风量核定基础.docx
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风量核定基础.docx
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风量核定基础
风量计算基础
(一)、工作面需风量计算
11501首采工作面(计算所得风量1446m3/min)
⑴按气象条件计算
Q采1=Q基本×K采高×K采面长×K温
式中:
Q采1—采煤工作面需要风量,m3/min;
Q基本—不同采煤方式的工作面所需的基本风量,m3/min;
K采高—采煤工作面采高调整系数;
K采面长—采煤工作面倾斜长调整系数;
K温—采煤工作面温度调整系数。
Q基本=60×V采1×S采max×70%(m3/min)
式中:
V采1—采煤工作面适宜风速,从防尘角度考虑,取V采=1m/s;
S采max—采煤工作面最大控顶时净断面积,m2。
S采max=工作面最大控顶距×工作面实际采高-输送机、支架(支柱)、顶梁等所占的面积,(m2)
工作面最大控顶距7.5m,最小控顶距6.7m,实际采高3.5m,面长300m,本工作面气温取12℃。
输送机宽×高=(1.55×0.345)+(1.25×0.345)=1.05m2。
支架所占面积=顶梁前梁占面积+掩梁占面积+尾梁着面积+座箱占面积+立柱着面积
=(3.56×0.61+1.6×0.30)+(1.815×1)+(1.45×0.36)+(3.045×1.37)+(1.5×0.28×2)
=2.18+0.48+1.815+0.53+4.1+0.84=9.95m2。
S采max=7.5×3.5-1.05-9.95=15.25m2
Q基本=60×1×15.25×70%=640m3/min
K采高按表1取1.5;
K面长按表2取1.5;
K温按表3取1.0;
Q采1=640×1.5×1.5×1.0=1440m3/min;
⑵按瓦斯绝对涌出量计算
Q采2=100×q采×kCH4(m3/min)
式中:
Q采2—采煤工作面实际需要风量,m3/min;
q采—采煤工作面回风巷风流中日平均瓦斯绝对涌出量,m3/min;
kCH4—采煤工作面瓦斯涌出不均衡系数。
100—采煤工作面回风巷风流中瓦斯浓度不超过1%所换算的常数。
q采=1.07m3/min
kCH4=1.20/1.07=1.15
Q采2=100××1.15=1446m3/min
⑶按工作面适宜风速计算
Q采3=60×V采×S采平均 (m3/min)
式中:
V采3—采煤工作面风速,m/s;
S采平均—采煤工作面最大和最小控顶净断面积的平均值,m2。
V采3按表3取3m/s;
S采平均=(S采max+S采min)/2(m2)
S采min=最小控顶距×采高-输送机、支架(支柱)、梁子等所占的面积,(m2)
S采min=3.1×2.4-(0.29+1.71)=5.44m2
S采平均=(5.44+6.76)/2=6.1m2
Q采3=60×3×6.1=1098 m3/min
⑷按采煤工作面同时作业人数计算
Q采4>4N(m3/min)
式中:
N—工作面最多人数;
4—每人每分钟需要的风量,m3/min。
Q采4>4N=4×43=172m3/min
工作面需要风量取1007m3/min。
⑸验算
15S采平均<Q采<240S采平均
15×6.1<Q采<240×6.1
92<1446<1464m3/min
2、2442工作面(计算所得风量1188m3/min)
(1)按气象条件计算
Q采1=Q基本×K采高×K采面长×K温
式中:
Q采1……采煤工作面需要风量,m3/min;
Q基本……不同采煤方式的工作面所需的基本风量,m3/min;
K采高……采煤工作面采高调整系数;
K采面长……采煤工作面倾斜长调整系数;
K温……采煤工作面温度调整系数。
Q基本=60×V采1×S采max×70%(m3/min)
式中:
V采1……采煤工作面适宜风速,从防尘角度考虑,取V采=1m/s;
S采max……采煤工作面最大控顶时净断面积,m2。
S采max=工作面最大控顶距×工作面实际采高-输送机、支架(支柱)、梁子等所占的面积,(m2)
工作面最大控顶距4.65m,最小控顶距3.75m,实际采高2.0m,面长236m,工作面气温32℃,输送机宽×高=1.15×0.25=0.29m2,支架所占面积=顶梁所占面积+后部顶梁所占面积+底座所占面积+支柱所占面积=(1.03×0.2+2.72×0.1)+1.6×0.2+2.163×0.2+0.15×(2.3-0.2-0.2)=0.48+0.32+0.43+0.28=1.51m2。
S采max=4.65×2.0-0.29-1.51=7.5m2
Q基本=60×1×8.43×70%=354.06m3/min
K采高按表1取1.1;
K面长按表2取1.4;
K温按表3取1.6;
Q采1=354.06×1.1×1.4×1.6=872m3/min
(2)按瓦斯绝对涌出量计算
Q采2=100×q采×kCH4(m3/min)
式中:
Q采2……采煤工作面实际需要风量,m3/min;
q采……采煤工作面回风巷风流中日平均瓦斯绝对涌出量,m3/min;
kCH4……采煤工作面瓦斯涌出不均衡系数。
100……采煤工作面回风巷风流中瓦斯浓度不超过1%所换算的常数。
q采=7.30m3/min
kCH4=1.17
Q采2=100×7.30×1.17=854 m3/min
(3)按工作面适宜风速计算
Q采3=60×V采×S采平均 (m3/min)
式中:
V采3……采煤工作面风速,m/s;
S采平均……采煤工作面最大和最小控顶净断面积的平均值,m2。
V采3按表3取3.0m/s;
S采平均=(S采max+S采min)/2(m2)
S采min=最小控顶距×采高-输送机、支架(支柱)、梁子等所占的面积,(m2)
S采min=3.75×2.0-(0.29+1.51)=5.7m2
S采平均=(5.7+7.5)/2=6.6m2
Q采3= 60×3.0×6.6=1188 m3/min
(4)按采煤工作面同时作业人数计算
Q采4>4N(m3/min)
式中:
N……工作面最多人数;
4……每人每分钟需要的风量,m3/min。
Q采4>4N=4×38=152m3/min
工作面需要风量取1188m3/min
(5)验算
15S采平均 15×6.6 99<1188<1584m3/min (二)、掘进工作面局部通风机处的需要风量计算 1、2445运输机道(计算所得全风压供风量440m3/min) (1)掘进工作面的需要风量 ①按瓦斯绝对涌出量计算: Q掘1=100×qch4×Kch4 (m3/min) 式中: Q掘1……单个掘进工作面需要风量,m3/min; q掘……掘进工作面回风流中瓦斯平均绝对涌出量,m3/min; K掘通……掘进工作面瓦斯涌出量不均衡系数。 100……掘进工作面回风巷风流中瓦斯浓度不超过1%所换算的常数。 q掘=1.32m3/min;K掘通=0.73/0.4=1.83 Q掘1=100×1.32×1.83=242 m3/min ②按风速、温度计算 Q掘2=60×V掘×S掘max×K温 (m3/min) 式中: V掘……局部通风巷道内最低允许风速,m/s; S掘max……局部通风巷道内最大净断面,m2; K温……温度调整系数。 掘进工作面气温30℃,V掘=0.25m/s,S掘max=12.22m2,K温=1.5。 Q掘2=60×0.25×12.22×1.5=275 m3/min ③按掘进工作面同时作业人数计算 Q掘3>4Nm3/min 式中: N……掘进工作面人数; Q掘>4N=4×22=88m3/min 该掘进面需要风量取275m3/min。 验算: 15S 15×12.22 183<275<2933m3/min (2)局部通风机吸风量计算 Q扇=Q掘×Pm3/min 式中: Q扇……局部通风机吸风量,m3/min; P……局部通风机供风巷道漏风系数。 P=1/(1-nLe) 式中: n……风筒接头数; Le……一个接头漏风率,Le=0.002。 掘进巷道设计长度为900m,最大供风长度1000m,n=100。 P=1/(1-100×0.002)=1.25 Q扇=275×1.25=344m3/min hft=Rp×Q扇×Q掘Pa Rp=6.5α×L/d+(n×ζJO+∑ζbei+ζin)×〔ρ/(2s2)〕 式中: Rp……压入式风筒总风阻,N.S2/m8; hft……压入式局部通风机全风压,Pa; α……风筒摩擦阻力系数,N.S2/m4; L……风筒长度,m; d……风筒直径,m; ρ……空气密度,Kg/m3; s……风筒断面积,m2; n……风筒接头个数; ζJO……风筒接头局部阻力系数; ζbei……风筒拐弯局部阻力系数; ζin……风筒入口局部阻力系数。 L=1000m,d=0.8m,α=30×10-4,n=100;s=0.5m2;ρ=1.2Kg/m3,ζJO=0.02,ζbei=0.8,ζin=0.1。 Rp=6.5×30×10-4×1000/0.85+(100×0.02+2×0.8+0.1)×1.2/(2×0.52)=68.38 hft=68.38×275×344/3600=2450Pa 选2×15KW局部通风机,Q扇取350m3/min。 (3)局部通风机安装处巷道全风压供风量计算 Q掘全=∑Q扇+60×V安×Sm3/min 式中: Q掘全……局部通风机安装处巷道全风压供风量,m3/min; ∑Q扇……安装在同一地点的局部通风机实际吸风量,m3/min; V安……局部通风机吸入口至回风口之间的巷道安全风速,m/s; S……局部通风机吸入口至回风口之间的巷道断面,m2。 ●Q掘全=350+60×0.25×6=440m3/min 2、2445材料道(计算所得全风压供风440m3/min) (1)掘进工作面的需要风量 ①按瓦斯绝对涌出量计算: Q掘1=100×qch4×Kch4 (m3/min) 式中: Q掘1……单个掘进工作面需要风量,m3/min; q掘……掘进工作面回风流中瓦斯平均绝对涌出量,m3/min; K掘通……掘进工作面瓦斯涌出量不均衡系数。 100……掘进工作面回风巷风流中瓦斯浓度不超过1%所换算的常数。 q掘=1.32m3/min;K掘通=0.73/0.4=1.83 Q掘1=100×1.32×1.83=242 m3/min ②按风速、温度计算 Q掘2=60×V掘×S掘max×K温 (m3/min) 式中: V掘……局部通风巷道内最低允许风速,m/s; S掘max……局部通风巷道内最大净断面,m2; K温……温度调整系数。 掘进工作面气温30℃,V掘=0.25m/s,S掘max=12.22m2,K温=1.5。 Q掘2=60×0.25×12.22×1.5=275 m3/min ③按掘进工作面同时作业人数计算 Q掘3>4Nm3/min 式中: N……掘进工作面人数; Q掘>4N=4×22=88m3/min 该掘进面需要风量取275m3/min。 验算: 15S 15×12.22 183<275<2933m3/min (2)局部通风机吸风量计算 Q扇=Q掘×Pm3/min 式中: Q扇……局部通风机吸风量,m3/min; P……局部通风机供风巷道漏风系数。 P=1/(1-nLe) 式中: n……风筒接头数; Le……一个接头漏风率,Le=0.002。 掘进巷道设计长度为900m,最大供风长度1000m,n=100。 P=1/(1-100×0.002)=1.25 Q扇=275×1.25=344m3/min hft=Rp×Q扇×Q掘Pa Rp=6.5α×L/d+(n×ζJO+∑ζbei+ζin)×〔ρ/(2s2)〕 式中: Rp……压入式风筒总风阻,N.S2/m8; hft……压入式局部通风机全风压,Pa; α……风筒摩擦阻力系数,N.S2/m4; L……风筒长度,m; d……风筒直径,m; ρ……空气密度,Kg/m3; s……风筒断面积,m2; n……风筒接头个数; ζJO……风筒接头局部阻力系数; ζbei……风筒拐弯局部阻力系数; ζin……风筒入口局部阻力系数。 L=800m,d=0.8m,α=30×10-4,n=100;s=0.5m2;ρ=1.2Kg/m3,ζJO=0.02,ζbei=0.8,ζin=0.1。 Rp=6.5×30×10-4×800/0.85+(80×0.02+2×0.8+0.1)×1.2/(2×0.52)=48.06 hft=48.06×275×344/3600=1263Pa 选2×15KW局部通风机,Q扇取350m3/min。 (3)局部通风机安装处巷道全风压供风量计算 Q掘全=∑Q扇+60×V安×Sm3/min 式中: Q掘全……局部通风机安装处巷道全风压供风量,m3/min; ∑Q扇……安装在同一地点的局部通风机实际吸风量,m3/min; V安……局部通风机吸入口至回风口之间的巷道安全风速,m/s; S……局部通风机吸入口至回风口之间的巷道断面,m2。 ●Q掘全=350+60×0.25×6=440m3/min 3.7443反向材料道(490m3/min) (1)掘进工作面的需要风量 ①按瓦斯绝对涌出量计算: Q掘1=100×qch4×Kch4 (m3/min) 式中: Q掘1……单个掘进工作面需要风量,m3/min; q掘……掘进工作面回风流中瓦斯平均绝对涌出量,m3/min; K掘通……掘进工作面瓦斯涌出量不均衡系数。 100……掘进工作面回风巷风流中瓦斯浓度不超过1%所换算的常数。 q掘=0.75m3/min;K掘通=0.73/0.4=1.3 Q掘1=100×0.75×1.30=97.5 m3/min ②按风速、温度计算 Q掘2=60×V掘×S掘max×K温 (m3/min) 式中: V掘……局部通风巷道内最低允许风速,m/s; S掘max……局部通风巷道内最大净断面,m2; K温……温度调整系数。 掘进工作面气温30℃,V掘=0.25m/s,S掘max=12.22m2,K温=1.5。 Q掘2=60×0.25×12.22×1.5=275 m3/min ③按掘进工作面同时作业人数计算 Q掘3>4Nm3/min 式中: N……掘进工作面人数; Q掘>4N=4×22=88m3/min 该掘进面需要风量取275m3/min。 验算: 15S 15×12.22 183<275<2932m3/min (2)局部通风机吸风量计算 Q扇=Q掘×Pm3/min 式中: Q扇……局部通风机吸风量,m3/min; P……局部通风机供风巷道漏风系数。 P=1/(1-nLe) 式中: n……风筒接头数; Le……一个接头漏风率,Le=0.002。 掘进巷道设计长度为950m,最大供风长度1200m,n=120。 P=1/(1-120×0.002)=1.30 Q扇=275×1.30=358m3/min hft=Rp×Q扇×Q掘Pa Rp=6.5α×L/d+(n×ζJO+∑ζbei+ζin)×〔ρ/(2s2)〕 式中: Rp……压入式风筒总风阻,N.S2/m8; hft……压入式局部通风机全风压,Pa; α……风筒摩擦阻力系数,N.S2/m4; L……风筒长度,m; d……风筒直径,m; ρ……空气密度,Kg/m3; s……风筒断面积,m2; n……风筒接头个数; ζJO……风筒接头局部阻力系数; ζbei……风筒拐弯局部阻力系数; ζin……风筒入口局部阻力系数。 L=1200m,d=0.8m,α=30×10-4,n=120;s=0.5m2;ρ=1.2Kg/m3,ζJO=0.02,ζbei=0.8,ζin=0.1。 Rp=6.5×30×10-4×1200/0.85+(120×0.02+2×0.8+0.1)×1.2/(2×0.52)=71.89 hft=71.89×275×358/3600=1966Pa 选2×15KW局部通风机,Q扇取400m3/min。 (3)局部通风机安装处巷道全风压供风量计算 Q掘全=∑Q扇+60×V安×Sm3/min 式中: Q掘全……局部通风机安装处巷道全风压供风量,m3/min; ∑Q扇……安装在同一地点的局部通风机实际吸风量,m3/min; V安……局部通风机吸入口至回风口之间的巷道安全风速,m/s; S……局部通风机吸入口至回风口之间的巷道断面,m2。 ●Q掘全=400+60×0.25×6=490m3/min 4.7443材料道 (463m3/min) (1)掘进工作面的需要风量 ①按瓦斯绝对涌出量计算: Q掘1=100×qch4×Kch4 (m3/min) 式中: Q掘1……单个掘进工作面需要风量,m3/min; q掘……掘进工作面回风流中瓦斯平均绝对涌出量,m3/min; K掘通……掘进工作面瓦斯涌出量不均衡系数。 100……掘进工作面回风巷风流中瓦斯浓度不超过1%所换算的常数。 参照7443皮带机道 q掘=0.75m3/min; K掘通=1.3 Q掘1=100×0.75×1.3=97.5 m3/min ②按风速、温度计算 Q掘2=60×V掘×S掘max×K温 (m3/min) 式中: V掘……局部通风巷道内最低允许风速,m/s; S掘max……局部通风巷道内最大净断面,m2; K温……温度调整系数。 掘进工作面气温30℃,V掘=0.25m/s,S掘max=12.22m2,K温=1.5。 Q掘2=60×0.25×12.22×1.5=275 m3/min ③按掘进工作面同时作业人数计算 Q掘3>4Nm3/min 式中: N……掘进工作面人数; Q掘>4N=4×22=88m3/min 该掘进面需要风量取275m3/min。 验算: 15S 15×12.22 183<275<2933m3/min (2)局部通风机吸风量计算 Q扇=Q掘×Pm3/min 式中: Q扇……局部通风机吸风量,m3/min; P……局部通风机供风巷道漏风系数。 P=1/(1-nLe) 式中: n……风筒接头数; Le……一个接头漏风率,Le=0.002。 掘进巷道设计长度为950m,最大供风长度1200m,n=120。 P=1/(1-120×0.002)=1.32 Q扇=275×1.32=363m3/min hft=Rp×Q扇×Q掘Pa Rp=6.5α×L/d+(n×ζJO+∑ζbei+ζin)×〔ρ/(2s2)〕 式中: Rp……压入式风筒总风阻,N.S2/m8; hft……压入式局部通风机全风压,Pa; α……风筒摩擦阻力系数,N.S2/m4; L……风筒长度,m; d……风筒直径,m; ρ……空气密度,Kg/m3; s……风筒断面积,m2; n……风筒接头个数; ζJO……风筒接头局部阻力系数; ζbei……风筒拐弯局部阻力系数; ζin……风筒入口局部阻力系数。 L=1200m,d=0.8m,α=30×10-4,n=120;s=0.5m2;ρ=1.2Kg/m3,ζJO=0.02,ζbei=0.8,ζin=0.1。 Rp=6.5×30×10-4×1200/0.85+(120×0.02+2×0.8+0.1)×1.2/(2×0.52)=71.89 hft=71.89×275×363/3600=1993Pa 选2×15KW局部通风机,Q扇取400m3/min。 (3)局部通风机安装处巷道全风压供风量计算 Q掘全=∑Q扇+60×V安×Sm3/min 式中: Q掘全……局部通风机安装处巷道全风压供风量,m3/min; ∑Q扇……安装在同一地点的局部通风机实际吸风量,m3/min; V安……局部通风机吸入口至回风口之间的巷道安全风速,m/s; S……局部通风机吸入口至回风口之间的巷道断面,m2。 ●Q掘全=400+60×0.15×7=463m3/min 5.–1010西一七层专用回风道 (390m3/min) (1)掘进工作面的需要风量 ①按瓦斯绝对涌出量计算: Q掘1=100×qch4×Kch4 (m3/min) 式中: Q掘1……单个掘进工作面需要风量,m3/min; q掘……掘进工作面回风流中瓦斯平均绝对涌出量,m3/min; K掘通……掘进工作面瓦斯涌出量不均衡系数。 100……掘进工作面回风巷风流中瓦斯浓度不超过1%所换算的常数。 参照-1010西一二层轨道下山掘进期间的瓦斯涌出量 q掘=0.20m3/min; K掘通=1.3 Q掘1=100×0.20×1.3=26 m3/min ②按风速、温度计算 Q掘2=60×V掘×S掘max×K温 (m3/min) 式中: V掘……局部通风巷道内最低允许风速,m/s; S掘max……局部通风巷道内最大净断面,m2; K温……温度调整系数。 掘进工作面气温29℃,V掘=0.15m/s,S掘max=14.64m2,K温=1.5。 Q掘2=60×0.15×14.64×1.5=198 m3/min ③按掘进工作面同时作业人数计算 Q掘3>4Nm3/min 式中: N……掘进工作面人数; Q掘>4N=4×22=88m3/min 该掘进面需要风量取198 m3/min。 验算: 15S 15×14.64 220<198<3168m3/min (2)局部通风机吸风量计算 Q扇=Q掘×Pm3/min 式中: Q扇……局部通风机吸风量,m3/min; P……局部通风机供风巷道漏风系数。 P=1/(1-nLe) 式中: n……风筒接头数; Le……一个接头漏风率,Le=0.002。 掘进巷道设计长度为350m,最大供风长度500m,n=50。 P=1/(1-50×0.002)=1.11 Q扇=198×1.11=220m3/min hft=Rp×Q扇×Q掘Pa Rp=6.5α×L/d+(n×ζJO+∑ζbei+ζin)×〔ρ/(2s2)〕 式中: Rp……压入式风筒总风阻,N.S2/m8; hft……压入式局部通风机全风压,Pa; α……风筒摩擦阻力系数,N.S2/m4; L……风筒长度,m; d……风筒直径,m; ρ……空气密度,Kg/m3; s……风筒断面积,m2; n……风筒接头个数; ζJO……风筒接头局部阻力系数; ζbei……风筒拐弯局部阻力系数; ζin……风筒入口局部阻力系数。 L=500m,d=0.8m,α=30×104,n=50;s=0.5m2;ρ=1.2Kg/m3,ζJO=0.02,ζbei=0.8,ζin=0.1。 Rp=6.5×
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