【正文】 為該地區(qū)的供風(fēng)量。 礦井風(fēng)量計(jì)算 采區(qū)實(shí)際需風(fēng)量 按采煤、掘進(jìn)、硐室等處實(shí)際需風(fēng)量計(jì)算 ，最后總和 【 10】 。 （ 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(duì)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(duì)涌出量的最大值與平均值之比。 這里的 q采 為 ，這個(gè)值是根據(jù)峻德礦原來采17層煤時(shí)，采區(qū)采取瓦斯抽放之后工作面的絕對(duì)瓦斯涌出量的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 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(cè)溫度為 25176。 S采 —— 采煤工作面的平均斷面積，按最大和最小控頂有效斷面的平均值計(jì)算，根據(jù)工作選取的 ZFSB3600/16/28型液壓支架相關(guān)數(shù)據(jù)：最小控頂距為支架頂梁長 3710+端面距270=3980mm，最大控頂距為最小控頂距 3980+截深 630=4610mm，高度 25005000mm,本設(shè)計(jì)取平均控頂 S采 =。 Q采 =60179。 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。 ； 15=≤ Q 采 (1875)≤240=3000 即 :Q 采 =1500 m3/min 2掘進(jìn)工作面需風(fēng)量計(jì)算 煤巷、半煤巷和巖巷獨(dú)頭通風(fēng)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。 q掘 179。 179。 35 即掘進(jìn)面最大絕對(duì)瓦斯涌出量與平均絕對(duì)瓦斯涌出量之比。本設(shè)計(jì)取 2。 q 掘 179。 179。（正常生產(chǎn)條件下，連續(xù)觀測(cè) 1 個(gè)月，日最大二氧化碳絕對(duì)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)。按據(jù)局部通風(fēng)機(jī)的實(shí)際風(fēng)量 Q 掘計(jì)算： fkIQ ??? fQ掘 （ 510） 式中： I 掘進(jìn)工作面同時(shí)通風(fēng)的局部風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)， 1 臺(tái)； 吸Q 局部通風(fēng)機(jī)實(shí)際吸風(fēng)量， 425m3/min， fk 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 ，進(jìn)風(fēng)巷中無瓦斯涌出事取 ，有瓦斯涌出取。 （ 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(chǎng)及 絞車房配風(fēng)各為 80m3 / min 并裝設(shè)瓦斯監(jiān)測(cè)報(bào)警自動(dòng)斷電儀器，加強(qiáng)瓦斯監(jiān)控保證安全生產(chǎn)。 新礦井設(shè)計(jì)其他用風(fēng)巷道所需風(fēng)量難以計(jì)算時(shí)，也可以采取按采煤、掘進(jìn)、硐室的總和的 3%～ 5%進(jìn)行考慮。 根據(jù)《采礦工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》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(duì)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。再按一定比例將這部分風(fēng)量分配到其他用風(fēng)點(diǎn)。 （ 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。并且經(jīng)過仿真系統(tǒng)模擬后，可以肯定實(shí)際生產(chǎn)中的風(fēng)量就是這樣分配的，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)具有重要的 指導(dǎo) 意義。每人每分鐘供風(fēng)量不少于4m3。 39 表 5—7 礦井有害氣體最高 允許濃度 名稱 最高允許濃度 (%) 一氧化碳 氧化 氮 ( 換算 成二 氧 化氮NO2) 二氧化硫 SO2 硫化氫 H2S 氨 NH3 注 :礦井中所有氣體的濃度均按體積的百分比計(jì)算。 (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。 (6) 井巷中的風(fēng)流速度應(yīng)符合表 5—9 要求。 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 。 當(dāng)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(duì)風(fēng)速的要求 [ 16]。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(hào) 巷道名稱 適 宜 風(fēng) 速(m/s) 1 運(yùn)輸大巷、主石門、井底車場(chǎng) ～ 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。摩擦阻力是風(fēng)流與井巷周壁以及空氣分子間的擾動(dòng)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。 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。 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。各個(gè)節(jié)點(diǎn)編號(hào)不能重復(fù)和遺漏， 44 但可以不連續(xù) [11]。 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]。 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。 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%。 10%=。 10%=。 10%=。 10%=。 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。 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。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。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(duì)自然風(fēng)壓有一定的影響。 地形地貌 礦井進(jìn)回風(fēng)井口的標(biāo)高差對(duì)自然風(fēng)壓值有較大的影響。 相對(duì)濕度和空氣成分 相對(duì)濕度和空氣成分影響空氣密度，對(duì)自然風(fēng)壓也有一定影響，但影響較小可以忽略。開采深度愈大，自然風(fēng)壓愈大；反之，自然風(fēng)壓愈小。 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。（ ? /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(duì)濕度， %； Psat—— 對(duì)應(yīng)于溫度 T 時(shí)的飽和水蒸氣壓力，Pa。設(shè)計(jì)井深 500m。 750179。(273+20) = 回風(fēng)流平均密度： ρ2== 179。 179。 179。 750 179。 （ 273+5） = kg/m3 回風(fēng)流平均密度： ρ2== 179。 179。 二采區(qū)風(fēng)井風(fēng)阻 阻小h =∑ 摩擦h + 局h +hn 7 =++=。 二采區(qū)風(fēng)井 風(fēng)阻 阻大h =∑ 摩擦h + 局h +hn =++=pa。 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。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。 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。/m8) 礦井通風(fēng)阻力 等級(jí) 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