【正文】 hn ＝ (ρ12Z12－ ρ23Z23 － ρ34Z34)g (公式 ) 式中： hn — 自然風(fēng)壓， Pa； ρ1 ρ2 ρ34 — 分別為圖中 3 點(diǎn)間的空氣密度， kg/m3 Z 1 Z 2 Z 34 — 分別為圖中 3 點(diǎn)間的高差 (見圖 ) 圖 礦井自然風(fēng)壓 本礦井冬、夏季各點(diǎn)空氣密度如 表 ： 。 礦井自然風(fēng)壓是借助于自然因素而 產(chǎn)生的的促使空氣流動的能量，礦井自然風(fēng)壓的大小，主要取決于礦井進(jìn)回風(fēng)側(cè)空氣的溫度差和礦井深度。離心式通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)一般不大于允許值的 90%； （ 3）通風(fēng)機(jī)的服務(wù)年限內(nèi)，其礦井最大和 最小阻力的工作點(diǎn)均應(yīng)在合 理工作范圍內(nèi)； （ 4） 考慮風(fēng)量調(diào)節(jié)時(shí)，應(yīng)盡量避免采用風(fēng)硐閘門調(diào)節(jié)。 1）選擇通風(fēng)機(jī)的基本原則 所用的通風(fēng)機(jī)除應(yīng)具有安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好等優(yōu)點(diǎn)外，還應(yīng)符合下列要求： （ 1）選擇通風(fēng)機(jī)一般應(yīng)滿足第一水平各個(gè)時(shí)期的阻力變化要求，并適當(dāng)照顧下一水平通風(fēng)機(jī)的需要。 2） 等積孔 等積孔 是衡量礦井通風(fēng)難易程度的數(shù)值，可由下式計(jì)算： A＝ Q/ hr (公式 ) 式中： A： 等積孔 ， m2； 第 五 節(jié) 礦井主要風(fēng)機(jī)選型 主要風(fēng)機(jī)選型 原則 通風(fēng)機(jī)選型的依據(jù)是根據(jù)計(jì)算出的總風(fēng)量 Q，容易時(shí)期最小阻力 Hrmin 和困難時(shí)期最大阻力 Hrmax。12611131517181916814 圖 b 困難時(shí)期通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖 （ 2） 通風(fēng)困難時(shí)期： 礦井通風(fēng)阻力最大路線一般是通過的風(fēng)量最大，路線最長的 線路 ，因此本設(shè)計(jì)的最大通風(fēng)阻力路線是通過工作面的通風(fēng)路線。12611131517181916814 圖 b 容易時(shí)期通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò) （ 1） 通風(fēng)容易時(shí)期： 礦井通風(fēng)阻力最大路線一般是通過的風(fēng)量最大，路線最長的 線路 ，因此本設(shè)計(jì)的最大通風(fēng)阻力路線是通過工作面的通風(fēng)路線。 2）容易和困難時(shí)期阻力計(jì)算 按照風(fēng)流經(jīng)過巷道時(shí)產(chǎn)生阻力的方式不同，可分為摩擦阻力和局部阻力，摩擦阻力一般占礦井通風(fēng)總阻力的 90%左右，局部阻力參照經(jīng)驗(yàn)按井巷摩擦阻力的 10%計(jì)。 工作面達(dá)產(chǎn)后，離帶區(qū)石門最遠(yuǎn)的分帶且在一個(gè)工作面剛剛投產(chǎn)不久時(shí)，風(fēng)流從運(yùn)輸大巷通過帶區(qū)石門直接進(jìn)入分帶進(jìn)風(fēng)斜巷，清洗工作面后，經(jīng)過分帶回風(fēng)斜巷通過回風(fēng)石門抵達(dá)回風(fēng)大巷，再由回風(fēng)井排至地面。 礦井通風(fēng)容易、困難時(shí)期的確定 工作面 達(dá)產(chǎn)后，離 帶區(qū)石門最近的分帶且 在 一個(gè)工作面快要結(jié)束 時(shí)，風(fēng)流從運(yùn)輸大巷 通過帶區(qū)石門 直接進(jìn)入 分帶 進(jìn)風(fēng) 斜巷，清洗工作面后，經(jīng)過分帶回風(fēng)斜 巷 通過 回風(fēng)石門 抵達(dá) 回風(fēng)大巷 ，再由 回風(fēng)井排至地面。 礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算 礦井通風(fēng)總阻力是指風(fēng)流有進(jìn)風(fēng)井口起，到回風(fēng)井口止，沿一條通風(fēng)（風(fēng)流路線）各個(gè)分支的摩擦阻力和局部阻力的總和，簡稱礦井總阻力，用 hm表示。 如果計(jì)算正確，則 副井 進(jìn)風(fēng)量和 風(fēng)井 回風(fēng)量 數(shù)值相等。 2） 逆風(fēng)流方向：各回采面、掘進(jìn)面、硐室 乘以備用系數(shù) k 的 風(fēng)量 ， 按照匯聚風(fēng)量相加原則，依次求出各個(gè)進(jìn)風(fēng)巷道的 風(fēng)量 ，直至井筒進(jìn)風(fēng)量； 順風(fēng)流方向：各回采面、掘進(jìn)面、硐室 乘以備用系數(shù) k 的風(fēng)量 ， 按照匯聚風(fēng)量相加原則，依次求出各個(gè)回風(fēng)巷道的 風(fēng)量 ，直至井筒回風(fēng)量。 3）風(fēng)量分配后，應(yīng)保證井下個(gè)處瓦斯?jié)舛?，有害氣體濃度，風(fēng)速等滿足《煤礦安全規(guī)程》的各項(xiàng)要求。 Q 采實(shí) ＝ 2232 + 1116 + 390 2 + 80 + 60 +80+120=4468m3/min 考慮到 礦井內(nèi)部漏風(fēng) 、 風(fēng)量分配的不均勻 等 ，則礦井的總風(fēng)量 Q＝ Q 采實(shí) K （ 公式 ） ＝ 4468 ＝ m3/min ＝ m3/s 礦井風(fēng)量分配 分配原則 36 礦井總風(fēng)量確定后，應(yīng)將其分配到各用風(fēng)地點(diǎn)，其分配原則重要是： 1）分配到各用風(fēng)地點(diǎn)（包括回采面、掘進(jìn)面、硐室等）的風(fēng)量，應(yīng)不低于前面所計(jì)算出的風(fēng)量。 礦井的總進(jìn)風(fēng)量應(yīng)按采煤、掘進(jìn)、硐室及其其他地點(diǎn)實(shí)際需要風(fēng)量的總和計(jì)算： Qm＝ (∑ Qwt＋∑ Qht＋∑ Qrt＋∑ Qot) km （ 公式 ） 式中 ∑ Qwt— 采煤工作面?zhèn)€備用工作面所需風(fēng)量之和， m3/min； ∑ Qht— 掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量之和， m3/min； ∑ Qrt— 硐室所需 風(fēng)量之和， m3/min； ∑ Qot — 其他用風(fēng)地點(diǎn)所需風(fēng)量之和， m3/min； km— 礦井通風(fēng)（包括礦井內(nèi)部漏風(fēng)和配風(fēng)不均勻等因素）系數(shù)，可取 ～ 。 （ 5） 其他 用風(fēng)巷道 需風(fēng)量計(jì)算 各個(gè)其他巷道的需風(fēng)量，應(yīng)根據(jù)瓦斯涌出量和風(fēng)速分別進(jìn)行計(jì)算，采用其最大值。 3） 其他 硐室 的需風(fēng)量計(jì)算 帶區(qū)變電所取經(jīng)驗(yàn)值 80 m3/min。 （ 4） 硐室需風(fēng)量計(jì)算 1) 發(fā)熱量大的機(jī) 電硐室，可按經(jīng)驗(yàn)值確定需風(fēng)量： 取其經(jīng)驗(yàn)值 Q 車 ＝ 80m3/min 2) 爆破材料庫 Q 藥 ＝ 40 V/60 （ 公式 ） 35 式中 V— 庫房容積， m3 但大型爆破材料庫不得小于 100 m3/min；中小型爆破材料庫不得小于 60m3/min。 按最小風(fēng)速驗(yàn)算，各個(gè) 半煤巖 巷掘進(jìn)工作面最小風(fēng)量： Q 掘 ≥ 60 S 掘 （ 公式 ） 各個(gè)煤巷或半煤巖巷掘進(jìn)工作面的最小風(fēng)量 : Q 掘 ≥ 60 S 掘 （ 公式 ） Q 掘 ≥ 60 ＝ 207 m3/min 按最高分速驗(yàn)算，各個(gè)掘進(jìn)工作面的最大風(fēng)量： Q 掘 ≤ 60 4 S 掘 （ 公式 ） Q 掘 ≥ 60 ４ ＝ 2808 m3/min 式中 S 掘 — 掘進(jìn)工作面巷道的凈斷面積，㎡。有瓦斯涌出時(shí)取 。 khfi— 為防止局部通風(fēng)機(jī)吸循環(huán)風(fēng)的風(fēng)量備用系數(shù)，一般取 ～ 。 6)按局部通風(fēng)機(jī)吸風(fēng)量計(jì)算 Q 掘 ＝ ∑ Q 掘 k 掘 （公式 ） 34 式中 ∑ Qhfi— 掘進(jìn)工作面同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的局部通風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量的和。 M8 ④ 風(fēng)筒的出口風(fēng)量 Q 均 ＝ 出入 ? （公式 ） 式中： Q 入 — 風(fēng)機(jī)入口風(fēng)量 , m3/min Q 出 — 風(fēng)機(jī)出口風(fēng)量 , m3/min Q 均 ＝ 出入 ? ＝ 240343? ＝ 290 m3/min ⑤ 風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓 h 理 ＝ Rp M8；釣掛質(zhì)量較好，取 5 L— 風(fēng)筒長度， m 33 Rp＝100100 RL ? ＝ (1500/100) 5 ＝ 75 N M8 R100— 風(fēng)筒百米風(fēng)阻值， N M8 1412 314 94 34 ③ 局部通風(fēng) 阻力 Rp＝100100 RL ? （公式 ） 式中 Rp— 風(fēng)筒風(fēng)阻， N 104 53 49 45 41 38 32 30 29 R100/N η l100＝η l/L 100 η l＝η l100L／ 100 式中： η l100— 百米漏風(fēng)率 ,％ η l— 風(fēng)筒漏風(fēng)率 ,％ L— 風(fēng)筒長度， m η l＝η l100L／ 100 （公式 ） ＝ 10015002? ＝ 30% ② 風(fēng)機(jī)入口風(fēng)量 Qλ ＝ Qh/(1－η l) （ 公式 ） 式中： Qλ — 入口風(fēng)量 , m3/min Qλ ＝ Qh/(1－η l) ＝ 240/(1－ 30%) ＝ 343 m3/min 表 膠布風(fēng)筒的摩擦阻力系數(shù)α與百米風(fēng)阻 R100（ 吊掛質(zhì)量一般） 風(fēng)筒直徑 /m 300 400 500 600 700 800 900 1000 α 104/N 5）風(fēng)筒的出入口風(fēng)量與阻力 因沒有選定局部通風(fēng)機(jī)，現(xiàn)把工作面的實(shí)際需風(fēng)量作為風(fēng)筒的出口風(fēng)量，通過百米漏風(fēng)率來推算風(fēng)筒的入口風(fēng)量與阻力。這里選擇膠布風(fēng)筒，風(fēng)筒直徑為 800mm，壁厚 ，風(fēng)筒直徑為 ,斷面 。 Q 掘 ＝ 4 20 ＝ 4 20 ＝ 80 m3/min 取其以上最大值作為該掘進(jìn)工作面的有效風(fēng)量，既 240m3/min。 因 為本工作面為綜合機(jī)械化掘進(jìn)，所以炸藥使用量為 0。 Q 掘 ＝ 100 Q 掘 k 掘 （公式 ） 式中 Q 掘 — 掘進(jìn)工作面的需風(fēng)量， m3/min； Q 掘 — 掘進(jìn)工作面的絕對瓦斯涌出量， m3/min； k 掘 — 掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出不均勻和備用風(fēng)量系數(shù)，一般可取 ～ 。 （ 2） 備用工作面的風(fēng)量 Q 備 Q 備 ＝ Q 采 /2 （公式 ） ＝ 2232/2 ＝ 1116 m3/min （ 3） 掘進(jìn)工作面需風(fēng)量的計(jì)算 煤巷，半煤巷和巖巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量，應(yīng)按下列因素分別計(jì)算，取其最大值。 采煤工作面有串聯(lián)通風(fēng)時(shí)，按其中一個(gè)最大需風(fēng)量計(jì)算。 Q 采 ＝ 25 A 采 ＝ 25 0 ＝ 0 m3/min 4) 按工作人員數(shù)量計(jì)算 Q 采 ＝ 4 n 采 （公式 ） 式中 4— 每人每分鐘應(yīng)供給的最低風(fēng)量， m3/min； n 采 — 采煤工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，個(gè)。 Q 采 ＝ 60 V 采 S 采 k 采 29 ＝ 60 ＝ 493 m3/min 3) 按使用炸藥量計(jì)算 Q 采 =25 A 采 （公式 ） 因?yàn)楸竟ぷ髅鏋榫C 合機(jī)械化采煤，所以炸藥使用量為 0。 S 采 — 采煤工作面有效通風(fēng)斷面，取最大和最小控頂時(shí)有效斷面的平均值， m2； 使用支撐式支架時(shí) S=（ ）； 使用掩護(hù)式支架時(shí) S=3（ ）。其氣溫與風(fēng)速應(yīng)符合 表 表 采煤工作面空氣溫度與風(fēng)速對應(yīng)表 采煤工作面進(jìn)風(fēng)氣溫 /℃ 采煤工作面風(fēng)速 /m Q 采 ＝ 100 Q 采 K 采 ＝ 100 ＝ 2232m3/min 28 2) 按工作面進(jìn)風(fēng)流溫度計(jì)算 采煤工作面應(yīng)有良好的氣候條件。通常機(jī)采工作面取 Kgwi=～ 。生產(chǎn)礦井可根據(jù)各個(gè)工作面正常生產(chǎn)條件時(shí)。 1) 按瓦斯涌出量計(jì)算 根據(jù)《礦井安全規(guī)程》規(guī)定，按采煤工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中沼氣的濃度不得超過 1％的要求計(jì)算。 按采煤，掘進(jìn)，硐室及其他實(shí)際需要風(fēng)量的總和進(jìn)行計(jì)算。 第 三 節(jié) 礦井風(fēng)量計(jì)算 及分配 一、 礦井所需風(fēng)量 礦井風(fēng)量計(jì)算原則 礦井需風(fēng)量，按下列要求分別計(jì)算，并采取其中最大值。抽壓聯(lián)合式：可產(chǎn)生較大的通風(fēng)適用于阻力大的礦井，新建礦井一般不采用。礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，是反映礦井設(shè)計(jì)質(zhì)量的主要因素。在此期間，風(fēng)流流過了全部的運(yùn)輸大巷長度，分帶進(jìn)回風(fēng)斜巷均比即將結(jié)束時(shí)長因此，通風(fēng)路線最長，阻力最大，故為通風(fēng)困難時(shí)期。在此期間，風(fēng)流流過了最少的運(yùn)輸大巷長度，分帶進(jìn)回風(fēng)斜巷通風(fēng)路線最短，阻力最小，故為通風(fēng)容易時(shí)期。 風(fēng)窗： 設(shè)置在變電所、爆破材料庫、檢修硐室等硐室的回風(fēng)道中，控制風(fēng)量大小。 二 、通風(fēng)構(gòu)筑物 為保證采區(qū)內(nèi)通風(fēng)風(fēng)流的穩(wěn)定，在巷道內(nèi)設(shè)置一系列通風(fēng)構(gòu)筑物，控制風(fēng)流的流向，本礦的主要通風(fēng)構(gòu)筑物有： 風(fēng)門：在采區(qū)的上部車場和中部車場以及一些人員和車輛可以通行，風(fēng)流不能通過的巷道，至少設(shè)立兩道風(fēng)門，其間距要大于運(yùn)輸工具的長度。 (5)選擇任何通風(fēng)系統(tǒng)，都要符合投產(chǎn)快、出煤多、安全可靠、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)合理等原則。 (3)進(jìn)風(fēng)流新鮮，回風(fēng)流安全；風(fēng)流易于控制，設(shè)有災(zāi)害應(yīng)急措施。 (1)符合《煤礦安全規(guī)程》與《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》，通風(fēng)系統(tǒng)完整、合理、簡單。初期投產(chǎn)達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量時(shí)，由一個(gè)工作面達(dá)到產(chǎn)量，綜采面產(chǎn)量確定為 萬 t/a。據(jù)煤芯煤樣測定結(jié)果，本煤層有自然發(fā)火傾向。瓦斯絕對涌出量 42m3/min，相對涌出量 ，因此，本 礦井 為高瓦斯 礦井 。左右。 膠帶 運(yùn)輸巷由于與采煤工作面相連，故