礦井通風(fēng)課程設(shè)計.doc

《礦井通風(fēng)課程設(shè)計.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《礦井通風(fēng)課程設(shè)計.doc（20頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

礦井通風(fēng)技術(shù)課程設(shè)計 題 目： 礦井通風(fēng)技術(shù)課程設(shè)計 姓 名： 王冰雨 學(xué) 號： 1545203115 學(xué) 院： 能源與交通工程學(xué)院 專 業(yè)： 礦井通風(fēng)與安全 班 級： 通 風(fēng) 15-1 學(xué) 制： 三 年 指導(dǎo)教師： 張 修 峰 二 ○ 一 七 年 一 月 目 錄 1. 概況 1 2. 礦井通風(fēng)系統(tǒng)選擇 3 2.1.礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計原則及步驟 5 2.2.掘進(jìn)通風(fēng)方法 6 3. 風(fēng)量計算及風(fēng)量分配 7 3.1.礦井需風(fēng)量的計算原則 9 3.2.礦井需風(fēng)量的計算方法 10 3.3.礦井總風(fēng)量分配 13 4. 礦井通風(fēng)阻力計算 15 4.1.計算原則 17 4.2.計算方法 18 5. 選擇礦井通風(fēng)設(shè)備 21 5.1.選擇礦井通風(fēng)設(shè)備的基本要求 24 5.2.選擇礦井主要通風(fēng)設(shè)備 27 6. 概算礦井通風(fēng)費(fèi)用 30 6.1.噸煤的通風(fēng)電費(fèi) 32 6.2.通風(fēng)設(shè)備的折舊費(fèi)和維修費(fèi) 37 6.3.專為通風(fēng)服務(wù)的井巷工程折舊費(fèi)和維修費(fèi) 43 6.4.通風(fēng)器材和通風(fēng)儀表等材料的購置費(fèi)和維修費(fèi) 47 6.5.通風(fēng)工作全體人員的工資 52 1.概況 礦井通風(fēng)設(shè)計是在進(jìn)行礦井開拓、開采設(shè)計的同時，依據(jù)礦井的自然條件及 生產(chǎn)技術(shù)條件，確定礦井通風(fēng)系統(tǒng)、供風(fēng)量、通風(fēng)阻力和礦井主要通風(fēng)設(shè)備的工作。 礦井通風(fēng)設(shè)計是整個礦井設(shè)計的主要組成部分，是保證礦井安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。其基本任務(wù)是建立安全、可靠、技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理的礦井通風(fēng)系統(tǒng)。通風(fēng)系統(tǒng)是否合理，直接關(guān)系到整個礦井的通風(fēng)狀況的好壞和保障礦井安全生產(chǎn)。 新建礦井通風(fēng)設(shè)計的基本內(nèi)容和步驟是：擬定礦井通風(fēng)系統(tǒng)、礦井總風(fēng)量的計算與分配、礦井通風(fēng)阻力計算、選擇礦井通風(fēng)設(shè)備。礦井通風(fēng)系統(tǒng)必須根據(jù)礦井瓦斯涌出量、礦井設(shè)計生產(chǎn)能力、煤層賦存條件、表土層厚度、井田面積、地溫、煤層自燃傾向性等條件，通過優(yōu)化或技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。 礦井通風(fēng)設(shè)計按照設(shè)計內(nèi)容的實施步驟又可分為技術(shù)設(shè)計和施工設(shè)計。礦井通風(fēng)技術(shù)設(shè)計是礦井初步設(shè)計或技術(shù)方案設(shè)計時進(jìn)行的通風(fēng)設(shè)計，其內(nèi)容包括確定礦井通風(fēng)系統(tǒng)、礦井總風(fēng)量的計算和分配、礦井通風(fēng)阻力計算、選擇通風(fēng)設(shè)備和概算通風(fēng)費(fèi)用。這也就是一般說的礦井通風(fēng)設(shè)計。礦井通風(fēng)施工設(shè)計是為通風(fēng)構(gòu)筑物和通風(fēng)設(shè)備等安裝施工進(jìn)行的設(shè)計，其內(nèi)容包括工程布置、設(shè)備布置和施工布置等。 礦井通風(fēng)設(shè)計的主要依據(jù)是：礦區(qū)氣象資料：井田地質(zhì)地形：煤層瓦斯風(fēng)化帶垂深、各煤層瓦斯含量、瓦斯壓力及梯度等；煤層自然發(fā)火傾向，發(fā)火周期；煤塵爆炸危險性及爆炸指數(shù)；礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限；礦井開拓方式及采區(qū)巷道分布，回采順序、開采方法；礦井巷道斷面圖冊；礦區(qū)電費(fèi)等。 礦井通風(fēng)設(shè)計必須符合下列規(guī)定： （1） 將足夠的新鮮空氣有效地運(yùn)送到井下用風(fēng)地點(diǎn)，保證安全生產(chǎn)和良好的工作條件； （2） 通風(fēng)系統(tǒng)簡單、風(fēng)流穩(wěn)定、易于管理、抗災(zāi)能力強(qiáng)； （3） 發(fā)生事故時，風(fēng)流易于控制，人員便于撤出； （4） 又符合規(guī)定的井下環(huán)境與安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)； （5） 有符合現(xiàn)行的《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定； （6） 通風(fēng)系統(tǒng)基建投資省、營運(yùn)費(fèi)用低、綜合經(jīng)濟(jì)效益好。 題目： （7） 某礦地質(zhì)與開拓開采情況如下，試進(jìn)行礦井通風(fēng)設(shè)計。 （8） 井田走向長8 400 m，單一煤層，煤厚2．0m，傾角15，煤層瓦斯含量為2.89m3／t，煤塵具有爆炸危險性，煤層自燃傾向性為自燃。 （9） 礦井開拓開采情況為： （10） (1)礦井生產(chǎn)能力為0.45 Mt／a，礦井服務(wù)年限為43 a。 （11） (2)礦井采用立井單水平上下山分區(qū)式開拓，全礦井共劃分4個采區(qū)(每個采區(qū)長度相同)，上山部分2個(服務(wù)年限為25a)，下山部分2個(服務(wù)年限為18a)，礦井有兩個采區(qū)同時生產(chǎn)。 圖1-1礦井開拓示意圖 （12） (3)礦井共有3個采煤工作面，2個生產(chǎn)，一個準(zhǔn)備。采煤方法為走向長壁式普通機(jī)械化采煤，工作面長度為150 m，采高2.0m，采用全部垮落法管理頂板，最大控頂距4.2 m，最小控頂距3.2 m；工作面預(yù)計溫度22℃；工作面最大班工作人數(shù)為26人；作業(yè)形式為兩采一準(zhǔn)。每個采區(qū)各有兩個煤巷掘進(jìn)工作面，采用炮掘方式掘進(jìn)，工作面預(yù)計溫度21℃，工作面最大班工作人數(shù)為12人，工作面一次起爆炸藥量為6 kg。具體見圖1-2。 圖1-2礦井巷道布置示意圖 （13） (4)礦井年工作日數(shù)為330 d，工作制度為“三八”作業(yè)制，井下最大班工作人數(shù)為120人。 (5)井巷特征見題表1-1 井巷特征續(xù)表。 序號 井巷名稱 斷面形狀 支護(hù)形式 斷面積/ 長度/m 摩擦阻力系數(shù)/N 摩擦阻力/pa 1-2 副井 圓形 混凝土碹 直徑D=8 320 0.04 2-3 井底車場繞道 半圓拱 料石碹 9.70 50 0.006 3-4 井底車場繞道 半圓拱 料石碹 9.70 70 0.006 4-5 主運(yùn)輸石門 半圓拱 料石碹 11.0 80 0.005 5-6 煤層運(yùn)輸大巷 半圓拱 料石碹 11.0 875 0.005 6-7 煤層運(yùn)輸大巷 半圓拱 料石碹 11.0 135 0.005 7-8 采區(qū)下部車場 半圓拱 錨網(wǎng)噴 9.70 40 0.01 8-9 采區(qū)軌道上山 梯形 工字鋼 6.30 500 0.0124 9-10 采區(qū)軌道上山 梯形 工字鋼 6.30 269 0.0124 10-11 采區(qū)中部車場 梯形 工字鋼 6.30 30 0.0124 11-12 聯(lián)絡(luò)巷 梯形 工字鋼 5.10 10 0.013 12-13 區(qū)段運(yùn)輸平巷 梯形 工字鋼 5.50 1030 0.022 13-14 采煤工作面 矩形 單體液壓支柱配鉸接頂梁 見說明 150 0.045 14-15 區(qū)段回風(fēng)平巷 梯形 工字鋼 5.50 1030 0.013 15-16 上部車場繞道 梯形 工字鋼 5.50 50 0.013 16-17 區(qū)段回風(fēng)平巷 梯形 工字鋼 5.50 30 0.013 17-18 運(yùn)輸上山 梯形 工字鋼 6.30 15 0.0124 18-19 運(yùn)輸上山 梯形 工字鋼 6.30 15 0.0124 19-20 礦井總回風(fēng)巷 半圓拱 料石碹 7.80 2100 0.004 20-21 風(fēng)井 梯形 混凝土碹 直徑D=4 95 0.035 2礦井通風(fēng)系統(tǒng)選擇 選擇合理的局部通風(fēng)方法、風(fēng)筒類型與直徑，計算局部通風(fēng)阻力、選擇局部通風(fēng)機(jī)及掘進(jìn)通風(fēng)安全技術(shù)措施、裝備。 2.1設(shè)計原則及步驟 2.1.1設(shè)計原則 根據(jù)開拓、開采巷道布置、掘進(jìn)區(qū)域煤巖層的自然條件以及掘進(jìn)工藝，確定合理的局部通風(fēng)方法及其布置方式，選擇風(fēng)筒類型和直徑，計算風(fēng)筒出入口風(fēng)量，計算風(fēng)筒通風(fēng)阻力，選擇局部通風(fēng)機(jī)。 局部通風(fēng)是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的一個重要組成部分，其新風(fēng)取自礦井主風(fēng)流，其污風(fēng)又排入礦井主風(fēng)流。其設(shè)計原則可歸納如下： (1)礦井和采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)為局部通風(fēng)創(chuàng)造條件； (2)局部通風(fēng)系統(tǒng)要安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理和技術(shù)先進(jìn)； (3)盡量采用技術(shù)先進(jìn)的低噪、高效型局部通風(fēng)機(jī)； (4)壓人式通風(fēng)宜用柔性風(fēng)筒，抽出式通風(fēng)宜用帶剛性骨架的可伸縮風(fēng)筒或完全剛性的風(fēng)筒。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)要求時可考慮選用兩臺或多臺風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)行。 2.1.2設(shè)計步驟 確定局部通風(fēng)系統(tǒng)，繪制掘進(jìn)巷道局部通風(fēng)系統(tǒng)布置圖； 按通風(fēng)方法和最大通風(fēng)距離，選擇風(fēng)筒類型與直徑； 計算風(fēng)機(jī)風(fēng)量和風(fēng)筒出口風(fēng)量； 按掘進(jìn)巷道通風(fēng)長度變化．分階段計算局部通風(fēng)系統(tǒng)總阻力； 按計算所得局部通風(fēng)機(jī)設(shè)計風(fēng)量和風(fēng)壓，選擇局部通風(fēng)機(jī)； 按礦井災(zāi)害特點(diǎn)，選擇配套安全技術(shù)裝備。 2.2掘進(jìn)通風(fēng)方法 掘進(jìn)通風(fēng)方法分為利用礦井內(nèi)總風(fēng)壓通風(fēng)和利用局部動力設(shè)備通風(fēng)的方法，局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)是礦井廣泛采用的掘進(jìn)通風(fēng)方法，它是由局部通風(fēng)機(jī)和風(fēng)筒（或風(fēng)障）組成一體進(jìn)行通風(fēng)，按其工作方式可分為： （1）壓入式通風(fēng) （2）抽出式通風(fēng) （3）混合式通風(fēng) 3風(fēng)量計算及風(fēng)量分配 3.1礦井需風(fēng)量原則 對設(shè)計礦井的風(fēng)量，可按兩種情況分別計算： 一種是新礦區(qū)無鄰近礦井通風(fēng)資料可參考時，礦井需要風(fēng)量應(yīng)按設(shè)計中井下同時工作的最多人數(shù)和按噸煤瓦斯涌出量的不同的噸煤供風(fēng)量計算，并取其中最大值。在礦井設(shè)計中噸煤瓦斯涌出量的計算，根據(jù)在地質(zhì)勘探時測定煤層瓦斯含量，結(jié)合礦井地質(zhì)條件和開采條件計算出噸煤瓦斯涌出量，再計算礦井需風(fēng)量。 另一種是依據(jù)鄰近生產(chǎn)礦井的有關(guān)資料，按生產(chǎn)礦井的風(fēng)量計算方法進(jìn)行。其原則是：礦井的供風(fēng)量應(yīng)保證符合礦井安全生產(chǎn)的要求，使風(fēng)流中瓦斯、二氧化碳、氫氣和其它有害氣體的濃度以及風(fēng)速、氣溫等必須符合《規(guī)程》有關(guān)規(guī)定。創(chuàng)造良好的勞動環(huán)境，以利于生產(chǎn)的發(fā)展。課程設(shè)計是在收集實習(xí)礦井資料基礎(chǔ)上進(jìn)行的，故可按此種方法計算礦井風(fēng)量。即按生產(chǎn)礦井實際資料，分別計算設(shè)計礦井采煤工作面、掘進(jìn)工作面、硐室等所需風(fēng)量，得出全礦井需風(fēng)量，即“由里往外”計算方法。 3.2礦井需風(fēng)量的計算方法 一、按井下同時工作的最多人數(shù)需要風(fēng)量計算： Q礦進(jìn)=4NK礦通=4261.2=124.8m/min 式中 Q礦進(jìn)—礦井的總進(jìn)風(fēng)量，m/mim； 4—每人每分鐘供奉標(biāo)準(zhǔn)，m/min； N—井下同時工作的最多人數(shù)，按礦井生產(chǎn)情況取值； K礦通—礦井通風(fēng)系數(shù)，取1.2。 二、礦井總風(fēng)量計算： （一）按井下同時工作的做多人數(shù)需要風(fēng)量計算 Q礦進(jìn)=4NK礦通=4261.2=124.8m/min 式中： Q礦進(jìn)——礦井總進(jìn)風(fēng)量，m/min； 4 ——每人每分鐘供風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)，m/min； N——井下同時工作的最多人數(shù)，按礦井生產(chǎn)情況取值； K礦通——礦井通風(fēng)系數(shù)，取1.2。 （2） 按采煤、掘進(jìn)、硐室及其他地點(diǎn)實際用風(fēng)量計算 礦井總進(jìn)風(fēng)量按下式進(jìn)行累加計算： Q礦進(jìn)=（∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其他）K礦通 式中： Q礦進(jìn)——礦井總進(jìn)風(fēng)量，m/min； ∑Q采——采煤工作面、備用采煤工作面實際需風(fēng)量的總和，m/min； ∑Q掘——掘進(jìn)工作面實際需風(fēng)量的總和； ∑Q硐——獨(dú)立通風(fēng)的硐室實際需風(fēng)量的總和； ∑Q其他——除了采煤、掘進(jìn)、獨(dú)立通風(fēng)硐室以外其他井巷需要通風(fēng)風(fēng)量的總和，m/min； K礦通—礦井通風(fēng)系數(shù)，取1.2。 1.采煤工作面實際需要的風(fēng)量計算 采煤工作面實際需要的風(fēng)量，應(yīng)按瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、工作面溫度、炸藥用量人數(shù)等分別計算，取其中大值并進(jìn)行風(fēng)速驗算。 （1）按瓦斯涌出量計算 高瓦斯礦井采煤工作面實際需要風(fēng)量計算主要依據(jù)以下公式 平均一天采煤量：045Mt=450000t 450000/330=1363t/d Qch4采=1363/2.89/24/60=0.33m/min Q采=100 Qch4采K采通=1000.331.8=59.4m/min 式中： Q采——采煤工作面實際需要風(fēng)量，m/min； 100——單位瓦斯涌出量配風(fēng)量，以回風(fēng)流瓦斯?jié)舛炔怀^1%換算值； Qch4采——采煤工作面瓦斯絕對涌出量，m/min； K采通—采煤工作面因瓦斯或二氧化碳涌出不均勻等備用風(fēng)量系數(shù)，即該工作面瓦斯絕對涌出量的最大值和平均值之比，取1.8。 采煤工作面布置有專用排瓦斯巷的實際需風(fēng)量計算為： Q采= Q采回+ Q采尾=59.4+23.7=83.1m/min 式中： Q采回——采煤工作面回風(fēng)巷實際需要的風(fēng)量，m/min； Q采尾——采煤工作面尾巷實際需要的風(fēng)量，m/min； Q采尾=40Qch4尾K采通=400.331.8=23.7m/min； 式中： Q采尾——采煤工作面尾巷實際需要的風(fēng)量，m/min； 40——單位瓦斯涌出量配風(fēng)量，以采煤工作面尾巷風(fēng)流瓦斯?jié)舛炔怀^2.5%換算值。 Qch4尾——采煤工作面尾巷的風(fēng)排瓦斯量，m/min，其值按煤層瓦斯含量計算得出，或按礦井實際數(shù)據(jù)取值； K采通—采煤工作面因瓦斯或二氧化碳涌出不均勻等備用風(fēng)量系數(shù)，即該工作面瓦斯絕對涌出量的最大值和平均值之比，取1.8。 （2） 按二氧化碳涌出量計算 Qco2采=124.80.02=2.5m/min Q采=67Qco2采K采通=672.51.8=300m/min 式中： Q采——采煤工作面實際需要的風(fēng)量，m/min； 40——單位二氧化碳涌出量配風(fēng)量，以回風(fēng)流瓦斯?jié)舛炔怀^1.5%的換算值； Qco2采——采煤工作面二氧化碳絕對涌出量，m/min，其值按煤層二氧化碳含量計算得出，或按礦井實際數(shù)據(jù)取值； K采通—采煤工作面因瓦斯或二氧化碳涌出不均勻等備用風(fēng)量系數(shù)，即該工作面瓦斯絕對涌出量的最大值和平均值之比，取1.8。 （3） 按工作面溫度計算 這是低瓦斯礦井采煤工作面實際需要風(fēng)量的計算依據(jù)： S采=(4.2+3.2)/2270%=5.18m/min K采=1.111.1=1.21 Q采=60V采S采K采=601.15.181.21=413.6m/min 式中： Q采——采煤工作面實際需要的風(fēng)量，m/min； 60——時間的分鐘和秒的換算系數(shù)； V采——采煤工作面適宜風(fēng)速（m/s），參照表11-1選取： S采——采煤工作面平均斷面積，㎡，按最大和最小控頂距的平均值與采高相乘的有效斷面積（70%）計算； K采——采煤工作面溫度與風(fēng)速對應(yīng)調(diào)整、采煤工作面長度、采高及綜放工作面支架斷面風(fēng)量系數(shù)（高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井可不考慮此系數(shù)），K采=K溫K采面長K采高，可參照表11-1、11-2、11-3選取。 采煤工作面進(jìn)風(fēng)流氣溫/℃ 適宜風(fēng)速/m/s 配風(fēng)調(diào)整系數(shù)K溫 ＜20 20—23 23—26 26—28 28—30 1.0 1.0—1.5 1.2—1.8 1.8—2.5 2.5—3.0 1.00 1.00—1.10 1.10—1.25 1.25—1.40 1.40—1.60 表11-1 采煤工作面空氣溫度與風(fēng)速對應(yīng)及調(diào)整系數(shù)表 采煤工作面長度/m 工作面長度系數(shù)K采面長 ＜50 50—80 80—150 150—200 ＞200 0.8 0.9 1.0 1.0—1.3 1.3—1.5 表11-2 采煤工作面長度風(fēng)量系數(shù)表 采煤工作面采高/m 工作面長度系數(shù)K采高 ＜2.0 2.0—2.5 2.5—5.0 最頂煤面 1.0 1.1 1.5 1.0 表11-3 采煤工作面采高風(fēng)量系數(shù)表 按一次放炮最多炸藥量計算 此方法主要用于礦井使用硝酸銨炸藥時需計算，若礦井使用乳化炸藥時可不進(jìn)行此步計算： Q采=25A采=256=150m/min 式中： Q采——采煤工作面實際需要的風(fēng)量，m/min； 25——每使用1kg炸藥的供風(fēng)量，m/min； A采——采煤工作面一次放炮最多炸藥量，kg。 按采煤工作面同時工作最多人數(shù)計算 Q采=4N采=426=104m/min 式中： Q采——采煤工作面實際需要的風(fēng)量，m/min； 4——每人每分鐘的供風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)，m/min； N采——采煤工作面同時工作的最多人數(shù)，人。 通過以上計算，取其中最大值，進(jìn)行下面風(fēng)速驗算。 （6）按工作面風(fēng)速驗算 工作面最低風(fēng)速的風(fēng)量 Q采≥ 600.25S采=600.255.18=77.25m/min 工作面最高風(fēng)速的風(fēng)量 Q采≤ 604S采=6045.18=1243.2m/min 式中： Q采——采煤工作面實際需要的風(fēng)量，m/min； 60——時間的分鐘和秒的換算系數(shù)； 0.25——采煤工作面的最低風(fēng)速，m/s； 4——采煤工作面的最高風(fēng)速，m/s； S采——采煤工作面平均斷面積，㎡，按最大和最小控頂距的平均值與采高相乘的有效斷面積（70%）計算。 3.3礦井總風(fēng)量分配 分配原則 1.各采煤工作面的風(fēng)量按照與產(chǎn)量成正比的原則進(jìn)行分配，備用工作面的風(fēng)量按計劃所需風(fēng)量的一半配風(fēng)。 2.獨(dú)立通風(fēng)的掘進(jìn)工作面和硐室的風(fēng)量，按計算結(jié)果或采用經(jīng)驗數(shù)據(jù)配風(fēng)。（二）分配的方法 1.計算日產(chǎn)噸煤配風(fēng)量; 2.計算各采煤工作面的風(fēng)量分配; 3.計算各掘進(jìn)工作面的風(fēng)量分配; 4.風(fēng)速驗算、按分配的風(fēng)量所計算出的井下各個用風(fēng)地點(diǎn)與進(jìn)風(fēng)和回風(fēng)路線上各處的風(fēng)速均應(yīng)符合《規(guī)程》的要求，如不符合則需要調(diào)整。 4計算礦井通風(fēng)總阻力 4.1計算原則 在進(jìn)行礦井通風(fēng)總阻力計算時，不要計算每一條巷道的通風(fēng)阻力，只選擇其中一條阻力最大的風(fēng)路進(jìn)行計算。但必須是選擇礦井達(dá)到設(shè)計產(chǎn)量以后，通風(fēng)容易時期和通風(fēng)困難時期的阻力最大風(fēng)路。一般，可在兩個時期的通風(fēng)系統(tǒng)圖上根據(jù)采掘作業(yè)布置情況分別找出風(fēng)流線路最長、風(fēng)量較大的一條線路作為阻力最大的風(fēng)路。在選定的線路上(分最容易和最困難時期)，從進(jìn)風(fēng)井口到回風(fēng)井口逐段編號，對各段井巷進(jìn)行阻力計算，然后累加起來得出這兩個時期的各自井巷通風(fēng)總阻力(h阻易、h阻難)。如果通風(fēng)系統(tǒng)復(fù)雜，直觀上難以判斷哪條風(fēng)路阻力最大時，則需選擇幾條風(fēng)路，通過計算比較選出其中最大值。 如果礦井服務(wù)年限較長，則只計算頭15～25a的通風(fēng)容易和困難兩個時期的井巷通風(fēng)總阻力。 礦井通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量/m/min 系統(tǒng)的通風(fēng)阻力/Pa ＜3000 3000—5000 5000—10000 10000—20000 大于20000 ＜1500 ＜2000 ＜2500 ＜2940 ＜3920 4.2計算方法 （一）礦井通風(fēng)總阻力計算 在礦井通風(fēng)容易的通風(fēng)困難兩個時期，從入風(fēng)井口到出風(fēng)井口風(fēng)硐之前，各段井巷的摩擦風(fēng)阻和摩擦阻力分別用下兩式計算： 井巷摩擦風(fēng)阻，按下式計算： R摩===3.55810?NS/m? 式中： R摩——井巷摩擦風(fēng)阻，NS/m?； ——摩擦阻力系數(shù)，NS/m?，表中可查； L——井巷長度，m； U——井巷斷面凈周長，m； S——井巷凈斷面，㎡。 井巷風(fēng)壓按下式計算： h摩=R摩Q=3.55810?413.6=15010? 式中： h摩——井巷摩擦阻力，Pa； R摩——井巷摩擦風(fēng)阻，NS/m?； Q——井巷通過風(fēng)量，m/s。 5選擇礦井通風(fēng)設(shè)備 5.1.擇礦井通風(fēng)設(shè)備的基本要求 （一）《煤礦安全規(guī)程規(guī)定》 （1）主要通風(fēng)及必須安裝在地面；裝有通風(fēng)機(jī)的井口必須封閉嚴(yán)密，其外部漏風(fēng)率在無提升設(shè)備時不得超過5％，有提升設(shè)備時不得超過15％。 （2）必須安裝2套同等能力的主要通風(fēng)機(jī)裝置，其中1套作備用，備用通風(fēng)機(jī)必須能在10min內(nèi)開動。在建井期間可安裝1套通風(fēng)機(jī)和1套備用電動機(jī)。生產(chǎn)礦井現(xiàn)有的兩套不同能力的主要通風(fēng)機(jī)，在滿足生產(chǎn)要求時，可繼續(xù)使用。 （3）嚴(yán)禁采用局部通風(fēng)機(jī)或風(fēng)機(jī)群作為主要通風(fēng)機(jī)使用。 （4）生產(chǎn)礦井主要通風(fēng)機(jī)必須裝有反風(fēng)措施，并能在10min內(nèi)改變巷道中的風(fēng)流方向；當(dāng)風(fēng)流方向改變后，主要通風(fēng)及的供給風(fēng)量不應(yīng)小于正常供風(fēng)量的40％。 （二）《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》 （1）應(yīng)滿足礦井第一水平開采各個時期的工況變化需要，并要求通風(fēng)設(shè)備在較長時期高效運(yùn)行；當(dāng)工況變化較大時，應(yīng)根據(jù)礦井采取分期投產(chǎn)時間及節(jié)能情況分期選擇電動機(jī)；必要時，可采用電氣調(diào)速裝置及負(fù)壓滿足工況要求。 （2）通風(fēng)及能力應(yīng)留有一定余量，軸流式通風(fēng)機(jī)在最大設(shè)計風(fēng)量和負(fù)壓時，輪葉運(yùn)轉(zhuǎn)角度允許小于5；離心式通風(fēng)機(jī)的選擇轉(zhuǎn)速不應(yīng)大于設(shè)備允許最高轉(zhuǎn)速的90％。 （3）通風(fēng)及電動機(jī)的選擇，一般宜采用鼠籠型或繞線型異步電動機(jī)傳動，但容量較大時宜采用同步電動機(jī)傳動，電網(wǎng)容量允許時應(yīng)采用直接啟動方式。 （4）軸流式通風(fēng)機(jī)應(yīng)校驗電動機(jī)的正常啟動容量和反風(fēng)容量。 （5）多風(fēng)機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)，在滿足風(fēng)量按風(fēng)需求的分配的前提下，各主通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)壓應(yīng)接近。當(dāng)風(fēng)機(jī)之間的風(fēng)壓較大時，應(yīng)減少共用風(fēng)路的風(fēng)壓，使其不超過任何一個通風(fēng)及風(fēng)壓的30%。 5.2選擇礦井主要通風(fēng)設(shè)備 （一）主要通風(fēng)機(jī)的選擇 1.計算通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量 考慮到外部漏風(fēng)，主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量Q通可用下式計算： Q通=K外漏Q礦進(jìn)=1.2413.6=496m/min 式中： Q通——礦井主通風(fēng)機(jī)風(fēng)量，m/s； Q礦進(jìn)——礦井總進(jìn)風(fēng)量，m/s； K外漏——外部漏風(fēng)系數(shù)，取1.2。 2.計算通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓 通常離心式通風(fēng)機(jī)提供的大多是全壓曲線，而軸流式通風(fēng)機(jī)提供的大多是靜壓曲線。因此對抽出式通風(fēng)礦井： 離心式通風(fēng)機(jī)： 容易時期 h扇易＝h阻易十hd十hv一HN 困難時期 h扇難＝h阻難十hd十hv十HN 式中： hd——通風(fēng)機(jī)裝置阻力，Pa； hv——通風(fēng)機(jī)出口動能損失，Pa。 軸流式通風(fēng)機(jī)： 容易時期 h扇易＝h阻易十hd一HN 困難時期 h扇難＝h阻難十hd十HN 式中： hd——通風(fēng)機(jī)裝置阻力，Pa； 通風(fēng)機(jī)裝置阻力hd取150pa 則軸流式能風(fēng)機(jī) 容易時期h扇易＝792.6+150-50=892.6pa 困難時期 h扇難＝1230.20+150+50=1430.20pa 。 3.選擇通風(fēng)機(jī) 根據(jù)求出的Q扇 、h扇難 、h扇易 兩組數(shù)據(jù)，在主要通風(fēng)機(jī)個體特性曲線圖表上選擇合適的主要通風(fēng)機(jī)。觀察BDNo-20通風(fēng)機(jī)特性曲線圖知，其可滿足要求,在其風(fēng)量坐標(biāo)57.69和66.47 做Q軸垂線，在風(fēng)壓坐標(biāo)1162.61和1778.82點(diǎn)分別做Q軸平行線，分別Q軸垂線于A. B兩點(diǎn)，此兩個工況點(diǎn)均在合理工作范圍內(nèi)，故選BDNo-20通風(fēng)機(jī). 4.主要通風(fēng)機(jī)的校驗 設(shè)計工況點(diǎn)不一定恰好在所選擇通風(fēng)機(jī)的特性曲線上，必須根據(jù)通風(fēng)機(jī)的工作阻力，確定其實際工況點(diǎn)。 計算通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)阻R易=h扇易/Q扇2R難=h扇難/Q扇2 則容易時期的工作風(fēng)阻R易=0.36650NS2/m8 困難時期的工作風(fēng)阻R難=0.42884NS2/m8 在通風(fēng)機(jī)特性曲線圖中做通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)阻曲線，與風(fēng)壓曲線的交點(diǎn)即為實際工況點(diǎn)。對軸流式主要通風(fēng)機(jī)：容易時期應(yīng)在安裝角θ較小的情況工作，困難時期應(yīng)在安裝角θ較大的情況下工作，其效率不低于0.6，如兩組數(shù)據(jù)所確定的工作點(diǎn)不是剛好落在特性曲線上，應(yīng)偏大一個調(diào)整級差(以2.5為一個級差)確定主要通風(fēng)機(jī)特性曲線。對離心式主要通風(fēng)機(jī)：容易時期應(yīng)在轉(zhuǎn)數(shù)較低的情況工作，困難時期應(yīng)在轉(zhuǎn)數(shù)較高的情況下工作，其效率亦不低于0.6。如兩組數(shù)據(jù)所確定的工作點(diǎn)也不是剛好落在特性曲線上，應(yīng)偏大一個調(diào)整轉(zhuǎn)數(shù)級差確定主要通風(fēng)機(jī)特性曲線，其工作點(diǎn)可采取增大主要通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)阻的方法(用調(diào)節(jié)閘門增大阻力)確定。選定主要通風(fēng)機(jī)后，將兩個時期的主要通風(fēng)機(jī)型號、動輪直徑、動輪葉片安裝角度(指軸流式)、轉(zhuǎn)數(shù)、風(fēng)壓、風(fēng)量、效率、輸入功率等數(shù)值，列出一覽表，并繪出所選主要通風(fēng)機(jī)的特性曲線及工作點(diǎn)。 6概算礦井通風(fēng)費(fèi)用 6.1噸煤的通風(fēng)電費(fèi) 噸煤的通風(fēng)電費(fèi)為主要通風(fēng)機(jī)年耗電費(fèi)及井下輔助通風(fēng)機(jī)、局部通風(fēng)機(jī)電費(fèi)之和除以年產(chǎn)量，可用下公式計算：W1= E(EA)= 式中： E——主要通風(fēng)機(jī)年耗電量，元/t； D——電價，元；取D=1； T——礦井年產(chǎn)量，t； EA——礦井局部通風(fēng)機(jī)與輔助通風(fēng)機(jī)年耗電量。 變——變壓器效率； P電——風(fēng)機(jī)電動機(jī)額定功率，KW； K電——風(fēng)機(jī)電動機(jī)容量備用系數(shù)，取1.1-1.2； A——礦井年產(chǎn)量。 6.2通風(fēng)設(shè)備的折舊費(fèi)和維修費(fèi) 一年的通風(fēng)設(shè)備折舊費(fèi)和維修費(fèi)折算為頓煤費(fèi)用，計算式如下： W2= 式中： W2——噸煤的通風(fēng)設(shè)備折舊費(fèi)和維修費(fèi)，元/t； G1——設(shè)備基本投資折舊費(fèi)，元/a； G2——設(shè)備維修費(fèi)，元/a； A——礦井年產(chǎn)量。 6.3專為通風(fēng)服務(wù)的井巷工程折舊費(fèi)和維修費(fèi) 一年的專為通風(fēng)服務(wù)的井巷工程折舊費(fèi)和維修費(fèi)折算為噸煤費(fèi)用，計算式如下： W3= 式中： W3——噸煤的專為通風(fēng)工程的折舊費(fèi)和維修費(fèi)，元/t； Z井——專為通風(fēng)服務(wù)的井巷每年的折舊費(fèi)和維修費(fèi)，元/a； A——礦井年產(chǎn)量。 6.4通風(fēng)器材和通風(fēng)儀表等材料的購置費(fèi)和維修費(fèi) 一年的通風(fēng)器材和通風(fēng)儀表等材料的購置費(fèi)和維修費(fèi)折算為噸煤費(fèi)用，計算如下： W4= 式中： W4——噸煤的通風(fēng)器材和通風(fēng)儀表等材料的購置費(fèi)和維修費(fèi)，元/t； C——1年的通風(fēng)器材和通風(fēng)儀表等材料的購置費(fèi)和維修費(fèi)，元/a； A——礦井年產(chǎn)量。 6.5通風(fēng)工作全體人員的工資 一年中通風(fēng)全體工作人員的工資折算為噸煤費(fèi)用，計算如下： W5= 式中： W5——噸煤的通風(fēng)工作人員的工資費(fèi)，元/t； G3——一年中通風(fēng)全體工作人員的工資，元/a； A——礦井年產(chǎn)量。