礦井通風課程設計3

1、<p>　　課 程 設 計 (論文)</p><p>　　題 目： 永一煤礦課程設計 </p><p>　　所屬課程： 礦井通風 </p><p>　　學 號： </p><p>　　

2、姓 名： </p><p>　　班 級： 礦井通風與安全091班 </p><p>　　指導教師： </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一

3、、礦井基本概況2</p><p>　　二、擬定礦井通風系統(tǒng)5</p><p>　　三、礦井總風量計算與分配6</p><p>　　四、礦井通風總阻力計算10</p><p>　　五、選擇礦井通風設備14</p><p>　　六、通風耗電費用概算17</p><p><b>

4、　　前 言</b></p><p>　　《礦井通風》設計是學完《礦井通風》課程后進行，是學生理論聯(lián)系實際的重要實踐教學環(huán)節(jié)，是對學生進行的一次綜合性專業(yè)設計訓練。通過課程設計使學生獲得以下幾個方面能力，為畢業(yè)設計打下基礎。</p><p>　　1．進一步鞏固和加深我們所學礦井通風理論知識，培養(yǎng)我們設計計算、工程繪圖、計算機應用、文獻查閱、運用標準與規(guī)范、報告撰寫等基本技能。

5、</p><p>　　2．培養(yǎng)學生實踐動手能力及獨立分析和解決工程實際的能力。</p><p>　　3．培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識、嚴肅認真的治學態(tài)度和理論聯(lián)系實際的工作作風。</p><p>　　依照老師精心設計的題目，按照大綱的要求進行，要求我們在規(guī)定的時間內獨立完成計算，繪圖及編寫說明書等全部工作。</p><p>　　設計中要求嚴格遵守和認真貫

6、徹《煤炭工業(yè)設計政策》、《煤礦安全規(guī)程》、《煤礦工業(yè)礦井設計規(guī)范》以及國家制定的其它有關煤炭工業(yè)的方針政策，設計力爭做到分析論證清楚，論據確鑿，并積極采用切實可行的先進技術，力爭使自己的設計達到較高水平，但由于本人水平有限，難免有疏漏和錯誤之處，敬請老師指正。</p><p><b>　　一、礦井基本概況</b></p><p>　　1．煤層地質概況 單一煤層，傾角

7、15°- 18°，相對瓦斯涌出量為8m3/t,煤塵有爆炸危險。</p><p>　　2．井田范圍 走向長度8400m。 </p><p>　　3．礦井生產任務 年產量為0.9Mt，礦井服務年限為46a。</p><p>　　4．礦井開拓方式及采區(qū)劃分 礦井采用立井單水平上下山分區(qū)式開拓。全礦井共劃分12個采區(qū)，上山部分6個（見題圖9-1），

8、下山部分6個。上山部分服務年限25a，下山部分服務年限21a。礦井開拓系統(tǒng)如題圖9-2所示。主、副井布置在井田的中央，通過主要石門與東西向的運輸大巷相連通?？偦仫L巷布置在井田的上部邊界，回風井分別布置在上山采區(qū)No.5、No.6上部邊界中央，形成兩翼對角式通風系統(tǒng)。</p><p>　　5．開拓系統(tǒng)圖、采區(qū)布置圖、巷道布置圖、以及井巷尺寸及其。</p><p>　　1-1上山采區(qū)劃分示意圖

9、</p><p>　　巷道布置示意圖1-3</p><p>　　二、擬定礦井通風系統(tǒng)</p><p>　　礦井開拓采用立井開拓方式，礦井通風采用兩翼對角式通風方式。礦井主要進風井為位于井田中央的副井，總回風巷布置在井田的上部邊界，回風井分別布置在上山采區(qū)No.5、No.6上部邊界中央，形成兩翼對角式通風系統(tǒng)。</p><p>　　1．采區(qū)工作

10、面通風系統(tǒng)：新鮮風流從地面經副井（1~2）進入井下，經井底車場(2)、主要運輸石門(2~3、3~4)、主要運輸大巷（4~5）、采區(qū)下部車場（5）、運輸上山（5~6、6~7）、區(qū)段運輸順槽（7~8）、上層采煤工作面（10~11）。清洗工作面后，污風經區(qū)段回風平巷（13~14）、回風石門（14~15）、主要回風巷道（15~16）回風井（16~17）排入大氣。</p><p>　　2．備用工作面通風系統(tǒng)：新鮮風流從地面

11、經副井（1~2）進入井下，經井底車場(2)、主要運輸石門(2~3、3~4)、主要運輸大巷（4~5）、采區(qū)下部車場（5）、運輸上山（5~6、6~7）、區(qū)段運輸順槽（7~8）、上層采煤工作面（10~11）。清洗工作面后，污風經區(qū)段回風平巷（13~14）、回風石門（14~15）、主要回風巷道（15~16）回風井（16~17）排入大氣。</p><p>　　3．火藥庫通風系統(tǒng)：</p><p>　

12、　新鮮風流從地面經副井（1~2）進入井下，經井底車場(2)、主要運輸石門(2~3)、火藥庫、軌道上山、回風石門（14~15）、主要回風巷道（15~16）回風井（16~17）排入大氣。</p><p>　　4．掘進工作面通風系統(tǒng)：新鮮風流從地面經副井（1~2）進入井下，經井底車場(2)、主要運輸石門(2~3、3~4)、主要運輸大巷（4~5）、采區(qū)下部車場（5）、運輸上山（5~6）、掘進工作面。清洗工作面后，污風流入

13、軌道上山、回風石門（14~15）、主要回風巷道（15~16）回風井（16~17）排入大氣。</p><p>　　礦井通風系統(tǒng)示意圖見附圖1-1:</p><p>　　三、礦井總風量計算與分配</p><p>　　（一）礦井需風量計算原則</p><p>　　礦井需風量應按照“由里往外”的計算原則，由采、掘工作面、硐室和其他用風地點的實際最大

14、需風量總和，再考慮一定的備用風量系數后，計算出礦井總風量。</p><p>　　1．按該用風地點同時工作的最多人數計算，每人每分鐘供給風量不得少于4 m3。</p><p>　　2．按該用風地點風流中的瓦斯、二氧化碳和其他有害氣體濃度、風速以及溫度等都符合《規(guī)程》的有關規(guī)定分別計算，取其最大值。</p><p>　　（二）礦井需風量的計算方法</p>

15、<p>　　礦井需風量按以下方法計算，并取其中最大值。</p><p>　　1．按進下同時工作的最多人數計算</p><p><b>　　Q礦=4NK</b></p><p>　　=4×120×1.10</p><p>　　=528m3/min</p><p>　　式

16、中Q礦——礦井總需風量，m3/min</p><p>　　N——井下同時工作的最多人數，人；</p><p>　　4——礦井通風系數，包括礦井內部漏風和分配不均等因素。采用壓入式和中央并列式通風時，可取1.20~1.25;采用對角式或區(qū)域式通風時，可取1.10~1.15。上述備用系數在礦井產量T≧0.90Mt/a時取大值。</p><p>　　2．按采煤、掘進、硐室

17、等處實際需風量計算</p><p>　　1）采煤工作面需風量計算</p><p>　　采煤工作面的需風量應按下列因素分別計算，并取其中最大值。</p><p>　　（1）按瓦斯（二氧化碳）涌出量計算：</p><p>　　根據礦井總產量算出礦井每分鐘產煤量為：1.71t，瓦斯絕對涌出量為：1.73×8=13.84 m3/min<

18、;/p><p>　　Q采=100Q瓦K瓦</p><p>　　=100×13.84×1.6</p><p>　　=2214.4m3/min</p><p>　　式中Q采——采煤工作需要風量，m3/min；</p><p>　　Q瓦——采煤工作面瓦斯（二氧化碳）絕對涌出量，m3/min；</p>

19、;<p>　　K瓦——采煤工作面因瓦斯（二氧化碳）涌出量不均勻的備用風量系數，即該工作面炮采工作面可取1.4~2.0;水采工作面可取2.0~3.0。生產礦井可根據各個工作面正常生產條件時，至少進行五晝夜的觀測，得出五個比值，取其最大值。</p><p>　?。?）按工作面進風流溫度計算；采煤工作面應有良好的氣候條件，其進風流溫度可根據風流溫度預測方法進行計算。其氣溫與風速應符合表1的要求</p

20、><p>　　表3-1采煤工作面空氣溫度與風速對應表</p><p>　　采煤工作面的需風量按下式計算：</p><p>　　Q采=60v采S采K采，m3/min</p><p>　　=60×1.0×8.14×1.2</p><p>　　=586.08 m3/min</p>&l

21、t;p>　　式中v采——采煤工作面適宜風速，m/s</p><p>　　S采——采煤工作面平均有效斷面積，㎡，按最大和最小控頂有效斷面積的平均值計算；</p><p>　　K采——采煤工作面長度風最系數，按表2先取</p><p>　　表3-2 采煤工作面長度風量系數表</p><p>　　（3）按炸藥使用量計算：</p>

22、<p>　　Q采=25A采，m3/min</p><p><b>　　=25×10</b></p><p>　　=250 m3/min</p><p>　　式中25——每使用1kg炸藥的供風量，m3/min</p><p>　　A采——采煤工作面一次爆破使用的最大炸藥量，kg</p>

23、<p>　?。?）按工作人員數量計算：</p><p>　　Q采=4n采，m3/min</p><p>　　=4×26=104 m3/min</p><p>　　式中4——每人每分鐘供給的最低風量，m3/min</p><p>　　n采——采煤工作面同時工作的最多人數，人。</p><p><

24、;b>　?。?）按風速驗算：</b></p><p>　　按最低風速驗算各個采煤工作面的最小風量：</p><p>　　Q采≧60×0.25S采，m3/min</p><p>　　=60×0.25×8.14</p><p>　　=122.1m3/min</p><p>　

25、　按最高風速驗算各個采煤工作面的最大風量：</p><p>　　Q采≦60×4S采，m3/min</p><p>　　=60×4×8.14</p><p>　　=1953.6 m3/min</p><p>　　2）掘進工作面需風量計算</p><p>　　煤巷、半煤巖巷和巖巷掘進工作面的需

26、風量，應按下列因素分別計算，取其最大值。</p><p>　?。?）按瓦斯（二氧化碳）涌出量計算：</p><p>　　Q掘=100Q瓦K瓦</p><p>　　=100×0.42×1.5</p><p>　　=60 m3/min</p><p>　　（2）按炸藥量使用最計算：</p>

27、<p>　　Q掘=25A掘，m3/min</p><p><b>　　=25×10</b></p><p>　　=250 m3/min</p><p>　?。?）按局部通風機吸風量計算：</p><p>　　Q掘=Q通IK通，m3/min</p><p>　　=200

28、5;1×1.2</p><p>　　=240 m3/min</p><p>　　式中Q通——掘進工作面局部通風機額定風量（表3），</p><p>　　I——掘進工作面同時運轉的局部通風機臺數，臺：</p><p>　　K通——防止局部通風機吸循球風的風量備用系數，一般取1.2~1.3,進風巷中無瓦斯涌出時取1.2，有瓦斯涌出時取1

29、.3。</p><p>　　表3-3 局部通風機額定風量Q通</p><p>　?。?）按工作人員數量計算：</p><p>　　Q掘=4n掘，m3/min</p><p><b>　　=4×10</b></p><p>　　=40 m3/min</p><p>

30、　　（5）按風速進行驗算；</p><p>　　巖巷掘進工作面的風量應滿足：</p><p>　　60×0.15×S掘≦Q掘≦60×4×S掘 </p><p>　　由上式得43.2 m3/min≦Q掘≦1152 m3/min</p><p>　　煤巷、半煤巖巷掘進工作面的風量應滿足：</p>

31、<p>　　60×0.25×S掘≦Q掘≦60×4×S掘 </p><p>　　=72 m3/min≦Q掘≦1152 m3/min</p><p>　　根據上面的計算掘進工作面的風量應取其最大值。</p><p>　　Q掘=250 m3/min</p><p>　　72 m3/min≦Q掘≦

32、1152 m3/min</p><p>　　所以，Q掘=250 m3/min符合上述要求。</p><p><b>　　3）硐室需風量</b></p><p>　　各個獨立通風的硐室供風量，應根據不同的硐室分別計算。</p><p>　?。?）井下爆破材料庫</p><p>　　按經驗值計算，小型

33、礦井一般80~100m3/min，大型礦井一般100~150m3/min。</p><p><b>　　（2）充電硐室</b></p><p>　　通常充電硐室的供風量不得小于100m3/min。</p><p><b>　?。?）機電硐室</b></p><p>　　采區(qū)小型機電硐室，可按經驗值確

34、定風量，一般為60~80m3/min。</p><p>　　表3-4 機電硐室發(fā)熱系數表</p><p>　　（4）其它巷道需風量計算</p><p>　　新建礦井，其他用風巷道的總風量難以計算時，也可按采煤，掘進，硐室的需風量總和的3%~5%估算。</p><p>　?。?）礦井總風量計算；</p><p>　　=(

35、2214.4×2+250×4+285+82.5) ×1.1</p><p>　　=6375.9 m3/min。</p><p>　　通過計算所得；礦井總風量為6375.9 m3/min</p><p>　　3．礦進總風量的分配</p><p><b>　　1）分配原則</b></p&g

36、t;<p>　　礦井總風量確定后，分配到各用風地點的風量，應不得低于其計算的需風量；所有巷道都應分配一定的風量；分配后的風量，應保證井下各處瓦斯及有害氣體濃度、風速等滿足《規(guī)程》的各項要求。</p><p><b>　　2）分配的方法 </b></p><p>　　首先按照采區(qū)布置圖，對各采煤、掘進工作面、獨立回風硐室按其需風量配給風量，余下的風量按采區(qū)

37、產量、采掘工作面數目、硐室數目等分配到各采區(qū)，再按一定比例分配到其它用風地點，用以維護巷道和保證行人安全。風量分配后，應對井下各通風巷道的風速進行驗算，使其符合《規(guī)程》對風速的要求。</p><p>　　四、礦井通風總阻力計算</p><p>　　（一）礦井通風總阻力的計算原則</p><p>　　1．如果礦井服務年限不長（10~20年），選擇達到設計產量后通風容易

38、和困難兩個時期分別計算其通風阻力；若礦井服務年限較長（30~50年），只計算前15~25年通風容易和困難兩個時期的通風阻力。為此，必須先給出這兩個時期的通風網絡圖。</p><p>　　2．通風容易和通風困難兩個時期總阻力的計算，應沿著這兩個時期的最大通風阻力風路，分別計算各段井巷的通風阻力，然后累加起來，作為這兩個時期的礦井通風總阻力。最大通風阻力風路可根據風量和巷道參數（斷面積、長度等）直接判斷確定，不能直接

39、確定時，應選幾條可能最大的路線進行計算比較。</p><p>　　3．礦井通風總阻力不應超過2940Pa</p><p>　　4．礦井井巷的局部阻力，新建礦井（包括擴建礦井獨立通風的擴建區(qū)）宜按井巷摩擦阻力的10%計算；擴建礦井宜按井巷摩擦阻力的15%計算。</p><p>　　（二）礦井通風總阻力的計算方法</p><p>　　沿礦井通風容

40、易和困難兩個時期通風阻力最大的風路（入不敷出 風井口到風硐之前），分別用下式計算各段井巷的磨擦阻力；</p><p>　　將各段井巷的磨擦阻力累加后并乘以考慮局部阻力的系數即為兩個時期的井巷通風總阻力。即</p><p>　　兩個時期的摩擦阻力可按表4-1進行計算。</p><p>　　1．計算礦井通風容易時期的通風總阻力</

41、p><p>　　2．礦井通風困難時期通風總阻力</p><p>　?。ㄈ├L制礦井通風網絡圖：</p><p><b>　　見附圖1-2</b></p><p>　　五、選擇礦井通風設備</p><p>　?。ㄒ唬┻x擇礦井通風設備的基本要求</p><p>　　1．礦井每個裝備

42、主要通風機的風井，均要在地面裝設兩套同等能力的通風設備，其中一套工作，一套備用，交替工作。</p><p>　　2．選擇的通風設備應能滿足第一開采水平各個時期的工況變化，并使通風設備長期高效運行。當工況變化較大時，應根據礦井分期時間及節(jié)牟情況，分期選擇電動機動。</p><p>　　3．通風機能力應留有一定的余量。軸流式、對旋式通風機在最大設計負壓和風量時，葉輪葉片的運轉角度應比允許范圍小

43、5°；離心式通風機的選型設計轉速不宜大于允許最高轉速的90%。</p><p>　　4．進、出井井口的高差在150m以上，或進、出風井口標高相同，但井深400米以上時，宜計算礦井的自然風壓。</p><p>　?。ǘ┲饕L機的選擇</p><p>　　1．計算通風機的風量Q通</p><p>　　=40.66m3/s</p

44、><p>　　2．計算通風機的風壓H通全（或H通靜）</p><p><b>　　軸流式通風機；</b></p><p>　　容易時期 </p><p>　　=1058+120 </p><p><b>　　=1178Pa</b></p>&

45、lt;p>　　困難時期 </p><p><b>　　=1300+120</b></p><p><b>　　=1420Pa </b></p><p><b>　　3．選擇通風機</b></p><p>　　根據計算的礦井通風容易時期通風機的Q通、H通

46、靜小和困難時期通風機的Q通、H通靜大，在通風機的個體特性圖表上選擇合適的主要通風機。</p><p>　　根據Q通=40.66m3/s H通靜小=1178Pa H通靜大=1420Pa </p><p>　　可選定通風機型號為2k60型軸流式通風機。</p><p>　　選定通風機后，可得出兩個時期主要通風機的型號、動輪直徑、動輪葉片安裝角、轉速、內壓、風量、效率

47、和輸入功率等技術系數，并列表整理。</p><p><b>　　4．選擇電動機</b></p><p>　　（1）計算通風機輸入功率。按通風容易和困難時期，分別計算通風機輸入功率P通小、P電大：</p><p><b>　?。?）選擇電動機</b></p><p>　　當P電小≧0.6P通大時，兩個

48、時期可選一臺電動機，電動機功率為</p><p>　　電動機功率在400KW~500KW以上時，宜選用同步電動機其優(yōu)點是低負荷動轉時，可用來改善電網功率因數，使礦井經濟用電；其缺點是這種電動機的購置和安裝費較高。</p><p>　　六、通風耗電費用概算</p><p>　?。ㄒ唬┲饕L的耗電量</p><p>　　通風容易時期和困難時期共