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礦井通風(fēng)系統(tǒng)與通風(fēng)設(shè)計

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第七章  礦井通風(fēng)系統(tǒng)與通風(fēng)設(shè)計
本章主要內(nèi)容
1、礦井通風(fēng)系統(tǒng)----類型、適應(yīng)條件、主要通風(fēng)機(jī)工作方式 、安裝地點、通風(fēng)系統(tǒng)的選擇
2、采區(qū)通風(fēng)----基本要求、進(jìn)回風(fēng)上山選擇、采煤工作面通風(fēng)系統(tǒng)
3、通風(fēng)構(gòu)筑物及漏風(fēng)----風(fēng)門、風(fēng)橋、密閉、導(dǎo)風(fēng)板；礦井漏風(fēng)、漏風(fēng)率、有效風(fēng)量率、減少漏風(fēng)措施
4、礦井通風(fēng)設(shè)計----內(nèi)容與要求、優(yōu)選通風(fēng)系統(tǒng)、礦井風(fēng)量計算、阻力計算、通風(fēng)設(shè)備選擇
5、可控循環(huán)通風(fēng)
第七章  礦井通風(fēng)系統(tǒng)與通風(fēng)設(shè)計
第一節(jié)    礦井通風(fēng)系統(tǒng)
     礦井通風(fēng)系統(tǒng)是向礦井各作業(yè)地點供給新鮮空氣、排出污濁空氣的通風(fēng)網(wǎng)路、通風(fēng)動力和通風(fēng)控制設(shè)施的總稱。
一、礦井通風(fēng)系統(tǒng)的類型及其適用條件
      按進(jìn)、回井在井田內(nèi)的位置不同，通風(fēng)系統(tǒng)可分為中央式、對角式、區(qū)域式及混合式。
1、中央式
      進(jìn)、回風(fēng)井均位于井田走向中央。根據(jù)進(jìn)、回風(fēng)井的相對位置，又分為中央并列式和中央邊界式（中央分列式）。

第七章  礦井通風(fēng)系統(tǒng)與通風(fēng)設(shè)計
2、對角式 
    1）兩翼對角式
    進(jìn)風(fēng)井大致位于井田走向的中央，兩個回風(fēng)井位于井田邊界的兩翼（沿傾斜方向的淺部），稱為兩翼對角式，如果只有一個回風(fēng)井，且進(jìn)、回風(fēng)分別位于井田的兩翼稱為單翼對角式。

2）分區(qū)對角式
   進(jìn)風(fēng)井位于井田走向的中央，在各采區(qū)開掘一個不深的小回風(fēng)井，無總回風(fēng)巷。

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3、區(qū)域式
      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)。如圖。

4、混合式  
      由上述諸種方式混合組成。例如，中央分列與兩翼對角混合式，中央并列與兩翼對角混合式等等。

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二、主要通風(fēng)機(jī)的工作方式與安裝地點
   主要通風(fēng)機(jī)的工作方式有三種：抽出式、壓入式、壓抽混合式。                  
1、抽出式   
   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)。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，比較安全。
2、壓入式 
   主要通風(fēng)機(jī)安設(shè)在入風(fēng)井口，在壓入式主要通風(fēng)機(jī)作用下，整個礦井通風(fēng)系統(tǒng)處在高于當(dāng)?shù)卮髿鈮旱恼龎籂顟B(tài)。在冒落裂隙通達(dá)地面時，壓入式通風(fēng)礦井采區(qū)的有害氣體通過塌陷區(qū)向外漏出。當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)因故停止運轉(zhuǎn)時，井下風(fēng)流的壓力降低。
3、壓抽混合式 
   在入風(fēng)井口設(shè)一風(fēng)機(jī)作壓入式工作，回風(fēng)井口設(shè)一風(fēng)機(jī)作抽出式工作。通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)部分處于正壓，回風(fēng)部分處于負(fù)壓，工作面大致處于中間，其正壓或負(fù)壓均不大，采空區(qū)通連地表的漏風(fēng)因而較小。其缺點是使用的通風(fēng)機(jī)設(shè)備多，管理復(fù)雜。

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三、礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇
   	根據(jù)礦井設(shè)計生產(chǎn)能力、煤層賦存條件、表土層厚度、井田面積、地溫、礦井瓦斯涌出量、煤層自燃傾向性等條件，在確保礦井安全、兼顧中、后期生產(chǎn)需要的前提下，通過對多種個可行的礦井通風(fēng)系統(tǒng)方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。
	   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。因此，礦井初期宜優(yōu)先采用。
	   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，應(yīng)采用對角式或分區(qū)對角式通風(fēng)；
	   當(dāng)井田面積較大時，初期可采用中央通風(fēng)，逐步過渡為對角式或分區(qū)對角式。
	   礦井通風(fēng)方法一般采用抽出式。當(dāng)?shù)匦螐?fù)雜、露頭發(fā)育老窯多、采用多風(fēng)井通風(fēng)有利時，可采用壓入式通風(fēng)。
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第二節(jié)   采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)
	   采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的主要組成單元, 包括：采區(qū)進(jìn)風(fēng)、回風(fēng)和工作面進(jìn)、回風(fēng)巷道組成的風(fēng)路連接形式及采區(qū)內(nèi)的風(fēng)流控制設(shè)施。
一、采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求
1、每一個采區(qū)， 都必須布置回風(fēng)道，實行分區(qū)通風(fēng)。
2、采煤和掘進(jìn)工作面應(yīng)獨立通風(fēng)系統(tǒng)。有特殊困難必須串聯(lián)通風(fēng)時應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。
3、煤層傾角大于12°的采煤工作面采用下行通風(fēng)時，報礦總工程師批準(zhǔn)，
4、采煤和掘進(jìn)工作面的進(jìn)風(fēng)和回風(fēng)，都不得經(jīng)過采空區(qū)或冒落區(qū)。
二、采區(qū)進(jìn)風(fēng)上山與回風(fēng)上山的選擇
     上（下）山至少要有兩條；對生產(chǎn)能力大的采區(qū)可有3條或4條上山。
1、軌道上山進(jìn)風(fēng)，運輸機(jī)上山回風(fēng)
2、運輸機(jī)上山進(jìn)風(fēng)、軌道上山回風(fēng)
比較：軌道上山進(jìn)風(fēng)，新鮮風(fēng)流不受煤炭釋放的瓦斯、煤塵污染及放熱影響，輸送機(jī)上山進(jìn)風(fēng)，運輸過程中所釋放的瓦斯，可使進(jìn)風(fēng)流的瓦斯和煤塵濃度增大，影響工作面的安全衛(wèi)生條件。
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三、采煤工作面上行風(fēng)與下行風(fēng)
   上行風(fēng)與下行風(fēng)是指進(jìn)風(fēng)流方向與采煤工作面的關(guān)系而言。當(dāng)采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷道水平低于回風(fēng)巷時，采煤工作面的風(fēng)流沿傾斜向上流動，稱上行通風(fēng)，否則是下行通風(fēng)。

優(yōu)缺點：
  １、下行風(fēng)的方向與瓦斯自然流向相反，二者易于混合且不易出現(xiàn)瓦斯分層流動和局部積存的現(xiàn)象。
  ２、上行風(fēng)比下行風(fēng)工作面的氣溫要高。
  ３、下行風(fēng)比上行風(fēng)所需要的機(jī)械風(fēng)壓要大；
  ４、下行風(fēng)在起火地點瓦斯爆炸的可能性比上行風(fēng)要大。

上行通風(fēng)
運煤方向     新風(fēng)     污風(fēng)

下行通風(fēng)
運煤方向     新風(fēng)     污風(fēng)    
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四、工作面通風(fēng)系統(tǒng)
1、U型與Z型通風(fēng)系統(tǒng)

2、Y型、W型及雙Z型通風(fēng)系統(tǒng)

3、H型通風(fēng)系統(tǒng)

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第三節(jié)   通風(fēng)構(gòu)筑物及漏風(fēng)
   礦井通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)路中適當(dāng)位置安設(shè)的隔斷、引導(dǎo)和控制風(fēng)流的設(shè)施和裝置，以保證風(fēng)流按生產(chǎn)需要流動。這些設(shè)施和裝置，統(tǒng)稱為通風(fēng)構(gòu)筑物。
一、通風(fēng)構(gòu)筑物
  分為兩大類：一類是通過風(fēng)流的通風(fēng)構(gòu)筑物，如主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)硐、反風(fēng)裝置、風(fēng)橋、導(dǎo)風(fēng)板和調(diào)節(jié)風(fēng)窗；另一類是隔斷風(fēng)流的通風(fēng)構(gòu)筑物，如井口密閉、擋風(fēng)墻、風(fēng)簾和風(fēng)門等 。
  1、風(fēng)門   按設(shè)地點：在通風(fēng)系統(tǒng)中既要隔斷風(fēng)流又要行人或通車的地方應(yīng)設(shè)立風(fēng)門。在行人或通車不多的地方，可構(gòu)筑普通風(fēng)門。而在行人通車比較頻繁的主要運輸?shù)郎希瑒t應(yīng)構(gòu)筑自動風(fēng)門。

＋
－
風(fēng)門表示方式
＋
－
調(diào)節(jié)風(fēng)門表示方式

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   設(shè)置風(fēng)門的要求：
  （1）每組風(fēng)門不少于兩道，通車風(fēng)門間距不小于一列車長度，行人風(fēng)門間距不小于5m。入排風(fēng)巷道之間要需設(shè)風(fēng)門處同時設(shè)反向風(fēng)門，其數(shù)量不少于兩道；
  （2）風(fēng)門能自動關(guān)閉；通車風(fēng)門實現(xiàn)自動化，礦井總回風(fēng)和采區(qū)回風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)門要裝有閉鎖裝置；風(fēng)門不能同時敞開（包括反風(fēng)門）；
  （3）門框要包邊沿口，有墊襯，四周接觸嚴(yán)密，門扇平整不漏風(fēng)，門扇與門框不歪扭。門軸與門框要向關(guān)門方向傾斜80°至85°；
  （4）風(fēng)門墻垛要用不燃材料建筑，厚度不小于0.5m，嚴(yán)密不漏風(fēng)；
  墻垛周邊要掏槽，見硬頂、硬幫與煤巖接實。墻垛平整，無裂縫、重縫和空縫；
  （5）風(fēng)門水溝要設(shè)反水池或擋風(fēng)簾，通車風(fēng)門要設(shè)底坎，電管路孔要堵嚴(yán)；風(fēng)門前后各5m內(nèi)巷道支護(hù)良好，無雜物、積水、淤泥。

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2、風(fēng)橋
   當(dāng)通風(fēng)系統(tǒng)中進(jìn)風(fēng)道與回風(fēng)道需水平交叉時，為使進(jìn)風(fēng)與回風(fēng)互相隔開需要構(gòu)筑風(fēng)橋。按其結(jié)構(gòu)不同可分為三種。
1）繞道式風(fēng)橋    開鑿在巖石里，最堅固耐用，漏風(fēng)少。

2）混凝土風(fēng)橋    結(jié)構(gòu)緊湊，比較堅固。

3）鐵筒風(fēng)橋      可在次要風(fēng)路中使用。

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3、密閉
   密閉是隔斷風(fēng)流的構(gòu)筑物。設(shè)置在需隔斷風(fēng)流、也不需要通車行人的巷道中。密閉的結(jié)構(gòu)隨服務(wù)年限的不同而分為兩類：
  1）臨時密閉，常用木板、木段等修筑，并用黃泥、石灰抹面。
  2）永久密閉，常用料石、磚、水泥等不燃性材料修筑。

4、導(dǎo)風(fēng)板
應(yīng)用以下幾種導(dǎo)風(fēng)板。
  1）引風(fēng)導(dǎo)風(fēng)板；
  2）降阻導(dǎo)風(fēng)板；
  3）匯流導(dǎo)風(fēng)板。

表示方式

觀察孔

放水孔

注漿孔
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二、漏風(fēng)及有效風(fēng)量
1、礦井漏風(fēng)及其危害性
  有效風(fēng)量：礦井中流至各用風(fēng)地點，起到通風(fēng)作用的風(fēng)量。
  漏風(fēng)：未經(jīng)用風(fēng)地點而經(jīng)過采空區(qū)、地表塌陷區(qū)、通風(fēng)構(gòu)筑物和煤柱裂隙等通道直接流（滲）入回風(fēng)道或排出地表的風(fēng)量。
  漏風(fēng)的危害：使工作面和用風(fēng)地點的有效風(fēng)量減少，氣候和衛(wèi)生條件惡化，增加無益的電能消耗，并可導(dǎo)致煤炭自燃等事故。減少漏風(fēng)、提高有效風(fēng)量是通風(fēng)管理部門的基本任務(wù)。
2、漏風(fēng)的分類及原因
1）漏風(fēng)的分類    
   礦井漏風(fēng)按其地點可分為：（1）外部漏風(fēng)（或稱井口漏風(fēng)）泛指地表附近如箕斗井井口，地面主通風(fēng)機(jī)附近的井口、防爆蓋、反風(fēng)門、調(diào)節(jié)閘門等處的漏風(fēng)。（2）內(nèi)部漏風(fēng)（或稱井下漏風(fēng)）是指井下各種通風(fēng)構(gòu)筑物的漏風(fēng)、采空區(qū)以及碎裂的煤柱的漏風(fēng)。
2）漏風(fēng)的原因
   當(dāng)有漏風(fēng)通路存在，并在其兩端有壓差時，就可產(chǎn)生漏風(fēng)。漏風(fēng)風(fēng)流通過孔隙的流態(tài)，視孔隙情況和漏風(fēng)大小而異。
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3、礦井漏風(fēng)率及有效風(fēng)量率
1）礦井有效風(fēng)量Qe
   是指風(fēng)流通過井下各工作地點實際風(fēng)量總和。
2）礦井有效風(fēng)量率
   礦井有效風(fēng)量率是礦井有效風(fēng)量Qe與各臺主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)量總和之比。礦井有效風(fēng)量率應(yīng)不低于85%。
3）礦井外部漏風(fēng)量
   指直接由主要通風(fēng)機(jī)裝置及其風(fēng)井附近地表漏失的風(fēng)量總和。可用各臺主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)量的總和減去礦井總回（或進(jìn)）風(fēng)量。
4）礦井外部漏風(fēng)率
   指礦井外部漏風(fēng)量QL與各臺主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)量總和之比。
   礦井主要通風(fēng)機(jī)裝置外部漏風(fēng)率無提升設(shè)備時不得超過5％，有提升設(shè)備時不得超過15％。
4、減少漏風(fēng)、提高有效風(fēng)量
   漏風(fēng)風(fēng)量與漏風(fēng)通道兩端的壓差成正比，和漏風(fēng)風(fēng)阻的大小成反比。應(yīng)增加地面主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)硐、反風(fēng)道及附近的風(fēng)門的氣密性，以減少漏風(fēng)。
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第四節(jié)   礦井通風(fēng)設(shè)計
一、礦井通風(fēng)設(shè)計的內(nèi)容與要求 
１、礦井通風(fēng)設(shè)計的內(nèi)容
確定礦井通風(fēng)系統(tǒng)；
礦井風(fēng)量計算和風(fēng)量分配；
礦井通風(fēng)阻力計算；
選擇通風(fēng)設(shè)備；
概算礦井通風(fēng)費用。
２、礦井通風(fēng)設(shè)計的要求
將足夠的新鮮空氣有效地送到井下工作場所，保證生產(chǎn)和良好的勞動條件；
通風(fēng)系統(tǒng)簡單，風(fēng)流穩(wěn)定，易于管理，具有抗災(zāi)能力；
發(fā)生事故時，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)測系統(tǒng)或檢測措施；
通風(fēng)系統(tǒng)的基建投資省，營運費用低、綜合經(jīng)濟(jì)效益好。
第七章  礦井通風(fēng)系統(tǒng)與通風(fēng)設(shè)計
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)箕斗提升井或裝有膠帶輸送機(jī)的井筒不應(yīng)兼作進(jìn)風(fēng)井，如果兼作回風(fēng)井使用，必須采取措施，滿足安全的要求。
   4)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。
   5)每一個生產(chǎn)水平和每一采區(qū)，必須布置回風(fēng)巷，實行分區(qū)通風(fēng)。
   6)井下爆破材料庫必須有單獨的新鮮風(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。
   7)井下充電室必須單獨的新鮮風(fēng)流通風(fēng)，回風(fēng)風(fēng)流應(yīng)引入回風(fēng)巷。
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２、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)。

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三、礦井風(fēng)量計算
㈠、礦井風(fēng)量計算原則
    礦井需風(fēng)量，按下列要求分別計算，并必須采取其中最大值。
    ⑴按井下同時工作最多人數(shù)計算，每人每分鐘供給風(fēng)量不得少于4m3；
    ⑵按采煤、掘進(jìn)、硐室及其他實際需要風(fēng)量的總和進(jìn)行計算。
㈡、礦井需風(fēng)量的計算
1、采煤工作面需風(fēng)量的計算
   采煤工作面的風(fēng)量應(yīng)該按下列因素分別計算，取其最大值。
(1)按瓦斯涌出量計算：

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。
第七章  礦井通風(fēng)系統(tǒng)與通風(fēng)設(shè)計
⑵按工作面進(jìn)風(fēng)流溫度計算：
   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)測方法進(jìn)行計算。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)量按下式計算：

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)。
第七章  礦井通風(fēng)系統(tǒng)與通風(fēng)設(shè)計
⑶按使用炸藥量計算：

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。
⑷ 按工作人員數(shù)量計算：
                            
    式中 4——每人每分鐘應(yīng)供給的最低風(fēng)量，m3/min 
       nwi——第i 個采煤工作面同時工作的最多人數(shù),個。
⑸按風(fēng)速進(jìn)行驗算
    按最低風(fēng)速驗算各個采煤工作面的最小風(fēng)量：

按最高風(fēng)速驗算各個采煤工作面的最大風(fēng)量：
 
第七章  礦井通風(fēng)系統(tǒng)與通風(fēng)設(shè)計
２、掘進(jìn)工作面需風(fēng)量的計算：
   煤巷、半煤巖和巖巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量，應(yīng)按下列因素分別計算，取其最大值。
⑴按瓦斯涌出量計算：
                                                
    
    式中  Qhi ——第i個掘進(jìn)工作面的需風(fēng)量，m3/min
          Qghi——第i個掘進(jìn)工作面的絕對瓦斯涌出量；m3/min
          kghi——第i個掘進(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。
⑵按炸藥量計算
                                                 
  
    式中    25——使用1kg炸藥的供風(fēng)量，m3/min;
           Ahi——第i個掘進(jìn)工作面一次爆破所用的最大炸藥量，kg

第七章  礦井通風(fēng)系統(tǒng)與通風(fēng)設(shè)計
⑶按局部通風(fēng)機(jī)吸風(fēng)量計算

式中      ——第i個掘進(jìn)工件面同時運轉(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取1.2，有瓦斯涌                	          出時取1.3。
⑷按工作人員數(shù)量計算

式中 nhi——第i個掘進(jìn)工作面同時工作的最多人數(shù)，人。
⑸按風(fēng)速進(jìn)行驗算
按最小風(fēng)速驗算，巖巷掘進(jìn)面最小風(fēng)量：
                                     
各個煤巷或半煤巖巷掘進(jìn)面的最小風(fēng)量；
                               
按最高風(fēng)速驗算，掘進(jìn)面的最大風(fēng)量：
                            
式中  shi——第i個掘進(jìn)工作面巷道的凈斷面積，m2
第七章  礦井通風(fēng)系統(tǒng)與通風(fēng)設(shè)計
３、硐室需風(fēng)量計算
    獨立通風(fēng)硐室的供風(fēng)量，應(yīng)根據(jù)不同類型的硐室分別進(jìn)行計算：
 ⑴機(jī)電硐室
    發(fā)熱量大的機(jī)電硐室，按硐室中運行的機(jī)電設(shè)備發(fā)熱量進(jìn)行計算：

式中  Qri——第個機(jī)電硐室的需風(fēng)量，m3/min
             ——機(jī)電硐室中運轉(zhuǎn)的電動機(jī)（變壓器）總功率，KW
           θ——機(jī)電硐室的發(fā)熱系數(shù)，
       ρ——空氣密度，一般取1.25kg/m3
      cp ——空氣的定壓比熱，一般可取1KJ/kgk
      Δt——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)驗值確定需風(fēng)量
                                             m3/min
                                                                        
第七章  礦井通風(fēng)系統(tǒng)與通風(fēng)設(shè)計
⑵爆破材料庫
                                   
  式中  v——庫房空積，m3
⑶充電硐室
  按其回風(fēng)流中氫氣濃度小于0.5%計算
                
  式中 qrhi——第個充電硐室在充電時產(chǎn)生的氫氣量，m3/min
5、礦井總風(fēng)量計算
  礦井的總進(jìn)風(fēng)量，應(yīng)按采煤、掘進(jìn)、硐室及其他地點實際需要風(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。
第七章  礦井通風(fēng)系統(tǒng)與通風(fēng)設(shè)計
四、礦井通風(fēng)總阻力計算
㈠ 礦井通風(fēng)總阻力計算原則
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%計算，擴(kuò)建礦井宜按井巷摩擦阻力的15%計算。
㈡礦井通風(fēng)總阻力計算
   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）各個分支的摩擦阻力和局部阻力的總和，簡稱礦井總阻力，用hm表示。
   對于礦井有兩臺或多臺風(fēng)主要通風(fēng)機(jī)工作，礦井通風(fēng)阻力按每臺主要通風(fēng)機(jī)所服務(wù)的系統(tǒng)分別計算。
   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)總阻力最大時亦稱為通風(fēng)困難時期。
   對于通風(fēng)困難和容易時期，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。
第七章  礦井通風(fēng)系統(tǒng)與通風(fēng)設(shè)計
計算方法：        
   沿著風(fēng)流總阻力最大路線，依次計算各段摩擦阻力  hf，然后分別累計得出容易和困難時期的總摩擦阻力  hf1  和  hf2。
   通風(fēng)容易時期總阻力 ：

通風(fēng)困難時期總阻力：

hf 按下式計算：

式中
第七章  礦井通風(fēng)系統(tǒng)與通風(fēng)設(shè)計
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)和電動機(jī)。
㈠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時期工況變化，并使通風(fēng)設(shè)備長期高效率運行。
  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，宜計算礦井的自然風(fēng)壓。
㈡主要通風(fēng)機(jī)的選擇
  1、計算通風(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)井不提升用時取1.1；箕斗井兼作  回 	   硯用時取1.15；回風(fēng)回升降人員時取1.2。

第七章  礦井通風(fēng)系統(tǒng)與通風(fēng)設(shè)計
2、計算通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓
   離心式通風(fēng)機(jī)（提供的大多是全壓曲線）：
   容易時期 
      
   困難時期 
   軸流式通風(fēng)機(jī)（提供的大多是靜壓曲線）：
   容易時期 
      
   困難時期
      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；
     hvd－－擴(kuò)散器出口動能損失；
     ＨN－－自然風(fēng)壓，當(dāng)自然風(fēng)壓與通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓作用相同時取“+”；	        自然風(fēng)壓與通風(fēng)機(jī)負(fù)壓作用反向時取“-”。
第七章  礦井通風(fēng)系統(tǒng)與通風(fēng)設(shè)計
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)的實際工況點
   因為根據(jù)Qf、Hsdmin(或Htdmin)和Qf、Hsdmax(或Htdmax)確定的工況點，但設(shè)計工況點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，確定其實際工況點。步驟：
1）計算通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)阻
   用靜壓特性曲線時：

用全壓特性曲線時：
第七章  礦井通風(fēng)系統(tǒng)與通風(fēng)設(shè)計
2）確定通風(fēng)機(jī)的實際工況點
   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)壓曲線的交點即為實際工況點。

5、確定通風(fēng)的型號和轉(zhuǎn)速
   根據(jù)通風(fēng)機(jī)的工況參數(shù)（Qf 、Hsd 、η、N）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，最后確定通風(fēng)機(jī)的型號和轉(zhuǎn)速。
Q(m3/s)
H (Pa)

(Hmin,Qfmin)
(Hmax,Qfmax)
Rmax
Rmin

Mmax
Mmin
第七章  礦井通風(fēng)系統(tǒng)與通風(fēng)設(shè)計
 6、電動機(jī)選擇
⑴通風(fēng)機(jī)的輸入功率按通風(fēng)容易和困難時期，分別計算風(fēng)所需的輸入功率Nmin  ，Ｎmax  。

或

⑵電動機(jī)的臺數(shù)及種類
  當(dāng)Nmin≥0.6Nmax時，可選一臺電動機(jī)，電動機(jī)功率為：

當(dāng)Nmin＜0.6Nmax時，選二臺電動機(jī)，其功率分別為：
       初期：

后期按選一臺電機(jī)公式計算。ηe ：電機(jī)效率，ηtr：傳動效率。
第七章  礦井通風(fēng)系統(tǒng)與通風(fēng)設(shè)計
六、概算礦井通風(fēng)費用
    噸煤通風(fēng)成本是通風(fēng)設(shè)計和管理的重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。
    噸煤通風(fēng)成本主要包括下列費用：
1、 電費（W1）
    噸煤的通風(fēng)電費為主要通風(fēng)機(jī)年耗電費及井下輔助通風(fēng)機(jī)、局部通風(fēng)機(jī)電費之和除以年產(chǎn)量，可用如下公式計算：

E——主要通風(fēng)機(jī)年耗電量，   D——電價，元/KWh；
    T——礦井年產(chǎn)量，噸；       ηv——變壓器效率，可取0.95；
    EA——局部通風(fēng)機(jī)和輔助通風(fēng)機(jī)的年耗電量；ηw——電纜輸電效率
2、設(shè)備折舊費
3、材料消耗費用
4、通風(fēng)工作人員工資費用
5、專為通風(fēng)服務(wù)的井巷工程折舊費和維護(hù)費折算至噸煤的費用。
6、采每噸煤的通風(fēng)儀表的購置費和維修費用。
第七章  礦井通風(fēng)系統(tǒng)與通風(fēng)設(shè)計
第五節(jié)   可控循環(huán)通風(fēng)概述
   可控循環(huán)通風(fēng)是由英國學(xué)者S.J.LEACH和A.SLACK研究提出，七十年初在英國開始應(yīng)用。之后，包括中國在內(nèi)的許多國家也相繼對可控循環(huán)通風(fēng)進(jìn)行了研究和應(yīng)用。
    定義：在低瓦斯礦中，當(dāng)采掘工作面位于礦井的邊遠(yuǎn)地區(qū)，原有通風(fēng)系統(tǒng)不能保證按需供風(fēng)，而該地區(qū)的回風(fēng)的風(fēng)質(zhì)又比較好時，可以在局部通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)、回風(fēng)之間安置通風(fēng)設(shè)備、設(shè)施和監(jiān)控設(shè)備，對回風(fēng)進(jìn)行合理循環(huán)控制加以再利用，以增加用風(fēng)地點的實際風(fēng)量。此種通風(fēng)方法稱為可控循環(huán)風(fēng)。
   循環(huán)率：

Qc
Q

循環(huán)風(fēng)機(jī)  
第七章  礦井通風(fēng)系統(tǒng)與通風(fēng)設(shè)計
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