矿井通风系统设计例题和习题Word文档格式.doc
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贯穿风流的风量为
（7）矿井总风量
式中——各类作业面所需风量，；
——各类作业面的数量；
——风量备用系数，此例中。
则
矿井漏风按总回风道集中漏风考虑，各巷道按需分配的风量如图1所示。
2、计算全矿总阻力
首先选择最大阻力路线。
根据通过风量的大小和路线的长短，选择1、2、3……13、14为最大阻力路线（图1）。
分段计算各巷道的摩擦阻力，按下式计算
计算结果列于表1中。
由各段巷道摩擦阻力的总和可求得矿井摩擦阻力。
矿井的局部阻力按摩擦阻力的计算。
矿井的总阻力应为
3、选择扇风机，计算电动机功率
⑴扇风机风量
式中，——扇风机装置风量备用系数，。
⑵扇风机的全压
式中，——扇风机装置阻力，=100；
——扩散塔出口动压损失，=10；
——矿井反向自然风压，=96。
则
查扇风机特性曲线，选用K40（B）型№19轴流式扇风机，转速，叶片安装角，实际风量可达60，风压可达1290，效率。
扇风机的功率
电动机的功率
式中——电机备用系数，取1.1；
——电机效率，取0.95。
图1矿井通风系统及作业面分布图
29
表1
巷道
编号
巷道名称
支架种类
摩阻系数α，
巷道长度L，m
巷道断面S，m2
巷道周界P，m
风阻R
风量Q
阻力h
1-2
竖井
双罐、梯子间
0.036
240
17
18
0.0317
36.28
41.7
2-3
石门
混凝土
0.004
120
6.4
10.6
0.0194
31.28
19.0
3-4
运输平巷
无支架
0.010
60
5.24
9.4
0.0392
11.96
5.6
4-5
180
0.1180
9.96
11.7
5-6
人行天井
木框、梯子间
0.050
40
7.0
11.2
0.0653
8.65
4.9
6-7
电耙联络道
4.5
8.6
0.0378
2.10
0.2
7-8
电耙道
″
0.020
50
4.8
8.8
0.0796
0.4
8-9
回风联络道
9.10
3.1
9-10
10.85
10-11
13.25
6.6
11-12
分段回风道
380
0.3587
15.65
87.9
12-13
总回风道
0.0485
54.42
143.6
13-14
回风斜井
木棚子
0.016
400
7.4
11.6
0.1832
542.0
合计
871.2
例题2
某矿矿体走向长1400m，厚7～15m，采用下盘竖井阶段石门开拓，阶段高40m。
上部已有露天开采，井下部分开采深度400m。
主井为箕斗井，不进风也不出风。
副井为罐笼井做为进风井。
通风系统为两翼对角抽出式。
采矿方法为有底柱的中深孔留矿法。
作业面长50m，电耙道沿走向布置，矿体薄时，布置单耙道，矿体厚时，布置双耙道。
回采顺序由上而下，同一水平为后退式。
三个阶段同时作业，包括矿柱回采、矿房回采和开拓采准，通风系统见图2。
矿井年产矿石80万t，一个电耙道日出矿量270t。
作业面一次爆破最大火药量300kg，通风时间40min。
矿柱回采时集中通风，每两个月进行一次大爆破，通风时间8h。
掘进作业面按排尘计算风量。
采场和电耙道二次爆破火药量3kg，通风时间5min。
工作面分布，东西两翼相同，合计工作面数（包括备用作业面）如表2，井巷规格见表3。
夏季反向自然风压126Pa。
1、计算全矿所需总风量，分配风量；
2、计算全矿总阻力；
解
（1）采场风量
①按爆破火药量计算
式中——火药量，；
——通风时间，；
——采场体积，；
——紊流扩散系数，当时，由《矿井通风与防尘》一书中的附录可查得=0.81。
②按排尘计算风量
式中，——硐室采场入口巷道断面面积，；
——风流受限系数。
。
取风量大者，采场风量为4.22。
（2）电耙道风量按二次破碎爆破后通风计算
取大者，电耙道风量为2.70。
（3）出矿平巷的风量
（4）掘进、采准作业面的风量，按排尘风速计算并考虑贯穿风流的风量大于独头巷道风量1.43倍，则
（5）井下火药库的风量取2。
（6）矿井总风量
（7）风量分配。
矿井备用风量按总回风道集中漏风考虑；
各作业面分配的风量见图2；
西翼风量分配情况与东翼相同，从略。
选择最大阻力路线1~18（图2），各段巷道的摩擦阻力按下式计算
计算结果列于表3中，累计1~18各段巷道摩擦阻力值可得东翼总摩擦阻力。
矿井局部通风阻力按摩擦阻力的20%计算，则矿井总阻力
东翼与西翼阻力相同。
取扇风机装置风量备用系数，则扇风机的风量为
扇风机的全压按下式计算
取
查扇风机特性曲线，选用DK40型№19轴流式扇风机，转速为，叶片安装角，风量，全压，效率，可以满足通风要求。
扇风机的功率为
电动机的功率为
图2矿井通风系统及作业面布置（东翼）
表2作业面分配表
作业面
一阶段
二阶段
三阶段
采场
8
2
10
出矿平巷
6
掘进、采准
4
火药库
1
表3
巷道编号
10.4
13.6
0.0058
61.32
21.8
喷浆
0.012
280
14.6
17.3
0.0187
82.32
125.7
0.0027
73.30
14.4
80
0.0039
64.58
16.3
0.008
124
6.1
10.1
0.0440
32.29
45.9
30.11
39.9
22.38
22.0
穿脉平巷
4.0
8.0
0.0125
14.65
2.7
台板、梯子
3.6
5.8
0.0497
13.84
9.5
20
0.1240
8.44
62
37.5
35.0
0.0004
4.22
--
回风天井
12
0.0150
2.9
回风穿脉
15
0.0188
14-15
回风平巷
5.4
9.7
0.0764
21.38
34.9
15-16
55.80
237.9
16-17
350
0.2160
59.31
759.8
17-18
排风井
320
7.04
10.8
0.0790
61.74
301.1
1647.2
第一小组题目
图1某矿通风系统
表1矿块特征
名称
水平分层深孔留矿法
分段采矿法
同时生产的矿块数（个）
每一矿块的耙矿或二次破碎巷道数（个）
每一耙矿或二次破碎巷道破碎断面（m2）
4.6
每一耙矿或二次破碎巷道的长度（m）
30
每一耙矿或二次破碎巷道的产量（吨/昼夜）
300
每个矿块每次爆破间隔时间（周）
2（两矿块不同时爆破）
1（两矿块不同时爆破）
每个矿块每次爆破炸药量（kg）
1300
250
每个采场自由空间体积（m3）
4500
2550
大爆破后加强通风时间（h）
每次二次破碎炸药量（kg）
1.4
松散后的矿石容量（t/m3）
2.5
分段平巷断面（m2）
—
凿岩硐室断面（m2）
凿岩设备型号
YG-80
YG-40
使用凿岩设备台数（台）
4（每个硐室2台）
5（每个分段平巷1台）
表2井巷规格
顺序
支护型式
断面形状
断面积m2
长度m
周边长m
提升井筒
混凝土支护，有管子间及梯子间
圆形
28.3
230
18.84
阶段石门
无
拱形
9.9
100
12.89
阶段平巷
5.0
140
9.98
天井
木框
方形
2.0×
1.5
5-7
760
回风井
3.5
11.0
回风石门
3-16
5.9
200
16-18
18-19
穿脉
4.12
7.74
19-24
1.9×
9.6
24-25
7.6
25-27
29-30
540
31-34
同11-15
第二小组题目
某矿井通风设计的已知条件是：
矿体走向长1000m，上下两层矿体，上层厚8m，下层厚9m，两层间距15m。
竖井阶段石门开拓，共分8个阶段，阶段高40m，最深阶段标高-220m，进风井口标高120m，边界排风井口标高150m。
通风系统见图2。
同时最多开采两个阶段，矿房沿走向布置，分段崩落法开采，深孔全阶段强制崩落法回采矿柱。
矿井年产矿石100万t。
年工作日320d。
平均日产矿石3125t。
每日三班工作，共有采矿作业面12个，备用采矿作业面6个，掘进作业面6个，矿柱回采作业面2个，火药库1个。
一个采场一次爆破最大装药量250kg，通风时间1h。
矿柱回采时装药量9t，通风时间8h，每两月进行一次，其所需风量采取临时性调节措施，不必单独计算。
掘进作业面一次爆破火药量10kg，通风时间30min。
二次破碎装药量2kg，通风时间5min。
一个翼的各类作业面分布情况如表3，另一翼与此相同。
矿井采用两翼式通风系统，中央副井安装压入式扇风机通风，东西两翼边界开凿小竖井做排风井。
两阶段同时作业，上阶段风流下行。
夏季反向自然风压在+20m以上为60Pa，在-220m为180Pa。
井巷规格尺寸见表4。
试按上述条件作矿井通风设计。
题目要求：
1、采用中央压入两翼式通风方法设计，并要求进行局部通风设计。
承担者：
（2人）
2、采用多风机多级机站（中央一级压入，两翼二级抽出）通风方法设计。
3、采用多风机多级机站（中央一级压入、两翼二级和三级抽出）通风方法设计。
图2矿井通风系统
表3工作面分布表
矿层
阶段
生产作业面
备用作业面
矿柱回采
掘进作业面
上层
一段
二段
三段
下层
累计
3
表4井巷规格表
巷道序号
巷道断面m2
巷道周界m
巷道长度m
容易时期
困难时期
5
7
副井，圆形
18.9
260
13.5
82
148
穿脉巷道
木支架
10.0
24
运输巷道
天井（方形）
木框架
42
9.8
13.0
31
回风井（方形）
一般框架
7.1
90
33
22
130
第三小组题目
矿井通风设计的已知条件：
矿体走向长430m，矿体最大厚度32m，平均厚28m；
平硐、竖井开拓，对角式通风系统，扇风机在地面抽出式工作；
采矿方法为有底柱的分段崩落法，分段高15m，阶段高45m；
电耙道垂直走向布置，由分段平巷进风，电耙道水平专用集中回风道回风。
通风系统如图3。
矿井设计年产量70万t，电耙道日出矿量300t/d，二次破碎最大火药量3kg，通风时间5min。
掘进工作面按排尘风速计算风量。
设计开采深度500m，最困难时期各作业面的位置和数量如表5，各类巷道规格尺寸如表6。
夏季反风自然风压130，风硐阻力150Pa。
1、采用单翼对角抽出式通风方法设计，并要求进行局部通风设计。
2、采用多风机多级机站（二级抽出）通风方法设计。
3、采用多风机多级机站（一级压入、二级抽出）通风方法设计。
表5作业面位置及数量
作业面类别
一分段
二分段
三分段
开拓
回采天井凿岩
采准，切割
9
放矿平巷
表6各类井巷规格
序号
井巷名称
支架形式
断面m2
周长m
巷道长m
主平硐
混凝土砌璇
12.8
副井（入风井）
吊框木支架、双罐笼、梯子间
15.4
16.0
500
70
主要运输平巷
人行通风天井
梯子、台板
5.3
9.2
12.6
480
19-20
排风平巷
20-21
图3矿井通风系统及作业面分布
第四小组题目
矿井通风系统及作业面分布见图4。
各段巷道的规格、尺寸及摩擦阻力系数值列于表7中。
图4矿井通风系统及作业面分布图
表7
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