1、礦井通風(fēng)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)姓 名班 級(jí):學(xué) 號(hào):指導(dǎo)教師：2011年1月20日40目 錄第一章 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的擬定4一、礦井通風(fēng)系統(tǒng)4二、擬定礦井通風(fēng)系統(tǒng)8第二章 礦井風(fēng)量的計(jì)算和分配12一、礦井風(fēng)量的計(jì)算12二、風(fēng)量的分配19第三章 礦井通風(fēng)阻力計(jì)算22一、計(jì)算的原則：22二、礦井通風(fēng)阻力的計(jì)算23第四章 礦井通風(fēng)設(shè)備選型24一、礦井通風(fēng)設(shè)備的要求24二、主要通風(fēng)機(jī)選型24第五章 概算礦井通風(fēng)費(fèi)用及評(píng)價(jià)30一、噸煤的通風(fēng)電費(fèi)30二、礦井等積孔、總風(fēng)阻30主要參考文獻(xiàn) 36礦井通風(fēng)課程設(shè)計(jì)摘要 礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是礦井總體設(shè)計(jì)的一個(gè)重要組成部分，是保證礦井安全生產(chǎn)的重要組成部分。其基本任務(wù)就是結(jié)合礦井

2、開(kāi)拓與開(kāi)采設(shè)計(jì)，建立一個(gè)安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理和便于管理的通風(fēng)系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上計(jì)算各用風(fēng)所需風(fēng)量、總風(fēng)量與總風(fēng)壓，選擇礦井通風(fēng)設(shè)備，再概算通風(fēng)費(fèi)用。因此，必須配合其他生產(chǎn)環(huán)節(jié)來(lái)周密考慮、精心設(shè)計(jì)以達(dá)到最佳效果。題目：某煤礦井田東西走向長(zhǎng)約3 Km，南北傾向?qū)捈s1.7Km，井田面積約4.5519Km2，井田總體呈單斜構(gòu)造，煤層傾角大部分小于15°，屬緩傾斜煤層。頂板為黑色泥巖，致密而均一，底板為灰白色細(xì)中粒砂巖，煤層厚度0.846.69米，平均5.9米，以鏡煤、亮煤為主，含黃鐵礦，煤層夾矸03層，傾角10°14°。礦井煤層自燃發(fā)火期為1個(gè)月，自燃趨勢(shì)較突出的

3、是2月3月。煤塵具有爆炸性，爆炸指數(shù)為40.3%。礦井屬低瓦斯礦井。設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為90萬(wàn)t/年。礦井屬于低瓦斯礦井，采用斜井單水平上下山開(kāi)拓，礦井的采煤方法為走向長(zhǎng)壁，采煤工藝為綜采放頂煤。采用中央邊界式通風(fēng)方式。風(fēng)井設(shè)在采區(qū)的邊界。主、副井進(jìn)風(fēng)，風(fēng)井回風(fēng)。礦井通風(fēng)難易時(shí)期的系統(tǒng)示意圖見(jiàn)后。采區(qū)采用軌道上山、運(yùn)輸上山進(jìn)風(fēng)，專(zhuān)用回風(fēng)巷回風(fēng)。工作面采用U型后退式開(kāi)采，采煤工作面風(fēng)流流動(dòng)形式是上行通風(fēng)。綜放面平均控頂距為3.96m，實(shí)際采高4.1 m，工作面面長(zhǎng)150米，工作面溫度20，回采工作面同時(shí)作業(yè)人數(shù)最多90人。礦井掘進(jìn)工作面平均瓦斯涌出量為3.2 m3/min，掘進(jìn)工作面一次炸破所用的最大

4、炸藥量7.2kg，掘進(jìn)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)40人。第一章 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的擬定一、礦井通風(fēng)系統(tǒng) 礦井通風(fēng)系統(tǒng)是礦井通風(fēng)方式、通風(fēng)方法和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的總稱(chēng)。礦井通風(fēng)系統(tǒng)是由通風(fēng)機(jī)和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)兩部分組成。風(fēng)流由入風(fēng)井口進(jìn)入礦井后，經(jīng)過(guò)井下各用風(fēng)場(chǎng)所，然后進(jìn)入回風(fēng)井，由回風(fēng)井排出礦井，風(fēng)流所經(jīng)過(guò)的整個(gè)路線(xiàn)稱(chēng)為礦井通風(fēng)系統(tǒng)。礦井通風(fēng)系統(tǒng)是由向井下各作業(yè)地點(diǎn)供給新鮮空氣、排出污濁空氣的通風(fēng)網(wǎng)路和通風(fēng)動(dòng)力以及通風(fēng)控制設(shè)施等構(gòu)成的工程體系。礦井通風(fēng)系統(tǒng)與井下各作業(yè)地點(diǎn)相聯(lián)系，對(duì)礦井通風(fēng)安全狀況具有全局性影響，是搞好礦井通風(fēng)防塵的基礎(chǔ)工程。無(wú)論新設(shè)計(jì)的礦井或生產(chǎn)礦井，都應(yīng)把建立和完善礦井通風(fēng)系統(tǒng)，作為搞好安全生產(chǎn)

5、，保護(hù)礦工安全健康，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的一項(xiàng)重要措施。礦井通風(fēng)系統(tǒng)按服務(wù)范圍分為統(tǒng)一通風(fēng)和分區(qū)通風(fēng)；按進(jìn)風(fēng)井與回風(fēng)井在井田范圍內(nèi)的布局分為中央式、對(duì)角式和中央對(duì)角混合式；按主扇的工作方式分為壓入式、抽出式和壓抽混合式。此外，階段通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)、采區(qū)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)和通風(fēng)構(gòu)筑物，也是通風(fēng)系統(tǒng)的重要構(gòu)成要素。防止漏風(fēng)，提高有效風(fēng)量率，是礦井通風(fēng)系統(tǒng)管理的重要內(nèi)容。（1）統(tǒng)一通風(fēng)和分區(qū)通風(fēng)一個(gè)礦井構(gòu)成一個(gè)整體的通風(fēng)系統(tǒng)稱(chēng)為統(tǒng)一通風(fēng)；劃分為若干個(gè)獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)，風(fēng)流互不干擾，稱(chēng)為分區(qū)通風(fēng)。擬訂礦井通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，首先應(yīng)考慮采用統(tǒng)一通風(fēng)還是分區(qū)通風(fēng)。我國(guó)金屬礦山采用統(tǒng)一通風(fēng)的較多。統(tǒng)一通風(fēng)，進(jìn)排風(fēng)比較集中，便于管理。開(kāi)采范圍

6、不大的礦井，特別是深礦井，采用全礦統(tǒng)一通風(fēng)比較合理。分區(qū)通風(fēng)具有風(fēng)短路、阻力小、網(wǎng)路簡(jiǎn)單、風(fēng)流易于控制等特點(diǎn)。因此，在一些礦體埋藏較淺且分散的礦山或礦井開(kāi)采淺部礦體的時(shí)期，得到了廣泛的應(yīng)用。但是，由于分區(qū)通風(fēng)需要具備較多的進(jìn)排風(fēng)井，它的推廣使用就受到一定的限制。是否適合分區(qū)通風(fēng)，主要看開(kāi)鑿?fù)ㄟ_(dá)地表的通風(fēng)井巷工程量的大小或有無(wú)現(xiàn)成的其他井巷可供利用。一般說(shuō)來(lái)，在下述條件下，采用分區(qū)通風(fēng)比較有利：礦體埋藏較淺切分散，開(kāi)鑿?fù)ㄟ_(dá)地表的通風(fēng)井巷工程量較小，或有現(xiàn)成的井巷可供利用；礦體埋藏較淺，走向長(zhǎng)，產(chǎn)量大，若構(gòu)成一個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)，風(fēng)路長(zhǎng)，漏風(fēng)大，網(wǎng)路復(fù)雜，風(fēng)量調(diào)節(jié)困難；開(kāi)采圍巖或礦石有自然發(fā)火危險(xiǎn)的規(guī)模較

7、大的礦井。（2）進(jìn)風(fēng)井與回風(fēng)井的布局每一通風(fēng)系統(tǒng)至少有一個(gè)可靠的進(jìn)風(fēng)井和一個(gè)可靠的回風(fēng)井。在一般情況下，均以罐籠提升井兼做進(jìn)風(fēng)井，箕斗井和箕斗、罐籠混合井則不做進(jìn)風(fēng)井。這是因?yàn)?，裝卸礦過(guò)程中產(chǎn)生大量粉塵能造成風(fēng)流污染的緣故。排風(fēng)井通常均為專(zhuān)用，因?yàn)榕棚L(fēng)風(fēng)流中含有大量有毒氣體和粉塵。按進(jìn)風(fēng)井和排風(fēng)井的相對(duì)位置，可分為中央式、對(duì)角式和中央對(duì)角混合式三類(lèi)不同的布置形式：中央式，是進(jìn)風(fēng)井與排風(fēng)井均位于井田走向的中央，風(fēng)流在井下的流動(dòng)路線(xiàn)呈折返式；對(duì)角式，是進(jìn)風(fēng)井在礦體一翼，排風(fēng)井在礦體另一翼，或者進(jìn)風(fēng)井在礦體中央，排風(fēng)井在兩翼，風(fēng)流在井下的流動(dòng)路線(xiàn)呈直線(xiàn)式；中央對(duì)角混合式，當(dāng)?shù)V體走向長(zhǎng)，開(kāi)采范圍廣，采

8、用中央式開(kāi)拓，可在井田中部布置進(jìn)風(fēng)井和回風(fēng)井，用于解決中部礦體開(kāi)采時(shí)通風(fēng)；同時(shí)在礦井兩翼另開(kāi)掘回風(fēng)井，解決邊遠(yuǎn)礦體開(kāi)采時(shí)的通風(fēng)。由于礦體賦存條件復(fù)雜，開(kāi)拓、開(kāi)采方式多種多樣，在礦井設(shè)計(jì)和生產(chǎn)實(shí)踐中，要結(jié)合各礦具體條件，因地制宜，靈活運(yùn)用，而不要受上述類(lèi)別的局限。礦井通風(fēng)系統(tǒng)是指礦井通風(fēng)方式、通風(fēng)方法、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)和通風(fēng)設(shè)施的總稱(chēng)。它包括從進(jìn)風(fēng)到回風(fēng)的全部路線(xiàn)。規(guī)程對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求是：進(jìn)風(fēng)井口必須布置在不受粉塵、灰土、有害和高溫氣體侵?jǐn)_的地方，并能防洪、防凍。礦井排風(fēng)和主通風(fēng)機(jī)噪音不得造成公害?；诽嵘蜓b有帶式輸送機(jī)的井筒兼作進(jìn)風(fēng)井時(shí)，必須符合規(guī)程對(duì)風(fēng)速、防塵和消防的要求?；诽嵘孀?/p>

9、回風(fēng)井時(shí)，必須有完善的防塵和封閉設(shè)施。且漏風(fēng)率不得超過(guò)15%。裝有帶式輸送機(jī)的井筒兼作回風(fēng)井，井筒中的風(fēng)速不得超過(guò)6m/s，且必須裝有甲烷斷電儀。礦井必須采用機(jī)械通風(fēng)。主要通風(fēng)機(jī)或分區(qū)的主通風(fēng)機(jī)必須安裝在地面，主要通風(fēng)機(jī)要設(shè)防盜門(mén)（蓋）、反風(fēng)設(shè)施和專(zhuān)用供電線(xiàn)路。禁止把兩個(gè)獨(dú)立通風(fēng)的礦井合并為一個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)。若礦井有幾個(gè)出風(fēng)井，則各通風(fēng)子系統(tǒng)需保持獨(dú)立。各水平、各采區(qū)風(fēng)流保持獨(dú)立，進(jìn)、回風(fēng)流嚴(yán)格分開(kāi)。多臺(tái)通風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)穩(wěn)定可靠，總進(jìn)風(fēng)和總回風(fēng)巷斷面積不宜過(guò)小，盡量減少公共風(fēng)路的風(fēng)阻，防止多臺(tái)風(fēng)機(jī)相互影響。盡可能采用并聯(lián)通風(fēng)，并使各條風(fēng)路的阻力接近相等。避免在通風(fēng)系統(tǒng)中設(shè)置過(guò)多的風(fēng)橋、風(fēng)門(mén)、調(diào)節(jié)風(fēng)

10、窗等通風(fēng)構(gòu)筑物。（一） 礦井通風(fēng)的方法根據(jù)風(fēng)流獲得動(dòng)力的來(lái)源不同，礦井通風(fēng)的方法可分為自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)。根據(jù)礦井通風(fēng)壓力狀態(tài)分為正壓通風(fēng)和負(fù)壓通風(fēng)。自然通風(fēng)。利用自然因素產(chǎn)生的通風(fēng)動(dòng)力，致使空氣在井下巷道流動(dòng)的通風(fēng)方法稱(chēng)為自然通風(fēng)。自然風(fēng)壓的大小和風(fēng)流方向，主要受地面氣溫變化、高差、井口的風(fēng)速等影響。其實(shí)質(zhì)上是進(jìn)回風(fēng)進(jìn)口的空氣密度差引起。采用機(jī)械通風(fēng)的礦井，自然風(fēng)壓也是始終存在的，并在各個(gè)時(shí)期內(nèi)影響著礦井通風(fēng)工作。對(duì)于自然風(fēng)壓較大的深井，自然風(fēng)壓對(duì)礦井通風(fēng)起著重要作用，而且它在夏季內(nèi)可能會(huì)出現(xiàn)風(fēng)流的反向，這在通風(fēng)管理工作中，應(yīng)予以充分重視，特別是高瓦斯礦井尤應(yīng)注意。機(jī)械通風(fēng)。利用通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)

11、生的通風(fēng)動(dòng)力，致使空氣在井下巷道中流動(dòng)的通風(fēng)方法稱(chēng)之為機(jī)械通風(fēng)。根據(jù)通風(fēng)機(jī)的工作方式不同，可分為抽出式通風(fēng)（負(fù)壓通風(fēng)）、壓入式通風(fēng)（正壓通風(fēng)）和混合式通風(fēng)三種。（1）抽出式通風(fēng)是將礦井主通風(fēng)機(jī)安設(shè)在出風(fēng)井一側(cè)的地面上，新風(fēng)經(jīng)進(jìn)風(fēng)井流到井下各用風(fēng)地點(diǎn)后，污風(fēng)再通過(guò)風(fēng)機(jī)排出地表的一種礦井通風(fēng)方法。抽出式通風(fēng)的特點(diǎn)是：在礦井主要通風(fēng)機(jī)的作用下，礦內(nèi)空氣處于低于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ呢?fù)壓狀態(tài)，當(dāng)?shù)V井與地面間存在漏風(fēng)通道時(shí)，漏風(fēng)從地面漏入井內(nèi)。抽出式通風(fēng)礦井在主要進(jìn)風(fēng)巷無(wú)需安設(shè)風(fēng)門(mén)，便于運(yùn)輸、行人和通風(fēng)管理。在瓦斯礦井采用抽出式通風(fēng)，若主要通風(fēng)機(jī)因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)，井下風(fēng)流壓力提高，在短時(shí)間內(nèi)可以防止瓦斯從采空區(qū)涌出

12、，比較安全。因此，目前我國(guó)大部分礦井，一般多采用抽出式通風(fēng)。（2）壓入式通風(fēng)是將礦井主通風(fēng)機(jī)安設(shè)在進(jìn)風(fēng)井一側(cè)的地面上，新風(fēng)經(jīng)主要通風(fēng)機(jī)加壓后送入井下各用風(fēng)地點(diǎn)，污風(fēng)再經(jīng)過(guò)回風(fēng)井排出地表的一種礦井通風(fēng)方法。壓入式通風(fēng)的特點(diǎn)是：在礦井主通風(fēng)機(jī)的作用下，礦內(nèi)空氣處于高于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ恼龎籂顟B(tài)，當(dāng)?shù)V井與地面間存在漏風(fēng)通道時(shí)，漏風(fēng)從井內(nèi)漏向地面。壓入式通風(fēng)礦井中，由于要在礦井的主要進(jìn)風(fēng)巷中安裝風(fēng)門(mén)，使運(yùn)輸、行人不便，漏風(fēng)較大，通風(fēng)管理工作較困難。同時(shí)當(dāng)?shù)V井主通風(fēng)機(jī)因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，井下風(fēng)流壓力降低，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量增加，造成瓦斯積聚，對(duì)安全不利。因此，在瓦斯礦井中一般很少采用壓入式通風(fēng)。（3）混合

13、式通風(fēng)是在進(jìn)風(fēng)井和回風(fēng)井一側(cè)都安設(shè)礦井主要通風(fēng)機(jī)，新風(fēng)經(jīng)壓入式主要通風(fēng)機(jī)送入井下，污風(fēng)經(jīng)抽出式主要通風(fēng)機(jī)排出井外的一種礦井通風(fēng)方法?；旌鲜酵L(fēng)的特點(diǎn)是：能產(chǎn)生較大的通風(fēng)壓力，通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)部分處于正壓，回風(fēng)部分處于負(fù)壓，工作面大致處于中間狀態(tài)，其正壓或負(fù)壓均不大，礦井的內(nèi)部漏風(fēng)小。但因使用的風(fēng)機(jī)設(shè)備多，動(dòng)力消耗大，通風(fēng)管理復(fù)雜，一般很少采用。（二） 礦井通風(fēng)方式選擇礦井通風(fēng)方式一般是針對(duì)服務(wù)范圍來(lái)確定的。如果礦井的服務(wù)年限不長(zhǎng)(1020a)，則服務(wù)范圍為整個(gè)礦井；如果礦井范圍較大，服務(wù)年限較長(zhǎng)(3050a)，則只考慮頭1525a的開(kāi)采范圍作為服務(wù)范圍；這時(shí)服務(wù)范圍往往是第一水平；或者包括第一、

14、第二水平在內(nèi)。對(duì)于服務(wù)范圍之外的后期通風(fēng)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)中只作粗略的考慮。1）中央并列式的使用條件：煤層傾角大、埋藏深，但走向長(zhǎng)度不大(4km)，瓦斯、自然發(fā)火都不嚴(yán)重，在此條件下，采用中央并列式是比較合理的。盡管存在著風(fēng)路較長(zhǎng)，阻力較大，采空區(qū)的漏風(fēng)較大的缺點(diǎn)，但對(duì)于瓦斯、自然發(fā)火不嚴(yán)重的礦井來(lái)說(shuō)，這并不很重要。同時(shí)，由于產(chǎn)生的阻力較大，通風(fēng)電力費(fèi)較大，進(jìn)風(fēng)與出風(fēng)兩井筒之間的漏風(fēng)較大，箕斗井回風(fēng)時(shí)外部漏風(fēng)較大等，這些缺點(diǎn)對(duì)走向不大的礦井來(lái)說(shuō)也不是一個(gè)很大的問(wèn)題。2）中央分列式的適用條件：一般地說(shuō)，這種通風(fēng)方式適用于煤層傾角較小，埋藏較淺，走向長(zhǎng)度不大（4km），而且瓦斯，自然發(fā)火比較嚴(yán)重的新建礦井

15、。與中央并列式相比，這種通風(fēng)方式的安全性要好，建井期限略長(zhǎng)，有時(shí)初期投資稍大（多打一個(gè)出風(fēng)井，少掘一條總回風(fēng)石門(mén)），但相差不懸殊。如果中央有兩個(gè)井筒，以后在延深井筒、做深部通風(fēng)的準(zhǔn)備工作時(shí)，也就不會(huì)困難，這種方式由于多打一個(gè)直通地面的回風(fēng)井，所以礦井的通風(fēng)阻力較小，內(nèi)部漏風(fēng)小，這對(duì)于瓦斯，自然發(fā)火的管理工作是比較有利的，增加了一個(gè)安全出口，工業(yè)廣場(chǎng)沒(méi)有主要通風(fēng)機(jī)的噪音影響，從回風(fēng)系統(tǒng)鋪設(shè)防塵灑水管路系統(tǒng)都比較方便。 3）兩翼對(duì)角式的適用條件：一般認(rèn)為，這種布置方式（指對(duì)角風(fēng)井位于淺部邊界附近者）適用于煤層走向較大（超過(guò)4 km）、井型較大、煤層上部距地面較淺、瓦斯和自然發(fā)火嚴(yán)重的新建礦井。它的

16、優(yōu)缺點(diǎn)，完全和中央并列式相反，比中央分列式的安全性更好，但初期投資更大。如果能夠進(jìn)行相向掘進(jìn)，就能適當(dāng)減輕建井期限長(zhǎng)，投產(chǎn)較晚的缺點(diǎn)。有些瓦斯等級(jí)不高，但煤層走向較長(zhǎng)、產(chǎn)量較大的新礦井，也可采用這種通風(fēng)方式。 4）分區(qū)對(duì)角式的適用條件：煤層距地表淺，或因地表高低起伏較大，無(wú)法開(kāi)掘淺部的總回風(fēng)道(因會(huì)穿出地面)，在此條件下，開(kāi)采第一水平時(shí)，只能采用這種小風(fēng)井(立井、斜井或平峒)分區(qū)通風(fēng)的布置方式。每個(gè)采區(qū)各有獨(dú)立通風(fēng)路線(xiàn)，互不影響，是主要優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于一個(gè)實(shí)際條件下的礦井，并不唯一只適用某種通風(fēng)系統(tǒng)，往往是有幾種通風(fēng)系統(tǒng)都可考慮，很難肯定哪種最好，這時(shí)就得進(jìn)行方案比較，即除了作技術(shù)分析外，還要進(jìn)行經(jīng)

17、濟(jì)比較，然后選定。（三）通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)一般把礦井和采礦區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)中風(fēng)流分流、回合的線(xiàn)路結(jié)構(gòu)形式稱(chēng)為通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。由于礦井開(kāi)拓的方式和采區(qū)巷道布置不同，通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)飛的連接方式也就不一致，大體分為：串聯(lián)、并聯(lián)、角聯(lián)、和復(fù)雜連接4種類(lèi)型。由于礦井通風(fēng)系統(tǒng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)，尤其是礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)隨著礦生產(chǎn)的發(fā)展而變化，因此礦井通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)由靜態(tài)設(shè)計(jì)向動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方向發(fā)展。礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)、規(guī)化和調(diào)節(jié)的計(jì)算要準(zhǔn)確，最好應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件處理，優(yōu)化方法由線(xiàn)性向非線(xiàn)性?xún)?yōu)化方向發(fā)展，使得優(yōu)化結(jié)果更加合理有效。針對(duì)以上礦井通風(fēng)系統(tǒng)容易出現(xiàn)的問(wèn)題，結(jié)合所查資總結(jié)出以下幾點(diǎn)解決辦法： 建立合理的風(fēng)網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化礦井風(fēng)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，能

18、使主要通風(fēng)機(jī)與礦井風(fēng)網(wǎng)的最佳匹配，使礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠，并達(dá)能達(dá)到節(jié)能降耗的目的。二、擬定礦井通風(fēng)系統(tǒng)礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)是整個(gè)礦井設(shè)計(jì)的主要組成部分，是保證礦井安全生產(chǎn)的重要一環(huán)。礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)的基本任務(wù)是建立一個(gè)安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的礦井通風(fēng)系統(tǒng)。擬定礦井通風(fēng)系統(tǒng)主要是擬定進(jìn)風(fēng)井與回風(fēng)井的布置方式，礦井風(fēng)流路線(xiàn)，礦井主要通風(fēng)機(jī)的工作方法，這是礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。礦井通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)和礦井的開(kāi)拓、開(kāi)采設(shè)計(jì)一起考慮，并通過(guò)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較之后確定。確定的通風(fēng)系統(tǒng)，應(yīng)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。礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本任務(wù)是： （1）、供給井下足夠的新鮮空氣，滿(mǎn)足人員對(duì)氧氣的需要。

19、（2）、沖淡井下有毒有害氣體和粉塵，保證安全生產(chǎn)。 （3）、調(diào)節(jié)井下氣候，創(chuàng)造良好的工作環(huán)境。礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)依據(jù)的基礎(chǔ)資料（1）、 礦井自然條件：a) 地質(zhì)、地形圖；b) 煤巖中的游離二氧化碳含量;c) 煤層的瓦斯含量和壓力以及瓦斯和二氧化碳涌出量；d) 煤的自燃傾向性及自燃發(fā)火期；e) 煤塵爆炸性指數(shù)；礦區(qū)氣候條件（年最高、低氣溫和年平均氣溫常年主導(dǎo)風(fēng)向，地溫及地溫增深率）。（2）、礦井生產(chǎn)條件：a) 礦井年產(chǎn)量及服務(wù)年限；b) 礦井的開(kāi)拓、開(kāi)采與運(yùn)輸系統(tǒng)；c) 各采區(qū)儲(chǔ)量及按年限分配的位置與產(chǎn)量分配情況；d) 同時(shí)開(kāi)采的煤層數(shù)、采區(qū)數(shù)、采掘工作面數(shù)；e) 井下同時(shí)工作的最多人數(shù)；f) 同

20、時(shí)爆破的最多炸藥消耗量；g) 井巷斷面及支護(hù)形式等。（3）、鄰近生產(chǎn)礦井與通風(fēng)設(shè)計(jì)有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或統(tǒng)計(jì)資料及風(fēng)量計(jì)算方法。（4）、各種技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)、性能的資料以及有關(guān)法規(guī)與政策規(guī)定。在符合實(shí)際情況時(shí)，應(yīng)盡可能多的收集和準(zhǔn)備以上基礎(chǔ)資料，以達(dá)到最佳的礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)，大大提礦井的高安全生產(chǎn)及效益。（一）擬定礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求1、每個(gè)礦井必須至少要有2個(gè)能行人的通達(dá)地面的安全出口，各個(gè)出口之間的距離不得少于30米。新建和改擴(kuò)建礦井，如果采用中央式通風(fēng)時(shí)，還要在井田邊界附近設(shè)置安全出口；當(dāng)井田一翼走向較長(zhǎng)，礦井發(fā)生災(zāi)害不能保證人員安全撤出時(shí)，必須掘出井田邊界附近的安全出口。井下每一個(gè)水平到上一個(gè)

21、水平和每個(gè)采區(qū)至少都必須有2個(gè)便于行人的安全出口，并與通達(dá)地面的安全出口相連通。通到地面的2個(gè)安全出口和2個(gè)水平間的安全出口，都必須有便于行人的設(shè)施（臺(tái)階和梯子間等）。2、風(fēng)井位置要在洪水位標(biāo)高以上（大中型礦井考慮百年一遇、小型礦井50年一遇），進(jìn)風(fēng)井口須避免污染空氣進(jìn)入，距有害氣體源的地點(diǎn)不得小于500米。井口工程地質(zhì)及井筒施工地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，占地少、壓煤少、交通方便、便于施工。3、箕斗提升井一般不應(yīng)兼作進(jìn)風(fēng)井或出風(fēng)井。如果井上、下裝卸載裝置和井塔有完善的封閉措施，其漏風(fēng)不超過(guò)15%，并有可靠的防塵措施，箕斗井可以兼作出風(fēng)井；若井筒中風(fēng)速不超過(guò)6m/s，有可靠的降塵措施，保證粉塵濃度符合工業(yè)衛(wèi)

22、生標(biāo)準(zhǔn)，箕斗井可以兼作進(jìn)風(fēng)井。膠帶輸送機(jī)斜井一般不得兼作風(fēng)井。如果膠帶輸送機(jī)斜井中的風(fēng)速不超過(guò)4m/s，并有可靠的防塵措施和防火措施，可以兼作進(jìn)風(fēng)井；如果膠帶輸送機(jī)斜井中的風(fēng)速不超過(guò)6m/s，并裝有甲烷斷電儀，可以兼做回風(fēng)井。4、所有礦井都要采用機(jī)械通風(fēng)，主要通風(fēng)機(jī)必須安裝在地面。新建礦井不宜在同一井口選用幾臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)。5、不宜把兩個(gè)可以獨(dú)通風(fēng)的礦井合并為一個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)；若有幾個(gè)出風(fēng)井，則自采區(qū)到各個(gè)出風(fēng)井的風(fēng)流需保持獨(dú)立；各工作面的回風(fēng)在進(jìn)入采區(qū)回風(fēng)道之前、各采區(qū)的回風(fēng)在進(jìn)入回風(fēng)水平之前都不能任意貫通；下水平的回風(fēng)流和上水平的進(jìn)風(fēng)流必須嚴(yán)格隔開(kāi)；在條件允許時(shí)，要盡量使總進(jìn)風(fēng)早分開(kāi)，總

23、回風(fēng)晚匯合。6、采用分區(qū)式（多臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)）通風(fēng)時(shí)，為了保證聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，總進(jìn)風(fēng)道的斷面不宜過(guò)小，盡可能減少公共風(fēng)路的風(fēng)阻；各分區(qū)主要通風(fēng)機(jī)的回風(fēng)流、（中央主要通風(fēng)機(jī)）每一翼的回風(fēng)流都必須嚴(yán)格隔開(kāi)。7、盡可能降低通風(fēng)阻力。盡量采用并聯(lián)通風(fēng)，并使主要并聯(lián)風(fēng)路的風(fēng)壓接近相等，以避免過(guò)多的風(fēng)量調(diào)節(jié)。盡可能利用舊巷道通風(fēng)。8、盡可能避免設(shè)置大量風(fēng)橋和風(fēng)門(mén)或采用容易引起大量漏風(fēng)的通風(fēng)系統(tǒng)。9、井下爆炸材料庫(kù)必須有單獨(dú)的進(jìn)風(fēng)流，回風(fēng)必須引進(jìn)礦井主要回風(fēng)道。井下充電硐室必須獨(dú)立通風(fēng)，回風(fēng)風(fēng)流應(yīng)引入回風(fēng)巷。10、礦井有效風(fēng)量率應(yīng)在60%以上。11、采場(chǎng)、二次破碎巷道和電耙道，應(yīng)該利用貫穿風(fēng)流通風(fēng)，電耙司機(jī)

24、應(yīng)位于風(fēng)流的上風(fēng)側(cè)，有污風(fēng)串聯(lián)時(shí)，應(yīng)禁止人員作業(yè)。12、主要通風(fēng)機(jī)設(shè)反風(fēng)裝置，要求10min內(nèi)實(shí)現(xiàn)反風(fēng)，反風(fēng)量大于40%。13、進(jìn)風(fēng)井巷與采掘工作面的進(jìn)風(fēng)流的粉塵濃度不得大于0.5mg/m3。14、主回風(fēng)巷不得作人行道，井口進(jìn)風(fēng)不得受礦塵和有毒氣體污染，井口排風(fēng)不得造成公害。(二) 礦井主要通風(fēng)機(jī)工作方法的選擇根據(jù)礦井的實(shí)際情況，結(jié)合上述機(jī)械通風(fēng)中隊(duì)主要通風(fēng)機(jī)工作方法抽出式、壓入式、和混合式3種類(lèi)型描述的特點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)牡V井主要通風(fēng)機(jī)的工作方式。一般來(lái)說(shuō)，礦井主要通風(fēng)機(jī)工作方法采用抽壓式。當(dāng)?shù)匦螐?fù)雜、老窖多、且出風(fēng)井較多時(shí)、可采用壓入式通風(fēng)。寧武陳家溝煤礦采用抽壓式通風(fēng)機(jī)。(三) 礦井進(jìn)風(fēng)井與

25、回風(fēng)井的選擇確定服務(wù)范圍內(nèi)的通風(fēng)容易和通風(fēng)困難兩個(gè)時(shí)期的位置；確定采區(qū)內(nèi)的通風(fēng)系統(tǒng)，即確定采用軌道上山還是運(yùn)輸上山進(jìn)風(fēng)；確定采煤工作面采用U型、Z型、Y型還是W型通風(fēng)系統(tǒng)，這些都要經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較才能確定；根據(jù)采掘比確定掘進(jìn)頭的數(shù)目和位置；繪制兩個(gè)時(shí)期的通風(fēng)系統(tǒng)圖、立體圖和網(wǎng)絡(luò)圖。根據(jù)礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、煤層賦存條件、表土層厚度、井田面積、地溫、礦井瓦斯涌出量、煤層自燃傾向性等條件，在確保礦井安全、兼顧中、后期生產(chǎn)需要的前提下，通過(guò)對(duì)多個(gè)可行的礦井通風(fēng)系統(tǒng)方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。第二章 礦井風(fēng)量的計(jì)算和分配對(duì)設(shè)計(jì)礦井的風(fēng)量，可按兩種情況分別計(jì)算：一種是新礦區(qū)無(wú)鄰近礦井通風(fēng)資料可參考時(shí)，礦井需

26、要風(fēng)量應(yīng)按設(shè)計(jì)中井下同時(shí)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(jì)算，并取其中最大值。在礦井設(shè)計(jì)中噸煤瓦斯涌出量的計(jì)算，根據(jù)在地質(zhì)勘探時(shí)測(cè)定煤層瓦斯含量，結(jié)合礦井地質(zhì)條件和開(kāi)采條件計(jì)算出噸煤瓦斯涌出量，再計(jì)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(jì)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(dòng)環(huán)境，以利于生產(chǎn)的發(fā)展。課程設(shè)計(jì)是在收集實(shí)習(xí)礦井資料基礎(chǔ)上進(jìn)行的，故可按此種方法計(jì)算礦井風(fēng)量。即按生產(chǎn)礦井實(shí)際資料，分別計(jì)算設(shè)計(jì)礦井采煤工作面、掘進(jìn)工作

27、面、硐室等所需風(fēng)量，得出全礦井需風(fēng)量，即“由里往外”計(jì)算方法。礦井總風(fēng)量即井下各個(gè)工作點(diǎn)的有效風(fēng)量與各條風(fēng)路上的漏風(fēng)量只總和。一、礦井風(fēng)量的計(jì)算礦井風(fēng)量計(jì)算根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)和規(guī)范,一般分別按井下同時(shí)工作最多人數(shù)計(jì)算和按采煤、掘進(jìn)、硐室等處實(shí)際所需風(fēng)量計(jì)算,公式如下:（ 1 ）按井下同時(shí)工作最多人數(shù)計(jì)算Q1=4N脳K=4(90+40)1.10=462m3/min=7.7m3/s式中：N 井下同時(shí)工作的最多人數(shù) K 井下通風(fēng)系數(shù)，包括礦井內(nèi)部漏風(fēng)和配風(fēng)不均勻等因素，一般可取k =1.21.25.采用中央并列式的通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，K1.45；采用中央分列式或?qū)鞘酵L(fēng)系統(tǒng)時(shí)，K1.101.15。( 2 )

28、按采煤、掘進(jìn)、硐室等處實(shí)際需風(fēng)量計(jì)算采用的是由內(nèi)到外的計(jì)算原則,即由采掘工作面、硐室和其它用風(fēng)地點(diǎn)計(jì)算出各采區(qū)風(fēng)量,最后求出全礦井總風(fēng)量：式中: Q 礦井總風(fēng)量,m/min ;采煤工作面實(shí)際需風(fēng)量總和, m/min ;掘進(jìn)工作面實(shí)際需風(fēng)量總和, m/min;獨(dú)立通風(fēng)硐室實(shí)際需風(fēng)量總和m/min;除采、掘、硐室外其它需風(fēng)量總和, m/min;K 礦井通風(fēng)系數(shù);N 井下同時(shí)工作最多人數(shù)。1) 采煤實(shí)際需求風(fēng)量，應(yīng)按照礦井各個(gè)采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量的總和來(lái)計(jì)算：式中：Q第i個(gè)采煤工作面實(shí)際需要的風(fēng)量，m/min； Q第i個(gè)備用采煤工作面實(shí)際需要的風(fēng)量，m/min。采掘工作面所需風(fēng)量計(jì)算中,包括按瓦斯

29、(二氧二碳) 涌出量、按炸藥使用量、按工作人員數(shù)量分別計(jì)算,采面和掘進(jìn)面還需按工作面溫度和按局部通風(fēng)機(jī)吸風(fēng)量分別進(jìn)行計(jì)算,并對(duì)計(jì)算的風(fēng)量進(jìn)行風(fēng)速驗(yàn)算。各個(gè)獨(dú)立供風(fēng)的硐室,應(yīng)根據(jù)不同類(lèi)型的硐室分別進(jìn)行計(jì)算,但對(duì)小型煤礦可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行配風(fēng)。其它巷道所需風(fēng)量一般可按采煤、掘進(jìn),硐室的總風(fēng)量的3 %5 %進(jìn)行考慮。小型煤礦的風(fēng)量計(jì)算根據(jù)煤礦安全監(jiān)察條例的要求,是按上面提到的以井下同時(shí)工作最多人數(shù)計(jì)算的礦井風(fēng)量和按采煤、掘進(jìn)、硐室等處實(shí)際需風(fēng)量分別計(jì)算后匯總的礦井風(fēng)量相比后,取最大計(jì)算風(fēng)量。對(duì)于采掘工作面的風(fēng)量計(jì)算的各種公式,分別考慮到了稀釋瓦斯、稀釋炸藥產(chǎn)生的CO 等有害氣體、工作面良好的氣候條件、

30、人員的最低需風(fēng)量、合適的風(fēng)速等要求,而對(duì)于小型煤礦,一般情況下對(duì)于采掘工作面,以瓦斯涌出量計(jì)算的風(fēng)量值較大,故從上面的風(fēng)量計(jì)算公式中可知,瓦斯涌出量的取值至關(guān)重要。礦井和采掘工作面的瓦斯數(shù)據(jù)的取值,是根據(jù)煤層瓦斯含量預(yù)測(cè)瓦斯涌出量,或按礦井實(shí)際瓦斯涌出量和瓦斯梯度推算,但由于大多數(shù)小煤礦瓦斯基礎(chǔ)資料匱乏,一般都是采用礦井瓦斯等級(jí)鑒定報(bào)告中的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算;新建礦井由于瓦斯資料不足一般借鑒和采用鄰近礦井的瓦斯資料進(jìn)行計(jì)算,故同樣也是采用鄰近礦井的瓦斯等級(jí)鑒定報(bào)告中的數(shù)據(jù)。（1）、按瓦斯涌出量計(jì)算低瓦斯礦井的采煤工作面按氣象條件或瓦斯涌出量（用瓦斯涌出量計(jì)算公式）：式中：Q采煤工作面需要的風(fēng)量，m/

31、min； Q不同采煤方式工作面所需的基本風(fēng)量，m/min；一般按下式計(jì)算：工作面控頂距工作面實(shí)際采高（工作面有效斷面70%）適宜風(fēng)速（不小于1m/s）； K采煤工作面采高調(diào)整系數(shù) K采煤工作面長(zhǎng)度調(diào)整系數(shù)； K采煤工作面溫度調(diào)整系數(shù)。表2.1回采工作面采高調(diào)整系數(shù)采 高<2.02.02.52.55.0及放頂煤面系數(shù)(K采高)1.01.11.5表2.2回采工作面長(zhǎng)度調(diào)整系數(shù)回采工作面長(zhǎng)度(m)80150150200>200長(zhǎng)度調(diào)整系數(shù)(K長(zhǎng))1.01.01.31.31.5表2.3回采工作面溫度與對(duì)應(yīng)風(fēng)速調(diào)整系數(shù)回采工作面空氣溫度（）采煤工作面風(fēng)速（m/s）配風(fēng)調(diào)整系數(shù)K溫<18

32、0.30.80.9018200.81.01.0020231.01.51.001.1023261.51.81.101.2526281.82.51.251.428302.53.01.41.6代入上式得：Q=3.96×4.1×0.7×1.3×1.5×1×1=22.16 (m/s) （2）按工作面溫度選擇適宜的風(fēng)速計(jì)算： 采煤工作面應(yīng)有良好的勞動(dòng)氣象條件，其溫度和風(fēng)速應(yīng)符合要求： 長(zhǎng)壁工作面實(shí)際需要風(fēng)量(Q)，按下式計(jì)算： , m/min式中：V第i個(gè)采煤工作面風(fēng)速，m/s; S第i采煤工作面的平均斷面積，可按最大和最小控頂斷面積的平均值計(jì)算

33、。其他采煤工作面實(shí)際需風(fēng)量可按良好的勞動(dòng)氣象條件計(jì)算。 (3) 按同時(shí)作業(yè)人數(shù)和炸藥量計(jì)算實(shí)際需要風(fēng)量(Q）: 按每人供風(fēng)量4 m/min； ；=4×90=360 (m3/min)=6 （m/s） 沒(méi)千克炸藥供風(fēng)25 m/min； ; =25×7.2=180( m/min)=3（m/s）式中Ni第i個(gè)采煤工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)；A 一次爆破炸藥的最大用量，kg。取最大值Q=22.16m/s（4）按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算：按最低風(fēng)俗驗(yàn)算，各個(gè)采煤工作面的最低風(fēng)量（Q）: =15×3.96×4.1×0.7=2.8(m/s)式中S第i個(gè)采煤工作面的平均斷面積

34、，。 按最高風(fēng)險(xiǎn)驗(yàn)算，各個(gè)采煤工作面的最高風(fēng)量（Q）: =240×3.96×4.1×0.7=45.5(m/s)根據(jù)上述計(jì)算， 22.16m3/s符合。備用工作面亦應(yīng)滿(mǎn)足按瓦斯、二氧化碳、氣溫等規(guī)定計(jì)算的風(fēng)量，備用工作面不得低于采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量的50%。所以備用工作面風(fēng)量取22.16×50%=11.1（m3/s）2)掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量每個(gè)獨(dú)立通風(fēng)的掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量，應(yīng)按瓦斯、二氧化碳涌出量、炸藥用量、局部通風(fēng)機(jī)實(shí)際吸風(fēng)量、風(fēng)速和人數(shù)等規(guī)定要求分別進(jìn)行計(jì)算，并必須采取其中最大值。（1）按瓦斯（或二氧化碳）絕對(duì)涌出量計(jì)算；式中：Q第i個(gè)掘進(jìn)工作面回

35、風(fēng)流中的瓦斯（或二氧化碳）絕對(duì)涌出量，m/min；q 第i個(gè)掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量不均衡系數(shù)（正常生產(chǎn)條件下，連續(xù)觀察1個(gè)月，日最大絕對(duì)瓦斯涌出量與月平均日瓦斯絕對(duì)涌出量的比值），一般取k=1.52。按二氧化碳涌出量的計(jì)算，可參照按瓦斯涌出量計(jì)算的方法執(zhí)行。Q=100×3.2×1.9=10.1(m/s)（2）按炸藥量計(jì)算掘進(jìn)工作面需要的風(fēng)量（Q）：每千克炸藥供風(fēng)25 m/min：式中： A第i個(gè)掘進(jìn)工作面一次爆破的最大炸藥用量，kg。 =25×7.2=3(m/s)（3）按人數(shù)計(jì)算掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量（Q）每人供風(fēng)4 m/min：式中: N第i個(gè)掘進(jìn)工作面同時(shí)工作的

36、做多人數(shù)。 =4×40=2.7(m/s)Q取10.1 m/s（4）按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算：按最低風(fēng)速驗(yàn)算:各個(gè)巖巷掘進(jìn)工作面的最低風(fēng)速量（Q）式中：S第i個(gè)巖巷掘進(jìn)工作面的斷面積，。取8.5 各個(gè)煤巷或半煤巷掘進(jìn)工作面的最低風(fēng)量（Q） 式中:S第i個(gè)煤巷掘進(jìn)工作面的斷面積。取8.5按最高風(fēng)速驗(yàn)算：各個(gè)巖巷、煤巷或半煤巖掘進(jìn)工作面的最高風(fēng)量（Q）式中：S第i個(gè)掘進(jìn)工作面的斷面積，。根據(jù)上述計(jì)算，10.1m3/s符合。3）硐室實(shí)際需要風(fēng)量硐室實(shí)際需要風(fēng)量應(yīng)按礦井各個(gè)獨(dú)立通風(fēng)硐室實(shí)際需要風(fēng)量的總和計(jì)算，即式中：Q火火藥庫(kù)實(shí)際需要風(fēng)量，按每小時(shí)4次換氣量計(jì)算，即Q火=4V/60=0.07V (m3/

37、s)；V井下爆炸材料庫(kù)的體積，m3，包括聯(lián)絡(luò)巷道在內(nèi)的火藥庫(kù)的空間總體積(m3)，一般按經(jīng)驗(yàn)值給定風(fēng)量，大型火藥庫(kù)供風(fēng)100150m3/min；中小型火藥庫(kù)供風(fēng)60100m3/min；這里取80既1.333 m3/sQ充充電硐室實(shí)際需要風(fēng)量，應(yīng)按回風(fēng)流中氫氣濃度小于0.5%計(jì)算，但不得小于100m3/min，或按經(jīng)驗(yàn)值給定100200m3/min；機(jī)電硐室需要風(fēng)量應(yīng)根據(jù)不同硐室內(nèi)設(shè)備的降溫要求進(jìn)行配風(fēng)，選取硐室風(fēng)量，須保證機(jī)電硐室溫度不超過(guò)30，其它硐室溫度不超過(guò)26。Q機(jī)大型機(jī)電硐室實(shí)際需要風(fēng)量，應(yīng)按機(jī)電設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)熱量計(jì)算，即Wi 機(jī)電硐室中運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)電總功率，kW；(1-i ) 機(jī)電硐室的

38、發(fā)熱系數(shù)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際考查的結(jié)果確定，也可取下列數(shù)值，空氣壓縮機(jī)房取0.200. 23；水泵房取0.020.04；8601kW/h的熱當(dāng)量數(shù)，千卡；i 機(jī)電設(shè)備效率；t機(jī)電硐室進(jìn)回風(fēng)流的氣溫差，；Q采硐 采區(qū)絞車(chē)房或變電硐室實(shí)際需要風(fēng)量，按經(jīng)驗(yàn)供給風(fēng)量6080 m3/min ；這里都取80既1.333 m3/sQ其它硐 其它硐室所需風(fēng)量，根據(jù)具體情況供風(fēng)即：=1.333+1.333+1.333=3.999（m3/s）4）礦井總風(fēng)量礦井總風(fēng)量按下式計(jì)算 =(22.16+10.1+11.1+3.999) ×1.20 = 56.8式中：Qkj 礦井總進(jìn)風(fēng)量，m3/s；Qcj 采煤工作面實(shí)際需

39、要風(fēng)量總和，m3/s；Qjj 掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量總和，m3/s；Qdj 獨(dú)立通風(fēng)的硐室實(shí)際需要風(fēng)量總和，m3/s；Qgj礦井中除采煤、掘進(jìn)和硐室以外其它井巷需要通風(fēng)量總和，m3/s；Kkj 礦井通風(fēng)系數(shù)(包括礦井內(nèi)部漏風(fēng)和配風(fēng)不均勻等因素)宜取1.151.25。二、風(fēng)量的分配將各用風(fēng)點(diǎn)計(jì)算的風(fēng)量值乘以備用系數(shù)K，就是配給用風(fēng)地點(diǎn)所在巷道的風(fēng)量。如各個(gè)掘進(jìn)巷道和峒室的風(fēng)量就是這樣確定的。但是采煤工作面的風(fēng)量只配給各自計(jì)算的風(fēng)量，由備用系數(shù)確定的風(fēng)量考慮從采空區(qū)走。因此在U型通風(fēng)的上順槽和下順槽的風(fēng)量是采煤工作面的計(jì)算風(fēng)量乘以備用系數(shù)。 圖2.1巷道配風(fēng)量的確定 圖2.2 形通風(fēng)系統(tǒng)上平巷和下

40、平巷風(fēng)量的確定從各個(gè)用風(fēng)地點(diǎn)開(kāi)始，逆風(fēng)流方向而，遇分風(fēng)點(diǎn)則加上其它風(fēng)路的分風(fēng)量一起分配給未分風(fēng)前那一條風(fēng)路，作為該風(fēng)路的風(fēng)量，直至確定進(jìn)風(fēng)井筒的總進(jìn)風(fēng)量。這一風(fēng)量應(yīng)該等于剛才計(jì)算的礦井總風(fēng)量。如果是壓入式通風(fēng)，則要加上礦井外部漏風(fēng)量，才能得出通過(guò)壓入式主要通風(fēng)機(jī)的總風(fēng)量。 圖2.3進(jìn)風(fēng)線(xiàn)路的配風(fēng)計(jì)算 圖2.4 回風(fēng)線(xiàn)路的配風(fēng)計(jì)算圖2.5網(wǎng)絡(luò)通風(fēng)圖風(fēng)量分配容易時(shí)期副井:56.8 m3/s井底車(chē)場(chǎng):56.8 m3/s運(yùn)輸大巷:56.8 m3/s運(yùn)輸上山45: 56.8-1.333×3-1.65×4-11.3=34.901 m3/s運(yùn)輸上山56：34.901-11.1=23.80

41、1 m3/s運(yùn)輸平巷67： 24.761-1.65=22.16 m3/s工作面： 22.16 m3/s回風(fēng)平巷：22.16 m3/s回風(fēng)大巷56.8 m3/s風(fēng)井 56.8 m3/s困難時(shí)期副井 56.8 m3/s井底車(chē)場(chǎng) 56.8 m3/s運(yùn)輸大巷 56.8 m3/s運(yùn)輸上山4556.8-1.333×3-1.65×2-11.3=38.201 m3/s運(yùn)輸上山5638.201-1.65×2-11.1=23.801 m3/s運(yùn)輸平巷6723.801-1.65=22.16 m3/s工作面78 22.16 m3/s回風(fēng)平巷89 22.16 m3/s專(zhuān)用回風(fēng)下山913 2

42、2.16+1.65×3+11.3=38.41 m3/s專(zhuān)用回風(fēng)下山131438.41+11.1+1.333+1.65×2=54.1 m3/s專(zhuān)用回風(fēng)上山141556.8 m3/s回風(fēng)大巷151056.8 m3/s風(fēng)井101156.8 m3/s第三章 礦井通風(fēng)阻力計(jì)算一、計(jì)算的原則：（1）礦井通風(fēng)設(shè)的總阻力，不應(yīng)超過(guò)2940Pa。(2) 礦井井巷的局部阻力，新建礦井按井巷摩擦阻力的10 %計(jì)算，擴(kuò)建礦井按井巷摩擦阻力的15 %計(jì)算（3） 在礦井通風(fēng)系統(tǒng)服務(wù)的范圍內(nèi)，分別在容易時(shí)期和困難時(shí)期確定一條最大阻力路線(xiàn)。沿著這兩條路線(xiàn)，分別計(jì)算各段井巷的通風(fēng)阻力，然后累加起來(lái)，便得出這

43、兩個(gè)時(shí)期的井巷通風(fēng)總阻力h和h。這樣能夠保證所選用的主要通風(fēng)機(jī)滿(mǎn)足通風(fēng)困難(h)時(shí)期的要求，并且在以后的通風(fēng)管理中均可采用增阻法進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)。 （4） 因有外部漏風(fēng)（指在防爆門(mén)和主要通風(fēng)機(jī)周?chē)穆╋L(fēng)），通過(guò)主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量必大于通過(guò)總出風(fēng)井的礦井總風(fēng)量Q。為了計(jì)算風(fēng)峒的阻力，須先算出。對(duì)于抽出式主要通風(fēng)機(jī)，用下式計(jì)算： 1.05、1.10抽出式通風(fēng)礦井的外部漏風(fēng)系數(shù)，抽出式出風(fēng)井無(wú)提升運(yùn)輸任時(shí)，取1.05，有提升運(yùn)輸任務(wù)時(shí)，取1.10。對(duì)于壓入式主要通風(fēng)機(jī)，用下式計(jì)算： ，m3/s1.10、1.15壓入式通風(fēng)礦井的外部漏風(fēng)系數(shù)。壓入式進(jìn)風(fēng)井巷無(wú)提升運(yùn)任任務(wù)時(shí)，取1.10，有提升運(yùn)輸任務(wù)時(shí)，取1

44、.15。（5） 為了經(jīng)濟(jì)合理(減少礦井外部漏風(fēng)和主要通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用)，不致因主要風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓過(guò)大造成瓦斯和自然發(fā)火難于管理，以及避免主要通風(fēng)機(jī)選型太大，使購(gòu)置、運(yùn)輸，安裝，維修等費(fèi)用加大，須控制h不能太大（一般不超過(guò)3000Pa，特大型的礦井除外）；必要時(shí)需對(duì)某些局部巷道采取降低風(fēng)阻的措施。（6） 要先分析整個(gè)通風(fēng)網(wǎng)路，對(duì)于自然分配風(fēng)量和按需分配風(fēng)量的區(qū)段，要分別按這兩種分配風(fēng)量的方法計(jì)算風(fēng)量，然后計(jì)算出各區(qū)段的通風(fēng)阻力。二、礦井通風(fēng)阻力的計(jì)算（1） 礦井通風(fēng)總阻力：風(fēng)流由進(jìn)風(fēng)井口起，到回風(fēng)井口止，沿一條通路（風(fēng)流路線(xiàn)）各個(gè)分支的摩擦阻力和局部阻力的總和，簡(jiǎn)稱(chēng)礦井總阻力，用hr表示。（2） 對(duì)于

45、礦井有兩臺(tái)或多臺(tái)風(fēng)主要通風(fēng)機(jī)工作，礦井通風(fēng)阻力按每臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)所服務(wù)的系統(tǒng)分別計(jì)算。（3） 礦井通風(fēng)系統(tǒng)總阻力最小時(shí)稱(chēng)通風(fēng)容易時(shí)期。通風(fēng)系統(tǒng)總阻力最大時(shí)亦稱(chēng)為通風(fēng)困難時(shí)期。（4） 對(duì)于通風(fēng)困難和容易時(shí)期，要分別畫(huà)出通風(fēng)系統(tǒng)圖。按照采掘工作面及硐室的需要分配風(fēng)量，再由各段風(fēng)路的阻力計(jì)算礦井總阻力。沿著上述兩個(gè)時(shí)期通風(fēng)阻力最大的風(fēng)路，分別用下式算出各區(qū)段井巷的摩擦阻力： 式中：h礦井通風(fēng)總阻力，pa; a井巷摩擦阻力系數(shù)， L井巷長(zhǎng)度，m； U井巷斷凈面周邊長(zhǎng)，m， S井巷凈斷面積，；Q分配給各井巷的風(fēng)量，。第四章 礦井通風(fēng)設(shè)備選型風(fēng)機(jī)是煤礦井下生產(chǎn)的主要設(shè)備, 風(fēng)機(jī)選擇得當(dāng)與否, 直接關(guān)系著煤礦

46、的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。選擇風(fēng)機(jī)時(shí), 考慮到風(fēng)管、設(shè)備的漏風(fēng)以及壓力損失計(jì)算的不精確, 應(yīng)該考慮附加量, 一般風(fēng)量附加值為10% 20%。而且風(fēng)機(jī)的使用設(shè)計(jì)工況效率不應(yīng)低于風(fēng)機(jī)最高效率的90%。風(fēng)機(jī)使用工況與樣本工況不一致時(shí), 應(yīng)該對(duì)風(fēng)機(jī)性能進(jìn)行修正。并且要考慮到礦井的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃,礦井是否需要挖潛改造和延深擴(kuò)建, 所選風(fēng)機(jī)能否滿(mǎn)足礦井改造或擴(kuò)建后的需要, 減少不必要的麻煩。對(duì)于多風(fēng)機(jī)分區(qū)通風(fēng)并聯(lián)系統(tǒng), 公用風(fēng)路風(fēng)阻要小于公用風(fēng)路上消耗的風(fēng)壓, 不得超過(guò)多風(fēng)機(jī)并聯(lián)通風(fēng)中最小風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的30%, 各臺(tái)并聯(lián)通風(fēng)的風(fēng)機(jī)風(fēng)量與公用風(fēng)路風(fēng)量之比值不得大于0. 5, 各風(fēng)機(jī)專(zhuān)用風(fēng)路, 應(yīng)保持獨(dú)立, 風(fēng)阻不宜過(guò)大,

47、 不宜在各專(zhuān)用風(fēng)路之間有風(fēng)路連通。一、礦井通風(fēng)設(shè)備的要求(1)礦井必須裝設(shè)兩套同等能力的主通風(fēng)設(shè)備，一套作備用。(2)選擇通風(fēng)設(shè)備應(yīng)滿(mǎn)足第一開(kāi)采水平各個(gè)時(shí)期工況變化，并使通風(fēng)設(shè)備長(zhǎng)期高效率運(yùn)行。(3)風(fēng)機(jī)能力應(yīng)留有一定的余量。(4)進(jìn)、出風(fēng)井井口的高差在150m以上，或進(jìn)、出風(fēng)井井口標(biāo)高相同，但井深400m以上時(shí)，宜計(jì)算礦井的自然風(fēng)壓。二、主要通風(fēng)機(jī)選型（一）自然風(fēng)壓礦井冬、夏季氣溫差別較大，使得空氣密度也有所差別，致使礦井自然風(fēng)壓也氣溫變化而變化，因此需計(jì)算礦井自然風(fēng)壓。規(guī)定礦井冬、夏季空氣密度如表6-2所示。表4.1 礦井冬、夏季空氣密度季節(jié)密度/kg/m3進(jìn)風(fēng)回風(fēng)冬季1.281.24夏季

48、1.201.24如圖6-1所示，根據(jù)自然風(fēng)壓定義，以礦井最低水平作為計(jì)算的參考面，圖所示系統(tǒng)的自然風(fēng)壓HN可用下式計(jì)算：為了簡(jiǎn)化計(jì)算，一般采用測(cè)算出0-1-2和5-4-3井巷中空氣密度的平均值m1和m2，用其分別代替上式的1和2，則上式可寫(xiě)為：式中：重力加速度，m/s2；Z礦井最高點(diǎn)至最低水平間的距離，m；、分別為空氣柱0-1-2和5-4-3井巷內(nèi)dZ段空氣密度，kg/m3；、分別為空氣柱0-1-2和5-4-3井巷內(nèi)dZ段空氣平均密度，kg/m3。 圖4.1根據(jù)上述計(jì)算原則可分別計(jì)算出礦井冬、夏季自然風(fēng)壓。本設(shè)計(jì)礦井冬，夏季自然風(fēng)壓都取50 pa（二）選擇主要通風(fēng)機(jī)本礦井為高瓦斯礦井，考慮壓人

49、和抽出通風(fēng)方式的優(yōu)缺點(diǎn)及軸流式通風(fēng)機(jī)和離心式通風(fēng)機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)。初步選擇軸流式通風(fēng)機(jī)采用抽出通風(fēng)方式通風(fēng)。1、確定主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量（1）容易時(shí)期通過(guò)主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量Q扇必大于通過(guò)出風(fēng)井的礦井總風(fēng)量Q礦，對(duì)于抽出式： (m3/s)式中，1.051.10為外部漏風(fēng)系數(shù)，出風(fēng)井無(wú)提升運(yùn)輸任務(wù)時(shí)取1. 05，有提升運(yùn)輸任務(wù)時(shí)取1.10。 此處取1.05 （2）困難時(shí)期時(shí)期通過(guò)主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量Q扇必大于通過(guò)出風(fēng)井的礦井總風(fēng)量Q礦，對(duì)于抽出式： (m3/s)式中，1.051.10為外部漏風(fēng)系數(shù)，出風(fēng)井無(wú)提升運(yùn)輸任務(wù)時(shí)取1. 05，有提升運(yùn)輸任務(wù)時(shí)取1.10。 此處取1.05Q扇=1.05×56.8=

50、59.64 (m3/s)2、確定主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓 軸流式通風(fēng)機(jī)：容易時(shí)期 困難時(shí)期 式中：hd通風(fēng)機(jī)裝置阻力，Pa。此處取150pa所以 容易時(shí)期 =1682.1215050=1782.12pa 困難時(shí)期 =2108.1115050=2308.11 pa觀察BDNo-20通風(fēng)機(jī)特性曲線(xiàn)圖知，其可滿(mǎn)足要求,在其風(fēng)量坐標(biāo)51.8 做Q軸垂線(xiàn)，在風(fēng)壓坐標(biāo)1207.1。 1817.7點(diǎn)分別做Q軸平行線(xiàn)，分別Q軸垂線(xiàn)于A. B兩點(diǎn)，有圖可見(jiàn)，此兩個(gè)工況點(diǎn)均在合理工作范圍內(nèi)，故選BDNo-20通風(fēng)機(jī)3、求通風(fēng)機(jī)的實(shí)際工況點(diǎn)計(jì)算通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)阻 即： R易=1207.1÷51.82=0.4498

51、R難=1817.7÷51.82=0.6774在通風(fēng)機(jī)特性曲線(xiàn)圖中做通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)阻曲線(xiàn)，與風(fēng)壓曲線(xiàn)的交點(diǎn) A/, 即為實(shí)際工況點(diǎn)A/。和B/沿風(fēng)阻曲線(xiàn)上移一級(jí)得容易時(shí)期和困難時(shí)期風(fēng)機(jī)實(shí)際工況點(diǎn)A和B。由圖可見(jiàn)，兩個(gè)工況點(diǎn)均在合理工作范圍內(nèi)容易時(shí)期應(yīng)在安裝角較小的情況工作，困難時(shí)期應(yīng)在安裝角 較大的情況下工作。（三）選擇電動(dòng)機(jī)1、根據(jù)通風(fēng)容易和通風(fēng)困難兩個(gè)時(shí)期實(shí)際工況點(diǎn)計(jì)算主要通風(fēng)機(jī)的輸入功率式中：、 均為實(shí)際工況點(diǎn)的對(duì)應(yīng)參數(shù)風(fēng)機(jī)效率，可在風(fēng)機(jī)特性圖上查得。所以:=(55×1360.6) ÷(1000×0.76)=98.5(KW) =(53.1×1

52、914.2)÷(1000×0.82)=123.96(KW)2、由通風(fēng)容易通風(fēng)困難兩個(gè)時(shí)期主要通風(fēng)機(jī)輸入功率，計(jì)算電動(dòng)機(jī)的輸出功率N電出。當(dāng)選擇異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，可用下列兩種方法計(jì)算。當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)的輸入功率在通風(fēng)容易時(shí)期為 N扇入易 與困難時(shí)期的N扇入難相差不大時(shí)，即N扇入易0.6N扇入難時(shí)，則兩個(gè)時(shí)期都用一種較大功率的電動(dòng)機(jī)。其電動(dòng)機(jī)的輸出功率N電出和輸入功率N電入分別用下式計(jì)算：式中： 傳動(dòng)效率，直接傳動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn) =1 ；式中：1.101.15電動(dòng)機(jī)的容量系數(shù)，對(duì)于離心式主要通風(fēng)機(jī)取1.15，對(duì)于軸流式主要通風(fēng)機(jī)取1.10；電電動(dòng)機(jī)效率，一般取0.90.95，此處取0.91。因98.5123.96×0.6=74.376所以 =123.96÷1=123.6 =(1.1×123.6) ÷0.91=149.4（kw）查電動(dòng)機(jī)技術(shù)手冊(cè)合適的電動(dòng)機(jī)為：JS400S28 功率160Kw 轉(zhuǎn)數(shù)740r/min 效率91.功率因數(shù)0.85.第五章 概算礦井通風(fēng)費(fèi)用及評(píng)價(jià)一、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