矿井主通风设备选型设计

矿井主通风设备选型设计内容摘要：

进行计算 《规程》规定工作面风温与理想风流速度之间的对应关系见下表 3～ 3。 工作面风温与理想风速间的对应关系 表 33 规定工作面风温与理想风流速度对应关系表 工作面温度，℃ 工作面允许风速， m/s ＜ 15 ～ 15～ 18 ～ 18～ 20 ～ 20～ 23 ～ 23～ 26 ～ m in/,60 3, mSQ ic ??? ? 由上表所示最低允许风速，同时考虑采空区漏风，取风速 V= sm/ ，综采工作面巷道断面积 S= 2m。 代入式中，： m 3/ m in , ?icQ 5. 采煤工作面所需风量确定 综上所述： 新疆工程学院 |机械工程系 矿井通风方系统风量计算 14 14 K1 煤层综采工作面的通风量为 : ? ? m in/,160,1043m a x 3mQ wi ?? K2 煤层综采工作面的通风量为： ? ? m in/,160,1242m a x 3mQ wi ?? ④ . 按《煤矿安全规程》规定的最低与最高风速进行验算 按最低风速验算各个采煤工作面的最小风量： Sw iQ ??? 得出：综采工作面的最小风量为： 按最高风速验算各个采煤工作面的最大风量： SwiQ ??? 460 得出：综采工作面： 44 3, 1 0 0 1 0 0 1 . 6 , / m i nj i C H C HQ k Q Q m? ? ? ? ? ? 故所选风量符合要求。 ⑤ 掘进工作面风质要求与风量计算 1）在采掘面进风流中， O2的浓度≥ 20%， CH CO2的浓度＜ %； 2）在采掘面回风流中， CH4浓度＜ 1%， CO2浓度＜ %； 3）井下空气中有害气体浓度不得超过下表 31中的规定。 [6] 4）采掘工作面的风流温度≤ 26℃； 5）井下有人工作地点和人行道空气中粉尘浓度应符合下表 32 中的规定。 6）每一工作地点，每人每分钟的新风供应量不小于 4 3m . 7） ① 掘进巷道应采用矿井全风压或局部通风机送风，禁止采用扩散通风。 若新掘的掘进面巷道长度不超过 6 m，而工作面风流中的瓦斯浓度又不超过 %时，可允许考虑采用扩散通风； ② 对于高瓦斯矿井中的掘进工作面，必须探索新的工作面风量计算经验表达式。 例如：44 3, 1 0 0 1 0 0 1 . 6 , / m i nj i C H C HQ k Q Q m? ? ? ? ? ? 新疆工程学院 |机械工程系 矿井通风方系统风量计算 15 15 ③ 按局扇抽出式的排除炮烟计算掘进面需风量： m in/,51518 3, mASAtQ ij ?????? ???? 式中， A— 起爆所需的最大炸药用量， kg； S— 掘进断面积， m2； t— 爆破后 的有效通风时间，一般取 20 min。 ⑥ 按掘进面中的有效风速进行验算： 煤巷、半煤巷： / 4 /m s m s??? 岩巷： / 4 /m s m s??? 上述最小风速的确定依据是：不至于在巷道顶板上形成瓦斯的层状积聚；而最高风速的确定依据则是不至于形成二次扬尘。 ⑦按工作面气温与风速的关系计算 36 0。 / m inQ w i V S m? v—— 风速， m/s； S—— 巷道断面积，3 《规程》规定工作面风温与理想风流速度之间的对应关系见下表 33。 由上表所示最低允许风速，同时考虑采空区漏风，取风速 V= /ms，综采工作面巷道断面积； S= 2m 综采工作面风量： min/ 4 8 3mQwi ? 四 ）独立通风硐室风量计算 （ 1） 《煤矿安全规程》中的有关规定 ① 井下爆破材料库必须有单独的进风风流，回风风流必须直接引入矿井的总回风道或主要回风 道中； ② 在多水平生产的矿井内，以及井下没有爆破材料库的矿井，可以设立井下发放爆破硐室。 发放爆破材料硐室管理制度同井下爆破材料库，必须单独通风； 新疆工程学院 |机械工程系 矿井通风方系统风量计算 16 16 ③ 井下充电硐室必须用单独的新鲜风流通风，回风流可以引入采空区回风道中。 井下充电硐室内风流中以及电机车充电硐室、局部积聚处的氢气浓度都不得 超过 %； ④ 井下机电硐室必须设在进风风流中； ⑤ 机电硐室的的空气温度不得超过 30℃ ；否则应采取降温措施。 （ 2） 独立通风硐室需风量计算 ① 井下火药库 可按每小时 4 次换气量计算： m in/, 3mVVQ r ???? ② 井下蓄电池电机车库 蓄电池电机车库一般包括充电硐室、变流硐室和机车修理间等三部分。 其供风量应主要考虑将充电硐室中产生的 H2 冲淡到安全允许浓度 %以下，并降低充电与变流硐室温度。 通常取： m in/120200 3mQ d —? ③ 井下绞车房供风量 m in/1 2 080 3mQ j —? ④ 井下主水泵房供风量 m in/240180 3mQ s —? 4）其他通风行人和维护巷道所需风量 LQ 的确定 ① 设计时，高瓦斯、小型、机械化程度低的 矿井，可按矿井采煤面、掘进面 和硐室三者总风量的 5%— 10%进行计算： 新疆工程学院 |机械工程系 矿井通风方系统风量计算 17 17 ? ? m in/,%)10%5( 3m djcL ? ?? ???? — ② 低瓦斯矿井中，通常按经验或习惯取值进行计算，也可按实有地点的实际 配风要求进行累计计算。 167。 掘进工作面所需风量的计算 掘进巷道应采用矿井全风压或局部通风机送风，禁止采用扩散通风。 若新掘的掘进面巷道长度不超过 6 m，而工作面风流中的瓦斯浓度又不超过 %时， 可允许考虑采用扩散通风； 1) 按炸药量计算 hiAQhi ??25 使用 1kg 炸药的供风量。 — 第 个掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量， kg。 故 m in/2 3mQ hi ??? 2. 按工作人员数量计算 4hi hiQn?? 式中hin— 第i个掘进工作面同时工作的最多人数。 故3444176 /minhiQm??? 综上所述： 掘进工作面风量： 3m a x ( 2 6 5 , 1 7 6 ) 2 6 5 / m inhiQm?? 则容易时期： 34 2 6 5 1 0 6 0 / m i nhiQm? ? ?? 新疆工程学院 |机械工程系 矿井通风方系统风量计算 18 18 困难时期： 3. 按风速进行验算 按最小风速验算，各个岩巷掘进工作面最小风量： hihi SQ ??? m in/10602654 3mQ hi ???? 故 综采段岩巷掘进工作面风量： m in/ 3mQ hi ???? 各个煤巷或半岩巷掘进工作面的最小 风量： dihi SQ ??? 综采段岩巷掘进工作面风量： m in/ 3mQ hi ???? 按最高风速验算，各个掘进工作面的最大风量： hihi SQ ??? 460 式中 hiS 第i个掘进工作面巷道的净断面积。 综采段岩巷掘进工作面风量： m in/1 87 3mQ hi ???? 经过验算所选风量符合要求。 167。 采区硐室所需风量的计算 可按经验值确定需风量： m in/8060 3mQ bi ?? , 取 370 /minm 38 0 1 2 0 / m injiQm?? ， 取 min100 3m 取 380 / minhiQm? 新疆工程学院 |机械工程系 矿井通风方系统风量计算 19 19 按最小风速计算，其中 mShi? 采区下部车厂 的最小风量： 取 min/150 3mQci ? 故总风量 容易时期： m in/640)300202040()222( 3m cijibiri ???????? 困难时期： m in/660)300160200()222( 3m cihijiri ???????? 167。 其他通风行人和维护巷道所需风量 设计时，可按矿井 采煤面、掘进面和硐室三者总风量的 5%进行计算： 容易时期： m in/303%5)( 3mQ o t ???????? 困难时期： m in/337%5)( 3mQ o t ???????? 167。 采区总需风量的计算 矿井的总通风量，应按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需要风量的总和计算： ? ? motrthtwtm KQ ?????? ? ?? ? 式中： ?wtQ — 采煤工作面和备用工作面所需风量之和。 ?htQ — 掘进工作面所需风量之和。 ?rtQ — 硐室所需风量之和。 新疆工程学院 |机械工程系 矿井通风方系统风量计算 20 20 ?otQ — 其他用风地点所需风量之和。 mK — 矿井通风系数，可取 ~，在此取 容易 时 m i n/)( 3mQ m ???????? 10] 困难时 3( 2 4 8 4 1 8 0 4 . 8 4 5 1 . 2 1 3 2 5 6 6 0 3 3 7 ) 1 . 2 8 4 7 5 / m inmQm? ? ? ? ? ? ? ? 新疆工程学院 |机械工程系 矿井通风总阻力计算 21 21 第四章 矿井通风机总阻力计算 167。 井巷通风阻力计算 （ 1） 如果矿井的服务年限小于 10～ 20 年，可选择在达到设计产量以后的通风容易和通风困难两个时期内的最大（长）通风路线进行计算，得到 min,rh 和 max,rh ，则可使所选通风机满足于 通风容易和困难时期的要求。 （ 2） 如果矿井的服务年限为 30～ 50 年，则可只选择在达到设计产量后的15— 25 年内的通风容易和通风困难两个时期最大（长）通风路线进行计算，得到 min,rh 和 max,rh ， 可使所选通风机满足于该时期内的通风容易和困难时期的要求。 （ 3） 绘制矿井在通风容易与通风困难两个时期内通风系统示意图和网络图。 （ 4） 考虑外部漏风的影响，风机风量与风井总 回风量的关系为： ? ? f ??? 式中，风井没有提升任务时取。 （ 5） 控制计算出的矿井总阻力不能超过 350 mmH2O，否则，需要对某些局部巷道采取降低风阻的措施。 （ 6） 条件许可时，可以通过网络解算来计算矿井的总阻力。 R的计算 1）井巷摩擦风阻的计算 井巷风阻是反映通风巷道几何特征的参数。 当已知巷道的支护方式（ ? ）、 断面积（ S）、周长（ U）、巷道长度（ L）等参数时，可以 进行计算： 823 /, msNS ULR ???? ? 新疆工程学院 |机械工程系 矿井通风总阻力计算 22 22 2）利用阻力定律计算矿井或区域总风阻 当已知总阻力 h和总风量时，可以按阻力定律计算总风阻： 822 /, msNQhR ?? 3）降低井巷摩擦阻力的意义和措。