4.1.2抽出式通风
这种通风方式是把局部通风机安装在离巷道口10m以外的回风侧。新鲜风流沿巷道流入,污风通过铁风筒由局部通风机排出,抽出式通风见图4.2。
图4.2 抽出式通风
4.1.3混合式通风
混合式通风的布置如图4.3所示,其中压入式风筒出风口与工作面的距离仍应小于有效射程长度,抽出式风筒吸收风口与工作面的距离和压入式局部通风机所在位置有关。压入式局部通风机可随工作面的推进及时向前移动,与工作面距离保持在40-50米左右。抽出式风筒吸风口应超前压入式局部通风机10米以上,同时其风筒吸风口距工作面的距离还应大于炮烟抛掷长度,一般为30米左右,混合式通风机见图4.3。
图4.3 混合式通风
由于混合式通风适用于大断面长距离的岩巷掘进通风的较好方式,由于采煤工作面属于普通断面,短距离岩巷掘进,因此本次设计只考虑压入式和抽出式两种方式。
压入式通风与抽出式通风优缺点比较:
(1)抽出式通风时,污浊风流必须通过局部通风机,极不安全。而压入式通风时,局部通风机安设在新鲜风流中,通过局部通风机的为新鲜风流,故安全性高。
(2)抽出式通风有效吸程小,排出工作面炮烟的能力较差;压入式通风风
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筒出口射流的有效射程达,排出工作面炮烟和瓦斯的能力强。
(3)抽出式通风由于炮烟从风筒中排出,不污染巷道中的空气,故劳动卫生条件好。压入式通风时炮烟沿巷道流动,劳动卫生条件较差,而且排出炮烟的时间长。
(4)抽出式通风只能使用刚性风筒或带刚性圈的柔性风筒,压入式通风可以使用柔性风筒。
从以上比较可以看出,两种通风方式各有利弊,压入式通风安全可靠性较好,故在煤矿中得到广泛应用。为了保证掘进工作面的安全生产,本矿井设计采用压入式掘进通风。
4.2 煤巷掘进工作面需风量
各掘进工作面所需风量计算如下: 4.2.1按压入式通风方式通风时
式中:
Qy—采用压入式通风时,稀释、排除掘进巷道炮烟所需风量,m3/min; A—为同时爆破的炸药量,Kg,最大为6.5Kg; S—掘进巷道的净断面积,16 m3,;
L—从工作面至炮烟浓度稀释至安全浓度的距离,可用下式计算: L=400A/S,则L=400×6.5/16=162.5
(备注:此处的支护方式对巷道的开掘面积的影响较小,故此处开掘巷道净断面积取16m2)
t—掘进巷道的通风时间,一般取20-30min,取20min。
Qy=152 m3/min
4.2.2按瓦斯涌出量计算
根据《矿井安全规程》规定,按工作面回风风流中沼气的浓度不得超过1%的要求计算,即:
Qb=qb*kb*(1-kg) (4-2)
式中:
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Qy?7.8?3A(LS)2/t (4-1)
Qb—掘进工作面实际需风量,m3/min;
qb—掘进工作面瓦斯的平均绝对涌出量, 5.60 m3/min; Kb—掘进工作面的瓦斯涌出量不均衡的风量系数,取1.5; Kg—矿井瓦斯抽放率,根据经验,一般取60-80 %。
根据规程规定:回采工作面瓦斯涌出量大于5 ,掘进工作面瓦斯涌出量大于3 时,仅靠通风排除瓦斯是不合理的,本矿井的掘进工作面的瓦斯涌出量为2.88 m3/min,未超过3 m3/min,在保证安全的前提之下,为了尽量减少工程量,按照规程规定,本矿井可以不进行瓦斯抽放。
掘进工作面需风量:
5.60×1.5×(1-0.8)=250
4.2.3按人数计算
按每人每分钟所需风量和掘进工作面的最多人数计算工作面所需风量。
Qb?4?N
(4-3)
式中:
4—每人每分钟供给4 m3的规定风量,m3/min; N—该掘进工作面同时工作的最多人数,取30人。 故掘进工作面风量:
Qb?4?30?120m3min
4.2.4炸药量计算
岩石大巷的掘进一般采用炮掘,所以风量计算要按照炸药量计算。
Qb?25?A (4-4) 式中:
25—使用一克炸药的供风量,m3/min;
A—该掘进工作面一次爆破所使用的最大炸药量,取6.5。
Qb?25?6.5?162.5m3min
由以上四中方法计算的掘进巷道所需风量最大值为:
Qb?168m3min
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4.2.5按风速进行验算
(1)按《煤矿安全规程》规定煤巷掘进工作面的风量满足:
Qmin?15Sm3min
Qmax?240Sm3min
式中S为煤巷掘进巷道断面积,15m2;
Qmin=15*15=225m3/min
Qmax=240*15=3600m3/min
由风速验算可知,Q= 168 m3/min,不符合风速要求。根据配风经验取250 m3/min,经风速验算符合要求。
(2)按照《煤矿安全规程》规定岩巷掘进工作面的风量满足:
Qmin?9Sm3min
Qmax?240Sm3min
式中S为岩巷掘进巷道断面积,15.43 m2;
Qmin?9?15.43?138.87m3min
Qmax?240?15.43?3703.2m3min
按照以上方法1、3、4(式中S取代为18m2)可以计算出岩巷掘进最大需风量为162.5m3/min,满足要求。
5 矿井风量计算与分配
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5.1矿井总风量的计算
矿井总风量是井下各个工作地点有效风量和各条风路上的漏风的总和。本设计采用按实际需要由里往外细致配风的计算方法。生产矿井总风量按以下要求风别计算,并取其中的最大值。 5.1.1按井下同时工作的最多人数计算
井下工作人员呼吸所需风量:
Q?4?N?Kt
式中:
N—井下同时工作的最多人数;
Kt—矿井通风系数,一般可取1.2—1.25
本矿井井下同时作业的最多人数为200人,矿井通风系数取1.20则: Q=4?200?1.20=860m3/min
5.1.2按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需风量
采煤、掘进、硐室及其他地点实际需风量的总和:
Q?(?Qa??Qb??Qc??Qd)kt (5-1)
式中:
?Q?Qa—采煤工作面和备用工作面实际需要风量的总和,; —掘进工作面实际需要风量的总和,;
b?Qc—硐室实际需要风量的总和,; ?Qd—除了采煤、掘进和硐室地点外其他需要通风地点风量总和,。
Kt—矿井通风系数,包括矿井内部漏风和配风不均匀等因素抽出式一般可取Kt=1.15~1.20,本矿井通风方法为中央并列式,因此取Kt=1.20;
5.1.2.1综采工作面实际需风量计算
每个采煤工作面实际需要风量,应按瓦斯(或二氧化碳)涌出量、工作面气温、风速和人数等规定分别计算,然后取其中最大值。
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