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礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計
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2024年07月27日
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工業(yè)廠房通風(fēng)設(shè)計
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第八章 礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計 礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計是礦井總體設(shè)計的一個重要組成部分,是保證礦井安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。因此,必須密切配合其它生產(chǎn)環(huán)節(jié)來周密考慮、精心設(shè)計以達(dá)到最佳效果。礦井通風(fēng)設(shè)計的基本任務(wù)是結(jié)合礦井開拓與開采設(shè)計,建立一個安全可靠,技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理和便于管理的通風(fēng)系統(tǒng),并在此基礎(chǔ)上計算各用風(fēng)地點所需風(fēng)量、總風(fēng)量與總風(fēng)壓,選擇礦井通風(fēng)設(shè)備。對于新建礦井的通風(fēng)設(shè)計,既要考慮當(dāng)前的需要,又要考慮長遠(yuǎn)發(fā)展的要求。而對于改建或擴(kuò)建礦井的通風(fēng)設(shè)計,必須對礦井原有的生產(chǎn)與通風(fēng)情況做出詳細(xì)的調(diào)查,分析通風(fēng)存在的問題,考慮礦井生產(chǎn)的特點和發(fā)展規(guī)劃,充分利用原有的井巷與通風(fēng)設(shè)備,在原有的基礎(chǔ)上提出更完善、更切合實際的通風(fēng)設(shè)計。 第一節(jié) 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的擬定 風(fēng)流由入風(fēng)井口進(jìn)入礦井后,經(jīng)過井下各用風(fēng)場所,然后進(jìn)入回風(fēng)井,由回風(fēng)井排出礦井,風(fēng)流所經(jīng)過的整個路線稱為礦井通風(fēng)系統(tǒng)。礦井通風(fēng)系統(tǒng)是由通風(fēng)機(jī)和通風(fēng)網(wǎng)路兩部分組成。 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的擬定主要是擬定礦井通風(fēng)系統(tǒng)的類型、通風(fēng)方法和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。 第一節(jié) 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的擬定 一、礦井通風(fēng)系統(tǒng)類型 礦井通風(fēng)系統(tǒng)是礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的主要組成部分,包含礦井通風(fēng)方式(The types of mine ventilation system)、通風(fēng)方法(Ventilation mode)和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)(Ventilation network)。礦井通風(fēng)方式是指進(jìn)風(fēng)井(或平硐)和回風(fēng)井(或平硐)的布置方式,可分為中央式、對角式和混合式等;礦井通風(fēng)方法是指產(chǎn)生通風(fēng)動力的方法,有自然通風(fēng)法和機(jī)械通風(fēng)法(壓入式、抽出式);礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)是指井下各風(fēng)路按各種形式聯(lián)接而成的網(wǎng)絡(luò)。通風(fēng)方式按進(jìn)風(fēng)井與回風(fēng)井之間的相互位置關(guān)系將礦井通風(fēng)系統(tǒng)分述如下4種類型。 第一節(jié) 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的擬定 1)中央式通風(fēng)系統(tǒng)(Central ventilation system)按井筒沿井田傾斜位置的不同分為兩種類型:(1)中央并列式——進(jìn)風(fēng)井與回風(fēng)井沿井田走向及傾斜均大致并列于井田的中央,兩井底可以開掘到第一水平(如圖9-1-1 (1)),也可將回風(fēng)井只掘至回風(fēng)水平(如圖9-1-1 (2))。后者一般適用于較小型礦井。 這種通風(fēng)系統(tǒng)—般適用于煤層瓦斯和自然發(fā)火問題都不嚴(yán)重,埋藏深、傾角大,但走向不大(一般不大于4 km)的礦井。 第一節(jié) 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的擬定 第一節(jié) 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的擬定 (2)中央邊界式——進(jìn)風(fēng)井大致位于井田走向中央,回風(fēng)井大致位于井田淺部邊界沿走向的中央,向上兩井相隔一段距離,回風(fēng)井的井底高于進(jìn)風(fēng)井的井底。 這種通風(fēng)系統(tǒng)適用于瓦斯和自然發(fā)火比較嚴(yán)重的緩傾斜煤層,埋藏較淺,走向不大的礦井。 第一節(jié) 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的擬定 第一節(jié) 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的擬定 2)對角式通風(fēng)系統(tǒng) 按進(jìn)、回風(fēng)井走向和位置可將礦井通風(fēng)系統(tǒng)分為如下2種類型:(1)兩翼對角式——進(jìn)風(fēng)井大致位于井田走向的中央,出風(fēng)井位于沿淺部走向的兩翼附近(沿傾斜方向的淺部),如圖所示;如果只有—個回風(fēng)井,且進(jìn)、回風(fēng)分別位于井田的兩翼稱為單翼對角式。這種通風(fēng)系統(tǒng)適用于走向長度較大(一般超過4 km),井型較大,煤層上部距地表較淺,瓦斯和自然發(fā)火較嚴(yán)重的礦井。 第一節(jié) 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的擬定 兩翼對角式通風(fēng)系統(tǒng) 第一節(jié) 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的擬定 (2)分區(qū)對角式——進(jìn)風(fēng)井大致位于井田走向的中央,每個采區(qū)各有一個出風(fēng)井,無總回風(fēng)巷。如圖所示:這種通風(fēng)系統(tǒng)適用于煤層距地表淺,地表起伏(高低)較大,無法開掘淺部總回風(fēng)道的礦井。 第一節(jié) 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的擬定 3)分區(qū)式通風(fēng)系統(tǒng) 在井田的每一個生產(chǎn)區(qū)域開鑿進(jìn)、回風(fēng)井,分別構(gòu)成獨立的通風(fēng)系統(tǒng)即分區(qū)式通風(fēng)系統(tǒng)。如圖所示: 4)混合式通風(fēng)系統(tǒng) 混合式通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)井與回風(fēng)井有3個以上井筒,由中央式和對角式混合、中央式和中央邊界式混合等。這種通風(fēng)系統(tǒng)主要適用于井田范圍較大,多煤層、多水平開采的礦井。大多用于老礦井的改造和擴(kuò)建。 第一節(jié) 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的擬定 5)礦井通風(fēng)系統(tǒng)類型的擬定 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的擬定是礦井通風(fēng)設(shè)計的基礎(chǔ)部分,主要是擬定礦井風(fēng)流路線,進(jìn)風(fēng)與出風(fēng)井的布置方式,礦井主要通風(fēng)機(jī)的工作方法。 一般來說,中央式通風(fēng)系統(tǒng)具有井巷工程量少,初期投資省的優(yōu)點,宜礦井建設(shè)初期采用。 有煤與瓦斯突出危險的礦井、高瓦斯礦井、煤層易自燃的礦井及有熱害的礦井,宜采用對角式或分區(qū)式通風(fēng); 當(dāng)井田面積較大時,初期采用中央式通風(fēng),逐步過渡為對角式或分區(qū)式通風(fēng)。 第一節(jié) 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的擬定 二、礦井通風(fēng)方法按通風(fēng)方法獲得的動力來源可將礦井通風(fēng)系統(tǒng)分為自然通風(fēng)(Natural ventilation)和機(jī)械通風(fēng)(Mechanical ventilation)兩種。1)自然通風(fēng)利用自然因素產(chǎn)生的通風(fēng)動力使空氣在井下巷道流動的通風(fēng)方法叫做自然通風(fēng)。 2)機(jī)械通風(fēng)利用通風(fēng)機(jī)運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的通風(fēng)動力,致使空氣在井下巷道流動的通風(fēng)方法叫做機(jī)械通風(fēng)。按通風(fēng)機(jī)(通風(fēng)機(jī))的工作方式將礦井通風(fēng)系統(tǒng)分為抽出式、壓入式兩種。 第一節(jié) 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的擬定 (1)抽出式(Exhaust)——主要通風(fēng)機(jī)安裝在回風(fēng)井口,在抽出式主要通風(fēng)機(jī)的作用下,整個礦井通風(fēng)系統(tǒng)處在低于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ呢?fù)壓狀態(tài)。 抽出式通風(fēng)的優(yōu)點是:當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)因故停止運轉(zhuǎn)時,井下風(fēng)流的壓力提高,可能使采空區(qū)瓦斯涌出量減少,有利于瓦斯管理,比較安全;外部漏風(fēng)量少,通風(fēng)管理比較簡單;與壓入式通風(fēng)相比,不存在向下水平過渡時期改變通風(fēng)方法的困難。缺點是當(dāng)?shù)孛娲嬖谛「G塌陷區(qū)并和開采裂隙溝通時,抽出式通風(fēng)會把小窯中積存的有害氣體抽到井下,并使工作面的有效風(fēng)量減少。 第一節(jié) 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的擬定 (2)壓入式(Forced)——主要通風(fēng)機(jī)安設(shè)在進(jìn)風(fēng)井口,作壓入式工作,井下風(fēng)流處于正壓狀態(tài)。 壓入式通風(fēng)的優(yōu)點是:節(jié)省風(fēng)井場地,施工方便,主要通風(fēng)機(jī)臺數(shù)少,曾理方便;開采淺部煤層時采區(qū)淮備較容易,工程量少,工期短,出煤快。能用一部分回風(fēng)把小窯塌陷區(qū)的有害氣體壓到地面。缺點是:井口房、并底煤倉及裝載硐室漏風(fēng)大,管理困難;風(fēng)阻大,風(fēng)量調(diào)節(jié)困難;由第一水平的壓入式過渡到第二水平的抽出式,改造工程量大,過渡期長,通風(fēng)管理困難;當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)因故停止運轉(zhuǎn)時,井下風(fēng)流壓力降低,可能在短時間內(nèi)引起采空區(qū)或封閉區(qū)的瓦斯大量涌出。 一般來說,礦井主要通風(fēng)機(jī)工作方法多采用抽出式。當(dāng)?shù)V井地面地形復(fù)雜、高差起伏,無法在高山上安裝主要通風(fēng)機(jī),總回風(fēng)巷維護(hù)困難時,可以考慮采用壓入式通風(fēng)。 第一節(jié) 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的擬定 三、通風(fēng)網(wǎng)路 一般把礦井或采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)中風(fēng)流分流、匯合的線路結(jié)構(gòu)形式稱為通風(fēng)網(wǎng)路。由于礦井開拓方式和采區(qū)巷道布置不同,通風(fēng)網(wǎng)路連接方式也就不一致,大體可分為串聯(lián)、并聯(lián)、角聯(lián)和復(fù)雜聯(lián)結(jié)4種類型。其基本形式及通風(fēng)參數(shù)的計算詳見第六章。 第二節(jié) 礦井風(fēng)量的計算和分配 礦井總風(fēng)量即井下各個工作地點的有效風(fēng)量(Effective air quantity)與各條風(fēng)路上的漏風(fēng)量(Leakage air quantity)之總和。 按《煤礦安全規(guī)程》要求,設(shè)計礦井的風(fēng)量應(yīng)由?。▍^(qū))煤炭局確定,且需依照礦井整個服務(wù)年限內(nèi)各個時期的通風(fēng)要求分水平進(jìn)行計算,以保證合理通風(fēng)。 第二節(jié) 礦井風(fēng)量的計算和分配 一、礦井總風(fēng)量計算方法生產(chǎn)礦井總進(jìn)風(fēng)量按下列要求分別計算,并取其中最大值。1、按井下同時工作的最多人數(shù)計算: m3/min (8-1)式中:N—井下同時工作的最多人數(shù),人;Km——礦井通風(fēng)系數(shù),包括礦井內(nèi)部漏風(fēng)和配風(fēng)不均勻等因素,一般可?。?.2~1.25。 第二節(jié) 礦井風(fēng)量的計算和分配 2、按采煤、掘進(jìn)、硐室及其它地點實際需要風(fēng)量的總和計算: (9-2-2) 式中: —采煤工作面實際需要風(fēng)量的總和,m3/min;——掘進(jìn)工作面實際需要風(fēng)量的總和,m3/min;——硐室實際需要風(fēng)量的總和,m3/min;——備用工作面實際需要風(fēng)量的總和,m3/min;——礦井除了采、掘、硐室地點以外的其它巷道需風(fēng)量的總和,m3/min;——礦井通風(fēng)系數(shù) (抽出式K礦通取1.15~1.2,壓入式K礦通取1.25~1.3)。 第二節(jié) 礦井風(fēng)量的計算和分配 1)每個回采工作面實際需要風(fēng)量,應(yīng)按瓦斯、二氧化碳涌出量和爆破后的有害氣體產(chǎn)生量以及工作面氣溫、風(fēng)速和人數(shù)等規(guī)定分別進(jìn)行計算,然后取其中最大值。采煤工作面有串聯(lián)通風(fēng)時,應(yīng)按其中一個采煤工作面實際需要的最大風(fēng)量計算。備用工作面亦應(yīng)滿足瓦斯、二氧化碳、氣溫和風(fēng)速等規(guī)定計算風(fēng)量,且不得低于其采煤時的實際需要風(fēng)量的50%。 (1)按瓦斯涌出量計算:低瓦斯礦井的采煤工作面按氣象條件或瓦斯涌出量(用瓦斯涌出量計算,采用高瓦斯計算公式)確定需要風(fēng)量,其計算公式為: ,m3/min (9-2-4)式中: 式中:Qwi——第i個采煤工作面需要風(fēng)量,m3/min Qgwi——第 i個采煤工作面瓦斯絕對涌出量,m3/min kgwi——第i個采煤工作面因瓦斯涌出量不均勻系數(shù)。它是最大涌出量與平均涌出量之比,通常機(jī)采工作面取kgwi=1.3~1.45; 炮采工作面取kgwi=1.35~1.5。 第二節(jié) 礦井風(fēng)量的計算和分配 (2)按炸藥量計算: 式中 25——每使用1kg炸藥的供風(fēng)量,m3/min; ——第i個采煤工作面一次爆破使用的最大炸藥量,kg。 第二節(jié) 礦井風(fēng)量的計算和分配 (3)按同時作業(yè)人數(shù)計算:按每人供風(fēng)≮4m3/min: ,m3/min (8-6)式中:——第i個采煤工作面同時工作的最多人數(shù),人; 第二節(jié) 礦井風(fēng)量的計算和分配 (4)按工作面氣溫計算:采煤工作面應(yīng)有良好的勞動氣象條件,其溫度和風(fēng)速應(yīng)符合下表的要求: 回采工作面空氣溫度(℃) 采煤工作面風(fēng)速(m/s) <18 0.3~0.8 0.90 18~20 0.8~1.0 1.00 20~23 1.0~1.5 1.00~1.10 23~26 1.5~1.8 1.10~1.25 26~28 1.8~2.5 1.25~1.4 28~30 2.5~3.0 1.4~1.6 第二節(jié) 礦井風(fēng)量的計算和分配 長壁工作面實際需要風(fēng)量,按下式計算: ,m3/min 式中:式中 vwi—第i個采煤工作面的風(fēng)速,按其進(jìn)風(fēng)流溫度從表中取;m/s, Swi—第i個采煤工作面有效通風(fēng)斷面,取最大和最小控頂時有效斷面的平均值,m2 ; kwi——第i 個工作面的長度系數(shù)。 回采工作面長度(m) 80~150 150~200 >200 長度調(diào)整系數(shù)(K長) 1.0 1.0~1.3 1.3~1.5 第二節(jié) 礦井風(fēng)量的計算和分配 (5)按低瓦斯礦井綜采工作面所需風(fēng)量計算: 第二節(jié) 礦井風(fēng)量的計算和分配 (6)按工作面風(fēng)速進(jìn)行驗算:按最低風(fēng)速驗算,各個采煤工作面的最低風(fēng)量(); ,m3/min 式中:—第i個采煤工作面的平均斷面積,m2,按最高風(fēng)速驗算,各個采煤工作面的最高風(fēng)量(): ,m3/min (7)備用工作面亦應(yīng)滿足按瓦斯、二氧化碳、氣溫等規(guī)定計算的風(fēng)量,且最少不得低于采煤工作面實際需風(fēng)量的50%。 ,m3/min 第二節(jié) 礦井風(fēng)量的計算和分配 2)掘進(jìn)工作面實際需要風(fēng)量 每個獨立通風(fēng)的掘進(jìn)工作面實際需要風(fēng)量,應(yīng)按瓦斯或二氧化碳涌出量、炸藥用量、局部通風(fēng)機(jī)實際吸風(fēng)量、風(fēng)速和人數(shù)等規(guī)定要求分別進(jìn)行計算,并必須采取其中最大值。 (1)按瓦斯(或二氧化碳)涌出量計算: ,m3/min 式中:——第i個掘進(jìn)工作面回風(fēng)流中的瓦斯(或二氧化碳)絕對涌出量,m3/min; ——第i個掘進(jìn)工作面瓦斯涌出不均衡的風(fēng)量系數(shù),(正常生產(chǎn)條件下,連續(xù)觀測1個月,日最大絕對瓦斯涌出量與月平均日瓦斯絕對涌出量的比值),一般?。?.5~2。 第二節(jié) 礦井風(fēng)量的計算和分配 (2)按炸藥量計算掘進(jìn)工作面實際需要的風(fēng)量: 每千克炸藥供風(fēng)≮25 m3/min: ,m3/min 式中: —— 第i個掘進(jìn)工作面一次爆破的最大炸藥用量,kg。 第二節(jié) 礦井風(fēng)量的計算和分配 (3)按局部通風(fēng)機(jī)實際吸風(fēng)量計算需要風(fēng)量計算掘進(jìn)工作面實際需要的風(fēng)量: 巖巷掘進(jìn): ,m3/min 煤巷掘進(jìn): ,m3/min 式中: ——局部通風(fēng)機(jī)實際吸風(fēng)量, m3/min。安設(shè)局部通風(fēng)機(jī)的巷道中的風(fēng)量,除了滿足局部通風(fēng)機(jī)的吸風(fēng)量而外,還應(yīng)保證局部通風(fēng)機(jī)吸入口至掘進(jìn)工作面回風(fēng)流之間的 風(fēng)速巖巷不小于0.15m/s、煤巷和半煤巷不小于0.25m/s,以防止局部通風(fēng)機(jī)吸入循環(huán)風(fēng)和這段距離內(nèi)風(fēng)流停滯,造成瓦斯積聚。 ——掘進(jìn)工作面同時通風(fēng)的局部通風(fēng)機(jī)臺數(shù)。 第二節(jié) 礦井風(fēng)量的計算和分配 (4)按人數(shù)計算掘進(jìn)工作面實際需要的風(fēng)量: 每人供風(fēng)≮4m3/min: ,m3/min 式中:—第i個掘進(jìn)工作面同時工作的最多人數(shù),人。 第二節(jié) 礦井風(fēng)量的計算和分配 (5)按風(fēng)速進(jìn)行驗算 ① 按最低風(fēng)速驗算: 各個巖巷掘進(jìn)工作面的最低風(fēng)量: , m3/min 式中:——第i個巖巷掘進(jìn)工作面的斷面積,m2。 各個煤巷或半煤巖巷掘進(jìn)工作面的最低風(fēng)量: ,m3/min 第二節(jié) 礦井風(fēng)量的計算和分配 ——第i個煤巷掘進(jìn)工作面的斷面積。 ② 按最高風(fēng)速驗算: 各個巖巷、煤巷或半煤巖巷掘進(jìn)工作面的最高風(fēng)量 m3/min 式中:——第i個掘進(jìn)巷道的斷面積,m2。 第二節(jié) 礦井風(fēng)量的計算和分配 3)井下硐室實際需要風(fēng)量,應(yīng)按礦井各個獨立通風(fēng)硐室實際需要風(fēng)量的總和計算: ,m3/min 式中:——各個獨立通風(fēng)硐室實際需要的風(fēng)量,m3/min。 各個硐室的實際需要風(fēng)量,應(yīng)根據(jù)不同類型的硐室分別進(jìn)行計算,遵循井下不同硐室的配風(fēng)原則。 第二節(jié) 礦井風(fēng)量的計算和分配 井下爆炸材料庫配風(fēng)必須保證每小時4次換氣量: =4V/60=0.07V (m3/min) 式中: —— 井下爆炸材料庫需要風(fēng)量,m3/min; V——井下爆炸材料庫的體積,m3。 井下充電室,應(yīng)按其回風(fēng)流中氫氣濃度小于0.5%計算風(fēng)量。 機(jī)電硐室需要風(fēng)量應(yīng)根據(jù)不同硐室內(nèi)設(shè)備的降溫要求進(jìn)行配風(fēng)。 選取硐室風(fēng)量,須保證機(jī)電硐室溫度不超過30℃,其它硐室溫度不超過26℃。 第二節(jié) 礦井風(fēng)量的計算和分配 其它硐室所需風(fēng)量:采區(qū)絞車房60~80m3/min,采區(qū)變電所60~80m3/min,充電硐室100~200m3/min。 4)其它巷道的需要風(fēng)量應(yīng)按礦井各個其它巷道需要風(fēng)量的總和()計算: ,m3/min 式中: ——第i個其它巷道的實際用風(fēng)量,m3/min, 各個其它巷道的需要風(fēng)量,應(yīng)根據(jù)瓦斯涌出量和風(fēng)速分別進(jìn)行計算,采用其中最大值。 第二節(jié) 礦井風(fēng)量的計算和分配 二、生產(chǎn)礦井風(fēng)量的分配 1、配風(fēng)的原則和方法 根據(jù)實際需要由里向外進(jìn)行配風(fēng),先定井下采掘工作面、火藥庫、充電硐室等各用風(fēng)地點所需的有效風(fēng)量,再加上逆風(fēng)流方向和各風(fēng)路上允許的漏風(fēng)量,得到礦井總風(fēng)量;若再加上因體積膨脹的風(fēng)量(總進(jìn)風(fēng)量的5%),得出礦井的總回風(fēng)量;最后加上抽出式主要通風(fēng)機(jī)井口和附屬裝置的允許外部漏風(fēng)量,得出通過主要通風(fēng)機(jī)的總風(fēng)量。對于壓入式通風(fēng)的礦井,通過壓入式主要通風(fēng)機(jī)總風(fēng)量即礦井總風(fēng)量與外部漏風(fēng)量之和。 第二節(jié) 礦井風(fēng)量的計算和分配 配風(fēng)量必須符合《煤礦安全規(guī)程》中下列有關(guān)規(guī)定: 關(guān)于氧氣、瓦斯、二氧化碳和其它有毒有害氣體安全濃度的規(guī)定;關(guān)于最高風(fēng)速和最低風(fēng)速的規(guī)定;關(guān)于采掘工作面和機(jī)電硐室最高溫度的規(guī)定;關(guān)于冷空氣預(yù)熱的規(guī)定;以及關(guān)于空氣中粉塵安全濃度的規(guī)定等。 沿途漏風(fēng),尤其是風(fēng)流短路,較大的影響了通風(fēng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性,因此應(yīng)盡量減少沿途漏風(fēng)和風(fēng)流短路。沿途允許漏風(fēng)率參考下表。如果實際漏風(fēng)率超過表中數(shù)據(jù)時,應(yīng)該采取有效的防漏措施,并加強(qiáng)管理。 通風(fēng)設(shè)施允許漏風(fēng)率 漏風(fēng)地點 允許的漏風(fēng)率(%) 無提升設(shè)備的抽出風(fēng)井 5 有提升設(shè)備的抽出風(fēng)井 10 無提升設(shè)備的壓入風(fēng)井 10 有提升設(shè)備的壓入風(fēng)井 15 風(fēng)門 2 風(fēng)橋 1 風(fēng)墻 基本不漏 采空區(qū) 5~10 第二節(jié) 礦井風(fēng)量的計算和分配 在裝有局部通風(fēng)機(jī)的巷道內(nèi),巷道的風(fēng)量應(yīng)按不小于局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)量的1.43倍計算。 在串聯(lián)摻新的風(fēng)量中,應(yīng)使其中的瓦斯、二氧化碳的濃度不超過0.5%,且使其它有害氣體的濃度不超過安全濃度。 總之,由于生產(chǎn)礦井的配風(fēng)依據(jù)都是可以通過實測確定,故只要細(xì)致進(jìn)行生產(chǎn)礦井的配風(fēng)工作,就可以比較準(zhǔn)確的進(jìn)行風(fēng)量的分配。 第二節(jié) 礦井風(fēng)量的計算和分配 3、生產(chǎn)礦井風(fēng)量的分配 在各個用風(fēng)地點,將各用風(fēng)點計算的風(fēng)量值乘以備用系數(shù)Kwz,就是配給用風(fēng)地點所在巷道的風(fēng)量。如圖所示掘進(jìn)巷道配風(fēng)量的確定。但是采煤工作面的風(fēng)量只配給各自計算的風(fēng)量,由備用系數(shù)確定的風(fēng)量考慮從采空區(qū)漏走的風(fēng)量。因此在U型通風(fēng)的上順槽和下順槽的風(fēng)量是采煤工作面的計算風(fēng)量乘以備用系數(shù),如圖所示。 第二節(jié) 礦井風(fēng)量的計算和分配 從各個用風(fēng)地點開始,逆風(fēng)流方向而上,遇分風(fēng)點則加上其它風(fēng)路的分風(fēng)量,得到未分風(fēng)前那一條風(fēng)路的風(fēng)量,作為該風(fēng)路的風(fēng)量。直至確定進(jìn)風(fēng)井筒的總進(jìn)風(fēng)量。這一風(fēng)量應(yīng)該等于剛才計算的礦井總風(fēng)量,如圖所示。如果是壓入式通風(fēng),則要加上礦井外部漏風(fēng)量,才能得出通過壓入式主要通風(fēng)機(jī)的總風(fēng)量。 第二節(jié) 礦井風(fēng)量的計算和分配 然后又從各個用風(fēng)地點開始,順風(fēng)流方向而上,遇匯合點則加上其它風(fēng)路的風(fēng)量一起分配給匯合后那一條風(fēng)路,作為該風(fēng)路的風(fēng)量。直至確定回風(fēng)井筒的總回風(fēng)量。這一風(fēng)量也應(yīng)等于剛才計算的礦井總風(fēng)量,如上圖所示。如果是抽出式通風(fēng),則加上抽出式主要通風(fēng)機(jī)井口和附屬裝置的允許漏風(fēng)量(即礦井外部漏風(fēng)量),得出通過抽出式主要通風(fēng)機(jī)的總風(fēng)量。 第二節(jié) 礦井風(fēng)量的計算和分配 三、新建礦井和延深礦井所需風(fēng)量 對于新建礦井和延深礦井所需風(fēng)量,有條件時,可參照鄰近生產(chǎn)礦井的通風(fēng)資料,按生產(chǎn)礦井的風(fēng)量計算方法細(xì)致進(jìn)行,否則只好采用“由外往里”的計算方法,即先計算礦井的總風(fēng)量,然后大致分配到各個用風(fēng)地點。 第二節(jié) 礦井風(fēng)量的計算和分配 對于低瓦斯礦井:以工作面能夠有良好的氣候條件作為供風(fēng)的依據(jù),用下式計算礦井總風(fēng)量: Q=TqK,m3/min 式中:T——礦井平均日產(chǎn)量,t/d; q——是從工作面能夠有良好的氣候條件為出發(fā)點,而得出的對于日產(chǎn)量中每一噸煤 的供風(fēng)標(biāo)準(zhǔn),通過實際調(diào)查統(tǒng)計得出:q=1 ; K——風(fēng)量備用系數(shù),即K=K1K4K5K6,這些系數(shù)的乘積介于l.5~1.9之間,可以根據(jù)新建礦井的條件,查下表得出具體的數(shù)值。 風(fēng)量備用系數(shù) 各系數(shù)的名稱 數(shù)值 選用條件 選用條件 選用條件 選用條件 產(chǎn)量不均衡系數(shù)K1 1.15 低瓦斯礦井選用 低瓦斯礦井選用 低瓦斯礦井選用 低瓦斯礦井選用 瓦斯涌出不均衡系數(shù)K2 1.20~1.25 高瓦斯礦井選用。單一煤層、本煤層,取大值;煤層群、采區(qū)外瓦斯占50%以上,取小值。 高瓦斯礦井選用。單一煤層、本煤層,取大值;煤層群、采區(qū)外瓦斯占50%以上,取小值。 高瓦斯礦井選用。單一煤層、本煤層,取大值;煤層群、采區(qū)外瓦斯占50%以上,取小值。 高瓦斯礦井選用。單一煤層、本煤層,取大值;煤層群、采區(qū)外瓦斯占50%以上,取小值。 瓦斯內(nèi)部漏風(fēng)系數(shù)K3 1.15~1.25 大型礦井、對角式通風(fēng)方式的礦井取小值;小型礦井、中央式通風(fēng)方式的礦井取大值; 大型礦井、對角式通風(fēng)方式的礦井取小值;小型礦井、中央式通風(fēng)方式的礦井取大值; 大型礦井、對角式通風(fēng)方式的礦井取小值;小型礦井、中央式通風(fēng)方式的礦井取大值; 大型礦井、對角式通風(fēng)方式的礦井取小值;小型礦井、中央式通風(fēng)方式的礦井取大值; 備用工作面風(fēng)量系數(shù)K4 1.10~1.25 一般礦井均取1.10;備用工作面較多的礦井取大值; 一般礦井均取1.10;備用工作面較多的礦井取大值; 一般礦井均取1.10;備用工作面較多的礦井取大值; 一般礦井均取1.10;備用工作面較多的礦井取大值; 采區(qū)外用風(fēng)備用系數(shù)K5 1.00~1.20 包括掘進(jìn)、大型硐室、多水平的其它獨立回風(fēng)的風(fēng)量系數(shù),一般取1.10;薄煤層、煤層群并有基建任務(wù)時,取1.15;有大型硐室及多水平同時生產(chǎn)取大值。 包括掘進(jìn)、大型硐室、多水平的其它獨立回風(fēng)的風(fēng)量系數(shù),一般取1.10;薄煤層、煤層群并有基建任務(wù)時,取1.15;有大型硐室及多水平同時生產(chǎn)取大值。 包括掘進(jìn)、大型硐室、多水平的其它獨立回風(fēng)的風(fēng)量系數(shù),一般取1.10;薄煤層、煤層群并有基建任務(wù)時,取1.15;有大型硐室及多水平同時生產(chǎn)取大值。 包括掘進(jìn)、大型硐室、多水平的其它獨立回風(fēng)的風(fēng)量系數(shù),一般取1.10;薄煤層、煤層群并有基建任務(wù)時,取1.15;有大型硐室及多水平同時生產(chǎn)取大值。 工作面溫度調(diào)整系數(shù)K6 0.95~1.15 低瓦斯礦井選用,按下列工作面平均溫度選取。 低瓦斯礦井選用,按下列工作面平均溫度選取。 低瓦斯礦井選用,按下列工作面平均溫度選取。 低瓦斯礦井選用,按下列工作面平均溫度選取。 工作面溫度調(diào)整系數(shù)K6 0.95~1.15 <20℃ 20~23℃ 23~26℃ >26℃ 工作面溫度調(diào)整系數(shù)K6 0.95~1.15 0.95 1.00 1.10 1.15 第二節(jié) 礦井風(fēng)量的計算和分配 對于高瓦斯礦井:按總回風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛炔怀^0.75%的要求來計算礦井總風(fēng)量: ,m3/min 式中: ——礦井瓦斯平均相對涌出量,m3/t; T——礦井平均日產(chǎn)量,t/d; K——風(fēng)量備用系數(shù),即K=K2K3K4K5,這些系數(shù)的乘積介于1.7~2.1之間,具體數(shù)值從表中查得。 第二節(jié) 礦井風(fēng)量的計算和分配 無論是高瓦斯礦井,還是低瓦斯礦井都要按井下同時工作的最多人數(shù)來驗算礦井總風(fēng)量Q,取大值作為礦井的總風(fēng)量: ,m3/min 式中:N——井下同時工作的最多人數(shù),人; 4——以人數(shù)為計算單位的供風(fēng)標(biāo)準(zhǔn),m3/min; K——風(fēng)量備用系數(shù),它是產(chǎn)量不均衡系數(shù)、備用工作面的風(fēng)量系數(shù)和礦井內(nèi)部漏風(fēng)系數(shù)的總概括。采用中央并列式的通風(fēng)系統(tǒng)時,K=1.45;采用中央分列式或?qū)鞘酵L(fēng)系統(tǒng)時,K=1.35。 第二節(jié) 礦井風(fēng)量的計算和分配 新建礦井的風(fēng)量分配是在算得的礦井總風(fēng)量Q中,減去獨立回風(fēng)的掘進(jìn)風(fēng)量和硐室風(fēng)量,再按以下原則對剩余的風(fēng)量進(jìn)行大致的分配;各個回采工作面的風(fēng)量,按照與產(chǎn)量成正比的原則進(jìn)行分配;各個備用工作面的風(fēng)量,按照它在生產(chǎn)時所需風(fēng)量的一半進(jìn)行分配。即: ,m3/min 式中: ——所有獨立回風(fēng)的各個掘進(jìn)工作面風(fēng)量之和,m3/min; ——所有獨立回風(fēng)的各個硐室風(fēng)量之和,m3/min。 第二節(jié) 礦井風(fēng)量的計算和分配 剩余風(fēng)量的分配方法是:先用下式計算回采工作面日產(chǎn)一噸煤所需配給的風(fēng)量q,即: 式中:Ta——各個回采工作面的日產(chǎn)量之和,即: ,t/d; ta ——各個回采工作面的日產(chǎn)量,t/d; T`a——各個備用工作面的計劃日產(chǎn)量之和,即: ,t/d; t`a——各個備用工作面計劃日產(chǎn)量,t/d。 第二節(jié) 礦井風(fēng)量的計算和分配 分配給各個回采工作面的風(fēng)量為: , m3/min 分配給各個備用工作面的風(fēng)量為: , m3/min 各條風(fēng)路上的風(fēng)量最后確定后,必須進(jìn)行各條風(fēng)路的風(fēng)速校核,使各條風(fēng)路的風(fēng)速符合《規(guī)程》的規(guī)定。 各條風(fēng)路的風(fēng)量經(jīng)過驗算后,如能符合風(fēng)速的要求,則各條風(fēng)路的風(fēng)量可以確定;如低于規(guī)定的風(fēng)速,則該條風(fēng)路的風(fēng)量要相應(yīng)增加。如超過規(guī)定的風(fēng)速,則需要擴(kuò)大該風(fēng)路的斷面或調(diào)整該風(fēng)路的風(fēng)量,使之風(fēng)速降到規(guī)定值以下。最后,確定礦井總風(fēng)量。 第三節(jié) 礦井通風(fēng)阻力計算 礦井通風(fēng)總阻力即風(fēng)流由進(jìn)風(fēng)井口到出風(fēng)井口,沿一條通路(風(fēng)流路線)各個分支的摩擦阻力和局部阻力的總和,用 表示。礦井通風(fēng)總阻力是選擇礦井主要通風(fēng)機(jī)的重要依據(jù)之一,為了合理的選用礦井主要通風(fēng)機(jī),必須正確計算出礦井通風(fēng)總阻力。 第三節(jié) 礦井通風(fēng)阻力計算 一、礦井通風(fēng)總阻力計算原則 (1)礦井通風(fēng)的總阻力,不應(yīng)超過2940 Pa; (2)礦井井巷的局部阻力,新建礦井(包括擴(kuò)建礦井獨立通風(fēng)的擴(kuò)建區(qū))宜按井巷摩擦阻力的10%計算,擴(kuò)建礦井則宜按井巷摩擦阻力的15%計算; (3)礦井通風(fēng)網(wǎng)路中有較多的并聯(lián)系統(tǒng),計算總阻力時,應(yīng)以其中阻力最大的路線作為依據(jù); (4)應(yīng)計算出困難時期的最大阻力和容易時期的最小阻力,使所選用的主要通風(fēng)機(jī)既滿足困難時期的通風(fēng)需要,又能在通風(fēng)容易時工況合理。 第三節(jié) 礦井通風(fēng)阻力計算 二、礦井通風(fēng)總阻力的計算 對于有兩臺或多臺主要通風(fēng)機(jī)工作的礦井,礦井通風(fēng)阻力應(yīng)按每臺主要通風(fēng)機(jī)所服務(wù)的系統(tǒng)分別計算。 在主要通風(fēng)機(jī)的服務(wù)年限內(nèi)。隨著采煤工作面及采區(qū)接替的變化,通風(fēng)系統(tǒng)的總阻力也將隨之變化。為了使主要通風(fēng)機(jī)在整個服務(wù)期限都能滿足需要且有較高的運轉(zhuǎn)效率,需要按照開拓開采布局和采掘工作面接替安排,對主要通風(fēng)機(jī)服務(wù)期內(nèi)不同時期的系統(tǒng)總阻力的變化進(jìn)行分析,當(dāng)可根據(jù)風(fēng)量和巷道參數(shù)(斷面、長度等)直接判定出最大總阻力路線時,可按該路線的阻力計算礦井總阻力;當(dāng)不能直接判定時,應(yīng)選幾條可能最大的路線進(jìn)行計算比較,然后確定該時期的礦井總阻力。 第三節(jié) 礦井通風(fēng)阻力計算 在礦井通風(fēng)系統(tǒng)總阻力最小時稱通風(fēng)容易時期,通風(fēng)系統(tǒng)總阻力最大時稱為通風(fēng)困難時期。對于通風(fēng)容易和困難時期,要分別畫出通風(fēng)系統(tǒng)圖。按照采掘工作面及硐室的需要分配風(fēng)量,再由各段風(fēng)路的阻力計算礦井總阻力。 沿著通風(fēng)容易和困難時期的風(fēng)流路線,依次計算各段摩擦阻力 ,然后分別累計得出容易和困難時期的總摩擦阻力 和 ,再加上局部阻力,因局部阻力取總摩擦阻力的10%或15%,總摩擦阻力再乘以(擴(kuò)建礦井乘以1.15)后,得 兩個時期的礦井總阻力 和 。 第三節(jié) 礦井通風(fēng)阻力計算 通風(fēng)容易時期總阻力: (8-27) 通風(fēng)困難時期總阻力: (8-28) 式中 和 按下式計算: (8-29) 第三節(jié) 礦井通風(fēng)阻力計算 式中: ——礦井通風(fēng)總阻力,Pa; a——井巷摩擦阻力系數(shù),N·s2/m4,可在第三章的摩擦系數(shù)表中查得; l——井巷長度,m; U——井巷凈斷面周邊長,m,用第三章有關(guān)公式計算; S——井巷凈斷面積,m2,用第三章的有關(guān)公式計算; Q——分配給各井巷的風(fēng)量,m3/s; 對于小型礦井,一般只計算困難時期的通風(fēng)總阻力。 第四節(jié) 礦井通風(fēng)設(shè)備選型 礦井通風(fēng)設(shè)備包括主要通風(fēng)機(jī)和它的電動機(jī),所以選擇礦井通風(fēng)設(shè)備須先選好主要通風(fēng)機(jī),然后再選擇恰當(dāng)?shù)碾妱訖C(jī)。 一、礦井通風(fēng)設(shè)備的要求 (1)礦井必須裝設(shè)兩套同等能力的主通風(fēng)設(shè)備,其中一套備用; (2)選擇通風(fēng)設(shè)備應(yīng)滿足第一開采水平各個時期工況變化,并照顧下一水平的通風(fēng)需要且使通風(fēng)設(shè)備長期高效率運行。當(dāng)工況變化較大時,根據(jù)礦井分期時間及節(jié)能情況,應(yīng)分期選擇電動機(jī),但初裝電動機(jī)的使用年限不宜少于10年; (3)通風(fēng)機(jī)能力應(yīng)留有一定的余量,軸流式通風(fēng)機(jī)在最大設(shè)計負(fù)壓和風(fēng)量時,輪葉運轉(zhuǎn)角度比允許范圍小5o;離心式通風(fēng)機(jī)的選型設(shè)計轉(zhuǎn)速不宜大于允許最高轉(zhuǎn)速的90%; 第四節(jié) 礦井通風(fēng)設(shè)備選型 (4)進(jìn)、出風(fēng)井井口的高差在150m以上,或進(jìn)、出風(fēng)井井口標(biāo)高相同,但井深400m以上時,宜計算礦井的自然風(fēng)壓; (5)礦井主要通風(fēng)機(jī)房,應(yīng)有兩回直接由變(配)電所輸出的供電線路,線路上不應(yīng)分接任何負(fù)荷; (6)所選電動機(jī)應(yīng)滿足通風(fēng)機(jī)在整個起動過程及穩(wěn)定運行中的力矩要求,如用同步電動機(jī)拖動軸流式通風(fēng)機(jī)時,還應(yīng)校驗其牽入轉(zhuǎn)矩; (7)為簡化供電系統(tǒng),避免中間變壓,當(dāng)電動機(jī)功率較大可以選用高壓電動機(jī)時,應(yīng)盡量優(yōu)先選用高壓電動機(jī); (8)在通風(fēng)機(jī)的服務(wù)年限內(nèi),其在礦井最大和最小阻力時期的工況點,均應(yīng)在合理的工作范圍之內(nèi),使通風(fēng)機(jī)穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)地運轉(zhuǎn); 第四節(jié) 礦井通風(fēng)設(shè)備選型 (9)一個井筒盡量采用單一通風(fēng)機(jī)的工作制度; (10)主要通風(fēng)機(jī)必須裝有反風(fēng)設(shè)備,必須能在10分鐘內(nèi)改變巷道中的風(fēng)流方向; (11)裝有主要通風(fēng)機(jī)的回風(fēng)井口,應(yīng)安裝保護(hù)通風(fēng)機(jī)的防爆門。防爆門應(yīng)設(shè)計成因事故打開后易于復(fù)原,并在通風(fēng)機(jī)反風(fēng)時不被風(fēng)流頂開。 第四節(jié) 礦井通風(fēng)設(shè)備選型 二、主要通風(fēng)機(jī)的選擇 1、計算通風(fēng)機(jī)風(fēng)量 由于井口防爆門及主要通風(fēng)機(jī)反風(fēng)門等處的外部漏風(fēng),風(fēng)機(jī)風(fēng)量應(yīng)大于礦井風(fēng)量 ,并由下式求出: (8-30) 式中: ——主要通風(fēng)機(jī)通風(fēng)量,m3/s; ——礦井需風(fēng)量,m3/s; k——漏風(fēng)損失系數(shù),風(fēng)井不做提升用時取1.1;箕斗井兼作回風(fēng)用時取1.15;回風(fēng)井兼做升降人員時取1.2。 第四節(jié) 礦井通風(fēng)設(shè)備選型 2、計算通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓 通風(fēng)機(jī)全壓 和礦井自然風(fēng)壓 共同作用克服礦井通風(fēng)系統(tǒng)的總阻力 、通風(fēng)機(jī)附屬裝置(風(fēng)硐和擴(kuò)散器)的阻力 及擴(kuò)散器出口動能損失 。當(dāng)自然風(fēng)壓與通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓作用相同時取“-”;自然風(fēng)壓與通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓作用反向時取“+”。 根據(jù)提供的通風(fēng)機(jī)性能曲線,由下式求通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓: 進(jìn)一步講,離心式通風(fēng)機(jī)大多提供全壓曲線,而軸流式通風(fēng)機(jī)大多提供靜壓曲線。通風(fēng)容易時期自然風(fēng)壓與通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓作用相同,通風(fēng)機(jī)有較高功率,故從通風(fēng)系統(tǒng)阻力中減去自然風(fēng)壓 ;通風(fēng)困難時期自然風(fēng)壓與通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓作用反向,故通風(fēng)系統(tǒng)阻力需加上自然風(fēng)壓 。所以,對于抽出式通風(fēng)礦井: 第四節(jié) 礦井通風(fēng)設(shè)備選型 離心式通風(fēng)機(jī): 容易時期: (8-32) 困難時期: (8-33) 軸流式通風(fēng)機(jī): 容易時期: (8-34) 困難時期: (8-35) 對于壓入式通風(fēng)系統(tǒng),式(8-32)、(8-33)中的 表示出風(fēng)井的出口風(fēng)壓, 表示風(fēng)硐的阻力。 第四節(jié) 礦井通風(fēng)設(shè)備選型 3、初選通風(fēng)機(jī) 根據(jù)計算的礦井通風(fēng)容易時期通風(fēng)機(jī)的 、 (或 )和礦井通風(fēng)困難時期通風(fēng)機(jī)的 、(或 ),在通風(fēng)機(jī)特性曲線上選出滿足礦井通風(fēng)要求的通風(fēng)機(jī)。 4、求通風(fēng)機(jī)的實際工況點 要求主要通風(fēng)機(jī)在兩個時期的工況點都在特性曲線的合理工作范圍內(nèi)。因為根據(jù) 、 (或 )和 、 (或 )確定的工況點,即設(shè)計工況點不一定恰好在所選擇通風(fēng)機(jī)的其實際工況點。特性曲線上,必須根據(jù)通風(fēng)機(jī)的工作阻力,確定其實際工況點。 第四節(jié) 礦井通風(fēng)設(shè)備選型 1)計算通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)阻 用靜壓特性曲線時: (8-36) (8-37) 用全壓特性曲線時: (8-38) (8-39) 2)確定通風(fēng)機(jī)的實際工況點 在通風(fēng)機(jī)特性曲線圖中做通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)阻曲線,該工作風(fēng)阻曲線與風(fēng)壓曲線的交點即為實際工況點。 第四節(jié) 礦井通風(fēng)設(shè)備選型 5、確定通風(fēng)機(jī)的型號和轉(zhuǎn)速 根據(jù)各臺通風(fēng)機(jī)的工況參數(shù)( 、 、 、 )對初選的通風(fēng)機(jī)進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和安全性比較,最后確定滿足礦井通風(fēng)要求,技術(shù)先進(jìn)、效率高和運轉(zhuǎn)費用低的通風(fēng)機(jī)的型號和轉(zhuǎn)速。 第四節(jié) 礦井通風(fēng)設(shè)備選型 三、主要通風(fēng)機(jī)的電動機(jī)的選擇 1、電動機(jī)功率的計算 通風(fēng)機(jī)輸入功率按通風(fēng)容易及困難時期,分別計算通風(fēng)機(jī)所需輸入功率 、 : (9-4-11) (9-4-12) 或 (9-4-13) (9-4-14) 式中: 、 ——分別表示通風(fēng)機(jī)全壓效率和靜壓效率; 、 ——分別表示礦井通風(fēng)容易時期和通風(fēng)困難時期通風(fēng)機(jī)的輸入功率,kW。 第四節(jié) 礦井通風(fēng)設(shè)備選型 2、電動機(jī)臺數(shù)及種類的確定 當(dāng) 時,可選一臺電動機(jī),電動機(jī)功率為: (9-4-15) 當(dāng) 時,選兩臺電動機(jī),電動機(jī)功率為: 初期: (9-4-16) 后期: (9-4-17) 式中: ——電動機(jī)容量備用系數(shù),取1.1~1.2; —電動機(jī)效率,取0.9~0.94(大型電機(jī)取較高值); —傳動效率,電動機(jī)與通風(fēng)機(jī)直聯(lián)時取1;皮帶傳動時取0.95。 第四節(jié) 礦井通風(fēng)設(shè)備選型 根據(jù)周圍的工作環(huán)境,通風(fēng)機(jī)一般選用開啟式或防護(hù)式電動機(jī)。選擇電動機(jī)時還應(yīng)全面綜合考慮通風(fēng)機(jī)調(diào)整及礦井功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)囊?。一般情況下,當(dāng)電動機(jī)功率小于200 kW時,宜選用低壓鼠籠式電動機(jī);大于250 kW時,宜選用高壓鼠籠式電動機(jī);大于400 kW及以上時,宜選用同步電動機(jī),其優(yōu)點是在低負(fù)荷運轉(zhuǎn)時用來改善電網(wǎng)功率因數(shù),使礦井經(jīng)濟(jì)用電;缺點是這種電動機(jī)的購置和安裝費較高。 當(dāng)?shù)V井風(fēng)壓變化較大時,可考慮分期選擇電動機(jī),但每臺電動機(jī)的使用年限一般不少于10年。 第四節(jié) 礦井通風(fēng)設(shè)備選型 3、電動機(jī)的起動方式 電動機(jī)的起動方式,可分為直接起動和降壓起動。當(dāng)起動電壓降不超過15%,而又能自動起動時,則采用直接起動,鼠籠型電動機(jī)應(yīng)優(yōu)先考慮采用直接起動,只有不允許直接起動時才考慮降壓起動。降壓起動分自耦變壓器降壓起動、星-三角形降壓起動、延邊三角形降壓起動,電抗器降壓起動及頻敏變阻起動等幾種方式。 第五節(jié) 礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全性評價 煤礦井下煤炭自燃、瓦斯、粉塵、有害氣體的中毒和窒息等災(zāi)害事故所占比例較高,危害較大,其主要致因是礦井通風(fēng)系統(tǒng)不完善。所以,應(yīng)努力提高礦井通風(fēng)系統(tǒng)的安全性,以便增強(qiáng)對上述事故的防范和抗御能力。 礦井通風(fēng)系統(tǒng)是由通風(fēng)動力及其裝置、通風(fēng)井巷網(wǎng)絡(luò)、風(fēng)流監(jiān)測與控制設(shè)施等組成。其任務(wù)是利用通風(fēng)動力,以最經(jīng)濟(jì)的方式,向井下各用風(fēng)地點提供優(yōu)質(zhì)量足的新鮮空氣,以保證井下作業(yè)人員的生存、安全和改善勞動環(huán)境的需要;在發(fā)生災(zāi)變時,能有效、及時地控制風(fēng)向及風(fēng)量,并配合其它措施,防止災(zāi)害的擴(kuò)大。完成上述任務(wù)的可靠程度通常以礦井通風(fēng)系統(tǒng)的安全可靠性來衡量。評價礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全可靠性的目的在于:及時發(fā)現(xiàn)礦井通風(fēng)系統(tǒng)中存在的問題和安全隱患,調(diào)整和改造系統(tǒng);優(yōu)化通風(fēng)設(shè)計,準(zhǔn)確編制事故預(yù)防與處理方案,同時,指導(dǎo)現(xiàn)場通風(fēng)安全管理。 礦井通風(fēng)系統(tǒng)是一個復(fù)雜、動態(tài)的系統(tǒng),受到眾多、復(fù)雜的內(nèi)外因素影響,其安全可靠性評價屬于多因素綜合評價問題。 第五節(jié) 礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全性評價 一、礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全性定義 礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全性定義應(yīng)包括兩層意思:一是必須保證礦井正常生產(chǎn);二是能夠預(yù)防和控制災(zāi)害的發(fā)生、發(fā)展。具體來說,礦井通風(fēng)系統(tǒng)的安全性應(yīng)滿足下列要求: 1) 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)合理、完備,整套系統(tǒng)穩(wěn)定可靠; 2) 井下各用風(fēng)地點的風(fēng)量滿足要求,且其可控性強(qiáng); 3)有利于排除瓦斯、礦塵、熱源和防止煤炭自燃; 4)具有控制各種自然災(zāi)害的能力,既能抑制事故的發(fā)生,又可在由其它原因引起事故時及時地控制和消除事故。 第五節(jié) 礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全性評價 二、 安全性評價指標(biāo) 指標(biāo)應(yīng)能反映礦井通風(fēng)系統(tǒng)各組成部分的安全質(zhì)量。從安全角度出發(fā)對礦井通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行全面分析,并參考《煤礦安全規(guī)程》與《生產(chǎn)礦井質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)》中有關(guān)規(guī)定、指標(biāo)和現(xiàn)場科技人員的經(jīng)驗,再按照有關(guān)原則來確定,可考慮下列9個評價指標(biāo)。 1)主通風(fēng)機(jī)運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性。主通風(fēng)機(jī)的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)與否決定著礦井通風(fēng)系統(tǒng)的安全可靠程度。 2)各用風(fēng)地點是否實行分區(qū)通風(fēng)且風(fēng)量足夠。每一生產(chǎn)水平都必須布置回風(fēng)巷,實行分區(qū)通風(fēng);采煤和掘進(jìn)工作面都應(yīng)采用獨立通風(fēng);為了防止瓦斯、礦塵和熱害事故,要求風(fēng)量足夠。 第五節(jié) 礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全性評價 3)礦井通風(fēng)量供需比。礦井實際風(fēng)量應(yīng)大于或等于井下所需風(fēng)量,它能保證各用風(fēng)地點風(fēng)量足夠,也可改善井下勞動環(huán)境和保障安全生產(chǎn)。 4)通風(fēng)設(shè)備的自動監(jiān)控系統(tǒng)。主要通風(fēng)機(jī)和局部通風(fēng)機(jī)正常運轉(zhuǎn)很重要:風(fēng)門失控會造成風(fēng)流短路和通風(fēng)系統(tǒng)紊亂,危及井下生產(chǎn)的安全。所以,它們要安裝自動監(jiān)控系統(tǒng)。 5)調(diào)節(jié)設(shè)施的合理性。井下的風(fēng)門、風(fēng)窗等調(diào)節(jié)設(shè)施越多,礦井通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性就越低。因此需要時應(yīng)選擇適當(dāng)位置且盡量少地安裝這些設(shè)施。 6)是否有利于排除瓦斯和礦塵、防治煤炭自燃及降溫。瓦斯、礦塵的積聚會引起爆炸事故;煤炭自燃則直接威脅著礦井安全生產(chǎn),這些和高溫礦井降溫均與礦井通風(fēng)系統(tǒng)及其設(shè)備密切相關(guān)。 第五節(jié) 礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全性評價 7)礦井通風(fēng)壓力。其值越高,井下風(fēng)量越大,漏風(fēng)率也越大,管理越困難,因而引起瓦斯積聚和煤炭自燃。 8)反風(fēng)系統(tǒng)的靈活程度。進(jìn)行反風(fēng)是井下發(fā)生火災(zāi)、爆炸事故時防止災(zāi)害擴(kuò)大的重要措施。主要通風(fēng)機(jī)必須安裝反風(fēng)設(shè)施,并能在10 min內(nèi)改變巷道中風(fēng)流方向且風(fēng)量不小于正常值的40 %。 9)隔爆裝置完善程度。它是阻止瓦斯、煤塵爆炸傳播的有效辦法。當(dāng)?shù)V井開采煤塵具有爆炸危險和瓦斯含量高的煤層時,其兩翼、相鄰的采區(qū)、煤層和工作面,都要設(shè)置水棚或巖粉棚實行隔離。 復(fù)習(xí)思考題 8-1 通風(fēng)系統(tǒng)包括哪些部分? 8-2 簡述擬定礦井通風(fēng)系統(tǒng)的原則和要求。 8-3 從防止瓦斯積聚、防塵降溫等角度分析采煤工作面上行風(fēng)與下行風(fēng)各自的優(yōu)缺點。 8-4 簡述礦井通風(fēng)設(shè)計的步驟。 8-5 礦井通風(fēng)系統(tǒng)主要有哪幾種類型?說明其特點及適用條件。 8-6 試述礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全性評價的目的和作用。
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