通风计算过程(全)

矿井通风4.9.1相关安全规程《冶金矿山安全规程》规定：（1）井下采掘工作面进风流中的空气成分（按体积计算），氧气不低于20%，二氧化碳不高于0.5%。（2）井下所有作业地点的空气含尘量不得超过2mg/m3，入风井巷和采掘工作面的风源含尘量不得超过0.5mg/m3。（3）井下作业地点（不采用柴油设备的矿井）有毒有害气体浓度，不得超过表4-18规定的标准。（4）使用柴油机设备的矿井，井下作业地点有毒有害气体的浓度应符合以下规定：一氧化碳小于50ppm；二氧化碳小于5ppm；甲醛小于5ppm；丙烯醛小于0.12ppm。表4-18有害气体最大允许浓度有害气体名称最大允许浓度体积浓度重量浓度%ppmmg/Lmg/m3一氧化碳氮氧化物（折算为二氧化氮）二氧化硫硫化氢CONOXSO2H2S0.00240.000250.00050.00066242.556.60.030.0050.0150.013051510（5）井下主溜井等处的污风要引入回风巷，否则必须经过净化达到相关要求时，方准进入其它作业地点。井下炸药库和充电硐室空气中氢的含量不得超过0.5%，并且必须有独立的回风道。井下所有机电硐室，都必须供给新鲜风流。（6）采场、二次破碎巷道和电耙巷道，应利用贯穿风流通风。（7）矿井所需风量，按下列要求分别计算，并采取其中最大值。按井下同时工作的最多人数计算，每人每分钟供给风量不得小于4m3；按排尘风速计算风量，硐室型采场最低风速不应小于每秒0.15m；巷道型采场和掘进巷道不应小于每秒0.25m；电耙道和二次破碎巷道不应小于每秒0.5m；箕斗硐室可根据具体条件，在保证作业地点符合国家规定的卫生标准前提下，分别采取计算风量的排尘风速值。4.9.2通风方案矿区通风分为两期，前期为平硐开拓系统的通风，后期为竖井开拓系统的通风，现分别对两期通风进行描述如下。前期通风：前期通风采用对角压入式通风。新鲜风从1350和1400生产中段进入，经采场人行设备天井进入采场，经采场内的辅助局扇洗刷工作面后污风由上部设备井口的局扇抽入1400和1450回风平巷内，最后再由主扇压出回风平巷口。后期通风：后期通风采用中央对角抽出式通风。新鲜风从提升竖井口进入，经各生产中段巷道到达采场人行设备天井，经天井进入采场，洗刷工作面后污风由设备井口的辅助局扇抽至回风系统内，最后经各中段端部回风天井抽出地表。4.9.3矿井通风工作制度全矿通风确保全天24小时不间断，派专人看管，通风工作人员实行“三·八工作制；矿井局部通风机根据情况调用。尽量做到”定人、定量、定时”，充分调动工作人员的积极性，实行岗位绩效制度，工作的成效直接与工资水平和奖励挂钩。本设计矿山通风防尘业务由安全环保部门负责，另外开设通风防尘化验室，坑口设有通风防尘工区，矿山的通风防尘专职人员应至少配备一人。矿山必须执行《金属非金属矿山安全规程GB16423-2006》和《金属非金属地下矿山通风技术规范-通风系统AQ2013.1-2008》外，还应建立如下各项制度。（1）、计划和设计审核制度：无论长远规划或近期生产计划，都必须包括改善矿井通风防尘条件的内容。计划和设计的审核都应邀请安全防尘部门参加，在取得他们同意的情况下才能交付实施。（2）、通风防尘检查测定制度：经常对通风系统状况、通风防尘设备状况、通风构筑物使用情况、工作面通风防尘条件等进行检查，并定期检查通风防尘措施的执行情况。通风系统改变前后，应进行矿井通风阻力的测量。（3）、通风防尘设备管理制度：通风防尘设备应由通风部门管理，经常维护，保持设备完好。通风设备应按规定时间运转，不得随意停开和拆除。通风防尘设备应根据设备折旧年限及生产发展及时补充和更新。（4）、井下作业人员通风防尘守则：凡矿山作业人员都有爱护通风防尘设备，保持良好作业环境的义务；要自觉遵守安全规程和岗位操作规程的有关规定，配带好个人劳动保护用品。坚决制止和拒绝违章作业。4.9.4矿井风量和风压计算4.9.4.1全矿风量计算1、全矿总风量解算Qt＝k(∑Q回采+∑Q备采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q柴油机+∑Q深热)式中∑Q回采—采矿工作面实际需要风量的综合，m3/s；∑Q备采—备用回采工作面所需要风量的综合，m3/s；∑Q掘—掘进工作面所需风量，m3/s；∑Q硐—硐室实际需要风量的综合，m3/s；∑Q柴油机—使用柴油机设备时，所需要风量的总和，m3/s；∑Q深热—使用通风方法来散热所需要风量的综合，m3/s；K—矿井风量备用系数，本次设计取1.25。2、回采工作面风量计算A、按同时作业人员人数最多时所需风量计算浪泥塘金矿正常开采时预计同时作业人数50人/班。根据《金属非金属矿山安全规程《GB16423-2006》规定：按井下同时作业的最多人数计算，供风量应不小于每人4m3/min。则有：∑Q人=4m3/min×50人=200m3/min=3.3m3/sB、按排除炮烟计算回采工作面所需风量计算非自由风流采场需风量计算（巷道型采场），采场需风量为tNVQC式中：QC本次设计的工作面为贯穿风流巷道型采场工作面，所用公式为LStNQhym3/s式中Qhy—采场排烟需风量，m3/s；L—采场长度，m；本次设计取40mS—采场过风断面积，3.8m2；本次设计取3.8m2T—爆破后排烟通风时间，s；对采场一般取1200~2400，本次设计取1600sN—采场炮烟达到允许浓度时，风流交换倍数，试验得N=10~12，本次设计取大值12smQhy/14.18.3401600123，本次设计共十一个回采工作面，所需通风量为：1.14×11=12.54m3/s。C、按排除粉尘计算风量按排除风速计算风量，计算公式为：Q=SVm3/s式中：V—回采工作面要求的排尘风速，m/s，本次设计采用0.2m/s，满足《金属非金属矿山安全规程《GB16423-2006》规定的不小于0.15m/s。S—采场内作业地点的过风断面，m2按上述公式计算得Q=3.8×0.2=0.76m3/s，本次设计共十一个回采工作面，排尘需风量为8.36m3/s综合A、B、C计算的回采工作面需风量，取大值者计算全矿需风量，因此，回采工作面的需风量按12.54m3/s计算。3、备采工作面风量计算对于难于密闭的备用工作面，比如拉底巷道群和凿岩天井群，其风量应与作业面相同；能够临时密闭的备用工作面，比如采场的通风天井和平巷可用盖板、风门等临时关闭，其风量可取作业面风量的一半，本次设计对象为后者，因此∑Q备采=0.5∑Q回采=6.27m3/s4、掘进工作面风量计算掘进工作面的分布和数量，可根据采掘比大致确定，其风量值可根据巷道断面按下表选取。表4-19掘进工作面计算风量值掘进巷道断面（m2）掘进工作面计算风量（m3/s）＜5.01.0~1.55.0~9.01.2~2.5＞9.02.5~3.5本次设计的掘进工作面巷道断面介于5m2-9m2之间，涉及到4个掘进工作面，所以，掘进工作面的需风量按2×4=8m3/s计算。5、井下各种硐室所需风量本次设计该矿山有一水仓水泵房硐室，所需风量为3m3/s。6、井下各种柴油机设备所需风量本次设计采用柴油式牵引机车，柴油机设备所需风量为3m3/s。7、计算结果列表以上各个步骤中，分别解算了各种情况的需风量，现系统归纳列表4-6如下。表4-20浪泥塘金矿作业面风量汇总表汇总名称数量（个）计算风量m3/s备注单个小计回采工作面∑Q回采111.1412.54备采工作面∑Q备采110.576.27回采工作面需风量的一半掘进工作面∑Q掘进22.04.0硐室∑Q硐室133柴油机设备∑Q柴油机133总计Qt2628.818、全矿总风量计算将各已知通风参量代入公式，计算结果为：浪泥塘金矿全矿总风量为：Qt=1.25×28.81=36.01m3/s9、需风量验证在编制矿井远景规划时，可根据矿井年产量和万t耗风量，估算矿井总风量，计算式如下：Q=AY式中Q—矿井总风量，m3/s；A—矿井的年产量，万t/年；Y—万t耗风量，m3/s/万t。小型矿井取Y=2.0~3.0；中型矿井Y=1.5~2.5；大型矿井Y=1.0~2.0；特大型矿井（年产250万t以上）Y=0.7~1.5。本次设计的矿井规模为23.1万t/年，属于大型矿井，将年产量23.1万t/a和矿井总风量36.01代入上式计算得万吨耗风量为1.56m3/s，与设计手册中的经验数据吻合。4.9.4.2全矿风量分配1、风量分配基本要求总风量确定之后，按以下原则进行风量分配，以便进行系统的阻力计算：（1）井下各作业地点按照实际需要的风量进行风量分配；（2）矿区多井口进风时，各进风风路的风量应按风量自然分配的规律进行解算，求出各进风路自然分配的风量；（3）按各中段的采矿量均衡分配的条件来分配风量；（4）一切需风点和有风流通过的井巷中，其最高风速不得超过《金属非金属矿山安全规程》的一下规定：运输巷道、进风道的最高风速≤6m/s；采矿场、采准巷道的最高风速≤4m/s。（5）回采工作面的风量应按照最大计算风量进行分配；（6）备用工作面分配风量按生产工作面一半风量分配；（7）掘进工作面按局部通风计算风量进行分配；（8）送人掘进工作面的风量，应按照掘进通风时风量计算的结果进行分配。2、风量分配的结果矿井通风设计的中心任务是供给工作面足够的风量，工作面风量大小是根据炸药消耗量或排尘风速计算求得，这些风量是已知的，但进入工作面之前或之后各条巷道及进风井口的风量是未知的，因此，为减少计算工作量，可将全系统分进风段、需风段（工作段）、回风段进行风量分配。本次矿井风量的分配为根据各个工作面的需风量进行的分配，这样可以有效的为通风设计后期工作做铺垫，利用已经分配好了的风量进行各个进风巷道风量的估算，最终进行风量调节，便宜选择最优的风机来为本矿山进行通风，浪泥塘金矿风量分配如表4-21：表4-21浪泥塘金矿需风段风量分配计算结果用风点回采工作面备采工作面掘进工作面硐室柴油机设备风量m3/s12.546.274334.9.4.3全矿通风阻力计算矿井通风总阻力是指风流由进风井口到回风井（抽出式），沿某风路流动途中所产生的摩擦阻力和局部阻力综合。通常是选择通风系统中线路最长、阻力最大和通过风量最大的路线，作为最大阻力路线。全矿通风困难时期的阻力路线为：新鲜风—竖井口—1150m中段沿脉运输平巷和1200m中段回风平巷—1150-1200端部专用人行回风天井—1200m回风平巷—1200-1250端部专用人行回风天井—1250m回风平巷—1250-1300端部专用人行回风天井—1300m回风平巷—1300-1350端部专用人行回风天井—1350m回风平巷—1350-1400端部专用人行回风天井—1400m回风平巷—回风斜上山—地表。本次设计困难时期通风方式定为抽出式通风，所以阻力计算顺序为风流进风口到回风口。通风阻力计算公式为：23fPLhaQSPa式中：a—井巷摩擦阻力系数，Ns2/m4；hf—分段计算的摩擦阻力，Pa；P—巷道净断面之周长，m；L—该段巷道长度，m；Q—通过该段巷道的风量，m3/s；S—巷道净断面积，m2。各段计算结果列于阻力计算表，各段巷道摩擦阻力之和，即为矿井摩擦阻力hf，矿井的局部阻力按摩擦阻力的0.2倍计算。故有全矿井总阻力：ht=1.2hf。按上述选择的通风最困难时期通风路线，参照浪泥塘金矿通风系统中各段巷道的支护形式、摩擦阻力系数、长度、巷道净断面周长、巷道断面积后计算得出通风阻力如下表4-22。经计算，全矿最困难时期的通风阻力为1106.16Pa。4.9.5矿山通风设施4.9.5.1主通风机房主扇风机安装于1450回风平巷口和1400回风平巷口。4.9.5.2通风设备的选择根据全矿最大需风量36.01m3/s和最困难时期通风阻力1106.16Pa两个参数，最终选择K40-4-NO13型风机作为本矿的主扇风机。该风机可反转反风，反风率大于60%。风机性能规格见表4-23。表4-23风机性能规格表序号名称型号或数据1通风机风机型号K40-4-No132风量18.7-40.8m3/s3静压284-