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風(fēng)與安全礦井通風(fēng)學(xué)課程設(shè)計(jì)(參考版)

2024-09-02 21:36本頁面
  

【正文】 礦井通風(fēng) 學(xué) 課設(shè)計(jì) 33 參考文獻(xiàn) [1] 王德明 .礦井通風(fēng)與安全 [M].徐州 :中國礦業(yè)大學(xué)出版社 ,2020 [2] 張國樞 .通風(fēng)安全學(xué) [M].徐州 :中國礦業(yè)大學(xué)出版社 ,2020 [3] 汪理全 ,徐金海 ,屠世浩等 .礦業(yè)工程概論 [M].徐州 :中國礦業(yè)大學(xué)出版社 ,2020 [4] 張榮立 ,何國緯 ,李鐸等 .采礦工程設(shè)計(jì)手冊(cè) [M].北京 : 煤炭工業(yè)出版社2020 [5] 中國統(tǒng)配煤礦總公司物資供應(yīng)局編 ,煤炭工業(yè)設(shè)備手冊(cè) [M]:徐州 :中國礦業(yè)大學(xué)出版社 1992 礦井通風(fēng) 學(xué) 課設(shè)計(jì) 34 附 :通風(fēng)容易時(shí)期通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖 242322 21201917161413121098754東普采工作面東掘進(jìn)四東掘進(jìn)三東變電所東備采工作面東炸藥庫西炸藥庫西變電所西掘進(jìn)二西掘進(jìn)一西綜采工作面西普采工作面1815116321東絞車房東綜采工作面西絞車房 礦井通風(fēng) 學(xué) 課設(shè)計(jì) 35 附 :通風(fēng)容易時(shí)期網(wǎng)絡(luò)立體圖 安全04201040168 礦井通風(fēng) 學(xué) 課設(shè)計(jì) 36 附 : 通風(fēng)困難時(shí)期通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖 通 風(fēng) 困 難 時(shí) 期巖石下山西絞車房西普采工作面西綜采工作面西掘進(jìn)一西掘進(jìn)二西變電所西炸藥庫東炸藥庫東備采工作面東變電所東掘進(jìn)三東掘進(jìn)四東普采工作面東綜采工作面東絞車房123456
。如圖 82 所示 圖 82 軸流式通風(fēng)機(jī)擴(kuò)散器 風(fēng)硐是礦井主扇和出風(fēng)井之間的一段聯(lián)絡(luò)巷道,風(fēng)硐通風(fēng)量很大,其內(nèi)外壓差較大,因此要特別注意減小風(fēng)硐阻力和防止漏風(fēng)。防爆門放入井口圈的凹內(nèi),槽中盛水以防漏風(fēng),深度必須大于防爆門的內(nèi)外壓差。 本礦每年進(jìn)行反風(fēng)演習(xí)一次,每季度都要檢查反風(fēng)功能,保證隨時(shí)可用。當(dāng)進(jìn)風(fēng)井附近和井底車場發(fā)生火災(zāi)或瓦斯煤塵爆炸時(shí),為了避免大量的 CO 和 CO2等有害氣體進(jìn)入采掘空間,危及井下工人的生命安全,則利用反風(fēng)裝置迅速使風(fēng)流逆轉(zhuǎn)。 礦井反風(fēng)就是當(dāng)?shù)V井發(fā)生突變的時(shí)候及時(shí)使風(fēng)流反向,控制災(zāi)害和災(zāi)情的發(fā)展的應(yīng)變措施。當(dāng)?shù)V井開采煤塵具有爆炸性危險(xiǎn)和瓦斯含量高的煤層時(shí),其兩翼、相臨的采區(qū)、煤層和工作面,都要設(shè)置水棚或巖粉棚實(shí)行隔離。 4防爆裝置要有很高的完善程度。 3反風(fēng)系統(tǒng)的靈活程度要高。主要通風(fēng)機(jī)和局部通風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)很重要;風(fēng)門失控會(huì)造成風(fēng)流短路和通風(fēng)系統(tǒng)紊亂,危及井下生產(chǎn)的安全。 去工業(yè)用電電費(fèi)按照 元 /度 在通風(fēng)容易時(shí)期東西 兩翼每天總電費(fèi)為: 0 0 ) 1 5 8( ???????? xidongyi CCC (元) 年費(fèi)用為: ???? yiyy CC (萬元) 通風(fēng)容易時(shí)期東西兩翼每天總電費(fèi)為: 礦井通風(fēng) 學(xué) 課設(shè)計(jì) 31 ( 3 9 6 . 7 2 4 2 9 8 . 4 2 2 4 ) 0 . 8 1 3 3 4 6 . 3 ( )n a n d o n g x iC C C? ? ? ? ? ? ? ? 元年費(fèi)用為: 8 01 0 0 0 0/ 3 3 4 63 6 03 6 0 ???? nanny CC (萬元) 按照有關(guān)原則,并根據(jù)現(xiàn)場科技人員的經(jīng)驗(yàn),可對(duì)通風(fēng)設(shè)備提出以下幾點(diǎn)安全技術(shù)要求: 1主通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性能好,主通風(fēng)機(jī)的穩(wěn)定性運(yùn)轉(zhuǎn)與否決定著礦井通風(fēng)系統(tǒng)的安全可靠程度。 初期電機(jī)功率為: m i n 1 1 3 . 0 9 2 2 6 . 8 1 . 1 5 / ( 0 . 9 2 0 . 9 5 ) 2 1 0 . 7 ( )eN k W? ? ? ? ? 后期電機(jī)功率為: 2 2 6 .8 1 .1 5 /( 0 .9 2 0 .9 5 ) 2 9 8 .4 2 ( )eN k W? ? ? ? 所以在通風(fēng)容易時(shí)期可以選擇低壓鼠籠電動(dòng)機(jī),在通風(fēng)困難時(shí)期可以選擇高壓鼠籠電動(dòng)機(jī)。 由以上計(jì)算可知道,東翼礦井,在初期和后期都可以選公用高壓鼠籠電動(dòng)機(jī)。選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)還應(yīng)全面考慮通風(fēng)機(jī)調(diào)整及礦井功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)囊蟆? 對(duì)于東翼來說:由于 min ? ,所以要選用兩臺(tái)電機(jī)。 電動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算 通風(fēng)機(jī)輸入功率按通風(fēng)容易及困難時(shí)期,分別計(jì)算通風(fēng)機(jī)所需要輸入功率 minN 、 maxN : m in m in (1 0 0 0 )fN Q H ?? ( 5— 5) m a x m a x (1 0 0 0 )fN Q H ?? ( 5— 6) 式中: ? — 表示通風(fēng)機(jī)效率,可以是全壓效率也可以是靜壓效率,但是一定要一致; minN 、 maxN — 風(fēng)別表示礦井通風(fēng)容易時(shí)期和通風(fēng)困難時(shí)期通風(fēng)機(jī)的輸入功率。 由于風(fēng)流在風(fēng)機(jī)內(nèi)流動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生沖擊、摩擦等各種能量損失,故輸入主要通風(fēng)機(jī)的功率要大于有效功率。 通風(fēng)機(jī)的輸出功率 單位時(shí)間內(nèi)通過通風(fēng)機(jī)的流量和通風(fēng)機(jī)給予每 1 3m空氣的全部能量之乘積,稱為通風(fēng)機(jī)的輸出功率,由于通風(fēng)機(jī)壓力有通風(fēng)機(jī)全壓 fth 和通風(fēng)機(jī)靜壓 fsh 之分,所以通風(fēng)機(jī)的輸出功率也分為通風(fēng)機(jī)全壓輸出功率 fotN 和通風(fēng)機(jī)靜壓輸出功 率 fosN ,即: fotN = fth fQ /1000, kW ( 5— 1) fosN = fsh . fQ /1000, kW ( 5— 2) 礦井通風(fēng) 學(xué) 課設(shè)計(jì) 28 圖 54 東翼通風(fēng)機(jī)選擇 2 60 18K No 風(fēng)機(jī) 主要通風(fēng)機(jī)的軸功率(輸入功率) 電動(dòng)機(jī)經(jīng)傳動(dòng)部件輸入給主要通風(fēng)機(jī)的功率叫軸功率,用 N 表示,單位為 KW ,主要通風(fēng)機(jī)的軸功率可用從通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓特性曲線圖上查得。 由圖可得在通風(fēng)容易時(shí)期工況點(diǎn)為: 風(fēng)機(jī)風(fēng)壓為: 1150 aP ,風(fēng)量為 70 3/ms,葉片角度為 30o,效率為 。 礦井通風(fēng) 學(xué) 課設(shè)計(jì) 27 圖 53 軸流式主要通風(fēng)機(jī)合理工況點(diǎn) 根據(jù)上述條件及風(fēng)機(jī)效率的要求可找到相宜的風(fēng)機(jī): 東翼采區(qū) : 2 60 18K No 風(fēng)機(jī)(轉(zhuǎn)速為 n=1000rpm), 西翼采區(qū): 2 60 18K No 風(fēng)機(jī)(轉(zhuǎn)速為 n=750rpm)。 右限:葉片安裝角θ的最大值,對(duì)一級(jí)葉輪為 40176。 左限:葉片安裝角θ的最小值,對(duì)一級(jí)葉輪為 10176。 在選擇通風(fēng)機(jī)的時(shí)候,工況 點(diǎn)要在通風(fēng)機(jī)的合理工作范圍內(nèi),軸流式通風(fēng)機(jī)的合理工作范圍如下,見圖 53: 上限:應(yīng)在“駝峰”右側(cè),實(shí)際應(yīng)用的最大風(fēng)壓值的 倍以下。通風(fēng)機(jī)的選擇方法是:根據(jù)礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)所算出的需要風(fēng)量 fQ ,和風(fēng)壓 H 的數(shù)據(jù),在從許多條表示不同型號(hào)、尺寸、不同轉(zhuǎn)數(shù)或不同葉片安裝角的主要通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線中選擇一條合適的特性曲線,所選的這條特性曲線,表明了它所屬的主要通風(fēng)機(jī)型號(hào)、尺寸、轉(zhuǎn)數(shù)和葉片安裝角度等。 礦井通風(fēng) 學(xué) 課設(shè)計(jì) 26 以同樣的比例把礦井總風(fēng)阻 R 曲線繪制于通風(fēng)機(jī)個(gè)體特性曲線圖中,則風(fēng)阻 R 曲線與風(fēng)壓曲線交于 A 點(diǎn),此點(diǎn)就是通風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)或工作點(diǎn)。這些個(gè)體特性曲線必須通過實(shí)測來繪制。風(fēng)量如果變動(dòng),其它三者也隨之改變。根據(jù)這樣的原則,主要通風(fēng)機(jī)在選擇的時(shí)候參數(shù)見表 7— 2: 表 52 主要通風(fēng)機(jī)選擇參數(shù) 東翼采區(qū) 西翼采區(qū) 風(fēng)量sm/3 風(fēng)壓 aP 風(fēng)阻 82/mNs 風(fēng)量 sm/3 風(fēng)壓 aP 風(fēng)阻82/mNs 通風(fēng)容易時(shí)期 9 6 通風(fēng)困難時(shí)期 軸流式主要通風(fēng)機(jī)在我國礦井中有著很廣泛的應(yīng)用,所以在該礦井的建設(shè)中我們業(yè)考慮用軸流式主要通風(fēng)機(jī)。 冬季自然風(fēng)壓為: adong PghP )()( 21 ??????? ?? 夏季自然風(fēng)壓為: ax ia PghP 0 7)(5 3 )( 21 ???????? ?? 礦井通風(fēng) 學(xué) 課設(shè)計(jì) 25 圖 51 主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓和自然風(fēng)壓的關(guān)系 可見在冬季自然風(fēng)壓輔助主要通風(fēng)機(jī)的工 作,夏季自然風(fēng)壓妨礙風(fēng)機(jī)的工作。 在此礦井中雖季節(jié)的變化,井筒內(nèi)空氣密度見表 7— 1 表 5— 1 不同季節(jié)空氣平均密度 季節(jié) 地點(diǎn) 進(jìn)風(fēng)井筒( kg/m3) 出風(fēng)井筒( kg/m3) 冬 夏 進(jìn)風(fēng)井井筒長度為 530m,回風(fēng)井井筒長度為 315m,因?yàn)榛仫L(fēng)井的空氣溫度和井下的溫度大致相等,所以在選擇空氣柱的時(shí)候,以礦井的進(jìn)風(fēng)井為依據(jù),根據(jù)進(jìn)風(fēng)井的長度來取定自然風(fēng)壓的大小。 進(jìn)風(fēng)井的和出風(fēng)井由于井內(nèi)空氣溫度的不同導(dǎo)致了空氣的密度也是不同的,在同一標(biāo)高上由空氣柱產(chǎn)生的壓力是不同的,這樣就產(chǎn)生了自然風(fēng)壓。東西兩翼在通風(fēng)容易和通風(fēng)困難時(shí)期等積孔面積相差不大,所以通風(fēng)難易程度變化不太大,這表明礦井的設(shè)計(jì)是很成功的。 東翼采區(qū)通風(fēng)壓力計(jì)算如表 4— 5: 表 4— 5 東翼 通風(fēng)困難時(shí)期過綜采工作面風(fēng)阻計(jì)算風(fēng)阻計(jì)算 編號(hào) 井巷名稱 410?? 長度( m) 斷面( m2) 周長( m) 風(fēng)量 (m3/s) 阻力 ( Pa) 1 副井井筒 530 2 井底車場及主石門 90 200 3 井底運(yùn)輸大巷 90 1250 4 采區(qū)下部車場 90 50 5 軌道 下山 到火藥庫和變電所 140 15 火藥庫 140 495 礦井通風(fēng) 學(xué) 課設(shè)計(jì) 22 到掘進(jìn)巷 掘進(jìn)巷到采區(qū) 140 15 6 區(qū)段平石門 95 140 7 綜采區(qū)段進(jìn)風(fēng)平巷 260 1240 8 液壓支架工作面 330 150 9 綜采區(qū)段回風(fēng)平巷 170 1240 10 區(qū)段平風(fēng)石門 95 100 11 采區(qū)運(yùn)輸上山 采區(qū)到掘進(jìn)巷 175 15 掘進(jìn)巷到變電所 175 660 變電所到風(fēng)井 175 825 12 風(fēng)井 35 315 通風(fēng)阻力總計(jì) 西翼采區(qū)通風(fēng)壓力計(jì)算如表 4— 6: 表 4— 6 西翼通風(fēng)困難時(shí)期過綜采工作面風(fēng)阻計(jì)算風(fēng)阻計(jì)算 編號(hào) 井巷名稱 410?? 長度( m) 斷面( m2) 周長( m) 風(fēng)量 (m3/s) 阻力 ( Pa) 1 副井井筒 530 2 井底車場及主石門 90 200 3 井底運(yùn)輸大巷 90 1250 4 采區(qū)下部車場 90 50 5 軌道 下山 到火藥庫和變電所 140 15 火藥庫到掘進(jìn)巷 140 645 掘進(jìn)巷到采區(qū) 140 165 6 區(qū)段平石門 95 140 礦井通風(fēng) 學(xué) 課設(shè)計(jì) 23 7 綜采區(qū)段進(jìn)風(fēng)平巷 260 1240 8 液壓支架工作面 330 150 9 綜采區(qū)段回風(fēng)平巷 170 1240 10 區(qū)段平風(fēng)石門 95 100 11 采區(qū)運(yùn)輸上山 采區(qū)到掘進(jìn)巷 175 15 掘進(jìn)巷到變電所 175 660 變電所到風(fēng)井 175 825 12 風(fēng)井 35 315 通風(fēng)阻力總計(jì) 將以上對(duì)通風(fēng)困難和通風(fēng)容易時(shí)期的風(fēng)量和風(fēng)壓的計(jì)算結(jié)果總結(jié)如下,并按照等積孔的計(jì)算方法:等積孔Q hA ?計(jì)算等積孔的大小。 計(jì)算東翼采區(qū)總風(fēng)量為: 3( 1 4 2 7 . 8 7 1 1 0 2 . 6 2 2 1 6 0 7 5 7 0 1 0 0 6 6 1 . 5 7 2 ) 1 . 24 5 0 8 . 4 7 / m indongQm? ? ? ? ? ? ? ? ?? 計(jì)算西翼采區(qū)總風(fēng)量為: 3( 1 4 2 7 . 8 7 1 1 0 2 . 6 2 2 1 6 0 2 0 0 7 5 7 0 1 0 0 ) 1 . 23 9 5 4 . 5 8 8 / m i nxiQ
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