通风设计计算步骤资料课件.ppt

1、矿井通风设计计算步骤和方法矿井通风设计计算步骤和方法第一部分第一部分 风量计算风量计算（煤矿通风能力核定标准）（煤矿通风能力核定标准）一、矿井需要风量计算一、矿井需要风量计算Qra=（Qcf+Qhf+Qur+Qsc+Qrl）kaq m3/min。式中：式中：Qra矿井需要风量矿井需要风量m3/min;Qcf采煤工作面实际需要风量：采煤工作面实际需要风量：m3/min;Qhf掘进工作面实际需要风量：掘进工作面实际需要风量：m3/min;Qur硐室实际需要风量：硐室实际需要风量：m3/min;Qsc备用工作面实际需要风量：备用工作面实际需要风量：m3/min;Qrl其他用风巷道实际需要风量：其他用

2、风巷道实际需要风量：m3/min;Kaq矿井通风需用系数，抽出式矿井通风需用系数，抽出式kaq 取取 1.15-1.20,压入式压入式 kaq 取取 1.25-1.30。二、采煤工作面（包括备用工作面）实际需要风量二、采煤工作面（包括备用工作面）实际需要风量计算计算采煤工作面的实际需要风量，应按工作面气象条件、采煤工作面的实际需要风量，应按工作面气象条件、瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、人员等规定分别进瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、人员等规定分别进行计算，然后取其中的最大值。行计算，然后取其中的最大值。1、按气象条件计算：、按气象条件计算：Qcf=6070%VcfScfKchKcl m3/min式中

3、：式中：Vcf采煤工作面适宜风速，查表；采煤工作面适宜风速，查表；Scf采煤工作面有效断面积，采煤工作面有效断面积，m2；Kch采煤工作面采高调整系数采煤工作面采高调整系数,查表查表1；Kcl采煤工作面长度调整系数采煤工作面长度调整系数,查表查表2；70%有效通风断面系数；有效通风断面系数；60为单位换算产生的系数。为单位换算产生的系数。表表1 采煤工作面进风流气温与对应风速采煤工作面进风流气温与对应风速采煤工作面进风流气温采煤工作面风速（ms-1）201.020231.01.523261.51.826281.82.528302.53.0表2 kch采煤工作面采高调整系数采高m2.02.02.

4、52.5及放顶煤面系数（kch）1.01.11.2表3 kcl采煤工作面长度调整系数 采煤工作面长度m长度风量调整系数（kcl）150.815800.80.9801201.01201501.11501801.21801.301.402按照瓦斯涌出量计算按照瓦斯涌出量计算Qcfi=100qcgikcgi（m3/min）式中：式中：qcgi第第i个采煤工作面回风巷风流中平均个采煤工作面回风巷风流中平均绝对瓦斯涌出量，绝对瓦斯涌出量，m3/min。抽放矿井的瓦斯。抽放矿井的瓦斯涌出量，应扣除瓦斯抽放量进行计算；涌出量，应扣除瓦斯抽放量进行计算；kcgi第第i个采煤工作面瓦斯涌出不均匀的个采煤工作面瓦

5、斯涌出不均匀的备用风量系数备用风量系数,正常生产时连续观测正常生产时连续观测1个月，个月，日最大绝对瓦斯涌出量和月平均日绝对瓦斯日最大绝对瓦斯涌出量和月平均日绝对瓦斯涌出量的比值；涌出量的比值；100按采煤工作面回风流中瓦斯的浓度按采煤工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过不应超过1的换算系数。的换算系数。3按照二氧化碳涌出量计算按照二氧化碳涌出量计算Qcfi=67qccikcci（m3/min）式中：式中：qcci第第i个采煤工作面回风巷风流中平均个采煤工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量，绝对二氧化碳涌出量，m3/min；kcci第第i个采煤工作面二氧化碳涌出不均个采煤工作面二氧化碳涌出不均

6、匀的备用风量系数，正常生产时连续观测匀的备用风量系数，正常生产时连续观测1个个月，日最大绝对二氧化碳涌出量和月平均日月，日最大绝对二氧化碳涌出量和月平均日绝对二氧化碳涌出量的比值；绝对二氧化碳涌出量的比值；67按采煤工作面回风流中二氧化碳的浓度按采煤工作面回风流中二氧化碳的浓度不应超过不应超过1.5的换算系数。的换算系数。4按炸药量计算按炸药量计算（1）一级煤矿许用炸药）一级煤矿许用炸药Qcfi=25Acfi（m3/min）（2）二、三级煤矿许用炸药）二、三级煤矿许用炸药Qcfi=10Acfi（m3/min）式中：式中：Acfi第第i个采煤工作面一次爆破所用的最个采煤工作面一次爆破所用的最大炸

7、药量，大炸药量，kg；25每千克一级煤矿许用炸药需风量，每千克一级煤矿许用炸药需风量，m3/min；10每千克二、三级煤矿许用炸药需风量，每千克二、三级煤矿许用炸药需风量，m3/min。5按工作人员数量验算按工作人员数量验算Qcfi4Ncfi（m3/min）式中：式中：Ncfi第第i个采煤工作面同时工作的最多人个采煤工作面同时工作的最多人数，人；数，人；4每人需风量，每人需风量，m3/min。6按风速进行验算按风速进行验算（1）验算最小风量验算最小风量Qcfi600.25Scbi（m3/min）Scbi=lcbihcfi70%（m2）（2）验算最大风量）验算最大风量Qcfi604.0Scsi（

8、m3/min）Scsi=lcsihcfi70%（m2）（3）综合机械化采煤工作面，在采取煤层注）综合机械化采煤工作面，在采取煤层注水和采煤机喷雾降尘等措施后，验算最大风水和采煤机喷雾降尘等措施后，验算最大风量量 Qcfi605.0Scsi（m3/min）式中：式中：Scbi第第i个采煤工作面最大控顶有效断面个采煤工作面最大控顶有效断面积，积，m2；lcbi第第i个采煤工作面最大控顶距个采煤工作面最大控顶距,m；hcfi第第i个采煤工作面实际采高个采煤工作面实际采高,m；Scsi第第i个采煤工作面最小控顶有效断面个采煤工作面最小控顶有效断面积，积，m2；lcsi第第i个采煤工作面最小控顶距个采煤

9、工作面最小控顶距,m；0.25采煤工作面允许的最小风速，采煤工作面允许的最小风速，m/s；70%有效通风断面系数；有效通风断面系数；4.0采煤工作面允许的最大风速，采煤工作面允许的最大风速，m/s；5.0综合机械化采煤工作面，在采取煤层综合机械化采煤工作面，在采取煤层注水和采煤机喷雾降尘等措施后允许的最大注水和采煤机喷雾降尘等措施后允许的最大风速，风速，m/s。7备用工作面实际需要风量，应满足瓦斯、二氧化碳、气象备用工作面实际需要风量，应满足瓦斯、二氧化碳、气象条件等规定计算的风量，且最少条件等规定计算的风量，且最少不应低于采煤工作面实际需不应低于采煤工作面实际需要风量的要风量的50%。8布置

10、有布置有专用排瓦斯巷的采煤工作面实际需要风量专用排瓦斯巷的采煤工作面实际需要风量计算计算Qcfi=Qcri+Qcdi（m3/min）Qcri=100qgrikcgi（m3/min）Qcdi=40qgdikcgi（m3/min）式中：式中：Qcri第第i个采煤工作面回风巷需要风量，个采煤工作面回风巷需要风量，m3/min；Qcdi第第i个采煤工作面专用排瓦斯巷需要风量，个采煤工作面专用排瓦斯巷需要风量，m3/min；qgri第第i个采煤工作面回风巷的排瓦斯量，个采煤工作面回风巷的排瓦斯量，m3/min；qgdi第第i个采煤工作面专用排瓦斯巷的风排瓦斯量，个采煤工作面专用排瓦斯巷的风排瓦斯量，m3

11、/min；40专用排瓦斯巷回风流中的瓦斯浓度不应超过专用排瓦斯巷回风流中的瓦斯浓度不应超过2.5%的换的换算系数。算系数。三、掘进工作面需要风量三、掘进工作面需要风量每个掘进工作面实际需要风量，应按瓦斯涌出量、每个掘进工作面实际需要风量，应按瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、工作人员、爆破后的有害气体产二氧化碳涌出量、工作人员、爆破后的有害气体产生量以及局部通风机的实际吸风量等规定分别进行生量以及局部通风机的实际吸风量等规定分别进行计算，然后取其中最大值。计算，然后取其中最大值。1按照瓦斯涌出量计算按照瓦斯涌出量计算Qhfi=100qhgikhgi（m3/min）式中：式中：qhgi第第i个掘进工作

12、面回风流中平均绝对瓦斯涌个掘进工作面回风流中平均绝对瓦斯涌出量，出量，m3/min，抽放矿井的瓦斯涌出量，应扣除，抽放矿井的瓦斯涌出量，应扣除瓦斯抽放量进行计算；瓦斯抽放量进行计算；khgi第第i个掘进工作面瓦斯涌出不均匀的备用风个掘进工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数量系数,正常生产条件下，连续观测正常生产条件下，连续观测1个月，日最大个月，日最大绝对瓦斯出量与月平均日绝对瓦斯涌出量的比值；绝对瓦斯出量与月平均日绝对瓦斯涌出量的比值；100按掘进工作面回风流中瓦斯的浓度不应超按掘进工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过过1的换算系数。的换算系数。2按照二氧化碳涌出量计算按照二氧化碳涌出量计算Qhf

13、i=67qhcikhci（m3/min）式中：式中：qhci第第i个掘进工作面回风流中平均绝对个掘进工作面回风流中平均绝对二氧化碳涌出量，二氧化碳涌出量，m3/min；khci第第i个掘进工作面二氧化碳涌出不均个掘进工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数，正常生产条件下，连续匀的备用风量系数，正常生产条件下，连续观测观测1个月，日最大绝对二氧化碳出量与月平个月，日最大绝对二氧化碳出量与月平均日绝对二氧化碳涌出量的比值；均日绝对二氧化碳涌出量的比值；67按掘进工作面回风流中二氧化碳的浓按掘进工作面回风流中二氧化碳的浓度不应超过度不应超过1.5的换算系数。的换算系数。3按炸药量计算按炸药量计算（1

14、）一级煤矿许用炸药）一级煤矿许用炸药Qhfi=25Ahfi（m3/min）（2）二、三级煤矿许用炸药二、三级煤矿许用炸药Qhfi=10Ahfi（m3/min）式中：式中：Ahfi第第i个掘进工作面一次爆破所用的最个掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量，大炸药量，kg。按上述条件计算的最大值，确定局部通风机按上述条件计算的最大值，确定局部通风机吸风量。吸风量。4按局部通风机实际吸风量计算按局部通风机实际吸风量计算（1）无瓦斯涌出的岩巷）无瓦斯涌出的岩巷Qhfi=Qafi+600.15Shdi（m3/min）（2）有瓦斯涌出的岩巷，半煤岩巷和煤巷）有瓦斯涌出的岩巷，半煤岩巷和煤巷Qhfi=Qafi+

15、600.25Shdi（m3/min）式中：式中：Qafi第第i个掘进工作面同时运转的局部通风机个掘进工作面同时运转的局部通风机实际吸风量的总和，实际吸风量的总和，m3/min；0.15无瓦斯涌出岩巷的允许最低风速；无瓦斯涌出岩巷的允许最低风速；0.25有瓦斯涌出的岩巷，半煤岩巷和煤巷允许有瓦斯涌出的岩巷，半煤岩巷和煤巷允许的最低风速；的最低风速；Shdi局部通风机安装地点到回风口间的巷道最局部通风机安装地点到回风口间的巷道最大断面积，大断面积，m2。5按工作人员数量验算按工作人员数量验算Qafi4Nhfi（m3/min）式中：式中：Nhfi第第i个掘进工作面同时工作的最多人数，人。个掘进工作面

16、同时工作的最多人数，人。6按风速进行验算按风速进行验算（1）验算最小风量）验算最小风量无瓦斯涌出的岩巷：无瓦斯涌出的岩巷：Qafi600.15Shfi（m3/min）有瓦斯涌出的岩巷，半煤岩巷和煤巷有瓦斯涌出的岩巷，半煤岩巷和煤巷 Qafi600.25Shfi（m3/min）（2）验算最大风量）验算最大风量Qafi604.0Shfi（m3/min）式中：式中：Shfi第第i个掘进工作面巷道的净断面积，个掘进工作面巷道的净断面积，m2。四、各个独立通风四、各个独立通风硐室的需要风量硐室的需要风量，应根据，应根据不同类型的硐室分别进行计算。不同类型的硐室分别进行计算。1爆破材料库需要风量计算：爆破

17、材料库需要风量计算：Quri=4Vi/60（m3/min）式中：式中：Vi第第i个井下爆炸材料库的体积，个井下爆炸材料库的体积，m3;4井下爆炸材料库内空气每小时更换次数。井下爆炸材料库内空气每小时更换次数。但大型爆破材料库不应小于但大型爆破材料库不应小于100 m3/min，中、，中、小型爆破材料库不应小于小型爆破材料库不应小于60 m3/min。2充电硐室需要风量计算：充电硐室需要风量计算：Quri=200qhyi（m3/min）式中：式中：qhyi第第i个充电硐室在充电时产生的氢气个充电硐室在充电时产生的氢气量，量，m3/min；200按其回风流中氢气浓度不大于按其回风流中氢气浓度不大于

18、0.5%的换算系数。的换算系数。但充电硐室的供风量不应小于但充电硐室的供风量不应小于100 m3/min。3机电硐室需要风量计算：发热量大的机电硐室，应按照硐室中运行的机电设发热量大的机电硐室，应按照硐室中运行的机电设备发热量进行计算：备发热量进行计算：（m3/min）式中：式中：第第i个机电硐室中运转的电动机（或变压器）个机电硐室中运转的电动机（或变压器）总功率（按全年中最大值计算），总功率（按全年中最大值计算），kW；机电硐室发热系数，数值见表；机电硐室发热系数，数值见表；空气密度，一般取空气密度，一般取=1.20kg/m3；空气的定压比热，一般可取空气的定压比热，一般可取=1.0006K

19、J/(kgK)；第第i个机电硐室的进、回风流的温度差，个机电硐室的进、回风流的温度差，K。iiuri603600tCWQPiWpcit表4 机电硐室发热系数（）机电硐室名称发热系数空气压缩机房0.200.23水泵房0.010.03变电所、绞车房0.020.04机电硐室需要风量应根据不同硐室内设备的机电硐室需要风量应根据不同硐室内设备的降温要求进行配风；采区小型机电硐室，按降温要求进行配风；采区小型机电硐室，按经验值确定需要风量或取经验值确定需要风量或取6080m3/min；选取硐室风量，应保证机电硐室温度不超过选取硐室风量，应保证机电硐室温度不超过30，其他硐室温度不超过，其他硐室温度不超过2

20、6。五、其他用风巷道的需要风量五、其他用风巷道的需要风量，应根据瓦斯，应根据瓦斯涌出量和风速分别进行计算，采用其最大值。涌出量和风速分别进行计算，采用其最大值。1按瓦斯涌出量计算按瓦斯涌出量计算Qrli=133qrgikrgi（m3/min）式中：式中：qrgi第第i个其他用风巷道平均绝对瓦斯涌个其他用风巷道平均绝对瓦斯涌出量，出量，m3/min；krgi第第i个其他用风巷道瓦斯涌出不均匀个其他用风巷道瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，取的备用风量系数，取1.21.3；133其他用风巷道中风流瓦斯浓度不超其他用风巷道中风流瓦斯浓度不超过过0.75%所换算的常数。所换算的常数。2按风速验算：按风速验

21、算：（1）一般巷道）一般巷道Qrli600.15Srci（m3/min）（2）架线电机车巷道）架线电机车巷道有瓦斯涌出的架线电机车巷道有瓦斯涌出的架线电机车巷道Qrli601.0Srei（m3/min）无瓦斯涌出的架线电机车巷道无瓦斯涌出的架线电机车巷道Qrli600.5Srei（m3/min）式中：式中：Qrli第第i个一般用风巷道实际需要风量，个一般用风巷道实际需要风量，m3/min；Srci第第i个一般用风巷道净断面积，个一般用风巷道净断面积，m2；Srei第第i个架线电机车用风巷道净断面积，个架线电机车用风巷道净断面积，m2；0.15一般巷道允许的最低风速，一般巷道允许的最低风速，m/

22、s；1.0有瓦斯涌出的架线电机车巷道允许的有瓦斯涌出的架线电机车巷道允许的最低风速，最低风速，m/s；0.5无瓦斯涌出的架线电机车巷道允许的无瓦斯涌出的架线电机车巷道允许的最低风速，最低风速，m/s。3矿用防爆柴油机车需要风量的验算矿用防爆柴油机车需要风量的验算Qrli=5.44NdliPdlikdli（m3/min）式中：式中：Ndli第第i个地点矿用防爆柴油机车的台数，台；个地点矿用防爆柴油机车的台数，台；Pdli第第i个地点矿用防爆柴油机车的功率，个地点矿用防爆柴油机车的功率，kW；kdli配风系数，第配风系数，第i个地点使用个地点使用1台矿用防爆柴油台矿用防爆柴油机车运输时，机车运输时

23、，kdli为为1.0。第。第i个地点使用个地点使用2 台矿用防台矿用防爆柴油机车运输时，爆柴油机车运输时，kdli为为0.75。第。第i个地点使用个地点使用3台台及以上矿用防爆柴油机车运输时，及以上矿用防爆柴油机车运输时，kdli为为0.50；5.44每千瓦每分钟应供给的最低风量，每千瓦每分钟应供给的最低风量，m3/min。第二部分第二部分 通风阻力计算通风阻力计算一、一、矿井通风总阻力计算原则矿井通风总阻力计算原则1、矿井通风设计的总阻力，不应超过、矿井通风设计的总阻力，不应超过2940Pa。2、矿井井巷的局部阻力，新建矿井按井巷摩、矿井井巷的局部阻力，新建矿井按井巷摩擦阻力的擦阻力的10%

24、计算，扩建矿井宜按井巷摩擦阻计算，扩建矿井宜按井巷摩擦阻力的力的15%计算。计算。3、矿井通风系统总阻力最小时称通风容易时、矿井通风系统总阻力最小时称通风容易时期；最大时称为通风困难时期。期；最大时称为通风困难时期。4、对于矿井有两台或多台风主要通风机工作，、对于矿井有两台或多台风主要通风机工作，矿井通风阻力按每台主要通风机所服务的系统矿井通风阻力按每台主要通风机所服务的系统分别计算。分别计算。二、矿井通风总阻力计算二、矿井通风总阻力计算 矿井通风总阻力矿井通风总阻力：风流由进风井口起风流由进风井口起，到回到回风井口止，沿一条通路（风流路线）各个分支的风井口止，沿一条通路（风流路线）各个分支的

25、摩擦阻力和局部阻力的总和，称矿井总阻力。摩擦阻力和局部阻力的总和，称矿井总阻力。通风容易时期总阻力通风容易时期总阻力 ：通风困难时期总阻力：通风困难时期总阻力：11111)15.11.1()15.01.0(fffefmhhhhhh22222)15.11.1()15.01.0(fffefmhhhhhhh hf f 按下式计算：按下式计算：nififhh122iiiiifiQsulh第三部分第三部分 矿井通风设备的选择矿井通风设备的选择 矿井通风设备是指主要通风机和电动机。矿井通风设备是指主要通风机和电动机。一、矿井通风设备的要求一、矿井通风设备的要求：1 1、矿井必须装设两套同等能力的主通风设备

26、。、矿井必须装设两套同等能力的主通风设备。2 2、选择通风设备应满足第一开采水平各个时期、选择通风设备应满足第一开采水平各个时期工况变化，并使通风设备长期高效率运行。工况变化，并使通风设备长期高效率运行。3 3、风机能力应留有一定的余量。、风机能力应留有一定的余量。4 4、进、出风井井口的高差在、进、出风井井口的高差在150m150m以上，或进、以上，或进、出风井井口标高相同，但井深出风井井口标高相同，但井深400m400m以上时，宜计以上时，宜计算矿井的自然风压。算矿井的自然风压。二、主要通风机的选择二、主要通风机的选择 1 1、计算通风机风量、计算通风机风量Q Qf f 式中式中 Q Qf

27、 f主要通风机的工作风量，主要通风机的工作风量，m m3 3/s/s;Q Qm m矿井需风量，矿井需风量，m m3 3/s/s；k k漏风损失系数，风井不提升用时取漏风损失系数，风井不提升用时取1.11.1；箕斗井兼作回风用时取；箕斗井兼作回风用时取1.151.15；回风回升；回风回升降人员时取降人员时取1.21.2。mfkQQ2 2、计算通风机风压、计算通风机风压 离心式通风机（提供的大多是全压曲线）：离心式通风机（提供的大多是全压曲线）：容易时期容易时期 困难时期困难时期 轴流式通风机（提供的大多是静压曲线）：轴流式通风机（提供的大多是静压曲线）：容易时期容易时期 困难时期困难时期 Nvd

28、dmtdHhhhHminNdmsdHhhHmaxNdmsdHhhHminNvddmtdHhhhHmax hd、hvd、HN 分别为扩散器阻力、扩散器分别为扩散器阻力、扩散器出口动能损失、自然风压。出口动能损失、自然风压。3 3、初选通风机（根据理论工况点选取）、初选通风机（根据理论工况点选取）根据计算的矿井通风容易时期通风机的根据计算的矿井通风容易时期通风机的Q Qf f、H Hsdminsdmin(或或H Htdmintdmin)和矿井通风困难通风机的和矿井通风困难通风机的Q Qf f、H Hsdmaxsdmax(或或H Htdmaxtdmax)在通风机特性曲线上，选出满足在通风机特性曲线上

29、，选出满足矿井通风要求的通风机。矿井通风要求的通风机。4 4、求通风机的实际工况点、求通风机的实际工况点 设计工况点不一定恰好在所选择通风机的特性设计工况点不一定恰好在所选择通风机的特性曲线上，必须根据通风机的工作阻力，确定其曲线上，必须根据通风机的工作阻力，确定其实际工况点。实际工况点。步骤步骤：1 1）计算通风机的工作风阻）计算通风机的工作风阻 用静压特性曲线时用静压特性曲线时：用全压特性曲线时：用全压特性曲线时：2maxmaxfsdsdQHR2minminftdtdQHR2maxmaxftdtdQHR2minminfsdsdQHR2 2）确定通风机的实际工况点）确定通风机的实际工况点 通

30、风机工作风阻曲线，与风压曲线的交点即为实际工况通风机工作风阻曲线，与风压曲线的交点即为实际工况点。点。Q(m3/s)H(Pa)(Hmin,Qfmin)(Hmax,Qfmax)RmaxRminMmaxMmin 5 5、确定通风的型号和转速、确定通风的型号和转速 根据通风机的工况参数（根据通风机的工况参数（Q Qf f 、H Hsdsd 、N N）对初）对初选的通风机进行技术、经济和安全性比较，最后确选的通风机进行技术、经济和安全性比较，最后确定通风机的型号和转速。定通风机的型号和转速。6 6、电动机选择、电动机选择（）通风机的输入功率按通风容易和困难时期，分（）通风机的输入功率按通风容易和困难时期，分别计算风所需的输入功率别计算风所需的输入功率N Nminmin ，max max 。ssdfHQN1000minminssdfHQN1000maxmaxstdfHQN1000minminstdfHQN1000maxmax人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。