礦井通風(fēng)與安全課程設(shè)計

1、<p><b>　　礦井概況</b></p><p><b>　　1 地質(zhì)概況</b></p><p>　　該礦地處平原、地面標(biāo)高＋150m，井田走向長度5km，傾斜方向長度3.3km。井田上界以標(biāo)高－165m為界，下界以標(biāo)高－1020m為界，兩邊以斷層為界，井田內(nèi)煤層賦存穩(wěn)定，井田可采儲量約1.08億噸。根據(jù)開采條件，煤炭供求狀況及“

2、規(guī)程”規(guī)定，確定此礦為年產(chǎn)150萬噸的大型礦井，服務(wù)年限為72年。</p><p>　　井田內(nèi)有兩個開采煤層，為k1、k2，在井田范圍內(nèi)，煤層賦存穩(wěn)定，煤層15°，各煤層厚度、間距及頂?shù)装鍘r性參見地層概況簡圖（詳見下圖1）。礦井相對瓦斯涌出量為6.6m3/T，煤層有自然發(fā)火危險，發(fā)火期為16－18個月，煤塵有爆炸性，爆炸指數(shù)為36％。</p><p>　　表1-1 綜合柱狀圖&

3、lt;/p><p>　　2．礦井開拓方式及開采方法</p><p>　　采用立井多水平上下山開拓，由于本礦井型為150萬噸/a,屬于大型礦井，而且地處平原，井田走向長度5千米，傾斜方向長度3.3千米。為了方便安排礦井運輸和提升系統(tǒng)，滿足礦井的生產(chǎn)能力的要求，所以決定開鑿一個主井和一個副井，主井為箕斗井提煤用，副井為罐籠井升降人員、材料、矸石，也作為進風(fēng)井用，并設(shè)有梯子間。</p>

4、<p>　　第一水平標(biāo)高－380m，傾斜長為825×2m，服務(wù)年限為27年，因走向較短，兩翼各布置一個采區(qū)。每個采區(qū)上山部分和下山部分各分為五個區(qū)段回采。每采區(qū)各布置一個綜采工作面和一個高檔普采工作面，工作面長度150m，區(qū)段平巷及區(qū)段煤柱15m，采區(qū)巷道采用集中聯(lián)合布置。</p><p>　　采區(qū)軌道上山均布置在k2煤層的底板穩(wěn)定細(xì)砂石中，區(qū)段回風(fēng)平巷與運輸上山，區(qū)段運輸平巷與軌道上山采用

5、石門連接，為了保證生產(chǎn)正常接替，前期東西兩翼各安排兩個獨立通風(fēng)的煤層平巷掘進頭，后期東西兩翼各安排兩個獨立通風(fēng)的煤層平巷掘進頭和一個巖石下山掘進頭。西兩翼各有一個絞車房、變電所、火藥庫，亦需獨立通風(fēng)。主井為箕斗井提煤用，副井為罐籠井升降人員、材料、矸石，進風(fēng)用，并設(shè)梯子間。</p><p>　　礦井工作制：除綜采工作面采用4－6工作制外，其它均采用三八工作制。</p><p>　　井下同時

6、作業(yè)的最多人數(shù)為700人，綜采工作面同時作業(yè)最多人數(shù)40人，高檔普采工作面同時作業(yè)最多人數(shù)60人。</p><p>　　二 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇</p><p>　　礦井通風(fēng)系統(tǒng)包括：通風(fēng)方式（進、出風(fēng)井的布置方式）；通風(fēng)方法（礦井主通風(fēng)機的工作方法）；通風(fēng)網(wǎng)路。</p><p><b>　　1 通風(fēng)方式的確定</b></p>&

7、lt;p>　　通風(fēng)方式一般可分為中央式，對角式，混合式三種?，F(xiàn)分別分析如下，并從技術(shù)和經(jīng)濟兩方面比較其優(yōu)缺點，擇優(yōu)選用。</p><p><b>　　1.1中央式</b></p><p><b>　　中央并列式</b></p><p>　　在地形條件許可時，進風(fēng)井和出風(fēng)井大致并列在井田走向的中央，二井底都開掘到第一水

8、平，主要通風(fēng)機設(shè)在出風(fēng)井的井口附近，將污風(fēng)抽到地表，出風(fēng)井的井底必須和總進風(fēng)流隔開，出風(fēng)井的井口一般用防爆門緊閉；還要在巖石中做條回風(fēng)石門m—n，煤層傾角越大、總回風(fēng)石門越短，反之越長。</p><p>　　圖2-1 中央并列式</p><p>　　注：用斜井開拓時，可以大致在走向的中央開掘一對并列斜井。</p><p>　　中央并列式的適用條件</p

9、><p>　　煤層傾角大、埋藏深，但走向長度不大(≤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。這種通風(fēng)方式(和其它方式相比)，盡管存在著風(fēng)路較長，阻力較大，采空區(qū)的漏風(fēng)較大的缺點，但對于瓦斯、自然發(fā)火不嚴(yán)重的礦井來說，這并不很重要。同時，由于產(chǎn)生的阻力較大，通風(fēng)電力費較大，進風(fēng)與出風(fēng)兩井筒之間的漏風(fēng)較大，箕斗井回風(fēng)時外部漏風(fēng)較大等，這些缺點對走向不大的礦井來說也不是一個很大的問題。相反

10、，由于煤層傾角大，總回風(fēng)石門長度小，開掘費小，兩個井筒(立井或斜井)集中，便于開掘，開掘費也較少，便于貫通，建井期限較短，采用中央并列式通風(fēng)方式，具有初期投資較少、出煤較快的優(yōu)點。同時它的護井煤柱較小，且便于延深井筒，為深部通風(fēng)的準(zhǔn)備工作提供有利條件。</p><p>　　3）中央分列式(又名中央邊界式)</p><p>　　進風(fēng)井大致位于井田走向的中央，出風(fēng)井大致位于井田淺部邊界沿走向的

11、中央，在沿傾斜方向上，出風(fēng)井和進風(fēng)井相隔—段距離，出風(fēng)井的井底高于進風(fēng)井的井底，主要通風(fēng)機設(shè)在出風(fēng)井口附近；在井田走向的中央開鑿主井和副井。</p><p>　　圖2-2 中央分列式</p><p>　　中央分列式的適用條件</p><p>　　一般地說，這種通風(fēng)方式適用于煤層傾角較小，埋藏較淺，走向長度不大(≤4km) ，而且瓦斯，自然發(fā)火比較嚴(yán)重的新建礦井。與

12、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，有時初期投資稍大(多打一個出風(fēng)井，少掘一條總回風(fēng)石門)，但相差不懸殊。如果中央有兩個井筒，以后在延深井筒、做深部通風(fēng)的準(zhǔn)備工作時，也就不會困難，這種方式由于多打一個直通地面的回風(fēng)井，所以礦井的通風(fēng)阻力較小，內(nèi)部漏風(fēng)小，這對于瓦斯，自然發(fā)火的管理工作是比較有利的，增加了一個安全出口，工業(yè)廣場設(shè)有主要通風(fēng)機的噪音影響，從回風(fēng)系統(tǒng)鋪設(shè)防塵灑水管路系統(tǒng)都比較方便。</p>&

13、lt;p><b>　　1.2 對角式</b></p><p><b>　　1) 兩翼對角式</b></p><p>　　進風(fēng)井筒大致位于井田走向的中央，兩個出風(fēng)井筒分別位于兩翼邊界采區(qū)中央的淺部，主要通風(fēng)機設(shè)在出風(fēng)井口附近。為了開采深水平，有時把兩翼風(fēng)井設(shè)在兩翼沿傾斜的中央和沿走向的邊界附近。用斜井和平峒開拓時，可把下圖中的立井改為斜井和平

14、峒。</p><p>　　圖2-3 兩翼對角式 </p><p>　　2) 兩翼對角式適用條件</p><p>　　一般認(rèn)為，這種布置方式(指對角風(fēng)井位于淺部邊界附近者)適用于煤層走向較大(超過4km)、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。它的優(yōu)缺點，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。如果能夠進行相向掘進，就能

15、適當(dāng)減輕建井期限長，投產(chǎn)較晚的缺點。有些瓦斯等級不高，但煤層走向較長、產(chǎn)量較大的新礦井，也可采用這種通風(fēng)方式。 </p><p><b>　　3)分區(qū)對角式</b></p><p>　　進風(fēng)井大致位于井田走向的中央，在每個采區(qū)各掘一個小回風(fēng)井，并分別安設(shè)抽出式分區(qū)主要通風(fēng)機，可不必做總回風(fēng)道。在圖9—5中也可以用斜井代替立井，或者進風(fēng)用垂直于走向(或平行于走向)的平峒

16、，出風(fēng)用斜井；或者進風(fēng)和出風(fēng)都用平峒。 </p><p>　　圖2-4 分區(qū)對角式</p><p>　　4)分區(qū)對角式適用條件</p><p>　　煤層距地表淺，或因地表高低起伏較大，無法開掘淺部的總回風(fēng)道(因會穿出地面)，在此條件下，開采第一水平時，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。每個采區(qū)各有獨立的通風(fēng)路線，互不影響，是這種通風(fēng)方式的主

17、要優(yōu)點。</p><p><b>　　1.3 混合式</b></p><p>　　進風(fēng)井與出風(fēng)井由三個以上井筒按上述各種方式混合組成，其中有中央分列與兩翼對角混合式和中央并列與中央分列混合式等。以中央分列與兩翼對角混合式通風(fēng)系統(tǒng)為例簡單說明。</p><p>　　1) 中央分列與兩翼對角混合式</p><p>　　為了縮

18、短基建時間，在初期采用中央分列式通風(fēng)系統(tǒng)，隨著生產(chǎn)的發(fā)展，當(dāng)開采到兩翼邊界時，則用中央分列與兩翼對角混合式的通風(fēng)系統(tǒng)?？傊?，要在初期通風(fēng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，根據(jù)煤層賦存條件和生產(chǎn)發(fā)展情況等進行分析確定。 </p><p>　　圖2-5 中央分列與兩翼對角混合式</p><p>　　2) 混合式適用條件</p><p>　　這種通風(fēng)方式適用于井田范圍大，多煤層，多水平開采的

19、礦井。大多用于老礦井的改造和擴建。</p><p>　　◆◆◆ 確定通風(fēng)方式并做技術(shù)比較</p><p>　　根據(jù)礦井概況可知該礦井的年產(chǎn)量為150萬噸的大型礦井，由于該井田走向長度為5KM，大于中央并列式走向長度不大于4KM的設(shè)計要求，且該井田的瓦斯相對涌出量為6.6 m3/T屬于低瓦斯礦井，井田上部標(biāo)高-165m屬埋藏較淺的礦井，初期考慮中央分列式通風(fēng)方式和兩翼對角式作比較：</

20、p><p><b>　　1） 技術(shù)比較：</b></p><p>　　中央邊界式使用于走向不大的礦井（井田長度小于4000米），兩翼對角式適合于走向較大、井型較大的礦井，與中央邊界式相比，安全性更好，多一個通往地面的安全出口，發(fā)生事故時兩翼不相互影響，便于控制通風(fēng)，阻力較小。</p><p><b>　　2） 經(jīng)濟比較：</b>

21、;</p><p>　　因進風(fēng)、采掘、運輸部分所需費用相差不大，主要考慮回風(fēng)部分的費用。</p><p>　　風(fēng)井的斷面為12.8，總回風(fēng)平巷的斷面為9.62，故假設(shè)開掘1m總回風(fēng)平巷需5000元，1m風(fēng)井需6500元，兩翼對角式風(fēng)機一臺200萬元，中央邊界式風(fēng)機一臺300萬元。</p><p>　　故在不考慮通風(fēng)電費和井巷的維修費的條件下</p>&

22、lt;p>　　采用中央邊界式通風(fēng)系統(tǒng)時回風(fēng)部分的費用為：</p><p>　　1245×2×0.5+（165+150）×0.65+300=1749.75萬元</p><p>　　采用兩翼對角式通風(fēng)系統(tǒng)時回風(fēng)部分的費用為：</p><p>　?。?65+150）×0.65×2+200×2=809.5萬元

23、</p><p>　　綜上分析，應(yīng)選用兩翼對角式的通風(fēng)方式。</p><p><b>　　2．通風(fēng)方法的確定</b></p><p>　　通風(fēng)方法，即礦井主通風(fēng)機的工作方法。煤礦主要通風(fēng)機的工作方法基本上分為抽出式與壓入式兩種。</p><p><b>　　兩種方法的比較：</b></p>

24、;<p><b>　　1) 抽出式</b></p><p>　　抽出式通風(fēng)是主要通風(fēng)機安裝在回風(fēng)井口，在抽出式通風(fēng)機的作用下，整個礦井通風(fēng)系統(tǒng)處于低于當(dāng)?shù)卮髿鈮旱母眽籂顟B(tài)。</p><p>　　抽出式優(yōu)點：井下風(fēng)流處于負(fù)壓狀態(tài)，當(dāng)主扇因故停止運轉(zhuǎn)時，井下的風(fēng)流壓力提高可能使采空區(qū)瓦斯涌出量減少，比較安全；漏風(fēng)量小，通風(fēng)管理較簡單；與壓入式比，不存在過渡到

25、下水平時期通風(fēng)系統(tǒng)和風(fēng)量變化的困難。</p><p>　　抽出式缺點：當(dāng)?shù)孛嬗行「G塌陷區(qū)井和采區(qū)溝通時，抽出式會不小窯積存的有害氣體抽到井下使有礦井效風(fēng)量減少。主要通風(fēng)機使井下風(fēng)流處于負(fù)壓狀態(tài)。一旦主要通風(fēng)機因故停止運轉(zhuǎn)，井下風(fēng)流的壓力提 高，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量減少，比較安全；壓入式主要通風(fēng)機使井下風(fēng)流處于正壓狀態(tài)，當(dāng)主要通風(fēng)機停轉(zhuǎn)時，風(fēng)流壓力降低，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量增加。</p>&l

26、t;p><b>　　2) 壓入式</b></p><p>　　壓入式通風(fēng)是主要通風(fēng)機安裝在進風(fēng)井口，作壓入式工作，井下風(fēng)流處于正壓狀態(tài)。 </p><p>　　在低瓦斯礦的第一水平，礦井地面地形復(fù)雜、高差起伏，無法在高山上設(shè)置扇風(fēng)機。總回風(fēng)巷無法連通或維護困難的條件下選用。</p><p>　　優(yōu)缺點：1.壓入式的優(yōu)缺點與抽出式相反，能

27、用一部分回風(fēng)把小窯塌陷區(qū)的有害氣體壓入到地面；2.進風(fēng)線路漏風(fēng)大,管理困難；3.風(fēng)阻大、風(fēng)量調(diào)節(jié)困難；4.由第一水平的壓入式過渡到深部水平的抽出式有一定的困難；5.通風(fēng)機使井下風(fēng)流處于正壓狀態(tài)，當(dāng)通風(fēng)機停止運轉(zhuǎn)時，風(fēng)流壓力降低，有可能使采空區(qū)瓦斯涌量增加。</p><p>　　因此，正因為抽出式有著獨自的優(yōu)點，井下風(fēng)流處于負(fù)壓狀態(tài)，當(dāng)主要通風(fēng)機因故停止運轉(zhuǎn)時，井下的風(fēng)流壓力提高可能使采空區(qū)沼氣涌出量減少，比較安全

28、；漏風(fēng)量小，通風(fēng)管理較簡單。由于該礦井采用上下山交替開采，抽出式與壓入式相比，不存在過渡到下水平時期通風(fēng)系統(tǒng)和風(fēng)量變化的困難。因此本設(shè)計選用抽出式通風(fēng)方法。</p><p>　　三 采區(qū)通風(fēng)方式的確定</p><p>　　采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)是礦井的基本組成部分，它包括采區(qū)進回風(fēng)和工作面進回風(fēng)巷道的布置方式，采區(qū)通風(fēng)路線的連接方式以及采區(qū)通風(fēng)設(shè)備的和通風(fēng)構(gòu)筑物的設(shè)置等基本內(nèi)容。</p&g

29、t;<p>　　一般可以采用兩種方式：軌道上山進風(fēng)，運輸上山回風(fēng)；運輸上山進風(fēng)，軌道上山回風(fēng)。</p><p>　　這兩種通風(fēng)方式的比較：</p><p>　　軌道上山進風(fēng)，新鮮風(fēng)流不受煤炭釋放的瓦斯、煤塵污染及放熱影響。軌道上山的絞車房易于通風(fēng)，變電所設(shè)在兩上山之間，在回風(fēng)處設(shè)調(diào)節(jié)風(fēng)窗，利用兩上山間風(fēng)壓差通風(fēng)。</p><p>　　運輸上山進風(fēng)，由于

30、風(fēng)流方向與運煤方向相反，容易引起煤塵飛揚，煤炭在運輸過程中釋放的瓦斯，可使風(fēng)流的瓦斯和煤塵濃度增大，影響工作面的安全衛(wèi)生條件，輸送機設(shè)備所散發(fā)的熱量，使進風(fēng)流溫度升高。此外，需在軌道上山的下部車場內(nèi)安設(shè)風(fēng)門，運輸?shù)V車來往頻繁，需要加強管理，防止風(fēng)流短路。</p><p>　　因此，該礦上山開采采用軌道上山通風(fēng)，下山開采采用軌道下山進風(fēng)，同時上山部分采用軌道上山和運輸上山同時回風(fēng)，這樣可以大大降低阻力。</p

31、><p>　　四 采煤工作面通風(fēng)方式的確定</p><p>　　采煤工作面的通風(fēng)方法視甲烷涌出量、開采工作條件和開采技術(shù)而異，按工作面進、回風(fēng)巷的數(shù)量和位置，可分為U型、E型、W型、Z型等通風(fēng)方式，其中U型應(yīng)用最為廣泛。</p><p>　　根據(jù)礦井開采設(shè)計圖紙，本礦井采用的就是U型通風(fēng)方式，U型通風(fēng)方式是指采煤工作面有二條巷道，一條為進風(fēng)巷，一條為回風(fēng)巷，上行通風(fēng)時

32、，其下順槽為進風(fēng)巷，上順槽為回風(fēng)巷，下行通風(fēng)是則相反。</p><p>　　U型通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)點是：布置方便，通風(fēng)簡單，工作面可采用后退式回采。上、下順槽在煤體中維護，漏風(fēng)量小，風(fēng)流流動為上行方向，上、下順槽布置于煤體中，漏風(fēng)量??；瓦斯自然流動方向和風(fēng)流方向一致，有利于較快降低工作面瓦斯?jié)舛?。這種通風(fēng)方式如果瓦斯不太大，工作面通風(fēng)能滿足要求即可采用。</p><p>　　五 通風(fēng)容易時期和通

33、風(fēng)困難時期采煤方案的確定</p><p>　　1 通風(fēng)容易時期和通風(fēng)困難時期的定義</p><p>　　在礦井通風(fēng)系統(tǒng)總阻力最小時稱通風(fēng)容易時期，通風(fēng)系統(tǒng)總阻力最大時稱通風(fēng)困難時期。</p><p>　　2 　容易時期的采煤方案：</p><p>　　開采第一水平采區(qū)上山最上邊區(qū)段煤層的2個綜采工作面和1個高檔普采工作面，具體開采情況是：西

34、翼兩個工作面全部開采，即1個綜采工作面和1個高檔普采工作面；東翼開采1個綜采工作面，另外一個高檔普采面作為準(zhǔn)備面。</p><p>　　由任務(wù)書知：綜采工作面、高檔普采工作面在k1煤層時產(chǎn)量分別為1620噸/日 、1080噸/日,則采這三個工作面年產(chǎn)為：</p><p>　?。?×1620+1080）×330=1425600噸=142.56萬噸</p>&

35、lt;p>　　煤層煤的密度為：ρ=m/v=1620/(150×6×0.6×2.4)=1.25 </p><p>　　區(qū)段平巷及區(qū)段煤柱寬15m，綜采工作面區(qū)段平巷寬5m，普采工作面區(qū)段平巷寬3.5m，故可以算出采掘東、西兩翼煤巷獨立掘進頭采煤量：（假設(shè)一年可以采掘出下一區(qū)段所有的煤巷獨立掘進頭）</p><p>　　采掘東、西兩翼煤巷獨立掘進頭采出煤

36、的體積為：</p><p>　　2×2×（1245×3.5×2.4+1255×5×2.4）=102072 </p><p><b>　　采煤量為：</b></p><p>　　m=ρ×v=1.25×102072=127590噸=12.759萬噸</p>

37、;<p>　　所以按照上述的采煤方案年產(chǎn)量為：</p><p>　　142.56+12.759=155.319萬噸 </p><p>　　此采煤方法符合“年產(chǎn)150萬噸”的要求，故此采煤方法是可行的。</p><p>　　3 困難時期的采煤方案：</p><p>　　開采第一水平采區(qū)下山最下邊區(qū)段煤層的2個綜采工作面和1個高

38、檔普采工作面，具體開采情況是：西翼兩個工作面全部開采，即1個綜采工作面和1個高檔普采工作面；東翼開采1個綜采工作面，另外一個高檔普采面作為準(zhǔn)備面。</p><p>　　由任務(wù)書知：綜采工作面、高檔普采工作面在k1煤層時產(chǎn)量分別為1935噸/日 、1290噸/日,則采這三個工作面年產(chǎn)為：</p><p>　?。?×1935+1290）×330=1702800噸=170.2

39、8萬噸</p><p>　　此采煤方法也符合“年產(chǎn)150萬噸”的要求，雖然超產(chǎn)較大，但符合我國現(xiàn)在能源需求量大的現(xiàn)狀，符合“高產(chǎn)高效”的能源方針，故此采煤方法也是可行的。</p><p>　　礦井通風(fēng)容易和困難時期的通風(fēng)系統(tǒng)立體圖見附圖3、4。</p><p><b>　　六 通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)</b></p><p>　　通風(fēng)

40、網(wǎng)絡(luò)圖分為容易時期和困難時期兩部分，詳見附圖１，圖２。</p><p>　　七 各用風(fēng)地點的供風(fēng)量和礦井總用風(fēng)量</p><p>　　1 各用風(fēng)地點需風(fēng)量計算公式或經(jīng)驗數(shù)值部分：</p><p>　　在本設(shè)計中礦井總風(fēng)量按采煤、掘進、峒室及其它地點實際需要風(fēng)量的總和計算：</p><p>　　×K （6—1）

41、</p><p>　　式中：——采煤工作面實際需要風(fēng)量的總和， </p><p>　　——掘進工作面實際需要風(fēng)量的總和， </p><p>　　——硐室實際需要風(fēng)量的總和， </p><p>　　——礦井除了采煤、掘進和硐室地點外的其它井巷需要進行通風(fēng)和， </p><p>　　K——礦

42、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，一般可取K=1.15-1.25</p><p>　　1） 采煤實際需要風(fēng)量，應(yīng)按礦井各個采煤工作面實際需要風(fēng)量的總和計算：</p><p>　　各個采煤工作面實際需要風(fēng)量，應(yīng)按瓦斯、二氧化碳涌出量、爆破后的有害氣體產(chǎn)生量、工作面的氣溫和風(fēng)速以及人數(shù)等因素分別進行計算后，采取其中最大值。</p><p>　　采煤工作面有

43、串聯(lián)通風(fēng)時，應(yīng)按其中一個采煤工作面實際需要的最大風(fēng)量計算。備用工作面亦應(yīng)滿足瓦斯、二氧化碳、氣溫和風(fēng)速等規(guī)定計算風(fēng)量，且不得低于其采煤時的實際需要風(fēng)量的50%。</p><p>　?。?）按瓦斯涌出量計算：</p><p>　　， （6—2）</p><p>　　式中：——第i個采煤工作面的瓦斯絕對涌出量，</p><p>　　

44、——第i個采煤工作面的瓦斯絕對涌出不均勻系數(shù)，它是各個采煤工作面瓦斯絕對涌出量的最大值與其平均值之比，須在各個工作面正常生產(chǎn)條件下，至少進行5晝夜的觀測，得出5個比值，取其最大值。通常機采工作面可取=1.2~1.6；炮采工作面可取=1.4~2。</p><p>　　總進風(fēng)量按二氧化碳涌出量的計算可參照瓦斯涌出量的計算方法。</p><p>　?。?）按工作面溫度計算：</p>

45、<p>　　采煤工作面應(yīng)有良好的勞動氣象條件，其溫度和風(fēng)速應(yīng)符合表n的要求：</p><p>　　長壁工作面實際需要風(fēng)量（），按下式計算：</p><p>　　， （6—3）</p><p>　　式中：——第i個采煤工作面風(fēng)速， m/s</p><p>　　——第i個采煤工作面的平均面積，可按最大和最小控頂斷面積的平均值計算

46、， </p><p>　　其他采煤工作面實際需要風(fēng)量，可按良好的勞動氣象條件計算。</p><p>　　表6-1 采煤工作面空氣與風(fēng)速對應(yīng)表</p><p>　?。?） 按人數(shù)計算實際需要風(fēng)量（）；</p><p>　　=4× , （6—4）</p><p>　　式中：——第i個采煤工作面同時工作的

47、最多人數(shù)， 人</p><p>　?。?） 按風(fēng)速進行驗算：</p><p>　　按最低風(fēng)速驗算，各個采煤工作面的最低風(fēng)量（）；</p><p>　　≥15× ， （6—5）</p><p>　　式中：——第i個采煤工作面的平均面積，</p><p>　　按最高風(fēng)速驗算，各個采煤工作面的最低風(fēng)量（）；&

48、lt;/p><p>　　≤240× ， （6—6）</p><p>　　2）掘進工作面風(fēng)量計算</p><p>　　掘進工作面實際需要風(fēng)量，由長期的工作經(jīng)驗可得：</p><p>　　煤巷的實際需要風(fēng)量為 380 </p><p>　　巖巷的實際需要風(fēng)量為 300</p><p>

49、　　3）硐室需要風(fēng)量的計算</p><p>　　硐室實際需要風(fēng)量，應(yīng)根據(jù)不同類型的硐室分別進行計算。</p><p>　　因為本礦只有火藥庫、絞車房、變電所故可以不用計算可根據(jù)經(jīng)驗值所得火藥庫按經(jīng)驗值給定風(fēng)量：大型爆破材料庫為100～150，中小型爆破材料庫為 60～100 ，采區(qū)絞車房及變電所為60～80 。 </p><p>　　結(jié)合本礦實際，取火藥庫實際風(fēng)量為

50、120,絞車房實際風(fēng)量為80,變電所實際風(fēng)量為80.</p><p>　　2 各個時期各個用風(fēng)地點需風(fēng)量計算或根據(jù)經(jīng)驗確定部分：</p><p>　　1） 通風(fēng)容易時期：（開采煤層部分）</p><p><b>　　1 綜采工作面</b></p><p>　?。?）按瓦斯涌出量計算：</p><p

51、>　　=6.6×1620/(24×60)=7.425 </p><p><b>　　取=1.4</b></p><p>　　故 =100××=100×7.425×1.4=1039.5 </p><p>　?。?） 按工作面溫度計算：</p><p

52、>　　=7.8 取=2.0 m/s</p><p>　　故 =60×2×7.8=936 </p><p>　?。?）按人數(shù)計算實際需要風(fēng)量（）； </p><p>　　=4×=4×40=160 </p><p>　　取三者中的最大值： =1039.5 </p>

53、<p>　　（4）按風(fēng)速進行驗算：</p><p><b>　　按最低風(fēng)速驗算， </b></p><p>　　15× =15×7.8=117 </p><p>　　1039.5≥117 即≥15× ，</p><p><b>　　按最高風(fēng)速驗算，</

54、b></p><p>　　240× =240×7.8=1872</p><p>　　1039.5≤1872 即≤240× ，</p><p>　　符合要求，故綜采工作面的需風(fēng)量=1039.5</p><p>　　2 高檔普采工作面</p><p>　?。?）按瓦斯涌出量計算：

55、</p><p>　　=6.6×1080/(24×60)=4.95 </p><p><b>　　取=1.4</b></p><p>　　故 =100××=100×4.95×1.4=693 </p><p>　　（2） 按工作面溫度計算：<

56、/p><p>　　=9.4 取=1.5m/s</p><p>　　故 =60×1.5×9.4=846 </p><p>　?。?）按人數(shù)計算實際需要風(fēng)量（）； </p><p>　　=4×=4×60=240 </p><p>　　取三者中的最大值： =846 &

57、lt;/p><p>　　（4）按風(fēng)速進行驗算：</p><p><b>　　按最低風(fēng)速驗算， </b></p><p>　　15× =15×9.4=141 </p><p>　　846≥141 即≥15× ，</p><p><b>　　按最高風(fēng)速驗算

58、，</b></p><p>　　240× =240×9.4=2256</p><p>　　846≤2256 即≤240× ，</p><p>　　符合要求，故綜采工作面的需風(fēng)量=846</p><p>　　3 掘進工作面實際需要風(fēng)量，由長期的工作經(jīng)驗可得</p><p>

59、　　煤巷的實際需要風(fēng)量為 380 </p><p>　　4 各峒室需風(fēng)量由經(jīng)驗：</p><p>　　火藥庫實際風(fēng)量為120,絞車房實際風(fēng)量為80,變電所實際風(fēng)量為80.</p><p>　　綜上，考慮到礦井通風(fēng)系數(shù)K，取K=1.15，通風(fēng)容易時期各用風(fēng)地點、東、西翼總風(fēng)量以及礦井總風(fēng)量如下：</p><p>　　綜采工作面：=1039.5

60、×1.15=1195.425 ≈20 </p><p>　　高檔普采工作面：=846×1.15=972.9≈16.2 </p><p>　　準(zhǔn)備工作面（高檔普采）：0.5×=0.5×16.2=8.1 </p><p>　　煤巷掘進頭：=380×1.15=437≈7.3 </p><p>　　

61、絞車房：=80×1.15=92≈1.5 </p><p>　　變電所：=80×1.15=92≈1.5 </p><p>　　火藥庫：=120×1.15=138≈2.3 </p><p><b>　　西翼所需總風(fēng)量：</b></p><p>　　=++2×+++=20+16.2+2&

62、#215;7.3+1.5+1.5+2.3=56.1</p><p><b>　　東翼所需總風(fēng)量：</b></p><p>　　=+0.5×+2×+++=20+8.1+2×7.3+1.5+1.5+2.3=48</p><p><b>　　礦井所需總風(fēng)量：</b></p><p

63、>　　=+=56.1+48=104.1 </p><p>　　2）通風(fēng)困難時期：（開采煤層部分）</p><p><b>　　1 綜采工作面</b></p><p>　　（1）按瓦斯涌出量計算：</p><p>　　=6.6×1935/(24×60)=8.86875 </p>

64、<p><b>　　取=1.4</b></p><p>　　故 =100××=100×8.86875×1.4=1241.625 </p><p>　?。?） 按工作面溫度計算：</p><p>　　=7.8 取=2.0 m/s</p><p>　　故 =

65、60×2×7.8=936 </p><p>　?。?）按人數(shù)計算實際需要風(fēng)量（）； </p><p>　　=4×=4×40=160 </p><p>　　取三者中的最大值： =1241.625 </p><p>　?。?） 按風(fēng)速進行驗算：</p><p><

66、;b>　　按最低風(fēng)速驗算， </b></p><p>　　15× =15×7.8=117 </p><p>　　1241.625≥117 即≥15× ，</p><p><b>　　按最高風(fēng)速驗算，</b></p><p>　　240× =240&#

67、215;7.8=1872</p><p>　　1241.625≤1872 即≤240× ，</p><p>　　符合要求，故綜采工作面的需風(fēng)量 =1241.625 </p><p>　　2 高檔普采工作面</p><p>　?。?）按瓦斯涌出量計算：</p><p>　　=6.6×1290

68、/(24×60)=5.9125 </p><p><b>　　取=1.4</b></p><p>　　故 =100××=100×5.9125×1.4=827.75 </p><p>　?。?） 按工作面溫度計算：</p><p>　　=9.4 取=1.5

69、m/s</p><p>　　故 =60×1.5×9.4=846 </p><p>　?。?）按人數(shù)計算實際需要風(fēng)量（）； </p><p>　　=4×=4×60=240 </p><p>　　取三者中的最大值： =846 </p><p>　?。?） 按風(fēng)速進行驗

70、算：</p><p><b>　　按最低風(fēng)速驗算， </b></p><p>　　15× =15×9.4=141 </p><p>　　846≥141 即≥15× ，</p><p><b>　　按最高風(fēng)速驗算，</b></p><p>

71、;　　240× =240×9.4=2256</p><p>　　846≤2256 即≤240× ，</p><p>　　符合要求，故綜采工作面的需風(fēng)量=846</p><p>　　3 掘進工作面實際需要風(fēng)量，由長期的工作經(jīng)驗可得</p><p>　　煤巷的實際需要風(fēng)量為 380 </p>&

72、lt;p>　　4 各峒室需風(fēng)量由經(jīng)驗：</p><p>　　火藥庫實際風(fēng)量為120,絞車房實際風(fēng)量為80,變電所實際風(fēng)量為80.</p><p>　　綜上，考慮到礦井通風(fēng)系數(shù)K，取K=1.15，通風(fēng)困難時期各用風(fēng)地點、東、西翼總風(fēng)量以及礦井總風(fēng)量如下：</p><p>　　綜采工作面：=1241.625×1.15=1427.87 ≈23.8 <

73、;/p><p>　　高檔普采工作面：=846×1.15=972.9≈16.2 </p><p>　　準(zhǔn)備工作面（高檔普采）：0.5×=0.5×16.2=8.1 </p><p>　　煤巷掘進頭：=380×1.15=437≈7.3 </p><p>　　絞車房：=80×1.15=92≈1.5 &l

74、t;/p><p>　　變電所：=80×1.15=92≈1.5 </p><p>　　火藥庫：=120×1.15=138≈2.3 </p><p><b>　　西翼所需總風(fēng)量：</b></p><p>　　=++2×+++=23.8+16.2+2×7.3+1.5+1.5+2.3=59.9

75、</p><p><b>　　東翼所需總風(fēng)量：</b></p><p>　　=+0.5×+2×+++=23.8+8.1+2×7.3+1.5+1.5+2.3=51.8</p><p><b>　　礦井所需總風(fēng)量：</b></p><p>　　=+=56.1+48=111.

76、7 </p><p>　　八 計算礦井通風(fēng)總阻力</p><p>　?。薄〉V井通風(fēng)總阻力的概念和計算原則　</p><p>　?。保┑V井總阻力的概念：</p><p>　　礦井通風(fēng)總阻力即風(fēng)流有進風(fēng)井口到出風(fēng)口，沿一條通路各個分支的摩擦阻力和局部阻力的總合。礦井通風(fēng)總阻力是選擇礦井主要通風(fēng)機機的重要依據(jù)之一，為了合理的選用礦井主要通風(fēng)通風(fēng)機

77、，必須正確計算出礦井總阻力。</p><p>　　２）礦井總阻力的計算原則</p><p>　　1）礦井通風(fēng)的總阻力，不應(yīng)超過2940 Pa.</p><p>　　(2) 礦井井巷的局部阻力，新建礦井宜按井巷摩擦阻力的10%計算，擴建礦井則宜按井巷摩擦阻力的15%計算。（3）礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中有較多的并聯(lián)系統(tǒng)，計算總阻力是，應(yīng)依其中最大的路線作為依據(jù)。</p&g

78、t;<p>　?。?）應(yīng)計算出容易時期和困難時期的最大阻力，使所選用的主要通風(fēng)機既滿足困難時期的通風(fēng)需要，又能在通風(fēng)容易是工況合理。</p><p>　?。病〉V井摩擦阻力和總阻力的計算方法：</p><p>　　井下多數(shù)風(fēng)流屬于完全紊流狀態(tài)，故</p><p><b>　　Pa　?。ǎ浮保?lt;/b></p><

79、p><b>　　令， 或 </b></p><p>　　若通過井巷的風(fēng)量為Q(),則V=Q/s,代入上式，得：</p><p>　　Pa　　?。ǎ浮玻?lt;/p><p>　　對于已定型的井巷，L、U和S等各項都為已知數(shù)，α值只和ρ成正比。故把上式中的</p><p>　　αLU/項用符號來表示，即</

80、p><p>　　， 或 （８—3）</p><p>　　此稱為井巷的摩擦風(fēng)阻，它反映了井巷的特征。它只受α和L、U、S的影響，對于已定型的井巷，只受ρ的影響。</p><p>　　故 ， Pa (8—4)</p><p>　　上式就是在完全紊流狀態(tài)下的摩擦阻力定律。當(dāng)摩擦風(fēng)阻一定時，摩擦阻力和風(fēng)量的平方成正比。</

81、p><p>　　按照上述計算方法，沿著選定的兩條最大阻力風(fēng)路，將各區(qū)段的摩擦阻力累加起來，并考慮適當(dāng)?shù)木植孔枇ο禂?shù)(一般不細(xì)算局部阻力)，即可算出通風(fēng)容易和通風(fēng)困難兩個時期的井巷通風(fēng)總阻力分別為：</p><p>　　hrmin＝1.2∑hfrmin，Pa (8—5)</p><p>　　hrmax＝1.15∑hfrmax，Pa (8—6)</p>

82、<p>　　式中 1.15 ——困難時期的局部阻力系數(shù)；</p><p>　　1.2——容易時期的局部阻力系數(shù)。 </p><p>　　3　礦井通風(fēng)總阻力的計算　</p><p>　　在通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖中選出最大的通風(fēng)阻力路線，根據(jù)上述計算原則，算出此路線的阻力。</p><p>　　通風(fēng)容易時期的最大阻力路線：</p>

83、;<p>　　1235913151719</p><p>　　通風(fēng)困難時期的最大阻力路線：</p><p>　　122527293133353941434547</p><p>　　表 8-1 井巷特征參數(shù)</p><p>　?。保┩L(fēng)容易時期礦井總阻力計算：</p><p>　

84、　表８-２ 容易時期礦井摩擦總阻力</p><p><b>　　礦井總阻力為：</b></p><p>　　h=1.2×=1.2×955=1146 Pa</p><p><b>　　通風(fēng)機風(fēng)壓：</b></p><p>　　=380+150=530m 150+1

85、65=315m</p><p>　　××g-××g-(-)×g×(+)/2</p><p>　　=530×1.28×9.8-315×1.2×9.8-(530-315)×9.8×(1.28+1.2)/2=331.24 Pa</p><p>　　故

86、 =h-+=1146-331+100=915 Pa</p><p><b>　　通風(fēng)機風(fēng)量：</b></p><p>　　=k×=1.1×56.1=61.7 　　?。ǎ浮罚?lt;/p><p>　　式中：k—漏風(fēng)損失系數(shù)，風(fēng)井不做提升用時?。?１；箕斗井兼作回風(fēng)井時?。?１５；</p><p>　　

87、回風(fēng)井兼作升降人員時?。?２</p><p><b>　　所以：</b></p><p>　　R=/=915/61.7 ^2=0.24 </p><p>　　等積孔為：A=1.1917×/=1.1917×61.7/915^0.5=2.4 </p><p>　　２）　通風(fēng)困難時期礦井總阻力計算：<

88、/p><p>　　表 ８-３ 容易困難礦井摩擦總阻力</p><p><b>　　礦井總阻力為：</b></p><p>　　h=1.2×=1.15×1717=1975 Pa</p><p><b>　　通風(fēng)機風(fēng)壓：</b></p><p>　　=38

89、0+150=530m 150+165=315m</p><p>　　××g+(-)×g×(+)/2-××g</p><p>　　=315×1.2×9.8+(530-315)×9.8×(1.28+1.2)/2-530×1.28×9.8=165.62 Pa<

90、/p><p>　　故 =h-+=1975+165.62+100=2241 Pa</p><p><b>　　通風(fēng)機風(fēng)量：</b></p><p>　　=k×=1.1×59.9=65.9 </p><p><b>　　所以：</b></p><p>　　R

91、=/=2241/65.9 ^2=0.52 </p><p>　　等積孔為：A=1.1917×/=1.1917×65.9/2241^0.5=1.66 </p><p>　　通風(fēng)難易程度與等積孔的關(guān)系如下：</p><p>　　表　８-４　通風(fēng)難易程度與等積孔的關(guān)系表</p><p>　　可知，在通風(fēng)容易時期該礦為小阻力礦，在

92、困難時期為中阻力礦</p><p>　　注：1 在計算井巷風(fēng)阻R時，若一段井巷內(nèi)風(fēng)量相同但不同部分的摩擦阻力系數(shù)α不同，應(yīng)分別計算各個部分的風(fēng)阻R,然后累加求和求出該段井巷的總風(fēng)阻R。</p><p>　　2 在采下山的煤層時，把運輸上山和軌道上山并聯(lián)起來用作回風(fēng)巷，以減少通風(fēng)阻力。</p><p>　　九 通風(fēng)設(shè)備的選型及通風(fēng)費用的概算</p>&l

93、t;p><b>　?。庇汕坝嬎憧芍?lt;/b></p><p>　　通風(fēng)容易時期的通風(fēng)阻力與風(fēng)量的關(guān)系為：</p><p>　　= R×=0.24 （９—１）</p><p>　　風(fēng)機需風(fēng)量為： =k×=1.1×56.1=61.7 </p><p>　　風(fēng)機風(fēng)壓為：=915

94、 Pa</p><p>　　通風(fēng)困難時期的通風(fēng)阻力與風(fēng)量的關(guān)系為：</p><p><b>　　= R×=0.52</b></p><p>　　風(fēng)機需風(fēng)量為： =k×=1.1×59.9=65.9 </p><p>　　風(fēng)機風(fēng)壓為：=2241 Pa</p><p>

95、;<b>　?。膊檎绎L(fēng)機并選型</b></p><p>　　根據(jù)上述條件及風(fēng)機效率的要求可找到相宜的風(fēng)機為</p><p>　　2K56NO.24風(fēng)機（轉(zhuǎn)速為n=750 r/min）</p><p>　　通過阻力與風(fēng)量的關(guān)系可以得到兩個時期的通風(fēng)機工作阻力曲線，如附圖5所示：</p><p>　　做出相應(yīng)的阻力曲線后，可

96、與風(fēng)機不同角度的工作曲線相交得一系列交點，根據(jù)通風(fēng)機選型方法可得通風(fēng)機的工況點，方法如下：</p><p>　　通風(fēng)管道或礦井的通風(fēng)阻力與風(fēng)流的平方成正比：h=R×。 風(fēng)量越大，通風(fēng)阻力越高。當(dāng)通風(fēng)機與通風(fēng)管道或礦井相連時，通風(fēng)機的個體風(fēng)壓曲線與管道或礦井的風(fēng)阻特性曲線就有一交點，這個交點就叫做通風(fēng)機的工況點。如圖所示，a、a1和a2為管道或礦井的風(fēng)阻由R變?yōu)镽1和R2時，所對應(yīng)的工況點。</p&

97、gt;<p>　　圖９-１　通風(fēng)機工況點示意圖</p><p>　　由此方法得出容易時期得工況點為Q=61.7m3/s P=915Pa 風(fēng)機葉片安裝角度，</p><p>　　困難時期得工況點為Q=65.9m3/s P=2241Pa 風(fēng)機葉片安裝角度。</p><p>　　通風(fēng)機的輸出功率 單位時間內(nèi)通過通風(fēng)機的流量和通風(fēng)機給予每1空氣的全

98、部能量之乘積，稱為通風(fēng)機的輸出功率，由于通風(fēng)機壓力有通風(fēng)機全壓和通風(fēng)機靜壓之分，所以通風(fēng)機的輸出功率也分為通風(fēng)機全壓輸出功率和通風(fēng)機靜壓輸出功率 ，即：</p><p>　　＝×/1000，kW　　?。ǎ埂玻?lt;/p><p>　?。?×/1000，kW　?。ǎ埂常?lt;/p><p>　　3電動機的選擇及功率計算：</p><

99、p>　　通風(fēng)機輸入功率按通風(fēng)容易及困難時期，分別計算通風(fēng)機所需輸入功率、：</p><p><b>　　通風(fēng)容易時期：</b></p><p>　　=×/（1000×）=915×61.7/（1000×0.75）=75.3 KW</p><p><b>　　通風(fēng)困難時期：</b>

100、</p><p>　　=×/（1000×）=2241×65.9/（1000×0.83）=177.9 KW</p><p>　　因 0.6×=0.6×177.9=106.74 KW</p><p><b>　　<0.6×</b></p><p>

101、　　當(dāng)<0.6×時，則通風(fēng)容易時期用功率較小的電動機，在適當(dāng)?shù)臅r候再換用功率較大的電動機。通風(fēng)容易時期電動機的輸出功率習(xí)慣用比例中項式計算(即平均值計算)，即：</p><p>　　初期：=×Ke/()=(75.3×177.9)^0.5×1.15/(0.9×0.95)=155.7 KW</p><p><b>　?。ǎ埂矗?/p>

102、</b></p><p>　　后期：=× Ke/()=177.9×1.15/(0.9×0.95)=239.3 KW</p><p><b>　　（９—５）</b></p><p>　　式中： Ke——電動機容量備用系數(shù)，取1.1-1.2；</p><p>　　——電動機效率，取0

103、.9-0.94；</p><p>　　——傳動效率，電動機與通風(fēng)機直聯(lián)時取1；皮帶傳動時取0.95；</p><p>　　在初期，因電動機功率小于200KW，故宜選用低壓鼠籠式電動機，在后期宜選用高壓鼠籠式電動機。</p><p><b>　　十　電費概算：</b></p><p>　　假設(shè)電費單價為0.8 元/KW&#

104、183;h</p><p><b>　　１　通風(fēng)容易時期：</b></p><p>　　通風(fēng)機效率為：η=0.75</p><p>　　一臺通風(fēng)機一天的電費為： C1==915×61.7×24×0.8/(1000×0.75)=1445.3 元</p><p>　　一臺電動機一天的電

105、費為：C2=×24×e=155.7×24×0.8=2989.44 元 </p><p>　　一年的電費為：C=330×2×(C1+C2)=330×2×(1445.3+2989.44)=2926928.4=2.93 百萬元</p><p><b>　　２　通風(fēng)困難時期：</b></p

106、><p>　　通風(fēng)機效率為：η=0.83</p><p>　　一臺通風(fēng)機一天的電費為：C1==2241×65.9×24×0.8/（1000×0.83）=3416.256元</p><p>　　一臺電動機一天的電費為：C2=×24×e=239.3×24×0.8=4594.56 元</p&

107、gt;<p>　　一年的電費為：C=330×2×(C1+C2)=330×2×(3416.256+4594.56)=5287138.56=5.29 百萬元 </p><p>　　十一　通風(fēng)設(shè)備的安全技術(shù)要求</p><p>　　按照有關(guān)原則，并根據(jù)現(xiàn)場科技人員的經(jīng)驗，可對通風(fēng)設(shè)備提出以下幾點安全技術(shù)要求：</p><p

108、>　　１主通風(fēng)機運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性能好，主通風(fēng)機的穩(wěn)定性運轉(zhuǎn)與否決定著礦井通風(fēng)系統(tǒng)的安全可靠程度。</p><p>　?。餐L(fēng)設(shè)備的自動監(jiān)控系統(tǒng)完備。主要通風(fēng)機和局部通風(fēng)機正常運轉(zhuǎn)很重要；風(fēng)門失控會造成風(fēng)流短路和通風(fēng)系統(tǒng)紊亂，危及井下生產(chǎn)的安全。所以，它們要安裝自動監(jiān)控系統(tǒng)。</p><p>　　３反風(fēng)系統(tǒng)的靈活程度要高。進行反風(fēng)是井下發(fā)生火災(zāi)、爆炸事故時防止災(zāi)害擴大的重要設(shè)施，主要通風(fēng)機必

109、須安裝反風(fēng)設(shè)施，并能在１０min內(nèi)改變巷道內(nèi)風(fēng)流方向且風(fēng)量不小于正常值的４０％。</p><p>　?。捶辣b置要有很高的完善程度。它是防止瓦斯、煤塵爆炸傳播的有效方法。當(dāng)?shù)V井開采煤塵具有爆炸性危險和瓦斯含量高的煤層時，其兩翼、相臨的采區(qū)、煤層和工作面，都要設(shè)置水棚或巖粉棚實行隔離。</p><p><b>　　十二　主要參考文獻(xiàn)</b></p><