四、矿井通风总阻力计算
(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),只计算前15~25年通风容易和困难两个时期的通风阻力。为此,必须先给出这两个时期的通风网络图。
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2940Pa
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
沿矿井通风容易和困难两个时期通风阻力最大的风路(入不敷出 风井口到风硐之前),分别用下式计算各段井巷的磨擦阻力;
将各段井巷的磨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摩??LUS3Q2,Pah阻难??1.1~1.15??h摩难,Pa
两个时期的摩擦阻力可按表4-1进行计算。
h阻易??1.1~1.15??h摩易,Pa 10
表4-1 矿井通风(容易)时期井巷磨擦阻力计算表 区段 井巷名称 断面形状 支护形式 α/(Ns2/m4) 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 副井 车场绕道 车场绕道 主石门 煤层运输大巷 6-7 煤层运输大巷 7-8 采区下部车场 8-9 采区轨道上山 9-10 采区轨道上山 10-11 下区段回风平巷 11-12 12-13 联络巷 区段运输梯形 梯形 木支护 工字钢 0.0158 0.0285 10 675 梯形 工字钢 0.0285 30 梯形 工字钢 0.0285 269 梯形 工字钢 0.0285 500 半圆拱 锚喷 0.0072 85 半圆拱 料石碹 0.0042 135 圆形 半圆拱 半圆拱 半圆拱 半圆拱 混凝土碹 料石碹 料石碹 料石碹 料石碹 0.045 0.0045 0.0045 0.0042 0.0042 L/m 320 50 70 80 567 U/m 15.7 12.146 12.146 12.935 12.935 S/m 19.6 9.7 9.7 11 11 2S/m 384.16 94.09 94.09 121 121 36R/(Ns/m) 0.03 0.003 0.004 0.003 0.023 28Q/(m/s) 70 70 70 70 36 3h摩/Pa 149 15 21 16 30 v/(m/s) 3.6 7.3 7.3 6.4 3.2 Q/(m/s) 4900 4900 4900 4900 1296 26212.935 11 121 0.12 35 7 3.1 1225 10.892 7.8 60.84 0.014 35 17 4.5 1225 10.442 6.3 39.69 0.595 35 718 5.5 1225 10.442 6.3 39.69 0.32 17 97 2.8 289 9.756 9.395 9.756 5.5 5.1 5.5 30.25 0.05 0.011 1.128 17 12 12 45 2 152 3.2 2.8 2.1 289 4 23104 26.01 30.25 11
13-14 14-15 15-16 16-17 平巷 采煤工作面 矩形 单体住铰接梁 0.05 135 11.8 8.14 66.26 0.148 12 20 1.4 400 区段回风平巷 工字钢 0.0285 675 9.756 5.5 30.25 1.128 12 152 2.1 23104 绕道 区段回风平巷 梯形 梯形 木支护 工字钢 0.0185 0.0285 50 30 9.395 9.756 5.1 5.5 26.01 30.25 0.056 0.05 12 17 8 15 2.1 3.2 64 225 17-18 运输上山 半圆梯形 料石碹 工字钢 0.0042 15 10.537 6.3 39.69 0.002 36 2 4.9 4 18-19 运输上山 半圆梯形 料石 工字钢 0.0042 15 10.537 6.3 7.8 39.69 0.002 36 2 4.9 4 19-20 矿井总回风巷 半圆拱 料石碹 0.042 2800 10.982 12.56 60.84 0.27 0.024 36 36 345 31 4.6 2.8 119025 961 20-21 风井 圆形 料石碹 0.042 92 12.56 157.75
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1.计算矿井通风容易时期的通风总阻力
h阻易?1.15?h摩易?1.15?623.07?2116.20Pa
2.矿井通风困难时期通风总阻力
h摩难?1.15??h摩难?1.15?636.20?2600Pa
(三)绘制矿井通风网络图: 见附图1-2
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五、选择矿井通风设备
(一)选择矿井通风设备的基本要求
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牟情况,分期选择电动机动。
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、出井井口的高差在150m以上,或进、出风井口标高相同,但井深400米以上时,宜计算矿井的自然风压。
(二)主要通风机的选择 1.计算通风机的风量Q通
Q通?K?Q矿,m?1.2?3/s
=40.66m3/s
2.计算通风机的风压H通全(或H通静) 轴流式通风机;
40662?60
H?h阻易?h硐容易时期 通静小 =1058+120 =1178Pa
H?h?H自
硐阻难自困难时期 通静大 =1300+120 =1420Pa 3.选择通风机
根据计算的矿井通风容易时期通风机的Q通、H通静小和困难时期通风机的Q通、H通静大,在通风机的个体特性图表上选择合适的主要通风机。
根据Q通=40.66m3/s H通静小=1178Pa H通静大=1420Pa 可选定通风机型号为2k60型轴流式通风机。
选定通风机后,可得出两个时期主要通风机的型号、动轮直径、动轮叶片安装角、转速、内压、风量、效率和输入功率等技术系数,并列表整理。
?h?H 14