【正文】 /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) )。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。 二采區(qū)風(fēng)井 風(fēng)阻 阻大h =∑ 摩擦h + 局h +hn =++=pa。 179。 750 179。 179。 750179。（ ? /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。開采深度愈大，自然風(fēng)壓愈大；反之，自然風(fēng)壓愈小。 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。 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。 10%=。 10%=。 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。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]。 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。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。 無瓦斯涌出得架線電機(jī)車巷道的最低風(fēng)速可低于上表得規(guī)定值，但不得低于 。 (4) 進(jìn)風(fēng)井口以下的空氣的溫度 (干球溫度，下同 )必須在2℃ 以上。每人每分鐘供風(fēng)量不少于4m3。 （ 3） 風(fēng)量分配 本設(shè)計(jì)在風(fēng)量按需分配時(shí)運(yùn)用了礦井通風(fēng)仿真系統(tǒng)，根據(jù)上述風(fēng)速不超限，不低于下限的原則，將總風(fēng)量分配各巷道，即將各個(gè)巷道固定風(fēng)量，從而求得南北兩翼最大阻力路線，根據(jù)最大阻力路線，進(jìn)行增阻調(diào)節(jié)，將巷道內(nèi)的增加的阻力有構(gòu)筑物的 加在構(gòu)筑物上，沒有構(gòu)筑物的加在巷道的阻力上，從而使整個(gè)風(fēng)網(wǎng)達(dá)到平衡。 根據(jù)《采礦工程設(shè)計(jì)手冊》可知： 當(dāng)采用壓入式或中央并列式通風(fēng)時(shí) Ka=～ 當(dāng)采用中央分列式或混合式通風(fēng)時(shí) Ka=～ 當(dāng)采用對角式或分區(qū)式通風(fēng)時(shí) Ka=～ Ka 的取值 在礦 井 產(chǎn)量 T≥，取 小值 ；在 T≤，取大值。 （ 5）按 風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算 按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的巖巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量應(yīng)滿足： 9 Sj≤ Q 掘 ≤240 Sj （ 511） 煤巷、半煤巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量應(yīng)滿足： 15 Sj≤ Q 掘 ≤240 Sj （ 512） 式中： Sj—— 掘進(jìn)工作面巷道過風(fēng)斷面， m2； 9= m3/min≤ Q 掘 ≤240=1512 m3/min 15= m3/min≤Q 掘 ≤240=1512 m3/min 所以： Q 掘 =3 硐室需風(fēng)量計(jì)算 （ 1） 各個(gè)獨(dú)立通風(fēng)硐室實(shí)際需風(fēng)量的總和 按礦井各個(gè)獨(dú)立通風(fēng)硐室實(shí)際需風(fēng) 量的總和計(jì)算，即 ? ??? n1i Q 硐硐Q （ 513） 式中： Q硐 ——為第 i 個(gè)獨(dú)立通風(fēng)的硐室的實(shí)際需要風(fēng)量，m3/min； 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，井下變電所取 120m3/min， 爆破材料 庫取150m3/min 充電室取 150m3/min，水泵房取 120m3/min， 采（帶）區(qū)變電所 、采區(qū)車場及 絞車房配風(fēng)各為 80m3 / min 并裝設(shè)瓦斯監(jiān)測報(bào)警自動斷電儀器，加強(qiáng)瓦斯監(jiān)控保證安全生產(chǎn)。（正常生產(chǎn)條件下，連續(xù)觀測 1 個(gè)月，日最大二氧化碳絕對涌出量與月平均日二氧化碳涌出量的比值，取 ） （ 3） 按工作面人員數(shù)量計(jì)算 Q 采 =4nc （ 59） 式中： 4—— 每人每分鐘應(yīng)供給的最低風(fēng)量， m3/min； nc—— 采煤工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)。 q 掘 179。 35 即掘進(jìn)面最大絕對瓦斯涌出量與平均絕對瓦斯涌出量之比。 q掘 179。 在這里 nc取 40人，根據(jù)前面第 4章里的 織表可知一班 20人，在交接班時(shí)人最多，所以取 40人 Q采 =440=160m3/min （ 4） 按風(fēng)速驗(yàn)算 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，回采工作面最低風(fēng)速為 ，最高風(fēng)速為 4 m/s 的要求進(jìn)行驗(yàn)算。 Q采 =60179。 采煤工作面的需要風(fēng)量可按下式計(jì)算 ： Q采 =60Vc Sc Ki （ 53） 式 中： V采 —— 采煤工作面風(fēng)速，工作面實(shí)測溫度為 25176。 （ 1） 按瓦斯（或者二氧化碳）涌出量計(jì)算： Q 采 =100q 采 Kc （ 52） 式中： Q采 —— 采煤工作面需要風(fēng)量， m3/min； q采 —— 采煤工作面絕對瓦斯涌出量 ， ； Kc—— 工作面因瓦斯涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)，即該 33 工作面瓦斯絕對涌出量的最大值與平均值之比。 H 型后退式：采空區(qū)內(nèi)瓦斯不涌相工作面，上隅角瓦斯不易超限，增加了工作面安全出口，機(jī)電設(shè)備均在進(jìn)風(fēng) 32 巷匯總，通風(fēng)阻力小，缺點(diǎn)是有兩條巷道需沿空維護(hù)且可能影響風(fēng)流的穩(wěn)定性，管理復(fù)雜 三 進(jìn) 二 回 此型通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)排瓦斯能力大，上隅角瓦斯不易超限，機(jī)電設(shè)備均進(jìn)風(fēng)巷中，風(fēng)流穩(wěn)定，適合于高產(chǎn)高效的礦井，但巷道工程量較大，維護(hù)巷道多 （ 3） 風(fēng)量計(jì)算原則 無論礦井或采區(qū)的供風(fēng)量，均按該地區(qū)各個(gè)實(shí)際用風(fēng)地點(diǎn)，按照風(fēng)量計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，分別計(jì)算出各個(gè)地點(diǎn)的實(shí)際最大需風(fēng)量 ，從而求出該地區(qū)風(fēng)量 總和 ，再考慮一定的備用風(fēng)量系數(shù)后，作為該地區(qū)的供風(fēng)量。應(yīng)用廣泛。 U 型前進(jìn)式：可緩和采、掘緊張關(guān)系，采空區(qū)瓦斯不涌相工作面而涌相回風(fēng)順槽。 （ 2） 按 該用風(fēng)地點(diǎn)的風(fēng)流中瓦斯、二氧化碳、氫氣和其他有害氣體濃度，風(fēng)速以及溫度等都符合《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)各項(xiàng)規(guī)定要求分別計(jì)算，取其最大值。 礦井需風(fēng)量的計(jì)算 本 設(shè)計(jì)采用由里往外計(jì)算風(fēng)量的計(jì)算方法，即先算礦井總風(fēng)量后算井下用風(fēng)點(diǎn)的需風(fēng)量。 缺點(diǎn) : 當(dāng)?shù)孛嬗行〗阉輩^(qū)分布較廣，并和采區(qū)相溝通的條件下，會把小窖積存的有害氣體抽到井下，同時(shí)使通過主扇的一部分風(fēng)流短路，總進(jìn)風(fēng)量和工作面有效風(fēng)量都會減少 壓入式 低瓦斯礦井的第一水平 ,礦井地面地形復(fù)雜高差起伏，無法在高山上設(shè)置通風(fēng)機(jī)。但與中央進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)大巷沒有通風(fēng)設(shè)施隔絕 ，互不影響是此方法的優(yōu)點(diǎn)，便于管理； ； ； ，需增加風(fēng)井場地，通風(fēng)機(jī)管理分散 經(jīng)對 表 51 中的各種 通風(fēng)系統(tǒng)的對比，結(jié)合本設(shè)計(jì)礦井實(shí)際情況， 根據(jù)本礦地質(zhì)報(bào)告，并參照相鄰礦井實(shí)際資料，可知本礦井為高瓦斯礦井，煤塵無爆炸危險(xiǎn)及煤層自燃發(fā)火傾向 。其中有 混合式是前幾種的發(fā)展，適用于： 采； 。 （ 3） 各種通風(fēng)系統(tǒng)的適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)分析見表 51。 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇 按進(jìn)、回風(fēng)井的相對位置分為中央式 (包括中央并列與中央分列 )、對角式、混合式 (包括中央并列與對角、中央分列與對角、中 央并列與分列式等 )，以及分區(qū)式 (分區(qū)進(jìn)風(fēng)和回風(fēng)的獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng) ) 【 9】 。 （ 9） 新設(shè)計(jì)礦井不宜在同一井口采用多臺主要通風(fēng)機(jī)串、并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)。 （ 5） 發(fā)生事故時(shí)，風(fēng)流易于控制，井下每一水平到上一水平和每個(gè)采區(qū)至少要有兩個(gè)通往地面的安全出口，以便于人員撤出。 3 還應(yīng)綜合考慮以下因素： （ 1） 風(fēng)井位置要在洪水位標(biāo)高以上 (大中型礦井考慮百年一遇、小型礦井考慮 50 年一遇 )，進(jìn)風(fēng)井口須避免污染空氣進(jìn)入，距有害氣體源的地點(diǎn)不得 小于 500m。 （ 2） 應(yīng)根據(jù)礦井的災(zāi)害類型及等級選擇適宜的通風(fēng)系 25 統(tǒng)。 柔性風(fēng)筒的 Pq值可以用下式計(jì)算 )1/(1 fq np ??? （ 42） 式中 ： n—— 接頭數(shù) ； j? —— 每個(gè)接頭的漏風(fēng)率，插接 j? =～ ；螺旋反接 j? =。所以本采區(qū)掘進(jìn)通風(fēng)采用壓入式。按工作方式分為，壓入式通風(fēng)與抽出式通風(fēng) 。風(fēng)筒材質(zhì)應(yīng)選擇阻燃、抗靜電型； (5) 當(dāng)一臺風(fēng)機(jī)不能滿足通風(fēng)要求時(shí)可考慮選用兩臺或多臺風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)行 [5]。是目前大中型礦井普遍采用的通風(fēng)系統(tǒng)；避免了上述兩種系統(tǒng)的缺點(diǎn)，同時(shí)具備兩者的優(yōu)點(diǎn)，但需增 加一條上山，工程量較大。 的煤層中，可考慮采用下行通風(fēng)；工作面下行通風(fēng)，除了可以降低瓦斯?jié)舛群凸ぷ髅鏈囟韧?，還可以減少煤塵含量，降低水砂充填工作面的空氣溫度，有利于提高工作面的產(chǎn)量，但運(yùn)輸設(shè)備處于回風(fēng)流中，不太安全。 21 表 45 回采工作面上、下行通風(fēng)適用條件及優(yōu)缺點(diǎn) 通風(fēng)系統(tǒng) 適用條件及優(yōu)缺點(diǎn) 上行通風(fēng) 在煤層傾角大于 12186。上、下行風(fēng)比較見表 45。 回采工作面通風(fēng)系統(tǒng) 1. 回采工作面通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求 （ 1） 回采工作面與掘進(jìn)工作面都應(yīng)獨(dú)立通風(fēng)； （ 2） 風(fēng)流穩(wěn)定。 采區(qū) 上 山通風(fēng)系統(tǒng)選擇 結(jié)合本礦的地質(zhì)條件、煤層賦存情況及礦井生產(chǎn)能力等具體因素，本采區(qū)根據(jù)技術(shù)條件做如下布置，一條回風(fēng) 上 山，一條軌道 上 山，一條輸送機(jī) 上 山。 （ 6）要保證風(fēng)量按需分配，盡量使用通風(fēng)阻力小而且風(fēng)流暢通。 的回采工作面都應(yīng)采取上行通風(fēng)，如采用下行通風(fēng)時(shí)，必須報(bào)礦總工程師批準(zhǔn)，并遵守下列規(guī)定： （ 1） 回采工作面的風(fēng)速不得低于 1m/s； （ 2） 機(jī)電設(shè)備設(shè)在風(fēng)道時(shí)，回采工作面回風(fēng)道風(fēng)流中瓦斯?jié)舛炔坏贸^ 1%，并應(yīng)裝瓦斯自動檢測報(bào)警斷電器； （ 3） 應(yīng)有能夠控制逆轉(zhuǎn)風(fēng)流、防止火災(zāi)氣體涌入風(fēng)流的安全措施。它主要取決于采區(qū)巷道和采煤方法，同時(shí)要滿足通風(fēng)的特殊要求。頂板管理方式為全部垮落法管理頂板。有自燃發(fā)火危險(xiǎn)，發(fā)火期為 9 個(gè)月。本采區(qū)煤層上邊界為 +200 水平 ，下邊界為 300 水平 。 煤層頂