2009年 7月 30日星期四,矿井通风,1
第十一章 矿井通风设计
◆ 主要内容与基本要 求
◆ 第一节 概述
◆ 第二节 矿井需风量的计算与分配
◆ 第三节 矿井通风阻力的计算
◆ 第四节 矿井通风设备的选择
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主要内容与基本要求
1、了解矿井通风设计的任务、内容及通风系统的选择。
2、掌握矿井总及各工作地点的需风量计算方法。
3、掌握矿井通风阻力计算方法。
4、了解通风设备的选择。
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第一节 概述一、矿井通风设计的基本任务二,矿井通风系统选择三,矿井通风系统设计内容和步骤
2009年 7月 30日星期四,矿井通风,4
一,矿井通风设计的基本任务结合开拓,采矿方法和运输系统等需要确定一个安全可靠
,经济合理的 矿井通风系统,并计算不同时期的 矿井总风量 和总阻力,选择 通风设备 。
设计根据 容易时期 和 困难时期 的生产情况进行设计计算，并选出适合这两个时期的扇风机。
◆ 容易时期 —— 矿井刚达到设计产量时，通风线路最短作为矿井通风容易时期。
◆ 困难时期 —— 矿井生产能力最大，通风线路最长时，作为矿井通风困难时期。
2009年 7月 30日星期四,矿井通风,5
二,矿井通风系统的选择
1,安全可靠；
创造良好的劳动条件和通风效果 。
可靠性主要表现为通风井巷的风量和风流方向不变 。
2,经济性；
3、结合具体条件，因地制宜；
4、矿井通风系统随生产的发展是不断变化的。
5,应结合开拓方案一并提出 。
6,必须执行,安全规程,中的规定 。
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三,矿井通风系统的设计内容和步骤
1,拟定通风系统,并画出图纸 。
2,计算全矿总风量和进行风量分配 。
3,计算全矿通风总阻力 。
4,选择通风设备 。
5,通风费用的概算 。
以上为矿井通风设计的基本内容,设计步骤也是按上述顺序进行 。
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第二节 矿井需风量的计算与分配一、全矿总风量计算二,回采工作面的风量计算三,掘进工作面的风量计算四,硐室所需风量计算
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一,全矿总风量计算在初步设计和施工图设计阶段,必须确定通风工程,选择通风设备和进行风量分配,应采用 分项计算方法 。
在编制矿井远景规划和代为编拟设计任务书时,为尽快地提出估算成果,可根据矿井年产量用 万吨风量比 来估算矿井风量 。
2009年 7月 30日星期四,矿井通风,9
)( 其它硐掘备采采 QQQQQkQ t
1、分项计算风量分项计算全矿总风量 是各工作面所需风量和独立通风硐室的风量总和，再考虑矿井漏风，生产不均衡等因素，给予一定的备用风量。
k—— 矿井风量备用系数
2009年 7月 30日星期四,矿井通风,10
2,按万吨风量比计算风量在估算风量时,可根据矿井或坑口的生产规模,按下式计算
Qt = Aq
式中 A—— 矿井或坑口的年产量,万吨；
q—— 万吨风量比,米 3/秒 ·万吨；参照下表选取 。
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二,回采工作面的风量计算
1,按排烟计算一般按 排烟,排尘 计算并选取两者中最大值 。
特殊矿井按排烟,排尘,排氡,使用柴油机设备所需风量等计算并取其中最大值 。
2,按排尘风速计算风量
2009年 7月 30日星期四,矿井通风,12
1） 巷道型采场风量计算属于这一类型的采矿方法浅孔留矿法,长壁法,开采薄矿体的分层充填法等 。
2） 硐室型采场风量计算这类采矿方法有房柱法,全面法,厚矿体充填法等 。
2009年 7月 30日星期四,矿井通风,13
2,按排尘风速计算风量
Q = sv m3/s
式中 s—— 采场过风断面积,m2。
v—— 采场排尘风速,m/s。
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三,掘进工作面的风量计算根据上一章所讲的局部通风计算，再考虑局部通风装置的漏风（局扇的风量），得到掘进工作面的风量，把所有的掘进工作面风量相加，便得到掘进工作面总风量 。
掘Q
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四,硐室所需风量计算独立通风的硐室,其计算的风量值应计入全矿总风量中 。
不是独立通风的硐室,不单独占用风量 。
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五,风量分配
◆ 基本要求
1,采掘工作面风量要按各因素计算并取最大值进行强制分配到各工作面 。
2,工作面应避免串联通风,无法避免时,风量分配只按一个工作面的风量进行分配 。
3,对井下炸药库,破碎硐室应独立通风,单独分配给风量 。
4,各需风地点和井巷中的风速要满足,规程,中的规定掘进巷道和巷道型采场最低风速不低于 0.25m/s,硐室型采场不小于 0.15m/s。 最大不超过允许风速 P240表 12-1,若不符合规定者,则需重新分配 。
2009年 7月 30日星期四,矿井通风,17
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◆ 风量分配的方法根据对矿井漏风地点和漏风量掌握的程度不同,风量分配的方法有两种：
1,新建矿井的风量分配矿井的需风段按用风地点的需风量强制分配,进风段和回风段按自然分配 。
2009年 7月 30日星期四,矿井通风,19
对新开拓的中段、区段可参考新建矿井的风量分配的方法。
2、改、扩建矿井的风量分配对改建、扩建矿井可进行实测得出漏风地点和漏风量，然后根据漏风地点，漏风量和需风地点的需风量来确定流过各井巷的风量。
2009年 7月 30日星期四,矿井通风,20
第三节 矿井通风阻力的计算一,矿井通风总阻力构成二,矿井通风阻力计算要求三,矿井通风阻力计算方法
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一,矿井通风总阻力指风流由进风井口到回风井口止沿途的摩擦阻力和局部阻力的总和称为 矿井通风总阻力 。
ht = ∑h f + ∑h 1
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二,计算要求
1,分别绘出 容易,困难 两时期的通风网路图,并在图上标出风量值 （ 从进风井口到回风井口逐段编上号 ） 。
2,分别选出两个时期中 通风阻力最大 一条线路进行阻力计算 （ 线路长,风量大 ） 。
容易时期的通风网路图上选择一条阻力最大的线路计算该时期矿井的通风总阻力 ht小 。
困难时期的通风网路图上选择一条阻力最大的线路计算该时期的矿井通风总阻力 ht大 。
2009年 7月 30日星期四,矿井通风,23
3,分析通风网路属自然分配风量的区段则按风量自然分配计算出每条巷道的风量,再计算该区段的通风阻力,一般在进风段和回风段 。
属按需分配风量的区段,则按阻力最大一条线路计算该区段的阻力,一般在需风段 。
4,计算出的矿井通风阻力最大值 ht大 <3～ 4kPa,超过此值风机选型困难 。
2009年 7月 30日星期四,矿井通风,24
式中 αi—— 第 i段巷道摩擦阻力系数 。 注意：巷道断面,支护型式相同的作为一段,
采用列表计算 。
PaQs PLh i
i
ii
ifi
2
3
三,矿井通风阻力计算方法沿着两个时期通风阻力最大线路进行编号，分别计算出各段开拓井巷的摩擦阻力。
2009年 7月 30日星期四,矿井通风,25
2009年 7月 30日星期四,矿井通风,26
两个时期 （ 从进风井口到回风井口 ） 阻力最大线路的摩擦阻力为容易时期 hf小 ＝ Σ hfi
困难时期 hf大 ＝ Σ hfi
全矿的局部阻力一般不在另行计算,只按摩擦阻力的 20%
作为局部阻力 。 即
∑ h1 = 0.2hf
矿井通风总阻力容易时期 ht小 ＝ 1.2 hf小困难时期 ht大 ＝ 1.2 hf大
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第四节 矿井通风设备的选择一,主扇的选择二,电动机的选择
2009年 7月 30日星期四,矿井通风,28
矿井通风设备是指 主扇 和 电动机,通风设备的选择应先选主扇,再选电动机 。
一,主扇的选择
1,主扇的风量
Qf = ρ Qt m3/s
式中 Qt—— 矿井的总风量,m3/s。
ρ —— 扇风机装置的风量备用系数,ρ = 1.1。
2009年 7月 30日星期四,矿井通风,29
2,主扇的风压根据产品目录中扇风机的特性曲线是静压特性曲线还是全压特性曲线来计算风机的风压 。
① 若风机用 静压特性曲线,主扇的静压：
◆ 容易时期：
nrtS HhhH 大大'
PaHhhH nrts 小小式中 ht小 —— 容易时期矿井通风阻力,Pa。
hr—— 扇风机装置阻力，一般 hr = 150— 200Pa。
Hn—— 自然风压,Pa；容易时期考虑 Hn帮助主扇工作。
◆ 困难时期：
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nvrtf HhhhH 小小
nvrtf HhhhH 大大
② 若风机用 全压特性曲线,主扇全压：
◆ 容易时期：
hv— 主扇扩散器出口的动压损失。 Pa
◆ 困难时期：
3,选择主扇根据,或,和 Qf,按前述的两种方法选择扇风机,然后确定两时期扇风机的工况 。
小sH? 大sH? 小fH 大fH
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式中 H小,Qf,η小 — 容易时期主扇工况的风压,风量,效率 。
H小,Qf,η大 — 困难时期主扇工况的风压,风量,效率 。
ηe— 电机效率,ηe = 0.9～ 0.95。
ηw— 传动效率,直接传动 ηw = 1,皮带传动 ηw = 0.95。
k— 电动机容量备用系数,轴流式 k = 1.1～ 1.2，
离心式 k = 1.2～ 1.3。
kwkQHN
we
f
e
小小小 10 00?
kwkQHN
we
f
e
大大大 10 00?
二、电动机的选择根据扇风机工况（ H,Qf,η），按下式计算电动机的功率。
◆ 容易时期
◆ 困难时期
2009年 7月 30日星期四,矿井通风,32
根据计算的 Ne大 或 Neo,Ne大 及主扇所要求的 转速,从电动机设备产品目录上选择合适的电动机 。
第十一章 矿井通风设计
◆ 主要内容与基本要 求
◆ 第一节 概述
◆ 第二节 矿井需风量的计算与分配
◆ 第三节 矿井通风阻力的计算
◆ 第四节 矿井通风设备的选择
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主要内容与基本要求
1、了解矿井通风设计的任务、内容及通风系统的选择。
2、掌握矿井总及各工作地点的需风量计算方法。
3、掌握矿井通风阻力计算方法。
4、了解通风设备的选择。
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第一节 概述一、矿井通风设计的基本任务二,矿井通风系统选择三,矿井通风系统设计内容和步骤
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一,矿井通风设计的基本任务结合开拓,采矿方法和运输系统等需要确定一个安全可靠
,经济合理的 矿井通风系统,并计算不同时期的 矿井总风量 和总阻力,选择 通风设备 。
设计根据 容易时期 和 困难时期 的生产情况进行设计计算，并选出适合这两个时期的扇风机。
◆ 容易时期 —— 矿井刚达到设计产量时，通风线路最短作为矿井通风容易时期。
◆ 困难时期 —— 矿井生产能力最大，通风线路最长时，作为矿井通风困难时期。
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二,矿井通风系统的选择
1,安全可靠；
创造良好的劳动条件和通风效果 。
可靠性主要表现为通风井巷的风量和风流方向不变 。
2,经济性；
3、结合具体条件，因地制宜；
4、矿井通风系统随生产的发展是不断变化的。
5,应结合开拓方案一并提出 。
6,必须执行,安全规程,中的规定 。
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三,矿井通风系统的设计内容和步骤
1,拟定通风系统,并画出图纸 。
2,计算全矿总风量和进行风量分配 。
3,计算全矿通风总阻力 。
4,选择通风设备 。
5,通风费用的概算 。
以上为矿井通风设计的基本内容,设计步骤也是按上述顺序进行 。
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第二节 矿井需风量的计算与分配一、全矿总风量计算二,回采工作面的风量计算三,掘进工作面的风量计算四,硐室所需风量计算
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一,全矿总风量计算在初步设计和施工图设计阶段,必须确定通风工程,选择通风设备和进行风量分配,应采用 分项计算方法 。
在编制矿井远景规划和代为编拟设计任务书时,为尽快地提出估算成果,可根据矿井年产量用 万吨风量比 来估算矿井风量 。
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)( 其它硐掘备采采 QQQQQkQ t
1、分项计算风量分项计算全矿总风量 是各工作面所需风量和独立通风硐室的风量总和，再考虑矿井漏风，生产不均衡等因素，给予一定的备用风量。
k—— 矿井风量备用系数
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2,按万吨风量比计算风量在估算风量时,可根据矿井或坑口的生产规模,按下式计算
Qt = Aq
式中 A—— 矿井或坑口的年产量,万吨；
q—— 万吨风量比,米 3/秒 ·万吨；参照下表选取 。
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二,回采工作面的风量计算
1,按排烟计算一般按 排烟,排尘 计算并选取两者中最大值 。
特殊矿井按排烟,排尘,排氡,使用柴油机设备所需风量等计算并取其中最大值 。
2,按排尘风速计算风量
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1） 巷道型采场风量计算属于这一类型的采矿方法浅孔留矿法,长壁法,开采薄矿体的分层充填法等 。
2） 硐室型采场风量计算这类采矿方法有房柱法,全面法,厚矿体充填法等 。
2009年 7月 30日星期四,矿井通风,13
2,按排尘风速计算风量
Q = sv m3/s
式中 s—— 采场过风断面积,m2。
v—— 采场排尘风速,m/s。
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三,掘进工作面的风量计算根据上一章所讲的局部通风计算，再考虑局部通风装置的漏风（局扇的风量），得到掘进工作面的风量，把所有的掘进工作面风量相加，便得到掘进工作面总风量 。
掘Q
2009年 7月 30日星期四,矿井通风,15
四,硐室所需风量计算独立通风的硐室,其计算的风量值应计入全矿总风量中 。
不是独立通风的硐室,不单独占用风量 。
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五,风量分配
◆ 基本要求
1,采掘工作面风量要按各因素计算并取最大值进行强制分配到各工作面 。
2,工作面应避免串联通风,无法避免时,风量分配只按一个工作面的风量进行分配 。
3,对井下炸药库,破碎硐室应独立通风,单独分配给风量 。
4,各需风地点和井巷中的风速要满足,规程,中的规定掘进巷道和巷道型采场最低风速不低于 0.25m/s,硐室型采场不小于 0.15m/s。 最大不超过允许风速 P240表 12-1,若不符合规定者,则需重新分配 。
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◆ 风量分配的方法根据对矿井漏风地点和漏风量掌握的程度不同,风量分配的方法有两种：
1,新建矿井的风量分配矿井的需风段按用风地点的需风量强制分配,进风段和回风段按自然分配 。
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对新开拓的中段、区段可参考新建矿井的风量分配的方法。
2、改、扩建矿井的风量分配对改建、扩建矿井可进行实测得出漏风地点和漏风量，然后根据漏风地点，漏风量和需风地点的需风量来确定流过各井巷的风量。
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第三节 矿井通风阻力的计算一,矿井通风总阻力构成二,矿井通风阻力计算要求三,矿井通风阻力计算方法
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一,矿井通风总阻力指风流由进风井口到回风井口止沿途的摩擦阻力和局部阻力的总和称为 矿井通风总阻力 。
ht = ∑h f + ∑h 1
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二,计算要求
1,分别绘出 容易,困难 两时期的通风网路图,并在图上标出风量值 （ 从进风井口到回风井口逐段编上号 ） 。
2,分别选出两个时期中 通风阻力最大 一条线路进行阻力计算 （ 线路长,风量大 ） 。
容易时期的通风网路图上选择一条阻力最大的线路计算该时期矿井的通风总阻力 ht小 。
困难时期的通风网路图上选择一条阻力最大的线路计算该时期的矿井通风总阻力 ht大 。
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3,分析通风网路属自然分配风量的区段则按风量自然分配计算出每条巷道的风量,再计算该区段的通风阻力,一般在进风段和回风段 。
属按需分配风量的区段,则按阻力最大一条线路计算该区段的阻力,一般在需风段 。
4,计算出的矿井通风阻力最大值 ht大 <3～ 4kPa,超过此值风机选型困难 。
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式中 αi—— 第 i段巷道摩擦阻力系数 。 注意：巷道断面,支护型式相同的作为一段,
采用列表计算 。
PaQs PLh i
i
ii
ifi
2
3
三,矿井通风阻力计算方法沿着两个时期通风阻力最大线路进行编号，分别计算出各段开拓井巷的摩擦阻力。
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两个时期 （ 从进风井口到回风井口 ） 阻力最大线路的摩擦阻力为容易时期 hf小 ＝ Σ hfi
困难时期 hf大 ＝ Σ hfi
全矿的局部阻力一般不在另行计算,只按摩擦阻力的 20%
作为局部阻力 。 即
∑ h1 = 0.2hf
矿井通风总阻力容易时期 ht小 ＝ 1.2 hf小困难时期 ht大 ＝ 1.2 hf大
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第四节 矿井通风设备的选择一,主扇的选择二,电动机的选择
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矿井通风设备是指 主扇 和 电动机,通风设备的选择应先选主扇,再选电动机 。
一,主扇的选择
1,主扇的风量
Qf = ρ Qt m3/s
式中 Qt—— 矿井的总风量,m3/s。
ρ —— 扇风机装置的风量备用系数,ρ = 1.1。
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2,主扇的风压根据产品目录中扇风机的特性曲线是静压特性曲线还是全压特性曲线来计算风机的风压 。
① 若风机用 静压特性曲线,主扇的静压：
◆ 容易时期：
nrtS HhhH 大大'
PaHhhH nrts 小小式中 ht小 —— 容易时期矿井通风阻力,Pa。
hr—— 扇风机装置阻力，一般 hr = 150— 200Pa。
Hn—— 自然风压,Pa；容易时期考虑 Hn帮助主扇工作。
◆ 困难时期：
2009年 7月 30日星期四,矿井通风,30
nvrtf HhhhH 小小
nvrtf HhhhH 大大
② 若风机用 全压特性曲线,主扇全压：
◆ 容易时期：
hv— 主扇扩散器出口的动压损失。 Pa
◆ 困难时期：
3,选择主扇根据,或,和 Qf,按前述的两种方法选择扇风机,然后确定两时期扇风机的工况 。
小sH? 大sH? 小fH 大fH
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式中 H小,Qf,η小 — 容易时期主扇工况的风压,风量,效率 。
H小,Qf,η大 — 困难时期主扇工况的风压,风量,效率 。
ηe— 电机效率,ηe = 0.9～ 0.95。
ηw— 传动效率,直接传动 ηw = 1,皮带传动 ηw = 0.95。
k— 电动机容量备用系数,轴流式 k = 1.1～ 1.2，
离心式 k = 1.2～ 1.3。
kwkQHN
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小小小 10 00?
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大大大 10 00?
二、电动机的选择根据扇风机工况（ H,Qf,η），按下式计算电动机的功率。
◆ 容易时期
◆ 困难时期
2009年 7月 30日星期四,矿井通风,32
根据计算的 Ne大 或 Neo,Ne大 及主扇所要求的 转速,从电动机设备产品目录上选择合适的电动机 。
