85 320 14.8 16.6 8 7 3 運(yùn)輸大巷 錨噴 85 1300 14.8 16.6 8 7 4 采區(qū)下部車(chē)場(chǎng) 錨噴 92 80 14.8 16.6 4 8 5 采區(qū)進(jìn)風(fēng)上山 錨噴 90 780 14.8