【正文】 風(fēng)速計(jì)算 采煤工作面應(yīng)有良好的氣候條件，其進(jìn)風(fēng)流氣溫和風(fēng)速應(yīng)符合表 的要求，由煤礦《規(guī)程》規(guī)定，井下采掘工作面的氣溫須不高于 26 C? 。則取該礦工作面氣溫為 24 C? 。采煤工作面風(fēng)速取 /v m s? 。 表 采煤工作面溫度與對應(yīng)風(fēng)速調(diào)整系數(shù) Kap 采煤工作面空氣溫度( C? ) 采煤工作面風(fēng)速 (m/s) 配風(fēng)調(diào)整系數(shù)（ Kap） 18 ～ 18～ 20 ～ 20～ 23 ～ ～ 23～ 26 ～ ～ 26～ 28 ～ ～ 28～ 30 ～ ～ 回采工作面實(shí)際需風(fēng)量按下式計(jì)算： 60ai ai aiQ v S? ? ? ， 3/minm 式中： aiv ——第 i 個回采工作面風(fēng)速， /ms； aiS ——第 i 個采煤工作面的平均斷面積，為 2m 。 60 181 ? ? ? ?（ 3/minm ） ③按工作面同時作業(yè)人數(shù)就算： 4ai iQN?? ， 3/minm 式中： iN ——采煤工作面同時工作的最多人數(shù)，綜采工作面一般為 40 人； 4——沒人最少需要的風(fēng)量， 3/minm 4 40 160aiQ ? ? ? （ 3/minm ） 綜上所述，回采工作面的需風(fēng)量取最大值為 3/minm ④按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算： 按最低風(fēng)速驗(yàn)算，各個采煤工作面的最低風(fēng)量（ aiQ ）： 15ai aiQS?? ， 3/minm 按最高風(fēng)速驗(yàn)算，各個采煤工作面的最低風(fēng)量（ aiQ ）： 240ai aiQS??， 3/minm 則綜采工作面： 按最低風(fēng)速驗(yàn)算： 181 15 252aiQ ? ? ? ?3/minm 按最高風(fēng)速驗(yàn)算： 181 240 16. 8 403 1aiQ ? ? ? ?3/minm 可見回采工作面的需風(fēng)量取為 / minm 滿足要求，礦井只有一個綜采工作面，則 31 8 1 4 .4 / m inaQm?? （ 2）掘進(jìn)工作面的需風(fēng)量 本設(shè)計(jì)采區(qū)達(dá)產(chǎn)時，配備 4 個煤巷掘進(jìn)頭，其中 2 個煤巷掘進(jìn)。 2 個巖巷掘進(jìn)頭，一條主運(yùn)輸大巷，一條輔助運(yùn)輸大巷。由前面計(jì)算可知煤巷掘進(jìn)單位需風(fēng)量為 3/minm ，巖巷掘進(jìn)單位 17 需風(fēng)量為 3/minm 。 則 34 2 7 7 .5 2 1 6 2 .5 1 4 3 5 / m inbQm? ? ? ? ?? （ 3）備用工作面所需風(fēng)量 備用工作面的需風(fēng)量通常取與之產(chǎn)量相同的回采面風(fēng)量的一半。當(dāng)采區(qū)風(fēng)量不富裕時也可按工作面不積聚瓦斯為原則配風(fēng)，但工作面風(fēng)速不應(yīng)小于 15 3/minm 。本設(shè)計(jì)礦井采用第一種，即為與之產(chǎn)量相同的回采面風(fēng)量的一半： 318 14 .4 / 2 90 7. 2 / m inciQm?? 而礦井設(shè)一個備用工作面，則 3907. 2 / m incQm?? （ 4）各硐室的需風(fēng)量 ①火藥庫： 31 10 0 / m indQm? ②絞車房： 32 80 / mindQm? ③變電所：中央 33 10 0 / m indQm? ；采區(qū) 80 3/minm ④充電硐室： 34 80 / mindQm? ⑤機(jī)電泵房： 35 80 / mindQm? 10 0 80 2 18 0 80 80 60 0dQ ? ? ? ? ? ? ?? 3/minm （ 5）其他巷道所需風(fēng)量之和 其他巷道需風(fēng)量主要指對行人斜巷和維護(hù)巷道的實(shí)際配風(fēng)量，按經(jīng)驗(yàn)取回采面、掘進(jìn)頭、硐室風(fēng)量之和的 5%，即 ( ) 5 %e a b cQ Q Q Q? ? ? ?? ? ? ? 3( 181 143 5 907 .2) 5% 207 .83 / m inm? ? ? ? ? （ 6） mK 的確定 mK 是礦井漏風(fēng)系數(shù)是反映井下通風(fēng)構(gòu)筑物及通風(fēng)管理水平的一個綜合性指標(biāo)，當(dāng)?shù)V井產(chǎn)量490 10 /T t a?? 時，取小值；在 490 10 /T t a?? 時，取大值。本礦井采用中央并列式通風(fēng)，礦井產(chǎn)量400 萬噸，由表 可以查 mK ? 。 表 礦井通風(fēng)系數(shù)表 通風(fēng)方式 Km 取值 中央并列式 ～ 中央分列式或混合式 ～ 對角式或分區(qū)式通風(fēng) ～ 綜上所述，按采煤、掘進(jìn)、硐室及其他地點(diǎn)實(shí)際需要風(fēng)量的總和計(jì)算得礦井所需風(fēng)量總和為： ()a b c d e tQ Q Q Q Q Q K? ? ? ? ?? ? ? ? ? ( 18 14 .4 14 35 90 7. 2 60 0 20 7. 83 ) 1. 2? ? ? ? ? ? / m i nm? 礦井風(fēng)量分配 1) 分配原則 ①各用風(fēng)地點(diǎn)風(fēng)量按前述分配。 ②對于掘進(jìn)工作面風(fēng)量，一般根據(jù)巷道斷面的大小，送風(fēng)距離，煤巖巷三個因素并按所選拒不通風(fēng)機(jī)性能供風(fēng)。 ③井下火藥庫，變電所，絞車房應(yīng)單獨(dú)供風(fēng)。 ④分配的風(fēng)量，各巷道的瓦斯和有害氣體的濃度，應(yīng)根據(jù)《規(guī)程》要求，不得超過規(guī)定限度。 18 2) 分配方法 ①根據(jù)礦井總風(fēng)量按采區(qū)布置分配 a b c dQ Q Q Q、 、 、 的用風(fēng)量。 ②從總風(fēng)量中減去 ba c dQ Q Q Q? ? ? ?、 、 、余下的風(fēng)量與漏風(fēng)量按采區(qū)的產(chǎn)量比例進(jìn)行分配。此部分風(fēng)量可作為采區(qū)內(nèi)增加新的用風(fēng)地點(diǎn)或采區(qū)接替所需要保留的人行巷和維護(hù)巷道用風(fēng)。 3) 具體風(fēng)量分配（見表 ） 表 風(fēng)量分配表 通風(fēng)地點(diǎn) 數(shù)量 單位需風(fēng)量（ m3/min） 總風(fēng)量（ m3/min） 回采工作面 1 備用工作面 1 掘進(jìn)頭 煤巷 4 1110 巖巷 2 325 硐室 變電所 2 100/80 180 排水硐室 2 80 160 火藥庫 1 100 100 充電硐室 1 80 80 機(jī)電泵房 1 80 80 ∑Q其他 總計(jì) 總風(fēng)量（包含 K） 風(fēng)速驗(yàn)算 根據(jù)每條巷道的分風(fēng)量和巷道的斷面積，求出每條巷道內(nèi)的實(shí)際風(fēng)速，然后與規(guī)程規(guī)程規(guī)定的各類巷道的最大和最下允許風(fēng)速進(jìn)行比較，如果不超限，說明所取風(fēng)量滿足要求。各種巷道的事宜風(fēng)速表 和 所示。 表 巷道適宜風(fēng)速 序號 巷道名稱 適宜風(fēng)速（ m/s） 1 運(yùn)輸大巷、主石門、井底車場 ～ 2 回風(fēng)大巷、回風(fēng)石門、回風(fēng)平硐 ～ 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)輸巷、膠帶輸送機(jī)中巷 ～ 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)巷道 8 架線電機(jī)車巷道 8 運(yùn)輸機(jī)巷道、采區(qū)進(jìn)、回風(fēng)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 其他人行巷道 各巷道的實(shí)際風(fēng)速見礦井井巷風(fēng)速計(jì)算表（表 ），與巷道適宜風(fēng)速進(jìn)行比較，如表 ，在其范圍內(nèi)，故風(fēng)速符合要求。 表 巷道風(fēng)速驗(yàn)算結(jié)果 19 序號 巷道名稱 凈斷面積 風(fēng)量 風(fēng)速 校核 S Q V m2 m3/min m/s 1 副井井筒 V8m/s,滿足要求 2 井底車場 24 V8m/s,滿足要求 3 北一輔助大巷 V6m/s,滿足要求 4 東七輔運(yùn)巷 V6m/s,滿足要求 5 輔運(yùn)進(jìn)風(fēng)斜巷 ≤V≤6m/s,滿足要求 6 工作面 ≤V≤4m/s,滿足要求 7 膠帶回風(fēng)斜巷 ≤V≤5m/s,滿足要求 8 東七回風(fēng)巷 V8m/s,滿足要求 9 北一回風(fēng)大巷 V8m/s,滿足要求 10 回風(fēng)井 V8m/s,滿足要求 20 8 礦井通風(fēng)阻力計(jì)算 礦井通風(fēng)阻力的大小是選擇通風(fēng)設(shè)備的主要依據(jù) ,所以 ,在選擇礦井主要通風(fēng)機(jī)之前 ,必須首先計(jì)算通風(fēng)阻力。 按照經(jīng)過巷道時產(chǎn)生阻力的方式不同，可分摩擦阻力和局部阻力。摩擦阻力一般占通風(fēng)阻力的90%左右，它是礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)選擇主要通風(fēng)機(jī)的主要參數(shù)。 主要通風(fēng)機(jī)的選擇，工作風(fēng)壓要滿足最大的阻力，因此先確定容易、困難時期的最大阻力路線。 通風(fēng)阻力的計(jì)算原則 ①礦井通風(fēng)的總阻力不應(yīng)超過 2940Pa。 ②礦井井巷的局部阻力，新建礦井（包括擴(kuò)建礦井獨(dú)立的擴(kuò)建區(qū)）宜按井巷摩擦阻力的 10%計(jì)算，擴(kuò)建礦井則宜按井巷摩擦阻力的 15%計(jì)算。 ③礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中較多的并聯(lián)系統(tǒng)，計(jì)算阻力時，應(yīng)以其中阻力最大的路線作為依據(jù)。 ④應(yīng)計(jì)算出困難時期的最大阻力和容易時期的最小阻力，使所選用的風(fēng)機(jī)既能滿足困難時期的通風(fēng)需要，又能在通風(fēng)容易時工況合理。 通風(fēng)容易時期和困難時期的確定 所謂礦井通風(fēng)容易時期和通風(fēng)困難時期是指在一臺主要通風(fēng)的服務(wù)年限內(nèi) (15～ 30 年 ),礦井阻力最小的時期 (通常在達(dá)產(chǎn)初期 )和最大的時期 (通常在生產(chǎn)后期 )，我們這里選擇 25 年作為計(jì)算服務(wù)年限。 本礦井采用中央并列式通風(fēng)方式通風(fēng)，在開拓時期從煤田中央沿煤層走向開掘二條巖石大巷，因?yàn)榫镏杏袃蓷l大斷層，一天為在井田中央南北方向，一條為東南方向，所以在以斷層劃分帶區(qū)。共劃分為 15 份個帶區(qū)。首采帶區(qū)為東七帶區(qū)，前期依次采東三、東一、東五、東九、東十一帶區(qū)，后期依次采西六、西十二、西十八、西二、西四、西八、西十、西十四、西十六帶區(qū)。帶區(qū)內(nèi)區(qū)段煤柱留。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，通風(fēng)容易時期為開采首采區(qū)東七帶區(qū)， 最困難時期為開采東九帶區(qū)，同時掘進(jìn)東十一帶去。 (1) 通風(fēng)容易時期路線： 副井 ——井底車場 ——輔助運(yùn)輸大巷 ——石門 ——東七帶區(qū)輔助運(yùn)輸巷 ——3 下 701 工作面——輔助進(jìn)風(fēng)斜巷 ——3 下 701 工作面 ——3 下 701 工作面膠帶回風(fēng)斜巷 ——東七帶區(qū)集中回風(fēng)巷——北一回風(fēng)大巷 ——大巷回風(fēng)石門 ——回風(fēng)井。 （ 2——4——6——7——8——10——9——11——12——13——3） 對應(yīng)容易時期的通風(fēng)系統(tǒng)立體示意圖（圖 ）和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖（圖 ） 21 圖 通風(fēng)容易時期通風(fēng)系統(tǒng)立體 1——主井 2——副井 3——回風(fēng)井 4——井底車場 5——火藥房 6——北一輔助運(yùn)輸巷石門 7——東七帶區(qū)集中輔運(yùn)巷 8——3701工作面輔助進(jìn)風(fēng)斜巷 9——3701工作面膠帶回風(fēng)斜巷 10——3701 工作面 11——東七帶區(qū)集中回風(fēng)巷 12——回風(fēng)斜巷 13——回風(fēng)石門 14——絞車房 15——北一主運(yùn)巷 16——北一輔助運(yùn)輸巷 17——北一回風(fēng)大巷 18——3703 工作面輔助進(jìn)風(fēng)斜巷19——3703 工作面膠帶回風(fēng)斜巷 22 圖 通風(fēng)容易時期通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖 （ 2）通風(fēng)困難時期路線： 副井 ——井底車場 ——二水平軌道石門 ——二水平軌道大巷 ——二水平材料車場 ——二水平帶區(qū)進(jìn)風(fēng)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。 （ 2——9——29——33——37——38——32——39——40——41——31——42——28） 對應(yīng)困難時期的通風(fēng)系統(tǒng)立體示意圖（圖 ）和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖（圖 ）。 23 圖 通風(fēng)困難時期通風(fēng)系統(tǒng)立體圖 1——主井 2——副井 3——回風(fēng)井 4——井底車場 5——火藥房 6——北一輔助運(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 24 圖 通風(fēng)困難時期通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖 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——井巷長度， m ； U——井巷凈斷面周變長， m Q——通過井巷的風(fēng)量， 3/ms； 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)容易時期井巷通風(fēng)阻力計(jì)算表 井巷說明 支護(hù)方式 L S U ? Q h 合 m m2 m Ns2/m4 m3/min Pa 副井井筒 混凝土 556 410 井底車場及主石門 錨噴 24 20 90 北一輔助運(yùn)輸大巷 錨噴 90 帶七區(qū)集中運(yùn)輸巷 錨噴 15 85 工作面輔助進(jìn)風(fēng)斜巷 錨網(wǎng) 15 80 采煤工作面 綜放支架 250 330 工作面膠帶回風(fēng)斜巷 錨網(wǎng) 15 120 帶七區(qū)集中回風(fēng)巷 錨噴 90