《張壘 礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《張壘 礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計（41頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、中國礦業(yè)大學(xué)（北京）資源與安全工程學(xué)院礦山安全課程設(shè)計 中國礦業(yè)大學(xué)（北京）資源與安全工程學(xué)院 本科生課程設(shè)計報告 課程設(shè)計名稱： 礦山安全設(shè)計報告 姓 名： 張 壘 學(xué) 號： 1010120110 專業(yè)年級： 消防工程2010 班 級：消防工程2010班 指導(dǎo)教師： 譚 波 職 稱： 講 師 起止日期： 2013 年 12 月 8 日 至 2013 年 12 月 15 日

2、 中國礦業(yè)大學(xué)（北京）資源與安全工程學(xué)院 本科生課程設(shè)計任務(wù)書 專業(yè)年級 消防工程2010 班級 消防工程2010班 學(xué)號 1010120110 學(xué)生姓名 張 壘 任務(wù)下達日期：2013 年 12 月 8日 課程設(shè)計日期：2013 年 12 月 8 日至 2013 年 12 月 15 日 課程設(shè)計主要內(nèi)容和要求： （1）礦井總需風(fēng)量估算 要求：按照礦井實際情況計算通風(fēng)困難時期、通風(fēng)容易時期的礦井需風(fēng)量 （2）礦井通風(fēng)總阻力估算（通風(fēng)困難時期、通風(fēng)容易時期）

3、 要求：根據(jù)需風(fēng)量分配巷道風(fēng)量，計算最大阻力路線的通風(fēng)阻力。考慮自然風(fēng)壓、計算礦井等積孔 （3）選擇合適主扇 要求：從風(fēng)機庫中選擇合適的風(fēng)機。 （4）計算通風(fēng)費用 要求：按照你們宿舍電價計算通風(fēng)日常費用。 （5）給出通風(fēng)報表 要求：設(shè)計一張通風(fēng)報表，將計算數(shù)據(jù)統(tǒng)計進去 指導(dǎo)教師簽字： 中國礦業(yè)大學(xué)（北京）資源與安全工程學(xué)院 本科生課程設(shè)計評閱書 指導(dǎo)教師評語 成績： 指導(dǎo)教師簽名：

4、 年 月 日 學(xué)院意見： 簽章： 年 月 日 目錄 一、礦井需風(fēng)量地點情況........................................................4 二、最大阻力線................................................................5

5、 三、礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇........................................................6 （一）礦井通風(fēng)系統(tǒng)的作用...................................................6 （二）礦井通風(fēng)系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu).............................................6 （三）通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計原則...................................................7 （四）礦井通風(fēng)系統(tǒng)的類型及其適用條件....

6、...................................8 （五） 各類礦井通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點及適用條件..................................9 （六）回采工作面的通風(fēng)系統(tǒng)選擇............................................11 （七）礦井井下通風(fēng)設(shè)施及構(gòu)筑物布置........................................13 四、礦井風(fēng)量計算.............................................................14

7、 （一）風(fēng)量計算的標準及原則................................................14 （二）風(fēng)量計算............................................................15 五、礦井通風(fēng)阻力的計算..................................................... .23 （一）摩擦阻力系數(shù)α......................................................24 （二）摩擦阻力的計算..

8、....................................................27 （三）局部阻力計算........................................................30 （四）礦井通風(fēng)總阻力計算..................................................30 （五）降低通風(fēng)阻力........................................................31 （六）自然風(fēng)壓.....................

9、.......................................32 （七）礦井等積孔..........................................................36 六、礦井通風(fēng)設(shè)備的選擇.......................................................37 （一）扇風(fēng)機選型的依據(jù)....................................................37 （二）扇風(fēng)機選擇.................................

10、.........................38 （三）通風(fēng)設(shè)備選型........................................................39 礦井通風(fēng)系統(tǒng)課程設(shè)計 某礦井屬低瓦斯礦井，瓦斯含量極低，煤塵具有爆炸性，總含量最大值為0.188 m3/t（16層煤），而煤層的最小殘存瓦斯量為1～2.5 m3/t。采煤工作面空氣溫度，按15～18℃，工作面平均斷面積為9.5m2 ，機械化采煤，交接班時23人。掘進面采用機掘，每班不超過10人，平均風(fēng)溫約為20℃。巷道布置圖課堂布置。 一、礦井需風(fēng)量地點情況如下： 表5.6 礦井用風(fēng)地點

11、計算表 序號 用風(fēng)點 數(shù)量 一 2015備用工作面 1 二 2014綜采工作面 1 三 掘進工作面 綜 掘 1 綜掘 1 四 主排水泵房 1 五 井下爆炸材料發(fā)放硐室 1 六 變電所 1 小計 七 其它巷道用風(fēng)，占上述小計的5%（容易時期） 其它巷道用風(fēng)，占上述小計20%（困難時期） 八 備用25% 合計 二、最大阻力線（從進口到地面），根據(jù)巷道類型與巷道礦井需風(fēng)量計算 表5.14 東井通風(fēng)阻力計算表 序號 巷道名稱 支護形式 α ×10-4 P （m） L （m） S m2

12、 Q m3/s hf Pa 1 副井 砼砌 13.0 1200 11.4 2 井底車場巷道 錨噴 17.4 2000.0 21.2 3 區(qū)段 軌道巷 錨噴 11.1 550.0 9.5 4 2014工作面運輸巷 錨網(wǎng) 15.4 1400.0 9.5 5 2014 工作面 綜采支架 20.0 160.0 8.6 6 工作面回風(fēng)巷 錨網(wǎng) 15.4 1200.0 9.5 7 中部車場回風(fēng)巷 錨噴 9.5 600.0 6.3

13、 8 東回風(fēng) 斜井 錨噴 15.1 1680.0 15.2 合計 15% 局部阻力 總計 三、礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇 礦井通風(fēng)系統(tǒng)主要考慮以下因素：依據(jù)井田精確地質(zhì)報告所提供的開采技術(shù)條件；礦井設(shè)計生產(chǎn)能力；礦井開拓方式和采取布置；采煤年進度計劃圖；礦井巷道斷面圖；礦井各水平服務(wù)年限。 （一）礦井通風(fēng)系統(tǒng)的作用 從井下采掘作業(yè)要求、礦內(nèi)空氣成分及氣候條件的變化規(guī)律、有毒有害氣體及粉塵的特性和他們對人體的影響來看，進行通風(fēng)換氣是最有效的途徑。一般情

14、況下，自然通風(fēng)難以持續(xù)、穩(wěn)定、有效的解決上述問題，因此，所有礦山必須建立完善的機械通風(fēng)系統(tǒng)。 在風(fēng)機動力的作用和通風(fēng)設(shè)施的控制下，地表新鮮空氣由進風(fēng)井巷進入礦井，經(jīng)有關(guān)井巷供給各個工作面，不斷地去稀釋和沖淡這些有害物質(zhì)，使之達到無害程度，污濁空氣經(jīng)回風(fēng)道從回風(fēng)井巷排出地表，這就是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)過程。它的任務(wù)是： 1）保證井下工作面有足夠的氧氣； 2）把井下產(chǎn)生的有毒有害氣體及礦塵稀釋到無害程度并排出礦外； 3）給井下工作面創(chuàng)造良好的氣候條件。 因此，礦井通風(fēng)系統(tǒng)是礦井開拓、開采系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)通風(fēng)目的和任務(wù)，向井下各作業(yè)地點供給新鮮空氣，排出井下產(chǎn)生的污濁空氣，調(diào)節(jié)井下氣候條件而

15、專門統(tǒng)籌規(guī)劃、設(shè)計構(gòu)建的由通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)、通風(fēng)動力和通風(fēng)控制設(shè)施組成的工程體系總稱。 （二）礦井通風(fēng)系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu) 從系統(tǒng)組成來看，礦井通風(fēng)系統(tǒng)由通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)、通風(fēng)動力和通風(fēng)控制設(shè)施三大部分有機構(gòu)成。通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)就是由風(fēng)流流經(jīng)的所有井巷構(gòu)成的、相互關(guān)聯(lián)的、復(fù)雜的、網(wǎng)絡(luò)狀的井巷集合體。通風(fēng)動力即為礦井風(fēng)流流動提供能量的主扇、輔扇、自然壓差等動力源組成的動力結(jié)構(gòu)體系。通風(fēng)控制設(shè)施就是控制有害漏風(fēng)，并使供入井下的風(fēng)流按生產(chǎn)需求進行分配的風(fēng)門、風(fēng)窗、風(fēng)橋、風(fēng)橋、輔扇、空氣幕、導(dǎo)風(fēng)板等一系列調(diào)節(jié)控制設(shè)施。其中，輔扇具有雙重功能，既屬于通風(fēng)動力，又屬于調(diào)控設(shè)施。 從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來看，礦井通風(fēng)系統(tǒng)可劃分為三大部分，即

16、進風(fēng)部分、回風(fēng)部分和用風(fēng)部分，各部分擔(dān)任著不同的職能。進風(fēng)部分把地表新風(fēng)送入用風(fēng)部分供工作面使用，回風(fēng)部分負責(zé)把用風(fēng)部分產(chǎn)生的污濁風(fēng)排出地表。用風(fēng)部分負責(zé)調(diào)解和分配進風(fēng)部分送入的新鮮空氣，并把工作面產(chǎn)生的炮煙粉塵等有毒有害物質(zhì)稀釋排入回風(fēng)部分，使作業(yè)環(huán)境達到安全衛(wèi)生的要求[6]。 （三）通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計原則 在設(shè)計礦井通風(fēng)系統(tǒng)的構(gòu)建方案時，應(yīng)嚴格遵循技術(shù)效果良好、運行安全可靠、基建費用和經(jīng)營費用低以及便于管理的原則，即： 1）系統(tǒng)宏觀構(gòu)建規(guī)劃合理，既有利于通風(fēng)，又與礦井開采規(guī)劃、開拓方案相輔相成； 2）通風(fēng)方式及壓力分布合理，有利于有害氣體和粉塵的排出與控制； 3）礦井供風(fēng)量合理，既有

17、一定余量，又不過大浪費； 4）通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)合理，能將生產(chǎn)要求的風(fēng)量送到每一個工作面，并將工作面用過的污風(fēng)快捷的排出地表；井巷工程量少，通風(fēng)阻力小，污風(fēng)不串聯(lián)； 5）分風(fēng)調(diào)控簡便易行，分風(fēng)均衡性、穩(wěn)定性、可靠性好，有害漏風(fēng)少，有效風(fēng)量率和風(fēng)速合格率高； 6）設(shè)備選型合理，安裝使用簡便，購置費低，運行效率高； 7）通風(fēng)構(gòu)筑物和風(fēng)流調(diào)節(jié)設(shè)施盡量少； 8）充分利用一切可用于通風(fēng)的井巷和通道，使專用通風(fēng)井巷工程量最??； 9）通風(fēng)動力消耗少，通風(fēng)費用低； 10）適應(yīng)生產(chǎn)變化的能力強，現(xiàn)場應(yīng)用和管理的難度不大，能夠管好、用好。 （四）礦井通風(fēng)系統(tǒng)的類型及其適用條件 按進、回風(fēng)井在井田內(nèi)的位

18、置不同，通風(fēng)系統(tǒng)可分為中央式、對角式、區(qū)域式及混合式。 1）中央式 進、回風(fēng)井均位于井田走向中央。根據(jù)進、回風(fēng)井的相對位置，又分為中央并列式和中央邊界式（中央分列式）。 （1）中央并列式 進風(fēng)井和回風(fēng)井大致并列在井田走向的中央，兩井底可以開掘到第一水平，也可將回風(fēng)井只掘至回風(fēng)水平。后者一般適用于較小型礦井。 （2）中央邊界式 進風(fēng)井大致位于井田走向中央，回風(fēng)井大致位于井田淺部邊界走向中央、在傾斜方向上兩井相隔一段距離，回風(fēng)井的井底高于進風(fēng)井的井底。 2）對角式 （1）兩翼對角式 進風(fēng)井大致位于井田走向中央，兩個回風(fēng)井位于井田邊界的兩翼（沿傾斜方向淺部），稱為兩翼對角式。如果只

19、有一個回風(fēng)井，且進、回風(fēng)分別位于井田的兩翼稱為單翼對角式。 （2）分區(qū)對角式 進風(fēng)井位于井田走向的中央，在各采區(qū)開掘一個回風(fēng)井，無總回風(fēng)巷。 3）區(qū)域式 在井田的每一個生產(chǎn)區(qū)域開鑿進、回風(fēng)井，分別構(gòu)成獨立的通風(fēng)系統(tǒng)。 4）混合式 由上述諸種方式混合組成。例如：中央分列與兩翼對角混合式，中央并列與兩翼對角混合式等等。 按通風(fēng)機的工作方式來劃分，通風(fēng)方式有壓入式、抽出式和壓抽混合式3種， 各自特點如下： 1）抽出式主扇使井下風(fēng)流處于負壓狀態(tài)，一旦主扇因故停止運轉(zhuǎn)時，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； 2）壓入式主扇使井下處于正壓狀態(tài)，當(dāng)主扇停止工作時，

20、風(fēng)流壓力降低，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量增加，比較危險； 3）壓入式通風(fēng)時，須在礦井總回風(fēng)路線上設(shè)置若干構(gòu)筑物，壓入式通風(fēng)管理工作比較困難，漏風(fēng)較大； 4）在地面小窖塌陷區(qū)分布較廣，并和采區(qū)相溝通的條件下，用抽出式通風(fēng)，會把小窖積存的有害氣體抽到井下，同時使通過主扇的一部分風(fēng)流短路，總進風(fēng)量和工作面有效風(fēng)量都會減少，用壓入式通風(fēng)，則能用一部分回風(fēng)流把小窖塌陷區(qū)的有害氣體帶到地面。 5）如果能夠防止總回風(fēng)路線的漏風(fēng)，則壓入式主扇的規(guī)格尺寸和通風(fēng)電力費用都較抽出式實效； 6）在壓入式通風(fēng)過渡到深水平抽出時，有一定的困難，過渡時期是新舊水平同時生產(chǎn)，戰(zhàn)線較長，有時還需額外增掘一些井巷工

21、程，使過渡期限拉的過長，用抽出式通風(fēng)，就沒有這些缺點； 7）用壓抽混合式時，設(shè)備過多，管理復(fù)雜，新井設(shè)計時一般不考慮用這種方法。 （五） 各類礦井通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點及適用條件 各類型礦井通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點及適用條件如表5.1所示 表5.1 各種通風(fēng)方式特性對比[7] 通風(fēng)方式 優(yōu)點 缺點 適用條件 中央式 中央并列式 進、回風(fēng)井均布置在中央工業(yè)廣場內(nèi)，地面建筑和供電集中，建井期限較短，便于貫通，初期投資少，出煤快，護井煤柱較小。礦井反風(fēng)容易，便于管理。 風(fēng)流在井下的流動路線為折返式，風(fēng)流路線長，阻力大，井底車場附近漏風(fēng)大。工業(yè)廣場受主要通風(fēng)機噪聲的影響和回風(fēng)風(fēng)流的污染嚴重

22、。 適用于煤層傾角大，埋藏深，井田走向長度小于4Km，瓦斯與自然發(fā)火都不嚴重的礦井。冶金礦山當(dāng)?shù)V脈走向不太長，或受地形地質(zhì)條件限制，在兩翼不宜開掘風(fēng)井時使用。 中央邊界式 通風(fēng)阻力較小，內(nèi)部漏風(fēng)較小。工業(yè)廣場不受主要通風(fēng)機噪聲的影響及回風(fēng)風(fēng)流的污染。 風(fēng)流在井下的流動路線為折返式，風(fēng)流線路長，阻力較大。 適用于煤層傾角較小、埋藏較淺，井田走向長度不大，瓦斯與自然發(fā)火比較嚴重的礦井。 混合式 回風(fēng)井?dāng)?shù)量較多，通風(fēng)能力大，布置較靈活，適應(yīng)性強。 通風(fēng)設(shè)備較多 井田范圍大，地質(zhì)和地面地形復(fù)雜；或產(chǎn)量大，瓦斯突出量大的礦井。 對角式 兩翼對角式 風(fēng)流在井下的流動線路是直向式，風(fēng)

23、流線路短，阻力小。內(nèi)部漏風(fēng)少。安全出口多，抗災(zāi)能力強。便于風(fēng)量調(diào)節(jié)，礦井風(fēng)壓比較穩(wěn)定。工業(yè)廣場不受回風(fēng)污染和通風(fēng)機噪聲的危害。 井筒安全煤柱壓煤較多，初期投資大，投產(chǎn)較晚。 煤層走向大于4Km，井型較大，瓦斯與自然發(fā)火嚴重的礦井；或低瓦斯礦井，煤層走向較長，產(chǎn)量較大的礦井。 分區(qū)對角式 每個采區(qū)有獨立的通風(fēng)路線，互不影響，便于調(diào)節(jié)風(fēng)量，安全出口多，抗災(zāi)能力強，建井工期短，初期投資少，出煤快。 占用設(shè)備多，管理分散，礦井反風(fēng)困難。 煤層埋藏淺，或因地表高低起伏較大，無法開掘總回風(fēng)巷。 區(qū)域式 既可改善通風(fēng)條件，又能利用風(fēng)井準備采區(qū)，縮減建井工期。風(fēng)流線路短，阻力小。漏風(fēng)少，網(wǎng)路簡

24、單，風(fēng)流易于控制，便于主要通風(fēng)機的選擇。 通風(fēng)設(shè)備多，管理分散。 井田面積大，儲量豐富或瓦斯含量大的大型礦井。 通風(fēng)系統(tǒng)選擇主要考慮因素分為自然因素和經(jīng)濟因素。自然因素包括煤層賦存狀態(tài)、埋藏深度、沖積層厚度、礦井瓦斯等級、煤層爆炸性、煤層自然發(fā)火性、礦井地形條件、井田尺寸及礦井年生產(chǎn)能力等。經(jīng)濟因素包括井巷工程量大、通風(fēng)運營費、設(shè)備運轉(zhuǎn)、維修和管理條件等。 所以，本設(shè)計選用中央并列抽出式通風(fēng)方式。礦井通風(fēng)系統(tǒng)采用分區(qū)通風(fēng)。 初期，投產(chǎn)東井區(qū)，采用中央并列抽出式通風(fēng)方式，東主、副斜井進風(fēng)，東回風(fēng)斜井回風(fēng)，風(fēng)井位于工業(yè)場地的南側(cè)。后期，西井區(qū)投產(chǎn)，構(gòu)成獨立的通風(fēng)系統(tǒng)，亦采用中央并列抽出式

25、通風(fēng)方式，西主、副斜井進風(fēng)，西回風(fēng)斜井回風(fēng)，風(fēng)井亦位于工業(yè)場地的南側(cè)。再后期，分別在礦井南部24I線2422孔附近設(shè)一回風(fēng)立井，服務(wù)于三、四分（采）區(qū)；另外，在五、六分（采）區(qū)的中部，背斜的兩翼分設(shè)一對進、回風(fēng)斜井，服務(wù)于五、六分（采）區(qū)，形成分區(qū)式通風(fēng)。 （六）回采工作面的通風(fēng)系統(tǒng)選擇 工作面通風(fēng)方式是由進、回風(fēng)巷與工作面的相對位置確定的。工作面的通風(fēng)方式有以下幾種： 1）U 型通風(fēng)。U 型后退式，在我國使用比較普遍。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，巷道施工維修量小，工作面漏風(fēng)小，風(fēng)流穩(wěn)定，易于管理；缺點是上隅角瓦斯容易超限，工作面進、回風(fēng)巷要提前掘進，維護工作量大。適用于低瓦斯礦井。U 型前進

26、式的維護工作量小，不存在采掘工作面串聯(lián)通風(fēng)問題，在巷旁支護好、漏風(fēng)不大時，有一定優(yōu)越性，采空區(qū)瓦斯不涌向工作面，而流向回風(fēng)平巷。其缺點是采空區(qū)漏風(fēng)不易管理，且需沿空護巷。改種通風(fēng)系統(tǒng)適用于推進距離短，低瓦斯、自然傾向性弱的煤層。 2）Z 型通風(fēng)。采用Z型后退式通風(fēng)系統(tǒng)的工作面的采空區(qū)瓦斯不會涌入工作面，而是涌向回風(fēng)巷，工作面采空區(qū)回風(fēng)側(cè)能用鉆孔抽放瓦斯，但進風(fēng)側(cè)不能抽放瓦斯。采用Z型前進式通風(fēng)系統(tǒng)的工作面的進風(fēng)側(cè)沿采空區(qū)可以抽放瓦斯，采空區(qū)的瓦斯易涌向工作面，特別是上隅角，回風(fēng)側(cè)不能抽放瓦斯。Z 型通風(fēng)系統(tǒng)的采空區(qū)漏風(fēng)，前期掘進巷道工程量小，風(fēng)流比較穩(wěn)定，介于采用U型后退式和U型前進式之間，

27、但需沿空支護巷道和控制經(jīng)過采空區(qū)的漏風(fēng)，其難度較大。 3）H 型通風(fēng)。H 型后退式通風(fēng)系統(tǒng)，工作面風(fēng)量大，采空區(qū)瓦斯不涌向工作面，氣象條件好，增加了工作面安全出口，工作面機電設(shè)備都在新鮮風(fēng)流巷道中，通風(fēng)阻力小，在采空區(qū)的回風(fēng)巷道中可抽放瓦斯，易于控制上隅角的瓦斯。缺點是沿空護巷困難，由于有附加巷道，可能影響通風(fēng)的穩(wěn)定性，管理復(fù)雜。在工作面和采空區(qū)的瓦斯涌出量都較大，在入風(fēng)側(cè)和回風(fēng)側(cè)都需增加風(fēng)量以稀釋整個工作面的瓦斯時，可考慮采用H型通風(fēng)系統(tǒng)。 4）Y 型通風(fēng)。Y 型通風(fēng)系統(tǒng)，在U 型通風(fēng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增設(shè)一條尾巷，改變了采空區(qū)瓦斯在上隅角處的流動方向，使回風(fēng)道風(fēng)量加大，上隅角及回風(fēng)道的瓦斯不

28、易超限，并可在上部進風(fēng)道內(nèi)抽放瓦斯。但需沿空護巷并做邊界回風(fēng)上山。在國內(nèi)外高瓦斯礦井中廣泛應(yīng)用。 5）W 型通風(fēng)。W 型后退式通風(fēng)系統(tǒng)，用于高瓦斯的長工作面或雙工作面。該系統(tǒng)的進、回風(fēng)平巷都布置在煤體中。當(dāng)由中間及下部平巷進風(fēng)，上部平巷回風(fēng)時，上、下段工作面均為上行式通風(fēng)，但上段工作面的風(fēng)速高，對防塵不利，上隅角瓦斯可能會超限，所以在瓦斯涌出量很大時，常采用上、下平巷進風(fēng)，中間平巷進風(fēng)，中間平巷回風(fēng)的W型通風(fēng)系統(tǒng)；或者反之，采用由中間巷進風(fēng)，上下平巷回風(fēng)的通風(fēng)系統(tǒng)以增加風(fēng)量，提高產(chǎn)量。在中間巷內(nèi)布置抽瓦斯鉆孔時，抽放孔由于處于抽放區(qū)域的中心，因而抽放率比采用U型通風(fēng)系統(tǒng)的工作面提高50%。W

29、 型前進式通風(fēng)系統(tǒng)，較后退式可緩和采、掘緊張關(guān)系，但巷道均維護在采空區(qū)內(nèi)，不易保證巷道有足夠的斷面積，巷道維護困難，且漏風(fēng)大，采空區(qū)涌出的瓦斯量也較大[7]。 根據(jù)本礦實際條件考慮，采煤工作面采用U型后退式上行通風(fēng)。 （七）礦井井下通風(fēng)設(shè)施及構(gòu)筑物布置 為保證風(fēng)流按擬定路線流動，必須在巷道設(shè)置相應(yīng)的通風(fēng)構(gòu)筑物以用于引導(dǎo)風(fēng)流、截斷風(fēng)流或控制風(fēng)流[8]。根據(jù)用途的不同，通風(fēng)構(gòu)筑物分類如表5.2所示。 表5.2 通風(fēng)構(gòu)筑物 分類 名稱 用途及要求 截 斷 風(fēng) 流 風(fēng)門 用于行人、行車道中截斷風(fēng)流。避免在彎道和傾斜巷道中設(shè)置，結(jié)構(gòu)嚴密，漏

30、風(fēng)少，關(guān)門方向傾向80-85°風(fēng)門應(yīng)迎風(fēng)開啟，門前后5米內(nèi)支架完好，門墻厚不小于0.45米，四周掏槽深0.2-0.3米。 擋風(fēng)墻 截斷風(fēng)流或防止瓦斯自采掘區(qū)向工作面擴散，將較長的巷道隔開一邊進風(fēng)一邊回風(fēng)。 風(fēng)簾 臨時局部遮斷風(fēng)流。 通 過 風(fēng) 流 風(fēng)橋 將交叉的新鮮風(fēng)流和污濁風(fēng)流隔開。 調(diào)節(jié)風(fēng)門 通過增加局部阻力來調(diào)節(jié)風(fēng)量，多設(shè)置在回風(fēng)巷中。 測風(fēng)站 測礦井各處的進風(fēng)量和回風(fēng)量。 1）通風(fēng)設(shè)施 為保證礦井通風(fēng)系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，保證各用風(fēng)地點的配風(fēng)量，設(shè)計中考慮了風(fēng)門、調(diào)節(jié)風(fēng)門等通風(fēng)設(shè)施；對廢棄巷道應(yīng)按《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定進行密閉。同時，為了保證礦井出現(xiàn)災(zāi)害時能實

31、現(xiàn)有控制反風(fēng)，設(shè)計考慮了反風(fēng)系統(tǒng)所需要的反風(fēng)風(fēng)門。 2）防止漏風(fēng)措施 為減少礦井漏風(fēng)，本設(shè)計考慮了以下措施： ① 各類風(fēng)門均采用雙道風(fēng)門； ② 煤倉和溜煤眼要求不放空； ③ 配設(shè)專門的通風(fēng)系統(tǒng)和通風(fēng)設(shè)施管理維護人員； ④ 回采工作面停采后應(yīng)按要求進行密閉，盡量提高采空區(qū)的密實程度，有效阻止采空區(qū)漏風(fēng)；同時，生產(chǎn)中應(yīng)加強地面塌陷區(qū)的回填及井上下通風(fēng)系統(tǒng)的管理和監(jiān)測，以有效控制漏風(fēng)。 3）降低風(fēng)阻措施 優(yōu)化井巷支護形式，改善巷道維護狀況，要求采用先進的施工技術(shù)，降低巷道摩擦阻力系數(shù)，設(shè)計中盡量縮短風(fēng)路長度，巷道斷面選擇在保證巷道風(fēng)速為經(jīng)濟風(fēng)速的前提下適當(dāng)加大，同時應(yīng)及時清除巷道中的

32、廢棄物，保持井巷暢通。 4）反風(fēng)方式及反風(fēng)設(shè)施 礦井的反風(fēng)一般是在礦井發(fā)生火災(zāi)時進行。礦井反風(fēng)方式分全礦井反風(fēng)和工作面局部反風(fēng)。 全礦井反風(fēng)是指在井下發(fā)生重大火災(zāi)時，通過主扇風(fēng)機反轉(zhuǎn)配合反風(fēng)裝置進行反風(fēng)，利用其壓力實現(xiàn)風(fēng)流自回風(fēng)井進入，自進風(fēng)井排出的情況。 工作面局部反風(fēng)是工作面局部發(fā)生火情，利用順槽與采區(qū)巷道之間的聯(lián)絡(luò)巷等處的風(fēng)門等通風(fēng)設(shè)施實現(xiàn)局部反風(fēng)。工作面的風(fēng)流自原工作面回風(fēng)順槽進入，自原工作面進風(fēng)順槽排出的情況，旨在減少火災(zāi)對工作面的影響。 此外，設(shè)計對井下各種風(fēng)門采用遙測監(jiān)控，對雙道風(fēng)門采用機械聯(lián)鎖，即一道風(fēng)門打開，另一道風(fēng)門必須關(guān)閉，當(dāng)打開的風(fēng)門處于未關(guān)閉狀態(tài)時，不能打開

33、另一道風(fēng)門。 四、礦井風(fēng)量計算 （一）風(fēng)量計算的標準及原則 1）風(fēng)量計算的標準 供給煤礦井下任何工作面用風(fēng)地點的新鮮風(fēng)量，必須依照下述各種條件進行計算，并取其最大值，作為該工作用風(fēng)地點的供風(fēng)量。 （1）按該用風(fēng)地點同時工作的最多人數(shù)計算，每人每分鐘供給風(fēng)量不得少于 4 m3。 （2）按該用風(fēng)地點的風(fēng)流中瓦斯、二氧化碳、氫氣和其他有害氣體濃度，風(fēng)速以及溫度等都符合《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)各項規(guī)定要求分別計算，取其最大值。 2）風(fēng)量計算的原則 無論礦井或采區(qū)的供風(fēng)量，均按該地區(qū)各個實際用風(fēng)地點，按照風(fēng)量計算標準，分別計算出各個用風(fēng)地點的實際最大需風(fēng)量，從而求出該地區(qū)的風(fēng)量總

34、和，再考慮一定的備用風(fēng)量系數(shù)后，作為該地區(qū)的供風(fēng)量。即“由里往外”的計算原則，由采掘工作面、硐室和其它用風(fēng)地點計算出各個采區(qū)風(fēng)量，最后求出全礦井總風(fēng)量。 （二）風(fēng)量計算 1）定義 需風(fēng)量:為用風(fēng)地點供給人員呼吸、稀釋和排出有害氣體、礦塵和創(chuàng)造良好氣候條件所需要的風(fēng)量。 2）礦井風(fēng)量計算方法 （1）礦井風(fēng)量計算的基礎(chǔ)資料 ① 新井設(shè)計、生產(chǎn)礦井的改、擴建和新水平延深時的采、掘工作面、硐室和其他用風(fēng)地點的配置數(shù)量、工程設(shè)計、平面布置圖和地質(zhì)說明書。 ② 礦井采、掘工作面瓦斯涌出量預(yù)測資料。瓦斯涌出量可按煤層瓦斯含量預(yù)測資料、瓦斯來源和開采條件等因素進行計算；或按礦井實際瓦斯涌出

35、量和瓦斯梯度進行計算。當(dāng)設(shè)計新井瓦斯資料不足時，也可參照鄰近生產(chǎn)礦井的瓦斯資料進行計算。 ③ 采、掘工作面和通風(fēng)巷道風(fēng)流溫度預(yù)測資料。按礦井當(dāng)?shù)氐臍鉁亍⒌販?、井下機械設(shè)備等熱源、其他熱源和巖石的熱物理性能，計算井下各通風(fēng)巷道和采、掘工作面的風(fēng)流溫度。 ④ 每個機械硐室的裝機容量和運轉(zhuǎn)的電動機總功率、爆破材料庫的空間總?cè)莘e和充電硐室中蓄電池機車同時充電的臺數(shù)和噸數(shù)。 （2）礦井需風(fēng)量的計算方法 ① 采煤工作面需風(fēng)量的計算 采煤工作面的風(fēng)量應(yīng)按下列因素分別計算，取其最大值。 a按瓦斯涌出量按式（5.1）計算 （5.1） 式中 Qfi ——第個采煤工作面需要風(fēng)量，m3/

36、min qgfi ——第個采煤工作面瓦斯平均絕對涌出量，m3/min?？筛鶕?jù)該采煤工作面的煤層埋藏條件、地質(zhì)條件、開采方法、頂板管理、瓦斯含量、瓦斯來源等因素進行計算。抽放礦井的瓦斯涌出量，應(yīng)扣除瓦斯抽放量進行計算。生產(chǎn)礦井可按條件相似的工作面推算； kgfi——第個采煤工作面因瓦斯涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)，它是該工作面瓦斯絕對涌出量的最大值與平均值之比。生產(chǎn)礦井可根據(jù)各個工作面正常生產(chǎn)條件時，在整個工作面開采期間，均勻間隔的選取不少于5個晝夜，進行觀測，得出5個比值，取其最大值。通常根據(jù)采煤方法可按表5.3選?。? 表5.3 各種采煤工作面瓦斯涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù) 采煤方法

37、kgfi 機采工作面 炮采工作面 水采工作面 1.2～1.6 1.4～2.0 2.0～3.0 當(dāng)采煤工作面有其他有害氣體涌出時，也可按有害氣體涌出量和不均勻系數(shù)，使其稀釋到《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的最高允許濃度計算之。 b按工作面進風(fēng)流溫度計算 采煤工作面應(yīng)有良好的氣候條件。進風(fēng)流溫度可根據(jù)風(fēng)流溫度預(yù)測方法進行計算。其氣溫與風(fēng)速應(yīng)符合表5.4的規(guī)定： 采煤工作面的需要風(fēng)量按式(5.2)計算 (5.2) 式中 vfi——第i個采煤工作面的風(fēng)速，從表5.4中選取，m/s； Sfi ——第個采煤工作面的平均有效斷面，按最大和最小控頂有效斷面的平均值計算，m2；

38、 klfi ——第個工作面的長度系數(shù)?？砂幢?.5選取。 表5.4 采煤工作面空氣溫度與風(fēng)速對應(yīng)表 采煤工作面進風(fēng)流氣溫（℃） 采煤工作面風(fēng)速（m/s） <15 15～18 18～20 20～23 23～26 0.3～0.5 0.5～0.8 0.8～1.0 1.0～1.5 1.5～1.8 表5.5 采煤工作面長度風(fēng)量系數(shù)表 采煤工作面長度(m) 工作面長度風(fēng)量系數(shù)(klfi) <15 50～80 80～120 120～150 150～180 >180 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.30～1.40 c按使用炸藥量計算

39、 按每公斤炸藥爆破后稀釋炮煙所需的新鮮風(fēng)量為500m3計算： (5.3) 式中 Afi——第個采煤工作面一次爆破所用的最大炸藥量，kg； ——爆破后稀釋炮煙的通風(fēng)時間，min，一般取20～30min。 d按工作人員數(shù)量計算 按每人每分鐘應(yīng)供給4m3新鮮風(fēng)量計算： (5.4) 式中 nfi ——第i個采煤工作面同時工作的最多人數(shù)，人。 e按風(fēng)速進行驗算 按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的最低風(fēng)速，以式(5.5)驗算最小風(fēng)量： (5.5) 綜采和綜放工作面的最小風(fēng)量應(yīng)

40、按式(5.6)驗算： (5.6) 按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的最高風(fēng)速，以式(5.7)驗算最大風(fēng)量： (5.7) 式中　Sfi——第i個采煤工作面的平均有效斷面積，m2。 ② 掘進工作面需風(fēng)量計算 煤巷、半煤巖巷和巖巷掘進工作面的需風(fēng)量，應(yīng)按下列因素分別計算，取其最大值： a按瓦斯涌出量計算 (5.8) 式中 Qdi——第i個掘進工作面的需風(fēng)量，m3/min； qgdi——第i個掘進工作面的平均絕對瓦斯涌出量，m3/min。按該工作面煤層的

41、地質(zhì)條件、瓦斯含量和掘進方法等因素進行計算，抽放礦井的瓦斯涌出量，應(yīng)扣除瓦斯抽放量。生產(chǎn)礦井可按條件相似的掘進工作面來推算之。 kgdi——第i個掘進工作面瓦斯涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)，其含義和觀察計算方法與采煤工作面的瓦斯涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)相似。通常，機掘工作面取kgdi＝1.5～2.0。炮掘工作面取kgdi＝1.8～2.5。當(dāng)有其他有害氣體時，應(yīng)根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的允許濃度按上式計算的原則計算所需風(fēng)量。 b按炸藥量計算 按每公斤炸藥爆破后稀釋炮煙所需的新鮮風(fēng)量為500m3計算： (5.9) 式中 Adi——第i個掘進工作

42、面一次爆破所用的最大炸藥量，kg； t——爆破后稀釋炮煙的通風(fēng)時間，min，一般取20～30min。 本礦掘進工作面一次爆破的最大炸藥量為8.0kg， c按工作人員數(shù)量計算 (5.10) 式中 ndi——第i個掘進工作面同時工作的最多人數(shù)，人。 d按風(fēng)速進行驗算 按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的最低風(fēng)速，驗算最小風(fēng)量： 無瓦斯涌出的巖巷： (5.11) 有瓦斯涌出的巖巷，半煤巖巷和煤巷： (5.12) 按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的最高風(fēng)速，驗算最大風(fēng)量： (5.13) 式中 Sdi——第i個掘進工作面巷道的凈斷面

43、積，m2。 ③ 硐室需風(fēng)量計算 《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定： 第一百三十條 井下爆炸材料庫必須有獨立的通風(fēng)系統(tǒng)，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。新建礦井采用對角式通風(fēng)系統(tǒng)時，投產(chǎn)初期可利用采區(qū)巖石上山或用不燃性材料支護和不燃性背板背嚴的煤層上山作爆炸材料庫的回風(fēng)巷。必須保證爆炸材料庫每小時能有其總?cè)莘e4倍的風(fēng)量。 第一百三十一條 井下充電室必須有獨立的通風(fēng)系統(tǒng)，回風(fēng)風(fēng)流應(yīng)引入回風(fēng)巷。井下充電室，在同一時間內(nèi)，5t及其以下的電機車充電電池的數(shù)量不超過3組、5t以上的電機車充電電池的數(shù)量不超過1組時，可不采用獨立的風(fēng)流通風(fēng)，但必須在新鮮風(fēng)流中。井下充電室風(fēng)流中以及局部積聚處的氫

44、氣濃度，不得超過0.5%。 第一百三十二條 井下機電設(shè)備硐室應(yīng)當(dāng)設(shè)在進風(fēng)風(fēng)流中；該硐室采用擴散通風(fēng)的，其深度不得超過6m、入口寬度不得小于1.5m，并且無瓦斯涌出。井下個別機電設(shè)備設(shè)在回風(fēng)流中的，必須安裝甲烷傳感器并具備甲烷超限斷電功能。采區(qū)變電所必須有獨立的通風(fēng)系統(tǒng)[3]。 各個獨立通風(fēng)硐室的供風(fēng)量，應(yīng)根據(jù)不同類型的硐室分別進行計算。 a機電硐室： 發(fā)熱量大的機電硐室，按硐室中運行的機電設(shè)備發(fā)熱量進行計算： (5.14) 式中 Qri ——第i個機電硐室的需風(fēng)量，m3/min； ∑W——機電硐室中運轉(zhuǎn)的電動機(或變壓器)總功率(按全年中最大值計算)，kw；

45、 θ——機電硐室的發(fā)熱系數(shù)，可根據(jù)實際考察由機電硐室內(nèi)機械設(shè)備運轉(zhuǎn)時的實際熱量轉(zhuǎn)換為相當(dāng)于電器設(shè)備容量作無用功的系數(shù)確定，也可按表5.6選取； ρ——空氣密度，一般取ρ＝1.2kg/m3； Cp——空氣的定壓比熱，一般可取Cp＝1.0006kJ/(kg.K)。 △t——機電硐室進、回風(fēng)流的溫度差，K。 表5.6 機電硐室發(fā)熱系數(shù)(θ)表 機電硐室名稱 空氣壓縮機房 水泵房 變電所、絞車房 發(fā)熱系數(shù) 0.15～0.18 0.01～0.03 0.02～0.04 b爆破材料庫 按庫內(nèi)空氣每小時更換四次計算： (5.15) 式中 V—

46、—庫房容積，m3。 c充電硐室 按其回風(fēng)流中氫氣體積濃度不大于0.5％計算： (5.16) 式中 qrhi——第i個充電硐室在充電時產(chǎn)生的氫氣量，m3/min，但充電硐室的供風(fēng)量不得小于100m3/min。 ④ 其他用風(fēng)巷道的需風(fēng)量計算 其他用風(fēng)巷道的需風(fēng)量，應(yīng)根據(jù)瓦斯涌出量和風(fēng)速分別進行計算，采用其最大值。 a按瓦斯涌出量計算 采區(qū)內(nèi)的其他用風(fēng)巷道 (5.17) 采區(qū)外的其他用風(fēng)巷道 (5.18) 式中 Qei ——第i個其他用風(fēng)巷道的瓦斯絕對涌出量，m3/min； kgei ——第i個其他用風(fēng)巷道瓦斯涌出不均勻的風(fēng)量備

47、用系數(shù)，一般kgei 可?。?.1～1.3。 b按風(fēng)速驗算 一般巷道 (5.19) 有架線機車行走的巷道 (5.20) 式中 Sei ——第i個其他用風(fēng)井巷凈斷面積，m2。 ⑤ 礦井總需風(fēng)量計算： 礦井所需總風(fēng)量Qm是礦井井下各個用風(fēng)地點需風(fēng)量之和，并考慮漏風(fēng)和配風(fēng)不均勻等的備用風(fēng)量系數(shù)，按式(5.21)進行計算： (5.21) 式中 Qm——礦井所需總風(fēng)量，m3/min； ∑Qmfi——各采煤工作面和備用工作面所需風(fēng)量之和，m3/min； ∑Qmdi——各掘進工作面所需風(fēng)量之和，m3/min； ∑Qmri——各硐室所需風(fēng)量之和

48、，m3/min； ∑Qmei——其他用風(fēng)巷道所需風(fēng)量之和，m3/min； km——礦井內(nèi)部漏風(fēng)和調(diào)風(fēng)不均勻等因素的備用風(fēng)量系數(shù)。通?？扇?.15～1.25。 五、礦井通風(fēng)阻力的計算 當(dāng)空氣沿井巷運動時，由于風(fēng)流的粘滯性和慣性以及井巷壁面等對風(fēng)流的阻滯、擾動作用而形成通風(fēng)阻力，它是造成風(fēng)流能量損失的原因。礦井通風(fēng)阻力分為沿程阻力和局部阻力。風(fēng)流在井巷中做沿程流動時，由于流體層間的摩擦和流體與井巷壁面之間的摩擦所形成的阻力稱為沿程阻力；在風(fēng)流運動過程中，由于井巷斷面、方向變化以及分岔或匯合等原因，是均與流動在局部地區(qū)受到影響而破壞，從而引起風(fēng)流速度場分布變化和產(chǎn)生渦流等，造成風(fēng)流的

49、能量損失的阻力稱之為局部阻力。摩擦阻力一般占礦井通風(fēng)阻力的90%左右，它是選擇扇風(fēng)機的主要參數(shù)。 （一）摩擦阻力系數(shù)α 1）井筒、暗井及遛道 （1）無任何裝備的光滑混凝土和鋼筋混凝土井筒α 值如表5.7； （2）磚和混凝土磚砌的無任何裝備的井筒α 值按表中值增大一倍； （3）裝備的井筒、井壁用混凝土、鋼筋混凝土混凝土磚及轉(zhuǎn)砌碹的α×104值為 343～490； （4）支護的暗井和遛道 α 值如表5.8。 2）水平巷道 3) 綜采面的α值 采用支撐式液壓支架時，α×104值為 300～420N·s2/m4； 采用掩護式液壓支架時，α×104值為 220～330N·s2/

50、m4；采用支撐掩護式液壓支架時，α×104值為 320～350N·s2/m4 。 表5.7 不同斷面井筒的 α值 井筒直徑 井筒斷面 平滑的混凝土α×104 不平滑的混凝土α×104 4 12.6 33.3 39.2 5 19.6 31.4 37.2 6 28.3 31.4 37.2 7 38.5 29.4 35.3 8 50.3 29.4 35.3 表5.8 支護的暗井和遛道 α值 井筒特征 斷面（m2） α×104 人行格間有平臺的溜道 9 460.6 有人行格間的溜道 1.95 196.0 下放煤的溜道

51、 1.8 156.8 表5.9 裸體巷道α值 井巷壁的特征 α×104 順走向在煤層里開掘的巷道 58.8 交叉走向在巖層里開掘的巷道 68.～78.4 巷壁和底板粗糙程度相同的巷道 58.8～78.4 以上三種巷道在底板阻塞的情況下 98～147 表5.10 砌碹巷道 α 值 砌碹類別 α×104 混凝土砌碹、外抹灰漿 29.4～39.2 磚砌碹、外面抹灰漿 24.5～29.4 表5.11 工字梁拱形和梯形支架巷道 α 值 金屬梁 尺寸d0 （mm） 支架縱口徑 Δ=L /d0時的α×104值 按斷面校

52、正 2 3 4 5 6 斷面(m2) 校正系數(shù) 100 107.8 147.0 176.4 205.8 245.0 3 1.08 120 127.4 166.6 205.8 245.0 294.0 4 1.00 140 137.2 186.2 225.4 284.2 284.2 6 0.91 160 147.0 205.8 254.8 313.6 392.0 8 0.88 180 156.8 225.4 294.0 382.2 431.2 10 0.84 表5.12 金屬橫梁和幫柱混合支護巷道 α

53、值 邊柱厚度 d0（mm） 支架縱口徑 Δ=L /d0時的α×104值 按斷面校正 2 3 4 5 6 斷面m2 校正系數(shù) 400 156.8 176.4 205.8 215.6 235.2 2 4 6 8 1.08 1.00 0.91 0.88 500 166.6 196.0 215.6 245.0 264.6 10 0.84 表5.13 錨噴巷道 α 值 （沈陽煤礦設(shè)計研究院） 序號 支護形式及巷道種類 巷道成形狀態(tài)（mm） α×104 1 軌道平巷 光面爆破<150 50.0～76.5 普通爆破>1

54、50 83.4～103.0 2 軌道斜巷 光面爆破<150 81.4～89.5 普通爆破>150 93.2～120.6 3 通過風(fēng)行人巷（無軌道、臺階） 光面爆破<150 67.7～4.5 普通爆破>150 74.5～97.1 4 通過風(fēng)行人巷（無軌道、有臺階） 光面爆破<150 71.6～84.3 普通爆破>150 84.3～109.8 5 膠帶運輸機巷 光面爆破<150 85.3～119.6 普通爆破>150 118.7～174.6 （二）摩擦阻力的計算 1）礦井通風(fēng)點阻力計算原則 （1）礦井總阻力不應(yīng)超過 2940Pa；

55、（2）礦井井巷的局部阻力，新建礦井(包括擴建礦井獨立通風(fēng)的擴建區(qū))宜按井巷摩擦阻力的10％計算，擴建礦井宜按井巷摩擦阻力的15%計算[7]。 2） 摩擦阻力計算公式 （5.24） （5.25） （5.26） （5.27） 式中 hf ——摩擦阻力，Pa； λ——無因次系數(shù)（沿程阻力系數(shù)、達西系數(shù)），其值通過實驗求； L——風(fēng)道長度，m； d——風(fēng)道當(dāng)量直徑，m； ρ——空氣密度，kg/m3； v——斷面平均風(fēng)速，m/s； P——斷面周長，m； S——斷面面積，m2； α——摩擦阻力系數(shù)，kg

56、/m3； Q——空氣流量，m3/s； Rf——巷道的摩擦風(fēng)阻，kg/m7。 礦井中大多數(shù)通風(fēng)巷風(fēng)流的 Re值進入阻力平方區(qū)，λ的值只與相對粗糙度有關(guān)，對于幾何尺寸和支護已定型的井巷，可視為λ值一定。在標準狀態(tài)下空氣的密度ρ=1.2kg/m3，公式（5.26）成立。 把α、L、U、S歸結(jié)為一個參數(shù) Rf，得出公式（5.27）。 根據(jù)不同井筒或巷道的不同支護形式，可確定α×104 ，再有公式求各風(fēng)道的hf求和即得到礦井總的摩擦阻力，如表5.14與5.15所示。 表5.15 東風(fēng)井通風(fēng)困難時期阻力計算表 序號 巷道名稱 支護形式 α ×10-4 P （m） L （m）

57、 S m2 Q m3/s hf Pa 1 東主斜井 砼砌 50 13.0 1275.8 11.4 40.0 759.5 2 東副斜井 砼砌 50 13.9 60.0 13.4 70.0 8.4 3 東副斜井 錨噴 110 13.9 140.0 12.9 70.0 48.8 4 東副斜井 錨噴 110 13.9 88.0 12.9 70.0 30.7 5 東副斜井 錨噴 110 13.9 164.0 12.9 67.0 52.4 6 東副斜井 錨噴 110 13.9 174.0

58、 12.9 49.0 29.7 7 東副斜井 錨噴 110 13.9 312.0 12.9 37.0 30.4 8 東副斜井 錨噴 110 13.9 412.0 12.9 29.0 24.6 9 井底車場巷道 錨噴 110 17.4 90.0 21.2 19.0 0.60 10 井底車場巷道 錨噴 110 17.4 110.0 21.2 25.0 1.40 11 井底車場巷道 錨噴 110 13.7 120.0 13.2 40.0 12.6 12 區(qū)段軌道巷 錨噴 110 11.1 35

59、0.0 8.6 17.0 19.3 13 工作面運輸巷 錨桿 160 15.4 40.0 14.8 17.0 0.90 14 工作面運輸巷 錨桿 160 15.4 3200.0 14.8 12.0 35.0 15 12205 工作面 綜采支架 500 20.0 220.0 8.6 20.0 140.8 16 工作面回風(fēng)巷 錨桿 160 15.4 3200.0 14.8 20.0 97.3 17 中部車場回風(fēng)巷 錨噴 110 9.5 60.0 6.3 27.0 18.3 18 東回風(fēng)斜井 錨噴

60、 95 15.1 168.0 15.2 55.0 20.8 19 東回風(fēng)斜井 錨噴 95 15.1 20.0 15.2 76.0 4.7 20 東回風(fēng)斜井 錨噴 95 15.1 240.0 15.2 79.0 61.4 21 東回風(fēng)斜井 錨噴 95 15.1 240.0 15.2 81.0 64.5 22 東回風(fēng)斜井 錨噴 95 15.1 550.0 15.2 110.0 272.8 23 東回風(fēng)斜井 砼砌 50 15.1 60.0 15.7 110.0 14.2 合計

61、 1749.1 10%的局部阻力 174.91 總計 1924.01 （三）局部阻力計算 井巷的一些局部地點，如井巷突然擴大或縮小、轉(zhuǎn)彎、交叉以及堆積物或遇礦車等，由于風(fēng)流速度或方向發(fā)生突然變化，導(dǎo)致風(fēng)流本身產(chǎn)生劇 烈的沖擊， 極為紊亂的渦流，從而造成能量損失。造成這種沖擊與渦流的阻力即稱局部阻力，由這種阻力所產(chǎn)生的風(fēng)壓損失就叫局部阻力損失。 由于井下造成局部損失的地點多，各種情況復(fù)雜多樣，在實際通風(fēng)中，并不逐個計算各個局部阻力，礦井井巷的局部阻力在新建礦井中一般按占整個礦井通風(fēng)阻力的 10％計算，擴建礦井宜

62、按井巷摩擦阻力的15％計算[5]。 通風(fēng)容易時：hl＝10%hf =721.7×10%=72.17Pa； 通風(fēng)困難時：hl＝10%hf ＝1749.1×10%=174.91Pa。 （四）礦井通風(fēng)總阻力計算 總摩擦阻力：hf=∑hi+∑hl 通風(fēng)容易時：hfe=721.7+72.17=793.87Pa; 通風(fēng)困難時： hfd =1749.1+174.91=1924.01Pa; 兩個時期的礦井總摩擦阻力，再乘以1.1（擴建礦井乘以1.15）后，得兩個時期的礦井總阻力hme及hmd。 通風(fēng)容易時期總阻力：hme=(1.1~1.15)hfe=1.1×793.87

63、=873.26Pa 通風(fēng)困難時期總阻力：hmd=(1.1~1.15)hfe=1.1×1924.01=2116.411Pa （五）降低通風(fēng)阻力 降低礦井通風(fēng)阻力，對保證礦井安全生產(chǎn)和提高經(jīng)濟效益都有重要意義，摩擦阻力是礦井通風(fēng)阻力的主要組成部分，因此要以降低井巷摩擦阻力為重點，同時注意降低某些風(fēng)量大的井巷的局部阻力。 1）降低井巷摩擦阻力措施 （1）減小摩擦阻力系數(shù) α 在礦井設(shè)計時盡量選用 α 值較小的支護方式，施工時要注意保證施工 質(zhì)量，盡可能使井巷壁面平整光滑。砌碹巷道的 α 值一般只有支架巷道的30％～40％，因此，對于服務(wù)年限比較長的主要井巷，應(yīng)盡可能采用砌

64、碹支護方式。 （2）保證有足夠大的井巷斷面 在其它參數(shù)不變時，井巷斷面擴大 33％，Rf值可減少50％，井巷通過風(fēng)量一定時，其通風(fēng)阻力和能耗可較少一半。斷面增大將增加基建投資，但要同時考慮長期節(jié)電的經(jīng)濟效益。 （3）選用周長較小的井巷 在井巷斷面相同的條件下，圓形斷面的周長最小，拱形斷面次之。因此，立井井筒采用圓形斷面，斜井、石門、大巷等主要井巷采用拱形斷面 ，次要巷道以及采區(qū)內(nèi)服務(wù)時間不長的巷道才采用梯形斷面。 （4）減少巷道長度 因巷道的摩擦阻力和巷道長度成正比，故在進行通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計和改善通風(fēng)系統(tǒng)時，在滿足開采需要的前提下，要盡可能縮短風(fēng)路的長度。 （

65、5）避免巷道內(nèi)風(fēng)量過于集中 巷道的摩擦阻力與風(fēng)量的平方成正比，巷道內(nèi)風(fēng)量過于集中時，摩擦阻力就會大大增加。因此，要盡可能使礦井的總進風(fēng)早分開，使礦井的總回風(fēng)晚匯合。 2）降低局部阻力措施 局部阻力與局部阻力系數(shù)成正比，與斷面的平方成反比。因此，為降低局部阻力，應(yīng)盡量避免井巷斷面的突然擴大或突然縮小，斷面大小懸殊的井巷，其連接處斷面應(yīng)逐漸變化。盡可能避免井巷直角拐彎，在拐彎處的內(nèi)側(cè)和外側(cè)要做成圓弧形，有一定的曲率半徑，必要時可在拐彎處設(shè)置導(dǎo)風(fēng)板。主要巷道內(nèi)不得隨意停放車輛、堆積木料等，巷內(nèi)堆積物要及時 清除或排列整齊，盡量減少堵塞井巷斷面[7]。 （六）自然風(fēng)壓

66、 1）自然風(fēng)壓的產(chǎn)生在礦井通風(fēng)系統(tǒng)中，由于進風(fēng)井和出風(fēng)井空氣溫度以及地形高差不同，進出風(fēng)井空氣柱密度也不同，從而造成進出風(fēng)井兩側(cè)空氣柱重量的不同而產(chǎn)生壓差即自然風(fēng)壓。 2）影響自然風(fēng)壓的因素 （1）氣溫 進回風(fēng)兩側(cè)空氣柱的氣溫差是造成密度差的重要原因。入風(fēng)流氣溫受地面氣溫影響較大，回風(fēng)流氣溫常年保持穩(wěn)定。在冬季，地面氣溫低，自然風(fēng)壓值大；在夏季，地面氣溫高，自然風(fēng)壓值低，甚至反向。 （2）大氣壓力 大氣壓力對自然風(fēng)壓有一定的影響。同一地點大氣壓力變化幅度不大，對自然風(fēng)壓影響較??；條件相同的礦井海拔愈高，大氣壓力愈低，自然風(fēng)壓愈?。缓０斡?，大氣壓力愈大，自然風(fēng)壓愈大。 （3）地形和地貌 礦井進回風(fēng)井口的標高差對自然風(fēng)壓值有較大的影響。在其它條件相同的條件下，高山地區(qū)自然風(fēng)壓大，平原地區(qū)自然風(fēng)壓小。 （4）相對濕度和空氣成分 （5）開采深度 開采深度是影響礦井自然風(fēng)壓的另一主要因素。開采深度愈大，自然風(fēng)壓愈大；開采深度愈小，自然風(fēng)壓愈小。另外開采深度對自然風(fēng)壓變化趨勢也有一定影響。對于淺井、