矿井通风系统设计 原理、方法与实例PDF电子书下载

第1章　矿井通风系统设计 1

1.1　矿井通风系统的基本特性 1

1.1.1　矿井通风系统的作用 1

1.1.2　矿井通风系统的组成和结构 1

1.1.3　矿井通风系统的主要类型 2

1.1.4　合理通风系统的重要性 2

1.2　矿井通风系统设计的内容和原则 3

1.2.1　通风系统的设计方法 3

1.2.2　通风系统的设计原则 4

1.2.3　通风系统设计应遵守的规定 4

1.2.4　矿井通风设计的任务和内容 5

1.2.5　通风系统技术经济比较 10

第2章　矿井通风网络设计 11

2.1 矿井通风系统方案的拟定 11

2.1.1　统一通风 11

2.1.2　分区通风 11

2.1.3　单元通风 14

2.2　矿井进风井与回风井的布置 16

2.2.1 进、回风井的布置原则 16

2.2.2 中央式布置进、回风井 16

2.2.3　对角式布置进、回风井 17

2.2.4　混合式布置进、回风井 17

2.2.5　进、回风井的布置方法 17

2.3 中段通风网络设计及风流控制 18

2.3.1 中段通风网络的设计原则 18

2.3.2 中段通风网络布局示范 19

2.3.3　有害风流的控制 20

2.4　采场通风网络及通风方法 22

2.4.1 采场通风网络的设计原则 22

2.4.2　巷道型或硐室型采场的通风 22

2.4.3　有底柱采矿方法的通风 23

2.4.4　无底柱分段崩落法的通风 23

第3章　需风量计算与风量分配 24

3.1　需风量的计算及合理供风量的确定 24

3.1.1 回采工作面需风量计算 24

3.1.2　掘进工作面需风量计算 27

3.1.3　硐室需风量计算 29

3.1.4　总需风量的计算 29

3.1.5　合理供风量的确定 30

3.2　矿井风量分配 31

3.2.1　风量分配的原则 31

3.2.2　风量分配的方法 31

3.2.3　风量的按需分配与调控 32

3.3 vCad通风网络解算程序 32

3.3.1　通风网络解算基本过程 32

3.3.2 vCad的基本功能 33

第4章 矿井通风阻力及全矿通风总阻力的计算 37

4.1 井巷摩擦风阻与阻力 37

4.1.1　井巷摩擦阻力 37

4.1.2　摩擦阻力系数与摩擦风阻 38

4.1.3　井巷摩擦阻力计算方法 39

4.2　井巷局部风阻与正面阻力 39

4.2.1　局部阻力 39

4.2.2　局部阻力系数和局部风阻 40

4.2.3　正面阻力 41

4.3　井巷通风阻力定律 42

4.4 矿井通风总阻力与矿井等积孔 42

4.4.1　矿井通风总阻力计算 42

4.4.2　矿井总风阻与等积孔 43

第5章　矿井风流控制设计 45

5.1 矿井风流输送与调控方式的选择 45

5.1.1　主扇-风窗调控 45

5.1.2　主扇-辅扇调控 45

5.1.3　多级机站调控 46

5.1.4　单元调控 47

5.1.5　选择调控方式的法则 48

5.2　矿井通风方式及主扇安装地点的选择 50

5.2.1　典型通风方式及特点 50

5.2.2　选择通风方式的规则 51

5.2.3 主扇的安装地点的选择 52

5.3　矿井通风构筑物 52

5.3.1 主扇扩散器、扩散塔和反风装置 52

5.3.2 风桥 53

5.3.3 风墙 53

5.3.4 风门 54

5.3.5 风窗 55

5.3.6　空气幕 55

5.3.7　导风板 55

5.4　矿井漏风问题及有效风量率 56

5.4.1 矿井漏风及其控制与利用 56

5.4.2　漏风率与有效风量率 57

第6章　矿井主扇及其选择 59

6.1　矿用扇风机的类型、构造及工作原理 59

6.1.1　离心式扇风机 59

6.1.2　轴流式扇风机 60

6.2　矿井主扇的选择与应用 61

6.2.1　扇风机的工作参数 61

6.2.2　扇风机的个体特性曲线 62

6.2.3 自然风压对风机特性的影响 63

6.2.4　矿井主扇的选择 66

6.3　扇风机的性能调节与测定 70

6.3.1 主要扇风机的工况点调节 70

6.3.2　扇风机的性能测定 72

6.4　扇风机联合作业 75

6.4.1 扇风机串联作业 75

6.4.2　扇风机并联作业 77

6.4.3　并联与串联作业的比较 79

第7章　特殊条件矿井的通风 81

7.1 内因发火矿井通风 81

7.2　高海拔矿井通风 82

7.2.1　海拔高度对空气性质的影响 82

7.2.2　海拔高度系数计算中各参数的确定 85

7.2.3　高海拔矿井的风量计算 86

7.2.4　高海拔矿井的风阻计算 87

7.2.5 高海拔矿井通风要求和应采取的措施 88

7.3　采用柴油设备的矿井通风及废气净化措施 88

7.3.1 柴油机所排出的废气组成 88

7.3.2　采用柴油设备时的坑内废气净化标准 89

7.3.3　采用柴油设备时的坑内通风量计算 89

7.3.4 采用柴油设备的矿井通风系统布局原则 92

7.3.5　柴油机的机外废气净化措施 93

7.3.6　测定柴油设备排放废气用的仪表 98

7.4 含铀金属矿井通风 99

7.4.1 氡与氡子体对空气的污染 99

7.4.2 防氡措施 101

7.4.3　通风设计 104

7.4.4 防氡工作的组织与监测 109

7.5　特殊条件矿井通风设计内容 110

第8章　矿井降温与防冻 112

8.1　矿井防冻 112

8.1.1 井口空气加热方式 112

8.1.2　空气加热量的计算 113

8.1.3　空气加热器的选择计算 114

8.2　矿井主要热源及其散热量 116

8.2.1 井巷围岩传热 116

8.2.2　机电设备放热 117

8.2.3　运输中煤炭及矸石的放热 117

8.2.4　矿物及其他有机物的氧化放热 118

8.2.5　人员放热 118

8.2.6　热水放热 118

8.3　矿井风流热湿计算 119

8.3.1　地表大气状态参数的确定 119

8.3.2　井筒风流的热交换和风温计算 119

8.3.3　巷道风流的热交换和风温计算 120

8.3.4 采掘工作面风流热交换与风温计算 121

8.3.5　矿井风流湿交换 123

8.4　矿井降温的一般技术措施 124

8.4.1 通风降温 125

8.4.2 隔热疏导 125

8.4.3 个体防护 126

8.5　矿井空调系统设计简介 126

8.5.1 矿井空调系统设计的依据 126

8.5.2　设计的主要内容与步骤 127

8.5.3　矿井空调系统的基本类型 127

8.5.4 制冷站负荷的确定和制冷设备的选择 129

第9章　某金矿矿井通风系统设计实例 130

9.1 矿山概况 130

9.1.1 资源概况 130

9.1.2　采矿现状 130

9.1.3　通风现状 131

9.1.4　气候条件 131

9.1.5　各主要井巷的断面积、支护形式 131

9.1.6 各井口的地面标高、井底标高 132

9.1.7　矿山工作制度 132

9.2　设计依据 132

9.3　通风系统选择 132

9.3.1　通风方案选择 132

9.3.2　进回风井选择 132

9.3.3 主扇工作方式及安装地点 133

9.3.4　阶段通风网络结构 134

9.3.5　矿井通风构筑物 134

9.4　全矿需风量计算 134

9.4.1　采矿作业面需风量 134

9.4.2　掘进作业面需风量 135

9.4.3　专用硐室需风量 136

9.4.4　全矿总风量 136

9.5　通风阻力预算及通风设备初选 136

9.5.1　矿井自然风压 136

9.5.2　全矿总阻力与风机级数的确定 138

9.5.3　风机位置的初步确定 138

9.6　通风网络解算与系统优化 140

9.6.1　初始通风方案自然分风计算 140

9.6.2　风机位置优选 140

9.6.3　通风天井合理布局 140

9.6.4　通风网络优化解算结果 140

9.7　井巷经济断面计算 141

9.8　投资概算 143

9.9 主要设备 144

第10章　某铝土矿通风系统设计实例 145

10.1 矿山概况 145

10.1.1 资源概况 145

10.1.2 开采现状 145

10.1.3　通风现状 146

10.1.4　气候条件 147

10.1.5　各主要井巷的断面积、支护形式 147

10.1.6　矿山工作制度 147

10.2　设计依据 147

10.3　全矿需风量计算 147

10.3.1　采矿作业面需风量 147

10.3.2　掘进作业面需风量 149

10.3.3　全矿总风量 149

10.4　通风系统选择 150

10.4.1　通风方案选择 150

10.4.2　进回风井选择 150

10.4.3 主扇工作方式及安装地点 150

10.4.4　风机选择 151

10.5　通风网络解算与系统优化 151

10.5.1　矿井自然风压 151

10.5.2　通风网络数字化 152

10.5.3 现有通风系统自然分风计算 153

10.5.4　通风网络优化解算结果 153

10.6　井巷经济断面计算 153

第11章 某钨矿区矿井通风系统设计实例 155

11.1　矿山概况 155

11.1.1　开拓系统 155

11.1.2　矿井开采现状 155

11.1.3　矿井通风现状 155

11.1.4　气候条件 156

11.2　设计依据 156

11.3　第一期上部通风系统设计 157

11.3.1　矿井需风量计算 157

11.3.2　矿井自然风压计算 158

11.3.3　矿井通风系统方案比较与选择 159

11.3.4　矿山通风系统设计 166

11.3.5　通风系统工程预算 168

11.3.6　通风系统主要技术经济指标 169

11.4　第二期深部开拓期通风初步设计 169

11.4.1　矿井所需风量计算 169

11.4.2　第二期深部开拓期矿井通风系统描述 170

11.4.3　最大阻力计算 171

11.4.4　风机选型配置 171

11.4.5　新增通风工程 173

11.5　第三期深部生产期通风规划 173

11.6　通风系统管理 174

第12章　矿井空气计算 176

12.1 空气的物理性质与状态变化 176

12.1.1　空气的物理性质 176

12.1.2　空气的状态 177

12.2　矿井中的热湿交换 185

12.2.1 热传导 185

12.2.2　对流换热 188

12.2.3　复合传热 189

12.2.4　空气与水之间的热湿交换 191

12.3　矿井中的有害物质及安全标准 193

第13章　通风设计常用参考资料 198

13.1　摩擦风阻 198

13.2　有关法规 201

13.3　部分新型矿用通风机 203

13.3.1 JK系列局部扇风机 203

13.3.2 K、DK系列矿用节能风机 207

13.4　通风系统符号图 218

13.5　相关设计表格 218

附录 K、DK系列风机个体特性曲线 225

参考文献 237