礦井通風(fēng)與安全技術(shù)措施
第一節(jié) 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇
結(jié)合第三章和第四章所確定的井田開拓、采區(qū)巷道布置、采煤工藝，選擇礦井通風(fēng)系統(tǒng)。要求要符合安全可靠、技術(shù)先進(jìn)合理、經(jīng)濟(jì)、投產(chǎn)快等原則。
所設(shè)計的礦井服務(wù)年限超過20～25年，則分前期和后期設(shè)計，后期只考慮通風(fēng)方案，不做詳細(xì)設(shè)計。
礦井通風(fēng)系統(tǒng)要符合下列要求。
1、每一個生產(chǎn)礦井，必須至少有兩個能行人的通達(dá)地面的安全出口。各個出口之間的距離不得小于30m。如果采用中央式通風(fēng)系統(tǒng)時，還要在井田境界附近設(shè)置安全出口。井下每一個水平到上水平和每個采區(qū)至少都要有兩個便于行人的安全出口，并同通到地面的安全出口相連通。保證有一個井筒進(jìn)新鮮空氣，另一個井筒排出污濁的空氣。
2、進(jìn)風(fēng)井口，必須布置在不受粉塵、灰土、有害和高溫氣體侵入的地方。進(jìn)風(fēng)井筒冬季結(jié)冰，對工人身體健康、提升和其它設(shè)施有危害時，必須裝設(shè)暖風(fēng)設(shè)備，保持進(jìn)風(fēng)井口以下的空氣溫度在2℃以上。進(jìn)風(fēng)井與出風(fēng)井的設(shè)備地點(diǎn)必須地層穩(wěn)定且有利于防洪?？偦仫L(fēng)道不得作為主要行人道，礦井的回風(fēng)流和主扇的噪音不得造成公害。
3、箕斗提升井或裝有皮帶運(yùn)輸機(jī)的井筒兼作風(fēng)井使用時，必須遵守下列規(guī)定：
(1)箕斗提升井兼作回風(fēng)井時，井上下裝、卸裝置和井塔都必須有完善的封閉措施，其漏風(fēng)率不超過15%，并應(yīng)有可靠的降塵設(shè)施。裝有皮帶運(yùn)輸機(jī)的井筒兼作回風(fēng)井時，井筒中的風(fēng)速不得超過6m/s，且必須裝設(shè)甲烷斷電儀。
(2)箕斗提升井或裝有皮帶運(yùn)輸機(jī)的井筒兼作進(jìn)風(fēng)井時，箕斗提升井筒中的風(fēng)速不得超過6m/s；裝有皮帶運(yùn)輸機(jī)的井筒中的風(fēng)速不得超過4m/s，并都應(yīng)有可靠的防塵措施，保證粉塵濃度符合工業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。井筒中還必須裝設(shè)自動報警滅火裝置和敷設(shè)消防管路。
4、所有礦井都必須采用機(jī)械通風(fēng)，主要扇風(fēng)機(jī)(供全礦、一翼或一個分區(qū)使用)必須安裝在地面。同一井口不宜選用幾臺主扇并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)，主扇要有符合要求的防爆門、反風(fēng)設(shè)施和專用的供電線路。
5、每一個礦井必須有完整的獨(dú)立的獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)，不宜把兩個可以獨(dú)立通風(fēng)的礦井合并一個通風(fēng)系統(tǒng)。若有兩個出風(fēng)井，則自采區(qū)流到各個出風(fēng)井的風(fēng)流需保持獨(dú)立；各工作面的回風(fēng)在進(jìn)入采區(qū)回風(fēng)道之前，各采區(qū)的回風(fēng)在進(jìn)入回風(fēng)水平之前都不能任意貫通，下水平的回風(fēng)流和上水平的進(jìn)風(fēng)流必須嚴(yán)格隔開。在條件允許時，要盡量使總進(jìn)風(fēng)早分開，總回風(fēng)晚匯合。
6、采用多臺分區(qū)主扇通風(fēng)時，為了保持聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，總進(jìn)風(fēng)道的斷面不宜過小，盡可能減少公共風(fēng)路的風(fēng)阻；各分區(qū)主扇的回風(fēng)流，中央主扇和每一翼主扇的回風(fēng)流都必須嚴(yán)格隔開。
7、采煤工作面、掘進(jìn)工作面都應(yīng)采用獨(dú)立通風(fēng)。采煤工作面和其相連接的掘進(jìn)工作面，在布置獨(dú)立通風(fēng)有困難時，可采用串聯(lián)通風(fēng)，但必須符合《煤炭安全規(guī)程》第114條的有關(guān)規(guī)定。
8、井下火藥庫必須有單獨(dú)的進(jìn)風(fēng)風(fēng)流，回風(fēng)風(fēng)流必須直接引入礦井的總回風(fēng)道或主要回風(fēng)道，井下充電硐室必須有單獨(dú)的風(fēng)流通風(fēng)，回風(fēng)風(fēng)流可以引入采區(qū)回風(fēng)道中。
一、選擇礦井主扇的工作方法
1、抽出式主扇使井下風(fēng)流處于負(fù)壓狀態(tài)，當(dāng)主扇一旦因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)時，井下的風(fēng)流壓力提高，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量減少，比較安全；壓入式主扇使井下風(fēng)流處于正壓狀態(tài)，當(dāng)主扇停轉(zhuǎn)時，風(fēng)流壓力降低，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量增加。
2、采用壓入式通風(fēng)時，須使礦井總進(jìn)風(fēng)路線上設(shè)置若干構(gòu)筑物，使通風(fēng)管理工作比較困難，漏風(fēng)較大。
3、在地面小塌陷區(qū)分布較廣并和采區(qū)相溝通的條件下，用抽出式通風(fēng)，會把小窯積存的有害氣體抽到井下，同時使通過主扇的一部分風(fēng)流短路，總進(jìn)風(fēng)量和工作面有效風(fēng)量都會減少；壓入式通風(fēng)則能用一部分回風(fēng)把小窯塌陷區(qū)的有害氣體壓到地面。
4、在地面小窯塌陷區(qū)嚴(yán)重，開采第一水平和低沼氣礦井的條件下，采用壓入式通風(fēng)是較合適的，深水平時再過渡到抽出式通風(fēng)。
目前，抽出式通風(fēng)仍是主扇主要工作方式。
二、選擇礦井通風(fēng)方式
1、中央并列式的適用條件
煤層傾角大、埋藏深，但走向長度不大(井田走向長度小于4km)，而且瓦斯、自然發(fā)火都不嚴(yán)重的礦井，采用中央并列式是較合理的。
2、中央分列式的適用條件
煤層傾角較小、埋藏較淺、走向長度不大，而且瓦斯、自然發(fā)火比較嚴(yán)重的礦井，采用中央分列式是較合理的。它與中央并列式相比，安全性要好，通風(fēng)阻力較小，內(nèi)部漏風(fēng)小，這對于瓦斯、自然發(fā)火的管理工作是較有利的，且工業(yè)廣場沒有主扇噪音的影響。
3、兩翼對角式的適用條件
煤層走向長度超過4km，井型較大，煤層上部距地面較淺，瓦斯和自然發(fā)火嚴(yán)重的礦井，采用兩翼對角式比較適宜。
4、分區(qū)對角式的適用條件
煤層距地表淺，或因地表高低起伏較大，無法開掘淺部的總回風(fēng)巷，在此條件下開掘第一水平時，只能用這種小風(fēng)井分區(qū)通風(fēng)的布置方式。
5、混合式的適用條件
井型大、走向長，為了縮短基建時間，在初期采用中央式通風(fēng)系統(tǒng)，隨著生產(chǎn)的發(fā)展，當(dāng)開采到兩翼邊界附近時，再建立對角式通風(fēng)系統(tǒng)。
在礦井通風(fēng)系統(tǒng)確定的基礎(chǔ)上，繪制礦井最容易時期與最困難時期通風(fēng)系統(tǒng)示意圖，圖中應(yīng)標(biāo)明巷道長度，通過風(fēng)量，通風(fēng)構(gòu)筑物位置，新、乏風(fēng)流方向等。
第二節(jié) 風(fēng)量計算及風(fēng)量分配
對設(shè)計礦井的風(fēng)量，可按兩種情況分別計算：
一種是新礦區(qū)無鄰近礦井通風(fēng)資料可參考時，礦井需要風(fēng)量應(yīng)按設(shè)計中井下同時工作的最多人數(shù)和按噸煤瓦斯涌出量的不同的噸煤供風(fēng)量計算，并取其中最大值。在礦井設(shè)計中噸煤瓦斯涌出量的計算，根據(jù)在地質(zhì)勘探時測定煤層瓦斯含量，結(jié)合礦井地質(zhì)條件和開采條件計算出噸煤瓦斯涌出量q瓦，再計算礦井需風(fēng)量。
另一種是依據(jù)鄰近生產(chǎn)礦井的有關(guān)資料，按生產(chǎn)礦井的風(fēng)量計算方法進(jìn)行。其原則是：礦井的供風(fēng)量應(yīng)保證符合礦井安全生產(chǎn)的要求，使風(fēng)流中沼氣、二氧化碳、氫氣和其它有害氣體的濃度以及風(fēng)速、氣溫等必須符合《規(guī)程》有關(guān)規(guī)定。創(chuàng)造良好的勞動環(huán)境，以利于生產(chǎn)的發(fā)展。畢業(yè)設(shè)計是在收集實(shí)習(xí)礦井資料基礎(chǔ)上進(jìn)行的，故可按此種方法計算礦井風(fēng)量。即按生產(chǎn)礦井實(shí)際資料，分別計算設(shè)計礦井采煤工作面、掘進(jìn)工作面、硐室等所需風(fēng)量，得出全礦井需風(fēng)量，即“由里往外”計算方法。
礦井總風(fēng)量按下式計算
Qkj = (∑Qcj + ∑Qjj + ∑Qdj + ∑Qgj ) Kkj
式中：Qkj ——礦井總進(jìn)風(fēng)量，m3/min;
∑Qcj ——采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量總和，m3/min;
∑Qjj ——掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量總和，m3/min;
∑Qdj ——獨(dú)立通風(fēng)的硐室實(shí)際需要風(fēng)量總和，m3/min;
∑Qgj ——礦井中除采煤、掘進(jìn)和硐室以外其它井巷需要通風(fēng)量總和，m3/min;
Kkj ——礦井通風(fēng)系數(shù)(包括內(nèi)部漏風(fēng)和配風(fēng)不均勻等因素) 宜取1.15～1.25。
對上述 Qkj 中各項(xiàng)計算作如下說明：
一、采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量
采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量應(yīng)按礦井各個采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量的總和計算，即：
∑Q采= nQ綜采+nQ機(jī)采+nQ炮采+nQ其它+Q備( m3/min )
式中：Q綜采 ——綜采工作面所需要的風(fēng)量，m3/min；
Q機(jī)采 ——機(jī)采工作面所需要風(fēng)量，m 3/min；
Q炮采 ——炮采工作面所需要風(fēng)量，m3/min；
Q其它 ——其它開采法工作面所要風(fēng)量，m3/min；
Q備 ——備用工作面所需要風(fēng)量，為生產(chǎn)工作面風(fēng)量的一半，m3/min；
n——各種開采法工作面的個數(shù)，個。
根據(jù)瓦斯涌出量和開采方法不同分別計算：
1、低沼氣(或二氧化碳)炮采工作面所需要的風(fēng)量，按下列四種方法計算并選取其中最大值。
(1)按炸藥量計算：
Q炮采 =25A( m2/min )
式中：25——每公斤炸藥爆破后，需要供給的風(fēng)量，m3/min；
A ——工作面一次爆炸的最大炸藥用量，kg。
(2)按人數(shù)計算：
Q炮采=4N( m3/min )
式中：N——炮采工作面同時工作的最多人數(shù)，人；
4——每個人每分鐘所需要的供風(fēng)量，m3/min·人。
(3)按平均日產(chǎn)一噸的供風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)計算：
Q炮采=T炮·q·K產(chǎn) ( m3/min )
式中：T炮 ——炮采工作面平均日產(chǎn)量，t/d；
K產(chǎn) ——產(chǎn)量不均衡系數(shù)，取1.15；
Q——系根據(jù)鄰近生產(chǎn)礦井的炮采工作面日產(chǎn)一噸煤的供風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)而定，一般為0.6～1.0m3/min·(t/d)-1。
(4)按炮采工作面的合理風(fēng)速計算
對長壁工作面實(shí)際需要的風(fēng)量，按下式計算：
Q炮采=60·V采·S采 ( m3/min )
式中： S采 —采煤工作面的平均斷面積，按最大和最小控頂斷面的平均值計算，m2 ；
V采 ——與采煤工作面空氣溫度相對應(yīng)的合理風(fēng)速，m/s。
表7-1 采煤工作面合理風(fēng)速
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采煤工作面空氣溫度(℃) |
采煤工作面合理風(fēng)速(m/s) |
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<18 |
0.5～0.8 |
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18～20 |
0.8～1.0 |
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20～23 |
1.0～1.5 |
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23～26 |
1.5～1.8 |
計算后，確定是前三種計算方法中的任一種，則還需進(jìn)行風(fēng)速計算：
式中： 0.25——采煤工作面允許最低風(fēng)速，m/s。
式中： 4——采煤工作面允許最高風(fēng)速，m/s。
2、低沼氣(或二氧化碳)一般機(jī)采面風(fēng)量計算
按炮采工作面的第③第④種計算方法，因機(jī)采面產(chǎn)量一般高于炮采工作面，所以還應(yīng)按采煤工作面的回風(fēng)巷所允許的瓦斯?jié)舛闰?yàn)算：
式中： Q機(jī)采 ——機(jī)采工作面所需的風(fēng)量，m3/min；
Q機(jī)瓦 ——機(jī)采工作面絕對瓦斯涌出量，m3/min；
Q機(jī)瓦 =
Q瓦 ——相對瓦斯涌出量，m3/t；
T機(jī) ——機(jī)采工作面平均日產(chǎn)量，t/d；
3、綜采工作面和高沼礦采煤工作面(綜采工作面)所需風(fēng)量的計算
按沼氣涌出量計算：
Q綜采 =100·Q 綜瓦
式中：Q綜采 ——綜采工作面所需的風(fēng)量，m3/min；
Q綜瓦 ——綜采工作面的絕對瓦斯涌出量；
Q綜瓦 =
式中：T綜采 ——綜采工作面平均日產(chǎn)量，t/d；
K瓦 ——瓦斯涌出不均衡系數(shù)，對高沼氣礦 K瓦 =1.2～1.25，
對低沼氣礦則取K瓦 =1.15 ；
100——按采煤工作面的沼氣濃度不超過1/100計算。
按二氧化碳涌出量的計算，可參照按沼氣涌出量的計算方法進(jìn)行。
二、掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量
掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量，應(yīng)按礦井各個需要獨(dú)立通風(fēng)的掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量的總和計算，即
∑Q掘 = (nQ煤掘 +nQ巖掘 )K掘備， m3/min
式中：Q煤掘 —— 每個煤巷掘進(jìn)工作面所需要的風(fēng)量，一般取150～200(個別高沼礦高于300)m3/min；
Q巖掘 —— 每個巖巷掘進(jìn)工作面(開拓巖巷)所需要的風(fēng)量；一般取200～300m3/min；
n ——需獨(dú)立通風(fēng)的煤巷、巖巷數(shù)；
K掘備 ——掘進(jìn)工作面?zhèn)溆孟禂?shù)，一般取1.20。
當(dāng)施工準(zhǔn)備時，可按允許的沼氣濃度和二氧化碳濃度、炸藥用量、局扇實(shí)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，并取其中最大值。
三、硐室實(shí)際需要風(fēng)量
硐室實(shí)際需要風(fēng)量應(yīng)按礦井各個獨(dú)立通風(fēng)硐室實(shí)際需要風(fēng)量的總和計算，即
∑Q硐 = Q火+Q 充 +Q機(jī)+Q采硐+Q其它，m3/min
式中：Q火 —— 火藥庫實(shí)際需要風(fēng)量，按每小時4次換氣量計算，即Q火=0.07V ( m3 /min )；
V —— 包括聯(lián)絡(luò)巷道在內(nèi)的火藥庫的空間總體積(m3 )?；虬唇?jīng)驗(yàn)值給定風(fēng)量，大型火藥庫供風(fēng)100～150m3 /min；中小型火藥庫供風(fēng)60～100m3 /min；
Q充 —— 充電硐室實(shí)際需要風(fēng)量，應(yīng)按回風(fēng)流中氫氣濃度小于0.5%計算，但不得小于100m3/min，或按經(jīng)驗(yàn)值給定100～200m3/min；
Q機(jī) ——大型機(jī)電硐室實(shí)際需要風(fēng)量，應(yīng)按機(jī)電設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)熱量計算，即
Q機(jī) =
Wi ——機(jī)電硐室中運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)電總功率，kW；
(1-μi )—— 機(jī)電硐室的發(fā)熱系數(shù)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際考查的結(jié)果確定，也可取下列數(shù)值，空氣壓縮機(jī)房取0.20～0. 23；水泵房取0.02～0.04；
860——1kW/h的熱當(dāng)量數(shù)，千卡；
μi ——機(jī)電設(shè)備效率；
Δt ——機(jī)電硐室進(jìn)回風(fēng)流的氣溫差，℃；
Q采硐 —— 采區(qū)絞車房或變電硐室實(shí)際需要風(fēng)量，按經(jīng)驗(yàn)供給風(fēng)量60～80 m3/min ；
Q其它硐 ——其它硐室所需風(fēng)量，根據(jù)具體情況供風(fēng)。
按各工作點(diǎn)所計算的風(fēng)量來考慮漏風(fēng)及配風(fēng)不均等因素的影響，因此，在風(fēng)量分配時，對每條巷道實(shí)際供風(fēng)量應(yīng)按實(shí)際需要風(fēng)量再乘以礦井通風(fēng)系數(shù)K礦 (1.20～1.35)，并依此進(jìn)行風(fēng)速驗(yàn)算和計算井巷通風(fēng)阻力。
四、風(fēng)速驗(yàn)算
各條井巷的供風(fēng)量確定后，要按《規(guī)程》第101條規(guī)定的風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算。
如果某條井巷的風(fēng)速不符合《規(guī)程》規(guī)定，則必須進(jìn)行調(diào)整，然后將各地點(diǎn)、各巷道的風(fēng)量、斷面、風(fēng)速列成一覽表。
《規(guī)程》規(guī)定的風(fēng)速限定值見表7-2所示。
第三節(jié) 全礦通風(fēng)阻力計算
在扇風(fēng)機(jī)整個服務(wù)期限內(nèi)，礦井通風(fēng)總阻力隨著開采深度的增加和走向范圍的擴(kuò)大以及產(chǎn)量提高而增加。為了扇風(fēng)機(jī)于整個服務(wù)期限內(nèi)均能在合理的效率范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，在選擇扇風(fēng)機(jī)時必須考慮到最大可能的總阻力和最小可能的總阻力，前者對應(yīng)于扇風(fēng)機(jī)服務(wù)期限內(nèi)通風(fēng)最困難時期礦井總阻力，后者對應(yīng)于通風(fēng)最容易時期的礦井總阻力，同時還考慮到自然風(fēng)壓的作用。
表7-2 風(fēng)速限定值
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井 巷 名 稱 |
最低允許風(fēng)速(m/s) |
最高允許風(fēng)速(m/s) |
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無提升設(shè)備的風(fēng)井和風(fēng)硐 |
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15 |
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專為升降物料的井筒 |
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12 |
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風(fēng) 橋 |
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10 |
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升降人員和物料的井筒 |
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8 |
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主要進(jìn)、回風(fēng)巷道 |
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8 |
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架線電機(jī)車巷道 |
1.0 |
8 |
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運(yùn)輸機(jī)巷道、采區(qū)進(jìn)、回風(fēng)巷道 |
0.25 |
6 |
|
采煤工作面，掘進(jìn)中的煤巷和半煤巖巷 |
0.25 |
4 |
|
掘進(jìn)中的巖巷 |
0.15 |
4 |
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其它人行巷道 |
0.15 |
|
一、計算原則
1、在進(jìn)行礦井通風(fēng)總阻力計算時，不要計算每一條巷道的通風(fēng)阻力，只選擇其中一條阻力最大的風(fēng)路進(jìn)行計算。但必須是選擇礦井達(dá)到設(shè)計產(chǎn)量以后，通風(fēng)容易時期和通風(fēng)困難時期的阻力最大風(fēng)路。一般可在兩個時期的通風(fēng)系統(tǒng)圖上根據(jù)采掘作業(yè)布置情況分別找出風(fēng)流線路最長、風(fēng)量較大的一條線路作為阻力最大的風(fēng)路。在選定的線路上(分最容易和最困難時期)，從進(jìn)風(fēng)井口到回風(fēng)井口逐段編號，對各段井巷進(jìn)行阻力計算，然后累加起來得出這兩個時期的各自井巷通風(fēng)總阻力( h阻易 、h 阻難 )。如果通風(fēng)系統(tǒng)復(fù)雜，直觀上難以判斷哪條風(fēng)路阻力最大時，則需選擇幾條風(fēng)路，通過計算比較選出其中最大值。
如果礦井服務(wù)年限較長，則只計算頭15～25a的通風(fēng)容易和困難兩個時期的井巷通風(fēng)總阻力。
2、通過主扇的風(fēng)量 Q扇 必大于通過出風(fēng)井的礦井總風(fēng)量 Q礦 ，為了計算礦井的阻力，先算出 Q扇 ：
對于抽出式：
Q扇 = (1.05～1.10)Q礦 ( m3/min )
式中，1.05～1.10為外部漏風(fēng)系數(shù)，出風(fēng)井無提升運(yùn)輸任務(wù)時取1.05，有提升運(yùn)輸任務(wù)時取1.10。
對于壓入式：
Q扇 =(1.10～1.15)Q礦 ( m3/min )
式中，通風(fēng)井無提升運(yùn)輸任務(wù)時取1.10，有提升運(yùn)輸任務(wù)時取1.15。
3、為了經(jīng)濟(jì)、合理、安全地使用主扇，應(yīng)控制h阻難不太大，對大型礦井不超過4400Pa，有自燃傾向的礦井不超過3400Pa。
二、計算方法
沿著上述兩個時期通風(fēng)阻力最大的風(fēng)路，分別用下式算出各區(qū)段井巷的摩擦阻力：
h 摩= α·L·U·Q2/S3 (Pa)
式中： L、U、S——分別為各井巷的長度、周長、凈斷面積(m，m，m2)；
α——摩擦阻力系數(shù)，可查閱《煤礦通風(fēng)與安全》一書的附錄；
Q——各井巷和硐室所通過的風(fēng)量分配值，系根據(jù)前面所計算的各井巷硐室所需要的實(shí)際風(fēng)量值再乘以K礦 (即考慮井巷的內(nèi)部漏風(fēng)和配風(fēng)不均勻等因素)后所求得風(fēng)量值，m3/s。
將以上計算結(jié)果填入表7-3。其總和為總摩擦阻力∑h摩，即：
∑h摩 = h1-2+h 2-3+……+h-n-(n+1) ( Pa )
式中： h1-2，h2-3，……為各段井巷之摩擦阻力，Pa。
表7-3 井巷通風(fēng)摩擦阻力計算表
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項(xiàng)目
時期 |
巷道 各段 序號 |
巷 道 名 稱 |
支 架 形 式 |
α
Ns2/m4 |
L
(m) |
P
(m) |
凈 斷 面 |
R
(kμ) |
風(fēng) 量 |
h摩
(Pa) |
V
(m/s) | ||
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S (m2) |
S3 (m6) |
Q (m3/s) |
Q2 (m3/s)2 | ||||||||||
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容 易 時 期 |
1~2 |
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2~3 |
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3~4 |
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合計 |
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困 難 時 期 |
1~2 |
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2~3 |
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3~4 |
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合計 |
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因此，全礦總阻力為：
(1)通風(fēng)容易時期的總阻力 h阻易 為：
h 阻易=1.2∑h摩易( Pa )
(2)通風(fēng)困難時期的總阻力 h阻難 為：
h阻難 =1.15∑h摩難 ( Pa )
式中：1.2，1.15——考慮到風(fēng)路上有局部阻力的系數(shù)。
三、計算礦井總風(fēng)阻及總等積孔
R礦易 =h阻易/Q2扇（kμ）
R礦難 =h阻難/Q2扇（kμ）
式中： R礦易、R礦難 ——容易時期和困難時間的全礦總風(fēng)阻，kμ。
A礦易 =1.19Q扇 /
A礦難 =1.19Q扇 /
式中： A礦易 、A礦難 ——容易時間、困難時期全礦通風(fēng)等積孔，m2 ；
如系多臺風(fēng)機(jī)工作的礦井，其總等積孔為：
A總=1.19
式中： Hi ——自地面總進(jìn)風(fēng)井口至每臺扇風(fēng)機(jī)入口的風(fēng)壓，Pa；
Qi ——系每一翼的扇風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，m3/s。
第四節(jié) 扇風(fēng)機(jī)選型
一、選擇主扇
通常用扇風(fēng)機(jī)的個體特性曲線來選擇主扇。要保證主扇在容易時期的工作效率不致太低，又能保證主扇在困難時期風(fēng)壓夠用且能有足夠的風(fēng)量，同時還要考慮自然風(fēng)壓的影響。
1、確定主扇的風(fēng)壓
對抽出式通風(fēng)，分別求出兩個時期的扇風(fēng)機(jī)靜壓：
容易時期：
h扇靜易 =h阻易 - h自助 ( Pa )
式中：h自助 ——通風(fēng)容易時期幫助主扇風(fēng)壓工作的礦井自然風(fēng)壓，h自 =0 Pa 。
困難時期：
h扇靜難=h阻難 + h自反 ( Pa )
式中：h自反 —— 通風(fēng)困難時期反對主扇風(fēng)壓工作的礦井自然風(fēng)壓，Pa(可根據(jù)鄰近的礦井資料估算)。
對于壓入式通風(fēng)，分別求出兩個時期的扇風(fēng)機(jī)全壓：
容易時期：
h扇全易 =h阻易 -h自助 ( Pa )
困難時期：
h扇全難 =h阻難 +h自反 ( Pa )
2、選擇主扇
根據(jù)求出的Q扇 、h扇難 、h扇易 兩組數(shù)據(jù)，在扇風(fēng)機(jī)個體特性曲線圖表(參看通風(fēng)教材第四章及附錄Ⅳ、附錄Ⅴ)上選擇合適的主扇。
對軸流式扇風(fēng)機(jī)：容易時期應(yīng)在安裝角 θ 較小的情況工作，困難時期應(yīng)在安裝角 θ較大的情況下工作，其效率不低于0.6，如兩組數(shù)據(jù)所確定的工作點(diǎn)不是剛好落在特性曲線上，應(yīng)偏大一個調(diào)整級差(以2.5°為一個級差)確定扇風(fēng)機(jī)特性曲線。再求出扇風(fēng)機(jī)工作風(fēng)阻，依此值計算并繪制風(fēng)阻曲線交于風(fēng)機(jī)特性曲線上，即為所選擇的扇風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)。
對離心式扇風(fēng)機(jī)：容易時期應(yīng)在轉(zhuǎn)速較低的情況工作，困難時期應(yīng)在轉(zhuǎn)速較高的情況下工作，其效率亦不低于0.6。如兩組數(shù)據(jù)所確定的工作點(diǎn)也不是剛好落在特性曲線上，應(yīng)偏大一個調(diào)整轉(zhuǎn)速級差確定扇風(fēng)機(jī)特性曲線，其工作點(diǎn)可采取增大扇風(fēng)機(jī)工作風(fēng)阻的方法(用調(diào)節(jié)閘門增大阻力)確定。
選定主扇后，將兩個時期的主扇型號、動輪直徑、動輪葉片安裝角度(指軸流式)、轉(zhuǎn)速、風(fēng)壓、風(fēng)量、效率、輸入功率等數(shù)值，列出一覽表，并繪出所選扇風(fēng)機(jī)的特性曲線及工作點(diǎn)。
二、選擇電動機(jī)
根據(jù)通風(fēng)容易和通風(fēng)困難兩個時期主扇的輸入功率，計算電動機(jī)的輸出功率N電出。當(dāng)選擇異步電動機(jī)時，可用下列兩種方法計算。
1、當(dāng)主扇的輸入功率在通風(fēng)容易時期為 N扇入易 與困難時期的N扇入難相差不大時，即N扇入易≥0.6N扇入難時，則兩個時期都用一種較大功率的電動機(jī)。其電動機(jī)的輸出功率N電出和輸入功率N電入分別用下式計算：
N電出 =
式中：η轉(zhuǎn) ——傳動效率，直接傳動時，η轉(zhuǎn) =1 ；
N電入 =(1.10～1.15)
式中：1.10～1.15——電動機(jī)的容量系數(shù)，對于離心式扇風(fēng)機(jī)取1.15，
對于軸流式扇風(fēng)機(jī)取1.10；
η電 ——電動機(jī)效率，一般取0.9～0.95，或在電動機(jī)的技術(shù)特征上查得。
2、當(dāng)主扇的輸入功率 N扇入易 <0.6N扇入難時，則容易時期用功率較小的電動機(jī)，在適當(dāng)時候換用功率較大的電動機(jī)。通風(fēng)容易時期電動機(jī)的輸出功率用比例中項(xiàng)式計算：
N電出易 =
N電入易 =(1.10～1.15)
通風(fēng)困難時期電動機(jī)的輸出功率用下式計算：
N電出難 =
N電入難 =(1.10～1.15)
對于功率在400～500kW以上的主扇，宜選用同步電動機(jī)，用第一種計算方法計算。根據(jù)以上計算所得出的數(shù)據(jù)，在《電動機(jī)技術(shù)手冊》上選用合適的電動機(jī)，并將電動機(jī)型號、轉(zhuǎn)速、功率等技術(shù)特征列出一覽表。
第五節(jié) 礦井安全技術(shù)措施
根據(jù)設(shè)計礦井瓦斯涌出量、煤塵爆炸性、煤炭自然發(fā)火、礦井涌水等具體情況，依據(jù)實(shí)習(xí)礦井在防治災(zāi)害方面的經(jīng)驗(yàn)、《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定，提出具體的、并具有針對性的礦井主要安全技術(shù)措施。
