【《某矿井采区通风系统计算设计》13000字】

④采空区必须要及时封闭。7.2矿井风量计算7.2.1工作面所需风量的计算应根据沼气气体涌出量、工作面温度、风速和人数的规定，分别计算每个回采工作面的实际所需空气量，然后取其最大值。（1）按沼气涌出量计算根据《矿井安全规程》规定，即：（式7-1）：——，；——沼气的平均绝对涌出量，；——，。（2）按工作面温度选择风速进行计算采煤工作面风速应符合要求，见表7-1。表7-1回采工作面气温与风速的关系表回采工作面的空气温度回采工作面的风速＜150.3～0.515～180.5～0.818～200.8～1.020～231.0～1.523～261.2～1.8按下式计算：（式7-2）；故，工作面风量：Qai=60×1.5×3.75×（4.5-0.3）=1417.5m3/min（3）回采工作面同时作业人数计算需要风量（式7-3）。故，工作面风量：由于本矿井是低瓦斯矿井，存在自燃发火危险，所以，综采面供风量为（4）按风速进行验算按《矿井安全规程》的要求进行验算。有：Qmin≥0.25×60×Sai（式7-4）Qmax≤4×60×Sai（式7-5）经计算得:由风速验算可知，设计矿井选用的Q=1500m3/min，大于236.25m3/min，小于3780m3/min，因此满足风速要求。7.2.2备用工作面需风量的计算按式7-6计算：（式7-6）：——，。故：7.2.3掘进工作面需风量的计算采用综合掘进机掘进巷道。掘进工作面所需的风量计算如下：（1）按沼气涌出量计算根据《矿井安全规程》规定，即：Qbi=100×qbi×Kbi（式7-7）：——，；——，；——，。故，（2）按局部通风机实际吸风量计算风量（式7-8）：——，一般取350m3/min；——，台。故，（3）按掘进工作面同时作业人数计算风量（式7-9）。故，Qbi=128m3/min由以上三种方法计算的采煤工作面所需风量最大值为:Qbi大=350m3/min（4）按风速进行验算：按《矿井安全规程》规定的要求进行验算。（式7-10）（式7-11）经计算得:Qmin=0.25×60×12=180m3/minQmax=4×60×12=2880m3/min由风速验算可知，Qbi大符合风速要求。4个掘进工作面的总风量：7.2.4硐室风量计算机电室所需的空气量应根据不同机房内设备的冷却要求而定。应选择降温以确保机电室的温度不超过30℃，其他室的温度不超过26℃。（井下无充电硐室，设在井上，无需考虑）。并根据实际经验可知：（1）变电所配风量：；（2）火药库配风量：；（3）水泵房配风量：；故，∑Qci=350m3/min。7.2.5其他巷道所需风量（式7-12）式中：则:Qq=133x5.46x1.3≈945m3/min.7.2.6矿井总风量计算按采煤、掘进、硐室和其它巷道实际需风量计算：Q全矿=(∑Qai+∑Qbi+∑Qci+∑Qdi)×Km（式7-13）——，；——，；——，；——，；——，。故，7.2.7风量的分配通过以上的的叙述及计算，风量分配已基本完毕，具体数据如下：表7-2井巷中的允许风流速度井巷名称准许风速最低最高风井和风硐15转为升降物料的井筒12风桥10升降人员和物料的井筒8主要进、回风道8架线电机车巷道8采区进、回风道0.256回采工作面0.254掘进中的岩巷0.154其它人行巷道0.157.3矿井阻力计算井下通风阻力的大小是选择通风系统的主要标准，所以在选择井下主通风机之前，必须先计算井下通风总阻力。7.3.1采区准备工程量见图7-3图7-3采区准备工作量7.3.2矿井最大阻力路线（1）矿井最大阻力路线见图7-2和7-3图7-2通风容易时期系统图图7-3通风困难时期系统图通风网络图图7-4通风容易时期网络图图7-5通风困难时期网络图7.3.3矿井通风阻力计算（式7-14）通风容易网络图、困难时期网络图，见图7-3和图7-4，计算结果见表7-4及表7-5。表7-4容易时期通风阻力表井巷区段序号巷道名称支护方式αL/mU/ms/m²RQ/m3·s1H/PaV/m·s-1副井—1副井井筒混凝土0.03140020.4133.20.006952.5919.08341.58403—4轨道大巷锚喷0.0137.807214.612.80.000276.241.16255.95634—工作面进风顺槽锚喷0.011040.068613.112.20.075025.0046.87502.0492工作面支架0.03330017.218.60.026525.0016.56251.3441工作面—14回风顺槽锚喷0.011011.50551412.20.078025.0048.75002.049214—15回风大巷锚喷0.01221.476714.212.20.017372.42890.75264.200015—21回风大巷锚喷0.01625.011514.212.20.048975.728280.42834.470521—16回风大巷锚喷0.01220.075614.212.20.017277.728103.91624.675416—风井风井井筒混凝土0.03139821.9380.004998.9047.92792.6026合计655.4584表7-5困难时期通风阻力表井巷区段序号巷道名称支护方式ɑL/mU/ms/m²RQ/m3·min-1H/PaV/m·s-1副井—1副井井筒混凝土0.03140020.4133.20.006952.5919.08341.58403—4轨道大巷锚喷0.01387.807214.612.80.027076.24156.93853.75164—工作面进风顺槽锚喷0.011334.730913.112.20.09632560.18752.0492工作面支架0.03330017.018.60.02652516.56261.3441工作面—14回风顺槽锚喷0.011383.48311412.20.10822567.62502.049214—15回风大巷锚喷0.01179.126114.212.20.014072.42873.44141.886815—21回风大巷锚喷0.01984.346914.212.20.077075.728441.57412.157421—16风井井筒锚喷0.01220.075614.212.20.004977.72829.60402.362316—风井风井井筒混凝土0.03139821.9380.004998.9047.92792.6026合计912.9444矿井通风阻力见表7.6。表7.6风路总阻力时期容易时期困难时期阻力（）7.3.4矿井通风总阻力式（7-15）式（7-16）则，hrmax=1.15×912.9444=1049.8861Pa矿井通风总风阻见表7.7。表7.7矿井通风总阻力时期容易时期困难时期总阻力（）7.3.5矿井总风阻和总等积孔（1）全矿井总等积孔式（7.17）故，容易时期的等积孔：；困难时期的等积孔：（2）矿井总风阻：通过上述计算，本矿井通风两个时期总等积孔均大于2m2，总风阻均小于0.35Ns²/m8，属于通风容易矿井。7.4矿井主要通风机选型7.4.1自然风压通风机的压力与自然风压密切相关。在选择风机时，计算风机压力时必须考虑到矿井中的自然风压。在夏季，自然风压偏离主要通风系统的压力，hn变成负值，矿井中的空气流量减少。在冬季，自然风压有助于主通风系统的运行，hn变为正值，矿井中的风量增加。本矿井的自然风压值可根据本地的气象资料按经验取值。7.4.2主要通风机工作风压通风容易时期：在通风易期的静风压为式（7.18）故，通风困难时期：在困难通风期轴流风机的静风压为：式（7.19）故，通过计算，两个时期风机静风压，见表7.8。表7.8两个时期风机静风压时期容易时期困难时期风压（）7.4.3主要通风机的实际通过风量式（7.20）故，困难时期：Qr=1.05×82.41=86.53m3/s主要通风机通过风量，见表7.9。表7.9主要通风机通过风量时期容易时期困难时期风量（）时期容易时期困难时期风量(m3/s)103.8586.537.4.4主要通风机工况点通风机的特性曲线则由选定的主通风机决定。容易时期：Rmin=hrmin/Q2rmin=876.551/103.852=0.081N·s2·m-8；困难时期：Rmax=hrmax/Q2rmax=1329.8861/86.532=0.178N·s2·m-8；通风容易时期和困难时期风阻，见表7.10。表7.10通风风阻时期容易时期困难时期数值/N·s2·m-80.0810.1787.4.5主要通风机的特征值容易时期与困难时期主要通风机的参考值见表7.11。表7.11主要通风机的风量与风压表时期Qf/m3·min-1qf/m3·s-1H/PaR/N·s2·m-8容易时期6231103.85876.5510.081困难时期5191.886.531329.88610.178两个时期的风阻特性点见表7.12及表7.13。表7.12通风容易时期风阻曲线表时期容易时期风量/m3·s85110120130140H/Pa548.4656.1810873.57980.11166.41368.91587.6表7.13通风困难时期风阻曲线表时期困难时期风量/m3·s-160708086.5390100110120H/Pa640.8872.21139.21335.81441.817802153.82563.2通风机个性曲线的工作范围：①轴流风机不落在工作点的鞍形区域内，且静压效率小于0.6。②通风机动轮转数不超过额定转数；③轴流式扇风机最大θ为45°；④一级动轮轴流式通风机θ≥10°，二极动轮θ≥15°。综上所述，确定选择2K58-NO.28型轴流式通风机，转速为每分钟710转，即可满足通风的要求。表7.14通风机参数时期叶片安装角度Q/m3·s-1Hs/PaN/kWηs/%通风容易期35103.85876.55114355时期叶片安装角度Q/m3·s-1Hs/PaN/kWηs/%通风困难期3086.531329.886110770图7.6主要通风机性能曲线图7.4.6掘进通风设备的选择（1）风筒的选择本设计采用KSS600-100型金属骨架的刚性风筒，其各项技术指标见表7.15。表7.15风筒技术指标风筒直径/接头方法百米漏风率百米风阻KSS600-150600快速接头软带2.0%6.0（2）局部通风机选型本设计采用防爆FBCD№6.3/2*15型局扇。表7.16FBCD№6.3/2*15型局扇特征表型号转速/全风压/风量电机功率/级数FBCD№6.3/2*152900400～4075237～4102×1527.4.7电动机的选择（1）主扇电动机的选择选择功率为280kW的YT400S-6型电动机即可满足要求。其详细参数见下表。表7-17YT400S-6型隔爆型三相异步电动机特征表型号额定效率功率因素噪声/振动等级/飞轮力矩/质量/功率/电流/转速/YT400S-6280508.999095.00.811022.81154070

第八章矿井安全设施施工设计8.1风机附属装置8.1.1防爆门防爆门是安装在通风机所在竖井中的安全装置，其功能是保护主通风机不被高压瓦斯波冲击破坏，在正常情况下，它是气密性的，防止气流短路。如图所示，轴盖用钢板焊接而成，其下端置于凹槽中，凹槽用油封住（用水冻住的部分不允许），凹槽的深度按负压调整，在其周围用四根钢丝绳绕着滑轮加上重锤的配重，在轴口壁周围也有一定数量的推杆，必须安装脚踏，以便在风退时推动轴盖，使升降机不会造成风流的短路。带电梯的竖井配备了一个由铁和木头制成的普通井盖门。图8.1防爆门示意图8.1.2扩散器扩散器连接到通风器出口的外面。如下图所示，轴流通风机的扩散器是一个由锥形内筒和外筒组成的圆形扩散器，外筒的开口角为7-12°，内筒的开口角为3-4°。外扩散器高度是动轮直径的两倍，其长度是动轮直径的2.8倍，出口是一个矩形截面。外扩散器的转角处是双曲线，并安装了导流叶片以减少阻力。轴流式通风机扩散器外观及尺寸见下图。图8.2扩散器示意图8.1.3风硐风硐是主通风机和风井之间的通道，风硐断面应保证风速小于或等于15m/s；风硐与风井的连接处要平缓避免突然扩大和缩小；结构要严密，以防止大量漏风。图8.3风硐示意图8.2通风构筑物通风构筑物主