礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計

2024/12/2第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計2024/12/2第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計第二節(jié)礦井通風(fēng)系統(tǒng)選擇的原則

一、通風(fēng)系統(tǒng)選擇原則在擬定礦井通風(fēng)系統(tǒng)時，應(yīng)嚴(yán)格遵循安全可取、通風(fēng)基建費(fèi)用和經(jīng)營費(fèi)用之總和最低以及便于管理的原則．礦井通風(fēng)網(wǎng)路結(jié)構(gòu)合理：集中進(jìn)、回風(fēng)線路要短，通風(fēng)總阻力要小，多階段同時作業(yè)時，主要人行運(yùn)拖巷道和工作點(diǎn)上的污風(fēng)不串聯(lián)。內(nèi)外部漏風(fēng)少。通風(fēng)構(gòu)筑物和風(fēng)流調(diào)節(jié)設(shè)施及輔扇要少。充分利用一切可用的通風(fēng)并巷，使專用通風(fēng)井巷工程量最小。通風(fēng)動力消耗少，通風(fēng)費(fèi)用低。2024/12/2第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計二、礦井通風(fēng)設(shè)計的要求將足夠的新鮮空氣有效地送到井下工作場所，保證生產(chǎn)和良好的勞動條件；通風(fēng)系統(tǒng)簡單，風(fēng)流穩(wěn)定，易于管理，具有抗災(zāi)能力；發(fā)生事故時，風(fēng)流易于控制，人員便于撤出；有符合規(guī)定的井下環(huán)境及安全監(jiān)測系統(tǒng)或檢測措施；通風(fēng)系統(tǒng)的基建投資省，營運(yùn)費(fèi)用低、綜合經(jīng)濟(jì)效益好。2024/12/2第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計

三、擬定調(diào)風(fēng)系統(tǒng)的幾項具體規(guī)定每個礦井和階段水平之間部必須有兩個安全出口。進(jìn)風(fēng)井巷與采掘工作面的進(jìn)風(fēng)流的粗塵濃度不得大0．5mg／m3：。新設(shè)計的箕斗井和混合井禁止作進(jìn)風(fēng)井；已作進(jìn)風(fēng)井的箕斗井和混合井必須采取凈化措施，使近風(fēng)流的含塵量達(dá)到上述要求。主要回風(fēng)井巷不得作人行道，井口進(jìn)風(fēng)不得受礦塵和有毒有害氣體污染，井口排風(fēng)不得造成公害。2024/12/2第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計5礦井有效風(fēng)量率應(yīng)在60％以上。6采場、二次破碎巷遭和電耙道，應(yīng)利用貫穿風(fēng)流通風(fēng)，電耙司機(jī)應(yīng)位于風(fēng)流的上風(fēng)側(cè)，有污風(fēng)皋聯(lián)時，應(yīng)禁止人員作業(yè)。7井下破碎嗣室和炸藥庫，必須沒有獨(dú)立的回風(fēng)道8主扇一般應(yīng)設(shè)反風(fēng)裝置，風(fēng)量＞60％。要求10min內(nèi)實現(xiàn)反風(fēng)。2024/12/2第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計選擇通風(fēng)系統(tǒng)時，應(yīng)根據(jù)礦體賦存條件和開采特點(diǎn)，選取幾個可行方案進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，擇優(yōu)選出。通風(fēng)系統(tǒng)方案技術(shù)比較的主要內(nèi)容：

(1)通風(fēng)系統(tǒng)的安全可靠性。

(2)通風(fēng)網(wǎng)路的復(fù)雜程度、串聯(lián)污染的可能性、風(fēng)流控制的難易。

(3)礦井風(fēng)壓大小及風(fēng)壓分布、高風(fēng)壓區(qū)通風(fēng)構(gòu)筑物的數(shù)量及其對礦井漏風(fēng)量大小的影響。

(4)礦井主要風(fēng)流控制設(shè)施的位置、對生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)挠绊懞凸芾淼碾y易程度（5）主扇位置、安裝、供電、維護(hù)檢修的方便程度。（6）通風(fēng)管理人員數(shù)量2024/12/2第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計通風(fēng)系統(tǒng)方案經(jīng)濟(jì)比較的主要內(nèi)容：

(1)通風(fēng)井巷工程量、主要構(gòu)筑物的工程量。

(2)礦并通風(fēng)設(shè)備數(shù)量及裝機(jī)容量。（3)礦井通風(fēng)基建投資（4)電力消耗。

(5)年經(jīng)營費(fèi)用(電力、工資、材料等）2024/12/2第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計第三節(jié)全礦所需風(fēng)量計算一、全礦總風(fēng)量計算根據(jù)金屬礦山生產(chǎn)特點(diǎn)，全礦所需總風(fēng)量應(yīng)為各工作面需風(fēng)量與需要獨(dú)立通風(fēng)硐室的風(fēng)量之總和，并給予一定的備用系數(shù)。全礦總風(fēng)量可按下式計算：

2024/12/2第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計式中QS—回采工作面所需風(fēng)量，；

Q’S—備用回采工作面所需風(fēng)量，對于能夠臨時密閉的備用工作面其風(fēng)量可取作業(yè)工作面的一半。

Qd—掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量；

Qr—要求獨(dú)立風(fēng)流的硐室所需風(fēng)量；

QH—其他需風(fēng)點(diǎn)如主溜礦井所需風(fēng)量；

K—礦井風(fēng)量備用系數(shù)。2024/12/2第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計1回采工作需風(fēng)量A按排炮煙計算：式中V0—采場通風(fēng)空間體積，；

V1—全巷道空間體積，包括及下風(fēng)側(cè)排風(fēng)巷道；

A—一次爆破的炸藥量，；

t—通風(fēng)時間，秒,一般取1200~2400秒。2024/12/2第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計B.按排塵計算風(fēng)量按照《冶金礦山安全規(guī)程》規(guī)定回采工作面的最低排塵風(fēng)速為0.25m/s，巷道型采場的斷面為S，故每個采場所需風(fēng)量為Q=Sv2備用回采工作面所需風(fēng)量為：

2024/12/2第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計3掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量

掘進(jìn)工作面包括開拓、采準(zhǔn)和切割工作面，掘進(jìn)通風(fēng)一般采用壓入式通風(fēng)，其所需風(fēng)量計算公式為：

lr—巷道長度

2024/12/2第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計4獨(dú)立風(fēng)流的硐室所需風(fēng)量

2024/12/2第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計二、按萬噸風(fēng)量比校核礦井總風(fēng)量依據(jù)以下計算公式可以校核礦井總風(fēng)量：

式中：A—礦井年產(chǎn)量，萬噸，

q—萬噸風(fēng)量比，米3/秒/萬噸，2024/12/2第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計表年產(chǎn)量萬噸風(fēng)量比分類萬噸風(fēng)量比（m3/s/萬t）分類萬噸風(fēng)量比（m3/s/萬t）小型礦山２－４.５大型礦山１.２－３.５中型礦山１.５－４.０特大型礦山１－２.５2024/12/2第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計第四節(jié)礦井風(fēng)量分配

一、風(fēng)量分配的原則

(1)回采工作面的風(fēng)量應(yīng)按照排煙或排塵風(fēng)量中取較大者來進(jìn)行分配，掘進(jìn)工作面應(yīng)按局部通風(fēng)風(fēng)員計算值進(jìn)行分配。為保證風(fēng)流質(zhì)量應(yīng)避免各采掘工作面串聯(lián)通風(fēng)。

(2)備用工作面風(fēng)量控回采工作面風(fēng)雖的一半進(jìn)行分配。

2024/12/2第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(3)并下炸藥庫、破碎洞室和主溜井處應(yīng)獨(dú)立通風(fēng)，回風(fēng)流應(yīng)直接導(dǎo)入總回風(fēng)道或直通地表，否則必須采取凈化措施。(4)礦井通風(fēng)系統(tǒng)為多井口進(jìn)風(fēng)時，各進(jìn)風(fēng)風(fēng)路的風(fēng)量應(yīng)按風(fēng)雖自然分配的規(guī)律進(jìn)行解算，求出備進(jìn)風(fēng)風(fēng)路自然分配的風(fēng)置。(5)在所有需風(fēng)點(diǎn)和有風(fēng)流通過的井巷中，風(fēng)速必須符合安全規(guī)程規(guī)定。2024/12/2第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計井巷最高允許風(fēng)速表井巷名稱最高允許風(fēng)速（m/s)井巷名稱最高允許風(fēng)速（m/s)專用風(fēng)井、風(fēng)硐15主要進(jìn)風(fēng)巷8專用物料提升井12運(yùn)輸巷道6人員材料提升井8采場、采準(zhǔn)巷道4風(fēng)橋102024/12/2第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計1．新建礦井的風(fēng)量分配在新建礦井通風(fēng)設(shè)計中，礦井的漏風(fēng)地點(diǎn)和漏風(fēng)員難以確切估計，只能根據(jù)經(jīng)驗作概略的估算。即根據(jù)礦井主要漏風(fēng)地點(diǎn)的位置、對礦井通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)段、需風(fēng)段和回風(fēng)段的影響，而考慮在需風(fēng)量的基礎(chǔ)上分別乘以風(fēng)量備用系數(shù)的全部、部分或不乘，一般來說壓入式通風(fēng)系統(tǒng)中，主要漏風(fēng)地點(diǎn)在進(jìn)風(fēng)段，抽出式通風(fēng)系統(tǒng)中，主要漏風(fēng)地點(diǎn)在回風(fēng)段。2024/12/2第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)風(fēng)段是指由進(jìn)風(fēng)井口到回采階段最前面一個采場進(jìn)風(fēng)天井為止的那一區(qū)段的所有井巷。回風(fēng)段是指由回采階段最后面一個采場岡風(fēng)天井口到回風(fēng)井口的那一區(qū)段。階段中部整個開采區(qū)間均為需風(fēng)段。2024/12/2第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行風(fēng)且分配時，應(yīng)將各井巷的風(fēng)量值一一標(biāo)在通風(fēng)系統(tǒng)圖和通風(fēng)網(wǎng)路結(jié)構(gòu)示意圖上。漏風(fēng)風(fēng)路可用一條通大氣的插入線表示。壓入式通風(fēng)階在進(jìn)風(fēng)段的終點(diǎn)上畫一漏風(fēng)風(fēng)路引到地表，抽出式通風(fēng)時，在回風(fēng)段的始點(diǎn)上畫一漏風(fēng)風(fēng)路連通地表大氣：并標(biāo)出漏風(fēng)量，使回路保持風(fēng)量平衡．2024/12/2第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計2024/12/2第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計第五節(jié)礦井通風(fēng)總阻力計算

礦井總阻力：風(fēng)流從進(jìn)風(fēng)井口到扇風(fēng)機(jī)風(fēng)硐出口（抽出式通風(fēng)）或由扇風(fēng)機(jī)風(fēng)硐到回風(fēng)井口（壓入式）沿任意一條風(fēng)路流動途中所產(chǎn)生的摩擦阻力和局部阻力之和。2024/12/2第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計一礦井通風(fēng)總阻力計算原則1、礦井通風(fēng)設(shè)的總阻力，不應(yīng)超過3000Pa。2、礦井井巷的局部阻力，新建礦井按井巷摩擦阻力的20%計算，2024/12/2第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計二、礦井通風(fēng)總阻力計算

對于礦井有兩臺或多臺風(fēng)主要通風(fēng)機(jī)工作，礦井通風(fēng)阻力按每臺主要通風(fēng)機(jī)所服務(wù)的系統(tǒng)分別計算。礦井通風(fēng)系統(tǒng)總阻力最小時稱通風(fēng)容易時期。通風(fēng)系統(tǒng)總阻力最大時亦稱為通風(fēng)困難時期。對于通風(fēng)困難和容易時期，要分別畫出通風(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)路的阻力計算礦井總阻力。2024/12/2第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計2024/12/2第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計計算方法：

沿著風(fēng)流總阻力最大路線，依次計算各段摩擦阻力hf，然后分別累計得出容易和困難時期的總摩擦阻力hf1和hf2。通風(fēng)容易時期總阻力：

通風(fēng)困難時期總阻力：

hf

按下式計算：

式中2024/12/2第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計2024/12/2第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計第六節(jié)礦井通風(fēng)設(shè)備的選擇

礦井通風(fēng)設(shè)備是指主要通風(fēng)機(jī)和電動機(jī)。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，其中一套作備用。

2、選擇通風(fēng)設(shè)備應(yīng)滿足第一開采水平各個時期工況變化，并使通風(fēng)設(shè)備長期高效率運(yùn)行。

3、風(fēng)機(jī)能力應(yīng)留有一定的余量。2024/12/2第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計二、主要通風(fēng)機(jī)的選擇

1、計算通風(fēng)機(jī)風(fēng)量Qf

式中Qf—主要通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)量，m3/s;Qm—礦井需風(fēng)量，m3/s；

k——漏風(fēng)損失系數(shù)，風(fēng)井不提升用時取1.1；箕斗井兼作回硯用時取1.15；回風(fēng)回升降人員時取1.2。2024/12/2第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計2、計算通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓離心式通風(fēng)機(jī)（提供的大多是全壓曲線）：容易時期

困難時期軸流式通風(fēng)機(jī)（提供的大多是靜壓曲線）：容易時期

困難時期2024/12/2第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計

ham－－通風(fēng)系統(tǒng)的總阻力；

hd－－通風(fēng)機(jī)附屬裝置（風(fēng)硐和擴(kuò)散器）的阻力；

hvd

－－擴(kuò)散器出口動能損失；ＨN－－自然風(fēng)壓，當(dāng)自然風(fēng)壓與通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓作用相同時取“+”；自然風(fēng)壓與通風(fēng)機(jī)負(fù)壓作用反向時取“-”。2024/12/2第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計3、初選通風(fēng)機(jī)根據(jù)計算的礦井通風(fēng)容易時期通風(fēng)機(jī)的Qf、Hsdmin(或Htdmin)和礦井通風(fēng)困難通風(fēng)機(jī)的Qf、Hsdmax(或Htdmax)在通風(fēng)機(jī)特性曲線上，選出滿足礦井通風(fēng)要求的通風(fēng)機(jī)。4、求通風(fēng)機(jī)的實際工況點(diǎn)因為根據(jù)Qf、Hsdmin(或Htdmin)和Qf、Hsdmax(或Htdmax)確定的工況點(diǎn)，但設(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)。：

2024/12/2第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計步驟1）計算通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)阻用靜壓特性曲線時：用全壓特性曲線時：2024/12/2第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計2）確定通風(fēng)機(jī)的實際工況點(diǎn)在通風(fēng)機(jī)特性曲線上作通風(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)。Q(m3/s)H(Pa)(Hmin,Qfmin)(Hmax,Qfmax)RmaxRminMmaxMmin2024/12/2第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計2024/12/2第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計5、確定通風(fēng)的型號和轉(zhuǎn)速根據(jù)通風(fēng)機(jī)的工況參數(shù)（Qf

、Hsd

、η、N）對初選的通風(fēng)機(jī)進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和安全性比較，最后確定通風(fēng)機(jī)的型號和轉(zhuǎn)速。2024/12/2第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計

6、電動機(jī)選擇（１）通風(fēng)機(jī)的輸入功率按通風(fēng)容易和困難時期，分別計算風(fēng)所需的輸入功率Nmin，Ｎmax。

2024/12/2第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計（２）、電動機(jī)的臺數(shù)及種類電機(jī)功率計算：

2024/12/2第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計第七節(jié)通風(fēng)井巷經(jīng)濟(jì)斷面的選擇2024/12/2第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計經(jīng)濟(jì)風(fēng)速專用通風(fēng)井巷可以用經(jīng)濟(jì)風(fēng)速來計算經(jīng)濟(jì)斷面2024/12/2第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計六、概算礦井通風(fēng)費(fèi)用