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局部通风风量计算
掘进工作面实际需要风量,按瓦斯、二氧化碳涌出量和爆破后的有害气体产生量以及工作面气温、风速、人数以及局部通风机的实际吸入风量等规定分别进行计算,然后取其中最大值。
一、风量计算
1、按照瓦斯涌出量计算:
Q掘 = 100×q掘 × KCH4 m3/min
Q掘 = 100×0.2×1.6 = 32 m3/min
式中:q掘—掘进工作面回风巷风流中平均绝对瓦斯涌出量,m3/min;取0.2
K CH4—掘进工作面瓦斯涌出不均衡备用风量系数,正常生产条件下,连续观测1个月,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;取1.6.
100——掘进工作面回风流中瓦斯的浓度不能超过1%的换算系数。
2、按照二氧化碳涌出量计算:
Q掘=67×q掘×KCO2 m3/min
Q掘=67×0.2×1.6=30 m3/min
式中:q掘—掘进工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量,m3/min;取0.2
K CO2—掘进工作面二氧化碳涌出不均衡备用风量系数,正常生产条件下,连续观测1个月,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;取1.6
67—掘进工作面回风流中二氧化碳的浓度不能超过1.5%的换算系数。
3、按炸药量计算(炮掘工作面采用硝酸氨炸药时计算,其它炸药不予计算):
1) Q掘≥25×A m3/min
Q掘≥25×15= 375 m3/min
式中:A—掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量,选取15kg。
25—每千克一级煤矿许用炸药需风量,m3/min•kg;
2)掘进工作面炸药消耗量吹散炮烟进行风量计算 ?
Q=7.8/t ×{A(SI)2}1/3=7.8/20 ×{35(18.2×300)2}1/3=336(m3/min)
式中:Q—吹散炮烟所需要的风量 m3/min
t—吹散炮烟所需要的时间20min
A—炸药量,取35Kg ?
S—掘进断面,取18.2m2
I—稀释炮烟长度,取300m
4、按工作面人员数量计算:
Q掘≥4×N m3/min
Q=4×20=80 m3/min
式中:N—掘进工作面同时工作的最多人数,取20人;
4—每人需风量,m3/min•人
5、按掘进工作面风流温度进行计算
QW=60×Uw×S×Kw m3/min;
QW=60×0.5×60×15.5×0.9=418 m3/min;
式中:QW—掘进工作面风量,m3/min ;
Uw×—某t℃下,为创造良好的气候条件而得的最佳风速,取.0.5 m/s
Sw—掘进工作面平均过流断面,取15.5 m2;
Kw—掘进工作面长度校正系数,取0.9
经过计算,掘进工作面选取上述最大风量,取418 m3/min;
二、风量验算,按风速进行验算:
煤巷掘进工作面最低风速验算:
Q煤掘 = 418 ≥ 0.25×60×S掘 m3/min
Q煤掘≥0.25×60×15.5= 233 m3/min
煤巷掘进工作面最高风速验算:
Q煤掘 = 418 ≤ 4×60×S掘 m3/min
Q煤掘=418 ≤ 4×60×15.5 = 3720 m3/min
经验算Q煤掘 = 418 ≥ 233 m3/min ;Q煤掘= 418 ≤ 3720 m3/min 符合《规程》规定。
式中:4—掘进工作面最大允许风速,≤ 4m/s;
Q煤掘 — 岩巷掘进工作面的最低风量,m3/min;
Q煤掘 — 煤巷和半煤岩巷掘进工作面的最低风量,m3/min;
S掘 — 掘进工作面的净断面积,取15.5 m2 ;
三、确定局部通风机型号及风量
按上述条件计算的最大値,确定局部通风机的吸风量,根据通风距离选择风筒,局部通风机。
1、按局部通风机实际吸风量计算需要风量:
Q掘 = Q局机 × i m3/min
Q掘 =(Q前+Q后)=(260+630)/2× 1= 445 m3/min
式中:Q局机——局部通风机实际吸风量,m3/min。安装的局部通风机实际吸风量取吸风量范围的平均值,从表4中选取2×30KW对旋风机;
i — 掘进工作面同时通风的局部通风机台数。
表4 常用局部通风机参数
型号或名称 风机功率(Kw) 吸风量(m3/min) 计划配风量(m3/min)
对旋风机 2×5.5 160~240 240
对旋风机 2×7.5 180~300 300
对旋风机 2×11 200~400 400
对旋风机 2×15 260~440 440
对旋风机 2×30 260~630 630
2、掘进工作面局部通风机吸入风量的计算
Q局 = Ψ×Q掘 m3/min;
Ψ = 1 / (1-nL1)
= 1 /(1 - 33×0.005)
= 1.2
Q局 = Ψ×Q掘=1.2×336 = 403.2 m3/min ;
式中:Q局—掘进工作面局部通风机吸入风量 , m3/min ;
Q掘—掘进工作面实际需要风量 , m3/min ;
Ψ—风筒漏风系数;
L1—个接头的漏风率,插接时取0.01~0.02,罗圈反边连接时取0.005;
nL1—风筒接头数,按通风最长距离,取33;
Q局=Ψ×Q掘=1.2×336 = 403.2 m3/min;
3、局部通风机的工作压力
H局 = R Q2
= R×(Q局+Q面)2
= 0.65×33×{(336+403.2)/(2×60)}2=813.9 Pa
式中:R—风筒的总风阻,取0.65N•s2/m4
4、局部通风机安装地点巷道的风量
Q局前 = Q局扇+Q机巷= Q掘+V×S m3/min
Q局机 = 445+15×14=445+210= 655 m3/min
式中:Q局前 — 局部通风机安装地点入风侧巷道的风量,m3/min;
Q局扇 — 局部通风机的风量,取445 m3/min;
Q机巷 — 保证局部通风机吸风口至掘进工作面回风道口之间最低风速的风量,m3/min;
Vmin——保证局部通风机安装地点到回风口间最低风速,取0.25×60=15 m/min;
S机巷 ——局部通风机安装地点到回风口间最大巷道断面积,取14 m2。
通过计算,最后确定局部通风机安设地点巷道的风量为655 m3/min
四、配风要求
掘进工作面局部通风配风量为655 m3/min或按实测的局部通风机吸风量、局部通风风筒出口风量进行计算并根据实际情况进行调节风量,保证工作面风量及局扇安设地点风速、风量符合《规程》规定,避免微风和循环风等不合理通风现象。
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