局部通风机选型计算示例
一、风量计算
1.按瓦斯涌出量计算:
根据进风立井揭4#煤实测瓦斯涌出量为0.4 m3/min进行计算,其公式如下:
Q掘=100×QCH4×K=100×0.4×2= 80m3/min
其中:Q-掘进工作面需风量,
k-掘进工作面的通风系数,取2,
QCH4-掘进工作面的瓦斯绝对涌出量,m3/min。
2. 按炸药量计算需风量:
式中 Q炸 ——按爆破炸药量计算的工作需风量,m3/min;
t——通风时间,取t=30min ;
A—— 一次爆破最大炸药量,kg;
S——巷道断面,m2;
L---掘进巷道通风长度;
P——局部通风机吸入风量和掘进工作面风筒出口风量比,取P=1.1;
k---井筒淋水修正系数,取0.6;
3. 按最多工作人数计算
Q掘=4×N=4×50=200m3/min
式中 Q掘—掘进工作面实际需要的风量,m3/min ;
N—掘进工作面同时工作的最多人数,取交接班时50人;
4—每人供给的最小风量,m3/min 。
4. 按最低风速进行计算:
Q掘=60VminSmax=60×0.3×33=594m3/min
式中 Q掘—掘进工作面实际需要的风量,m3/min ;
Vmin —最低风速,按煤巷掘进工作面进行计算取0.25m/s;
Smax—巷道最大断面,考虑到进风大巷联络巷配风量,断面计算取22+(22/2)=33m2。
根据计算取以上1、2、3、4式中最大值进行计算,即:594m3/min。
二、 局扇选型计算
1.通风阻力计算:
由于该通风系统为非负压通风,通风阻力为巷道通风阻力与风筒通风阻力之和。
1.1巷道通风阻力计算:
R巷道=R井筒+R进风大巷+R集中胶带上山
R井筒=(α×L×P/S3)×K
=(0.003×310×22/26.93)×1.2
= 0.0013
R井筒-风筒的阻力,N×s2÷m8;
α-摩擦阻力系数 0.003
L-巷道长度 310m
P-巷道周长 22m
S-巷道的净断面 38.5-8.9=26.9 m2
K-风压系数,包括局部阻力等因素,取1.2。
R进风大巷=(α×L×P/S3)×K
=(0.011×900×19/213)×1.2
= 0.0244
R井筒-风筒的阻力,N×s2÷m8;
α-摩擦阻力系数 0.011
L-巷道长度 900m
P-巷道周长 19m
S-巷道的净断面 21m2
K-风压系数,包括局部阻力等因素,取1.2。
R集中胶带上山=(α×L×P/S3)×K
=(0.011×350×19/213)×1.2
= 0.0095
R井筒-风筒的阻力,N×s2÷m8;
α-摩擦阻力系数 0.011
L-巷道长度 350m
P-巷道周长 19m
S-巷道的净断面 21m2
K-风压系数,包括局部阻力等因素,取1.2。
R巷道=R井筒+R进风大巷+R集中胶带上山
= 0.0013+0.0244+0.0095
=0.0352 N×s2÷m8
1.2风筒通风阻力计算
1.2.1 局部通风机最大供风距离计算(按施工进风大巷2→集中胶带上山计算):
L=l地面+L井筒+L进风大巷+L集中胶带上山
=40+310+900+350
=1600m
采用φ1000*20m抗静电阻燃柔性风筒向工作面通风,工作面有效风量按594m3/min进行计算。
1.2 .2 风筒风阻计算
风筒接头的采用钢圈捆扎接法。风筒的风阻包括摩擦风阻与接头、拐弯等局部阻力。
(1)沿程摩檫阻力计算
R摩=6.5×α×L/D5
=6.5×0.0029×1600/1
=30.16
R摩-风筒的沿程摩擦阻力,N×s2÷m8;
α-风筒的摩擦阻力系数, 取 0.0029Kg.S2/m4 ;
L-风筒全长,取1600m;
D-风筒直径,取1 m;
(2)接头局部风阻计算
R接=n×ξ×γ/(2×g×S2 )
= 88×0.09×1.2/(2×9.8×0.7852)
= 0.79 N×s2÷m8
R接-风筒接头风阻,N×s2÷m8;
ξ-与其相对应的局部阻力系数, 取0.09 Kg.S2/m4 ;
n-接头个数,取27;
γ-空气相对密度,取1.2kg/m3;
S-风筒断面,取0.785m2;
g-重力加速度 , 9.8m/s2;
(3)弯头局部阻力计算
R弯=n×ξ×γ/(2×g×S2)
=5×1.25×1.2/(2×9.8×0.7852)
=0.61 N×s2÷m8
R弯-风筒弯头风阻 N×s2÷m8
ξ-与其相对应的弯头局部阻力系数, 取1.25 Kg.S2/m4 ;
n-弯头个数 5个;
γ-空气相对密度 1.2kg/m3
S-风筒断面 0.785m2
g-重力加速度 9.8m/s2
(4)出口阻力计算
R出=0.818×γ/g×D4
=0.818×1.2/9.8×1
=0.1002 Kg.S2/m4
R出-出口阻力 N.S2/m8
γ-空气相对密度 1.2 kg/m3
g-重力加速度 9.8m/s2
D-风筒直径 1m
风筒总阻力为:
R总风筒=R摩+R接+R弯+R出
=30.16+0.79+0.61+0.1002
=31.6602 N.S2/m8
通风总阻力为:
R总= R巷道+R总风筒
=0.0352+31.6602
=31.6954 N.S2/m8
2. 局部通风机的实际需要风量计算
Q局=1.1 Q掘=1.4×594=832m3/min
式中 Q掘—掘进工作面需要的风量,取最大值,485/min;
1.4—风筒最大漏风率35%时的系统。
3. 压入式局扇的工作风压计算
H局扇全压=R总×Q局2
=31.6602×(832/60)2
=6087Pa
4. 局扇选择
经查选用选用2台FBDNo7.5 2×45kw对旋局部通风机(一台备用),其全压范围是885pa-6800pa,风量范围是320m3/min-950 m3/min,配1趟φ1000mm胶质风筒,能够满足施工要求。