表1 巷道 编号 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 10-11 11-12 12-13 13-14 合计
巷道名称 竖井 石门 运输平巷 运输平巷 人行天井 电耙联络道 电耙道 回风联络道 回风联络道 回风联络道 分段回风道 总回风道 回风斜井 支架种类 双罐、梯子间 混凝土 无支架 无支架 木框、梯子间 无支架 ″ ″ ″ ″ ″ ″ 木棚子 摩阻系数α,巷道长度N?s2/m4 巷道断面S,m2 17 6.4 5.24 5.24 7.0 4.5 4.8 4.5 4.5 4.5 4.5 6.4 7.4 巷道周界P,m 18 10.6 9.4 9.4 11.2 8.6 8.8 8.6 8.6 8.6 8.6 10.6 11.6 L,m 240 120 60 180 40 40 50 40 40 40 380 120 400 风阻R N?s2m8 0.0317 0.0194 0.0392 0.1180 0.0653 0.0378 0.0796 0.0378 0.0378 0.0378 0.3587 0.0485 0.1832 风量Q m3s 36.28 31.28 11.96 9.96 8.65 2.10 2.10 9.10 10.85 13.25 15.65 54.42 54.42 阻力h pa 41.7 19.0 5.6 11.7 4.9 0.2 0.4 3.1 4.5 6.6 87.9 143.6 542.0 871.2 0.036 0.004 0.010 0.010 0.050 0.010 0.020 0.010 0.010 0.010 0.010 0.010 0.016 5
例题2
某矿矿体走向长1400m,厚7~15m,采用下盘竖井阶段石门开拓,阶段高40m。上部已有露天开采,井下部分开采深度400m。主井为箕斗井,不进风也不出风。副井为罐笼井做为进风井。通风系统为两翼对角抽出式。
采矿方法为有底柱的中深孔留矿法。作业面长50m,电耙道沿走向布置,矿体薄时,布置单耙道,矿体厚时,布置双耙道。回采顺序由上而下,同一水平为后退式。三个阶段同时作业,包括矿柱回采、矿房回采和开拓采准,通风系统见图2。
矿井年产矿石80万t,一个电耙道日出矿量270t。作业面一次爆破最大火药量300kg,通风时间40min。矿柱回采时集中通风,每两个月进行一次大爆破,通风时间8h。掘进作业面按排尘计算风量。采场和电耙道二次爆破火药量3kg,通风时间5min。工作面分布,东西两翼相同,合计工作面数(包括备用作业面)如表2,井巷规格见表3。夏季反向自然风压Hn?126Pa。
设计要求:
1、计算全矿所需总风量,分配风量; 2、计算全矿总阻力;
3、选择扇风机,计算电动机功率。 解
1、计算全矿总风量及分配风量 (1) 采场风量 ① 按爆破火药量计算
Q?2.3V500A3lg,ms KitV式中 A——火药量,A?300kg;
t——通风时间,t?2400s;
V——采场体积,V?50?15?2.5?1875m3;
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Ki——紊流扩散系数,当al0.1?50??2.5时,由《矿井通风与防S4尘》一书中的附录可查得Ki=0.81。
1875500?300Q?2.3?lg?4.22m3s
0.81?24001875② 按排尘计算风量
Q?S0,m3s
0.772?4.1n式中,S0——硐室采场入口巷道断面面积,S0?2.5?2.4?6m2; n——风流受限系数。n?b0B?1.27.5?0.16。
6Q??4.20m3s
0.772?4.1?0.16取风量大者,采场风量为4.22m3s。
(2) 电耙道风量按二次破碎爆破后通风计算
25.525.5Q?ALS?3?50?5.4?2.42m3s
t300按排尘风速计算,Q?VS?0.5?5.4?2.70m3s。取大者,电耙道风量为2.70m3s。
(3) 出矿平巷的风量
Q?VS?0.15?5.4?0.81m3s
(4) 掘进、采准作业面的风量,按排尘风速计算并考虑贯穿风流的风量大
于独头巷道风量1.43倍,则
Q?VSKd?0.25?6.1?1.43?2.18m3s
(5) 井下火药库的风量取2m3s。 (6) 矿井总风量
Qm?K?QiNi?1.5??4.22?8?2.7?10?0.81?8?2.18?6?2? ?123.48m3s(7) 风量分配。矿井备用风量按总回风道集中漏风考虑;各作业面分配的
风量见图2;西翼风量分配情况与东翼相同,从略。 2、计算全矿总阻力
选择最大阻力路线1~18(图2),各段巷道的摩擦阻力按下式计算
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hf?aPL2Q,Pa S3计算结果列于表3中,累计1~18各段巷道摩擦阻力值可得东翼总摩擦阻力
hf?1647.2Pa。
矿井局部通风阻力按摩擦阻力的20%计算,则矿井总阻力
hm?1.2hf?1.2?1647.2?1976.6Pa
东翼与西翼阻力相同。
3、选择扇风机,计算电动机功率
取扇风机装置风量备用系数??1.1,则扇风机的风量为
Qf??Qm?1.1?61.74?67.91?68m3s
扇风机的全压Ht按下式计算
Ht?hm?Hn?hr?hv
取hr?100Pa,hv?10Pa,Hn?126Pa
Ht?1976.6?126?100?10?2212.6Pa
查扇风机特性曲线,选用DK40型№19轴流式扇风机,转速为n?980rmin,叶片安装角??35?,风量Qf?70m3s,全压Ht?2300pa,效率?f?0.78,可以满足通风要求。扇风机的功率为
HtQf2300?70Nf???206.4kW
1000?f1000?0.78电动机的功率为
Ne?KeNf?e?1.1206.4?239kW 0.95 8
20.582113261.82.322221.381855.813.5117.54141513.84163.5161.7459.31134.224.226.542.70.814.22118.444.223.51172.4339.02126.9273.32.72.72.72.71013.840.816.920.810.8132.295464.5832.2914.6597.73630.1174.3622.3884.368.724.36图2 矿井通风系统及作业面布置(东翼)
表2 作业面分配表 作业面 采场 电耙道 出矿平巷 掘进、采准 火药库 一阶段 2 2 1 二阶段 8 8 6 2 三阶段 4 合计 8 10 8 6 1 9