煤矿矿井通风设计_百度文库.

4、求通风机的实际工况点
因为根据Qf、Hsdmin(或Htdmin和Qf、Hsdmax(或Htdmax确定的工况点,但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。步骤:
1计算通风机的工作风阻
用静压特性曲线时:
用全压特性曲线时:
2确定通风机的实际工况点
在通风机特性曲线上作通风机工作风阻曲线,与风压曲线的交点即为实际工况点。
在主要通风机的服务年限内,随着采煤工作面及采区接替的变化,通风系统的总阻力也将因之变化。当根据风量和巷道参数直接判定最大总阻力路线时,可按该路线的阻力计算矿井总阻力;当不能直接判定时,应选几条可能是最大的路线进行计算比较,然后定出该时期的矿井总阻力。
矿井通风系统总阻力最小时称通风容易时期。通风系统总阻力最大时亦称为通风困难时期。
一、矿井通风设计的内容与要求
1、矿井通风设计的内容
•确定矿井通风系统;
•矿井风量计算和风量分配;
•矿井通风阻力计算;
•选择通风设备;
•概算矿井通风费用。
2、矿井通风设计的要求
•将足够的新鲜空气有效地送到井下工作场所,保证生产和良好的劳动条件;
•通风系统简单,风流稳定,易于管理,具有抗灾能力;
•发生事故时,风流易于控制,人员便于撤出;
(2按工作面进风流温度计算:
采煤工作面应有良好的气候条件。其进风流温度可根据风流温度预测方法进行计
算。其气温与风速应符合表中的要求:
采煤工作面的需要风量按下式计算:
式中vwi —第i个采煤工作面的风速,按其进风流温度从表中取; m/s,
Swi —第i个采煤工作面有效通风断面,取最大和最小控顶时有效断面的平均值, m2 ;
当Nmin <0.6Nmax时,选二台电动机,其功率分别为:
初期:
后期按选一台电机公式计算。ηe:电机效率, ηtr:传动效率。
六、概算矿井通风费用
吨煤通风成本是通风设计和管理的重要经济指标。
吨煤通风成本主要包括下列费用:
1、电费(W1
吨煤的通风电费为主要通风机年耗电费及井下辅助通风机、局部通风机电费之和除以年产量,可用如下公式计算:
(2按采煤、掘进、硐室及其他实际需要风量的总和进行计算。
(二矿井需风量的计算
1、采煤工作面需风量的计算
采煤工作面的风量应该按下列因素分别计算,取其最大值。
(1按瓦斯涌出量计算:
式中:Qwi ——第i个采煤工作面需要风量, m3/min
Qgwi ——第i个采煤工作面瓦斯绝对涌出量, m3/min
kgwi ——第i个采煤工作面因瓦斯涌出不均匀的备用风量系数,通常机采工作面取kgwi=1.2~1.6炮采工作面取kgwi=1.4~2.0,水采工作面取kgwi=2.0~3.0
采区变电所及变电硐室,可按经验值确定需风量
Qri=60~80 m3/min
(2爆破材料库
Qri=4*V/60
式中v ——库房空积, m3
(3充电硐室
按其回风流中氢气浓度小于0.5%计算
Qri=200*qrhi
式中qrhi ——第个充电硐室在充电时产生的氢气量, m3/min。
5、矿井总风量计算
矿井的总进风量,应按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需要风量的总和:
对于通风困难和容易时期,要分别画出通风系统图。按照采掘工作面及硐室的需要分配风量,再由各段风路的阻力计算矿井总阻力。
计算方法:
沿着风流总阻力最大路线,依次计算各段摩擦阻力hf ,然后分别累计得出容易和困难时期的总摩擦阻力hf1和hf2。通风容易时期总阻力:
通风困难时期总阻力:
hf按下式计算:
式中
五、矿井通风设备的选择
E ——主要通风机年耗电量, D ——电价,元/KWh;
T ——矿井年产量,吨; ηv——变压器效率,可取0.95; EA ——局部通风机和辅助通风机的年耗电量;
ηw——电缆输电效率
2、设备折旧费
3、材料消耗费用
4、通风工作人员工资费用
5、专为通风服务的井巷工程折旧费和维护费折算至吨煤的费用。
6、采每吨煤的通风仪表的购置费和维修费用。
1、矿井通风设的总阻力,不应超过2940Pa。
2、矿井井巷的局部阻力,新建矿井按井巷摩擦阻力的10%计算,扩建矿井宜按井巷摩擦阻力的15%计算。
(二矿井通风总阻力计算
矿井通风总阻力:风流由进风井口起,到回风井口止,沿一条通路(风流路线各个分支的摩擦阻力和局部阻力的总和,简称矿井总阻力,用hm表示。
对于矿井有两台或多台风主要通风机工作,矿井通风阻力按每台主要通风机所服务的系统分别计算。
矿井通风设备是指主要通风机和电动机。
(一矿井通风设备的要求:
1、矿井必须装设两套同等能力的主通风设备,其中一套作备用。
2、选择通风设备应满足第一开采水平各个时期工况变化,并使通风设备长期高效率运行。
3、风机能力应留有一定的余量。
4、进、出风井井口的高差在150m以上,或进、出风井井口标高相同,但井深400m以上时,宜计算矿井的自然风压。(二主要通风机的选择
kwi ——第i个工作面的长度系数。
3按使用炸药量计算:
式中25——每使用1kg炸药的供风量, m3/min;
——第i个采煤工作面一次爆破使用的最大炸药量, kg。
4按工作人员数量计算:
式中4——每人每分钟应供给的最低风量, m3/min
nwi ——第i个采煤工作面同时工作的最多人数,个。
5按风速进行验算
4多风机通风系统,在满足风量按需分配的前提下,各主要通风机的工作风压应接近。
5每一个生产水平和每一采区,必须布置回风巷,实行分区通风。
6井下爆破材料库必须有单独的新鲜风流,回风风流必须直接引入矿井的总回风巷或主要回风巷中。
7井下充电室必须单独的新鲜风流通风,回风风流应引入回风巷。
2、确定矿井通风系统
kghi ——第i个掘进工作面的瓦斯涌出不均匀和备用风量系数。一般可取1.5~2.0。
(2按炸药量计算
式中25——使用1kg炸药的供风量, m3/min;
Ahi ——第i个掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量, kg
(3按局部通风机吸风量计算
式中——第i个掘进工件面同时运转的局部通风机额定风量的和。
khfi ——为防止局部通风机吸循环风的风量备用系数,一般取1.2~1.3;进风巷道中无瓦斯涌出时取1.2,有瓦斯涌出时取1.3。(4按工作人员数量计算
式中∑Qwl——采煤工作面和备用工作面所需风量之和, m3/min;
∑Qhl——掘进工作面所需风量之和, m3/min;
∑Qrl——硐室所需风量之和, m3/min;
km ——矿井通风系统(包括矿井内部漏风和配风不均匀等因素备用系数,宜取1.15~1.25。
四、矿井通风总阻力计算
(一矿井通风总阻力计算原则
按最低风速验算各个采煤工作面的最小风量:
按最高风速验算各个采煤工作面的最大风量:
2、掘进工作面需风量的计算:
煤巷、半煤岩和岩巷掘进工作面的风量,应按下列因素分别计算,取其最大值。(1按瓦斯涌出量计算:
式中Qhi ——第i个掘进工作面的需风量, m3/min
Qghi ——第i个掘进工作面的绝对瓦斯涌出量; m3/min
容易时期
困难时期
hm --通风系统的总阻力;
hd --通风机附属装置(风硐和扩散器的阻力;
hvd --扩散器出口动能损失;
H N --自然风压,当自然风压与通风机风压作用相同时取“+” ;自然风压与通风机负压作用反向时取“ -”。
3、初选通风机
根据计算的矿井通风容易时期通风机的Qf、Hsdmin(或Htdmin和矿井通风困难通风机的Qf、Hsdmax(或Htdmax在通风机特性曲线上,选出满足矿井通风要求的通风机。
发热量大的机电硐室,按硐室中运行的机电设备发热量进行计算:式中Qri ——第个机电硐室的需风量, m3/min
——机电硐室中运转的电动机(变压器总功率, KW
θ——机电硐室的发热系数,
ρ——空气密度,一般取1.25kg/m3
cp ——空气的定压比热,一般可取1KJ/kgk
Δt——机电硐室进、回风流的温度差,℃
5、确定通风的型号和转速
根据通风机的工况参数(Qf、Hsd、η、N对初选的通风机进行技术、经济和安全性比较,最后确定通风机的型号和转速。6、电动机选择
(1通风机的输入功率按通风容易和困难时期,分别计算风所需的输入功率Nmin ,N max。
(2、电动机的台数及种类
当Nmin≥ 0.6Nmax时,可选一台电动机,电动机功率为:
根据矿井瓦斯涌出量、矿井设计生产能力、煤层赋存条件、表土层厚度、井田面积、地温、煤层自燃倾向性及兼顾中后期生产
需要等条件,提出多个技术上可行的方案,通过优化或技术经济比较后确定矿井通风系统。
三、矿井风量计算
(一、矿井风量计算原则
矿井需风量,按下列要求分别计算,并必须采取其中最大值。
(1按井下同时工作最多人数计算,每人每分钟供给风量不得少于4m ³;
1、计算通风机风量Qf
式中Qf ——主要通风机的工作风量, m3/s;ห้องสมุดไป่ตู้
Qm ——矿井需风量, m3/s;
k ——漏风损失系数,风井不提升用时取1.1;箕斗井兼作回砚用时取1.15;回风回升降人员时取1.2。
2、计算通风机风压
离心式通风机(提供的大多是全压曲线:
容易时期
困难时期
轴流式通风机(提供的大多是静压曲线:
式中nhi ——第i个掘进工作面同时工作的最多人数,人。
(5按风速进行验算
按最小风速验算,各个岩巷掘进工作面最小风量:
各个煤巷或半煤岩巷掘进工作面的最小风量;
按最高风速验算,各个掘进工作面的最大风量:
式中shi ——第i个掘进工作面巷道的净断面积, m2
3、硐室需风量计算
独立通风硐室的供风量,应根据不同类型的硐室分别进行计算: (1机电硐室
•有符合规定的井下环境及安全监测系统或检测措施;
•通风系统的基建投资省,营运费用低、综合经济效益好。
二、优选矿井通风系统
1、矿井通风系统的要求
1每一矿井必须有完整的独立通风系统。
2进风井囗应按全年风向频率,必须布置在不受粉尘、煤尘、灰尘、有害气体和高温气体侵入的地方。
3箕斗提升井或装有胶带输送机的井筒不应兼作进风井,如果兼作回风井使用,必须采取措施,满足安全的要求。