矿井通风课程设计

③其他硐室所需风量采区绞车房的80m³/mim；水仓的需风量为100m³/mim。表3-4机电硐室发热系数表综上计算，初期：=+++100=80+10.99+100+100=290.99m³/mim末期：=+100=10.99+100=110.99m³/mim（4）其它巷道需风量计算新建矿井，其他用风巷道的总风量难以计算时，也可按采煤，掘进，硐室的需风量总和的3%~5%估算。初期：=（++）×5%=（330+102+290.99）×5%=36.15m³/mim末期：=（++）×5%=（330+102+110.99）×5%=27.15m³/mim（5）矿井总风量计算；初期：=（330+102×2+290.99+36.15）×1.2=1033.37m³/mim=17.22m³/s末期：=（330+102+110.99+27.15）×1.2=684.17m³/mim=11.40m³/s4.3矿井风量分配原则矿井总风量确定后，分配到各用风地点的风量，应不得低于其计算的需风量；所有巷道都应分配一定的风量；分配后的风量，应保证井下各处瓦斯及有害气体浓度、风速等满足《煤矿安全规程》的各项要求。4.4分配的方法首先按照采区布置图，对各采煤、掘进工作面、独立回风硐室按其需风量配给风量，余下的风量按采区产量、采掘工作面数目、硐室数目等分配到各采区，再按一定比例分配到其它用风地点，用以维护巷道和保证行人安全。风量分配后，应对井下各通风巷道的风速进行验算，使其符合《煤矿安全规程》对风速的要求。

矿井通风阻力计算4.1通风阻力产生的原因当空气沿井巷运动时，由于风流的粘滞性和惯性以及井巷壁面等对风流的阻滞、扰动作用而形成通风阻力，它是造成风流能量损失的原因。

井巷通风阻力可分为两类：摩擦阻力(也称为沿程阻力)和局部阻力。（一）、风流流态（以管道流为例）

同一流体在同一管道中流动时，不同的流速，会形成不同的流动状态。当流速较低时，流体质点互不混杂，沿着与管轴平行的方向作层状运动，称为层流(或滞流)。当流速较大时，流体质点的运动速度在大小和方向上都随时发生变化，成为互相混杂的紊乱流动，称为紊流(或湍流)。(降低风速的原因)

(二)、巷道风速分布

由于空气的粘性和井巷壁面摩擦影响，井巷断面上风速分布是不均匀的。

在同一巷道断面上存在层流区和紊区，在贴近壁面处仍存在层流运动薄层，即层流区。在层流区以外，为紊流区。从巷壁向巷道轴心方向，风速逐渐增大，呈抛物线分布。

巷壁愈光滑，断面上风速分布愈均匀。4.2矿井通风总阻力的计算原则1、如果矿井服务年限不长（10~20年），选择达到设计产量后通风容易和困难两个时期分别计算其通风阻力；若矿井服务年限较长（30~50年），只计算头15~25年左右通风容易和困难两个时期的通风阻力。为此，必须先绘出这两个时期的通风网路图2、通风容易和通风困难两个时期总阻力的计算，应沿着这两个时期的最大通风阻力风路，分别计算各段井巷的通风阻力，然后累加起来，作为这两个时期的矿井通风总阻力。最大通风阻力风路可根据风量和巷道参数（断面积、长度等）直接判断确定，不能直接确定时，应选几条可能最大的路线进行计算比较。3、矿井通风总阻力不应超过2940

Pa。4、矿井井巷的局部阻力，新建矿井（包括扩建矿井独立通风的扩建区）宜按井巷摩擦阻力的10%计算；扩建矿井宜按井巷摩擦阻力的15%计算。5.3矿井摩擦阻力计算根据容易时期和困难时期的风流路线计算摩擦阻力，用下式计算：将各段井巷的磨擦阻力累加后并乘以考虑局部阻力的系数即为两个时期的井巷通风总阻力。由于80m中段、105m中段、130m中段部分为并联，且各分支阻力均为92.0pa,根据并联hs=h1=h2=h3=92.0pa.(1)通风容易时期的总阻力h阻易为：h阻易=1.1∑h摩易=4.941×1.1=543.5pa(2)通风困难时期的总阻力h阻难为：h阻难=1.1∑h摩难=6.217×1.1=683.9pa矿区井巷的局部阻力，新建矿区宜按井巷摩擦阻力11.2%计算.容易时期局部阻力：=543.5×13.4%=72.83Pa困难时期局部阻力：=683.9×13.4%=91.64Pa5.4矿区通风难易程度为了形象化，习惯引用一个和风阻的数值相当的、意义相同的假想的孔口面积值来表示井巷或矿井的通风难易程度。这个假想的孔口称做井巷或矿井的等积孔。等积孔面积值用下式计算：A=1.1917Q/容易时期：A=1.1917×17.22/=0.88㎡困难时期：A=1.1917×11.40/=0.50㎡通风难易判定标准:表9矿井通风难易程度评价等积孔A通风难易程度A<1㎡通风困难A=1~2㎡通风中等A>2㎡通风容易结论：经计算容易时期为通风难易程度困难时期；困难时期为通风困难时期。

矿井通风设备选择6.1选择依据1、矿井必须装设两套同等能力的主通风设备，其中一套作备用。2、选择通风设备应满足第一开采水平各个时期工况变化，并使通风设备长期高效率运行。3、风机能力应留有一定的余量。4、进、出风井井口的高差在150m以上，或进、出风井井口标高相同，但井深400m以上时，宜计算矿井的自然风压。5、矿井主要通风机房，应有两回直接由变电所输出的供电线路，线路上不应分接任何负荷。6、主要通风机必须装有反风设备，必须在10min内改变巷道中的风流方向。7、装有主要通风机的回风井口，应安装保护通风机的防爆门。防爆门应设计成因事故打开后易于复原，并在通风机反风时不被风流顶开。6.2主要通风机的选择6.2.1计算通风机的风量通过计算所得；矿井初期总风量为17.22m3/s；末期总风量为11.40m3/s通过主要通风机的风量必大于通过出风井的矿井总风量，并由下式求出：=k式中——主要通风机通风量，m³/s——矿井需风量，m³/sK——漏风损失系数，风井不作提升井用时取1.1；箕斗井兼作回风用时取1.15；回风井兼作升降人员时取1.2。通风容易时期：=1.2×11.40=13.68m³/s通风困难时期：=1.2×17.22=20.66m³/s6.2.2计算通风机风压自然风压计算：自然风压的计算=35.34×9.8×（1.24-1.2）=13.85pa初步选择轴流式通风机采用抽出通风方式通风。轴流式通风机：容易时期=+-=494.1+150-13.85=630.25Pa困难时期=++=621.7+150+13.85=785.55Pa式中——通风机附属装置（风硐和扩散器）的阻力——矿井自然风压，当自然风压与通风机风压作用相同时取“-”，自然风压与通风机风压作用反向时取“+”。6.3初选通风机根据计算的矿井通风容易时期通风机的、(或)和矿井通风困难通风机的、(或)在通风机特性曲线上，选出满足矿井通风要求的通风机。选择风机的型号为FBCDZ-6-No12B轴流式风机。6.4通风机的实际工况点风机性能曲线表中，根据已计算出的风量和风阻，直观的满足风量和风压要求的风机。在粗选的风机特性曲线表中，在风量坐标=13.68m³/s，=20.66m³/s点处分别作Q轴垂线，在风压坐标=630.25，=785.55pa，点作Q轴平行线，四条线分别交于M1和M2点，此两点即为风机工作的实际工况点。如图所示。FBCDZ-6-No12B6.5电动机的选择。6.5.1电动机功率计算通风容易时期通风机所需输入的功率通风困难时期通风机所需输入的功率6.5.2电动机的台数及种类当时，每台风机可选一台电动机，电动机功率为当时，选两台电动机，其功率分别为初期：末期：式中——电动机容量备用系数，=1.1～1.2；——电动机效率，=0.9～0.94；——传动效率，直连时取1；皮带传动时取0.95。初期：末期：＞0.6选用型号为Y225S-4的电动机，额定功率为37KW，1400rpm。6.6通风电耗每吨矿的通风电费计算;=（+）×365×24/[2（）]kwh/a式中、——一年内最大和最小的主扇输入功率，12.23KW和31.55Kw——扇电动机的效率，可在电动机的技术特征表上查得，一般取0.9～0.95——变压器的效率，一般取0.8——电线的输电效率，一般取0.95——传动功率，直接传动时，取1.0；间接传动时取0.95计算得：=（16.85+26.33）×365×24/[2×0.9×0.8×0.95×1=16万kwh/a每吨煤的耗电量：I=/T式中T——一年内的矿井产量，1.65×10＾3t/a计算得：I=160/13=12.3kwh/t6.7安全措施6.7.1反风措施第一条、生产矿井各风井主要通风机均必须装有完善的反风设施，必须能在10分钟内改变矿井主要进、回风巷道和采煤工作面的风流方向。反风设施由矿长组织有关部门每季度至少检修1次，确保灵敏可靠，具备随时反风条件。第二条、矿井每年进行1次的风演习，反风时风量不得小于正常风量的40%，其反风方式方法及技术要求应符合《规程》和《反风技术规范》规定，反风前应制定反风安全技术措施，由矿总工程师组织审批报集团公司备案。反风演习结束后及时进行总结，并将总结报告及时报集团公司。因故造成当年不能进行反风的，要制定应急预案，报集团公司审批。第三条、在进行新建或改扩建矿井设计时，必须同时作出反风技术设计，说明采用的反风方式（全矿性反风、区域性反风、局部反风等）、方法（主要通风机反转反风、专用反风道反风、短路反风等）。第四条、生产矿井每年编制灾害预防和处理计划时，必须根据火灾可能发生的地点，对采用的反风方式、方法及人员避灾路线作出明确规定。第五条、每个矿井的主要通风机房内，必须挂有反风操作系统图、反风操作规程，详细规定反风方法、操作顺序及注意事项，并附有反风设施布置图。主要通风机司机应经过培训，持证上岗，熟悉反风操作规程、操作步骤，并能独立、正确、熟练地进行反风操作，考核不合格者不能上岗，每个主要通风机房必须装有与调度所直通的电话，并确保畅通。6.7.2防爆措施在主要通风机的排风井上安装新型防爆门。当主要通风机停止运行时，自然风压向上产生的力打开防爆门，形成自然通风。当主要通风机恢复运行时，由于防爆门的开启高度的限制，防爆门能在气压差作用下，自行关闭。防爆门每6个月检查维修一次。通风与除尘系统的安全可靠性分析矿井通风系统安全可靠性应包括两层意思：一是必须保证矿井正常工作；二是能够预防和控制灾害的发生和发展。具体来说，矿井通风系统的安全性应满足下列要求：①矿井通风系统的结构合理、完备，整套系统稳定可靠。②井下各用风地点的风量满足要求，且其可控性强。③有利于排除瓦斯、矿尘、热源和防止煤炭自燃。④具体控制各种自然灾害的能力，既能抑制事故的发生，又可在由其他原因引起事故时及时地控制和消除事故。保证通风机运转稳定性。使用通风软件进行模拟演练。矿井实际风量大于井下所需风量，它能保证各用风地点风量足够，可以改善井下劳动环境和保障安全生产。保证风路可靠性通风网络可靠性风流稳定性良好。⑸调节设施的合理性。井下的风门、风窗越多，矿井通风系统的稳定性就越低。因此需要安装时应选择适当位置且尽量