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'8通风系统设计详解 矿井通风设计是整个矿井设计内容的重要组成部分，是保证安全生产的重要环节。新建矿井和生产矿井在开拓、开采过程中都需要进行周密的通风设计。这两类通风设计的内容和方法基本相似。矿井通风设计的依据包括：矿井的安全条件(包括矿井沼气等级、各煤层的沼气含量、煤尘爆炸性、煤的自燃性等)矿井设计的生产能力矿井的开拓方式和采煤方法采煤的年进度计划矿井和各水平的服务年限各种技术经济参数、性能的资料和有关法规与政策规定 8.1拟定矿井通风系统一、矿井通风系统矿井通风系统包括：通风方式（进、出风井的布置方式）；通风方法（矿井主通风机的工作方法）；通风网路。中央式通风系统可细分为：中央并列抽出式；中央并列压入式中央分列抽出式；中央分列压入式对角式通风系统可细分为：两翼对角式：两翼对角抽出式；两翼对角压入式分区对角式：分区对角抽出式；分区对角压入式 中央分列抽出式中央分列式，又名中央边界式 中央分列抽出式：进风井大致位于井田走向的中央，出风井大致位于井田浅部边界沿走向的中央。注意：在井田走向的中央开凿主副井；主要通风机设在出风井口附近；在倾斜方向上，出风井和进风井相隔一段距离，出风井的井底高于进风井的井底。中央分列抽出式 中央分列压入式中央分列压入式：主要通风机安设在进风井口(副井口)附近，井口房须密闭，主井底和总进风须隔开，其它都与图9-2相同。 两翼对角抽出式 两翼对角抽出式进风井筒大致位于井田走向的中央，两个出风井筒分别位于两翼边界采区中央的浅部，主要通风机设在出风井口附近。为了开采深水平，有时把两翼风井设在两翼沿倾斜的中央和沿走向的边界附近。用斜井和平峒开拓时，可把图9-4中的立井改为斜井和平峒。两翼对角抽出式 两翼对角压入式两翼对角压入式：进风井和出风井的位置与图9-4相同，只是在进风井口(副井口)附近安设压入式主要通风机，进风副井口须密闭，主井底和总进风须隔开。 分区对角抽出式分区对角抽出式进风井大致位于井田走向的中央，在每个采区各掘一个小回风井，并分别安设抽出式分区主要通风机，可不必做总回风道。在图9-5中也可以用斜井代替立井，或者进风用垂直于走向(或平行于走向)的平峒，出风用斜井；或者进风和出风都用平峒。 分区对角压入式分区对角压入式：各出风井口不安设通风机，只在进风井口(副井口)附近安设压入式主要通风机，进风副井口要密闭，主井井底和总进风须隔开。 混合式混合式是进风井与出风井由三个以上井筒按上述各种方式混合组成。包括：中央分列与两翼对角混合式、中央并列与中央分列混合式等。图示为中央分列与两翼对角混合式通风系统。初期采用中央分列式通风系统，当开采到两翼边界时，则用中央分列与两翼对角混合式的通风系统。 二、矿井通风系统的选择1.选择矿井通风系统的总原则：投产较快，出煤较多、安全可靠、技术经济指标合理等。拟定通风系统的具体要求有：(1)每个矿井和阶段水平之间都必须有两个安全出口；(2)进风井巷与采掘工作面的进风流的粉尘浓度不得大与0.5mg/m3；(3)新设计的箕斗井和混合井禁止作进风井，已作进风井的箕斗井和混合井必须采取净化措施，使进风流的含尘量达到上述要求；(4)主要回风井巷不得作人行道，井口进风不得受矿尘和有毒有害气体污染，井口排风不得造成公害；(5)矿井有效风量率应在60％以上； (6)采场、二次破碎巷道和电耙道，应利用贯穿风流通风，电耙司机应位于风流的上风侧，有污风串联时，应禁止人员作业；(7)井下破碎硐室和炸药库，必须设独立的回风道；(8)主要通风机一般应设反风装置，要求10min内实现反风，反风量大于40％。选择通风系统时，应根据矿体赋存条件和开采特点，拟定几个可行方案进行详细的技术经济比较，择优选出。二、矿井通风系统的选择 2.选择矿井主要通风机的工作方法煤矿主要通风机的工作方法基本上分为抽出式与压入式两种，多采用抽出式通风方法，因为：1)抽出式主要通风机使井下风流处于负压状态。一旦主要通风机因故停止运转，井下风流的压力提高，有可能使采空区瓦斯涌出量减少，比较安全；压入式主要通风机使井下风流处于正压状态，当主要通风机停转时，风流压力降低，有可能使采空区瓦斯涌出量增加。2)采用压入式通风时，须在矿井总进风路线上设置若干构筑物，使通风管理工作比较困难，漏风较大。用抽出式通风可避免以上缺点。 2.选择矿井主要通风机的工作方法3)在地面小窑塌陷区分布较广，并和采区相沟通的条件下，用压入式通风能用一部分回风流把小窑塌陷区的有害气体带到地面。4)过渡时期是新旧水平同时生产，战线较长，通风系统和风量变化较大。由压入式通风过渡到深水平抽出式通风时，有一定困难，有时还须额外增掘一些井巷工程，使过渡期限拉得过长；而用抽出式通风，就没有这些缺点。5)在地面小窑塌陷区漏风严重、开采第一水平和低沼气矿井等条件下，采用压入式通风是比较合适的，否则，就不宜采用压入式通风。 3.选择矿井的通风方式新建矿井多数是在中央并列式、中央分列式、两翼对角式和分区对角式等方式中进行选择。混合式是前几种方式的发展，多在老矿井的改建、扩建时使用。选择矿井通风方式一般是针对服务范围来确定的。如果矿井的服务年限不长(10～20a)，则服务范围为整个矿井；如果矿井范围较大，服务年限较长(30～50a)，则只考虑头15～25a的开采范围作为服务范围；这时服务范围往往是第一水平；或者包括第一、第二水平在内。对于服务范围之外的后期通风系统，设计中只作粗略的考虑。 1)中央并列式的使用条件：煤层倾角大、埋藏深，但走向长度不大(≤4km)，瓦斯、自然发火都不严重，在此条件下，采用中央并列式是比较合理的。2)中央分列式的适用条件：一般地说，这种通风方式适用于煤层倾角较小，埋藏较浅，走向长度不大(≤4km)，而且瓦斯，自然发火比较严重的新建矿井。与中央并列式相比，这种通风方式的安全性要好。3.选择矿井的通风方式 3)两翼对角式的适用条件：该种布置方式(指对角风井位于浅部边界附近者)适用于煤层走向较大(超过4km)、井型较大、煤层上部距地面较浅、瓦斯和自然发火严重的新建矿井，安全性较中央分列式还好，但初期投资更大。有些瓦斯等级不高，但煤层走向较长、产量较大的新矿井，也可采用这种通风方式。3.选择矿井的通风方式 4)分区对角式的适用条件：煤层距地表浅，或因地表高低起伏较大，无法开掘浅部的总回风道(因会穿出地面)，在此条件下，开采第一水平时，只能采用分区通风的布置方式。每个采区各有独立通风路线，互不影响，是这种通风方式的主要优点。对于一个实际条件下的矿井，往往有几种通风系统都可考虑，从技术分析和经济比较两方面考虑选定系统。3.选择矿井的通风方式 矿井通风系统确定后，还要：①确定服务范围内的通风容易和通风困难两个时期的位置；②确定采区内的通风系统，即确定采用轨道上山还是运输上山进风；③确定采煤工作面采用U型、Z型、Y型还是W型通风系统，这些都要经过技术经济比较才能确定；④确定掘进头的数目和位置；⑤绘制两个时期的通风系统图、立体图和网络图。3.选择矿井的通风方式 8.2矿井总风量的计算和分配矿井总风量＝各工作地点有效风量＋各风路漏风量 一、减少漏风的措施1、矿井漏风的分类外部漏风地表与井下之间的漏风，例如主通风机附近、箕斗井口等处的漏风内部漏风井下各处的漏风漏风地点 局部漏风局限在一个地点的漏风如风门、风桥、挡风墙等的漏风连续分布漏风在一个区段内风流沿途不断的漏风和采空区，掘进通风的风筒、纵向风墙、隔离煤柱等漏风漏风形式2、矿井漏风率与有效风量率所有独立回风的用风地点(采掘面、硐室及其他用风巷道等)实际得到的风量之和未送入用风地点就由通风机排出的总漏风一、减少漏风的措施 矿井的外部漏风率装有风机的井口，其外部漏风率在无提升任务时，不得超过5%；有提升任务时，不得超过15%。矿井的内部漏风率一、减少漏风的措施 矿井的总漏风率矿井的有效风量率QR：有效风量Qf：风机风量Qm：井下回（进）风QL：总漏风一、减少漏风的措施 3、提高矿井有效风量的途径1）经验证明，对于自然发火严重的矿井，选用漏风少的开拓方式和开采方法尤为重要。2）采区内外所有通风构筑物的漏风，一般是矿井总漏风的主要组成部分，故必须如前所述，除了认真设计选型，正确选择位置，保证施工质量外，还要加强日常检修，严格管理制度。一、减少漏风的措施 3）要注意减少前进式回采的采空区漏风。4）使用箕斗井提煤的矿井日益增多，但箕斗井一般不得兼做进风井或回风井。箕斗井兼作回风并时，井上下装、卸装置和井塔都必须有完善的密封措施，其漏风率不超过15%。5）抽出式通风的矿井，要注意减少地表塌陷区或浅部古窑向井下漏风。为此，必须查明塌陷区或古窑的分布情况，及时填堵它们和地表相通的裂缝或通道。一、减少漏风的措施 二、生产矿井所需风量1．生产矿井所需风量的计算原则：“由里往外”配风抽出式通风：抽出式主要通风机的总风量＝矿井总风量＋因体积膨胀风量＋抽出式通风机井口和附属装置的允许漏风量压入式通风：压入式主要通风机的总风量＝矿井总风量＋压入式通风机井口和附属装置的允许漏风量 1、生产矿井所需风量矿井的总回风量或总进风量计算：Qwz＝(∑Qai+∑Qbi+∑Qci+∑Qdi)×Kwz，m3/min式中，∑Qai——各回采工作面和备用工作面所需风量之和，m3/min；∑Qbi——各掘进工作面所需风量之和；∑Qci——各峒室所需风量之和；∑Qdi——除上述各用风地点外，其它巷道所需风量之和；Kwz——矿井风量备用系数，包括矿井内部漏风和配风不均匀等因素影响，与矿井通风方式有关，一般可取1.15～1.25。对于中央并列式，1.25；中央分列式和混合式，1.2；对角式，1.15。 2．生产矿井风量的分配在各个用风地点（如掘进巷道和峒室等），将各用风点计算的风量值乘以备用系数Kwz，就是配给用风地点所在巷道的风量。但是采煤工作面的风量只配给各自计算的风量，由备用系数确定的风量考虑从采空区漏走的风量。因此在U型通风的上平巷和下平巷的风量是采煤工作面的计算风量乘以备用系数。 2．生产矿井风量的分配 2．生产矿井风量的分配从各个用风地点开始，逆风流方向而下，遇分风点则加上其它风路的分风量一起分配给未分风前那一条风路，作为该风路的风量。直至确定进风井筒的总进风量。这一风量应该等于刚才计算的矿井总风量。如果是压入式通风，则要加上矿井外部漏风量，才能得出通过压入式主要通风机的总风量。 2．生产矿井风量的分配然后又从各个用风地点开始，顺风流方向而上，遇汇合点则加上其它风路的风量一起分配给汇合后那一条风路，作为该风路的风量。直至确定回风井筒的总回风量。这一风量也应该等于刚才计算的矿井总风量。如果是抽出式通风，则加上抽出式主要通风机井口和附属装置的允许漏风量(即矿井外部漏风量)，才能得出通过抽出式主要通风机的总风量。 三、新建矿井和延深矿井所需风量新建矿井和延深矿井所需风量的设计，属于预先估计风量。设计时对于上述配风依据较难判准，而矿井类型繁多，条件各异，如何恰当地预定这种性质的风量，是目前还没有很好解决的重要问题。有条件时，要参照邻近生产矿井的通风资料，按生产矿井的风量计算方法细致进行，否则只好采用“由外往里”的计算方法，即先计算矿井的总风量，然后大致分配到各个用风地点。 三、新建矿井和延深矿井所需风量对于低瓦斯矿井以工作面能够有良好的气候条件作为供风的依据，用下式计算矿井总风量：Q＝TqK，m3/min式中T——矿井平均日产量，t/d；q——日产吨煤需风量，通过实际调查统计得出：q＝1m3/(min.t/d)；K一风量备用系数，即K＝K1K4K5K6，这些系数的乘积介于l.5～1.9之间，可根据新建矿井的条件查表得出具体的数值。 三、新建矿井和延深矿井所需风量对于高沼气矿井：按总回风流中的沼气浓度不超过0.75%的要求来计算矿井总风量：Q＝（1/24×60×0.75%)qgTK，m3/min式中qg——矿井沼气平均相对涌出量，m3/t；T——矿井平均日产量，t/d；K——风量备用系数，即K＝K2K3K4K5，这些系数的乘积介于1.7～2.1之间，具体数值可查表查得。 三、新建矿井和延深矿井所需风量 三、新建矿井和延深矿井所需风量无论是高沼气矿井，还是低沼气矿井都要按井下同时工作的最多人数来验算矿井总风量Q，取大值作为矿井的总风量：Q＝4NK，m3/min式中N——井下同时工作的最多人数，人;4——以人数为计算单位的供风标准，m3/min；K——风量备用系数，它是产量不均衡系数、备用工作面的风量系数和矿井内部漏风系数的总概括。采用中央并列式的通风系统时，K＝1.45；采用中央分列式或对角式通风系统时，K＝1.35。 三、新建矿井和延深矿井所需风量新建矿井的风量分配是在算得的矿井总风量Q中，减去独立回风的掘进风量Qb和峒室风量Qc，再按以下原则对剩余的风量Qre进行大致的分配；各个回采工作面的风量，按照与产量成正比的原则进行分配；各个备用工作面的风量，按照它在生产时所需风量的一半进行分配。即：Qre＝Q－(Qb+Qc)m3/min式中Qb——所有独立回风的各个掘进工作面风量之和，m3/min；Qc——所有独立回风的各个峒室风量之和，m3/min。 三、新建矿井和延深矿井所需风量剩余风量Qre的分配方法是：先用下式计算回采工作面日产一吨煤所需配给的风量q，即：式中Ta——各个回采工作面的日产量之和，即Ta=∑ta，t/dta——各个回采工作面的日产量，t/d；Ta"——各个备用工作面的计划日产量之和，即Ta"＝∑ta"，t/dta"——各个备用工作面计划日产量，t/d。 三、新建矿井和延深矿井所需风量分配给各个回采工作面的风量为：Qa＝qtam3/min分配给各个备用工作面的风量为：Qa"＝qta"/2m3/min 四、新建矿井风量的分配在各个用风地点(如掘进巷道和峒室等)，将计算的风量直接配给用风地点所在巷道。但在U型采煤工作面，不考虑从采空区漏走的风量，因此在上平巷和下平巷的风量与采煤工作面的风量相同。 四、新建矿井风量的分配从各个用风地点开始，逆风流方向而下，遇分风点则加上其它风路的分风量一起分配给未分风前那一条风路，作为该风路的风量。直至确定进风井筒的总进风量。这一风量应该等于刚才计算的矿井总风量。如果是压入式通风，则要加上矿井外部漏风量，才能得出通过压入式主要通风机的总风量。图名进风路线配风方法 四、新建矿井风量的分配然后从各个用风地点开始，顺风流方向而上，遇汇合点则加上其它风路的风量一起分配给汇合后那一条风路，作为该风路的风量。直至确定回风井筒的总回风量。这一风量也应该等于刚才计算的矿井总风量。如果是抽出式通风，则加上抽出式主要通风机井口和附属装置的允许漏风量(即矿井外部漏风量)，得出通过抽出式主要通风机的总风量。 五、确定矿井总风量和各个分风量通过以上的风量分配，初步确定了井下各个用风地点与它们的进风和回风路线上的各个风量(必要时要算出局部地区各分支的自然分配风量)。但是，各条风路上的风量还未最后确定，必须进行各条风路的风速校核，即用分配到各处的风量除以相应断面积，所得出的风速必须符合《规程》规定。各条风路的风量经过验算后，若符合风速要求，则各风路的风量可以确定；若低于规定风速，则增加该风路的风量；若超过规定风速，则扩大该风路断面或调整该风路风量，使风速降到规定值以下。最后，确定矿井总风量。 五、确定矿井总风量和各个分风量 8.3计算井巷通风阻力在选择矿井主要通风机之前，必须计算井巷通风总阻力。 一、计算的原则（1）矿井通风的总阻力不得超过2940Pa；（2）矿井井巷的局部阻力，新建矿井（包括扩建矿井独立通风的扩建区）按井巷摩擦阻力的10％计算，扩建矿井按井巷摩擦阻力的15％计算；（3）矿井通风网路中若有较多的并联系统，计算阻力时，应以其中阻力最大的路线为依据；（4）计算出通风困难时期的最大阻力和通风容易时期的最小阻力，使得所选主要通风机既满足通风困难(hrmax)时期要求，又能在通风容易时期工况合理，而且在以后的通风管理中均可采用增阻法进行风量调节。 二、矿井通风总阻力的计算通风系统阻力最小时称通风容易时期，通风系统总阻力最大时称通风困难时期。对于通风容易和困难时期分别画出通风系统图，按照采掘工作面和峒室的需要分配风量，再由各段风路的阻力计算矿井总阻力。对于有不同巷道断面的分支，要分段计算；对于小矿，一般只计算困难时期总阻力hrmax。 二、矿井通风总阻力的计算矿井的摩擦总阻力按下式计算：式中，hf——矿井通风总阻力，Pa；Li、Ui、Si——分别是井巷的长度(m)，净断周边长(m)，净断面积(m2)；Qi——分配给各井巷的风量，m3/s；αi——井巷摩擦阻力系数，N.s2/m4。根据各井巷的支架形式和断面在第三章α值表中查得的。 二、矿井通风总阻力的计算沿着上述两条风路，将各区段的摩擦阻力hfi累加得到通风容易和困难时期总摩擦阻力hfe和hfd，并考虑适当的局部阻力系数(局部阻力取总摩擦阻力的10％－15％)，即可算出通风容易和通风困难两个时期的井巷通风总阻力分别为：hrmin＝(1.1～1.15)hfe，Pahrmax＝(1.1～1.15)hfd，Pa式中，hrmax——困难时期通风总阻力，Pa；hrmin——容易时期通风总阻力，Pa。 计算了整个矿井的通风阻力后，需要对整个矿井的通风难易程度进行评价。评价的指标是两个时期矿井总风阻和总等积孔：如果A＜1m2,表示矿井通风困难；如果A在1和2m2之间，表示通风难易为中等程度，如果A＞2m2，表示通风容易。二、矿井通风总阻力的计算 8.4选择矿井通风设备矿井通风设备包括：主要通风机及其电动机。 一、选择主要通风机选择依据——通风机的个体特性曲线1、计算通风机风压对于抽出式主要通风机，在通风容易时期的静风压应为：hfsmin＝hrmin－hna，Pa式中hrmin——容易时期最大阻力路线的阻力，Pa；hna——容易时期帮助主要通风机通风的矿井自然风压，Pa； 一、选择主要通风机抽出式主要通风机，在通风困难时期的静风压应为：hfsmax＝hrmax＋hno，Pa式中hrmax——困难时期最大阻力路线的阻力，Pa；hno——通风困难时期反对主要通风机风压的矿井自然风压，Pa。根据当地气象资料或邻矿资料估计(注意正负)。同理，压入式的主通风机在通风容易和通风困难两个时期的全风压分别为：hftmin＝hrmin－hna，Pahftmax＝hrmax＋hno，Pa 一、选择主要通风机 一、选择主要通风机2、计算主通风机困难时期和容易时期的风量Qf1和Qf2；3、根据确定的hfmax、Qf1和hfmin、Qf2(即设计工况点)，从所选通风机的个体特性曲线上看设计工况点是否都落在合理工作范围内。 一、选择主要通风机 一、选择主要通风机 4、计算两时期的风阻Rmin和Rmax:在选定的风机个体特性曲线图上画风阻曲线Rmin和Rmax，并从设计工况点向上延伸，与最近的个体特性曲线相交于两点，即实际工况点。5、确定满足通风要求的主要通风机的型号和转速一、选择主要通风机 一、选择主要通风机 二、选择电动机根据两时期主通风机的输入功率(Nfimin和Nfimax)计算出电动机的输出功率Neo(kW)：对于异步电动机，当Nfimin≥0.6Nfimax时，可选用一台功率较大电动机，输出功率Neo和输入功率Nei的关系为： 当Nfimin<=0.6Nfimax时，选用两台电动机，功率为：初期后期ke——电动机容量备用系数，取1.1～1.2ηe——电动机效率，取0.9～0.94(大型电机取较高值)；ηe——传动效率，电动机与通风机直联时取1；皮带传动时取0.95。二、选择电动机 二、选择电动机根据以上所得出的Neo(或Neomin)或Nei(或Neimin)、ηe以及主要通风机所要求的转数n，在电动机技术特征手册上选用合适的电动机。根据周围的工作环境，通风机一般选用开启式或防护式电动机。一般情况下，当电动机功率小于200kW时，宜选用低压鼠笼式电动机；大于250kW时，宜选用高压鼠笼式电动机；大于400kW及以上时，宜选用同步电动机，优点是在低负荷运转时改善电网功率因数，使矿井经济用电，缺点是购置和安装费较高。 三、矿井通风设备的要求根据矿井的瓦斯等级，主要通风设备应符合一下要求：1)矿井必须装设两部同等能力的通风机(包括电动机)，一套运转，一套备用，备用风机要求在10min内能够开动；2)矿井的主要通风机房应有两路直接由变(配)电所输出的供电路线，线路上不应分接任何负荷；3)主要通风机要有灵活可靠、合乎要求的反风装置和防爆门，要有规格质量符合要求的风峒和扩散器，分区主要通风机也应符合这个要求；4)主扇和电动机的机座必须坚固耐用，要设置在不受采动影响的稳定地层上。 8.5概算矿井通风费用一般是计算吨煤的通风费用，即吨煤通风成本。一、每吨煤的通风电费先用下式计算主要通风机运转的耗电量：Imf＝(N1＋N2)×365×24/(2(ηeηvηξηt))，kWh/a式中，N1、N2—一年内最大和最小的主要通风机输入功率，kw；ηe—主要通风机电动机的效率，可在电动机的技术特征表上查得，一般取0.9～0.95；ηv—变压器的效率，一般取0.8；ηξ—电线的输电效率，一般取0.95；ηt—传动功率，直接传动时，取1.0，间接传动时取0.95。 同时，统计一年内局扇、辅扇的耗电量Ief(kWh/a)。各类通风机在一年内的总耗电量为：Is＝Imf＋Ief，kWh/a用下式计算每吨煤的耗电量：I＝Is/T，kWh/t式中T——一年内的矿井产煤量，t／a用下式计算每吨煤的通风电费：E＝I×D，元/t式中D——每度电的费用，元/(kWh) 二、吨煤通风成本除每吨煤的通风电力费用外，还要统计下列费用：1)通风设备的折旧费和维修费。折旧费一般用通风设备的服务年限去除购置费，运输费和安装费的总和。2)专为通风服务的井巷工程折旧费和维修费。这项折旧费是用这些井巷的服务年限去除建设费。3)通风器材(掘进通风和通风构筑物用的器材)的购置费和维修费。4)通风仪表的购置费和维修费。5)通风区队全体人员的工资费。以上五项的每年支出除以矿井产量得到的吨煤费用再加上吨煤通风电力费就是吨煤通风成本。 8.6生产矿井的通风改造生产矿井的通风改造包括增设新采区、开拓新水平、改变主通风机工作方法、改变矿井的通风系统、扩大矿井通风能力等。一、生产矿井通风改造的特点和要求生产矿井的通风设计比较复杂。新区设计不仅要保证新区施工和投产过程中的安全生产，而且要保证老区在这一过程中的安全生产，既要挖掘现有通风的潜力，充分利用现有的通风井巷，又要使它们和新建通风井巷和新选的通风设备协调起来。 二、生产矿井通风改造的基本步骤根据通风设计的服务范围，确定通风困难和通风容易两个时期，分别按以下内容和步骤进行具体设计：1)拟定矿井通风系统：如果新开的采区在边远地区或在较深的水平，产量和瓦斯量增加较大，现有的通风能力不能满足时；或者因为井田重新划分、井型变化时，矿井通风系统往往需要较大调整或改变。8.6生产矿井的通风改造 2)计算与分配矿井总风量：先计算各个用风地点的有效风量，然后由里往外推算进风路线上各分支的风量和回风路线上各分支的风量，有时还要计算某些网路内的自然分配风量。设计中的新区可以参考条件相同的老区数据3)计算矿井通风总阻力：确定系统中困难时期和容易时期的最大阻力路线，分别计算各条路线的通风阻力。当最大阻力路线通过正在生产的老区时，各风路的风阻值应该用实测数据；设计中的新区风路，可参考与老区相同风路的数据。8.6生产矿井的通风改造 4)局部风量调节：采取风量按需调节的措施，设计中至少要制订出通风困难时的调节措施。5)主要通风机的调节或选择：要求各台主要通风机在通风困难和通风容易两个时期的工作点，都要落在各主要通风机特性曲线的合理工作范围内。6)概算矿井通风费用。8.6生产矿井的通风改造 8.7矿井通风系统安全性评价煤矿井下煤炭自燃、瓦斯、粉尘、有害气体的中毒和窒息等灾害事故所占比例较高，危害较大，其主要致因是矿井通风系统不完善。所以，应努力提高矿井通风系统的安全性，以便增强对上述事故的防范和抗御能力。 8.7矿井通风系统安全性评价一、矿井通风系统安全性定义矿井通风系统安全性定义应包括两层意思：一是必须保证矿井正常生产；二是能够预防和控制灾害的发生、发展。具体来说，矿井通风系统的安全性应满足下列要求：1）矿井通风系统的结构合理、完备，整套系统稳定可靠；2）井下各用风地点的风量满足要求，且其可控性强；3）有利于排除瓦斯、矿尘、热源和防止煤炭自燃；4）具有控制各种自然灾害的能力，既能抑制事故的发生，又可在由其它原因引起事故时及时地控制和消除事故。 8.7矿井通风系统安全性评价二、安全性评价指标指标应能反映矿井通风系统各组成部分的安全质量。从安全角度出发对矿井通风系统进行全面分析，并参考《煤矿安全规程》与《生产矿井质量标准化标准》中有关规定、指标和现场科技人员的经验，再按照有关原则来确定，可考虑下列9个评价指标。1）主通风机运转稳定性。2）各用风地点是否实行分区通风且风量足够。3）矿井通风量供需比。 8.7矿井通风系统安全性评价4）通风设备的自动监控系统。5）调节设施的合理性。6）是否有利于排除瓦斯和矿尘、防治煤炭自燃及降温。7）矿井通风压力。8）反风系统的灵活程度。9）隔爆装置完善程度。 运营管理第十一章设备管理 设备：企业中长期使用，在使用过程中，基本保持其实物状态，价值在一定限额以上的劳动资料和其它物质资料的总称。设备管理：依据企业的生产经营目标，通过一系列的技术、经济和组织的措施，对设备寿命周期内的所有设备物质运动状态和价值运动状态进行的综合管理工作。设备管理水平的高低：直接影响企业活动的均衡性。直接关系到企业产品的产量和质量。直接影响着产品制造成本的高低。关系到安全生产和环境保护。影响着企业生产资金的合理使用。第一节设备及设备管理 设备管理的主要内容依据企业经营目标及生产需要制定设备规划；选择、购置、安装、调试、验收所需设备；合理使用和维修保养；适时改造、调拨和更新报废；合理的经济管理：合理筹集、使用资金、计提折旧、费用核算等；制度管理 设备维修发展概况1事后维修(BM:BreakdownMaintenance）故障后再维护；1950年以前2预防维修(PM:PreventiveMaintenance）对周期性故障提出的维护1951年前后3改良维修(CM:CorrectiveMaintenance）查找薄弱部位对其进行改良1957年以后4维修预防（MP:MaintenancePrevention）设计不发生故障的设备，设备FMEA1960年前后5生产维修（PM:ProductiveMaintenance）综合上述维护方法，系统的维护方案1960年前后6全面生产维护(TPM:TotalProductiveMaintenance)全员参加型的保养1971年以后 第二节设备的选购、安装与调试设备的选择与评价1、选择原则总的原则：技术上先进、经济上合理，生产上可行。具体来讲，需考虑以下因素：（1）生产效率：应与企业的长短期生产任务相适应。（2）配套性：性能、能力方面的配套性。（3）可靠性：精度保持性、零件耐用性、操作安全性。（4）适应性：与原有设备及所产产品相适应。（5）节能性：能源利用的性能（6）维修性：可维修、易维修、售后服务好。（7）环保性：噪音、有害物质排放符合标准。 2、经济评价（1）投资回收期（2）设备的最小年平均寿命周期费用法式中：cy—设备的年平均寿命周期费用I—设备购置费用（基本投资）Ci—设备在第i年的使用费用Te—设备的经济寿命设备投资回收期（年）=设备投资费（元）采用新设备后取得的年费用节约额（元/年） （3）设备最大综合效益法（4）费用效益法（5）年费法式中：x—使用t年的年平均费用（元）Ci—某年维持费（元）K0—设备原值（元）Kt—t年的设备残值（元）t—某一年份设备的综合经济效益=设备寿命周期输出设备寿命周期费用设备的费用效率=系统效益设备寿命周期费用 设备的安装、调试安装：在基础上，找平、灌浆、稳固，使设备精度达到安装规范的要求。调试：清洗、检查、调整、试运转、验收、移交。应由设备的使用部门、管理部门、工艺技术部门协同调试。 第三节设备的合理使用和维护保养设备的合理使用设备的使用是设备寿命周期中所占时间最长的环节。合理的使用设备可以减少设备的磨损，提高设备利用率，发挥设备效益。合理的使用设备应注意：1、提高设备利用率，实现设备满负荷运转2、严格操作程序，保证设备精度3、为设备创造良好的工作环境和条件4、合理配备操作工人5、建立健全设备使用工作制度 设备的有形磨损：机器设备在使用过程中因震荡、磨擦、腐蚀、疲劳或在自然力作用下造成的设备实体的损耗。也称物质磨损。第Ⅰ种有形磨损：在使用过程中，由于摩擦、应力及、化学反应等原因造成的有形磨损，又称使用磨损。表现为：零部件尺寸变化，形状变化；公差配合性质改变，性能精度降低；零部件损害。第Ⅱ种有形磨损：不是由于使用而产生的，而是源于自然力的作用所发生的有形磨损，又称自然磨损。设备的磨损理论 有形磨损曲线（规律）设备有形磨损的发展过程具有一定的规律性，一般分为三个阶段。第Ⅰ阶段：初期磨损阶段磨损速度快，时间跨度短。对设备没危害，必经阶段，叫“磨合”或“跑合”。第Ⅱ阶段：正常磨损阶段最佳运行状态，磨损速度缓慢，磨损量小，曲线呈平稳状态。第Ⅲ阶段：急剧磨损阶段磨损速度非常快，丧失精度和强度，事故概率急升。ⅠⅡⅢ磨损程度时间零件磨损示意图 设备的无形磨损设备的无形磨损：不表现为实体的变化，却表现为设备原始价值的贬值，又叫精神磨损。有两种情况：第Ⅰ类无形磨损：由于设备制造工艺的不断改进，劳动生产率不断提高，致使生产同种设备所需要的社会平均劳动减少，成本降低，从而使原已购买的设备贬值。不影响设备功能。第Ⅱ类无形磨损：由于社会技术的进步，出现性能更完善和效率更高的新型设备，致使原有设备陈旧落后，丧失部分或全部使用价值。又叫技术性无形磨损。其后果是生产率大大低于社会平均水平，因而生产成本大大高于社会平均水平。 设备故障：设备在其寿命周期内，由于磨损或操作使用等方面的原因，使设备暂时丧失其规定功能的状况。突发故障：突然发生的故障。发生时间随机，较难预料，设备使用功能丧失。劣化故障：由于设备性能的逐渐劣化所引起的故障。发生速度慢，有规律可循，局部功能丧失。设备故障率：单位时间内故障发生的比率。设备故障曲线 实践证明，可维修设备的故障率随时间的推移呈图示曲线形状，这就是著名的“浴盆曲线”。设备维修期内的设备故障状态分三个时期：（1）初始故障期故障率由高而低。材料缺陷、设计制造质量差、装配失误、操作不熟练等原因造成。（2）偶发故障期故障率低且稳定，由于维护不好或操作失误造成。最佳工作期。（3）耗损故障期故障率急剧升高，磨损严重，有效寿命结束。时间故障率初始故障期偶发故障期耗损故障期故障率曲线（浴盆曲线）设备故障曲线（规律） 设备维修的基本内容1、设备的维护保养和检查（1）维护保养：是指人们为保持设备正常工作以及消除隐患而进行的一系列日常保护工作。按工作量大小和维护广度、深度：①日常保养：重点对设备进行清洗、润滑、紧固、检查状况。由操作人员进行。②一级保养：普遍地进行清洗、润滑、紧固、检查，局部调整。操作人员在专业维修人员指导下进行。③二级保养：对设备局部解体和检查，进行内部清洗、润滑。恢复和更换易损件。由专业维修人员在操作人员协助下进行。④三级保养：对设备主体进行彻底检查和调整，对主要零部件的磨损检查鉴定。由专业维修人员在操作人员配合下定期进行。 （2）设备的检查：对设备的运行状况、工作性能、零件的磨损程度进行检查和校验，以求及时地发现问题，消除隐患，并能针对发现问题，提出维护措施，做好修理前的各种准备，以提高设备修理工作的质量，缩短修理时间。日常检查定期检查2、设备修理设备修理是对设备的磨损或损坏所进行的补偿或修复。其实质是补偿设备的物质磨损。（1）设备修理的类型①小修：对设备进行的局部修理。拆卸部分零部件。②中修：对设备部分解体，工作量较大。③大修：全面的修理，对设备全部拆卸分解，彻底修理。 设备的修理定额修理复杂系数是表示设备修理复杂程度的基本单位机械修理复杂系数、电气修理复杂系数、专用设备修理复杂系数修理劳动量定额是指企业为完成机器设备的各种修理工作所需要的劳动量标准。设备修理停歇时间定额是指设备交付修理开始至修理完工验收为止所经过的时间。修理周期是指新设备由开始使用至第一次大修的间隔时间；或指相邻两次大修的间隔时间。修理周期结构是指在一个修理周期内所安排的各种检修的次数和次序。修理间隔期是指相邻两次检修的间隔时间。 设备维修制度计划预修制：按照预防为主的原则，根据设备磨损理论，有计划地对设备进行日常维护保养、检查、校正和修理，以保证设备正常运行。主要内容：日常维护、定期检查、计划修理。计划保修制：有计划地对设备进行三级保养和修理。有：三级保养加大修；三级保养、小修加大修；三级保养、小修、中修加大修。 第四节设备的更新与改造设备寿命：指设备可运行的年限。物理寿命：无法运行技术寿命：无形磨损导致丧失使用价值经济寿命：年平均费用最低折旧寿命：提完折旧设备更新：用新型设备更换原有的技术落后或经济上不合理的旧设备。有原型更新和技术更新两种方式。 设备的技术改造概念：设备的现代化改装，广义的设备更新方式。是针对设备的无形磨损而采取的局部补偿的设备更新方式。贯穿于设备使用的整个过程。内容：大型设备进行现代化改造将普通设备改造成专用设备对设备的重点部件进行改造特点：相关性强针对性强适应性广经济性好'