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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)

2025-06-30 06:44本頁面
  

【正文】 在此,我謹(jǐn)向老師您致以最衷心的感謝和最誠摯的敬意。在短短一個(gè)學(xué)期的時(shí)間內(nèi)我們不僅感受到王輝老師在課堂上認(rèn)真教學(xué)態(tài)度,更感受到了老師對(duì)我們整個(gè)礦通班的細(xì)心關(guān)懷,注重實(shí)際的工作作風(fēng),兢兢業(yè)業(yè)的工作精神,以及寬闊的胸懷,這些都給我們留下了深刻的印象,使我們終身受益。最重要的是,通過這次課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我運(yùn)用已學(xué)的知識(shí)解決設(shè)計(jì)中問題的能力,培養(yǎng)了我獨(dú)立分析的問題的能力和應(yīng)用CAD軟件繪圖的能力等?!兑?guī)程》規(guī)定礦井主扇噪音不得超過90dB,本設(shè)計(jì)采用主動(dòng)式消音裝置,把大部分噪音吸收掉。如圖81所示圖 81 立井井口防爆蓋示意圖1防爆井蓋;2密封液槽;3滑輪;4平衡重錘;5壓腳;6風(fēng)硐本設(shè)計(jì)選用由圓錐形內(nèi)筒和外筒構(gòu)成的環(huán)狀擴(kuò)散器,它可以將風(fēng)機(jī)出口的大部分速壓轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓,以減少風(fēng)機(jī)出風(fēng)口的速壓損失,提高風(fēng)機(jī)的靜壓。為保護(hù)風(fēng)機(jī),在風(fēng)井井口設(shè)置鐘形防爆門。本設(shè)計(jì)選取2K58型軸流風(fēng)機(jī),這種風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)后的風(fēng)量可以達(dá)到正常時(shí)期風(fēng)量的40%,故不須設(shè)置反風(fēng)裝置進(jìn)行反風(fēng)。反風(fēng)裝置就是使正常風(fēng)流反向的設(shè)施。為了保證主扇運(yùn)轉(zhuǎn)的安全可靠,除扇風(fēng)機(jī)機(jī)體外,仍需設(shè)置一系列附屬裝置,如反風(fēng)裝置、防爆門、風(fēng)硐和擴(kuò)散器等。它是防止瓦斯、煤塵爆炸傳播的有效方法。進(jìn)行反風(fēng)是井下發(fā)生火災(zāi)、爆炸事故時(shí)防止災(zāi)害擴(kuò)大的重要設(shè)施,主要通風(fēng)機(jī)必須安裝反風(fēng)設(shè)施,并能在10min內(nèi)改變巷道內(nèi)風(fēng)流方向且風(fēng)量不小于正常值的40%。所以,它們要安裝自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)。2通風(fēng)設(shè)備的自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)完備。通風(fēng)費(fèi)用計(jì)算是一個(gè)多方面的計(jì)算,包括設(shè)備的折舊和專門為通風(fēng)所開掘的巷道的費(fèi)用,管理通風(fēng)工人的工資等,在這里計(jì)算的時(shí)候只計(jì)算礦井通風(fēng)的電費(fèi)。重復(fù)以上方法選定西翼電機(jī):通風(fēng)容易時(shí)期通風(fēng)所需要輸入的功率為:通風(fēng)困難時(shí)期通風(fēng)所需要輸入的功率為:由于,所以要選用兩臺(tái)電機(jī)。一般情況下,當(dāng)電動(dòng)機(jī)功率小于200kW時(shí),宜選用低壓鼠籠式,大于250kW時(shí),宜選公用高壓鼠籠電動(dòng)機(jī);大于400kW時(shí)宜選公用同步電動(dòng)機(jī)。初期電機(jī)功率為:后期電機(jī)功率為:根據(jù)周圍的工作環(huán)境,通風(fēng)機(jī)一般選用開啟式或防護(hù)式電動(dòng)機(jī)。將東翼采區(qū),通風(fēng)容易和困難時(shí)期的風(fēng)量和風(fēng)壓代入上式,計(jì)算可得:當(dāng)時(shí),可選用一臺(tái)電動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī)的功率為: (5—7)當(dāng)時(shí),選用兩臺(tái)電動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī)功率為:初期: (5—8)后期: (5—9)式中:—電動(dòng)機(jī)容量備用系數(shù),~; —電動(dòng)機(jī)效率,~(大型電機(jī)取大值) —傳動(dòng)效率,電動(dòng)機(jī)與通風(fēng)機(jī)直聯(lián)是取1。有效功率與輸入功率之比,叫風(fēng)機(jī)效率,用表示。也可按照下式計(jì)算: (5—3)式中:—線電壓,V;—線電流,A;—功率因數(shù);—電動(dòng)機(jī)效率,%;—傳動(dòng)效率,%。困難時(shí)期工況點(diǎn)為:2780,風(fēng)量為77,葉片角度為35 o 。將通風(fēng)機(jī)兩個(gè)時(shí)期的工作風(fēng)阻特性曲線等比例畫在通風(fēng)機(jī)的特性曲線中,可以得到如圖54。二級(jí)葉輪為45176。二級(jí)葉輪為15176。下限:通風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。這就是選擇主要通風(fēng)機(jī)的方法。工況點(diǎn)的坐標(biāo)值就是該主要通風(fēng)機(jī)實(shí)際產(chǎn)生的靜壓和風(fēng)量。其曲線見圖5—2。因此,可將主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓、功率和效率變化而變化的關(guān)系,分別用曲線表示出來,即成為主要通風(fēng)機(jī)的個(gè)體特性曲線。主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、風(fēng)壓、功率、和效率這四個(gè)基本參數(shù)可以反映主要通風(fēng)機(jī)的工作特性,對(duì)每一臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)來說,在額定轉(zhuǎn)速的條件下,對(duì)應(yīng)于一定的風(fēng)量,就有一定的風(fēng)壓、功率和效率與之對(duì)應(yīng)。在選擇主要通風(fēng)機(jī)的時(shí)候,在通風(fēng)容易時(shí)期要考減去自然風(fēng)壓的輔助作用,在通風(fēng)困難時(shí)期要加上自然風(fēng)壓的阻礙作用。自然風(fēng)壓和主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓關(guān)系見圖71 。自然風(fēng)壓和主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓相同時(shí),則輔助主要通風(fēng)機(jī)工作;當(dāng)自然風(fēng)壓和主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓相反時(shí),則阻礙主要通風(fēng)機(jī)通風(fēng)工作。通過以上對(duì)困難和容易時(shí)期礦井東西兩翼的所需的風(fēng)量和風(fēng)壓的計(jì)算,風(fēng)別計(jì)算出礦井的風(fēng)阻其結(jié)果見表4—7。其結(jié)果見表4—7:表4—7 東西兩翼不同時(shí)期風(fēng)量風(fēng)壓關(guān)系東翼采區(qū)西翼采區(qū)風(fēng)量風(fēng)壓風(fēng)阻等積孔風(fēng)量風(fēng)壓風(fēng)阻等積孔()通風(fēng)容易時(shí)期通風(fēng)困難時(shí)期 礦井等積孔和通風(fēng)難易程度的關(guān)系見表4—8:表4—8 等積孔和通風(fēng)難易的關(guān)系等積孔大小()通風(fēng)阻力等級(jí)通風(fēng)難易程度大阻力礦井困難中阻力礦中等小阻力礦容易可見在通風(fēng)容易時(shí)期,東翼為小阻力空,通風(fēng)比較容易,而西翼采區(qū)為中阻力空,通風(fēng)難易程度中等;在通風(fēng)困難時(shí)期,東西兩翼都為中阻力空,通風(fēng)難以程度中等。新風(fēng)路線:進(jìn)風(fēng)井(副井)→井底車場(chǎng)→主要石門→主要運(yùn)輸大巷→軌道下山→區(qū)段平石門→區(qū)段運(yùn)輸平巷→工作面污風(fēng)路線:工作面→區(qū)段回風(fēng)平巷→區(qū)段回平石門→軌道上山→回風(fēng)井。因?yàn)樵陂_采下部煤層時(shí),風(fēng)量增加都是很好的,并且主要是在綜采工作面上由差別,為了使東西兩翼的風(fēng)量盡量平衡,巖巷掘進(jìn)布置在西翼采區(qū)。普采工作面:,計(jì)算出工作面上下順槽內(nèi)通過的風(fēng)流為:備用普采工作面:,考慮到漏風(fēng)的因素,得上下順槽內(nèi)通過的風(fēng)流為。圖 4—4通風(fēng)困難時(shí)期庫平面圖按照通風(fēng)容易時(shí)期計(jì)算風(fēng)量的方法計(jì)算通風(fēng)困難時(shí)期各采煤工作面和各掘進(jìn)頭的通風(fēng)量。此時(shí)又在東西兩翼各有兩個(gè)工作面,一個(gè)為綜采工作面,一個(gè)為普采工作面。由于煤層比煤層要厚,無論是綜采還是普采,在該煤層內(nèi)產(chǎn)量都比較高,自然通風(fēng)也會(huì)變得相對(duì)困難。下面求容易時(shí)期西翼的最大通風(fēng)阻力,當(dāng)按照風(fēng)流過綜采工作面時(shí),一一計(jì)算風(fēng)阻如表4—4,表4—4 西翼通風(fēng)容易時(shí)期過綜采工作面風(fēng)阻計(jì)算風(fēng)阻計(jì)算編號(hào)井巷名稱長(zhǎng)度(m)斷面(m2)周長(zhǎng)(m)風(fēng)量(m3/s)阻力(Pa)1副井井筒5302井底車場(chǎng)及主石門902003井底運(yùn)輸大巷9012504采區(qū)下部車場(chǎng)90505軌道上山車場(chǎng)到準(zhǔn)備采區(qū)14015準(zhǔn)備采區(qū)到掘進(jìn)巷140645掘進(jìn)巷到采區(qū)140156區(qū)段平石門952457綜采區(qū)段進(jìn)風(fēng)平巷26012408液壓支架工作面3301509綜采區(qū)段回風(fēng)平巷170124010采區(qū)回風(fēng)石門9532511風(fēng)井35315通風(fēng)阻力總計(jì) 因?yàn)樵跂|翼,計(jì)算通風(fēng)阻力的時(shí)候,通過綜采工作面的風(fēng)量大于通過普采工作面的風(fēng)量,所以在西翼也同樣成立,對(duì)于通過普采工作面的通風(fēng)阻力不必計(jì)算,它一定也小于通過綜采工作面的通風(fēng)阻力。通風(fēng)容易時(shí)期的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖見附錄1。B.炸藥庫需要風(fēng)量,應(yīng)按照每小時(shí)4次換氣量計(jì)算: (4—14) 式中:—包括聯(lián)絡(luò)巷在內(nèi)的爆破材料庫的空間總體積,;在這里,按照經(jīng)驗(yàn)值給出風(fēng)量。局部通風(fēng)機(jī)的風(fēng)筒長(zhǎng)度最長(zhǎng)時(shí)為1250m,所以為滿足掘進(jìn)頭的風(fēng)量實(shí)際需要的風(fēng)量為:在煤礦開采的后期有一個(gè)煤層,有一個(gè)巖石下山的掘進(jìn)頭,也需要獨(dú)立通風(fēng),按照經(jīng)驗(yàn)取其通風(fēng)風(fēng)量為。四個(gè)獨(dú)立通風(fēng)的煤層平巷掘進(jìn)頭所需要的風(fēng)量按照相等計(jì)算。一般情況下,按照瓦斯涌出量計(jì)算的風(fēng)量就是最大的需風(fēng)量,所以這里就只按照瓦斯涌出量來計(jì)算。所以對(duì)于四個(gè)掘進(jìn)頭而言,每個(gè)掘進(jìn)頭通風(fēng)量為。因?yàn)楣ぷ髅嫱七M(jìn)速度是每天,所以在為了能滿足工作面正常接替,每個(gè)掘進(jìn)工作面的掘進(jìn)速度最少應(yīng)該為每天,這是只考慮掘進(jìn)工作面上下順槽所需要的最低掘進(jìn)速度,考慮到還要開掘硐室,繞道和聯(lián)絡(luò)巷等,這里按照每天月掘進(jìn)的速度計(jì)算。計(jì)算出工作面上下順槽內(nèi)通過的風(fēng)流為:對(duì)于備用工作面,在另其通過風(fēng)量為實(shí)際采煤時(shí)的60% ,可得,備用工作面風(fēng)量為:考慮漏風(fēng)情況,要求工作面上下順槽內(nèi)通過的風(fēng)量為:;對(duì)于東翼采區(qū):對(duì)于西翼采區(qū): (2) 掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量計(jì)算:各個(gè)獨(dú)立通風(fēng)的掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量,應(yīng)按照瓦斯或二氧化碳涌出量、炸藥量、局部通風(fēng)機(jī)實(shí)際吸風(fēng)量、風(fēng)速和人數(shù)等規(guī)定要求風(fēng)別進(jìn)行計(jì)算,必須采用其中最大值。所以為滿足工作面風(fēng)量需求,在工作面上下順槽內(nèi)需要通過的風(fēng)量為:按照上面同樣的方法計(jì)算二號(hào)工作面的風(fēng)量為:。因?yàn)樗奶?hào)和一號(hào)工作面環(huán)境相同,
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