矿井通风设备选型

矿井通风设备选型
一、通风方式和通风系统
（一）通风方式
本矿井通风方法为机械抽出式。

矿井采用中央并列式通风。

（二）通风系统
进风井为主斜井、副斜井，回风井为回风斜井。

投产期通风系统：主斜井、副斜井进风，回风斜井回风，新鲜风流从主斜井、和副斜井进入，经运输暗斜井、轨道暗斜井、运输大巷、轨道大巷、运输下山、轨道下山、运输石门、采面运输巷至10701采面，乏风经回风斜巷进入回风斜井，然后排至地面。

本矿按煤与瓦斯突出矿井进行设计。

在风井场地设通风机，通风方式为并列式。

选用型高效节能防爆对旋轴流通风机；当矿井初期风量和负压较小时，可调节风机叶片安装角度和采用变频方式改变风机的转速来满足矿井通风要求。

反风方式，采用风机反转反风。

二、回风斜井通风设备选型
㈠计依据：
容易时期风量：73m³/s；负压：860.6Pa
困难时期风量：73m³/s；负压：1174.6Pa
回风井的井口海拔标高为+1316m，当地大气密度ρ1=1.03kg/m³。

㈡通风设备选型：
根据矿井通风资料，经多方案比较筛选后可供选择的方案列于表7-2-1。

表7-2-1 回风斜井通风机选型比较表
由表7－2－2可知GAF型轴流通风机，投资高、占地面积大、土建费用高、土建施工工期长。

而FBCDZ风型风机具有投资低，占地面积小，土建费用低，安装、维护简单等优点。

故推荐方案一。

经技术经济比较，回风井选用风机FBCDZ-8-No21B型，740 r/min，一台工作，一台备用。

配套电机为防爆电动机（660V，132kW，740r/min），每台风机额定风量为48～107m³/s，额定风压为670～2600Pa。

风机特性曲线参见图7-2-2。

根据本矿井前后期负压变化较大的特点，在调整好需要的叶片角度后，通过变频调速达到实际所需风量，可实现风机前后期均处于较佳的工况点运行。

风机订货前应由厂家针对本矿井风量、负压情况对风机选型进行校验，设计
出最佳的风机特性曲线。

㈢选型方案的详细计算
1、通风机需要产生的风量： 容易时期：Q 1=K L •Q K1=76.7m³/s 困难时期：Q 2=K L •Q K2=76.7m³/s
2、通风机需要产生的负压
容易时负压：H 1=H K1+h 1+Σh 1=816.6，考虑海拔高度的影响， H 1=816.6×ρ0/ρ1=816.6×1.19/1.03=943.5 困难时期负压：H 2=H K2+h 2+Σh 2=1518.6
H 2=1518.6×ρ0/ρ1=1518.6×1.19/1.03=1754.5
式中：按《煤矿安全规程》的规定取通风设备的漏风系数 K L =1.05 Q K —矿井需要风量 m ³/s H K —矿井通风阻力
h —矿井自然通风的压差（根据“科马洛夫”经验公式） ①容易时期； H 易自=
）
）（（1000012111g o H
T T R H P +- =）
）（（）（10000
5331298128812878.95338.913.6650.38+-⨯⨯⨯⨯ =194（Pa ）
式中：Po —当地大气压力，Pa （当地海拔标高为+1316m ，Po=650.38mmHg ）；
H —矿井开采深度（本矿容易时期和困难时期相同），533m ； T 1—进风侧平均温度，取288K ； T 2—回风侧平均温度，取298K ；
R —矿井干空气常数，j/kg.K R=287； ②困难时期；
H 困自==）
）（（）（10000
533
1298128812878.95338.913.6650.38+-⨯⨯⨯⨯ =194（Pa ）
Σh —通风设备的阻力损失，取150Pa （包括引风道、排风道及反风装置阻
力损失）
3、通风机的工况点 管网阻力系数 R 1=H 1/Q 2=0.1604 R 2=H 2/Q 2=0.2982 管网性能曲线方程 H ’1 = R 1 Q 12 =0.1604 Q 2 H ’2 = R 2 Q 22 =0.2982Q 2
风机运行工况点参数见表7-2-3。

表7-2-3 风机运行工况点参数表
4、电动机选型计算 轴功率计算 容易时期功率：N Φ1=
c
H Q ηη11
11000 =109.8kW
困难时期功率：N Φ2=c
H Q ηη22
21000=169.5kW
电动机功率的计算
容易时期功率：N c1=K N Φ1 =137.3kW 困难时期功率： N c2=K N Φ2 =211.8kW 式中：电机能力备用系数K 取1.25 机械传动效率ηC 取0.98
选用YBFe355S 2-8防爆电动机（660V 、132kW 、740r/min ），每台风机配二台电动机。

图7-2-2 FBCDZ-8-No22B风机性能曲线图
5、电耗的计算
由于通风网路阻力系数随着开采工作的推移而变化，工况点和电耗也随之而变，因此难以非常准确的计算平均年电耗，一般用下式近似计算：E=4380(N1+ N2)/(ηdηLηt ) =138.4587×104（kW·h）/a
式中E—通风机平均年电耗（kW·h）/a；
N1—通风容易时期通风机输入功率kW；
N2—通风困难时期通风机输入功率kW；
ηd—电动机的效率，取0.93；
ηL—电网效率，取0.95；
ηt—传动效率，直接传动时取1；
6、kW·h/106·m3·Pa的计算
容易时期：
⑴ 井主通风机消耗的功率： N =
m
i H
Q ηη⋅⋅•1000=109.8（kW ）
式中 Q －通风机工况点风量， m 3
/s ；
H －通风机工况点风压， Pa ；
i η -传动效率；m η-通风机工况点效率；
⑵百万立方米·帕所需的时间： T =
H
Q ⋅⋅36001000000=0.0037974h/(106·m 3
·Pa ）
⑵ 通风机电耗：
W = N ·T =0.381 ( kW ·h/106·m 3
·Pa ）
电耗为0.381kW ·h/106·m ³·Pa 小于其规定值0.40 kW ·h/106·m ³·Pa 。

困难时期：
⑴ 井主通风机消耗的功率： N =
m
i H
Q ηη⋅⋅•1000=169.5（kW ）
式中 Q －通风机工况点风量， m 3/s ；
H －通风机工况点风压， Pa ；
i η -传动效率；m η-通风机工况点效率；
⑵百万立方米·帕所需的时间： T =
H
Q ⋅⋅36001000000=0.0020404 h/(106·m 3
·Pa ）
⑵ 通风机电耗：
W = N ·T =0.346 ( kW ·h/106·m 3
·Pa ）
电耗为0.346kW ·h/106·m ³·Pa 小于其规定值0.4 kW ·h/106·m ³·Pa 。

另外还可改变通风机叶轮叶片角，使其满足运转工况，并始终在高效区运行以利节能。

㈣供电及控制方式
通风机采用双回路供电，通风机房二回低压电源均引自工业场地10kV 变电所低压不同母线段，一回工作一回备用。

设计使用变频调速装置（由厂家配套），以提高矿井通风机运行效率，从而更加满足节能要求。

㈤反风方式措施
反风方式采用风机反转进行反风，无须返风道。

生产矿井主要通风机必须装有反风设施，并能在10min内改变巷道中风流方向，当风流方向改变后，主要通风机的供风量不应小于正常供风量的40%。

每季至少检查1次反风设施，每年进行1次反风演习，矿井通风系统有较大变化时，应进行1次反风演习。

㈥通风机监控装置选型
采用风机性能在线监测系统一套，可通过计算机随时显示通风机的各项性能指标，如：风机风量、静压、风速、风门开度、电源、轴承温度、风压等状态和参数等，并能配合风门进行风机性能曲线测定。

本系统还可与全矿安全生产监控系统联网，进行数据传输与分析存储。

当超过允许值时应能够发出报警信号或实现故障停机，信号应为声光兼备。

另外还有一套继电器式的控制系统。

操作方式应有半自动、紧急手动、就地检修三种方式。

通风机的控制监测系统应满足远距离起动和停止通风机，需要反风时能远距离控制反风的要求。