《礦井通風(fēng)與安全》主講人戴廣龍8要點(diǎn)

4 第七章 礦井通風(fēng)系統(tǒng)與通風(fēng)設(shè)計(jì) 本章主要內(nèi)容 1、礦井通風(fēng)系統(tǒng)----類型、適應(yīng)條件、主要通風(fēng)機(jī)工作方式 、安裝地點(diǎn)、通風(fēng)系 統(tǒng)的選擇 2、采區(qū)通風(fēng)----基本要求、進(jìn)回風(fēng)上山選擇、采煤工作面通風(fēng)系統(tǒng) 3、通風(fēng)構(gòu)筑物及漏風(fēng)----風(fēng)門、風(fēng)橋、密閉、導(dǎo)風(fēng)板；礦井漏風(fēng)、漏風(fēng)率、有效 風(fēng)量率、減少漏風(fēng)措施 4、礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)----內(nèi)容與要求、優(yōu)選通風(fēng)系統(tǒng)、礦井風(fēng)量計(jì)算、阻力計(jì)算、通 風(fēng)設(shè)備選擇 5、可控循環(huán)通風(fēng) 第一節(jié) 礦井通風(fēng)系統(tǒng) 礦井通風(fēng)系統(tǒng)是向礦井各作業(yè)地點(diǎn)供給新鮮空氣、排出污濁空氣的通風(fēng)網(wǎng)路、通 風(fēng)動(dòng)力和通風(fēng)控制設(shè)施的總稱。 一、礦井通風(fēng)系統(tǒng)的類型及其適用條件 按進(jìn)、回井在井田內(nèi)的位置不同， 通風(fēng)系統(tǒng)可分為中央式、對(duì)角式、區(qū)域式及混 合式。 1 、中央式 進(jìn)、回風(fēng)井均位于井田走向中央。 根據(jù)進(jìn)、回風(fēng)井的相對(duì)位置， 又分為 中央并列式和中央邊界式（中央分列 式）。 2、對(duì)角式 1 ）兩翼對(duì)角式 進(jìn)風(fēng)井大致位于井田走向的中央， 兩 個(gè)回風(fēng)井位于井田邊界的兩翼（沿傾斜 方向的淺部），稱為兩翼對(duì)角式，如果 只有一個(gè)回風(fēng)井，且進(jìn)、回風(fēng)分別位于井田的兩翼稱為單翼對(duì)角式。 2）分區(qū)對(duì)角式 進(jìn)風(fēng)井位于井田走向的中央，在各采區(qū)開掘一個(gè)不深的小回風(fēng)井，無總回風(fēng)巷。 3、區(qū)域式 | | —— 在井田的每一個(gè)生產(chǎn)區(qū)域開鑿進(jìn)、回風(fēng)井， i.? ； 分別構(gòu)成獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)。如圖。 4、混合式 由上述諸種方式混合組成。例如，中央分列與兩翼對(duì)角混合式，中央并列與兩 翼對(duì)角混合式等等。 二、主要通風(fēng)機(jī)的工作方式與安裝地點(diǎn) 主要通風(fēng)機(jī)的工作方式有三種： 抽出式、壓入式、壓抽混合式。 1 、抽出式 主要通風(fēng)機(jī)安裝在回風(fēng)井口，在抽出式主要通風(fēng)機(jī)的作用下，整個(gè)礦井通風(fēng)系 統(tǒng)處在低于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ呢?fù)壓狀態(tài)。當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，井下風(fēng)流 的壓力提高，比較安全。 2 、壓入式 主要通風(fēng)機(jī)安設(shè)在入風(fēng)井口，在壓入式主要通風(fēng)機(jī)作用下，整個(gè)礦井通風(fēng)系統(tǒng)處在 高于當(dāng)?shù)卮髿鈮旱恼龎籂顟B(tài)。在冒落裂隙通達(dá)地面時(shí)，壓入式通風(fēng)礦井采區(qū)的有 害氣體通過塌陷區(qū)向外漏出。當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，井下風(fēng)流的壓力降 低。 3、壓抽混合式 在入風(fēng)井口設(shè)一風(fēng)機(jī)作壓入式工作， 回風(fēng)井口設(shè)一風(fēng)機(jī)作抽出式工作。 通風(fēng)系統(tǒng)的 進(jìn)風(fēng)部分處于正壓，回風(fēng)部分處于負(fù)壓，工作面大致處于中間，其正壓或負(fù)壓均 不大，采空區(qū)通連地表的漏風(fēng)因而較小。其缺點(diǎn)是使用的通風(fēng)機(jī)設(shè)備多，管理復(fù) 雜。 三、礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇 根據(jù)礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、煤層賦存條件、表土層厚度、井田面積、地溫、礦井瓦斯 涌出量、煤層自燃傾向性等條件，在確保礦井安全、兼顧中、后期生產(chǎn)需要的前 提下，通過對(duì)多種個(gè)可行的礦井通風(fēng)系統(tǒng)方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。 中央式通風(fēng)系統(tǒng)具有井巷工程量少、初期投資省的優(yōu)點(diǎn)。因此，礦井初期宜優(yōu)先采 有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)的礦井、高瓦斯礦井、煤層易自燃的礦井及有熱害的礦井，應(yīng) 采用對(duì)角式或分區(qū)對(duì)角式 通風(fēng)； 當(dāng)井田面積較大時(shí)，初期可采用 中央通風(fēng)，逐步過渡為對(duì)角式或 分區(qū)對(duì)角式。 礦井通風(fēng)方法一般采用抽出式。當(dāng)?shù)匦螐?fù)雜、露頭發(fā)育老窯多、采用多風(fēng)井通風(fēng)有利 時(shí)，可采用壓入式通風(fēng)。 第二節(jié) 采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng) 采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的主要組成單元 ，包括：采區(qū)進(jìn)風(fēng)、回風(fēng)和工作面 進(jìn)、回風(fēng)巷道組成的風(fēng)路連接形式及采區(qū)內(nèi)的風(fēng)流控制設(shè)施。 一、采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求 1、每一個(gè)采區(qū)， 都必須布置回風(fēng)道，實(shí)行分區(qū)通風(fēng)。 2、采煤和掘進(jìn)工作面應(yīng)獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)。有特殊困難必須用聯(lián)通風(fēng)時(shí)應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。 3、煤層傾角大于12。的采煤工作面采用下行通風(fēng)時(shí)，報(bào)礦總工程師批準(zhǔn)， 4、采煤和掘進(jìn)工作面的進(jìn)風(fēng)和回風(fēng)，都不得經(jīng)過采空區(qū)或冒落區(qū)。 二、采區(qū)進(jìn)風(fēng)上山與回風(fēng)上山的選擇 上（下）山至少要有兩條；對(duì)生產(chǎn)能力大的采區(qū)可有 3條或4條上山。 1、軌道上山進(jìn)風(fēng)，運(yùn)輸機(jī)上山回風(fēng) 2、運(yùn)輸機(jī)上山進(jìn)風(fēng)、軌道上山回風(fēng) 比較：軌道上山進(jìn)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，輸送 機(jī)上山進(jìn)風(fēng)，運(yùn)輸過程中所釋放的瓦斯，可使進(jìn)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。 三、采煤工作面上行風(fēng)與下行風(fēng) 下行通風(fēng) 運(yùn)煤方向f 新風(fēng) f 污風(fēng)Th 上行風(fēng)與下行風(fēng)是指進(jìn)風(fēng)流方向與采煤工作面的關(guān)系而言。當(dāng)采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷道 水平低于回風(fēng)巷時(shí)，采煤工作面 的風(fēng)流沿傾斜向上流動(dòng)，稱上行 通風(fēng)，否則是下行通風(fēng)。 上行通風(fēng) 運(yùn)煤方向 f 新風(fēng) f 污風(fēng)T， 優(yōu)缺點(diǎn)： 1、下行風(fēng)的方向與瓦斯自然流 向相反，二者易于混合且不易出現(xiàn)瓦斯分層流動(dòng)和局部積存的現(xiàn)象。 2、上行風(fēng)比下行風(fēng)工作面的氣溫要高。 3、下行風(fēng)比上行風(fēng)所需要的機(jī)械風(fēng)壓要大； 4、下行風(fēng)在起火地點(diǎn)瓦斯爆炸的可能性比上行風(fēng)要大。 四、工作面通風(fēng)系統(tǒng) 1 、 U型與Zffl通風(fēng)系統(tǒng) —— ―? 2、Y型、陽及雙Z型通風(fēng)系統(tǒng) 第三節(jié) 通風(fēng)構(gòu)筑物及漏風(fēng) 礦井通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)路中適當(dāng)位置安設(shè)的隔斷、引導(dǎo)和控制風(fēng)流的設(shè)施和裝置，以 保證風(fēng)流按生產(chǎn)需要流動(dòng)。這些設(shè)施和裝置，統(tǒng)稱為 通風(fēng)構(gòu)筑物。 一、通風(fēng)構(gòu)筑物 分為兩大類：一類是通過風(fēng)流的通風(fēng)構(gòu)筑物 ，如主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)碉、反風(fēng)裝置、風(fēng) 橋、導(dǎo)風(fēng)板和調(diào)節(jié)風(fēng)窗；另一類是 隔斷風(fēng)流的通風(fēng)構(gòu)筑物，如井口密閉、擋風(fēng)墻、 風(fēng)簾和風(fēng)門等。 1、風(fēng)門 按設(shè)地點(diǎn)：在通風(fēng)系統(tǒng)中既要隔斷 風(fēng)流又要行人或通車的地方應(yīng)設(shè)立 風(fēng)門。在行人或通車不多的地方，可構(gòu)筑普通風(fēng)門。而在行人通車比較頻繁的主 要運(yùn)輸?shù)郎希瑒t應(yīng)構(gòu)筑自動(dòng)風(fēng)門。 設(shè)置風(fēng)門的要求： (1)每組風(fēng)門不少于兩道，通車風(fēng)門間距不小于一列車長(zhǎng)度，行人風(fēng)門間距不小 于5ml入排風(fēng)巷道之間要需設(shè)風(fēng)門處同時(shí)設(shè)反向風(fēng)門，其數(shù)量不少于兩道； (2)風(fēng)門能自動(dòng)關(guān)閉；通車風(fēng)門實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，礦井總回風(fēng)和采區(qū)回風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)門 要裝有閉鎖裝置；風(fēng)門不能同時(shí)敞開(包括反風(fēng)門)； (3)門框要包邊沿口，有墊襯，四周接觸嚴(yán)密，門扇平整不漏風(fēng)，門扇與門框不 歪扭。門軸與門框要向關(guān)門方向傾斜80至85 ; (4)風(fēng)門墻垛要用不燃材料建筑，厚度不小于 0.5m,嚴(yán)密不漏風(fēng)； 墻垛周邊要掏槽，見硬頂、硬幫與煤巖接實(shí)。墻垛平整，無裂縫、重縫和空縫； (5)風(fēng)門水溝要設(shè)反水池或擋風(fēng)簾，通車風(fēng)門要設(shè)底坎，電管路孔要堵嚴(yán)；風(fēng)門 前后各5m^巷道支護(hù)良好，無雜物、積水、淤泥。 2 、風(fēng)橋 當(dāng)通風(fēng)系統(tǒng)中進(jìn)風(fēng)道與回風(fēng)道需水平交叉時(shí)， 為使進(jìn)風(fēng)與回風(fēng)互相隔開需要構(gòu)筑 風(fēng)橋。按其結(jié)構(gòu)不同可分為三種。 1)繞道式風(fēng)橋 開鑿在巖石里，最堅(jiān)固耐用，漏風(fēng)少。 10 2)混凝土風(fēng)橋 結(jié)構(gòu)緊湊，比較堅(jiān)固。 3)鐵筒風(fēng)橋 可在次要風(fēng)路中使用。 3、密閉 密閉是隔斷風(fēng)流的構(gòu)筑物 閉的結(jié)構(gòu)隨服務(wù)年限的不 同而分為兩類： 設(shè)置在需隔斷風(fēng)流、也不需要通車行人的巷道中。密 1)臨時(shí)密閉，常用木板、 木段等修筑，并用黃泥、石 灰抹面。 2）永久密閉,常用料石、磚、水泥等不燃性材料修筑。 4、導(dǎo)風(fēng)板 在礦井中應(yīng)用以下 幾種導(dǎo)風(fēng)板。 1）引風(fēng)導(dǎo)風(fēng)板； 2）降阻導(dǎo)風(fēng)板； 3）匯流導(dǎo)風(fēng)板 二、漏風(fēng)及有效風(fēng)量 1、礦井漏風(fēng)及其危害性 有效風(fēng)量：礦井中流至各用風(fēng)地點(diǎn)，起到通風(fēng)作用的風(fēng)量。 漏風(fēng)：未經(jīng)用風(fēng)地點(diǎn)而經(jīng)過采空區(qū)、 地表塌陷區(qū)、通風(fēng)構(gòu)筑物和煤柱裂隙等通道直 接流（滲）入回風(fēng)道或排出地表的風(fēng)量。 漏風(fēng)的危害：使工作面和用風(fēng)地點(diǎn)的有效風(fēng)量減少， 氣候和衛(wèi)生條件惡化，增加無 益的電能消耗，并可導(dǎo)致煤炭自燃等事故。減少漏風(fēng)、提高有效風(fēng)量是通風(fēng)管理 部門的基本任務(wù)。 2、漏風(fēng)的分類及原因 1 ）漏風(fēng)的分類 礦井漏風(fēng)按其地點(diǎn)可分為： （1）外部漏風(fēng)（或稱井口漏風(fēng)）泛指地表附近如箕斗井井口，地面主通風(fēng)機(jī)附近 的井口、防爆蓋、反風(fēng)門、調(diào)節(jié)閘門等處的漏風(fēng)。 （2）內(nèi)部漏風(fēng)（或稱井下漏風(fēng)）是指井下各種通風(fēng)構(gòu)筑物的漏風(fēng)、采空區(qū)以及碎 裂的煤柱的漏風(fēng)。 2 ）漏風(fēng)的原因 當(dāng)有漏風(fēng)通路存在，并在其兩端有壓差時(shí)，就可產(chǎn)生漏風(fēng)。漏風(fēng)風(fēng)流通過孔隙 的流態(tài)，視孔隙情況和漏風(fēng)大小而異。 3 、礦井漏風(fēng)率及有效風(fēng)量率 1）礦井有效風(fēng)量Qe是指風(fēng)流通過井下各工作地點(diǎn)實(shí)際風(fēng)量總和。 2 ）礦井有效風(fēng)量率： 礦井有效風(fēng)量率是礦井有效風(fēng)量 Q與各臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)量總 和之比。礦井有效風(fēng)量率應(yīng)不低于 85% 3）礦井外部漏風(fēng)量 --指直接由主要通風(fēng)機(jī)裝置及其風(fēng)井附近地表漏失的風(fēng)量總和 。（可用各臺(tái)主要 通風(fēng)機(jī)風(fēng)量的總和減去礦井總回（或進(jìn)）風(fēng)量） 4）礦井外部漏風(fēng)率 --指礦井外部漏風(fēng)量Q與各臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)量總和之比。 礦井主要通風(fēng)機(jī)裝置外部漏風(fēng)率無提升設(shè)備時(shí)不得超過 5% ,有提升設(shè)備時(shí)不得超 過 15%。 4、減少漏風(fēng)、提高有效風(fēng)量 漏風(fēng)風(fēng)量與漏風(fēng)通道兩端的壓差成正比，和漏風(fēng)風(fēng)阻的大小成反比。應(yīng)增加地面主 要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)碉、反風(fēng)道及附近的風(fēng)門的氣密性，以減少漏風(fēng)。 第四節(jié) 礦井通風(fēng)設(shè)計(jì) 一、礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容與要求 1、礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容 ?確定礦井通風(fēng)系統(tǒng)； ?礦井風(fēng)量計(jì)算和風(fēng)量分配； ?礦井通風(fēng)阻力計(jì)算； ?選擇通風(fēng)設(shè)備； ?概算礦井通風(fēng)費(fèi)用。 2、礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)的要求 ?將足夠的新鮮空氣有效地送到井下工作場(chǎng)所，保證生產(chǎn)和良好的勞動(dòng)條件； ?通風(fēng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，風(fēng)流穩(wěn)定，易于管理，具有抗災(zāi)能力； ?發(fā)生事故時(shí)，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(cè)系統(tǒng)或檢測(cè)措施； ?通風(fēng)系統(tǒng)的基建投資省，營(yíng)運(yùn)費(fèi)用低、綜合經(jīng)濟(jì)效益好。 二、優(yōu)選礦井通風(fēng)系統(tǒng) 1、礦井通風(fēng)系統(tǒng)的要求 1）每一礦井必須有完整的獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)。 2）進(jìn)風(fēng)井口應(yīng)按全年風(fēng)向頻率，必須布置在不受粉塵、煤塵、灰塵、有害氣體和 高溫氣體侵入的地方。 3）箕斗提升井或裝有膠帶輸送機(jī)的井筒不應(yīng)兼作進(jìn)風(fēng)井，如果兼作回風(fēng)并使用， 必須采取措施，滿足安全的要求。 4）多風(fēng)機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)，在滿足風(fēng)量按需分配的前提下， 各主要通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)壓應(yīng) 接近。 5）每一個(gè)生產(chǎn)水平和每一采區(qū)，必須布置回風(fēng)巷，實(shí)行分區(qū)通風(fēng)。 6）井下爆破材料庫(kù)必須有單獨(dú)的新鮮風(fēng)流， 回風(fēng)風(fēng)流必須直接引入礦井的總回風(fēng) 巷或主要回風(fēng)巷中。 7）井下充電室必須單獨(dú)的新鮮風(fēng)流通風(fēng)，回風(fēng)風(fēng)流應(yīng)引入回風(fēng)巷。 2、確定礦井通風(fēng)系統(tǒng) 根據(jù)礦井瓦斯涌出量、礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、煤層賦存條件、表土層厚度、井田面積、 地溫、煤層自燃傾向性及兼顧中后期生產(chǎn)需要等條件，提出多個(gè)技術(shù)上可行的方 案，通過優(yōu)化或技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定礦井通風(fēng)系統(tǒng)。 三、礦井風(fēng)量計(jì)算 （一）、礦井風(fēng)量計(jì)算原則 礦井需風(fēng)量，按下列要求分別計(jì)算，并必須采取其中最大值。 （1 ）按井下同時(shí)工作最多人數(shù)計(jì)算，每人每分鐘供給風(fēng)量不得少于 4m3; （2 ）按采煤、掘進(jìn)、碉室及其他實(shí)際需要風(fēng)量的總和進(jìn)行計(jì)算。 （二）礦井需風(fēng)量的計(jì)算 1、采煤工作面需風(fēng)量的計(jì)算 采煤工作面的風(fēng)量應(yīng)該按下列因素分別計(jì)算，取其最大值。 （1）按瓦斯涌出量計(jì)算： Q wi = 100 Q gw i k 式中：Qwi 第i個(gè)采煤工作面需要風(fēng)量，m3/min Qgwi 第i個(gè)采煤工作面瓦斯絕對(duì)涌出量，m3/min kgwi ——第i個(gè)采煤工作面因瓦斯涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)，通常機(jī)采工作面 取kgwi = 1.2~1.6炮采工作面取kgwi=1.4~2.0,水采工作面取kgwi=2.0~3.0 （2）按工作面進(jìn)風(fēng)流溫度計(jì)算： 采煤工作面應(yīng)有良好的氣候條件。具進(jìn)風(fēng)流溫度可根據(jù)風(fēng)流溫度預(yù)測(cè)方法進(jìn)行計(jì) 算。其氣溫與風(fēng)速應(yīng)符合表中的要求: 米煤工作面進(jìn)風(fēng)流氣溫 C 米煤工作回風(fēng)速 m/s <15 0.3~0.5 15~18 0.5~0.8 18~20 0.8~1.0 20~23 1.0~1.5 23~26 1.5~1.8 采煤工作面的需要風(fēng)量按下式計(jì)算: Q wi = 60 V wi S wi k wH 式中vwi—第i個(gè)采煤工作面的風(fēng)速，按其進(jìn)風(fēng)流溫度從表中??； m/s, Swi—第i個(gè)采煤工作面有效通風(fēng)斷面，取最大和最小控頂時(shí)有效斷面的平均 值，m2 ; kwi——第i個(gè)工作面的長(zhǎng)度系數(shù)。 3）按使用炸藥量計(jì)算： Qwi 二 25 Awi 式中25 每使用1kg炸藥的供風(fēng)量，m3/min； 第i個(gè)采煤工作面一次爆破使用的最大炸藥量，kg 4）按工作人員數(shù)量計(jì)算： Qwi 4 nwi 式中 4——每人每分鐘應(yīng)供給的最低風(fēng)量, m3/min nwi 第i個(gè)采煤工作面同時(shí)工作的最多人數(shù) ，個(gè)。 5）按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算 按最低風(fēng)速驗(yàn)算各個(gè)采煤工作面的最小風(fēng)量: Qwi - 60 0.25 Swi Qwi E 60 4 Swi 按最高風(fēng)速驗(yàn)算各個(gè)采煤工作面的最大風(fēng)量： 2、掘講工作而需風(fēng)量的計(jì)算： 煤君、平煤巖和巖巷掘講工作面的風(fēng)量.應(yīng)按下列因素分別計(jì)算.取其最大俏 (1)按瓦斯涌出量計(jì)算: Qhi = 100 Qghi kghi 式中 Qhi 第i個(gè)掘進(jìn)工作面的需風(fēng)量，m3/min Qghi 第i個(gè)掘進(jìn)工作面的絕對(duì)瓦斯涌出量； m3/min kghi——第i個(gè)掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出不均勻和備用風(fēng)量系數(shù)。一般可取 1.5~2.0。 Qhi =25 A% (2)按炸藥量計(jì)算 式中25 使用1kg炸藥的供風(fēng)量，m3/min; Ahi 第i個(gè)掘進(jìn)工作面一次爆破所用的最大炸藥量， kg (3)按局部通風(fēng)機(jī)吸風(fēng)量計(jì)算 Q hi .一 Q hfi k hfi 式中 一一第i個(gè)掘進(jìn)工件面同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的局部通風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量的和。 khfi一一為防止局部通風(fēng)機(jī)吸循環(huán)風(fēng)的風(fēng)量備用系數(shù)，一般取 1.2~1.3;進(jìn)風(fēng)巷道中 無瓦斯涌出時(shí)取1.2,有瓦斯涌出時(shí)取1.3。 (4 )按工作人員數(shù)量計(jì)算 Qhi = 4 nhi 式中nhi一一第i個(gè)掘進(jìn)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，人。 (5)按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算 按最小風(fēng)速驗(yàn)算，各個(gè)巖巷掘進(jìn)工作面最小風(fēng)量： Qhi - 60 0.15 Shi 各個(gè)煤巷或半煤巖巷掘進(jìn)工作面的最小風(fēng)量； Q hi :二 60 4 sdi 按最高風(fēng)速驗(yàn)算，各個(gè)掘進(jìn)工作面的最大風(fēng)量： Qhi >60 x 0.25 x Shi 式中shi ——第i個(gè)掘進(jìn)工作面巷道的凈斷面積，m2 3、碉室需風(fēng)量計(jì)算 獨(dú)立通風(fēng)碉室的供風(fēng)量，應(yīng)根據(jù)不同類型的碉室分別進(jìn)行計(jì)算： (1 )機(jī)電碉室 發(fā)熱量大的機(jī)電碉室，按碉室中運(yùn)行的機(jī)電設(shè)備發(fā)熱量進(jìn)行計(jì)算： 式中 Qri——第個(gè)機(jī)電碉室的需風(fēng)量， m3/min —— 機(jī)電碉室中運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī) (變壓器)總功率，KW 0 機(jī)電碉室的發(fā)熱系數(shù)， P——空氣密度，一般取1.25kg/m3 cp——空氣的定壓比熱，一般可取1KJ/kgk At——機(jī)電碉室進(jìn)、回風(fēng)流的溫度差，C 采區(qū)變電所及變電碉室，可按經(jīng)驗(yàn)值確定需風(fēng)量 Qri=60~80 m3/min (2)爆破材料庫(kù) Qri=4*V/60 式中 v——庫(kù)房空積，m3 (3)充電碉室 按其回風(fēng)流中氫氣濃度小于0.5%計(jì)算 Qri=200*q rhi 式中qrhi 第個(gè)充電碉室在充電時(shí)產(chǎn)生的氫氣量， m3/min。 5、礦井總風(fēng)量計(jì)算 礦井的總進(jìn)風(fēng)量，應(yīng)按采煤、掘進(jìn)、碉室及其他地點(diǎn)實(shí)際需要風(fēng)量的總和 Qm = Qwt +三 Qht , 三1Qrt )父 km 式中ZZQwi 米煤工作面和備用工作面所需風(fēng)量之和， m3/min ； E Qhi 掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量之和，m3/min ； E Qri 碉室所需風(fēng)量之和，m3/min; km——礦井通風(fēng)系統(tǒng)（包括礦井內(nèi)部漏風(fēng)和配風(fēng)不均勻等因素）備用 系數(shù)，直取1.15~1.25。 四、礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算 （一）礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算原則 1、礦井通風(fēng)設(shè)的總阻力，不應(yīng)超過 2940P3 2、礦井井巷的局部阻力，新建礦井按井巷摩擦阻力的 10%計(jì)算，擴(kuò)建礦井宜按井 巷摩擦阻力的15%計(jì)算。 （二）礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算 礦井通風(fēng)總阻力：風(fēng)流由進(jìn)風(fēng)井口起，到回風(fēng)井口止，沿一條通路（風(fēng)流路線）各 個(gè)分支的摩擦阻力和局部阻力的總和，簡(jiǎn)稱礦井總阻力，用 hm表示。 對(duì)于礦井有兩臺(tái)或多臺(tái)風(fēng)主要通風(fēng)機(jī)工作，礦井通風(fēng)阻力按每臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)所服 務(wù)的系統(tǒng)分別計(jì)算。 在主要通風(fēng)機(jī)的服務(wù)年限內(nèi)，隨著采煤工作面及采區(qū)接替的變化， 通風(fēng)系統(tǒng)的總 阻力也將因之變化。當(dāng)根據(jù)風(fēng)量和巷道參數(shù)直接判定最大總阻力路線時(shí)，可按該 路線的阻力計(jì)算礦井總阻力；當(dāng)不能直接判定時(shí)，應(yīng)選幾條可能是最大的路線進(jìn) 行計(jì)算比較，然后定出該時(shí)期的礦井總阻力。 礦井通風(fēng)系統(tǒng)總阻力最小時(shí)稱通風(fēng)容易時(shí)期。通風(fēng)系統(tǒng)總阻力最大時(shí)亦稱為通風(fēng) 困難時(shí)期。 對(duì)于通風(fēng)困難和容易時(shí)期，要分別畫出通風(fēng)系統(tǒng)圖。按照采掘工作面及碉室的需 要分配風(fēng)量，再由各段風(fēng)路的阻力計(jì)算礦井總阻力。 計(jì)算方法： 沿著風(fēng)流總阻力最大路線，依次計(jì)算各段摩擦阻力 hf,然后分別累計(jì)得出容易 和困難時(shí)期的總^摩擦阻力 hf1和hf2o 通風(fēng)容易時(shí)期總阻力： hm =hfi he =hfi (0.1~0.15)hfi =(1.1~1.15)hf1 hm2=hf2 恒山2 (0.1~0.1則2 = (1.1~1.15)hf2 h fi 二 i l i u i 2 S2 Qi 通風(fēng)困難時(shí)期總阻力: n h f = z h fi i =1 hf按下式計(jì)算： 式中 五、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(dòng)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(gè)時(shí)期工況變化，并使通風(fēng)設(shè)備長(zhǎng)期高效 率運(yùn)行。 3、風(fēng)機(jī)能力應(yīng)留有一定的余量。 4、進(jìn)、出風(fēng)井井口的高差在150m以上，或進(jìn)、出風(fēng)井井口標(biāo)高相同，但井深400m 以上時(shí)，宜計(jì)算礦井的自然風(fēng)壓。 （二）主要通風(fēng)機(jī)的選擇 1、計(jì)算通風(fēng)機(jī)風(fēng)量Qf Q f 二 kQ m 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，m /s； k——漏風(fēng)損失系數(shù)，風(fēng)并不提升用時(shí)取1.1;箕斗井兼作 回硯用時(shí) 取1.15;回風(fēng)回升P$人員時(shí)取1.2。 2、計(jì)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）： H td min = hm + hd + hvd HN Htd max = hm + hd + hvd + H N 容易時(shí)期 困難時(shí)期 軸流式通風(fēng)機(jī)（提供的大多是靜壓曲線）： H sd min = hm hd 一 H N H sd max = hm hd H N 18 容易時(shí)期 困難時(shí)期 hm— —通風(fēng)系統(tǒng)的總阻力； hd——通風(fēng)機(jī)附屬裝置（風(fēng)碉和擴(kuò)散器）的阻力； hvd ――擴(kuò)散器出口動(dòng)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(shí)取 "十；自然風(fēng)壓與通風(fēng) 機(jī)負(fù)壓作用反向時(shí)取二0。 3、初選通風(fēng)機(jī) 根據(jù)計(jì)算的礦井通風(fēng)容易時(shí)期通風(fēng)機(jī)的 Qf、HsdmM或Htdmin）和礦井通風(fēng)困難通風(fēng)機(jī) 的Qf、H sdma乂或H tdma*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(shí)際工況點(diǎn) 因?yàn)楦鶕?jù)Qf、HsdmM或Htdmin）和Qf、Hsdma乂或Htdmax）確定的工況點(diǎn)，但設(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)。步驟： 1）計(jì)算通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)阻 用靜壓特性曲線時(shí)： Rsd min Rsd max H sd min Q2 H sd max Q2 Rtd min R- td max H td min Q2 H- td max Q2  用全壓特性曲線時(shí)： 2)確定通風(fēng)機(jī)的實(shí)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(shí)際工況 5、確定通風(fēng)的型號(hào)和轉(zhuǎn)速 根據(jù)通風(fēng)機(jī)的工況參數(shù) (Qf、Hsd、4、N)對(duì)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(hào)和轉(zhuǎn)速。 6、電動(dòng)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(shí)期，分別計(jì)算風(fēng)所需的輸入功率 Nmin , Nmax N min Q f H sd min N max - Q f H sd max —1000 n s s 1000 刈 s N min Q f H td min N? = m max Q f H td max — 1000 tls 1000 刈 s (2)、電動(dòng)機(jī)的臺(tái)數(shù)及種類 Ne = Nmax ke ( e tr) e max e e ii 當(dāng)Nmin>0.6Nmax時(shí)，可選一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)功率為： 當(dāng)Nmin<0.6Nmax時(shí)，選二臺(tái)電動(dòng)機(jī)，其功率分別為： 初期： 后期按選一臺(tái)電機(jī)公式計(jì)算。"e ：電機(jī)效率，"tr：傳動(dòng)效率。 六、概算礦井通風(fēng)費(fèi)用 噸煤通風(fēng)成本是通風(fēng)設(shè)計(jì)和管理的重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 噸煤通風(fēng)成本主要包括下列費(fèi)用： 1、電費(fèi)(W1) 噸煤的通風(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) 電費(fèi)之和除以年產(chǎn)量，可用如下公式計(jì)算： W1=(E+Ea)mD/T E——主要通風(fēng)機(jī)年耗電量， D ——電價(jià)，元/KWh; T——礦井年產(chǎn)量，噸； “v——變壓器效率，可取0.95; Ea——局部通風(fēng)機(jī)和輔助通風(fēng)機(jī)的年耗電量； Y] W 電纜輸電效率 2、設(shè)備折舊費(fèi) 3、材料消耗費(fèi)用 4、通風(fēng)工作人員工資費(fèi)用 5、專為通風(fēng)服務(wù)的井巷工程折舊費(fèi)和維護(hù)費(fèi)折算至噸煤的費(fèi)用。 6、采每噸煤的通風(fēng)儀表的購(gòu)置費(fèi)和維修費(fèi)用。 第五節(jié) 可控循環(huán)通風(fēng)概述 可控循環(huán)通風(fēng)是由英國(guó)學(xué)者 S.J.LEACH和A.SLACK研究提出，七十 Qc =—100% Q 年初在英國(guó)開始應(yīng)用。之后，包括中國(guó) Q 在內(nèi) 的許多國(guó)家也相繼對(duì)可控循環(huán)通 " 干= 風(fēng)進(jìn)行了研究和應(yīng)用。 定義：在低瓦斯礦中，當(dāng)采掘工作面位于礦井的邊遠(yuǎn)地區(qū)，原有通風(fēng)系統(tǒng)不能保 證按需供風(fēng)，而該地區(qū)的回風(fēng)的風(fēng)質(zhì)又比較好時(shí)，可以在局部通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)、回 風(fēng)之間安置通風(fēng)設(shè)備、設(shè)施和監(jiān)控設(shè)備，對(duì)回風(fēng)進(jìn)行合理循環(huán)控制加以再利用， 以增加用風(fēng)地點(diǎn)的實(shí)際風(fēng)量。此種 通風(fēng)方法稱為可控循環(huán)風(fēng)。 循環(huán)率：