矿井通风总阻力计算.docx
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矿井通风总阻力计算
华蓥市老岩湾煤业有限公司
矿井通风总阻力计算
沿着矿井通风容易时期和矿井通风困难时期的通风路线计算矿井通风总阻力。
通风摩擦阻力计算公式如下：
h=
式中：
h——通风摩擦阻力，Pa；
α——井巷摩擦阻力系数，N.S2/m4；
L——井巷长度，m；
P——井巷净断面周长，m；
Q——通风井巷的风量，m3/s；
S——井巷净断面面积，m2；
通风局部阻力取同时期摩擦阻力的15％。
经计算，矿井通风容易时期采用中央分列式通风系统，其总阻力h为573.99Pa；矿井通风困难时期采用两翼对角式通风系统，其北风井和南平硐风井阻力分别为489.42Pa、401.51Pa。
（详见矿井通风阻力计算表5-2-2、表5-2-3、表5-2-4）。
五、对矿井通风状况的评价
计算矿井的风阻和通风等积孔
a、矿井通风容易时期采用中央分列式通风系统，矿井的总风阻R易和矿井通风等积孔A易为：
R易=h易/Q易2
=573.99÷30.42
=0.62N·S2/m8
A易=
=1.19×30.4÷
=1.51m2
b、矿井通风困难时期采用两翼对角式通风系统，其北风井的风阻R1、通风等级孔A1和南平硐风井的风阻R2、通风等级孔A2以及矿井的通风等积孔A难为：
R1=h1/Q12
=489.42÷15.952
=1.92N·S2/m8
A1=
=1.19×15.95÷
=0.86m2
R2=h2/Q22
=401.51÷12.552
=2.55N·S2/m8
A2=
=1.19×12.55÷
=0.75m2
A难=
=
=1.6（m2）
式中：
R易－为矿井通风容易时期的矿井风阻，N·S2/m8；
A易－为矿井通风容易时期的矿井通风等积孔，m2；
h易―为通风容易时期的矿井通风阻力，Pa；
R1－为北风井通风困难时期的矿井风阻，N·S2/m8；
A1－为北风井通风困难时期的通风等积孔，m2；
h1―为北风井通风困难时期的矿井通风阻力，Pa；
Q1－为北风井通风困难时期的风量，（m3/s）
R2－为南平硐风井通风困难时期的矿井风阻，N·S2/m8；
A2－为南平硐风井通风困难时期的通风等积孔，m2；
h2―为南平硐风井通风困难时期的矿井通风阻力，Pa；
Q2－南平硐风井通风困难时期的风量，（m3/s）
A难－为矿井通风困难时期的总通风等级孔，（m2）
经计算，矿井通风容易时期的风阻R易为0.62N·S2/m8，矿井通风等积孔A易为1.51m2，通风难易程度为中等。
矿井通风困难时期的北风井的风阻R1为1.92N·S2/m8，通风等级孔为0.86m2，南风井的风阻R2为2.55N·S2/m8，通风等级孔为0.75m2，矿井总通风等积孔A难为1.6m2，通风难易程度为中等。
矿井在生产过程中应加强现场管理，确保通风风路的畅通；及时维修变形巷道，扩大巷道断面，降低矿井风阻，保障矿井通风的安全、稳定。
井下调风设施较多，管理不善易造成矿井风流短路，生产中应加对通风设施的管理，主要风门（包括调节风门）必须采用连锁控制以防止开关风门造成风流短路。
提高矿井通风等积孔的措施：
1、要维护好主斜井、主要运输巷道、回风上山及采区回风巷、引风道等主要巷道，适当增加巷道断面积，降低通风风阻，提高通风等积孔。
2、积极搞好回采工作面上下端头和出口的维护，确保采煤工作面及出口畅通无阻，减少局部阻力，降低通风风阻。
六、通风设施及防止漏风和降低风阻的措施
1、为保证各采、掘工作面、硐室的风量，并使风流按规定路线流动，在风流流动的路线中设置有风门、调节风门、密闭墙等通风构筑物。
2、为防止爆炸性气体爆炸时冲击波冲击主要通风机，在回风井井口设置防爆门，引风道与回风井之间的夹角为30～45º，引风道长度比防爆门至井筒内引风道开口位置长10～15m。
矿井安有两台同型号同能力的主要通风机，一台工作，一台备用。
3、为了能够实现井下区域和全矿井反风，井下各主要风门安装处要安装正反向风门。
4、风门、密闭、调节风门等通风构筑物都设在围岩坚固、地压稳定地段，并加强管理，经常检查、维修，防止漏风。
5、矿井主要通风机设有电源反相开关，当井下发生灾害时，经矿技术负责人同意，可控制风机反转使全矿井反风，反风风流要大于正常通风风流的40%。
6、防止漏风措施
风门、密闭等通风构筑物应设在围岩坚固、地压稳定地段，并加强管理，经常检查、维修。
主要风门应设开启联锁装置，保证风门不会同时开启，增强控制风流的可靠性。
同时，对频繁运输通行的风门要设置防止矿车碰撞风门的设施，以免损坏风门。
密闭墙的四周必须掏槽，砌入基岩、质量要达到要求。
7、降低风阻措施
⑴砌碹巷道应尽可能光滑，力求使巷道光滑平整，以降低风阻。
为降低巷壁的粗糙程度，从而减小摩擦风阻。
要尽量采取光面爆破，降低巷壁的粗糙程度。
⑵在容易产生局部阻力的地点，应尽量减少局部阻力系数。
如减少巷道急拐弯、突然扩大、突然缩小，尽量避免在主要巷道内停放矿车，堆积木材，器材等。
巷道连接边缘应做成斜线或圆弧形，巷道转弯处应尽量避免转弯或小于90°转弯，并将转弯处内、外侧按斜线或圆弧形施工，必要时应设置导风板。
⑶落实足够的维修人员及时维修垮塌、变形、断面缩小的巷道，保证巷道有足够的有效通风断面，以利风流畅通降低通风阻力。
表5-2-2通风容易时期矿井通风阻力计算表
序号
巷道名称
支护形式
断面形式
阻力系数
巷道长度
巷道周长
巷道断面
风阻
风量
风速
通风阻力
a（N.s2/m4）
m
m
S（m2）
R（N.s2/m8）
m3/s
m/s
（帕）
1
主斜井
砌碹
半园拱形
0.0049
367
10.77
7.86
0.0399
18.4
2.34
13.5
2
+200m井底车场
砌碹
半园拱形
0.0049
30
11.52
9
0.0023
18.4
2.04
0.79
3
+200m井底车场
砌碹
半园拱形
0.0049
35
11.52
9
0.0027
28.4
3.16
2.19
4
+200m井底车场
砌碹
半园拱形
0.0049
22
11.52
9
0.0017
26.4
2.93
1.19
5
联络石门
砌碹
半园拱形
0.0049
103
8.71
5.14
0.0324
26.4
5.14
22.56
6
201采区1号运输石门
砌碹
半园拱形
0.0049
20
8.71
5.14
0.0063
26.4
5.14
4.38
7
201采区1号运输石门
砌碹
半园拱形
0.0049
18
8.71
5.14
0.0057
14
2.72
1.11
8
+200水平集中岩石运输大巷
砌碹
半园拱形
0.0049
340
9.26
5.82
0.0783
10
1.72
7.83
9
201采区2号运输石门
砌碹
半园拱形
0.0049
26
8.71
5.14
0.0082
10
1.95
0.82
10
201采区2号运输石门
砌碹
半园拱形
0.0049
75
9.26
5.82
0.0173
17.6
3.02
5.35
11
+200水平集中岩石运输大巷
砌碹
半园拱形
0.0049
72
8.77
4.9
0.0263
13.4
2.73
4.72
12
采区轨道上山
金属支架
梯形
0.008
120
8.82
4.41
0.0987
13.4
3.04
17.73
13
250区段运输石门
砌碹
半园拱形
0.0049
32
8.71
5.14
0.0101
16.6
3.23
2.77
14
250区段运输石门
砌碹
半园拱形
0.0049
75
8.71
5.14
0.0238
4
0.78
0.38
15
250区段运输石门
砌碹
半园拱形
0.0049
34
8.71
5.14
0.01
2
0.39
0.04
16
+250m大连大巷
金属支架
梯形
0.008
186
9.25
4.45
0.1563
4
0.9
2.5
17
21101采煤工作面
木支柱
矩形
0.032
50
10.8
3.29
0.485
4
1.22
7.76
18
+300m大连回风巷
金属支架
梯形
0.008
186
8.82
4.41
0.1531
4
0.91
2.45
19
+300m大连回风巷
金属支架
梯形
0.008
40
8.82
4.41
0.0328
5
1.13
0.82
20
2号回风石门
砌碹
半园拱形
0.0049
109
8.71
5.14
0.0344
5
0.97
0.86
21
2号回风石门
砌碹
半园拱形
0.0049
50
8.71
5.14
0.0157
17.6
3.42
4.87
22
+300水平集中岩石回风大巷
砌碹
半园拱形
0.0049
563
8.71
5.14
0.1769
29.4
5.72
152.94
23
集中回风上山
金属支架
梯形
0.008
84
8.82
4.41
0.0691
29.4
6.67
59.73
24
回风平硐
砌碹
半园拱形
0.0049
505
8.71
5.14
0.1587
29.4
5.72
137.19
25
回风平硐
砌碹
半园拱形
0.0049
104
8.71
5.14
0.0327
30.4
5.91
30.21
26
引风硐
砌碹
半园拱
0.0049
30
7.87
4.2
0.0156
30.4
7.24
14.43
27
小计
499.12
28
局部阻力取15%
74.87
29
合计
573.99
表5-2-3通风困难时期矿井通风阻力计算表（北风井）
序号
巷道名称
支护形式
断面形式
阻力系数
巷道长度
巷道周长
巷道断面
风阻
风量
风速
通风阻力
a（N.s2/m4）
m
m
S（m2）
R（N.s2/m8）
m3/s
m/s
（帕）
1
主斜井
砌碹
半园拱形
0.0049
367
10.77
7.86
0.0399
18.5
2.35
13.65
2
+200m井底车场
砌碹
半园拱形
0.0049
30
11.52
9
0.0023
18.5
2.06
0.8
3
+200m井底车场
砌碹
半园拱形
0.0049
35
11.52
9
0.0027
28.5
3.17
2.2
4
联络石门
砌碹
半园拱形
0.0049
90
8.71
5.14
0.0283
28.5
5.54
22.98
5
提升暗斜井上部车场
砌碹
半园拱形
0.0049
70
11.52
9
0.0054
18.5
2.06
1.86
6
提升暗斜井
砌碹
半园拱形
0.0049
474
8.71
5.14
0.149
18.5
3.6
50.99
7
提升暗斜井下部车场
砌碹
半园拱形
0.0049
50
11.52
9
0.0039
18.5
2.06
1.33
8
±0水平集中岩石运输大巷
砌碹
半园拱形
0.0049
1682
8.71
5.14
0.5286
15.95
3.1
134.48
9
003采区运输石门
砌碹
半园拱形
0.0049
50
8.71
5.14
0.0157
10
1.95
1.57
10
3采区运输石门
砌碹
半园拱形
0.0049
75
8.71
5.14
0.0235
5.5
1.07
0.71
11
±0m四连大巷
金属支架
梯形
0.008
20
9.25
4.45
0.0169
5.5
1.24
0.51
12
±0m四连大巷
金属支架
梯形
0.008
330
9.25
4.45
0.2769
4
0.9
4.43
13
03206采煤工作面
金属掩护支架
梯形
0.032
80
7.14
2.94
0.7194
4
1.36
11.51
14
+66m四连回风巷
金属支架
梯形
0.008
330
8.82
4.41
0.2713
4
0.91
4.34
15
四连回风上山
金属支架
梯形
0.008
70
8.82
4.41
0.0575
5.5
1.25
1.74
16
+132m四连回风巷
金属支架
梯形
0.008
15
9.25
4.45
0.0126
5.5
1.24
0.38
17
+132m四连回风巷
金属支架
梯形
0.008
96
9.25
4.45
0.0806
14.5
3.26
16.95
18
四连回风上山
金属支架
梯形
0.008
72
8.82
4.41
0.0592
14.5
3.29
12.45
19
回风石门
砌碹
半园拱形
0.0049
125
8.71
5.14
0.0393
14.5
2.82
8.26
20
+200水平集中岩石回风大巷
砌碹
半园拱形
0.0049
78
8.71
5.14
0.0245
15.95
3.1
6.24
21
203采区轨道上山
金属支架
梯形
0.008
237
8.82
4.41
0.195
15.95
3.62
49.6
22
+300水平集中岩石回风大巷
砌碹
半园拱形
0.0049
90
8.77
4.9
0.0329
15.95
3.26
8.36
23
集中回风上山
金属支架
梯形
0.008
84
8.82
4.41
0.0691
15.95
3.62
17.58
24
+360m北风井平硐
砌碹
半园拱形
0.0049
609
8.71
5.14
0.1914
15.95
3.1
48.69
25
引风硐
砌碹
半园拱
0.0049
30
7.87
4.2
0.0156
15.95
3.8
3.97
26
小计
425.58
27
局部阻力取15%
63.84
28
合计
489.42
表5-2-4通风困难时期矿井通风阻力计算表（南平硐风井）
序号
巷道名称
支护形式
断面形式
阻力系数
巷道长度
巷道周长
巷道断面
风阻
风量
风速
通风阻力
a（N.s2/m4）
m
m
S（m2）
R（N.s2/m8）
m3/s
m/s
（帕）
1
主斜井
砌碹
半园拱形
0.0049
367
10.77
7.86
0.0399
18.5
2.35
13.65
2
+200m井底车场
砌碹
半园拱形
0.0049
30
11.52
9
0.0023
18.5
2.06
0.8
3
+200m井底车场
砌碹
半园拱形
0.0049
35
11.52
9
0.0027
28.5
3.17
2.2
4
联络石门
砌碹
半园拱形
0.0049
90
8.71
5.14
0.0283
28.5
5.54
22.98
5
提升暗斜井上部车场
砌碹
半园拱形
0.0049
70
11.52
9
0.0054
18.5
2.06
1.86
6
提升暗斜井
砌碹
半园拱形
0.0049
474
8.71
5.14
0.149
18.5
3.6
50.99
7
提升暗斜井下部车场
砌碹
半园拱形
0.0049
50
11.52
9
0.0039
18.5
2.06
1.33
8
±0水平集中岩石运输大巷
砌碹
半园拱形
0.0049
1368
8.71
5.14
0.43
12.55
2.44
67.72
9
±0水平集中岩石运输大巷
砌碹
半园拱形
0.0049
113
8.71
5.14
0.0356
6.6
1.28
1.55
10
004采区运输石门
砌碹
半园拱形
0.0049
50
8.71
5.14
0.0156
6.6
1.28
0.68
11
004采区运输石门
砌碹
半园拱形
0.0049
75
8.71
5.14
0.0235
5.5
1.07
0.71
12
±0m四连大巷
金属支架
梯形
0.008
20
9.25
4.45
0.0169
5.5
1.24
0.51
13
±0m四连大巷
金属支架
梯形
0.008
490
9.25
4.45
0.4113
4
0.9
6.58
14
03206采煤工作面
金属掩护支架
梯形
0.032
80
7.14
2.94
0.7194
4
1.36
11.51
15
+66m四连回风巷
金属支架
梯形
0.008
486
8.82
4.41
0.4
4
0.91
6.4
16
四连回风上山
金属支架
梯形
0.008
70
8.82
4.41
0.0575
5.5
1.25
1.74
17
+132m四连回风巷
金属支架
梯形
0.008
15
9.25
4.45
0.0126
5.5
1.24
0.38
18
+132m四连回风巷
金属支架
梯形
0.008
96
9.25
4.45
0.0806
11.1
2.49
9.93
19
四连回风上山
金属支架
梯形
0.008
72
8.82
4.41
0.0592
11.1
2.52
7.3
20
回风石门
砌碹
半园拱形
0.0049
125
8.71
5.14
0.0393
11.1
2.16
4.84
21
+200水平集中岩石回风大巷
砌碹
半园拱形
0.0049
90
8.71
5.14
0.0283
12.55
2.44
4.46
22
203采区轨道上山
金属支架
梯形
0.008
237
8.82
4.41
0.195
12.55
2.85
30.71
23
+300水平集中岩石
回风大巷
砌碹
半园拱形
0.0049
1102
8.77
4.9
0.4025
12.55
2.56
63.4
24
集中回风上山
金属支架
梯形
0.008
71
8.82
4.41
0.0584
12.55
2.85
9.2
25
+360m北风井平硐
砌碹
半园拱形
0.0049
510
8.71
5.14
0.1603
12.55
2.44
25.25
26
引风硐
砌碹
半园拱
0.0049
30
7.87
4.2
0.0156
12.55
2.99
2.46
27
小计
349.14
28
局部阻力取15%
52.37
29
合计
401.51
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