采矿工程专业《矿井通风与安全》课程设计例题和习题

明理工大学国土资源工程学院采矿工程本科专业讲义

矿井通风系统设计例题和习题

（适用：《矿井通风与安全》课程设计）

谢贤平 编

昆明理工大学国土资源工程学院

2010年11月

目录

例题1

某矿矿体走向长600m，厚30m，倾角25～30°；采用竖井石门开拓，阶段高60m，单翼对角抽出式通风系统。进风井（罐笼井）井口标高220m，边界风井井口标高245m。同时开采一个阶段，分成三个小分段，采用有底柱崩落法开采。矿井年产矿石25.6万t，每年工作320d，日产800t，每日三班作业。一个电耙道日出矿量200t，电耙道断面4.8m2，长50m；二次破碎最大装药量3kg，通风时间5min。作业面凿岩巷道断面7.0m2。采准、探矿的掘进作业面采用局部通风，巷道断面4.5 m2；一次爆破火药量20kg，通风时间25min；独头巷道长度不超过150m。开拓掘进作业面采用局扇通风，最大通风距离600m，巷道断面7.4 m2；一次爆破火药量30kg，通风时间20min，采用混合式通风。井下火药库在井底车场，有独立的通风系统。矿井通风系统及作业面分布见图1。各段巷道的规格、尺寸及摩擦阻力系数值列于表1中。夏季自然风压与主扇作业方向相反，其自然风压为96Pa。

设计要求：

1、计算全矿所需风量，进行风量分配； 2、计算全矿总阻力（第一阶段的最大阻力）； 3、选择扇风机，计算电动机功率。

解：1、计算全矿总风量及分配风量

（1） 电耙道所需风量 ① 二次破碎爆破通风所需风量

火药量A?3kg；电耙道长度L?50m，断面S?4.8m2，通风时间t?300s，则风量

Q?25.525.5ALS?3?50?4.8?2.28m3s t300 1

② 按排尘风速计算风量

电耙道风速V?0.5ms，则排尘风量

Q?VS?0.5?4.8?2.4m3s

取风量大者，Q?2.4m3s作为电耙道风量。 （2） 采场作业面凿岩所需风量

按排尘风速计算，取风速V?0.25ms，巷道断面S?7m2，

Q?VS?0.25?7?1.75m3s

（3） 采准、探矿巷道掘进所需风量 ① 按爆破后通风所需风量（压入式通风）

火药量A?20kg，巷道长度L?150m，巷道断面S?4.5m2，通风时间

t?1500s，则风量为：

Q?1919ASL?20?150?4.5?1.47m3s t1500贯穿风流巷道的风量应大于独头巷道风量的1.43倍，则风量应为 1.43×1.47=2.1m3s。 ② 按排尘风速计算风量

Q?VS?0.25?4.5?1.125m3s

取风量大者，Q?2.1m3s。 （4） 放矿巷道所需风量

按排尘风速计算，Q?VS?0.25?5.24?1.34m3s。 （5） 火药库风量取2m3s。 （6） 二阶段开拓巷道掘进所需风量

采用混合式通风，A?30kg，L?50m，S?5.24m2，t?20min，压入风量为 1919Qp?ALS?30?50?5.24?1.4m3s

t1200抽出式的风量为

Q?1.25Qp?1.25?1.4?1.75m3s

贯穿风流的风量为

Q?1.43?1.75?2.5m3s

2

（7） 矿井总风量

Qm?K?QiNi

式中 Qi——各类作业面所需风量，m3s；

Ni——各类作业面的数量；

K——风量备用系数，此例中K?1.5。

则 Qm?1.5??2.4?4?1.75?3?2.1?5?1.34?3?2?2.5?2??54.4m3s 矿井漏风按总回风道集中漏风考虑，各巷道按需分配的风量如图1所示。

2、计算全矿总阻力

首先选择最大阻力路线。根据通过风量的大小和路线的长短，选择1、2、3……13、14为最大阻力路线（图1）。分段计算各巷道的摩擦阻力，按下式计算

h?aPL2Q S3计算结果列于表1中。由各段巷道摩擦阻力的总和可求得矿井摩擦阻力

hf?871.2Pa。矿井的局部阻力按摩擦阻力的20%计算。矿井的总阻力应为

hm?1.2hf?1.2?871.2?1045.4Pa

3、选择扇风机，计算电动机功率 ⑴扇风机风量

?54.?42 Qf??Qm?1.15m93.s8 6式中，?——扇风机装置风量备用系数，??1.1。

⑵扇风机的全压Ht

Ht?hm?Hn?hr? hv式中，hr——扇风机装置阻力，hr=100Pa；

hv——扩散塔出口动压损失，hv=10Pa； Hn——矿井反向自然风压，Hn=96Pa。

则

Ht?1045.4?96?100?10?1251.4Pa

查扇风机特性曲线，选用K40（B）型№19轴流式扇风机，转速n?980rmin，

3

叶片安装角??32?，实际风量可达60m3s，风压可达1290Pa，效率?f?0.70。扇风机的功率

Nf?HtQf1000?f?1290?60?110kW

1000?0.70电动机的功率

Ne?KeNf?e?1.1110?127kW 0.95式中 Ke——电机备用系数，取1.1；

?e——电机效率，取0.95。

主扇漏风1141354.4218.1413.2510.859.115.6510.752.42.41.754.25.95放矿上风天井放矿出矿出矿凿岩出矿出矿凿岩探准1220.63111091.75836.282.42.4探准2.19.8867上风天井放矿上风天井5.95凿岩探准1.754.23.931.311.311.3112.0655.04318.65.2311.965.07.269.96开拓巷道图1 矿井通风系统及作业面分布图

8火药库24

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