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1.
471.1矿井通风概述矿井通风设计是矿床总体设计的一个不可缺少的组成部分,它的基本任务是:与开拓、采矿方法相配合,建立一个安全可靠、经济合理的矿井通风系统;计算各时期各工作面所需的总风量及矿井中的总风量,计算矿井阻力,选择通风设备
1.2矿井通风方式与通风系统的选择本矿通风采用对角双翼抽出式通风系统,在回风井上安装抽出式扇风机,盲竖井作为入风井新鲜风流从盲竖井井口口进入,经竖井、石门、各中段沿脉运输巷穿脉,人行进风井、联络巷到达采场,污风经过采场回风井到达回风巷道,再经过回风石门及回风井排出地表在工作面进行爆破作业时,采用压入式局扇通风以排除炮烟,净化工作环境对难以利用系统主扇风流直接通风的独头掘进巷道,利用局扇辅助通风
1.3矿井总风量计算矿井风量计算是矿井通风设计的一个极其重要的内容矿井通风的目的在于供给矿井必要数量的新鲜空气,以稀释并排除有毒气体和粉尘,创造良好的劳动条件,保证井下人员的身体健康,提高劳动生产率另外,矿井风量又是计算矿井通风阻力和选择通风设备的基本参数风量计算分为两个时期容易时期和困难时期当井筒或井口发生火灾,启动反风装置其全矿总风量的计算公式如下Qt=K2Qs+2Qs/+2Q/+QH式中Qs—回采工作面所需风量,m3/s;Qsz一备采工作面所需风量,m3/s;EQ/一掘进工作面采切所需风量,m3/s;—洞室所需风量,m3/s;QHK—矿井风量备用系数,取K=L4;地表有崩落区k=L35—
1.
51.4采工作面风量计算1按排风尘量确定凿岩设备两台,根据《采矿设计手册》排尘风量表可知所需贯穿风量为q=
4.0m3/so2按排出粉计算工作面所需风量确定按排尘风速计算碉室风量时,只要钢室中射流区受限扩张段末端平面平均风速达到排尘速度要求,即可满足碉室排尘通风要求,用下式计算Qs=--一
70.772+
4.1n式中So------胴室入风口断面面积,So=
2.8x
2.8=
1.8m2;n------射流受阻系数,取
0.041;计算得Qs二=
8.3m3/s
7.83按爆破后排烟计算本设计的采场进风巷道横断面与回采工作面横断面相差较大,既采场宽度等于或大于8米,采场长度大于宽度的2倍,并利用贯风流通风,故属于碉室型回采工作面,风量计算公式为Qs=
2.3区・lg7c QV.[500A上式中V——回采工作面空间的容积,40X40X
3.6=5769m3;K-------紊流扩散系数,取
0.9;t——通风时间取1800s;A——次爆破的炸药量,为
51.8kg;Qs=
2.3•1g=
5.7m3/s5769500x
51.8代入数据得
0.9X18005769比较
①与
②和
③的结果,取最大值,则回采作业工作面需风量为
8.3m3/s,12个采场共需要的风量为
99.6m3/so
2、备采工作面风量计算其风量可取回采工作面风量的二分之一,备采工作面4个备采总需风量为:Qs/=
0.5Qs x4=
8.3x4=
33.2m%
3、掘进工作面采切所需风量掘进工作面3个,其风量可按《采矿设计手册》的表2-16-16选取,即ZQ/x3=2x3=6m3/si
4、碉室所需风量变电胴室风量4m3/s,井下水泵碉室风量2m3/s,电机车库风量Im3/s,其他2m3/s碉室总风量为Q旃室=4+2+l+2=9m3/s
5、全矿井总风量计算结果为Qt=
1.
499.6+
33.2+6+9=
206.9m3/s即全矿井所需总风量为
206.9m3/So
6、全矿风量分配矿井总风量确定之后,按以下原则进行风量分配,以便进行系统阻力I计算:1井下各作业地点按照实际需要的风量进行风量分配;2矿井多井口进风时,各进风风路的风量按风量自然分配的规律进行解算,求出各进风路自然分配的分量;3按各中段的采矿量均衡分配的条件来分配风量;4井下炸药库应独立通风,排风流直接导入总排风道中,否则必须采取净化措施;5一切需风点和有风流通过的井巷中,其最高风速不得超过《冶金矿山安全规程》的以下规定
①专用风井和风胴的最高风速415m/s;
②专用物料提升井的最高风速412m/s;
③风桥的最高风速<1Om/s;
④提升人员和物料的井筒、主要进风道、排风道、修理中的井筒的最高风速<8m/s;
⑤运输巷道、采区进风道的最高风速<6m/s;
⑥采矿场、采准巷道的最高风速<4m/s;根据以上各种风量分配的原则,进行风量分配,其结果见通风系统各中段进风矿井总风压的计算
1.4矿井通风总阻力是指风流由进风井口到扇风机风胴抽出式沿任一风路流动途中所产生的摩擦阻力和局部阻力之总和按矿井通风困难时期计算o表7—1通风阻力表道净断面风量段a R号序巷道名称支护类型L mP mQ\项巷N S2+m4S瓜2S3m6N-S2+m8m3/s\目时\各期\
①盲竖井浇筑混凝土
0.
01515015.
76.
5274.
60.
375206.922136
②车场石门喷射混凝土
0.
00925011.
96.
76308.
90.
08645.6179
③阶段运输巷喷射混凝土
0.
00946011.
96.
76308.
90.
24445.6356困进风天井不支护
0.
0252084.
0640.
06341.0©难
⑤回风天井不支护时
0.
0253084.
0640.
09441.5期
⑥采场不支护
0.
040489.
645.
721870.
09941.6
⑦回风石门喷射混凝土
0.
00921011.
96.
76308.
90.
08645.
6150.2
⑧盲回风井浇筑混凝土
0.
0151008.
86.
12270.
145206.921174回风井浇筑混凝土
0.
0102507.
26.
12270.
147206.92928合计
4927.3因此,矿井总摩擦阻力为hf=
4921.3Pa、矿井总局部阻力2其全矿的总局部阻力可根据总摩擦阻力进行估算一般认为,总局部阻力大致等于总摩擦阻力的20%,即h1=
0.2hf所以矿井的总局部阻力为hi=
0.2h=
0.2x
4921.3=
985.5Pa
3、局扇通风总风量的计f o算按压入式通风的风量计算公式计算Qp=18A«Lr«S1/2/t,m3/s式中-----压入式通风工作面所需风量,m3/s;QPT——通风时间,一般取1800s;A----------次爆破的炸药消耗量,
51.8Kg;Lr------巷道长度,44m;S一一巷道断面积,lLlm2;经计算Qp=
1.69m3/s通风设备的选择
1.5矿井通风设备的选择包括主扇风机和电动机的选择
1、主扇风机的选择选择扇风机必须首先知道矿井通风系统要求扇风机提供的风量和风压1扇风机的风量:Qf=$Qt式中$一扇风机装置的风量备用系数,一般取$=
1.1;Qt—矿井要求的总风量,
206.9nP/s;经计算Qf=
221.6m3/s2扇风机的风压Hf=H+hr式中H一矿井总阻力,
4921.3Pa;hr一扇风机装置阻力,本矿风机取180Pa;经计算Hi=
5101.3Pa3根据扇风机工况点的Hf和Qf,计算扇风机的功率Nf即Nf=Hf xQf+nf+1000,式中nf—扇风机的效率,本矿井取
0.85;经计算Nf=
181.5kw、电动机的选择2根据通风容易与困难两个时期主扇风机的输入功率N,计算出电动机的功率Ne fNe=K,Nf/n•ne,式中K——电动机的容量备用系数,取
1.1;N——传动效率,取
0.95;ne—电动机效率,IX
0.95;经计算:Ne=235,76kw
3、根据以上的计算,在查阅设计手册后,选用70-B2-21-28-II型扇风机主要技术性能如下表主要技术性能如下表:通风机电动机通风参数型号转速型号功率转速风压叶片角度风量r/min°Kw r/min m3/s Pa70-B2-21-260035JS-126-6480600802525—8-II
49704、局部风扇的选择以局扇所需风量作为局扇选型的依据,局扇选用BKJ66-11NO
3.8型风机选用与局扇配套的风筒,即434mm的柔性风筒其局扇技术参数表如下:系列全压电动机质量风量m3/sPa转速r/min功率KwKgBKJ6—
2.510302900410011NO
3.8。
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