【正文】 煤門 ??二水平 帶區(qū)運(yùn)料平巷 ??二水平 分帶軌道斜巷 ??工作面 ??二水平 分帶運(yùn)輸斜巷 ??二水平 帶區(qū)運(yùn)輸平巷 ??二水平回風(fēng)石門 ??西回風(fēng)井 。 《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 31 （ 2?9?29?33?37?38?32?39?40?41?31?42?28） 對(duì)應(yīng)困難時(shí)期的通風(fēng)系統(tǒng)立體示意圖（圖 ）和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖（圖 ）。 3‰　　1945679101112141920182223 圖 通風(fēng)困難時(shí)期通風(fēng)系統(tǒng)立體圖 1—— 主井 2—— 副井 3—— 西回風(fēng)井 4—— 二水平井底車場(chǎng) 5—— 二水平軌道大巷 6—— 二水平運(yùn)輸大巷 7—— 二水平回風(fēng)石門 9—— 二水平帶區(qū)運(yùn)料平巷 10—— 二水平分帶軌道斜巷 11—— 二水平分帶工作面 12—— 二水平分帶運(yùn)輸斜巷 1 14—— 二水平 帶區(qū)運(yùn)輸平巷 15—— 二水平回風(fēng)斜巷 16—— 絞車房 17—— 二水平煤巷掘進(jìn)頭 18—— 二水平材料車場(chǎng) 圖 通風(fēng)困難時(shí)期通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖 《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 32 23457101112913146151516178192021222321812綜采工作面21812掘進(jìn)工作面 礦井通風(fēng)阻力計(jì)算 礦井通風(fēng)阻力包括摩擦阻力和局部阻力。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。摩擦阻力按下式計(jì)算： 23/,fh LUQ S Pa?? 式中： ? —— 井巷摩擦阻力系數(shù)， 24/N s m? ； L—— 井巷長(zhǎng)度， m ； U—— 井巷凈斷面周變長(zhǎng)， m Q—— 通過井巷的風(fēng)量， 3/ms； 《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 33 S —— 井巷凈斷面， 2m 。 各井巷的摩擦阻力計(jì)算結(jié)果見表 、表 表 礦井通風(fēng)容易時(shí)期井巷通風(fēng)阻力計(jì)算表 巷道區(qū)段 井巷說明 支護(hù)方式 斷面形狀 L S U 410?? Q h 合 m m2 m Ns2/m4 m3/min Pa 1—— 2 主硐口 鋼筋混凝土砌碹 半圓拱 30 18 40 4955 23 主平硐 錨噴 半圓拱 1380 18 85 4955 3—— 4 運(yùn)輸大巷 錨噴 半圓拱 1570 18 85 4955 4—— 5 主石門 錨噴 半圓拱 18 85 4955 5—— 6 采區(qū)下部車場(chǎng) U 型棚 半圓拱 18 100 4955 6—— 7 軌道上山 錨噴 半圓拱 85 2059 7—— 8 1352 軌道石門 錨噴 半圓拱 67 85 1920 8—— 9 1181 工作面運(yùn)輸順槽 錨網(wǎng)索 梯形 1400 16 90 1920 9—— 10 1181 綜采工作面 錨網(wǎng)索 矩形 160 350 1920 10—— 11 1181 工作面回風(fēng)順槽 錨網(wǎng)索 梯形 1100 90 1920 11—— 12 1100 繞道 錨網(wǎng) 半圓拱 112 150 1920 12—— 13 1100 回風(fēng)石門及聯(lián)絡(luò)巷 錨網(wǎng) 半圓拱 58 150 1920 13—— 16 專用回風(fēng)上山 砌碹 半圓拱 180 80 5000 16—— 22 回風(fēng)斜井 砌碹 半圓拱 36 40 5000 22—— 23 引風(fēng)道 砌碹 半圓拱 40 5000 容易時(shí)期通風(fēng)系統(tǒng)最大通風(fēng)阻力 表 礦井通風(fēng)困難時(shí)期井巷通風(fēng)阻力計(jì)算表 巷道區(qū)段 井巷說明 支護(hù)方式 斷面形狀 L S U 410?? Q h 合 m m2 m Ns2/m4 m3/min Pa 1—— 2 主硐口 鋼筋混凝土砌碹 半圓拱 30 18 40 4955 23 主平硐 錨噴 半圓拱 1380 18 85 4955 3—— 4 運(yùn)輸大巷 錨噴 半圓拱 1570 18 85 4955 4—— 5 主石門 錨噴 半圓拱 18 85 4955 5—— 7 二水平上部車場(chǎng) U 型棚 半圓拱 18 100 4955 7—— 9 二水平軌道下山 錨噴 半圓拱 1080 85 1950 9—— 10 21811 工作面運(yùn)輸巷 錨網(wǎng)索 梯形 1400 16 90 1950 10—— 11 21811 綜采工作面 錨網(wǎng)索 矩形 160 350 1950 11—— 12 21811 工作面回風(fēng)巷 錨網(wǎng)索 梯形 1100 90 1950 12—— 13 21811 繞道 錨網(wǎng) 半圓拱 112 85 1950 13—— 14 回風(fēng)石門及聯(lián)絡(luò)巷 錨網(wǎng) 半圓拱 58 85 1950 1421 專用回風(fēng)上山 砌碹 半圓拱 1100 80 1950 2122 專用回風(fēng)上山 砌碹 半圓拱 900 80 5000 《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 34 22—— 23 回風(fēng)斜井 砌碹 半圓拱 36 40 5000 23—— 24 引風(fēng)道 砌碹 半圓拱 40 5000 困難 時(shí)期通風(fēng)系統(tǒng)最大通風(fēng)阻力 礦井通風(fēng)總阻力 沿著通風(fēng)容易和困難時(shí)期的風(fēng)流路線，依次計(jì)算各段路線的摩擦阻力fh，然后找出通風(fēng)阻力最大路線，得到容易和困難時(shí)期的總摩擦阻力feh和fdh，再加上局部阻力，因初建礦井局部阻力取擦阻力的 10%，擴(kuò)建礦井取總摩擦阻力的 15%，得到兩個(gè)時(shí)期的礦井總阻力 meh 和 mdh 。 通風(fēng)容易時(shí)期總阻力： ,me feh h Pa? 通風(fēng)困難時(shí)期總阻力： 1. 15 ,m d fdh h Pa? 礦井等積孔： 1. 19 17 /A Q h? 式中： Q —— 礦井風(fēng)量， 3/ms； h—— 礦井通風(fēng)阻力， Pa。 礦井通風(fēng)總風(fēng)阻用下式計(jì)算： 2/R h Q? 式中： R —— 礦井通風(fēng)容易、困難時(shí)期總風(fēng)阻， 28/N s m? ； Q—— 通風(fēng)容易、困難時(shí)期總風(fēng)量， 3/ms； h—— 通風(fēng)容易、困難時(shí)期的總阻力， Pa 。 礦井通風(fēng)阻力是選擇主要通風(fēng)機(jī)的重要因素，計(jì)算出通風(fēng)阻力的大小，就能確定所需通風(fēng)壓力的大小，并以此作為選擇通風(fēng)設(shè)備的依據(jù)。 可用下表判斷礦井通風(fēng)的難易程度： 表 礦井通風(fēng)難易程度評(píng)價(jià) 等積孔（ m2） 風(fēng)阻（ Ns/m8） 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 《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 35 2 小阻力礦 易 則通過計(jì)算可知： (1) 礦井總阻力： 通風(fēng)容易時(shí)期總阻力： pah me 0 3 4 ??? 通風(fēng)困難時(shí)期總阻力： pah md ??? (2) 礦井等積孔 通風(fēng)容易時(shí)期： 1. 19 17 /eA Q h? m? 通風(fēng)困難時(shí)期： 1. 19 17 /dA Q h? m? (3) 礦井總風(fēng)阻 通風(fēng)容易時(shí)期： 2/eR h Q? msN ?? 通風(fēng)困難時(shí)期： 2/dR h Q? msN ?? 由表 ，可知本礦通風(fēng)容易時(shí)期、通風(fēng)困難時(shí)期均為通風(fēng)容易礦井。 7 礦井通風(fēng)設(shè)備選型 礦井通風(fēng)設(shè)備選型要求 礦井通風(fēng)設(shè)備選型的任務(wù)是根據(jù)通風(fēng)設(shè)計(jì)參數(shù)，在已有的風(fēng)機(jī)系列產(chǎn)品中選擇適合風(fēng)機(jī)型號(hào)、轉(zhuǎn)速和與之匹配的電機(jī)。所選的風(fēng)機(jī)必須具有安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)良好等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)《煤礦工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》等技術(shù)文件的有關(guān)規(guī)定，進(jìn)行通風(fēng)機(jī)設(shè)備選型時(shí)，應(yīng)符合下列要求： ① 風(fēng)機(jī)的服務(wù)年限盡量滿足第一水平通風(fēng)要求，并適當(dāng)照顧第二水平通風(fēng)；在風(fēng)機(jī)的服務(wù)年限內(nèi)其工況點(diǎn)應(yīng)在合理的工作范圍之內(nèi)。 ② 當(dāng)風(fēng)機(jī)服務(wù)年限內(nèi)通風(fēng)阻力變化較大時(shí)，可考慮分期選擇電機(jī)，但初裝電機(jī)《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 36 的使用年限不小于 5 年。 ③ 風(fēng)機(jī)的通風(fēng)能力應(yīng)留用一定富余量。在最大設(shè)計(jì)風(fēng)量時(shí)，軸流式風(fēng)機(jī)的葉片安裝角一般比允許的最大值小 5。風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不大于額定值的 90%。 ④ 考慮風(fēng)量調(diào)節(jié)時(shí)，應(yīng)盡量避免使用風(fēng)硐閘門調(diào)節(jié)。 ⑤ 正常情況下，主風(fēng)機(jī)不采用聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)。 礦井自然風(fēng)壓 礦井進(jìn)、回風(fēng)井空氣柱的容重差以及高度差和其他自然因素所形成的壓力成為自然風(fēng)壓，它對(duì)礦井的主要通風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生一定的影響，因此設(shè)計(jì)中考慮了自然風(fēng)壓的影響。 自然風(fēng)壓用下式計(jì)算： nH gZ??? 式中： nH ：礦井自然風(fēng)壓 ,Pa； Z ：地面與井底車場(chǎng)的標(biāo)高差， m； ?? ：進(jìn)風(fēng)硐口與出風(fēng)井筒空氣平均密度差， Kg/m3，見表 。 為了簡(jiǎn)化計(jì)算，在自然風(fēng)壓計(jì)算中，井下各處的空氣密度均認(rèn)為是進(jìn)風(fēng)井和回風(fēng)井的空氣密度的平均值 表 空氣平均密度一覽表 季節(jié) 地點(diǎn) 進(jìn)風(fēng)井筒（ kg/m3） 出風(fēng)井筒（ kg/m3） 冬 夏 計(jì)算得出： 通風(fēng)容易時(shí)： 冬季自然風(fēng)壓為： ne 1 2( ) 330 ( 3 0) 97. 02 aH gh P??? ? ? ? ? ? ? 夏季自然風(fēng)壓為： nd 1 2( ) 330 ( 1 3 ) 64. 68 aH gh P??? ? ? ? ? ? ? ? 通風(fēng)困難時(shí)： 冬季自然風(fēng)壓為： ne 1 2( ) 330 ( 3 0) 97. 02 aH gh P??? ? ? ? ? ? ? 《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 37 夏季自然風(fēng)壓為： nd 1 2( ) 330 ( 1 3 ) 64. 68 aH gh P??? ? ? ? ? ? ? ? 可見，冬季自然風(fēng)壓有利于礦井通風(fēng)，而夏季自然風(fēng)壓阻礙礦井通風(fēng)。 通風(fēng)機(jī)選擇 通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)量 由于外部漏風(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)），風(fēng)機(jī)風(fēng)量應(yīng)大于礦井風(fēng)量 fmQ kQ? 式中： fQ —— 主要通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)量， m3/min； mQ —— 礦井需風(fēng)量， m3/min； k—— 漏風(fēng)系數(shù)，取 。 則： 容易時(shí)期： 31 .1 49 55 54 51 m / m infeQ ? ? ? 困難時(shí)期： 31 .1 49 55 54 51 m / m infdQ ? ? ?. 通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓 容易時(shí)期： ste me d neH h h H? ? ? 困難時(shí)期： std md d ndH h h H? ? ? 式中： stH —— 軸流式通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)壓， Pa； dh —— 通風(fēng)機(jī)附屬裝置阻力， Pa，取 100。 為了拓寬主要通風(fēng)機(jī)的工作范圍， 在通風(fēng)容易時(shí)期應(yīng)選在冬季，通風(fēng)困難時(shí)期應(yīng)選在夏季。 則： 容易時(shí)期： 1 0 3 4 .4 0 1 0 0 9 7 .0 2 1 0 3 7 .3 8s te m e d n eH h h H P a? ? ? ? ? ? ? 困難時(shí)期： 166 6 100 ( 64. 68 ) 182 4s td m d d ndH h h H P a? ? ? ? ? ? ? ? 《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 38 通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)阻 容易時(shí)期： 28221 0 3 7 . 3 8 0 . 1 2 5 79 0 . 8 5s tese feH NsR mQ ?? ? ? 困難時(shí)期： 28221 8 2 9 . 5 4 0 . 2 2 1 79 0 . 8 5s tdsd fdH NsR mQ ?? ? ? 通風(fēng)機(jī)的選擇 在通風(fēng)機(jī)特性曲線圖上繪制通風(fēng)機(jī)的工作曲線 ,風(fēng)阻曲線與通風(fēng)機(jī)特性曲線的交點(diǎn)即為通風(fēng)機(jī)的實(shí)際工作點(diǎn)。根據(jù)作圖可以得到通風(fēng)機(jī)的各個(gè)參數(shù)，見表 。 表 通風(fēng)機(jī)實(shí)際工作參數(shù) 時(shí)期 葉片安 裝角 轉(zhuǎn)速（ r/min） 風(fēng)壓（ Pa） 風(fēng)量（ m3/s） 效率（ %） 輸入功率 （ kW） 容易 35o 750 1180 74 145 困難 35o 750 1830 83 205 《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 39 hstP/KWPa 裝 置性能曲線(n=750r/ mi n)q(m3/s)50176。45176。40176。35176。30176。25176。2 0 176。50176。45176。40176。35176。30176。25176。2 0 176。400038003600340032003000280026002400