礦井通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u25733礦井通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算案例 局部阻力該礦井為新建礦井，井巷局部阻力按井巷摩擦阻力的10%計(jì)算。前期：Hj=0.1×Hf=157.87后期：Hj=0.1×Hf=204.221.4.4礦井等積孔計(jì)算等積孔就是用一個(gè)與井巷或礦井風(fēng)阻值相當(dāng)?shù)睦硐肟盏拿娣e值（m2）來衡量井巷或礦井通風(fēng)難易程度的抽象概念。它是反映井巷或礦井通風(fēng)阻力和風(fēng)量依存關(guān)系的數(shù)值。等積孔愈大，表示其通風(fēng)愈容易；反之表示通風(fēng)愈困難。礦井按等積孔分類見表3-13表3-13礦井通風(fēng)阻力等級(jí)分類表等積孔風(fēng)阻（N·s2/m8）礦井通風(fēng)阻力等級(jí)礦井通風(fēng)難易程度評(píng)價(jià)小于1大于1.416大阻力礦井難1～21.416～0.354中阻力礦井中大于2小于0.354小阻力礦井易風(fēng)阻及等積孔計(jì)算：風(fēng)阻：R=Hf/Q2等積孔：A=1.19/R0.5式中：R——礦井的風(fēng)阻，N·s2/m8；Hf——礦井通風(fēng)阻力，Pa；Q——礦井風(fēng)量，m3/s；A——礦井的等積孔，m2。礦井前后期的風(fēng)阻及等積孔計(jì)算結(jié)果見表3-14。表3-14礦井等積孔統(tǒng)計(jì)表時(shí)期阻力（Pa）風(fēng)量（m3/s）風(fēng)阻（N·s2/m8）等積孔（m2）前期1578.77170.830.26542.24后期2042.22177.80.27122.19將計(jì)算的礦井等積孔與礦井通風(fēng)阻力等級(jí)分類表比較。由比較：在前后期，全礦井屬于通風(fēng)容易礦井。1.5選擇礦井通風(fēng)設(shè)備1.5.1計(jì)算機(jī)風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)量Qf=K×Qm式中：Qf─主要通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)量m3/sQm——礦井需風(fēng)量K——漏風(fēng)損失系數(shù)（1.051.10），風(fēng)井不做提升設(shè)備時(shí)取1.05。則通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)量為前期Qf=1.05×170.83=179.37m3/s后期Qf=1.05×177.8=186.69m3/s1.5.2計(jì)算風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)壓根據(jù)通風(fēng)機(jī)廠提供的風(fēng)機(jī)特性曲線的類別，計(jì)算風(fēng)機(jī)的相應(yīng)工作風(fēng)壓。計(jì)算抽出式通風(fēng)軸流式風(fēng)機(jī)的靜壓：hfs=hrm+hat±hn式中：hfs 抽出式通風(fēng)方式軸流式通風(fēng)機(jī)的靜壓，mmH2O；hrm 礦井通風(fēng)時(shí)期的總阻力，mmH2O；hat 通風(fēng)機(jī)附屬裝置的阻力，取20mmH2O；hn自然風(fēng)壓值，自然風(fēng)壓均為10mmH2O根據(jù)上述計(jì)算公式，計(jì)算風(fēng)井的工作風(fēng)壓分別為：風(fēng)井前期：hfs=hrm+hat－h(huán)n=1578.77+(20+10)×9.81=1871.07Pa后期：hfs=hrm+hat＋hn=2042.22+(20-10)×9.81=2122.32Pa初選風(fēng)機(jī)計(jì)算可得兩通風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)：前期：M(Qf=179.37m3/s，hfs=1871.07Pa)后期：N(Qf=186.69m3/s，hfs=2122.32Pa)根據(jù)所求得的工況點(diǎn)值，風(fēng)機(jī)初步選擇1K58No.24型n=1000r/min的通風(fēng)機(jī)。通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)阻計(jì)算如下：前期：R1=H/Q2=0.0582N﹒s2/m8后期：R2=H/Q2=0.0609N﹒s2/m81.5.3選擇主要電動(dòng)機(jī)根據(jù)最后選擇扇風(fēng)機(jī)實(shí)際工作點(diǎn)，（Hf，Qf，ηf）。按下式計(jì)算所配電動(dòng)機(jī)的功率。N=Kw×Hf×Qf/(1000×ηf×ηw)式中：N——配備電動(dòng)機(jī)的功率KWHf——通風(fēng)機(jī)實(shí)際工作風(fēng)壓PaQf——通風(fēng)機(jī)實(shí)際工作風(fēng)量m3/sηf——通風(fēng)機(jī)實(shí)際工作效率ηw——傳動(dòng)效率，一般取0.95Kw電動(dòng)機(jī)容量備用系數(shù)，一般取1.1—1.2，本設(shè)計(jì)取1.15。則風(fēng)井風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)：Nmin=1.15×179.37×1837.07/(1000×0.75×0.95)=517.97KWNmax=1.15×186.69×2122.32/(1000×0.75×0.95)=666.62KWNmin/Nmax=517.97/666.62=0.77>0.6所以選用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，電功率為Ne=Nmax×Kw/（ηeηw）=666.62×1.15/(0.92×0.95)=877.131KW1.5.4選擇通風(fēng)機(jī)為了使通風(fēng)機(jī)安全經(jīng)濟(jì)的運(yùn)轉(zhuǎn)，它在整個(gè)服務(wù)期內(nèi)的工況點(diǎn)必須在合理的范圍之內(nèi)。從經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，通風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)功率不應(yīng)低于60%；從安全的方面來考慮，其工況點(diǎn)必須位于駝峰的右下側(cè)，單調(diào)下降的直線段上。由于軸流式通風(fēng)機(jī)的性能曲線存在馬鞍形區(qū)段，為了防止礦井風(fēng)阻偶爾增加等原因，使工況點(diǎn)進(jìn)入不穩(wěn)定區(qū)，一般限定實(shí)際工作風(fēng)壓不得超過最高風(fēng)壓90%。因此，由表3-14可見，1K58No.24型和1K58No.27比較合適。在考慮電耗大小、效率和使用余量方面考慮，1K58No.27型風(fēng)機(jī)是在所找到的資料里符合礦井需求的最佳風(fēng)機(jī)，故本設(shè)計(jì)礦井選擇1K58No.27型風(fēng)機(jī)。1K58No.24、及1K58No.27型風(fēng)機(jī)曲線和工況點(diǎn)如下：由工況點(diǎn)和性能曲線可得，前期通風(fēng)機(jī)安裝角度為35°，后期通風(fēng)機(jī)安裝角度為40°。1.6礦井通風(fēng)費(fèi)用概算噸煤通風(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)年電費(fèi)之和除以年產(chǎn)量，用下式計(jì)算：Ce=(E+EA)×D/T元/噸（4-56）式中： Ce——噸煤通風(fēng)電費(fèi)，元/噸；E——主要通風(fēng)機(jī)年耗電量，Kw·h；EA——輔助通風(fēng)機(jī)和局部通風(fēng)機(jī)年耗電量，Kw·h；D——電價(jià)，元/Kw·h，取1.0--1.4元/Kw·h，本設(shè)計(jì)取1.2；T——年產(chǎn)量，噸，本設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為400萬噸。1.主要通風(fēng)機(jī)年耗電量計(jì)算：當(dāng)通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期共選一臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí)，按下式計(jì)算：E=365×24×Nemax/(Ke×ηv×ηw)Kw·h（4-57）選兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí)，按下式計(jì)算：E=4380×（Nemax+Nemin）/(Ke×ηv×ηw)Kw·h（4-58）式中：Nemax、Nemin——配備電動(dòng)機(jī)的功率KwKe——電動(dòng)機(jī)容量備用系數(shù)，取1.10-1.15，本設(shè)計(jì)取1.15；ηv——變壓器效率，取0.93-0.97,本設(shè)計(jì)取0.95；ηw——電纜輸電效率，取0.90-0.95本設(shè)計(jì)取0.92。本設(shè)計(jì)選用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，所以主要通風(fēng)機(jī)年耗電量為：E=4380×（Nemax+Nemin）/(Ke×ηv×ηw)Kw·h=4558231.01Kw·h2.局扇年耗電量計(jì)算EA=365×24×n×N （4-59）式中：EA——輔助通風(fēng)機(jī)和局部通風(fēng)機(jī)年耗電量，Kw·h；n——輔助通風(fēng)機(jī)和局部通風(fēng)機(jī)個(gè)數(shù)；N——局部通風(fēng)機(jī)配備電動(dòng)機(jī)的功率Kw，根據(jù)局扇風(fēng)量計(jì)算；前期：5個(gè)掘進(jìn)頭用風(fēng)，需5組局部通風(fēng)機(jī)，其中JBT-61（14Kw）型4組，JBT-51（5.5Kw）型2組。后期：5個(gè)掘進(jìn)頭用風(fēng)，需5組局部通風(fēng)機(jī)，JBT-61（14K