第七章矿井通风

第七章 矿井通风与安全技术 7 1 概述 凤凰山铜矿III矿体是一个板状的大理岩矿床 SiO2含量低 矿脉含硫量少 达不到自然危害性 井下最多工人 190 人 因此 工作面的通风应保证排尘及 排除炮烟的需要 以最大可能减少矿尘危害 根据安全规程 对凤凰山铜III矿体的矿井下通风安全做如下要求 有人工作或可能有人到达的井巷 其空气成份 按体积计算 应为 O2 20 CO2 0 5 空气的温度不得高于 25 总回风流中的 CO2不得超过 1 2 井下空气需经常保持新鲜 空气中有害气体含量不得超过规定 CO2 0 2 SiO2 0 02 H2S 0 01 按重量计算 mg 升 3 所有矿井均应实行全面机械通风 在浅部矿井 也可采用自然通风 主 扇要求连续运转 7 2 矿井通风条件 凤凰山铜矿 号矿带 30 线至 35 线间 其年产矿量 13 万吨 服务年限 14 年 采用竖井开拓 有轨运输 阶段的开采顺序采用下行式 阶段中矿块的开 采顺序采用双翼开采 主要的采矿方法为分段凿岩阶段矿房法 垂直方向中深 孔凿岩 每个矿房配置 1 台 YQ 80 新型钻机 井下回采的矿块数为 3 个 每天 井下工作人数共 190 多人 7 3 通风方式与通风系统 7 3 1 通风系统确定的依据 1 风路短 阻力小 通风网络简单 风流容易控制 在主要人行运输坑道 和工作点上污风不串联 2 风量分配满足生产需要 漏风少 3 通风构筑物少 便于维护管理 4 专用通风井巷工程量少 施工方便 5 通风动力消耗少 通风费用低 7 3 2 风井位置的确定 风井布置方式有中央对角式 中央并列式以及侧翼对角式 根据该矿山的的实际情况 确定其它井筒的原则及所选用的通风系统 这 里选用二种方案 方案一 中央对角式布置 在矿体中央布置的主井 兼作副井 作为进风井 然后在矿体走向端部 布置 2 条排风井 风井 1 的坐标为 97394 16582 风井 2 的坐标为 97192 16866 风井 2 内布置梯子间 作为第二安全出口 采用这样的布置 以形成对角式通风系统 回采时 新鲜风流从主井进入 经过阶段输巷道进入 各个作业地点 冲洗工作面后 污风由各中段回风巷道进入回风井 进而排出 地表 其示意图如图 7 1 所示 图 7 1 方案二 中央并列式布置 在矿体中央布置的主井 兼作副井 作为进风井 然后在离主井不小于 20m 的合适地段布置一条排风井 风井 3 的坐标为 97466 16698 同时风井 内布置梯子间 作为第二安全出口 采用这样的布置以形成并列式通风系统 回采时 新鲜风流从主井进入 经过阶段输巷道进入各个作业地点 冲洗工作 面后 污风由各中段回风巷道进入回风井 进而排出地表 其示意图如图 7 2 所示 图 7 2 7 3 3 通风系统 根据凤凰山铜矿III号矿体的赋存条件和选择通风系统的要求 通过对整体 式通风系统和分区通风系统优缺点的比较 这里选用整体式通风系统 通风方 式选用抽出式通风 主扇安装位置在地表 这样有很多优点 安装 检修 维护 管理比较方便 井下发生灾害事故时 扇风机不易受到损害 7 3 4 通风网路 1 阶段通风网络 根据分段凿岩阶段矿房法的结构特点 通风网路型式选用阶梯式网路 在 新鲜风流主井进入后 利用各中段运输巷道向采区送风 这样利用上阶段已结 束生产的部分运输坑道作为下阶段的回风巷道 形成上下阶段风流不串联和较 稳定风流的并联网路 井下不专门设立进风道和回风道 这样可以减少开拓工 程量 降低基建费用 例如 在开采 40m 中段时以 10m 中段的阶段运输巷 道作为回风巷道 因为 10m 中段以上矿石储存量较少 在开采 10m 中段以 上的矿石时不在专门布置一条回风井 用于到单独排风 而是采用局部通风 但是开拓 采准阶段的污风需要单独引到回风巷道排出地表 其示意图如图 7 3 所示 图 7 3 阶段通风网络示意图 2 采场通风网络 凤凰山铜矿 III 号矿体由于规模小 倾角陡 接近 90 在开采技术上采 用分段凿岩阶段矿房法开采 采场属于有耙道结构的巷道型采场 采场作业面 分为二部分凿岩作业面和出矿作业面 这二部分都采用贯穿风流通风 并各有 独立的通风路线 风流互不相连 鲜风流从进风巷道由穿脉巷道经人行天井到 出矿水平和上部凿岩作业面 清洗作业面后的污浊风流 通过另一翼的通风行 人天井排至最上面的回风道 上中段运输平巷 然后由风井排出地表 如图 7 4 所示 图 7 4 采场通风网络示意图 7 4 风量计算 7 4 1 全矿总风量计算式 Q矿 k n回采Q回采 n备采Q备采 n采切Q采切 n掘进Q掘进 Q硐室 7 1 式中 K 矿井风量备用系数 取 k 1 4 Q回采 回采工作面所需风量 m3 s n回采 回采工作面个数 n 回采 1个 Q备采 备用回采工作面所需风量 一般取 Q备采 0 5Q回采 m3 s n备采 备用回采工作面个数 n备采 1个 Q采切 采切工作面需风量 m3 s n采切 采切工作面个数 n采切 1个 Q掘进 掘进工作面需风量 m3 s n掘进 掘进工作面个数 Q掘 进 2个 Q硐室 要求独立风流通风的硐室所需风量 m3 s 7 4 2 采场工作面风量计算 1 回采 Q回采 1 以排烟计算 Q1 2 48m s 7 2 t 5 25 ASL 2525 6 56 196 1800 5 25 式中 Q1 采场工作面需风量 m s A 回采中一次爆破炸药量 根据前面计算得每排孔的总装药量为 65 52kg 一次爆破三排 则一次破碎炸药量 A 65 52kg 3 196 56kg L 采场长度的一半 L 25m S 回采工作面横断面积 S 6 25m2 t 一次破碎爆破后通风时间 t 取 30min 即 t 1800s 2 以排尘计算 Q2 S V 6 25 0 4 2 5m s 7 3 式中 S 回采工作面横断面积 S 6 25m2 V 要求排尘风速 查表取 V 0 4m s 由于 Q2 Q1 取其最大值计算 故取 Q回采 Q2 2 5m s 2 备采 Q备采 一般 Q备采 0 5Q回采 0 5 2 5m s 1 25m s 3 采切 Q采切 1 以排烟计算 Q1 0 35m s 7 4 0 18 ASL t 22 1725 6 13 11 1800 18 式中 Q1 采切工作面需风量 m s A 采切工作中一次爆破炸药量 根据类似矿山巷道掘进的炸药单 耗为 q 0 89kg m3 掘进深度为 1 5 2 5m 采切工作中最大的爆破炸药 量 A 0 89kg m3 2m 6 26m2 11 13kg L0 炮烟的抛掷距离 L0 15 A 5 17 22m S 采切工作面最大横断面积 S 6 25m2 t 一次破碎爆破后通风时间 t 取 30min 即 t 1800s 2 以排尘计算 Q2 S V 6 25 0 4 2 5m s 7 5 于 Q2 Q1 取其最大值计算 故取 Q采切 Q2 2 5m s 4 掘进工作面风量计算 1 以排烟计算 Q1 0 31m s 7 6 0 18 ASL t 01 1766 507 10 1800 18 式中 Q1 掘进工作面需风量 m s A 掘进工作中一次爆破炸药量 根据类似矿山巷道掘进的炸药单 耗为 q 0 89kg m3 掘进深度为 1 5 2 5m 采切工作中最大的爆破炸药 量 A 0 89kg m3 2m 5 66m2 10 07kg L0 炮烟的抛掷距离 L0 15 A 5 17 01m S 采切工作面最大横断面积 S 5 66m2 t 一次破碎爆破后通风时间 t 取 30min 即 t 1800s 2 以排尘计算 Q2 S V 5 66 0 4 2 26m s 7 7 由于 Q2 Q1 取其最大值计算 故取 Q掘进 Q2 2 26m s 7 4 3 硐室风量计算 井下的一些硐室 比如 井下炸药库 变电所以及其它一些辅助巷道 需 要供风 所以这些风量都要独立的计算入总风量 各种硐室需风量通过查表可 以得到 1 井下炸药库需风量 Q炸药 1 5 m3 s 2 机修硐室需风量 Q机修 1 5 m3 s 3 井下变电所需风量 Q变电所 2 m3 s 4 卷扬机硐室需风量 Q卷扬机 2 m3 s 5 井下水泵硐室需风量 7 8 tCp N Q 1 水泵房 式中 Q水泵房 井下水泵确室需风量 m3 s 修正系数 因为同时工作水泵小于 3 台 所以 1 0 N 同时工作的水泵电机额定功率之和 N 2 220kW 440kw 电机效率 一般为 0 96 0 98 取 0 8 Cp 空气定压比热 Cp 1 005kJ kg K 空气密度 1 2kg m3 t 硐室进风和回风的温差 一般取t 5 C 可计算得 Q水泵房 2 92m3 s 所以 硐室需总风量 Q硐室 Q炸药 Q机修 Q变电所 Q卷扬机 Q水泵房 9 92m3 s 7 4 4 全矿所需总风量 同时回采的工作面 1 个 备用工作面 1 个 采切工作面 1 个 掘进工作 面 2 个 所以有 Q矿 k n回采Q回采 n备采Q备采 n采切Q采切 n掘进Q掘进 Q硐室 1 4 1 2 5 1 1 25 1 2 5 2 2 26 9 92 28 97 m3 s 7 4 5 矿井总风量校核 按井下的万吨耗风量 y 校核矿井总风量 y Q矿 A 28 97 13 2 23m3 s 万吨 7 9 式中 Q矿 全矿所需总风量 m3 s A 矿山年产量 A 13 万吨 本设计为凤凰山铜矿III矿体开采时的通风系统 年产量为 13 万吨 属于 小型矿山 而小型矿山的万吨耗风量指标为 2 4 m3 s 万吨 而上述计算校 核在此范围内 符合要求 7 5 各工作面的风量分配 方案一 中央对角式布置的风量分配 1 容易时期风量分配 Q1 2 20 69m3 s Q2 3 20 69m3 s Q3 4 20 69 4 52 9 92 6 25m3 s Q4 5 Q5 6 Q6 7 Q7 8 2 5m3 s Q8 9 13 858m3 s Q4 10 Q3 4 Q4 5 3 75m3 s Q10 11 Q13 14 Q14 15 1 25m3 s Q10 13 Q11 12 Q12 15 Q4 10 Q10 11 2 5m3 s Q15 16 Q12 15 Q13 15 3 75m3 s Q16 17 15 108m3 s Q18 Q19 0 2Q1 2 4 138m3 s Q8 9 Q16 17 Q1 2 Q18 Q19 2 困难时期风量分配 Q1 2 20 69m3 s Q2 3 20 69m3 s Q3 4 20 69 9 92 10 77m3 s Q4 5 Q5 6 Q6 7 Q7 8 4 76m3 s Q8 9 13 858m3 s Q4 10 Q3 4 Q4 5 6 01m3 s Q10 11 Q13 14 Q14 15 1 25m3 s Q10 13 Q11 12 Q12 15 Q4 10 Q10 11 4 76m3 s Q15 16 Q12 15 Q13 15 6 01m3 s Q16 17 15 108m3 s Q18 Q19 0 2Q1 2 4 138m3 s Q8 9 Q16 17 Q1 2 Q18 Q19 方案二 中央并列式布置的风量分配 1 容易时期风量分配 Q1 2 20 69m3 s Q2 3 20 69m3 s Q3 4 20 69 4 52 9 92 6 25m3 s Q4 5 Q5 6 Q6 7 Q7 14 2 5m3 s Q4 8 Q3 4 Q4 5 3 75m3 s Q8 9 Q9 10 1 25m3 s Q8 11 Q11 12 Q12 13 Q13 10 Q4 8 Q8 9 2 5m3 s Q10 14 Q9 10 Q13 10 3 75m3 s Q14 15 Q7 14 Q10 14 6 25m3 s Q15 16 28 97m3 s Q17 0 4Q1 2 8 276m3 s Q15 16 Q1 2 Q17 2 困难时期风量分配 Q1 2 20 69m3 s Q2 3 20 69m3 s Q3 4 20 69 9 92 10 77m3 s Q4 5 Q5 6 Q6 7 Q7 14 4 76m3 s Q4 8 Q3 4 Q4 5 6 01m3 s Q8 9 Q9 10 1 25m3 s Q8 11 Q11 12 Q12 13 Q13 10 Q4 8 Q8 9 4 76m3 s Q10 14 Q9 10 Q13 10 6 01m3 s Q14 15 Q7 14 Q10 14 10 77m3 s Q15 16 28 97m3 s Q17 0 4Q1 2 8 276m3 s Q15 16 Q1 2 Q17 7 5 通风阻力计算 7 5 1 容易时期矿井通风阻力的计算 方案一 中央对角式布置 从矿体的通风图与开拓图可以看出 回采第一个中段即 40m 时 风流直接 从主井进入阶段运输平巷 然后通过穿脉到达各个工作面 清洗工作面后通过 上阶段的阶段运输巷道 最后进入回风井而排出地表 从整个线路来看 在清 洗离竖井最近的第一个回采工作面时 污风从 1 号回风井 西北翼 排出地表 通风线路是最短的 所以条通风线路为最容易通风线路 根据通风阻力公式 7 10 3 2 S QPL hf 式中 hf 巷道通风摩擦阻力 pa P 巷道通风断面的周边长 m S 巷道的通风断面 m2 L 巷道长度 m 巷道的通风摩擦阻力系数 N s2 m4 Q 通过巷道的风量 m3 s 矿井通风容易时期的摩擦阻力分别见下表 7 1 表 7 1 巷道各 段序号 巷道名称 摩擦阻 力系数 支护种类 井巷 长度 L m 周界 长度 P m 净断面 积 S m2 风量 Q m s 摩擦阻力 H pa 1 3 进风井 竖井 0 050 浇灌混 凝土 12012 5612 5620 6916 28 3 4 竖井石门0 010 喷射混 泥土 1729 085 666 253 36 4 5 40m 阶段0 010喷射混329 085 662 50 10 运输巷道泥土 5 6 采场0 055无支护50106 252 50 70 6 7 通风行人天井0 058无支护38842 51 72 7 8 回风巷道 10m 阶段运 输巷道 0 010 喷射混 泥土 909 085 662 50 28 8 9 1 号回风井0 035木支护709 427 06513 85812 57 总计35 02 方案二 中央并列式布置 从矿体的通风图与开拓图可以看出 回采第一个中段即 40m 时 风流直接 从主井进入阶段运输平巷 然后通过穿脉到达各个工作面 清洗工作面后通过 上阶段的阶段运输巷道 最后进入回风井而排出地表 从整个线路来看 在清 洗离竖井最近的第一个回采工作面时 污风从中央回风井排出地表 通风线路 是最短的 所以这段线路为通风最容易的 矿井通风容易时期的摩擦阻力分别见下表 7 2 表 7 2 巷道各 段序号 巷道名称 摩擦阻 力系数 支护种类 井巷 长度 L m 周界 长度 P m 净断面 积 S m2 风量 Q m s 摩擦阻力 H pa 1 3 进风井 竖井 0 050 浇灌混 凝土 12012 5612 5620 6916 28 3 4 竖井石门0 010 喷射混 泥土 1729 085 666 253 36 4 5 40m 阶段 运输巷道 0 010 喷射混 泥土 329 085 662 50 10 5 6 采场0 055无支护50106 252 50 70 6 7 通风行人天井0 058无支护38842 51 72 7 14 回风巷道 10m 阶段运 输巷道 0 010 喷射混 泥土 829 085 662 50 26 14 15 回风平巷0 010 喷射混 泥土 1729 085 666 253 36 14 15 中央回风井0 035木支护709 427 06528 9754 93 总计80 72 7 5 2 困难时期矿井通风阻力的计算 方案一 中央对角式布置 从矿体的通风图与开拓图可以看出 当回采 390 中段时 风流直接从主井进入 阶段运输平巷 然后通过穿脉到达各个工作面 清洗工作面后通过上阶段的阶 段运输巷道 最后进入回风井而排出地表 从整个线路来看 在清洗离离竖井 最远回采工作面时 污风从 2 号回风井 东南翼 排出地表 通风线路是最长 的 所以条通风线路为最困难通风线路 根据通风阻力公式 3 2 S QPL hf 式中 hf 巷道通风摩擦阻力 pa P 巷道通风断面的周边长 m S 巷道的通风断面 m2 L 巷道长度 m 巷道的通风摩擦阻力系数 N s2 m4 Q 通过巷道的风量 m3 s 矿井通风困难时期的摩擦阻力分别见下表 7 3 表 7 3 巷道各 段序号 巷道名称 摩擦阻 力系数 支护种类 井巷 长度 L m 周界 长度 P m 净断面 积 S m2 风量 Q m s 摩擦阻力 H pa 1 3 进风井 竖井 0 050 浇灌混 凝土 47012 5612 5620 6963 77 3 4 竖井石门0 010 喷射混 泥土 1729 085 6610 779 99 4 13 40m 阶段 运输巷道 0 010 喷射混 泥土 109 085 666 010 18 13 14 采场0 055无支护50106 254 762 55 14 15 通风行人天井0 058无支护38844 766 24 15 16 回风巷道 10m 阶段运 输巷道 0 010 喷射混 泥土 1159 085 666 012 08 16 17 1 号回风井0 035无支护4209 427 06515 10889 63 总计174 44 方案二 中央并列式布置 从矿体的通风图与开拓图可以看出 当回采 390 中段时 风流直接从主井 进入阶段运输平巷 然后通过穿脉到达各个工作面 清洗工作面后通过上阶段 的阶段运输巷道 最后进入回风井而排出地表 从整个线路来看 在清洗离离 竖井最远回采工作面时 污风从回风井排出地表 通风线路是最长的 所以条 通风线路为最困难通风线路 3 2 S QPL hf 式中 hf 巷道通风摩擦阻力 pa P 巷道通风断面的周边长 m S 巷道的通风断面 m2 L 巷道长度 m 巷道的通风摩擦阻力系数 N s2 m4 Q 通过巷道的风量 矿井通风困难时期的摩擦阻力分别见下表 7 4 表 7 4 巷道各 段序号 巷道名称 摩擦阻 力系数 支护种类 井巷 长度 L m 周界 长度 P m 净断面 积 S m2 风量 Q m s 摩擦阻力 H pa 1 3 进风井 竖井 0 050 浇灌混 凝土 47012 5612 5620 6963 77 3 4 竖井石门0 010 喷射混 泥土 1729 085 6610 779 99 4 5 40m 阶段 运输巷道 0 010 喷射混 泥土 109 085 666 010 18 5 6 采场0 055无支护50106 254 762 55 6 7 通风行人天井0 058无支护38844 766 24 7 14 回风巷道 10m 阶段运 输巷道 0 010 喷射混 泥土 609 085 666 011 09 14 15 回风平巷0 010喷射混1729 085 6610 779 99 泥土 14 15 中央回风井0 035木支护4209 427 06528 97329 56 总计423 37 7 5 3 矿井总通风阻力的计算 根据以上的计算结果 全矿的矿井总阻力还应考虑局部阻力 而局部阻 力可认为是总摩擦阻力的 20 因此矿井总通风阻力计算如下 方案一 中央对角式布置 h容易 35 02 1 20 42 03pa h困难 174 44 1 20 209 33pa 方案二 中央并列式布置 h容易 80 72 1 20 96 86pa h困难 423 37 1 20 508 04a 7 6 自然风压计算 凤凰山铜矿区属亚热带季风气候 温和湿润 四季分明 最高气温达 40 2 最低为 11 5 年平均气温 16 2 最热月的平均气温为 31 最冷 月的平均气温为 2 5 7 21 0 11 0341 0 TT HkPHn 11 式中 Hn 矿井自然风压 Pa P0 井口大气气压 由于进出风井的地表高度只有 80m 这里 可选用标准大气压力代替井口大气压力 P0 101325 Pa H 矿井深度 H 490m K 修正系数 当 H 100m 时 K 1 当 H 100m 可算出 K 1 H 10000 因为 H 490m 所以 K 1 049 T1 T2 进 出风井的平均绝对温度 1 容易时期 按最冷月份计算 进风井井口气温 2 5 地表 tt 1 进风井井底气温 14 1 t4 g HH t cj c 式中 tc 矿区常年大气平均气温 tc 16 2 Hj 进风井深度 Hj 120m Hc 矿区地层常温深度 一般为 25 30m 这里取 Hc 30m g 地热梯度 一般为 45 50m 这里取 g 50m 回风井井口气温 0 005Hh 12 65 2 t 2 t 回风井井底温度 13 2 t4 g HH t ch c 式中 tc 矿区常年大气平均气温 tc 16 2 Hh 回风井深度 Hh 70m Hc 矿区地层常温深度 同上取 Hc 30m g 地热梯度 同上取 g 50m 进风侧平均气温 T1 2 273 281 25 1 t 1 t 回风侧平均气温 T2 2 273 285 825 2 t 2 t 则自然风压 100 41p 825 285 1 25 281 1 490101325049 1 0341 0 Hn 2 困难时期 按最热月份计算 进风井井口气温 31 地表 tt 1 进风井井底气温 22 5 1 t5 1 g HH t cj c 式中 tc 矿区常年大气平均气温 tc 16 2 Hj 进风井深度 Hj 470m Hc 矿区地层常温深度 一般为 25 30m 这里取 Hc 30m g 地热梯度 一般为 45 50m 这里取 g 50m 回风井井口气温 0 005Hh 19 4 2 t 2 t 回风井井底温度 21 5 2 t5 1 g HH t ch c 式中 tc 矿区常年大气平均气温 tc 16 2 Hh 回风井深度 Hh 420m Hc 矿区地层常温深度 同上取 Hc 30m g 地热梯度 同上取 g 50m 进风侧平均气温 T1 2 273 299 725 1 t 1 t 回风侧平均气温 T2 2 273 293 45 2 t 2 t 则自然风压 126 71490101325049 10341 0 Hn 45 293 1 725 299 1 计算出来的数值为负数 说明矿井自然风压与矿井的风扇风压方向相反 7 7 通风设备选取 7 7 1 扇风机选择 1 扇风机风量 Q扇计算 方案一 中央对角式布置 m3 s 7 12 max 回风扇 QQ 62 16108 151 1 式中 扇风机装置的风量备用系数 一般取 1 1 回风井最大风量 28 97m3 s max回风 Q max回风 Q 方案二 中央并列式布置 31 87 m3 s 7 97 281 1 回风扇 QQ 13 式中 扇风机装置的风量备用系数 一般取 1 1 回风井风量 28 97m3 s 回风 Q 回风 Q 2 扇风机风压计算 f H 方案一 中央对角式布置 当矿井的自然风压不能满足矿井的通风要求时 需要安装扇风机来克服矿 井的正面阻力 同时还要克服矿井的反向自然风压 7 14 vrntf hhHhH 式中 ht 矿井或分区通风的总阻力 容易时期 困难时Paht03 42 期 Paht33 209 Hn 与扇风机工作风向相反的自然风压 pa hr 扇风机装置阻力之和 一般为 150 200pa 取 hr 200pa hv 风流流入大气的出口的动压损失 抽出式为扩散器出口的动压损 失 hv 一般为 0 25 0 45 取 hv 10pa 2 2 v 可计算得 Hf容易 42 03 100 41 200 10 151 62pa Hf 困难 209 33 126 71 200 10 546 04pa 方案二 中央并列式布置 当矿井的自然风压不能满足矿井的通风要求时 需要安装扇风机来克服矿 井的正面阻力 同时还要克服矿井的反向自然风压 7 15 vrntf hhHhH 式中 ht 矿井或分区通风的总阻力 容易时期 ht 96 86pa 困难时期 ht 508 04pa Hn 与扇风机工作风向相反的自然风压 pa hr 扇风机装置阻力之和 一般为 150 200pa 取 hr 200pa hv 风流流入大气的出口的动压损失 抽出式为扩散器出口的动压损 失 hv 对于抽出式 1 取 hv 10pa 2 2 v 可计算得 Hf容易 96 86 100 41 200 10 206 45pa Hf困难 508 04 126 71 200 10 844 75pa 3 风阻 R 计算 方案一 中央对角式布置 N s2 m8 2 扇 容易 容易 Q H R f 55 0 62 16 62 151 2 N s2 m8 扇 困难 困难 2 Q H R f 98 1 62 16 04 546 2 方案二 中央并列式布置 N s2 m8 2 扇 容易 容易 Q H R f 20 0 87 31 45 206 2 N s2 m8 扇 困难 困难 2 Q H R f 80 0 87 31 75 844 2 4 选择扇风机 根据风机特性曲线与选用件表选择合适的风机 方案一 中央对角式布置 根据计算所得的通风机的风量 Q扇 16 62m3 s 和风压Hf容易 151 62Pa Hf 困难 546 04Pa 查有关图表 矿山可选用 K40 6 No13 通风机 其参数见表 7 5 根据 K40 6 13 型离心式通风机性能曲线图和矿井容易时期风阻特性 曲线 曲线 1 矿井困难时期风阻特性曲线 曲线 2 见图 7 7 可确定出 扇风机容易时期工况点 A 和困难时期 B 的风量和风压 可见表 7 6 表 7 5 K40 4 13 通风机性能参数表 表 7 6 工况点风量 风压 风机型号通风时期 电机 转速 r min 风量 m3 s 风压 pa 效率 电机 功率 kw 叶片 角度 容易时期98012 6 27 5130 5998518 520 K40 6 No13 困难时期98012 6 27 5130 5997018 529 工作时期 工况点风量 m3 s 工况点风压 pa 容易时期18 30188 困难时期17 52566 图 7 7 K40 6 13 型离心式通风机性能曲线 方案二 中央并列式布置 根据计算所得的通风机的风量 Q扇 31 87m3 s 和风压Hf容易 206 45Pa Hf 困难 844 75Pa 查有关图表 矿山可选用 K40 6 No16 通风机 其参数见表 7 7 根据 K40 6 No16 型离心式通风机性能曲线图和矿井容易时期风阻特 性曲线 曲线 3 矿井困难时期风阻特性曲线 曲线 4 见图 7 8 可确定 出扇风机容易时期工况点 C 和困难时期工况点 D 的风量和风压 可见表 7 8 表 7 7 K40 6 17 通风机性能参数表 风机型号通风时期 电机 转速 r min 风量 m3 s 风压 pa 效率 电机 功率 kw 叶片 角度 表 7 8 工况点风量 风压 工作时期 工况点风量 m3 s 工况点风压 pa 容易时期34 48278 困难时期32 89835 图 7 8 K40 6 No16 型离心式通风机性能曲线图 5 扇风机功率 Nf的计算 方案一 中央对角式布置 kw 7 16 f 1000n QH N ff f 式中 扇风机工况点风压 Pa f H 扇风机工况点风量 m3 s f Q 扇风机工况点效率 f 容易时期98023 6 51 4197 908855520 K40 6 No16 困难时期98023 6 51 4197 908705529 KW 16 4 85 01000 8 18188 1000 f 容易 容易 容易 容易 n QH N ff f KW 17 14 70 01000 52 17566 1000 f 困难 困难困难 困难 n QH N ff f 方案二 中央并列式布置 7 17 f 1000n QH N ff f 式中 扇风机工况点风压 Pa f H 扇风机工况点风量 m3 s f Q 扇风机工况点效率 f KW 23 11 85 0 1000 48 34278 1000 f 容易 容易 容易 容易 n QH N ff f KW 23 39 70 01000 89 32835 1000 f 困难 困难困难 困难 n QH N ff f 7 7 2 预选电动机 方案一 中央对角式布置 按下式计算出所需电动机的功率 N电 7 18 电 困难 电 困难 困难 f ff QHK N 1000 KW27 18 93 07 01000 52 175662 1 式中 K 电动机 功率 备用系数 轴溜式时 K 1 1 1 2 离心式时 K 1 2 1 3 取 K 1 2 电 电动机效率 一般 电 0 9 0 95 取 电 0 93 Hf Qf f 对应于通风困难时工况点的风压 风量 效率 查 表选用 Y200L1 6 型电动机 转速为 980r min 额定功率为 18 5KW 方案二 中央并列式布置 按下式计算出所需电动机的功率 N电 7 19 电 电 f ff QHK N 1000 KW62 50 93 0 7 01000 89 328352 1 式中 K 电动机 功率 备用系数 轴溜式时 K 1 1 1 2 离心式时 K 1 2 1 3 取 K 1 2 电 电动机效率 一般 电 0 9 0 95 取 电 0 93 Hf Qf f 对应于通风困难时工况点的风压 风量 效率 查表选用 Y280M 6 型电动机 转速为 980r min 额定功率为 55KW 7 8 矿井通风动力费用 方案一 中央对角式布置 1 主扇每年耗电量 I1 年千瓦小时 线变电 电输 1 428421 95 0 8 090 0 2433037 21 1 ttN I 式中 电动机输出功率 KW 电输 NKWN375 182 电输 t1 年工作日数 t1 330 天 t2 日工作小时数 一般 t2 24 小时 95 0 8 0 9 0 线变电 线变电 一般取 器 电线的输出功率 分别表示电动机 变压 2 回采每吨矿石通风动力费用 W1 吨元 27 2 1013 69 0 1 428421 4 1 T Ie W 式中 T 每年矿石产量 T 130000 吨 e 每千瓦用电价格 安徽省的工业用电价格 e 0 69 元 千瓦 方案二 中央并列式布置 1 主扇每年耗电量 I2 年千瓦小时 线变电 电输 11 636842 95 08 090 0 2433055 21 1 ttN I 式中 电动机输出功率 KW 电输 NKWN55 电输 t1 年工作日数 t1 330 天 t2 日工作小时数 一般 t2 24 小时 95 0 8 0 9 0 线变电 线变电 一般取 器 电线的输出功率 分别表示电动机 变压 2 回采每吨矿石通风动力费用 W2 吨元 38 3 1013 69 011 636842 4 2 T Ie W 式中 T 每年矿石产量 T 130000 吨 e 每千瓦用电价格 安徽省的工业用电价格 e 0 69 元 千瓦 7 9 通风方案的比较 7 9 1 通风方案优缺点的比较 在初步选择的二种通风方案中 回风井的布置采用中央对角式和中央并 列式各有特点 其优缺点比较见表 7 9 表 7 9 通风方案比较 方案适用条件优点缺点 方案一 中央对角 式布置 矿体走向不太 长 或矿体比 较分散 采用 中央式开拓 回采阶段多 而需风量不太 大的大 中型 矿山 1 负压较小且稳定 漏风量 小 通风简单可靠而且费用 低 2 当井下发生火灾 坍塌事 故时 地下工作人员较安全 3 如果在井田二翼各布置一 条排风井 一条发生故障时 可利用另一条维持通风 1 井筒的联络 道很长 而且要 在回采开始之前 掘好 故回采时 间较迟 2 掘二条排风 井 掘进和维持 费用较大 方案一 中央并列 式布置 矿体走向不长 埋藏较深 矿 床二端未探清 或地形不便设 置风井和主扇 的中央开拓的 中小型矿山 1 地面构筑物布置集中 2 入风井和排风井布置在岩 石移动带以内时 可以共留 一个保安矿柱 3 入风井和排风井掘进完以 后 可很快连通 因此可以 很快开采 4 井筒延伸方便 可先掘进 排风井 然后自小而上反掘 进入风井 1 采用中央式 通风时 风路很 长 扇风机所需 负压大 而且负 压随回采工作的 推进不断变化 2 如果无其他 安全出口 当井 下发生事故 危 险性大 7 9 2 通风方案的井巷经济比较 在现有的巷道现状上 所需掘进新的井巷工程如表 7 9 表 7 9 新增井巷工程 通风方案工程名称 断面 m2 长度 m 工程量 m3 工程造价 万元 西北翼7 0654202967 353 52 二翼回 风井 东南翼7 0654202967 353 52 主扇房2 个250 5 回风平巷5 66 222 8 10052 2139 65 方案一 中央对角式布置 合计247 19 方案二 中央回风井7 0654202967 353 52 主扇房1 个250 25 回风巷5 66 172 8 1376108 19 中央并列式布置 合计161 96 7 9 3 通风方案的通风费用经济比较 在井巷工程方面 方案一比方案二要多投资 85 23 万元 但是在通风费用 方面方案一回采每吨矿石通风动力费用 W1 2 27 元 吨 方案二回采每吨矿石通 风动