【導讀】中國礦業(yè)大學礦業(yè)工程學院。設(shè)計人員：王長偉01070114. 設(shè)計題目新驛煤礦120萬t/a新井通風設(shè)計。班級采礦07-4班指導教師。成績?nèi)掌?021年1月

　　

【正文】 掘進工作面日出煤量按工作面日出煤量的 10%計算，所以 37 .8 1 0 % 0 .7 8 m / m inbiq ? ? ? 所以掘進工作面瓦斯涌出量可以計算為： 310 0 0. 78 2 15 6m /m inbiQ ? ? ? ?，取 biQ 為 200 3m/min ② 按人數(shù)計算： 按每人每分鐘所需風量和工作面的最多人數(shù)計算工作面所需風量。 34 m / m inbi iQN? （ ） 式中 ： 4— 每人每分鐘供給 4m3 的規(guī)定風量， m3/min； Ni—— 第 i個采煤工作面同時工作的最多人數(shù)，人，取 40 人。 34 4 0 1 6 0 m / m inbiQ ? ? ? 由以上兩種方法計算的掘進工作面所需風量最大值為： 320 0m /m inbiQ ? 考慮到本設(shè)計礦井實際情況，決定初期設(shè)置兩個煤巷掘進隊和 兩 個巖巷掘進 隊，故有： m i n/90022502021 3? ????? mQ b 。 （ 4）硐室需風量計算 該礦井需獨立通風的硐室所需風量如下： 中央變電所： Qc1=80 m3/min 中央水泵房： Qc2=160 m3/min 絞車房： Qc3=80 m3/min 火 藥 庫： Qc4=100 m3/min 帶區(qū) 變電所： Qc5=80 m3/min 故有： Qc=∑Qci=80+160+80+100+80=500 m3/min （ 5）其他巷道所需風量計算 其它巷道所需風量由下式計算 ： Qd=（ Qa+Qb+Qc） （ ） 式中： Qd—— 其他它巷道所需風量， m3/min； Qa—— 采煤工作面所需風量， 1200 m3/min； Qb—— 掘進工作面所需風量， 900 m3/min； Qc—— 硐室所需風量， 500 m3/min。 故有： Qd=130 m3/min （ 6） Kt 的確定 Kt 是礦井漏風系數(shù)，是反映井下通風構(gòu)筑物及通風管理水平的一個綜合性指標，礦井采用 中央并列 式通風方式，由表 可以查出 Kt=。 表 礦井通風系數(shù)表 通風方式 Kt 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 ~ 綜上所述，按采煤、掘進、硐室及其他地點實際需要風量的總和計算得礦井所需風量總和為： 3( 166 900 500 130 ) 5 398 m / m inQ ? ? ? ? ? ? 根據(jù)上述方法計算得出礦 井總風量為 。 由 礦井的設(shè)計圖可知 礦井通風容易時期與困難時期所需風量 不一樣 ， 容易時期礦井總風量為 m3/min，困難 時期的總風 量是 。 礦井風量分配 根據(jù)實際需要由里向外的 原則配風，逆風將各用風地點計算值乘以 就是各用風地點實際風量，采煤工作面只配計算的風量，上下平巷的風量乘以 。順風流而下，遇到分風地點則加上其它風路的風量，一起分配給未分風前的那條風路，作為該風路的分量，直至確定進風井的風量。 （ 1） 采煤 工作 面 考慮到 采煤 工作面的采空區(qū)漏風占工作面風量的 20%， 因此 分帶 進風 斜 巷的風量取工作面風量的 ， 即： Qp=KaQa （ ） 式中： Qp—— 分帶進風斜巷 通過的風量， m3/min； Ka—— 工作面漏風系數(shù)，此處取 Ka=； Qa—— 工作面所需的風量， m3/min。 故有 ： Qp=1 =（ 2）掘進面 工作面、硐室 掘進工作面： Qb2=900=1125 m3/min 中央變電所： Qc1=80=100 m3/min 中央水泵房 ： Qc2=160=200 m3/min 帶區(qū) 絞車房 ： Qc3=80=100 m3/min 火 藥 庫 ： Qc4=100=125 m3/min 帶區(qū) 變電所 ： Qc5=80=100 m3/min 其他 巷道： Qc6=130= m3/min 經(jīng)以上分配過程，礦井風量正好分配完畢，具體風量分配見 表 ，井巷風速驗算結(jié)果見 表 、表 。 表 風量分配表 用風地點 采煤 工作面 斜巷 掘進工作 面 火 藥 庫 帶區(qū)絞 車 房 中央 變電所 中央水泵房 帶區(qū)變電所 其它巷道 合計 分配風量/m3min1 1125 125 100 100 200 100 表 通風容易時期 風速驗算 結(jié)果 序號 巷道名稱 凈斷面積 風量 風量 風速 校核 （ m2） （ m3/min） （ m3/s） （ m/s） 1 副井 8 m/s，滿足要求 2 井底車場 8 m/s，滿足要求 3 一水平軌道巷 8 m/s，滿足要求 4 帶區(qū)車場 6 m/s，滿足要求 5 分帶進風 斜巷 4 m/s，滿足要求 6 分帶軌道斜巷 4 m/s，滿足要求 7 工作面 4 m/s，滿足要求 8 分帶運輸斜巷 4 m/s，滿足要求 9 回風道 4 m/s，滿足要求 10 回風大 巷 8 m/s，滿足要求 11 風井 8 m/s，滿足要求 表 通風困難時期 風速驗算 結(jié)果 序號 巷道名稱 凈斷面積 風量 風量 風速 校核 （ m2） （ m3/min） （ m3/s） （ m/s） 1 副井 8 m/s，滿足要求 2 井底車場 8 m/s，滿足要求 3 一水平軌道巷 8 m/s，滿足要求 4 帶區(qū)車場 6 m/s，滿足要求 5 分帶進風斜巷 4 m/s，滿足要求 6 分帶軌道斜巷 4 m/s，滿足要求 7 工作面 4 m/s，滿足要求 8 分帶運輸斜巷 4 m/s，滿足要求 9 回風道 4 m/s，滿足要求 10 回風大巷 8 m/s，滿足要求 11 風井 8 m/s，滿足要求 6 礦井通風阻力的計算 礦井通風阻力的大小是 選擇通風設(shè)備的主要依據(jù)，所以，在選擇礦井主扇之前，必須首先計算通風總阻力。 按照經(jīng)過巷道時產(chǎn)生阻力的方式不同，可分摩檫阻力和局部阻力。摩檫阻力一般占通風阻力的 90%左右，他是礦井通風設(shè)計選擇主要通風機的主要參數(shù)。 主要通風機的選擇，工作風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。 其通風容易時期的通風系統(tǒng)立體示意圖 和網(wǎng)絡(luò)圖如圖 和圖 所示 ， 其通風困難時期的通風系統(tǒng)立體示意圖 和網(wǎng)絡(luò)圖 如 圖 和圖 所示。 礦井最大阻力路線 所謂礦井通風容易時期和通風困難時期是指在一臺主要 通風機的服務(wù)年限內(nèi)（ 15～ 30年），礦井阻力最小的時期（通常在達產(chǎn)初期）和最大的時期（通常在生產(chǎn)后期）。 通風容易時期： 新風路線：副井（進風井） —— 井底車場 —— 帶區(qū)車場 —— 風帶進風斜巷 —— 分帶軌道斜巷 —— 采煤工作面 污風路線：分帶運輸斜巷 —— 回風道 —— 回風大巷 —— 主井（回風井） 通風困難時期： 新風路線：副井（進風井） —— 井底車場 —— 帶區(qū)車場 —— 風帶進風斜巷 —— 分帶軌道斜巷 —— 采煤工作面 污風路線：分帶運輸斜巷 —— 回風道 —— 回風大巷 —— 主井（回風井） 圖 通風容易時期的立體圖 圖 通風 困難時期的立體圖 圖 通風容易時期通風網(wǎng)絡(luò)圖 圖 通風 困難 時期通風網(wǎng)絡(luò)圖 通風阻力的計算 沿著上述兩個時期通風阻力最大的風路，分別用下式計算出各段風路井巷的磨擦阻力： hfr=αLUQ2/S3 （ ） 式中： hfr—— 巷道摩檫阻力， Pa； L、 U、 S—— 分別為巷道的長度、周長、凈斷面積 ， m2； Q—— 分配給井巷的風量， m3/s； α—— 各巷道的摩擦阻力系數(shù)， kg/m3。 表 通風容易時期阻力計算 井巷名稱 支護形式 L α 104 S U Q hfr1 m kg/m3 m2 m m3/s Pa 副井 混凝土 470 410 井底車場 錨噴 500 90 15 軌道巷 錨網(wǎng) 425 80 15 帶區(qū)車場 錨網(wǎng) 40 120 分帶進風斜巷 錨噴 80 85 分帶軌道斜巷 錨噴 1330 90 工作面 液壓支架 180 330 分帶運輸斜巷 錨噴 1330 90 回風道 錨噴 60 90 回風大巷 錨噴 425 90 15 主井（風井） 混凝土 470 410 合計 表 通風困難時期阻力計算 井巷名稱 支護形式 L α 104 S U Q hfr1 m kg/m3 m2 m m3/s Pa 副井 混凝土 470 410 井底車場 錨噴 500 90 15 軌道巷 錨網(wǎng) 425 80 15 帶區(qū)車場 錨網(wǎng) 40 120 分帶進風斜巷 錨噴 80 85 分帶軌道斜巷 錨噴 1330 90 工作面 液壓支架 180 330 分帶運輸斜巷 錨噴 1330 90 回風道 錨噴 60 90 回風大巷 錨噴 425 90 15 主井（風井） 混凝土 470 410 合計 礦井通風總阻力 沿著通風容易和困難時期的風流路線，依次計算各段路線的摩擦 阻力 hfr，然后分別累計得到容易和困難時期的總摩擦阻力 hfr1 和 hfr2，再加上局部阻力，因為初建礦井局部阻力取總摩擦阻力的 10%，擴建礦井取總摩擦阻力的 15%，得到兩個時期的礦井總阻力 hrmin 和hrmax。 容易時期通風總阻力： hrmin=∑hrfmin （ ） 困難時期 通風 總阻力： hrmax=∑hrfmax （ ） 式中： 、 為考慮風路上有局部阻力的系數(shù)； ∑hrfmin、 ∑hrfmax是礦井通風容易和困難時期的阻力之和。 則： hrmin= =（ 2940 Pa） hrmax= = Pa（ 2940 Pa） 礦井通風總阻力見表 。 容易時期 困難時期 總阻力 /Pa 兩時期礦井總風阻和總等積孔 （ 1）礦井風阻計算值如下 ： 2/QhR? （ ） 式中： R— 礦井風阻， Ns2/m8； h— 礦井總阻力， Pa； Q— 礦井總風量， m3/s； （ 2）等積孔 的計算 等積孔是用一個與井巷或者礦井風阻值相當?shù)睦硐肟椎拿娣e值來衡量井巷或礦井通風難易程度的概念，它是反映井巷或礦井通風阻力和風量依存關(guān)系的數(shù)值。 /A Q h?? （ ） 式中： A— 等積孔， m2； H— 風壓， Pa； Q— 風量， m3/s； 等積孔越大說明通風越容易，值越小，通風越困難。根據(jù)《采礦設(shè)計手冊》對礦井通風阻力等級分類標準判斷各個時期的通風難易程度。通風容易時期和通風困難時期的通風難易程度評價見 表 。 表 礦井通風難易程度評價 由式 、式 求出的 R 和 A值見 表 。 表 通風難易程度計算表 時 期 風量 /m3s 1 總阻力 /Pa 風阻 /Ns2m 8 等積孔 /m2 難易程度 容易時期 容易 困難時期 容易 等積孔 /m2 風阻 /Ns2m 8 通風阻力等級 難易程度評價 1 大阻力礦 難 1~2 ~ 中阻力礦 中 2 小阻力礦 易 7 礦井通風設(shè)備選型 礦井通風設(shè)備包括主要通風機和它的電動機，選擇礦井通風設(shè)備必須先選好主要通風機，然后再選擇恰當?shù)碾妱訖C。 選擇主要通風機的基本原則 所用的通風機除應(yīng)具有安全可靠、技術(shù)先進、經(jīng)濟指標好等優(yōu)點外，還應(yīng)符合下列要求： 1）選擇通風機一 般應(yīng)滿足第一水平各個時期工況變化，并適當照顧下一