礦井通風(fēng)課程設(shè)計(jì)0

礦井通風(fēng)課程設(shè)計(jì)一、局部通風(fēng)設(shè)計(jì)選擇合理的局部通風(fēng)方法、風(fēng)筒類(lèi)型與直徑，計(jì)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。（一）設(shè)計(jì)原則及步驟1、設(shè)計(jì)原則根據(jù)開(kāi)拓、開(kāi)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(lèi)型和直徑，計(jì)算風(fēng)筒出入口風(fēng)量，計(jì)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(gè)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(jì)原則可歸納如下：(1)礦井和采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(tái)風(fēng)機(jī)不能滿(mǎn)足通風(fēng)要求時(shí)可考慮選用兩臺(tái)或多臺(tái)風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)行。2、設(shè)計(jì)步驟(1)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；(2)按通風(fēng)方法和最大通風(fēng)距離，選擇風(fēng)筒類(lèi)型與直徑；(3)計(jì)算風(fēng)機(jī)風(fēng)量和風(fēng)筒出口風(fēng)量；(4)按掘進(jìn)巷道通風(fēng)長(zhǎng)度變化．分階段計(jì)算局部通風(fēng)系統(tǒng)總阻力；(5)按計(jì)算所得局部通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)風(fēng)量和風(fēng)壓，選擇局部通風(fēng)機(jī)；(6)按礦井災(zāi)害特點(diǎn)，選擇配套安全技術(shù)裝備。3、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(dòng)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)（二）掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量計(jì)算及設(shè)計(jì)根據(jù)《規(guī)程》規(guī)定：礦井必須采用局部通風(fēng)措施1、掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量煤巷、半煤巖巷和巖巷掘進(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。1）按瓦斯（二氧化碳）涌出量計(jì)算=100×1.25×1.8/60=3.75m3/s式中：Q掘——掘進(jìn)工作面實(shí)際需風(fēng)量，m3/s；Qch4——掘進(jìn)工作面平均絕對(duì)瓦斯涌出量，m3/s；K掘——掘進(jìn)工作面因瓦斯涌出量不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)。即掘進(jìn)工作面最大絕對(duì)瓦斯涌出量與平均絕對(duì)瓦斯涌出量之比。通常，機(jī)掘工作面取1.5~2.0；炮掘工作面取1.8~2.0。2）按炸藥使用量計(jì)算=25×43=107.5/60=1.79m3/s式中：25——使用1㎏炸藥的供風(fēng)量，m3/s；A掘——掘進(jìn)工作面一次炸破所用的最大炸藥量，㎏。3)按工作人員數(shù)量計(jì)算=4×18=72m3/min=1.2m3/s式中：N掘——掘進(jìn)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，人。4）按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算巖巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量應(yīng)滿(mǎn)足：0.15*8.5≤Q掘≤4*8.5即 1.28≤Q≤34 m3/s 煤巷、半煤巖巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量應(yīng)滿(mǎn)足：0.25×8.5≤Q≤4×8.5即2.215≤Q≤34 m3/s式中：——掘進(jìn)工作面巷道過(guò)風(fēng)斷面積，取8.5m2經(jīng)計(jì)算取風(fēng)量最大值3.75m3/s2、掘進(jìn)面的設(shè)計(jì)1）巷道斷面各個(gè)掘進(jìn)頭的斷面由于巷道的用途、位置不完全相同，則其斷面也不完全相同，對(duì)于運(yùn)輸順槽其巷道斷面一般較大，凈斷面一般在8.0m2左右，掘進(jìn)斷面為9.6m2左右。對(duì)于回風(fēng)順槽斷面較小，凈斷面一般6.6m2左右，掘進(jìn)斷面一般7.8m2左右，其他各掘進(jìn)頭斷面有其凈斷面確定。2）支護(hù)形式在上下順槽內(nèi)，巷道支護(hù)形式多采用工字鋼或錨網(wǎng)支護(hù)，對(duì)于上下山及大巷、回風(fēng)采用錨噴支護(hù)。（三）掘進(jìn)通風(fēng)設(shè)備選擇1、風(fēng)筒的選擇1）風(fēng)筒的種類(lèi)掘進(jìn)通風(fēng)使用的風(fēng)筒有金屬風(fēng)筒和帆布、膠布、人造革等柔性風(fēng)筒。柔性風(fēng)筒重量輕，易于貯存和搬運(yùn)，連接和懸吊也簡(jiǎn)單，膠布和人造革風(fēng)筒防水性能好，且柔性風(fēng)筒適于壓入式通風(fēng)，因此可選用直徑為600㎜的膠布風(fēng)筒。風(fēng)筒特性如表5-4。表5-4風(fēng)筒特性表風(fēng)筒類(lèi)別風(fēng)筒直徑㎜接頭方式百米風(fēng)阻Ns2/m8節(jié)長(zhǎng)膠布風(fēng)筒400單反邊131.3210m膠布風(fēng)筒600雙反邊15.8830mL風(fēng)筒全長(zhǎng)=390mn=390/30=13節(jié)選用風(fēng)筒要與局部通風(fēng)機(jī)選型一并考慮，其原則是；(1)風(fēng)筒直徑能保證最大通風(fēng)長(zhǎng)度時(shí)，局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)量能滿(mǎn)足工作面通風(fēng)的要求，(2)在巷道斷面容許的條件下，盡可能選擇直徑較大的風(fēng)筒，以降低風(fēng)阻，減少漏風(fēng)，節(jié)約通風(fēng)電耗；一般來(lái)說(shuō)，立井鑿井時(shí)，選用600-1000mm的鐵風(fēng)筒或玻璃鋼風(fēng)筒；通風(fēng)長(zhǎng)度在200m以?xún)?nèi)，宜選用直徑為400mm的風(fēng)筒，通風(fēng)長(zhǎng)度200-500m，宜選用直徑500mm的風(fēng)筒；通風(fēng)長(zhǎng)度500-l000m，宜選用直徑800-l000mm的風(fēng)筒。2）風(fēng)筒漏風(fēng)正常情況下，金屬和透氣性極小的塑料風(fēng)筒的漏氣主要是發(fā)生在接頭處，膠皮風(fēng)筒不僅接頭而且全長(zhǎng)的壁面和針眼都有漏風(fēng)，所以風(fēng)筒漏風(fēng)量屬連續(xù)的均勻的漏風(fēng)。漏風(fēng)使風(fēng)筒和局部通風(fēng)機(jī)連接端的風(fēng)量Qf與風(fēng)筒靠近工作面的風(fēng)量Qh不等。因此應(yīng)按始末端風(fēng)量的幾何平均值作為通過(guò)風(fēng)筒的風(fēng)量Q即： =√4.01×3.75=3.88m3/s顯然Qf與Qh之差是風(fēng)筒的漏風(fēng)量Ql，它與風(fēng)筒種類(lèi)，接頭數(shù)目，方法和質(zhì)量以及風(fēng)筒直徑，風(fēng)壓有關(guān)，但更主要的是與風(fēng)筒的維護(hù)和管理密切相關(guān)。反應(yīng)風(fēng)筒漏風(fēng)程度的指標(biāo)參數(shù)有三：（1）風(fēng)筒漏風(fēng)率風(fēng)筒漏風(fēng)量占局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量的百分?jǐn)?shù)：=(4.01-3.75)/4.01=6.48％（2）風(fēng)筒有效風(fēng)量掘進(jìn)工作面風(fēng)量占局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量的百分?jǐn)?shù)：=93.5％（3）風(fēng)筒漏風(fēng)備用系數(shù)風(fēng)筒有效風(fēng)量率的倒數(shù)：柔性風(fēng)筒的pq值可用下式計(jì)算：=1/(1-13*0.005)=1.07式中：n——接頭數(shù)；Lei——一個(gè)接頭的漏風(fēng)率，插接時(shí)取0.01～0.02；反邊連接時(shí)取0.005。2、局部通風(fēng)機(jī)的選擇1）、確定局部通風(fēng)機(jī)的工作參數(shù)：（1）、局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量Qf根據(jù)掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量Qh和風(fēng)筒的漏風(fēng)情況，用下式計(jì)算局部通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)量。2）、局部通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)壓hf局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓用于克服風(fēng)筒的通風(fēng)阻力，由于風(fēng)筒漏風(fēng)，計(jì)算風(fēng)筒通風(fēng)阻力時(shí)，應(yīng)按通風(fēng)方式不同選用不同方法。壓入式通風(fēng)時(shí)，設(shè)風(fēng)筒出口動(dòng)壓損失為hv，則局部通風(fēng)機(jī)的全壓Ht為：=61.93×4.01×3.15+0.811×1.2×3.75×3.75/0.6/0.6/0.6/0.6=931.27+105.6=1036.87Pa式中：Rf——壓入式風(fēng)筒的總風(fēng)阻。查表6—3—8風(fēng)機(jī)為BKJ60—11No4.5抽出式通風(fēng)時(shí)，設(shè)風(fēng)筒的入口局部阻力系數(shù)，則局部通風(fēng)機(jī)靜壓Hs為：3）、局部通風(fēng)機(jī)選型：根據(jù)需要的Qf、Ht、Hs值在各類(lèi)局部通風(fēng)機(jī)特性曲線上，確定局部通風(fēng)機(jī)的合理工作范圍，選擇長(zhǎng)期運(yùn)行效率高的局部通風(fēng)機(jī)。由于軸流式局部通風(fēng)機(jī)具有體積小，便于安裝、串聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛采用。二、風(fēng)量計(jì)算及風(fēng)量分配（一）礦井需風(fēng)量計(jì)算對(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。1、生產(chǎn)工作面、備用工作面每個(gè)回采工作面實(shí)際需要風(fēng)量，應(yīng)按瓦斯、二氧化碳涌出量和爆破后的有害氣體產(chǎn)生量以及工作面氣溫、風(fēng)速和人數(shù)等規(guī)定分別進(jìn)行計(jì)算，然后取其中最大值。(1)、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，采用高瓦斯計(jì)算公式）確定需要風(fēng)量，其計(jì)算公式為：式中：Qc——采煤工作面需要風(fēng)量，m3/s；Qjb——不同采煤方式工作面所需的基本風(fēng)量，m3/s。Qjb——工作面控頂距×工作面實(shí)際采高×70%(工作面有效斷面積)×適宜風(fēng)速（不小于1m/s）；Kcg——回采工作面采高調(diào)整系數(shù)（見(jiàn)表5-1）；Kcc——回采工作面長(zhǎng)度調(diào)整系數(shù)（見(jiàn)表5-2）；Kcw——回采工作面溫度調(diào)整系數(shù)（見(jiàn)表5-3）。表5-1Kcg——回采工作面采高調(diào)整系數(shù)采高<2.02.0～2.52.5～5.0及放頂煤面系數(shù)(K采高)1.01.11.5表5-2Kcc——回采工作面長(zhǎng)度調(diào)整系數(shù)回采工作面長(zhǎng)度(m)80～150150～200>200長(zhǎng)度調(diào)整系數(shù)(K長(zhǎng))1.01.0～1.31.3～1.5表5-3Kcw——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<180.3～0.80.9018～200.8～1.01.0020～231.0～1.51.00～1.1023～261.5～1.81.10～1.2526～281.8～2.51.25～1.428～302.5～3.01.4～1.6(2)、高瓦斯礦井按照瓦斯（或二氧化碳）涌出量計(jì)算。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，按回采工作面回風(fēng)流中瓦斯（或二氧化碳）的濃度不超過(guò)1％的要求計(jì)算：=100×4.65×1.4/60=10.85式中：Qc——回采工作面實(shí)際需要風(fēng)量，m3/sn；qc——回采工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中瓦斯（或二氧化碳）的平均絕對(duì)涌出量，m3/s；KCH4——采面瓦斯涌出不均衡通風(fēng)系數(shù)。（正常生產(chǎn)條件下，連續(xù)觀測(cè)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）。工作面布置有專(zhuān)用排瓦斯巷（俗稱(chēng)尾巷,且符合《煤礦安全規(guī)程》第一百三十七條的規(guī)定）的回采工作面風(fēng)量計(jì)算:（m3/s）（m3/s）（m3/s）式中：qCH4p——采煤工作面尾巷的風(fēng)排瓦斯量，m3/s。其他符號(hào)的含義同上。(3)、按工作面溫度選擇適宜的風(fēng)速進(jìn)行計(jì)算（見(jiàn)表5-3）=60×1.2×8.1=583.2m3/min=9.72m3/s式中：Vc——采煤工作面風(fēng)速，m/s；Sc——采煤工作面的平均斷面積，m2。(4)、按回采工作面同時(shí)作業(yè)人數(shù)每人供風(fēng)不小于4m3/min，則=4×66/60=4.4（m3/s）式中：N——采煤工作面同時(shí)工作人數(shù)。(5)、炸藥量計(jì)算需要風(fēng)量：每千克炸藥供風(fēng)不小25m3/min，則（m3/s）式中：A——一次爆破炸藥最大用量，Kg。(6)、按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算：（m3/s）0.25×8.1＜Qc＜4×8.1即2.03＜Q＜32.4（m3/s）Qc選最大值Qc=10.85（m3/s）式中：S——工作面平均斷面積，m2。 Qb≥1/2×10.85=5.43m3/s按二氧化碳涌出量的計(jì)算，可參照按瓦斯涌出量的計(jì)算方法執(zhí)行。(7)、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，且最少不得低于采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量的50%。2、掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量單個(gè)掘進(jìn)工作面的需風(fēng)量利用第一部分計(jì)算結(jié)果。掘進(jìn)工作面所需總風(fēng)量，應(yīng)按礦井各個(gè)需要獨(dú)立通風(fēng)的掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量的總和計(jì)算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=2+0+0+3.2+0=5.2m3/s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/s)； Q取100m3/min；=2m3/sV——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)100～150m3/min；中小型火藥庫(kù)供風(fēng)60～100m3/min；Q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100～200m3/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-μi)——機(jī)電硐室的發(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0.20～0.23；水泵房取0.02～0.04；860——1kW/h的熱當(dāng)量數(shù)，千卡；μi——機(jī)電設(shè)備效率；Δt——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60～80m3/min；采區(qū)絞車(chē)房取75m3/min=1.2m3/sQ其它硐——其它硐室所需風(fēng)量，根據(jù)具體情況供風(fēng)。4、其它井巷實(shí)際需要風(fēng)量其它井巷實(shí)際需要風(fēng)量，應(yīng)按礦井各個(gè)其它巷道用風(fēng)量的總和計(jì)算：∑Q其它=Q其1+Q其2+Q其3+...+Q其n式中：Q其1、Q其2、Q其3、...、Q其n——各其它井巷風(fēng)量，m3/s。按瓦斯涌出量計(jì)算：Q其i=100qCH4×K其通（m3/s）式中：Q其i——第i個(gè)其它井巷實(shí)際用風(fēng)量，m3/s；qCH4——第i個(gè)其它井巷最大瓦斯絕對(duì)涌出量，m3/s；K其通——瓦斯涌出不均衡系數(shù)，取1.2～1.3；100——其它井巷中風(fēng)流瓦斯?jié)舛炔怀^(guò)1%所換算的常數(shù)。按其風(fēng)速驗(yàn)算:Q其它i>9×S其i（m3/s）巷道名稱(chēng)斷面m2容易時(shí)期困難時(shí)期適宜風(fēng)速m/s允許風(fēng)速m/s備注風(fēng)量m3/s風(fēng)速m/s風(fēng)量m3/s風(fēng)速m/s最小最大3--4水平大巷11.123.42302.74.584--5南五運(yùn)輸上山10.218.21.740.2564--5南一運(yùn)輸上山10.218.21.740.2565--6南五運(yùn)輸上山10.214.51.440.2565--6南一運(yùn)輸上山10.214.51.440.2566--721051運(yùn)輸平巷8.510.851.33.50.2566--7南一運(yùn)輸上山10．210.851.140.2567--821011運(yùn)輸平巷8.510.851.33.50.2568--921051回風(fēng)巷11.110.851.34.50.2569--10回風(fēng)石門(mén)10.223.42.35.589--1021011回風(fēng)平巷8.510.851.33.50.25610--11總回風(fēng)巷10.23046811--12回風(fēng)石門(mén)19.6301.55.58架線機(jī)車(chē)巷中的風(fēng)速驗(yàn)算:Q其它架線機(jī)車(chē)＞60×S其i式中：S其i——第i個(gè)其它井巷斷面，m2。5、礦井總風(fēng)量礦井總風(fēng)量按下式計(jì)算容易時(shí)=（10.85+2×3.75+5.2+0）×1.2=23.24×1.2=28m3/s；困難時(shí)=（10.85+5.43+2×3.75+2+2+2）×1.2=29.73×1.2=30×1.2=35.67=36m3/s；式中：Qkj——礦井總進(jìn)風(fēng)量，m3/s；∑Qcj——采煤工作面實(shí)際需要風(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1.15～1.25。對(duì)上述Qkj中各項(xiàng)計(jì)算如上所述。（二）風(fēng)量分配與風(fēng)速驗(yàn)算當(dāng)風(fēng)量分配到各用風(fēng)地點(diǎn)后，必須結(jié)合巷道斷面情況進(jìn)行風(fēng)速驗(yàn)證，保證各條巷道的風(fēng)速均在合理范圍內(nèi)。各條井巷的供風(fēng)量確定后，要按《規(guī)程》第101條規(guī)定的風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算。需繪制出礦井通風(fēng)系統(tǒng)圖與網(wǎng)絡(luò)圖，計(jì)算出每條巷道的通過(guò)風(fēng)量，計(jì)算出每條巷道的風(fēng)速，進(jìn)行驗(yàn)算，驗(yàn)算結(jié)果可填入附表6-1中。如果某條井巷的風(fēng)速不符合《規(guī)程》規(guī)定，則必須進(jìn)行調(diào)整，然后將各地點(diǎn)、各巷道的風(fēng)量、斷面、風(fēng)速列成一覽表。附表6-1巷道風(fēng)速校驗(yàn)表經(jīng)效驗(yàn)風(fēng)速合乎要求《規(guī)程》規(guī)定的風(fēng)速限定值見(jiàn)表6-1所示。表6-1風(fēng)速限定值井巷名稱(chēng)最低允許風(fēng)速(m/s)最高允許風(fēng)速(m/s)無(wú)提升設(shè)備的風(fēng)井和風(fēng)硐—15專(zhuān)為升降物料的井筒—12風(fēng)橋—10升降人員和物料的井筒—8主要進(jìn)、回風(fēng)巷道—8架線電機(jī)車(chē)巷道1.08運(yùn)輸機(jī)巷道、采區(qū)進(jìn)、回風(fēng)巷道0.256采煤工作面，掘進(jìn)中的煤巷和半煤巖巷0.254掘進(jìn)中的巖巷0.154其它通風(fēng)行人巷道0.15—注1：設(shè)有梯子間的井筒或修理中的井筒，風(fēng)速不得超過(guò)8m/s，梯子間四周經(jīng)封閉后，井筒中的最高允許風(fēng)速可按表中有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。注2：無(wú)瓦斯涌出量的架線電機(jī)車(chē)巷道中的最低風(fēng)速可低于1.0m/s，但不得低于0.5m/s。注3：綜合機(jī)械化采煤工作面，在采取煤層注水和采煤機(jī)噴霧降塵等措施后，其最大風(fēng)速可高于4m/s的規(guī)定值，但不得超過(guò)5m/s。注4：專(zhuān)用排瓦斯巷道的風(fēng)速不得低于0.5m/s，抽放瓦斯巷道的風(fēng)速不應(yīng)低于0.5m/s。礦井下各類(lèi)巷道的適宜風(fēng)速一般為：階段運(yùn)輸大巷：4.5~5.0m/s；軌道上(下)山、運(yùn)輸上(下)山：3.5~4.5m/s；回風(fēng)上(下)山：4.5~5.5m/s；區(qū)段運(yùn)輸平巷(順槽)：3.0~3.5m/s；區(qū)段回風(fēng)平巷(回風(fēng)順槽)：4.5~5.5m/s；階段回風(fēng)大巷、總回風(fēng)巷：5.5~6.5m/s。三、礦井通風(fēng)阻力計(jì)算在主要通風(fēng)機(jī)整個(gè)服務(wù)期限內(nèi)，礦井通風(fēng)總阻力隨著開(kāi)采深度的增加和走向范圍的擴(kuò)大以及產(chǎn)量提高而增加。為了主要通風(fēng)機(jī)于整個(gè)服務(wù)期限內(nèi)均能在合理的效率范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，在選擇主要通風(fēng)機(jī)時(shí)必須考慮到最大可能的總阻力和最小可能的總阻力，前者對(duì)應(yīng)于主要通風(fēng)機(jī)服務(wù)期限內(nèi)通風(fēng)最困難時(shí)期礦井總阻力，后者對(duì)應(yīng)于通風(fēng)最容易時(shí)期的礦井總阻力，同時(shí)還考慮到自然風(fēng)壓的作用。（一）計(jì)算原則1、在進(jìn)行礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算時(shí)，不要計(jì)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(jì)算。但必須是選擇礦井達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量以后，通風(fēng)容易時(shí)期和通風(fēng)困難時(shí)期的阻力最大風(fēng)路。一般，可在兩個(gè)時(shí)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(zhǎng)、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(shí)期)，從進(jìn)風(fēng)井口到回風(fēng)井口逐段編號(hào)，對(duì)各段井巷進(jìn)行阻力計(jì)算，然后累加起來(lái)得出這兩個(gè)時(shí)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(shí)，則需選擇幾條風(fēng)路，通過(guò)計(jì)算比較選出其中最大值。如果礦井服務(wù)年限較長(zhǎng)，則只計(jì)算頭15～25a的通風(fēng)容易和困難兩個(gè)時(shí)期的井巷通風(fēng)總阻力。2、為了經(jīng)濟(jì)、合理、安全地使用主要通風(fēng)機(jī)，應(yīng)控制h阻難不太大，對(duì)大型礦井不超過(guò)4400Pa，有自燃傾向的礦井不超過(guò)3400Pa。（二）計(jì)算方法沿著上述兩個(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：h摩=a·L·U·Q2/S3(Pa)式中：L、U、S——分別為各井巷的長(zhǎng)度、周長(zhǎng)、凈斷面積(m,m,m2)；a——摩擦阻力系數(shù)，可查閱《煤礦通風(fēng)與安全》一書(shū)的附錄；Q——各井巷和硐室所通過(guò)的風(fēng)量分配值，系根據(jù)前面所計(jì)算的各井巷硐室所需要的實(shí)際風(fēng)量值再乘以K礦(即考慮井巷的內(nèi)部漏風(fēng)和配風(fēng)不均勻等因素)后所求得風(fēng)量值，m3/s。取K礦=1.2將以上計(jì)算結(jié)果填入附表6-2。其總和為總摩擦阻力∑h摩，即是：∑h摩=h1-2+h2-3+……+h-n-(n+1)=h1-2+h2-3+……+h-10-11=291.86Pa式中：h1-2、h2-3、……為各段井巷之摩擦阻力，Pa。因此，全礦總阻力為：(1)通風(fēng)容易時(shí)期的總阻力h阻易為：h阻易=1.2∑h摩易，=1.2×291.86=349.7Pa(2)通風(fēng)困難時(shí)期的總阻力h阻難為：h阻難=1.15∑h摩難Pa。=1.15×493=567Pa式中：1.2、1.15——考慮到風(fēng)路上有局部阻力的系數(shù)。四、主要通風(fēng)機(jī)選型（一）自然風(fēng)壓的計(jì)算礦井冬、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6-2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ρm1和ρm2，用其分別代替上式的ρ1和ρ2，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。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。（二）選擇主要通風(fēng)機(jī)通常用主要通風(fēng)機(jī)的個(gè)體特性曲線來(lái)選擇主要通風(fēng)機(jī)。要保證主要通風(fēng)機(jī)在容易時(shí)期的工作效率不致太低，又能保證主要通風(fēng)機(jī)在困難時(shí)期風(fēng)壓夠用且能有足夠的風(fēng)量，同時(shí)還要考慮自然風(fēng)壓的影響。1、確定主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量通過(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：Q扇=(1.05～1.10)Q礦容易時(shí)Q扇=1.05×28=29.4(m3/s)困難時(shí)Q扇=1.05×36=37.8(m3/s)式中，1.05～1.10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。對(duì)于壓入式：Q扇=(1.10～1.15)Q礦(m3/s)式中，通風(fēng)井無(wú)提升運(yùn)輸任務(wù)時(shí)取1.10，有提升運(yùn)輸任務(wù)時(shí)取1.15。2、確定主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓分別求出通風(fēng)容易和通風(fēng)困難兩個(gè)時(shí)期的主要通風(fēng)機(jī)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(duì)抽出式通風(fēng)礦井：離心式通風(fēng)機(jī)：容易時(shí)期h扇易＝h阻易十hd十hv一HN困難時(shí)期h扇難N＝h阻難十hd十hv+HN式中：hd——通風(fēng)機(jī)裝置阻力，Pa。hv——通風(fēng)機(jī)出口動(dòng)能損失，Pa。軸流式通風(fēng)機(jī)：容易時(shí)期h扇易＝h阻易十hd一HN=349.7+150-50=449.7 Pa困難時(shí)期h扇難＝h阻難十hd十HN=567+150+50=767Pa式中：hd——通風(fēng)機(jī)裝置阻力，取150Pa。HN取50Pa2、選擇主要通風(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(gè)體特性曲線圖表(參看《通風(fēng)安全學(xué)》第四章及附錄Ⅳ、附錄Ⅴ)上選擇合適的主要通風(fēng)機(jī)。3、求通風(fēng)機(jī)的實(shí)際工況點(diǎn)設(shè)計(jì)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(shí)際工況點(diǎn)。1）計(jì)算通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)阻R易=h扇易/Q扇2=449.7/29.4=0.52R難=h扇難/Q扇2=767/37.8=0.54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(shí)際工況點(diǎn)。對(duì)軸流式主要通風(fēng)機(jī)：容易時(shí)期應(yīng)在安裝角θ較小的情況工作，困難時(shí)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(gè)調(diào)整級(jí)差(以2.5°為一個(gè)級(jí)差)確定主要通風(fēng)機(jī)特性曲線。對(duì)離心式主要通風(fēng)機(jī)：容易時(shí)期應(yīng)在轉(zhuǎn)數(shù)較低的情況工作，困難時(shí)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(gè)調(diào)整轉(zhuǎn)數(shù)級(jí)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(mén)增大阻力)確定。選定主要通風(fēng)機(jī)后，將兩個(gè)時(shí)期的主要通風(fēng)機(jī)型號(hào)、動(dòng)輪直徑、動(dòng)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)。型號(hào)動(dòng)輪直徑葉片安裝角轉(zhuǎn)數(shù)風(fēng)壓效率輸入功率(KW)容易時(shí)期BD(K)1539°/27°980449.770﹪28困難時(shí)期BD(K)1545°/33°98076775﹪47（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，=34×570/(1000×0.7)=27.7=28KW=41×860/(1000×0.75)=47KW式中：h扇易’、h扇難’、Q扇’均為實(shí)際工況點(diǎn)的對(duì)應(yīng)參數(shù)η——風(fēng)機(jī)效率，可在風(fēng)機(jī)特性圖上查得。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：=28(kW)式中：η轉(zhuǎn)——傳動(dòng)效率，直接傳動(dòng)時(shí)，η轉(zhuǎn)=1；=1.1×28/0.95=32.4(kW)式中：1.10～1.15——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；η電——電動(dòng)機(jī)效率，一般取0.9～0.95，或在電動(dòng)機(jī)的技術(shù)特征上查得。2、當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)的輸入功率N扇入易<0.6N扇入難時(shí)，則容易時(shí)期用功率較小的電動(dòng)機(jī)，在適當(dāng)時(shí)候換用功率較大的電動(dòng)機(jī)。通風(fēng)容易時(shí)期電動(dòng)機(jī)的輸出功率比例中項(xiàng)式計(jì)算：=√28×47=36.3(kW)=1.3×36.3/0.95=43.2=43(kW)通風(fēng)困難時(shí)期電動(dòng)機(jī)的輸出功率用下式計(jì)算：=47/1=47(kW)=1.1×47/0.95=54.4=54(kW)經(jīng)計(jì)算可知：0.6N=0.67×47=28.227.7＜28.2所以N扇入易<0.6N扇入難選用第二種情況對(duì)于功率在400～500kW以上的主要通風(fēng)機(jī)，宜選用同步電動(dòng)機(jī)，用第一種計(jì)算方法計(jì)算。根據(jù)以上計(jì)算所得出的數(shù)據(jù)，在《電動(dòng)機(jī)技術(shù)手冊(cè)》上選用合適的電動(dòng)機(jī)，并將電動(dòng)機(jī)型號(hào)、轉(zhuǎn)數(shù)、功率等技術(shù)特征列出一覽表。型號(hào)轉(zhuǎn)數(shù)