矿井通风课程设计(6)

2019-04-22 20:54

由上表计算得:容易时期的通风摩擦阻力为1185.81Pa。本矿井为新建矿井,故其局部阻力按摩擦阻力的10%计算,所以总阻力为:h=1185.81+1185.81×10%=1304.40Pa。 困难时期通风路线为:副平硐→行人大巷→n区段联络平巷→n区段运输斜巷→1n01运输巷→1n01切眼→1n01回风巷→1n01回风斜巷→回风大巷→引风道。

表3-1-2 困难时期井巷摩擦阻力计算表

支护摩擦阻力系巷道名称 形式 α(NS/m) 副平硐 锚喷 0.01 0.01 0.01 0.0175 0.045 0.0175 0.01 0.01 0.011 0.01 9.7 9.7 9.7 8.92 11.2 8.92 9.7 9.7 10.25 9.7 24周长 巷道长L 风量摩擦风阻净断面积 摩擦阻力(Pa) 328(m) (m/s) R(NS/m) 70 1260 30 920 110 960 50 1355 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 0.02361772 32.33265868 0.425118958 581.9878535 0.01012188 11.70089328 1.475425331 478.0378072 0.662185195 214.5480032 1.539574258 498.8220596 0.0168698 5.4658152 0.457171578 625.8678903 0.010887195 14.90456996 0.00168698 1.95014888 行人大巷 锚喷 n区段运输斜巷 锚喷 1n01运输巷 金支 1n01开切眼 单体 1n01回风巷 金支 1n01回风斜巷 锚喷 回风大巷 引风道 n区段联络平巷锚喷 1 锚喷 锚喷 2465.6177

由上表计算得:困难时期的通风摩擦阻力为2465.62Pa。由于本矿井为新建矿井,故其局部阻力按摩擦阻力的10%计算,所以总阻力为:2465.62+2465.62×10%=2712.19 Pa

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第三节 矿井通风难易程度评价

一、用下式计算两个时期的矿井总风阻和总等积孔。

R矿易= h易/ Q2 ?????????????(3-3-1) R矿易= h易/ Q2 =1304.40÷62.532=0.33 NS2/M8

R矿难= h难/ Q2 ?????????????(3-3-2) R矿难= h难/ Q2 =2712.19÷62.532=0.69 NS2/M8

二、矿井通风难易程度评价

A难=1.19Qh阻难????????????????(3-3-3)

A易=?1.1917Q??????????????(3-3-4) h阻易等级孔可以表示矿井通风的难易程度,具体关系见表3-3-1。 A难=1.1917Q=1.1917×62.53/√2712.19=1.43m2

h难 A易=1.1917Q=1.1917×62.53/√1304.40=2.06m2

h易表3-3-1 矿井通风容易时期和困难时期难易程度评价表

参照等积孔A(m2) >2 <2 矿井通风容易程度 计算等级孔A(m2) 容易 困难 2.06 1.43 难易程度评价 容易 中等 - 24 -

第四章 矿井主要通风机的选型

基本要求:

1)、矿井每个装备主要通风机的风井,均要在地面装设两套同等能力的通风设备,其中一套工作,一套备用,交替工作。

2)、选择的通风设备应能满足第一开采水平各个时期的工况变化,并使通风设备长期高效运行。当工况变化较大时,应根据矿井分期时间及节能情况,分期选择电动机。

3)、通风机能力应留有一定的余量。轴流式、对旋式通风机在最大设计负压和风量时,叶轮叶片的运转角度应比允许范围小5°;离心式通风机的选型设计转速不宜大于允许最高转速的90%。

4)、进、出风井井口的高差在150m以上,或进、出风井口标高相同,但井深400m以上时,宜计算矿井的自然风压。

第一节 矿井自然风压

矿井进、回风井的空气柱的容重差(容重差又主要由湿度差造成)以及高差和其它自然因素所形成的压力差称为自然风压,它对矿井主要通风机的工况点会产生一定的影响,但由于本矿井属于平硐开拓,且进、回风井井口高差小于150m,因此不用考虑自然风压对主要通风机的影响。

第二节 选择主要通风机

通常用主要通风机的个体特性曲线来选择主要通风机。要保证主要通风机在容易时期的工作效率不致太低,又能保证主要通风机在困难时期风压够用且能有足够的风量,同时还要考虑自然风压的影响。

一、确定主要通风机的风量

通过主要通风机的风量Q吸必大于通过出风井的矿井总风量Qm,

Q吸=QmK ,(m3/s) ????????(4-2-1)

式中,K为外部漏风系数,风井不作提升运输任务时取1.1,箕斗井兼做回风井用时取1.15,回风井兼做升降人员时取1.2。

Q吸=QmK=62.53×1.1=68.79(m3/s)???(4-2-2) 二、确定主要通风机的风压?

分别求出通风容易和通风困难两个时期的主要通风机风压。

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通常离心式通风机提供的大多是全压曲线,而轴流式通风机提供的大多是静压曲线。因此对抽出式通风矿井:

H全= h阻+h硐+h扩±H自 ,pa ????????(4-2-3)

风硐阻力一般不超过200 Pa。 离心式通风机:

容易时期 H全小= h阻小+h硐+h扩-H自 ?????????(4-2-4) 困难时期 H全大= h阻大+h硐+h扩+H自 ????????(4-2-5)

轴流式(或对旋式)通风机:

容易时期 H易= h阻小+h硐-H自 ???????????(4-2-6)

困难时期 H难= h阻大+h硐+H自 ???????????(4-2-7) H自 =0

结合本矿困难、容易时期的通风风量及风阻、风压,从安全、经济等方面考虑,选择轴流式通风机。

H易= h阻小+h硐 +0=1304.40+150=1454.4Pa H难= h阻大+h硐+0= 2712.19+150=2862.19Pa? 三、选择主要通风机?

根据求出的?Q 、h难 、h易 两组数据,在主要通风机个体特性曲线图表(参看《通风安全学》第四章及附录Ⅳ、附录Ⅴ)上选择合适的主要通风机。

1)、求通风机的实际工况点

设计工况点不一定恰好在所选择通风机的特性曲线上,必须根据通风机的工作阻力,确定其实际工况点。

2)、计算通风机的工作风阻

R易= h易/ Q2 ?????????????(4-2-8)

R易= h易/ Q2 =1454.4÷68.792=0.31 NS2/M8

R难= h难/ Q2 ?????????????(4-2-9) R难= h难/ Q2 =2862.19÷68.792=0.61 NS2/M8

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在通风机特性曲线图中做通风机工作风阻曲线,与风压曲线的交点即为实际工况点。

对轴流式主要通风机:容易时期应在安装角θ较小的情况工作,困难时期应在安装角 θ较大的情况下工作,其效率不低于0.6,如两组数据所确定的工作点不是刚好落在特性曲线上,应偏大一个调整级差(以2.5°为一个级差)确定主要通风机特性曲线。

对离心式主要通风机:容易时期应在转数较低的情况工作,困难时期应在转数较高的情况下工作,其效率亦不低于0.6。如两组数据所确定的工作点也不是刚好落在特性曲线上,应偏大一个调整转数级差确定主要通风机特性曲线,其工作点可采取增大主要通风机工作风阻的方法(用调节闸门增大阻力)确定。

选定主要通风机后,将两个时期的主要通风机型号、动轮直径、动轮叶片安装角度(指轴流式)、转数、风压、风量、效率、输入功率等数值,列出一览表,并绘出所选主要通风机的特性曲线及工作点。如图6所示。

图6 风机的特性曲线图

KZS-21矿用轴流式通风机 n=750r/min

通风时期 容易时期 困难时期 转数(r/min) 叶片安装角度( °) 风量(m3/s) 风压(Pa) 730 750 25 35 65 68.79 1454.40 2862.19 输入功率 143 235 效率η 75 84

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