礦井通風(fēng)與安全課件《通風(fēng)部分》通風(fēng)設(shè)計(jì).ppt

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2019 12 29 郭玉森副教授 1 自我介紹 郭玉森龍巖學(xué)院副教授從事專業(yè) 礦井通風(fēng)與安全資源工程學(xué)院副院長(zhǎng)龍巖學(xué)院安培中心副主任聯(lián)系方式 手機(jī) 15959702358辦公室 0597 2793713 2019 12 29 郭玉森副教授 2 通風(fēng)設(shè)計(jì)部分 要求 1 完成通風(fēng)設(shè)計(jì)說明書一份2 繪制困難時(shí)期 容易兩時(shí)期通風(fēng)系統(tǒng)圖及網(wǎng)絡(luò)圖 可畫在同一張 各一張 2號(hào)圖紙 2019 12 29 郭玉森副教授 3 通風(fēng)系統(tǒng)圖的主要內(nèi)容 1 繪制礦井主要巷道 硐室 并標(biāo)注其名稱2 按圖例標(biāo)明風(fēng)機(jī)和井下通風(fēng)構(gòu)筑物 柵欄 密閉 風(fēng)門 風(fēng)橋等 風(fēng)井和主要進(jìn)風(fēng)井的名稱及井口坐標(biāo) 風(fēng)機(jī)應(yīng)畫出主要通風(fēng)機(jī)的圖形符號(hào) 并標(biāo)明型號(hào) 電動(dòng)機(jī)功率 風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)等 3 標(biāo)明新鮮風(fēng)流和污濁風(fēng)流的方向 路線 標(biāo)明主要巷道的風(fēng)流方向 設(shè)置的測(cè)風(fēng)站 并注明風(fēng)量Q 斷面S和風(fēng)速V 用引出線在方框里表示 4 井下安裝局扇的位置應(yīng)標(biāo)明上局扇的圖形符號(hào) 型號(hào)及電動(dòng)機(jī)功率 5 標(biāo)注采區(qū)名稱 2019 12 29 郭玉森副教授 4 2019 12 29 郭玉森副教授 5 指北針繪制 2019 12 29 郭玉森副教授 6 礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)一 礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容與要求 礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容確定礦井通風(fēng)系統(tǒng) 礦井風(fēng)量計(jì)算和風(fēng)量分配 礦井通風(fēng)阻力計(jì)算 選擇通風(fēng)設(shè)備 概算礦井通風(fēng)費(fèi)用 礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)的要求將足夠的新鮮空氣有效地送到井下工作場(chǎng)所 保證生產(chǎn)和良好的勞動(dòng)條件 通風(fēng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單 風(fēng)流穩(wěn)定 易于管理 具有抗災(zāi)能力 發(fā)生事故時(shí) 風(fēng)流易于控制 人員便于撤出 有符合規(guī)定的井下環(huán)境及安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)或檢測(cè)措施 通風(fēng)系統(tǒng)的基建投資省 營(yíng)運(yùn)費(fèi)用低 綜合經(jīng)濟(jì)效益好 2019 12 29 郭玉森副教授 7 二 優(yōu)選礦井通風(fēng)系統(tǒng)1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的要求1 每一礦井必須有完整的獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng) 2 進(jìn)風(fēng)井囗應(yīng)按全年風(fēng)向頻率 必須布置在不受粉塵 煤塵 灰塵 有害氣體和高溫氣體侵入的地方 3 多風(fēng)機(jī)通風(fēng)系統(tǒng) 在滿足風(fēng)量按需分配的前提下 各主要通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)壓應(yīng)接近 4 每一個(gè)生產(chǎn)水平和每一采區(qū) 必須布置回風(fēng)巷 實(shí)行分區(qū)通風(fēng) 5 井下爆破材料庫必須有單獨(dú)的新鮮風(fēng)流 回風(fēng)風(fēng)流必須直接引入礦井的總回風(fēng)巷或主要回風(fēng)巷中 6 井下充電室必須單獨(dú)的新鮮風(fēng)流通風(fēng) 回風(fēng)風(fēng)流應(yīng)引入回風(fēng)巷 2019 12 29 郭玉森副教授 8 確定礦井通風(fēng)系統(tǒng)根據(jù)礦井瓦斯涌出量 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 煤層賦存條件 表土層厚度 井田面積 地溫 煤層自燃傾向性及兼顧中后期生產(chǎn)需要等條件 提出多個(gè)技術(shù)上可行的方案 通過優(yōu)化或技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定礦井通風(fēng)系統(tǒng) 2019 12 29 郭玉森副教授 9 三 礦井風(fēng)量計(jì)算 分別計(jì)算兩時(shí)期的風(fēng)量 一 礦井風(fēng)量計(jì)算原則礦井需風(fēng)量 按下列要求分別計(jì)算 并必須采取其中最大值 按井下同時(shí)工作最多人數(shù)計(jì)算 每人每分鐘供給風(fēng)量不得少于4m3 按采煤 掘進(jìn) 硐室及其他實(shí)際需要風(fēng)量的總和進(jìn)行計(jì)算 二 礦井需風(fēng)量的計(jì)算1 采煤工作面需風(fēng)量的計(jì)算采煤工作面的風(fēng)量應(yīng)該按下列因素分別計(jì)算 取其最大值 1 按瓦斯涌出量計(jì)算 式中 Qwi 第i個(gè)采煤工作面需要風(fēng)量 m3 minQgwi 第i個(gè)采煤工作面瓦斯絕對(duì)涌出量 m3 minkgwi 第i個(gè)采煤工作面因瓦斯涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù) 通常機(jī)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 2019 12 29 郭玉森副教授 10 2 按工作面進(jìn)風(fēng)流溫度計(jì)算 采煤工作面應(yīng)有良好的氣候條件 其進(jìn)風(fēng)流溫度可根據(jù)風(fēng)流溫度預(yù)測(cè)方法進(jìn)行計(jì)算 其氣溫與風(fēng)速應(yīng)符合表中的要求 采煤工作面的需要風(fēng)量按下式計(jì)算 式中vwi 第i個(gè)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(gè)采煤工作面有效通風(fēng)斷面 取最大和最小控頂時(shí)有效斷面的平均值 m2 kwi 第i個(gè)工作面的長(zhǎng)度系數(shù) 2019 12 29 郭玉森副教授 11 3 按使用炸藥量計(jì)算 式中25 每使用1kg炸藥的供風(fēng)量 m3 min 第i個(gè)采煤工作面一次爆破使用的最大炸藥量 kg 4 按工作人員數(shù)量計(jì)算 式中4 每人每分鐘應(yīng)供給的最低風(fēng)量 m3 minnwi 第i個(gè)采煤工作面同時(shí)工作的最多人數(shù) 個(gè) 5 按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算按最低風(fēng)速驗(yàn)算各個(gè)采煤工作面的最小風(fēng)量 按最高風(fēng)速驗(yàn)算各個(gè)采煤工作面的最大風(fēng)量 2019 12 29 郭玉森副教授 12 掘進(jìn)工作面需風(fēng)量的計(jì)算 煤巷 半煤巖和巖巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量 應(yīng)按下列因素分別計(jì)算 取其最大值 按瓦斯涌出量計(jì)算 式中Qhi 第i個(gè)掘進(jìn)工作面的需風(fēng)量 m3 minQghi 第i個(gè)掘進(jìn)工作面的絕對(duì)瓦斯涌出量 m3 minkghi 第i個(gè)掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出不均勻和備用風(fēng)量系數(shù) 一般可取1 5 2 0 2 按炸藥量計(jì)算式中25 使用1kg炸藥的供風(fēng)量 m3 min Ahi 第i個(gè)掘進(jìn)工作面一次爆破所用的最大炸藥量 kg 2019 12 29 郭玉森副教授 13 3 按局部通風(fēng)機(jī)吸風(fēng)量計(jì)算式中 第i個(gè)掘進(jìn)工件面同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的局部通風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量的和 khfi 為防止局部通風(fēng)機(jī)吸循環(huán)風(fēng)的風(fēng)量備用系數(shù) 一般取1 2 1 3 進(jìn)風(fēng)巷道中無瓦斯涌出時(shí)取1 2 有瓦斯涌出時(shí)取1 3 按工作人員數(shù)量計(jì)算式中nhi 第i個(gè)掘進(jìn)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù) 人 按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算按最小風(fēng)速驗(yàn)算 巖巷掘進(jìn)面最小風(fēng)量 各個(gè)煤巷或半煤巖巷掘進(jìn)面的最小風(fēng)量 按最高風(fēng)速驗(yàn)算 掘進(jìn)面的最大風(fēng)量 式中shi 第i個(gè)掘進(jìn)工作面巷道的凈斷面積 m2 2019 12 29 郭玉森副教授 14 硐室需風(fēng)量計(jì)算獨(dú)立通風(fēng)硐室的供風(fēng)量 應(yīng)根據(jù)不同類型的硐室分別進(jìn)行計(jì)算 機(jī)電硐室發(fā)熱量大的機(jī)電硐室 按硐室中運(yùn)行的機(jī)電設(shè)備發(fā)熱量進(jìn)行計(jì)算 式中Qri 第個(gè)機(jī)電硐室的需風(fēng)量 m3 min 機(jī)電硐室中運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī) 變壓器 總功率 KW 機(jī)電硐室的發(fā)熱系數(shù) 空氣密度 一般取1 25kg m3cp 空氣的定壓比熱 一般可取1KJ kgk t 機(jī)電硐室進(jìn) 回風(fēng)流的溫度差 采區(qū)變電所及變電硐室 可按經(jīng)驗(yàn)值確定需風(fēng)量m3 min 2019 12 29 郭玉森副教授 15 2 爆破材料庫式中v 庫房空積 m3 3 充電硐室按其回風(fēng)流中氫氣濃度小于0 5 計(jì)算式中qrhi 第個(gè)充電硐室在充電時(shí)產(chǎn)生的氫氣量 m3 min5 礦井總風(fēng)量計(jì)算礦井的總進(jìn)風(fēng)量 應(yīng)按采煤 掘進(jìn) 硐室及其他地點(diǎn)實(shí)際需要風(fēng)量的總和 式中 Qwl 采煤工作面和備用工作面所需風(fēng)量之和 m3 min Qhl 掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量之和 m3 min Qrl 硐室所需風(fēng)量之和 m3 min km 礦井通風(fēng)系統(tǒng) 包括礦井內(nèi)部漏風(fēng)和配風(fēng)不均勻等因素 備用系數(shù) 宜取1 15 1 25 2019 12 29 郭玉森副教授 16 四 礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算 一 礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算原則1 礦井通風(fēng)設(shè)的總阻力 不應(yīng)超過2940Pa 2 礦井井巷的局部阻力 新建礦井按井巷摩擦阻力的10 計(jì)算 擴(kuò)建礦井宜按井巷摩擦阻力的15 計(jì)算 二 礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算礦井通風(fēng)總阻力 風(fēng)流由進(jìn)風(fēng)井口起 到回風(fēng)井口止 沿一條通路 風(fēng)流路線 各個(gè)分支的摩擦阻力和局部阻力的總和 簡(jiǎn)稱礦井總阻力 用hm表示 對(duì)于礦井有兩臺(tái)或多臺(tái)風(fēng)主要通風(fēng)機(jī)工作 礦井通風(fēng)阻力按每臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)所服務(wù)的系統(tǒng)分別計(jì)算 礦井通風(fēng)系統(tǒng)總阻力最小時(shí)稱通風(fēng)容易時(shí)期 通風(fēng)系統(tǒng)總阻力最大時(shí)亦稱為通風(fēng)困難時(shí)期 對(duì)于通風(fēng)困難和容易時(shí)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(jì)算礦井總阻力 2019 12 29 郭玉森副教授 17 計(jì)算方法 沿著風(fēng)流總阻力最大路線 依次計(jì)算各段摩擦阻力hf 然后分別累計(jì)得出容易和困難時(shí)期的總摩擦阻力hf1和hf2 通風(fēng)容易時(shí)期總阻力 通風(fēng)困難時(shí)期總阻力 hf按下式計(jì)算 式中 2019 12 29 郭玉森副教授 18 五 礦井通風(fēng)設(shè)備的選擇礦井通風(fēng)設(shè)備是指主要通風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(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 其中一套作備用 2 選擇通風(fēng)設(shè)備應(yīng)滿足第一開采水平各個(gè)時(shí)期工況變化 并使通風(fēng)設(shè)備長(zhǎng)期高效率運(yùn)行 3 風(fēng)機(jī)能力應(yīng)留有一定的余量 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(shí) 宜計(jì)算礦井的自然風(fēng)壓 二 主要通風(fēng)機(jī)的選擇1 計(jì)算通風(fēng)機(jī)風(fēng)量Qf式中Qf 主要通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)量 m3 s Qm 礦井需風(fēng)量 m3 s k 漏風(fēng)損失系數(shù) 風(fēng)井不提升用時(shí)取1 1 箕斗井兼作回硯用時(shí)取1 15 回風(fēng)回升降人員時(shí)取1 2 2019 12 29 郭玉森副教授 19 2 計(jì)算通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓離心式通風(fēng)機(jī) 提供的大多是全壓曲線 容易時(shí)期困難時(shí)期軸流式通風(fēng)機(jī) 提供的大多是靜壓曲線 容易時(shí)期困難時(shí)期hm 通風(fēng)系統(tǒng)的總阻力 hd 通風(fēng)機(jī)附屬裝置 風(fēng)硐和擴(kuò)散器 的阻力 20mmH2O hvd 擴(kuò)散器出口動(dòng)能損失 N 自然風(fēng)壓 當(dāng)自然風(fēng)壓與通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓作用相同時(shí)取 自然風(fēng)壓與通風(fēng)機(jī)負(fù)壓作用反向時(shí)取 取15mmH2O 2019 12 29 郭玉森副教授 20 3 初選通風(fēng)機(jī)根據(jù)計(jì)算的礦井通風(fēng)容易時(shí)期通風(fēng)機(jī)的Qf Hsdmin 或Htdmin 和礦井通風(fēng)困難通風(fēng)機(jī)的Qf Hsdmax 或Htdmax 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(shí)際工況點(diǎn)因?yàn)楦鶕?jù)Qf Hsdmin 或Htdmin 和Qf Hsdmax 或Htdmax 確定的工況點(diǎn) 但設(shè)計(jì)工況點(diǎn)不一定恰好在所選擇通風(fēng)機(jī)的特性曲線上 必須根據(jù)通風(fēng)機(jī)的工作阻力 確定其實(shí)際工況點(diǎn) 步驟 1 計(jì)算通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)阻用靜壓特性曲線時(shí) 用全壓特性曲線時(shí) 2019 12 29 郭玉森副教授 21 2 確定通風(fēng)機(jī)的實(shí)際工況點(diǎn)在通風(fēng)機(jī)特性曲線上作通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)阻曲線 與風(fēng)壓曲線的交點(diǎn)即為實(shí)際工況點(diǎn) 5 確定通風(fēng)的型號(hào)和轉(zhuǎn)速根據(jù)通風(fēng)機(jī)的工況參數(shù) Qf Hsd N 對(duì)初選的通風(fēng)機(jī)進(jìn)行技術(shù) 經(jīng)濟(jì)和安全性比較 最后確定通風(fēng)機(jī)的型號(hào)和轉(zhuǎn)速 Hmin Qfmin Hmax Qfmax Rmax Rmin Mmax Mmin 2019 12 29 郭玉森副教授 22 6 電動(dòng)機(jī)選擇 通風(fēng)機(jī)的輸入功率按通風(fēng)容易和困難時(shí)期 分別計(jì)算風(fēng)所需的輸入功率Nmin max 或 電動(dòng)機(jī)的臺(tái)數(shù)及種類當(dāng)Nmin 0 6Nmax時(shí) 可選一臺(tái)電動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)功率為 當(dāng)Nmin 0 6Nmax時(shí) 選二臺(tái)電動(dòng)機(jī) 其功率分別為 初期 后期按選一臺(tái)電機(jī)公式計(jì)算 e 電機(jī)效率 tr 傳動(dòng)效率