【導(dǎo)讀】井設(shè)計(jì)，共有2層可采煤層17#、21#。煤層工業(yè)牌號為1/3. 焦煤，設(shè)計(jì)井田的可采儲量20700Mt，服務(wù)年限為61a。達(dá)產(chǎn)時(shí)采區(qū)為一采區(qū)和二采區(qū)，各布置一個(gè)工作面，聯(lián)。合布置，17#、21#層單獨(dú)開采。采煤方法為走向長壁下行垮。法為全部垮落法。進(jìn)而選出礦井主要通風(fēng)機(jī)型號為BDNO-22，電動機(jī)。型號為YB355M2-8，且對礦井所需通風(fēng)構(gòu)筑物進(jìn)行布置。地質(zhì)特征.................錯(cuò)誤!礦區(qū)范圍內(nèi)的地層情況...錯(cuò)誤!沿井田傾向的開采順序..錯(cuò)誤!

　　

【正文】 風(fēng)量分配到各個(gè)用風(fēng)地點(diǎn) ，應(yīng)結(jié)合運(yùn)輸條件選擇經(jīng)濟(jì)斷面，防止巷道內(nèi)風(fēng)速過大或過小，盡量使巷道內(nèi)風(fēng)速處于適宜風(fēng)速范圍內(nèi)，如果有困難，也需要滿足煤礦安全規(guī)程對風(fēng)速的要求 [ 16]。見各種巷道和采煤工作面適宜風(fēng)速表 5—11。根據(jù)演算風(fēng)速符合要求，具體風(fēng)速看表 ： 表 5—11 各種巷道和采煤工作面適宜風(fēng)速表 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)回風(fēng)巷、回風(fēng)上山 ～ 41 4 采區(qū)進(jìn)風(fēng)巷、進(jìn)風(fēng)上山 ～ 5 采區(qū)運(yùn)輸 機(jī)巷、膠帶輸送機(jī)巷 ～ 6 采煤工作面 ～ 經(jīng)過檢驗(yàn)各個(gè)巷道硐室的風(fēng)速均符合要求，具體風(fēng)速見表 513 、 514。 礦井通風(fēng)阻力的計(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)流與井巷周壁以及空氣分子間的擾動和摩擦而產(chǎn)生的阻力，由此阻力而引起的風(fēng)壓損失即摩擦阻力損失。摩擦阻力一般占礦井通風(fēng)阻力 90%左右，它是礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)、選擇扇風(fēng)機(jī)的主要參數(shù)。 圖紙和編制數(shù)據(jù) ，繪制礦井通風(fēng)系統(tǒng)前、后期通風(fēng)系統(tǒng)圖 ，見附圖 1 前期礦井通風(fēng)系統(tǒng)圖，附圖 2 后期礦井通風(fēng)系統(tǒng)立體示意圖。 ，并按照要求酌情簡化，見前期通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖 51，后期通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖 52。 42 41512568713914110111627241718201925212612223321 圖 51 前期通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖 43 41512568101391411132171628241718202225212712319 圖 52 后期通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖 ，并編制 Xcel 表格 ， 進(jìn)行風(fēng)量分配和風(fēng)速、阻力計(jì)算，前期見 表513，后期見表 514。分支編號的次序是先固定風(fēng)量 分支，再風(fēng)機(jī)分支，最后一般分支。各個(gè)節(jié)點(diǎn)編號不能重復(fù)和遺漏， 44 但可以不連續(xù) [11]。 ，自然風(fēng)壓和固定風(fēng)量的數(shù)據(jù)，標(biāo)明風(fēng)流方向。 風(fēng)網(wǎng)圖的繪制 風(fēng)網(wǎng)圖是點(diǎn)與線的組合圖，僅表示風(fēng)網(wǎng)中各分支的風(fēng)流方向的聯(lián)結(jié)形式，用不按比例表示空間關(guān)系的單線條繪制 [12]。繪制風(fēng)網(wǎng)圖的方法如下： ，沿風(fēng)流方向在各個(gè)分支節(jié)點(diǎn)處順序編號； ，一般由下而上或由左而右按節(jié)點(diǎn)的編號順序和井巷的聯(lián)結(jié)形式繪出單線條的連接關(guān)系圖； 繪制主干線后繪支線盡量減少風(fēng)路的交叉； ； 、回風(fēng)井口，只要標(biāo)高一樣均可編為同一號碼，視為一個(gè)通大氣的節(jié)點(diǎn)； ，可以按具體情況適當(dāng)簡化美化，盡量繪成光滑弧狀的對稱形； ，畫在風(fēng)網(wǎng)圖中； ，各采面排布在一條直線上； ，以利于與原圖相對照； 、通風(fēng)設(shè)備和設(shè)施以及工作面的位置。 摩擦 阻力 的 計(jì)算 通風(fēng)阻力 一 采 區(qū) 風(fēng) 井 容 易 風(fēng) 井 最 大 阻 力 路 線 由 進(jìn) 到 出 ：1—2—3—4—5—8—9—10—11—13—15—1，通風(fēng)摩擦阻力為： 45 H1=h1 2+h2 3+h3 4+h4 5+h5 8+h8 9+h9 10++h10 11+h11 13+h13 15+h151 =+++++++216.46+++= 二 采 區(qū) 風(fēng) 井 容 易 風(fēng) 井 最 大 阻 力 路 線 由 進(jìn) 到 出 ：1—2—3—16—17—20—21—22—23—25—27—1，通風(fēng)摩擦阻力為： H2=h1 2+h2 3+h3 16+h16 17+h1720+h2021+h2122++h22 23+h2325+h2527+h271 =++++++++++= 通風(fēng)阻力 一 采 區(qū) 風(fēng) 井 困 難 風(fēng) 井 最 大 阻 力 路 線 由 進(jìn) 到 出 ：1—2—3—4—5—6—7—8—9—10—12—13— 15—1， 通風(fēng)摩擦阻力為： H3=h1 2+h2 3+h3 4+h4 5+h5 6+h6 7+h7 8++h89+h910+h10 12+h12 13+h1315+ h151 =+++++++3+++++= 二 采 區(qū) 風(fēng) 井 困 難 風(fēng) 井 最 大 阻 力 路 線 由 進(jìn) 到 出 ：1—2—3—16—17—19—20—21—22—24—25—27—1，通風(fēng)摩擦阻力為： H4=h1 2+h2 3+h3 16+h16 17+h1719+h1920+h2021+h21 22+h 22 24+h2425+h2527+h27 1 =+++++++313.56++++= 3 局部阻力的計(jì)算 風(fēng)流經(jīng)過井巷的一些局部地點(diǎn) ,如井巷突然擴(kuò)大或縮小、轉(zhuǎn)彎、交叉以及堆積物或遇礦車等，由于風(fēng)流速度或方向發(fā)生突然的變化，導(dǎo)致風(fēng)流本身產(chǎn)生劇烈的沖擊，形成極為紊亂的渦流，從而損失能量。造成這種沖擊與渦流的 阻力即局部阻力，由這種阻力所產(chǎn)生的風(fēng)壓損失就叫局部阻力損失。 由于井下造成局部損失的地點(diǎn)多，各種情況復(fù)雜多樣，而且《煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范》中指出礦井局部阻力一般占整個(gè)礦井通風(fēng)阻力的 10%。 容易時(shí)期一采區(qū) ∑ h 局 =10%∑h 摩 =179。 10%=。 二采區(qū) ∑ h 局 =10%∑h 摩 =179。 10%=。 困難時(shí)期一采區(qū) ∑ h 局 =10%∑h 摩 =179。 10%=。 二采區(qū) ∑ h 局 =10%∑h 摩 =179。 10%=。 自然風(fēng)壓 1 自然風(fēng)壓的產(chǎn)生 在礦井通風(fēng)系統(tǒng)中，由于進(jìn)風(fēng)井和出風(fēng)井空氣溫度以及地形高差不同，進(jìn)出風(fēng)井空氣柱密度也不同，從而造成進(jìn)出風(fēng)井兩側(cè)空氣柱重量的不同而產(chǎn)生壓差即自然風(fēng)壓。 2 響自然風(fēng)壓的產(chǎn)生因素 (1)空氣密度 影響礦井自然風(fēng)壓的決定性因素是進(jìn)回風(fēng)兩側(cè)空氣柱的密度差，密度差愈大，自然風(fēng)壓愈大，反之愈小。影響空氣密度的因素有氣溫、氣壓、相對濕度、空氣成分、地形地貌等。 氣溫 進(jìn)回風(fēng)兩側(cè)空氣柱的氣溫差是造成密度差的主要原因。入風(fēng)流氣溫受地面氣溫影響較大，回風(fēng)流氣溫常年保持穩(wěn)定。在冬季，地面溫度低，自然風(fēng)壓大 ；在夏季，地面溫度高，自然風(fēng)壓低，甚至反向；相同條件的礦井，在北方，冬夏季溫度均比南方低， 4 產(chǎn)生的自然風(fēng)壓大，風(fēng)流反向時(shí)間短，影響小。在南方，氣溫高，產(chǎn)生的自然風(fēng)壓比北方小，風(fēng)流反向時(shí)間長，影響較大。如圖 53： 圖 53 氣溫與自然風(fēng)壓的關(guān)系 大氣壓力 大氣壓力對自然風(fēng)壓有一定的影響。同一地點(diǎn)大氣壓力變化幅度不大，對自然風(fēng)壓影響較小；條件相同的礦井海拔愈高，大氣壓力愈小，自然風(fēng)壓愈?。缓０斡?，大氣壓力愈大，自然風(fēng)壓愈大。 地形地貌 礦井進(jìn)回風(fēng)井口的標(biāo)高差對自然風(fēng)壓值有較大的影響。在其他條件相同的情況 下，高山地區(qū)礦井自然風(fēng)壓大，平原地區(qū)自然風(fēng)壓小。 相對濕度和空氣成分 相對濕度和空氣成分影響空氣密度，對自然風(fēng)壓也有一定影響，但影響較小可以忽略。 (2） 開采深度 開采深度是影響礦井自然風(fēng)壓的另一個(gè)主要因素。開采深度愈大，自然風(fēng)壓愈大；反之，自然風(fēng)壓愈小。另外，開采深度對自然風(fēng)壓變化趨勢也有一定的影響，對于淺礦井，圍巖與入風(fēng)流的熱交換作用弱，受地表氣溫影響大，一年之間的風(fēng)壓都有明顯的變化，但對于深井，圍巖與入風(fēng)流的熱交換充分，受地表氣溫的影響小，一年之間自然風(fēng)壓變化小。 3自然風(fēng)壓的計(jì)算 (1） 一般公式 5 Hn=∑ hipig∑ hjpjg （ 515） 式中 ： Hn—— 礦井自然風(fēng)壓， Pa； hi—— 進(jìn)風(fēng)側(cè)某分段垂高， m； pi—— 進(jìn)風(fēng)側(cè)某分段平均密度， kg/m3； hj—— 回風(fēng)側(cè)某分段垂高， m； pj—— 回風(fēng)側(cè)某分段平均密度， kg/m3； g—— 重力加速度， m/s2； 井下空氣密度 ρ 可用下式計(jì)算： ρ=179。（ P/T）179。（ ? /Psat） （ 516） 式中： ρ—— 井內(nèi)空氣平均密度， kg/m3； P —— 大氣壓， Pa； T —— 溫度， K； ? —— 相對濕度， %； Psat—— 對應(yīng)于溫度 T 時(shí)的飽和水蒸氣壓力，Pa。 進(jìn)行近似計(jì)算時(shí)，可以使用下式： ρ=(～ )P/T (517) 本設(shè)計(jì)礦井所在地地面大氣壓力為 750mmHg，在通風(fēng)容易時(shí)期 (夏季 )，進(jìn)風(fēng)平均溫度為 20℃ ,出風(fēng)井溫度為 25℃ ；通風(fēng)困難時(shí)：進(jìn)風(fēng)平均溫度為 5℃ ，出風(fēng)井溫度為 10℃ 。設(shè)計(jì)井深 500m。 由一般公式 517 計(jì)算得： 通風(fēng)容易時(shí)期： 進(jìn)風(fēng)流平均密度： ρ1= =179。 750179。 179。(273+20) = 回風(fēng)流平均密度： ρ2== 179。 750 179。 179。(273+25) 6 = kg/m3 故自然風(fēng)壓為： Hn=∑ hiρig∑ hjρj g =500179。 179。（ ） = 通風(fēng)困難時(shí)： 進(jìn)風(fēng)流平均密度： ρ1== 179。 750 179。 179。 （ 273+5） = kg/m3 回風(fēng)流平均密度： ρ2== 179。 750 179。 179。 （ 273+10） = kg/m3 自然風(fēng)壓為： Hn=∑ hiρig∑ hjρjg = 500() = 礦井通風(fēng)總阻力 井巷通風(fēng)總阻力計(jì)算計(jì)算方法： 總h =∑ 摩擦h + 局h +hn （ 518） 容易時(shí)期： 一采區(qū)風(fēng)井風(fēng)阻 阻小h =∑ 摩擦h + 局h +hn =++=。 二采區(qū)風(fēng)井風(fēng)阻 阻小h =∑ 摩擦h + 局h +hn 7 =++=。 困難時(shí)期： 一采區(qū)風(fēng)井風(fēng)阻 阻大h =∑ 摩擦h + 局h +hn =++=。 二采區(qū)風(fēng)井 風(fēng)阻 阻大h =∑ 摩擦h + 局h +hn =++=pa。 所以，滿足《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》中的規(guī)定：礦井通風(fēng)的設(shè)計(jì)正 (負(fù) )壓，不應(yīng)超過 2940pa。 礦井等積孔 等積孔就是用一個(gè)與井巷或礦井風(fēng)阻相當(dāng)?shù)睦硐肟椎拿娣e值來衡量井巷通風(fēng)的難易程度的抽象概念。它是反映井巷或礦井通風(fēng)阻力和風(fēng)量依存關(guān)系的數(shù)值。等積孔越大，表示其通風(fēng)越容易，反之，等積孔越小，表示通風(fēng)越困難。礦井等積孔計(jì)算公式見表 514。 由表 515，可知礦井通風(fēng)難易程度：通風(fēng)容易時(shí)期為易和通風(fēng)困難時(shí)期為中。 表 514 礦井等積孔計(jì)算 礦井種類 計(jì)算公式 符號注釋 單臺通風(fēng)機(jī)礦井 A=A等積孔 ， m2； Q風(fēng)量， m3/s； h風(fēng)壓， Pa 雙臺通風(fēng)機(jī)礦井 A1= Q1/ 1h A2= Q2/ 2h A 總 = （ Q1+ Q2） / 1 1 2 2 1 2Q h + Q h /Q + Q A A2兩風(fēng)機(jī)之間的等積孔， m2； Q Q2兩風(fēng)機(jī)之間的風(fēng)量， m3/s； 8 h h2兩風(fēng)機(jī)之間的風(fēng)壓，Pa； 多臺通風(fēng)機(jī)礦井 An= A 總 = 32Q總 / i=nhii=1Q? An風(fēng)機(jī) n 之間等積孔， Qn 風(fēng)機(jī) n 之間風(fēng)量，m3/s； hn風(fēng)機(jī) n 之間風(fēng)壓， Pa； A 總 礦井總等積孔， m2； Q 總 礦井總風(fēng)量， m3/s； Q多風(fēng)機(jī)礦井中每臺風(fēng)機(jī)的風(fēng)量， m3/s； hi多太風(fēng)機(jī)中每臺的風(fēng)壓， Pa； 因?yàn)楸镜V井選擇的是兩臺通風(fēng)機(jī)，所以選擇 A1= Q1/ 1h公式 容易時(shí)期一采區(qū)： A 總 == 二采區(qū)： A 總 == 困難時(shí)期一采區(qū)： A 總 =73/ = 二采區(qū)： A 總 =73/ = 表 515 礦井通風(fēng)阻力等級分類 等積孔 風(fēng)阻 (Ns178。/m8) 礦井通風(fēng)阻力 等級 通風(fēng)難易程 度 ＜ 1 ＞ 大阻力礦井 難 1～ 2 ～ 中阻力礦井 中 ＞ 2 ＜ 小阻力礦井 易 9 扇風(fēng)機(jī)的選擇 選擇原則及步驟 計(jì)算礦井在服務(wù)年限內(nèi)通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期通風(fēng)總阻力的基礎(chǔ)上，同時(shí)考慮進(jìn)回風(fēng)之間自然風(fēng)壓的作用，計(jì)算主扇在通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期所需要的靜風(fēng)壓 hfsmin 和 hfsmax 或全風(fēng)壓 hftmin 和 hftmax(壓入式通風(fēng) )。 hfsmin =hrm