矿井通风课程设计(4)

2019-04-22 20:54

表2-1-2 采煤工作面空气温度与风速对应表

采煤工作面进风流气温(℃) <15 15~18 18~20 20~23 23~26 采煤工作面风速(m/s) 0.3~0.5 0.5~0.8 0.8~1.0 1.0~1.5 1.5~1.8 采煤工作面的需要风量按式(2-2-3)计算:

Qfi?60?vfi?Sfi?kfli?????????(2-1-3)

式中;vfi——第i个采煤工作面的风速,按采煤工作面进风流温度从表2中选取,m/s;

Sfi——第i个采煤工作面的平均有效断面,按最大和最小控顶有效断面的平均值计算,m2;

Kf1i——第i个工作面的长度系数。可按表2-1-3选取。

表2-1-3 采煤工作面长度风量系数表

采煤工作面长度(m) <15 50~80 80~120 120~150 150~180 >180 工作面长度风量系数(kf1i) 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.30~1.40

Qfi?60?vfi?Sfi?kfli

=60×0.9×4.2×1.0 =226.8m3/min =3.78m3/s

- 13 -

(3)按使用炸药量计算:

按每公斤炸药爆破后稀释炮烟所需的新鲜风量为500m3计算:

Qfi?Afi?500t????????????(2-1-4)

式中:Afi——第i个采煤工作面一次爆破所用的最大炸药量,kg; t——爆破后稀释炮烟的通风时间,min,一般取20~30min。

Qfi?Afi?500t

=12×500÷25.=240 m3/min=4 m3/s

(4)按工作人员数量计算:

按每人每分钟应供给4m3新鲜风量计算:

Qfi?4?nfi????????????(2-1-5)

式中:nfi——第i个采煤工作面同时工作的最多人数,人。

本矿井采煤工作组最多人数为25人,

所以Qfi?4?nfi=4×25=100 m3/min=1.67 m3/s

(5)按风速进行验算:

①按《煤矿安全规程》规定的最低风速,以式(2-1-6)验算最小风量:

Qfi?60?0.25Sfi????????????(2-1-6)

=63 m3/min =1.05 m3/s

②按《煤矿安全规程》规定的最高风速,以式(2-1-7)验算最大风量:

Qfi?60?4Sfi?????????????(2-1-7)

=1008 m3/min =16.8 m3/s

由验算得1.67m3/s ≤ Q采 ≤ 16.8 m3/s。

由以上计算所得 ,该采煤工作面的风量取Q采=973.70m3/min =16.30m3/s

2)、掘进工作面需风量计算:

煤巷、半煤岩巷和岩巷掘进工作面的需风量,应按下列因素分别计算,取其最大值:

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(1)按瓦斯涌出量计算:

Qdi?100?qgdi?kgdi??????????(2-1-8)

式中:Qdi——第i个掘进工作面的需风量,m3/min;

qgdi——第i个掘进工作面的平均绝对瓦斯涌出量,m3/min。按该工作面煤层的地质条件、瓦斯含量和掘进方法等因素进行计算,抽放矿井的瓦斯涌出量,应扣除瓦斯抽放量。生产矿井可按条件相似的掘进工作面来推算之。

kgdi——第i个掘进工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数,通常取kgdi=1.8~2.5。当有其他有害气体时,应根据《煤矿安全规程》规定的允许浓度按上式计算的原则计算所需风量。 Qdi?100?qgdi?kgdi =100×4.868×1.8

=876.24m3/min = 14.61 m3/s (2)按炸药量计算:

按每公斤炸药爆破后稀释炮烟所需的新鲜风量为500m3计算:

Qdi?Adi?500??????????????(2-1-9) t式中:Adi——第i个掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量,kg; t——爆破后稀释炮烟的通风时间,min,一般取20~30min。

Qdi?

(3)按工作人员数量计算:

Adi?5000.4×4×500÷25=32 m3/min = 0.53 m3/s tQdi?4?ndi???????????????????(2-1-10)

式中:ndi——第i个掘进工作面同时工作的最多人数。

由于该矿井掘进工作面同时工作的最多人数为15人,所以Qdi?4?ndi=4

×15=60 m3/min =1 m3/s

(4)按局部通风机吸风量计算

Qdi?QdfiIdfi ????????(2-1-11)

式中:Qdfi——第i个掘进工作面局部通风机的吸风量。一般取100m3/min、 200

- 15 -

m3/min、300 m3/min;

Idfi——该掘进工作面同时运转的局部通风机的台数。

(各种局部通风机的额定风量可按下表2-1-4选取)

表2-1-4 各种局部通风机额定风量 风机型号 JBT—51(4kW) JBT—52(11 kW) JBT—62(28 kW) 吸风量(m/min) 100 200 350 3

在本矿中风机取JBT—62(28 kW),吸风量等于350m3/min,所以

Qdi?QdfiIdfi =350×2=700m/min=11.67m/s

3

(5)按风速进行验算: ①每个岩巷掘进工作面的风量

Qdi?60?0.15Sdi?????????????(2-1-12)

式中:Sdi——第i个掘进工作面巷道的净断面积,m2。 Qdi?60?0.15Sdi

=60×0.15×4.6=41.6 m3/min=0.69 m3/s 每个煤巷和半煤岩巷掘进工作面的风量

Qdi?60?0.25Sdi

=60×0.15×4.6

=69 m3/min =1.15m3/s

②每个煤巷、岩巷或者半煤岩掘进工作面的风量 Qdi?60?4Sdi

=60×4×4.6=1104 m3/min=18.4m3/s

所以0.69 m3/s≤ Q掘 ≤ 18.4 m3/s

按上述条件计算的最大值为876.24m3/min。所以掘进巷道风量取14.61m3/s。

(6)局部通风机设计

选择合理的局部通风方法、风筒类型与直径,计算局部通风阻力、选择局部通风

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机及掘进通风安全技术措施、装备。

根据开拓、开采巷道布置、掘进区域煤岩层的自然条件以及掘进工艺,确定合理的局部通风方法及其布置方式,选择风筒类型和直径,计算风筒出入口风量,计算风筒通风阻力,选择局部通风机。

局部通风是矿井通风系统的一个重要组成部分,其新风取自矿井主风流,其污风又排入矿井主风流。其设计原则可归纳如下:

①矿井和采区通风系统设计应为局部通风创造条件; ②局部通风系统要安全可靠、经济合理和技术先进; ③尽量采用技术先进的低噪、高效型局部通风机;

④压人式通风宜用柔性风筒,抽出式通风宜用带刚性骨架的可伸缩风筒或完全刚

性的风筒。风筒材质应选择阻燃、抗静电型;

⑤当一台风机不能满足通风要求时可考虑选用两台或多台风机联合运行。

根据本矿井通风情况,掘进巷道局部通风方式应选用压入式。通风方法应选择柔性(胶布)风筒。风筒特性见表2-1-5。

表2-1-5 风筒特性表

风筒类别 胶布风筒 胶布风筒 胶布风筒 胶布风筒 胶布风筒 风筒直径㎜ 接头方式 百米风阻Ns/m 400 400 500 600 600 单反边 双反边 双反边 双反边 双反边 131.32 121.72 64.11 23.33 15.88 28节长m 10 10 50 10 30 结合本矿具体情况和各种风筒特性应选择直径为600m,接头方式为双反边,百米风阻为15.88Ns2/m8 ,节长为30m的胶布风筒。局部通风机及风筒布置见附图。 3)、硐室需风量计算:

各个独立通风硐室的供风量,应根据不同类型的硐室分别进行计算: (1)、机电硐室:

发热量大的机电硐室,按硐室中运行的机电设备发热量进行计算:

Qri?3600?W??CP?60?t??????????????(2-1-13)

式中:Qri——第i个机电硐室的需风量,m3/min;

∑W——机电硐室中运转的电动机(或变压器)总功率(按全年中最大值计算),

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