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(4)按风速进行验算: 每个岩巷掘进工作面的风量:
Qdi ≧60?0.15?Sdi (3-9)
260≧ 60?0.15?12.6=113.4 (m3/min)
Qdi ≧60?0.25?Sdi (3-10)
260≧60?0.25?12.6=189 (m3/min)
Qdi ≦60?4Sdi (3-11)
260≦60?4?12.6=3024 (m3/min)
式中 Sdi——第 i 个掘进工作面巷道的净断面积,本矿井掘进工作面净断面面积12.6m。
掘进工作面风量计算和验算后,可以确定掘进工作面需风量为 260 m3/min。
2
3.1.3 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风量的确定,按照经验值,(采、带)区绞车房 Qmi=60~80 m/min。(采、带)区变电所 Qvi=60~80 m/min。
本矿井采用移动变电站供电,故不计变电所所需风量。绞车房需风量定为70m/min
3
3
3
3.1.4 其他用风巷道的需风量计算
其他用风巷道的需风量,应根据瓦斯涌出量和风速分别进行计算,采用其最大值。 (1)按瓦斯涌出量计算: ①采区内的其他用风巷道
Qgi=100?qghi?kghi (3-12)
(经测定,本矿井其他巷道瓦斯绝对涌出量为0.2m3/min)
Qgi(联络巷) 3?100?0.2?1.2=72 (m3/min)
Qgi(上山) 2?100?0.2?1.2=48 (m3/min)
Qgi(行人斜巷)2?100?0.2?1.2=48 (m3/min)
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Qgi(平巷)2?100?0.2?1.2=48 (m3/min)
①采区外的其他用风巷道
Qgi=133?qghi?kghi (3-13)
Qgi(车场) 3?133?0.2?1.2=95.76 (m3/min)
Qgi(回风石门) 133?0.2?1.2=31.92 (m3/min)
式中 qgei——第 i 个其他用风巷道的瓦斯绝对涌出量,m/min;
kgei——第 i 个其他用风巷道瓦斯涌出不均匀的风量备用系数,一般可取 kgei=1.1~1.3。
(2)按风速验算: ① 一般巷道
Qgi?60?0.15Sgi (3-14) 式中 Sei——第 i 个其他用风井巷净断面积,m。
2
3
3.1.5 采区总风量
采区所需的总风量 QP 是采区内各用风地点需风量之和,并考虑适当的 备用系数,按式(3-23)进行计算:
Qp=(∑Qpfi+∑Qpdi+∑Qpri+∑Qpei)??kp (3-15) 式中 Qp——采区所需总风量,m/min;
∑Qpfi——该采区内各采煤工作面和备用工作面所需风量之和,m/min; ∑Qpdi——该采区内各掘进工作面所需风量之和,m/min; ∑Qpri——该(采、带)区内各硐室所需风量之和,m/min; ∑Qpei——该(采、带)区内其他用风巷道所需风量之和,m/min;
kp——包括(采、带)区的漏风和配风不均匀等因素的备用风量系数。应从实测中统计 求得,一般可取 1.1~1.2。 将实际数值代入公式:
3
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3
3
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Qp= (756+260+70+72+48+48+48+95.76+31.92)×1.2=1715.6(m3/min)
3.2 采区风量的分配
3.2.1采区风量分配依据
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》中下列有关规定:关于氧气、瓦斯、二氧化碳和其它有毒有害气体安全浓度的规定;关于最高风速和最低风速的规定(见表 3-5);关于采掘工作面和机电硐室最高温度的规定;关于冷空气预热的规定;以及关于空气中粉尘安全浓度的规定等。
表3-5 井巷中风流速度表
井巷名称 无提升设备的风井和风硐 专为升降的井筒 风桥 升降人员和物料的井筒 主要进、回风道 架线电机车巷道 运输机巷道、(采、带)区进、回风巷道 回采工作面、掘进中的煤巷和半煤岩巷 掘进中的岩巷 其他人性巷道 最低允许风速(m/s) — — — — — — 0.25 0.25 0.15 0.15 最高允许风速(m/s) 15 12 10 8 8 8 6 4 4 — 沿途漏风,尤其是风流短路,较大的影响了通风的安全性和经济性,因此应尽量减少沿途漏风和风流短路。沿途允许漏风率参考表 3-6。如果实际漏风率超过表中数据时,应该采取有效的防漏措施,并加强管理。
在装有局部通风机的巷道内,巷道的风量应按不小于局部通风机风量的1.43倍计算。 在串联的风量中,应使其中的瓦斯、二氧化碳的浓度不超过 0.5%,且使其它有害气体的浓度不超过安全浓度。
表3-6 通风设施允许漏风率
漏风地点 无提升设备的抽出风井 有提升设备的抽出风井 允许的漏风率(00) 5 10 17
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无提升设备的压入风井 有提升设备的压入风井 风门 风桥 风墙 采空区 10 15 2 1 基本不漏 5~10
3.2.2采区风量分配依据方法
先将以上计算得出的采区总风量QP中减去独立回风的掘进风量∑Qpdi和峒室风量∑Qpri,
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=Qp-(∑Qpdi+∑Qpri) (3-16) 式中 Qre——采区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,m/min;
Qp——采区总风量, m/min;
∑Qpdi——各掘进工作面所需风量之和,m/min; ∑Qpri——各硐室所需风量之和,m/min;
将实际数值代入公式:Qre =1359.68-(260+70)=1029.68(m/min)
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:
3
3
3
3
3
q?Qre (3-17) Ta’Ta?23m式中q——回采工作面日产一吨煤所需配给的风量,
mint。 d 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。
1029.68m?0.378(将实际数值代入公式: q?min2727.27?03t) d3
Qfi=qta (3-18) 将实际数值代入公式: Qfi=0.622?2727.27=1029.68(m/min)
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3.3采区通风网络风量的自然分配
3.3.1 相关术语与基本定律
(1)通风网络的相关术语
风路:有风流流经的井筒、巷道、以及回采工作面等通风线路。
节点:两条或两条以上风路的交汇点。在同一条巷道中,将巷道断面形状、断面积、支护方式、坡度的变化点也可称之为节点。
回路:通风网络中若干条风路首尾相接构成的闭合路径。 假分支:风阻为零的虚拟分支。
生成树、余树:生成树包括风网中全部节点而不构成回路或网孔的一部分分支构成的图形。每一种风网都可选出若干生成树。一个网络图中,去把生成树去掉,剩下的部分图形称 之为余树。
弦:在风网任何一棵树中,每增加一个分支就构成一个独立回路或网孔,这种分支就做 弦。
通风网络解算:已知通风网络中各风路的风阻及通风机特性曲线(或矿井总风量),计算各风路风量的过程。
固定风量风路:通风网络解算时有风量期望值并且不参与迭代计算的风路。 自然分风:不含有固定风量风路的网络解算,解算结果满足节点风量平衡和回路阻力平衡定律。
(2)解算通风网络的基本定律
风流在巷道中的流动,可以认为是连续的、稳定的流动。因此,任何通风网络都要遵循以下三个定律:
① 通风阻力定律
因为风流在井巷中基本以完全紊流状态流动的,所以各条风路中的风流都遵守通风阻力定律,即:
hi?RiQi (3-19) 式中 hi ——风网中某一风路的阻力,Pa;
Ri ——风网中该风路的风阻,N·s/m; Qi——风网中流过该风路的风量,m/s。 ② 风量平衡定律
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