kW;
θ——机电硐室的发热系数,可根据实际考察由机电硐室内机械设备运转时的实际热量转换为相当于电器设备容量作无用功的系数确定,也可按表2-1-6选取; ρ——空气密度,一般取ρ=1.2kg/m3;
CP——空气的定压比热,一般可取CP=1.000 6kJ/(kg×K)。 △t——机电硐室进、回风流的温度差,K。
表2-1-6 机电硐室发热系数(θ)表
机电硐室名称 水泵房 变电所、绞车房 发热系数 空气压缩机房 0.15~0.18 0.01~0.03 0.02~0.04 采区小型机电硐室,按经验值确定需风量或取60~80m3/min。 (2)消防材料材料库:
按库内空气每小时更换四次计算:
Qri?4?V?????????????(2-1-14) 60式中:V——库房容积,m3。
但大型消防材料库不得小于100m3/min,中小型消防材料库不得小于60m3/min。故取:Qmc=120 m3/min =2 m3/s。
(3)绞车房
Qmc=60~80 m3/min
取:Qmc=60 m3/min = 1 m3/s (4)避难硐室 取100m3/min=1.67
(5)本矿井下遇难硐室为一个独立进风的硐室,根据经验每个独立通风的硐室取Qb=60 m3/min=1 m3/s。 故取:Qb=60 m3/min=1 m3/s。
(6)信号硐室
本矿井下遇难硐室为一个独立进风的硐室,取:Qb=60 m3/min =1 m3/s
(7)变电所
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本矿井下遇难硐室为一个独立进风的硐室,根据经验每个独立通风的硐室取Qb=60 m3/min1 m3/s。
故取:Qb=60 m3/min =1m3/s
所以机电硐室的风量总和为:120+60+100+60+60=400 m3/min = 6.67m3/s。 4)矿井总需风量计算:
矿井所需总风量Qm是矿井井下各个用风地点需风量之和,并考虑漏风和配风不均匀等的备用风量系数,按式(2-1-16)进行计算:
Qm?(?Qmfi??Qmdi??Qmri??Qmei)?km??????(2-1-16) 式中:Qm——矿井所需总风量,m3/min;
∑Qmfi——各采煤工作面和备用工作面所需风量之和,m3/min; ∑Qmdi——各掘进工作面所需风量之和,m3/min; ∑Qmri——各硐室所需风量之和,m3/min; ∑Qmei——其他用风巷道所需风量之和,m3/min;
km——矿井内部漏风和调风不均匀等因素的备用风量系数。通常可取1.15~1.25。即该矿井所需总风量Qm=(876.24×2+973.70+400)×1.2=3751.42m3/min=62.53m总上所述,该矿总进风量为Qm=3751.42 m3/min,即:62.53 m3/s。
第二节 风量分配
1)、分配原则
矿井总风量确定后,分配到各用风地点的风量,应不得低于其计算的需风量;所有巷道都应分配一定的风量;分配后的风量,应保证井下各处瓦斯及有害气体浓度、风速等满足《煤矿安全规程》的各项要求。 2)、分配的方法
先将以上计算得出的矿井总风量Qm中减去独立回风的掘进风量∑Qmdi和硐室风量∑Qmri,再按以下原则对剩余的风量进行大致的分配;各个回采工作面的风量,按照与产量成正比的原则进行分配;各个备用工作面的风量,按照它在生产时所需风量的一半进行分配。即:
Qre?Qm?(?Qmdi??Qmri)??????????(2-2-1)
3
式中:Qre——矿井总风量中减去独立回风的掘进风量和峒室风量后的剩余风量,
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m3/min;
Qm——矿井总风量, m3/min;
∑Qmdi——各掘进工作面所需风量之和,m3/min; ∑Qmri——各硐室所需风量之和,m3/min;
m/s Qre?Qm?(?Qmdi??Qmri)=2595.17-(973.6+400)=1221.57m/min=20.36
剩余风量Qre分配方法是:先用下式计算回采工作面日产一吨煤所需配给的风量q,即:
q?Qre????????(2-2-2)
(Ta?Ta'/2)m3tmind3
3
式中:q——回采工作面日产一吨煤所需配给的风量,
Ta——各个回采工作面的日产量之和,t/d;
Ta’——各个备用工作面的计划日产量之和,t/d。 分配给各个回采工作面的风量为:
Q?qT?????????? (2-2-3)
fia分配给各个备用工作面的风量为:
Qa'?qTa2?????????? (2-2-4)
'表2—2—1 风量分配表
计算 通风地点 风量 3分配 风量 3(m/s) (m/s) 三区段行人大巷 副平硐3 1102运输巷掘进头 — 14.61 1101 16.30 3 16 行人大巷 3一区段联络平巷 一区段运输斜巷 1101 运输巷 1101 1101 18 6.53 19 62.53 (40m/s) (40m/s) 切眼 回风巷 回风斜巷 三区段联络斜巷 1102回风巷掘进头 — 14.61 — 三区段运输大巷 主平硐 运输大巷 1102辅助运输斜巷 回风大巷
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第三章 矿井通风总阻力计算
矿井通风总阻力的大小是选择通风设备的只要依据,所以,在选择矿井主要通风机之前,必须首先计算矿井通风总阻力。按照经过巷道时产生阻力的方式不同,可分为摩擦阻力和局部阻力。摩擦阻力一般占通风阻力的90%左右,它是矿井通风设计选择主要通风机的主要参数。
主要通风机的选择,工作风压要满足最大的阻力,因此先确定容易、困难时期的最大阻力路线。
第一节 绘制通风系统图
在设计中,主要通风机在服务年限(15~25年内),随着才没工作面及采取接替的变化,通风系统的总阻力也将因之而变化。通风困难时期是指在通风阻力最大时期,一般出现在距离较远的采取或带区,通风容易时期是指通风阻力最小的时候,一般出现在矿井达到设计生产能力的时候,通常取首采区的最近的那个工作面。
确定矿井通风容易时期和困难时期的开采位置,分别绘制两个时期的通风系统系统图和网络图。(附图:困难与容易时期通风系统图及网络图)
第二节 矿井通风阻力计算
一、矿井通风总阻力的计算原则
1)、如果矿井服务年限不长(10~20年),选择达到设计产量后通风容易和困难两个时期分别计算其通风阻力;若矿井服务年限较长(30~50年),只计算头15~25年左右通风容易和困难两个时期的通风阻力。为此必须先绘出这两个时期的通风网路图。
2)、通风容易和通风困难两个时期总阻力的计算,应沿着这两个时期的最大通风阻力风路,分别计算各段井巷的通风阻力,然后累加起来,作为这两个时期的矿井通风总阻力。最大通风阻力风路可根据风量和巷道参数(断面积、长度等)直接判断确定,不能直接确定时,应选几条可能最大的路线进行计算比较。
3)、矿井通风总阻力不应超过2940 Pa。
4)、矿井井巷的局部阻力,新建矿井(包括扩建矿井独立通风的扩建区)宜按井巷摩擦阻力的10%计算;扩建矿井宜按井巷摩擦阻力的15%计算。
二、矿井通风总阻力的计算方法
沿矿井通风容易和通风困难两个时期通风阻力最大的风路(入风井口到风硐之前),分别用下式计算各段井巷的摩擦阻力:
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h摩?巷道的摩擦风阻:
R摩??LUS3?Q或 h??LUV ???????(3-3-1)
22摩S28aLU NS/m?????????????(3-3-2) 3Sα值可以从附录一中查得,或选用相似矿井的实测数据。
将各段井巷的摩擦阻力累加后并乘以考虑局部阻力的系数即为两个时期的井巷通风总阻力。即:
h阻难=(1.1~1.15)∑h摩难??????????(3-3-3)
h阻易=(1.1~1.15)∑h摩易??????????(3-3-4)
在计算矿井通风总阻力时,新建矿井的局部阻力按矿井通风摩擦阻力的10%计算。 两个时期的摩擦阻力可按表3-1-1进行计算。
容易时期通风路线为:副平硐→行人大巷→一区段联络平巷→一区段运输斜巷→1101运输巷→1101切眼→1101回风巷→1101回风斜巷→回风大巷→引风道。
表3-1-1 容易时期井巷摩擦阻力计算表
支护巷道名称 形式 副平硐 行人大巷 一区段运输斜巷 1101运输巷 1101开切眼 1101回风巷 1101回风斜巷 回风大巷 引风道 一区段联络平巷1 合计 锚喷 锚喷 锚喷 金支 单体 金支 锚喷 锚喷 锚喷 锚喷 α(NS/m) 0.01 0.01 0.01 0.0175 0.045 0.0175 0.010 0.010 0.011 0.010 9.70 9.70 9.70 8.92 11.20 8.92 9.70 9.70 10.25 9.70 24摩擦阻力系周长 巷道长L 风量摩擦风阻净断面积 328(m) (m/s) R(NS/m) 70 410 25 440 110 515 50 500 35 5 6.6 6.6 6.6 4.6 4.44 4.6 6.6 6.6 7.13 6.6 37 37 34 18 18 18 18 37 37 34 0.0236 0.1383 0.0084 0.7056 0.633 0.826 0.0168 0.1687 0.0108 摩擦阻力 hfr(Pa) 32.3084 189.3327 9.7104 228.6144 205.092 267.624 5.4432 230.9503 14.7852 0.00168 1.94208 1185.80268
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