地下矿山要给井下作业人员供给足够新鲜空气,并能有效地排除有毒有害气体,就必须给井下作业地点提供足够的风量.通常情况下,风量越大,通风效果越好.但风量越大,井下通风能耗也越大,同时通风的井巷断面可能也要加大,井巷工程投资也要随之增加;而且风量越大,则井下员工寒冷感觉也越强,长期下来会造成井下作业人员风湿等疾病高发;同时风量大,风速强也有可能产生二次扬尘影响人员健康.而风量小,则井下空气无法及时更新,井下作业人员长期受有害气体毒害,身体健康受到威胁,则更是有悖井下通风的初衷.因此矿井通风需风量的合理计算对于井下经济生产及安全生产均有重要意义[1-3].

1 矿井分量计算方法改进

1.1 现有矿井需风量计算方法

目前,在计算地下矿山矿井需风量计算时,采用先分别对回采工作面、备采工作面、掘进工作面及各需要独立通风的硐室的需风量进行计算.然后将各类工作面与需要独立通风的硐室需风量进行累加,即得到矿井通风系统风量,然后考虑系统漏风等因素,即得到矿井总需风量.然后按井下同时工作最多人员需风量与井下同时使用的柴油设备排污需风量进行校验[4,5].

其计算公式见式(1):

 

(1)

式中:Qmax为矿井实际需风量,m3/s;Qx为矿井各工作面总需风量,m3/s;K为矿井风量备用系数;Qh为回采工作面总需风量,m3/s;Qh′为备采工作面总需风量,m3/s;Qj为掘进工作面总需风量,m3/s;Qd为硐室总需风量,m3/s;Qh为其他需风点总需风量,m3/s;Qr为井下作业人员总需风量,m3/s;Nr为井下同时工作最大人数;qr为单人需风量,4 m3/min;Qy为井下作业人员总需风量,m3/s;Ny为柴油设备最大功率,kW;qy为单位功率供风量,4.08 m3/(kW·min).

式(1)中,手册中推荐的柴油设备最大功率通风量计算公式为

因为肌电位干扰引发心房过感知会导致起搏器的起搏频率变快，致使起搏器的起搏周期并不等长。置入DDD型起搏器的患者出现心房过感知，通过对患者开展动态心电图检测，予以体外程控对患者的心房感知相关灵敏性予以调节，予以患者动态心电图复查后，其心房过感知状况会明显减少。

Ny=N1f1+N2f2+N3f3+...+Nnfn.

(2)

式中:N1,N2,…，Nn为各种柴油设备额定功率,kW;f1,f2,…，fn为工作时间系数,各种柴油设备在井下每小时作业的时间百分比,%.

实际中,对于N1,N2,…，Nn,井下同种设备一般第1台和第2台同时工作系数分别为1.00和0.75,第3台及以上均为0.50.即得到折减后的同种设备同时启动功率:

(1) 土体和岩石单元采用Mohr-Coulomb本构，该本构关系满足增量弹性法则和强度准则；将各岩土层分界线设置为水平，其厚度取各岩土层厚度的平均值。

  

 

(3)

式中:为同种柴油设备同时启动的额定功率,kW;Wi为某型柴油设备额定功率,kW.

侯大同用的是复合肥。刚刚下过一场小雨，正是给树木花草施肥的好时机。复合肥养分全面，老田搭讪着说，这是侯大同唯一感兴趣的话题。

则式(2)变为式(4):

 

(4)

1.2 现有矿井需风量计算方法分析

  

图1 传统矿井需风量计算模式

该风量计算方法全面考虑了井下工作场所、井下作业人员以及井下柴油设备的通风需要,其总需风量为工作场所、人员及柴油设备各类型所需风量的最大值.此种计算方式认为满足场所、人员及设备3者中的最大风量要求即可同时满足其余2类的较小风量的需求,即最大即合理的数学逻辑[6，7].但现实生产中的通风除了数学逻辑外更多的应考虑时序逻辑,即风流进入矿井后通过地点的先后也对通风有影响,且这种影响应较之于最大即合理的数学逻辑占据更为主导的地位.按照以往通风需风量的计算方式,如柴油设备需风量较之于工作场所及人员需风量大,则总需风量即为柴油设备通风量,但仅仅只考虑柴油设备通风的需要时,如果风流先经过在主要开拓巷道中运行的柴油设备后即成为污风,无法再满足风流下游工作面人员通风的需要,则井下人员将可能在污风下作业,明显不合理,这也成为数学逻辑考虑矿井需风量的缺陷所在.传统的矿井需风量计算模式见图1.

此外,传统计算方法对于柴油设备功率的计算,井下同种设备第1台和第2台同时工作系数分别为1.00和0.75,第3台及以上均为0.50.此种计算方法是考虑了井下柴油设备对新鲜风流的污染是逐步稀释与加重的过程.即风流经过的第1台柴油设备对新鲜风流的污染最重,经过第2台柴油设备的风流是已经被第1台柴油设备污染的风流,因此污染会加重,但是加重程度较之于新鲜风流通过第1台柴油设备时稍轻,以此类推.可见,风流流经的第1台柴油设备的工作系数应最大,流经第2台柴油设备工作系数应稍小,越往后流经的柴油设备,其工作系数应越小,而不是第3台以后的设备都取成0.50的系数.

1.3 矿井风量计算方法改进

鉴于此,有必要对原有矿井风量计算方法进行改进.充分考虑通风时新鲜风流的流经路线及路线上通过的设备与人员等的先后顺序等因素[8-10].例如,以无轨斜坡道开拓,开拓巷道进风,回风井负压抽出通风为例,风流大致流经路线为:开拓巷道斜坡道→中段巷道→上山→分段巷道→采场→回风分段→专用回风道→回风井.当新鲜风流先经过柴油设备时,增加的柴油废气会影响井下作业人员的呼吸,需要增加新鲜风量;但是如果新鲜风流先经过井下作业人员,只增加了CO2浓度,但仍然可以用来稀释冲洗柴油废气.因此柴油设备与人员的位置先后,也对风量的实际需求有所影响,因此在需风量计算时,除了考虑各作业场所的需要外,还应该将柴油设备稀释排污与井下作业人员呼吸用风综合考虑计算一个需风量,取二者中的大值.对于柴油设备稀释排污与井下作业人员呼吸用风综合用风Qz,应考虑风流流经路线特点分别对人员呼吸需风Qr及柴油设备需风Qy各按一定比例取风后综合相加,此比例定义为作业人员风量需求系数F1及柴油设备风量需求系数F2.

改进需风量计算公式如下:

 

(5)

式中:Qz为柴油设备稀释排污与人员呼吸用风综合风量,m3/s;F1为井下作业人员风量需求系数,0.0～1.0;F2为柴油设备风量需求系数,0.0～1.0.

工作面风量计算过程及结果与2.2.1节一致,各工作面及硐室的需风量计算全矿区矿井总风量为110.4 m3/s.

 

(6)

比值p取值范围为0.75～1.00.为方便计算,参考《金属非金属矿山安全规(GB16423-2006)及《采矿设计手册》中相关取值规定及计算方法,按式(6)反向推理测算出p的建议值:当同启设备数m为1,2～4,5,6,7,8,9,14～16,17～19,20～22,23～26,27～30时,p分别为1.00,0.75,,0.78,0.81,0.83,0.84,0.86,0.87,0.88,0.89,0.91,0.92,0.93,0.94,0.95.

对于柴油设备稀释排污与井下作业人员呼吸用风综合用风Qz.其井下作业人员风量需求系数F1,柴油设备风量需求系数F2的取值应充分考虑风流路线上设备与人员的先后顺序,例如,如新鲜风先通过设备再供给人员呼吸,则通过设备后的污风无法满足人员呼吸之用,此时风量需求应充分考虑设备排污与人员呼吸之用,人员风量需求系数F1及设备风量需求系数F2均应取较大值;如新鲜风流先供给人员呼吸再通过设备,则人员呼吸后的污风仍然可以用来冲洗设备,此时设备稀释用风为主导,F1应取小值,F2应取大值.

由于在矿山实际中,风流流经的人员与设备均为单个个体且存在相互交叉,即风流不可能先通过所有人员后再流经设备或通过所有设备后再流经人员,总是流经部分设备或人员后再流经部分人员或设备.为方便实际操作,考虑到矿山实际生产时,人员多位于采场或最低中段进行开拓掘进,故可将矿山柴油设备分为采场类柴油设备及巷道类柴油设备,对其各自计算总功率后进行比较,如巷道类柴油设备(如坑内卡车)总功率占柴油设备总功率大部分,此时则可认为风流先流经排污设备,后经过人员,F1及F2均取较大值;如采场类柴油设备(如铲运机,采矿台车等)总功率占柴油设备总功率大部分,此时可认为风流先经过人员,再流经排污设备,F1应取小值,F2应取大值.

根据搜集得到的大量矿山企业柴油设备类型、功率及通风实际需风量等经验数据,参考《金属非金属矿山安全规程》(GB16423-2006)及《采矿设计手册》中相关取值规定,按式(5)反向推理测算出F1及F2建议取值见表1.

 

表1 F1及F2系数建议取值表

  

采场类设备功率占比/%F1F2巷道类设备功率占比/%F1F250～600.35～0.450.95～0.9650～600.55～0.650.95～0.9660～700.25～0.350.96～0.9760～700.65～0.750.96～0.9770～800.15～0.250.97～0.9870～800.75～0.850.97～0.9880～900.05～0.150.98～0.9980～900.85～0.950.98～0.9990～1000.00～0.100.99～1.0090～1000.90～1.000.99～1.00

注:表中数值范围下限值含本数,上限值不含本数

改进后的风量计算方法流程见图2.

  

图2 改进矿井需风量计算模式

2 实例分析

2.1 项目背景

式中:n为工作面同时工作的最大人数.

需风工作面分为回采工作面、备采工作面、掘进工作面及硐室工作面4类,各类工作面需风量计算如下:

我们都见过米袋、麻袋，在乡村里，这些都是用来装稻谷、粮食的。而米袋也是我们生活中常见到的软装容器。而现代的米袋升级成为尼龙米袋，不仅结实实用，且还能在袋身上印制广告或者精美的图案。现代生活陶艺也是一样，在日积月累的创新创造中，不断的结合实用性，不断的改良，完全可以达到“只有你想不到的，没有人做不到的”水平。

矿山开拓系统见图3.

  

图3 矿区开拓系统

2.2 传统方法计算风量

2.2.1 工作面需风量计算

按规划,矿山正常生产时有切割及回采工作面14个,备用采场4个,掘进工作面4个,硐室4个.

五是通过微博推广。凭借内容短小、发布快捷的特点，微博成为互联网极具影响力的信息发布平台。微博运营门槛低、信息发布迅速，是乡村旅游推广的有效手段。

1)回采工作面需风量

式中：qc1N=CNqc/Pa为标准化为1个大气压覆土压力下的锥尖阻力；CN为覆土压力修正因子；qc为锥尖阻力；Pa为大气压力(101.3 kPa)；净砂调整项ΔqcqN为细粒含量(Fc)的函数，可给出如下：

回采工作面风量按排尘风速、工作面同时工作的最多人数、排除炮烟等进行风量计算后取最大值作为回采工作面计算风速.

Qy=Nyqy=6 503 m3/min=108.38 m3/s.

(1)按排尘风速计算

E两优78整精米率45.9%，垩白粒率42%，垩白度 10.2%，直链淀粉含量 15.2%，胶稠度 58 mm，长宽比 3.3。

qs=sv.

同时，值得关注的是，聚焦产业政策，当前化工企业环保压力逐步加大，化工行业通道缩紧。随着国家环保力度的加大，政策文件屡次提到“一律不批”、“一律关停”等字样，化工企业搬迁、升级改造、关停已是大势所趋。钾盐企业应当进一步关注产业循环经济、绿色环保政策的跟进，做到未雨绸缪。

(7)

式中:s为工作面过风断面,m2;v为要求的排尘风速,m/s;硐室型采场最低风速应不小于0.15 m/s.

本矿山井下回采工作面最大过风断面积为20 m2,则:qs=3.0 m3/s.

(2)按工作面同时工作的最多人数计算

qs=4n.

(8)

华中地区某地下磷矿山矿区范围14.2 km2,矿产资源储量约8×1010 kg.采矿方法为盘区房柱法开采,采用坑内卡车运矿,铲运机进采场出矿.矿山采用对角抽出式通风系统,新鲜风流分别从南北平硐进入,经上山斜坡道、中段或分段巷道进入采场,清洗工作面的污风分别进入各自的回风系统,然后经南回风井和北回风井排出地表.

回采工作面同时作业的最大人数为10人,则:

qs=40 m3/min=0.67 m3/s.

(9)

井下柴油设备主要有柴油铲运机及坑内卡车,柴油铲运机共12台,单台功率79 kW;坑内卡车共8台,单台功率230 kW.得到柴油设备同时启动最大功率计算如下:

本矿井采场属于巷道型采场,可采用中南工业大学经验公式计算风量.

 

(10)

由此可知,该矿山回采工作面需风量qs为3.0 m3/s.

2)备采工作面需风量

根据矿山资料,考虑备用工作面无法有效密闭,备采工作面按回采工作面供风,备采工作面风量取3.0 m3/s.

3)掘进工作面需风量

掘进工作面风量按排尘风速、工作面同时工作的最多人数、排除炮烟等进行风量计算后取最大值作为回采工作面计算风速.

(1)按排尘风速计算

qj=sv.

(11)

式中:s为工作面过风断面,m2;v为要求的排尘风速,m/s;掘进头最低风速应不小于0.25 m/s.

本矿井掘进工作面最大过风断面积为13.54 m2,则:qj=3.39 m3/s.

(2)按工作面同时工作的最多人数计算

qj=4n.

(12)

式中:n为工作面同时工作的最大人数.

(1)引入以MMSE为准则的两步先验信噪比估计法[8-9]。基于Priori SNR估计的维纳滤波算法中最重要的参数即为先验信噪比,采用“直接判决”法对其进行估计,如式(8)所示,从式中可看出Priori SNR的估计几乎依赖于前一帧信号谱的估计,这会导致语音增强算法性能衰退,为了缓和这个问题,对式(8)计算所得到的SNRprio(m,k)作第2步处理:

掘进工作面同时作业的最大人数按6人考虑,则:qj=24 m3/min=0.4 m3/s.

(3)按排除炮烟计算

压入式通风掘进头需风量计算公式

 

(13)

式中:t为通风时间,一般为20～30 min;A为同时爆破炸药量,kg;b为每千克炸药CO当量,岩巷40 L/kg;s为工作面过风断面,m2;L为巷道独头掘进距离,m;P为风筒漏风系数;C为CO允许浓度,0.002 4%.

本矿山t取30 min,根据掘进进尺及炸药单耗得出A为25 kg,s为13.54 m2,采切掘进最长距离L为180 m,根据风筒性能及相关规范p取1.10,则qj=3.27 m3/s.

经上述计算可知,掘进工作面风量最大为3.39 m3/s,取qj为3.50 m3/s.

4)硐室工作面需风量

炸药库、破碎硐室等要求独立回风的硐室需风量需单独计算,本矿井需单独回风的硐室为炸药发放硐室,根据硐室尺寸及发放材料量确定其需风量为3 m3/s.

漏风系数K取1.38,根据各工作面及硐室的需风量计算全矿区矿井总风量为

 

(14)

2.2.2 风量校核

1)按井下同时工作的最多人数校核

教学过程本是个充满人性及民主的课堂互动博弈过程，不能用简单的预设性程序或线性数理模型来预测或衡量。传统课堂重知识轻能力，注重知识的掌握轻视创造力的培养，重理性忽视对知识的质疑和对问题的好奇与挑战。面对生源不同的高职课堂，学生的基础、认知能力、思维表达能力、求知欲望差异明显，教学过程必定是个学习兴趣的唤醒、师生互动博弈的过程。

按《金属非金属矿山安全规程》规定,按井下同时工作的最多人数计算,供风量应不少于每人qs=4 m3/min.

矿区每班采掘直接人员89人,加上运输和其他辅助工种人员,同时工作的最多人数小于250人,按250人计算需要风量为

刘宓庆（2003）曾说翻译教师在翻译活动中传授翻译经验，示范翻译理论和实践，传播翻译思想和策略，体现翻译职业道德。[4]从教师的职责入手，翻译教育者自身应该在传授扎实专业知识技能的同时，秉承职业道德，为学生树立正确的榜样，向学生传递积极向上的译者伦理观。

Qr=Nrqr=1 000 m3/min=16.67 m3/s.

(15)

2)按柴油设备功率校核需风量

(3)按排除炮烟计算

 

(16)

根据《金属非金属矿山安全规程》(GB16423-2006),“有柴油设备运行的矿井,按同时作业机台数每千瓦每分钟供风量4 m3计算”.则其需风量为

式中，PNTOTAL为整个PLL的相位噪声，PNSYNTH为鉴相芯片归一化的相位噪底，FPFD为鉴相频率，FVCO16为VCO十六分频端口的输出频率，N为分频系数。

(17)

据此可知,该矿山柴油设备成为了需风量校核的主要决定因素.

2.2.3 总需风量

通过查阅资料，并筛选整理数据选取云南地区2000年～2010年5级以上的17次地震为样本数据，原始数据[4～8]如表1所示。

根据式(1),得到该矿山按照传统模式计算的需风量为110.4 m3/s.

2.3 改进风量计算方法

2.3.1 工作面需风量计算

同时,对于柴油设备最大功率通风量的计算,在后的柴油设备工作系数与前一台柴油设备的工作系数之比应是一个小于1的固定比值p,则同种柴油设备同时启动功率Ni′为

2.3.2 按同时工作最多人数及柴油设备功率计算需风量

1)按井下同时工作的最多人数计算需风量

按井下同时工作的最多人数校核风量,需风量为16.67 m3/s.

2)按柴油设备功率校核需风量

按照改进方法,对柴油设备功率需风量进行计算.

井下柴油设备有柴油铲运机及坑内卡车,其中柴油铲运机单台功率79 kW,共12台,则参考表1,其p值取0.89,则柴油铲运机同时启动功率N1′为

 

(18)

坑内卡车单台功率230 kW,共8台,则参考表1,其p值取0.84,则柴油铲运机同时启动功率N2′为

 

(19)

得到同时启动的柴油设备总功率Ny为

 

(20)

得到柴油设备需风量Qy为

Qy=Nyqy=6 487.92 m3/min=108.13 m3/s.

(21)

柴油铲运机为采场类设备,总功率为948 kW;坑内卡车为巷道类设备,总功率为1 840 kW.巷道类设备功率占柴油设备总功率66%,则参考表1,F1取为0.70, F2取为0.97,得到设备与人员综合需风量Qz为

Qz=F1Qr+F2Qy=116.55 m3/s.

(22)

2.3.3 总需风量

根据式(5),得到矿山总需风量为116.55 m3/s.

2.4 总结

根据2.2节传统方法计算需风量以及2.3节改进方法计算需风量时可知,在该矿山利用传统方法计算需风量时,工作面为总需风量决定因素;而在利用改进方法计算需风量时,人员及柴油设备综合需风量则上升为总需风量决定因素.因此改进方法计算风量时,其总需风量必定不小于传统方法计算所得的总需风量.这也较好的解决了采用传统需风量计算方法时,矿山风量普遍偏小,井下空气普遍较差的缺陷.

3 结论

1)传统风量计算时,为求简化便于操作,很多计算过程都不尽合理.改进方法计算风量时,对整个风流过程进行科学详细地分析,用数学手段对需风量计算进行科学计算.对柴油设备需风量,对排污稀释过程进行分析后,利用等比数列公式进行柴油设备总功率计算,再进行风量计算.对于总需风量计算,将柴油设备排污用风与呼吸需风综合考虑作为风量校核.整个风量分析过程更加合理,计算过程更加科学.

2)对于文中同启设备数m和比值p以及表1中系数的选取,本文以若干矿山经验数据进行推算得到,并不一定具有普适性.在后续应用中,应边应用边修正相关数据,使得表中系数更加贴近于矿山生产实际,也使得改进的需风量计算方法更加具有普适性.

3)经实践验证,该方法可在实践中进行,但为了有更加广泛的适用性及更高的准确性,相关参数仍需在实践中不断进行修正.

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