礦井通風安全學課程設計

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文檔簡介

1、　　目錄　　第一章礦井通風系統(tǒng)的確定4　　第一節(jié) 礦井概況4　　一、煤層地質概況4　　二、井田范圍4　　三、礦井生產(chǎn)任務

2、4　　四、礦井開拓方式4　　五、開采方法4　　第二節(jié) 礦井通風系統(tǒng)7　　一、擬定通風系統(tǒng)的具體要求有：7　　二、選擇礦井通風系統(tǒng)的安全原則7<p&

3、gt;　　三、礦井通風系統(tǒng)的要求7　　四．各類型礦井通風系統(tǒng)的優(yōu)缺點及適用條件8　　五、礦井通風系統(tǒng)的選擇9　　第三節(jié)、采區(qū)的通風方式10　　一、采區(qū)通風系統(tǒng)的基本要求10　　二．采區(qū)進風上山與回風上山的選擇10<

4、;/p>　　三．采區(qū)通風方式的選擇10　　第四節(jié) 采煤工作面的通風方式11　　一、采煤工作面上行風與下行風11　　二．工作面通風系統(tǒng)11　　第五節(jié) 通風機的工作方法12　　一、礦井通風機的

5、通風方式主要有抽出式、壓入式、壓抽混合式。12　　二、礦井通風方式的選擇12　　第二章礦井風量計算與分配13　　第一節(jié) 風量計算13　　一、礦井風量計算原則13　　二、礦井風量的計算13&

6、lt;p>　　三、按采煤、掘進、硐室及其他實際需要風量的總和進行計算13　　礦井總風量計算13　　四、采煤工作面需風量的計算14　　五、掘進工作面的需風量計算16　　六、硐室需風量計算17　　七、礦井其他巷道的需風

7、量計算17　　第二節(jié) 礦井風量分配19　　一、分配原則19　　二、風速驗算19　　三、局部風量調(diào)節(jié)20　　四、礦井總風量的調(diào)節(jié)20</

8、p>　　第三章礦井通風阻力計算21　　第一節(jié) 礦井通風系統(tǒng)圖21　　一分別繪制困難和容易時期的通風系統(tǒng)立體圖和網(wǎng)絡圖。21　　第二節(jié) 礦井通風總阻力計算24　　一、礦井通風總阻力的計算原則24<p

9、>　　二、礦井通風總阻力的計算原則：24　　三、計算方法.24　　第四章通風機選型27　　第一節(jié) 風設備的選擇27　　一、礦井通風設備是指主要通風機和電動機。27　　第二節(jié) 主扇的選擇計算28</

10、p>　　一、礦井的自然風壓28　　二、通風機的總風量計算：28　　三、計算通風機風壓29　　四、通風機的實際工況點29　　五、電動機的選型32　　第五章礦井通風費用的計算34</p&

11、gt;　　一、電費34　　第六章礦井災害防治措施35　　第一節(jié) 預防瓦斯事故措施35　　第二節(jié) 火災防治措施36　　一、防止外因火災36　　二、內(nèi)因火災

12、的預防36　　第三節(jié) 防塵措施37　　一、綜合防塵37　　二、防止煤塵爆炸37　　三、反風措施37　　第七章設計參考資料38</p

13、>　　第一章礦井通風系統(tǒng)的確定　　第一節(jié) 礦井概況　　一、煤層地質概況　　兩個開采煤層k1和k2，煤層賦存穩(wěn)定，煤層傾角15。，k1煤層厚2.4米， k2煤層厚2.8米，礦井相對瓦斯涌出量為6.6 m3/t，煤層自燃發(fā)火期16-18個月，煤

14、塵爆炸指數(shù)為36%。　　二、井田范圍　　井田走向長度5km，傾向方向長度3.3km，每翼長2.5km，井田上界以標高-165m為界，下界以標高-1020m為界，兩邊以斷層為界。　　三、礦井生產(chǎn)任務

15、　　本礦井設計年生產(chǎn)能力是150萬t，第一水平服務年限27年，全礦井服務年限72年。　　四、礦井開拓方式　　本礦井開拓方式采用立井多水平上下山開拓，多煤層聯(lián)合開采。　　五、開采方法　　本礦井開采方

16、法，在區(qū)段中采用單一走向長臂采煤法，回采順序采用后退式。　　表1-1 綜合柱狀圖　　表1-2 巷道名稱、長度、支護形式，斷面幾何特征參數(shù)表　　表1-3 綜采工作面部分機電設備一覽表　　表1-4 空氣平均密度一覽表　　第二節(jié)

17、礦井通風系統(tǒng)　　選擇礦井通風系統(tǒng)的總原則：投產(chǎn)較快，出煤較多、安全可靠、技術經(jīng)濟指標合理等。　　一、擬定通風系統(tǒng)的具體要求有：　　(1) 每個礦井和階段水平之間都必須有兩個安全出口；　　(2) 進風井巷與采掘工作面的進風流的粉塵濃度≤0.5mg/ m3；</p

18、>　　(3) 新設計的箕斗井和混合井禁止作進風井，已作進風井的箕斗井和混合井必須采取凈化措施，使進風流的含塵量達到上述要求； 　　(4) 主要回風井巷不得作人行道，井口進風不得受礦塵和有毒有害氣體污染，井口排風不得造成公害；　　(5) 礦井有效風量率應在60％以上；　　(6) 井下破碎

19、硐室和炸藥庫，必須設獨立的回風道；　　(7) 主要通風機一般應設反風裝置，要求10 min內(nèi)實現(xiàn)反風，反風量大于40％。　　二、選擇礦井通風系統(tǒng)的安全原則 　?。?）．要有完整的獨立通風系統(tǒng)。每一通風系統(tǒng)至少有一個進風井和一個回風井。<p

20、>　　（2）．進風井口必須布置在粉塵、有害氣體和高溫氣體不能侵入的地方　?。?）．通常以罐籠提升井兼做進風井，回風井則常是專用風井，裝有帶式輸送機的井筒和箕斗提升井不應兼做風井。　?。?）．通風系統(tǒng)簡單，風流穩(wěn)定，易于管理。　　（5）．發(fā)生事故時，風流易于控制，人員便于撤出。<

21、p>　　（6）．所有礦井都要采用機械通風，礦井主要通風機必須安在地面。礦井不得采用局部通風機群作為主要通風機用。　　三、礦井通風系統(tǒng)的要求　　（1）.每一礦井必須有完整的獨立通風系統(tǒng)。　?。?）.進風井囗應按全年風向頻率，必須布置在不受粉塵、煤塵、灰塵、有害氣體和高溫氣體侵入的地方。

22、　?。?）.箕斗提升井或裝有膠帶輸送機的井筒不應兼作進風井，如果兼作回風井使用，必須采取措施，滿足安全的要求。　?。?）.多風機通風系統(tǒng)，在滿足風量按需分配的前提下，各主要通風機的工作風壓應接近。　?。?）.每一個生產(chǎn)水平和每一采區(qū)，必須布置回風巷，實行分區(qū)通風。　?。?）.井下爆破材料庫必須有

23、單獨的新鮮風流，回風風流必須直接引入礦井的總回風巷或主要回風巷中。　　（7）.井下充電室必須單獨的新鮮風流通風，回風風流應引入回風巷。　　四．各類型礦井通風系統(tǒng)的優(yōu)缺點及適用條件　?。?）中央并列式　　優(yōu)點：進回風均布置在中央工業(yè)廣場

24、內(nèi)，地面建筑和供電集中，建井期限短，便于貫通，初期投資少，出煤快，護井煤柱小，礦井反風容易，便于管理。　　缺點:風流在井下的流動路線為折返式，風流線路長，阻力大，井底車場附近漏風大，工業(yè)廣場受主要通風機的影響和回風流的污染。　　適用條件：適用于煤層傾角大、埋藏深、井田走向長度小于4千米，瓦斯與自然發(fā)火都不嚴重的礦井。<p&g

25、t;　　（2）中央邊界式　　優(yōu)點：通風阻力小，內(nèi)部漏風較小，工業(yè)廣場不受主要通風機的影響和回風流的污染。　　缺點: 風流在井下的流動路線為折返式，風流線路長，阻力較大。　　適用條件：適用于煤層傾角小、埋藏較淺、井田走向長度不大，瓦斯與自然發(fā)火都嚴重的礦井。

26、　?。?）兩翼對角式　　風流在井下的流動路線是直向式，風流線路短，阻力較小。內(nèi)部漏風少，安全出口多，抗災能力強，便于風量調(diào)節(jié)，礦井風壓比較穩(wěn)定，工業(yè)廣場不受主要通風機的影響和回風流的污染。　　缺點：井筒安全煤柱較多，初期投資大，投產(chǎn)較晚。　　適用條件：井

27、田走向長度大于4千米，井型較大，瓦斯與自然發(fā)火都不嚴重的礦井，或低瓦斯礦井，煤層走向較長，產(chǎn)量較大的礦井。　?。?）分區(qū)對角式　　優(yōu)點：每個采區(qū)有獨立通風線路，互不影響，便于風量調(diào)節(jié)，安全出口多，抗災能力強，建井工期短，初期投資少，出煤快。　　缺點：占用設備多，管理分散，礦井

28、反風困難。　　適用條件：煤層埋藏較淺或因地表高低起伏較大，無法開掘總回風巷。　?。?）區(qū)域式　　優(yōu)點：即可改善通風條件，又能利用風井準備采區(qū)，縮短建井工期，　　風流線路短，阻力較小，漏風少。網(wǎng)路簡單風流易于控制，便于主要通風機的選擇。

29、　　缺點：通風設備多，管理分散。　　適用條件：井田面積大，儲量豐富或瓦斯含量達大的大型礦井。　?。?）混合式　　優(yōu)點：回風井數(shù)量較多，通風能力大，布置較靈活，適應性強。　　缺

30、點：通風設備多。　　適用條件：井田范圍大，地質和地面地形復雜或產(chǎn)量大，瓦斯涌出量大的礦井。　　五、礦井通風系統(tǒng)的選擇　　屬于低瓦本設計礦井生產(chǎn)能力為150 ，煤層傾角為15º，煤層賦存穩(wěn)定。本井田相對瓦斯涌出量6.6 ,斯礦井。煤層有自然發(fā)火的危險，發(fā)火期為16～18個月，煤塵有爆炸

31、性，爆炸指數(shù)為36%。根據(jù)開拓開采設計確定，采用立井多水平上下山開拓，走向較短，兩翼各布置一個采區(qū)，因此選擇兩翼對角式通風。　　第三節(jié)、采區(qū)的通風方式　　一、采區(qū)通風系統(tǒng)的基本要求　　1、每一生產(chǎn)水平和每一個采區(qū)，都必須布置回風道，實行分區(qū)通風。　　2、準備采區(qū)必須在采區(qū)

32、內(nèi)構成通風系統(tǒng)后，方可開掘其它巷道。　　3、采煤和掘進工作面應獨立通風系統(tǒng)。有特殊困難必須串聯(lián)通風時應符合有關規(guī)定。　　4、井下機電硐室必須設在進風風流中。個別井下硐室，經(jīng)礦總工程師批準，可設在回風流中，但瓦斯?jié)舛炔怀^0.5%，并應安裝瓦斯自動檢測報警斷電裝置。　　5、煤層傾角大于12°的采煤工作面采

33、用下行通風時，報礦總工程師批準；有煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出危險的采煤工作面不得采用下行通風。　　6、采煤和掘進工作面的進風和回風，都不得經(jīng)過采空區(qū)或冒落區(qū)。　　7、高瓦斯礦井、突出礦井的每個采區(qū)和開采容易自燃煤層的采區(qū)，必須設置至少1條專用回風巷；低瓦斯礦井開采煤層群和分層開采采用聯(lián)合布置的采區(qū)，必須設置1條專用回風巷。&l

34、t;p>　　8、采空區(qū)必須及時封閉。　　9、傾斜運輸巷道，不應設置風門。開采突出煤層時，工作面回風側不應設置風窗。　　10、改變一個采區(qū)的通風系統(tǒng)時，應報礦總工程師批準。　　二．采區(qū)進風上山與回風上山的選擇　　1、軌道上山進風，運輸機上山回風

35、　　優(yōu)缺點：軌道上山進風，新鮮風流不受煤炭釋放的瓦斯、煤塵污染及放熱影響；但輸送機設備處于回風流中，軌道上山的上部和中部甩車場都要安裝風門，風門數(shù)目較多。　　2. 運輸機上山進風、軌道上山回風　　優(yōu)缺點: 輸送機上山進風，容易引起煤塵飛揚，使進風流的煤塵濃度增大；煤炭在運輸過程中所涌出的瓦斯，可使進風流的瓦斯?jié)舛仍龈?，影響工作面的安全衛(wèi)

36、生條件，輸送機設備所散發(fā)的熱量，使進風流溫度升高。　　三．采區(qū)通風方式的選擇　　礦井新鮮風流由副井進入礦井，經(jīng)石門，大巷，采區(qū)軌道上山至回采工作面，乏風經(jīng)采區(qū)回風平巷，采區(qū)回風石門，回風大巷及回風井排到地表。　　第四節(jié) 采煤工作面的通風方式　　一、采煤工作面上行風與下行

37、風　　上行風與下行風是指進風流方向與采煤工作面的關系而言。當采煤工作面進風巷道水平低于回風巷時，采煤工作面的風流沿傾斜向上流動，稱上行通風，否則是下行通風　　優(yōu)缺點：　?。?、下行通風的方向與瓦斯自然流向相反，二者易于混合且不易出現(xiàn)瓦斯分層流動和局部積存的現(xiàn)象。</p&g

38、t;　?。?、上行通風比下行通風工作面的氣溫要高；　?。?、下行通風比上行通風所需要的機械風壓要大，而且，主要通風機一旦因故停轉，工作面的下行通風流就有停風或反向的可能。　　４、下行通風在起火地點瓦斯爆炸的可能性比上行通風要大。　　由以上比較，該礦井的采煤工作面應該選用上行通風。</p&g

39、t;　　二．工作面通風系統(tǒng)　　1、U型通風系統(tǒng)　　優(yōu)點：U型后退式通風系統(tǒng)結構簡單，巷道施工維修量少，工作面漏風少，風流穩(wěn)定，易于管理。　　缺點：上隅角瓦斯易超限，工作面進回風巷要提前掘進，維護工作量大。</p

40、>　　2、Z型通風系統(tǒng)　　優(yōu)點：Z型后退式通風系的工作面采空區(qū)瓦斯不會用如工作面，而使用如回風巷，工作面采空區(qū)回風側能用鉆孔抽放瓦斯但進風側不抽放瓦斯。　　缺點：該通風系統(tǒng)需沿空支護巷道和控制經(jīng)過采空區(qū)的漏風。　　3、Y型通風系統(tǒng)

41、　　優(yōu)點：工作面采用Y型通風系統(tǒng)會使回風道風量加大，上隅角和回風道瓦斯不易超限，并可在上部進風道內(nèi)抽放瓦斯。　　缺點：采空區(qū)流過的氧氣較多從而易發(fā)火。　　4、W型通風系統(tǒng)　　優(yōu)點：在中間巷道布置抽放瓦斯鉆孔時，抽放

42、孔由于處在抽放區(qū)域的中心，因而抽放率比采用U型通風系統(tǒng)工作面提高50%。　　5雙Z型通風系統(tǒng)　　優(yōu)點: 雙Z型后退式通風系統(tǒng)的上下入風平巷布置在煤體中，漏風攜的瓦斯不進入工作面，工作面比較安全。　　缺點：雙Z型通風系統(tǒng)的工作面有一段是下行通風，并且需要設置邊界上山，維護在采空

43、區(qū)的巷道在支護上還需要防止漏風。　　6、H型通風系統(tǒng)　　優(yōu)點：工作面風量大，采空區(qū)瓦斯不涌向工作面，氣象條件好，增加了工作面的安全出口，工作面機電設備在新鮮風流巷道中，通風阻力小，在采空區(qū)抽放瓦斯。易于控制上隅角的瓦斯。　　缺點：沿空護巷困難，由于有附加巷道，可能影響通風的穩(wěn)

44、定性，管理復雜。　　通過技術比較采煤工作面采用U型后退式通風系統(tǒng)比較經(jīng)濟，并且風流穩(wěn)定，易于管理。　　第五節(jié) 通風機的工作方法　　一、礦井通風機的通風方式主要有抽出式、壓入式、壓抽混合式。　　抽出式<p

45、>　　安裝在回風井口，整個礦井通風系統(tǒng)處在低于當?shù)卮髿鈮毫Φ呢搲籂顟B(tài)。在冒落裂隙通達地面時，壓入式通風礦井采區(qū)的有害氣體通過塌陷區(qū)向外露出，當主要通風機因故停止運轉時，井下風流的壓力提高，比較安全。　　壓入式　　安設在入風井口，整個礦井通風系統(tǒng)處在高于當?shù)卮髿鈮旱恼龎籂顟B(tài)。在冒落裂隙通達地面時，壓入式通風礦井采

46、區(qū)的有害氣體通過塌陷區(qū)向外漏出。當主要通風機因故停止運轉時，井下風流的壓力降低，采用壓入式通風時，須在礦井總進風路線上設置若干通風構筑物，式通風管理困難并且漏風比較大。　　壓抽混合式 　　通風系統(tǒng)的進風部分處于正壓，回風部分處于負壓，工作面大致處于中間，其正壓或負壓均不大，采空區(qū)通連地表的漏風因而較小。其缺點是使用的

47、通風機設備多，管理復雜。主要用于壓入、抽出互相轉換的過渡期。　　二、礦井通風方式的選擇　　礦井通風方法一般采用抽出式，當?shù)匦螐碗s，露頭發(fā)育老窖多、采用多風井通風有利于時，可采用壓入式通風。該礦井地形通風路線并不復雜，所以應該采用抽出式通風比較合適。　　第二章礦井風量計算與分配<p

48、>　　第一節(jié) 風量計算　　一、礦井風量計算原則　?。?）按井下同時工作最多人數(shù)計算，每人每分鐘供給風量不得少于4；　　（2）按采煤、掘進、硐室及其他實際需要風量的總和進行計算。　?。?）無論礦井或采區(qū)的供風量，均按該地區(qū)各個實

49、際用風地點，按照風量依據(jù)，分別計算出各個用風地點的實際最大需風量，從而求出該地區(qū)的風量總和，在考慮一定的備用風量系數(shù)后，作為該地區(qū)的供風量。即由采、掘工作面、硐室和其他用風地點計算到各個采區(qū)和礦井總風量。 　　二、礦井風量的計算　　根據(jù)現(xiàn)行《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，礦井需風量，按下列要求分別計算，并必須采取其中最大值。&

50、lt;/p>　　本礦井瓦斯相對涌出量為6.6 m3/t，屬于低瓦斯礦井，初期投產(chǎn)投產(chǎn)區(qū)域位于瓦斯風化帶內(nèi)，但考慮到通風設備的服務年限和通風安全等因素，風量計算仍采用瓦斯帶的參數(shù)。　　1、按井下同時工作的最多人數(shù)計算　　Q=4NK　　式中： Q—礦

51、井總風量，m3/t　　4—每人每分鐘供風標準，m3/min.人　　N—井下同時工作的最多人數(shù)，700人　　K—礦井通風系數(shù)，兩翼對角式取1.15　　則Q=4×700×1.15=3220 m3/min　　三、按采

52、煤、掘進、硐室及其他實際需要風量的總和進行計算　　礦井總風量計算　　礦井的總進風量，應按采煤、掘進、硐室及其他地點實際需要風量的總和:　　Q=(∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其他) ×K 　　式中Q——礦井總風

53、量，m3/min；　　∑Q采——采煤工作面所需風量之和，m3/min　　∑Q掘——掘進工作面所需風量之和，m3/min；　　∑Q硐——硐室所需風量之和，m3/min；　　∑Q其他——其他用風地點所需風量之和，m3/min；

54、;　　K——礦井通風系統(tǒng)（包括礦井內(nèi)部漏風和配風不均勻等因素）備用系數(shù)，宜取1.15~1.25，兩翼對角式取1.2.　　四、采煤工作面需風量的計算　　有題目的條件：相對瓦斯涌出量為6.6 m3/t，礦井年生產(chǎn)能力為1.5Mt/a，礦井有四個采區(qū)同時開采，共有五個采煤工作面，其中四個開采，兩個備用，實行上下分層同采，計算工作面出瓦斯絕對涌出量。</p

55、>　　Q采瓦=日產(chǎn)量×6.6/（24×60）　?。╝）按瓦斯涌出量計算　　綜采時：　　K1煤層：　　Q綜采瓦1=1620×6.6/（24&

56、#215;60）=7.425 m3/min　　則Q1＝100×Q采瓦1×K瓦　?。?00×7.425×1.2　　＝891 m3/min=14.85m3/s　　Q1—采煤工作面實際需風量　　Q

57、綜采瓦1—個采煤工作面的瓦斯絕對涌出量　　K瓦—采煤工作面因瓦斯涌出不均勻的備用風量系數(shù)，通常機采工作面取　　K瓦=1.2~1.6 炮采工作面取K瓦=1.4~2.0,水采工作面取K瓦=2.0~3.0，現(xiàn)取K瓦=1.5　　K2煤層：

58、Q綜采瓦2=1935×6.6/（24×60）=8.869m3/min　　則Q2＝100×Q采瓦2×K瓦　?。?00×8.869×1.2　?。?064 m3/min=17.7 m3/s　　高檔普采

59、：　　K1煤層：　　Q普采瓦1=1080×6.6/（24×60）= 4.95m3/min　　Q普1＝100×Q普采瓦1×K　?。?00×4.95×1.2&

60、lt;/p>　?。?94 m3/min=9.9 m3/s　　K2煤層：　　Q普采瓦2=1290×6.6/（24×60）=5.912m3/min　　Q普2＝100×Q普采瓦2×K<

61、p>　?。?00×5.912×1.2　?。?09 .44m3/min=11.8 m3/s　　備用高檔普采工作面需風量按正常生產(chǎn)的工作面需風量的50%計算　　709.44×50%＝355.22 m3/min。　　（b）按工作面進風流計算&

62、lt;/p>　　Q采=60×Vc×Sc×Kc　　式中：Vc —采煤工作面的風速， m/s, 現(xiàn)取溫度在22。，則Vc=1.0 m/s　　Sc—采煤工作面有效通風斷面，取最大和最小控頂時有效斷面的平均值，m2 ；高檔普采面的斷面積是9.4 m2，綜采工作面的斷面積是7.8 m2，

63、;　　Kc—工作面的長度系數(shù)，采煤工作面是150m，取Kc=1.2　　高檔普采需風量：　　K1煤層　　Q高1＝60×1.0×9.4×1.2　?。?/p>

64、676.8 m3/min　　K2煤層　　Q高2＝60×1.0×9.4×1.2　?。?76.8 m3/min　　綜采需風量：&

65、lt;b>　　K1煤層 　　Q綜1 ＝60×1.0×7.8×1.2　?。?61.6 m3/min　　K2煤層　　Q綜2＝60×1.0×7.8×1.2

66、　?。?61.6 m3/min　?。╟）按人數(shù)計算實際需風量　　Q采=4 ×N　　4—每人每分鐘應供給的最小風量，m3/min　　N—表示回采面同時工作的最多人數(shù)，N=100人&l

67、t;/p>　　Q采=4 ×100=400 m3/min　?。╠）按風速進行驗算　　按最低風速驗算各個采煤工作面的最小風量：　　Q采≧60×0.25×Sc　　按最高風速驗算各個采煤工作面的最大風量

68、　　Q采≦60×4×Sc　　式中：Sc—采煤工作面有效通風斷面 　　按最低風速驗算最小風量：　　K1高檔普采：60×0.25×9.4＝141 m3/min　　K2高檔普采：60×0.25×

69、;9.4＝141 m3/min　　K1綜采：60×0.25×7.8＝117 m3/min　　K2綜采：60×0.25×7.8＝117 m3/min　　按最高風速驗算最大風量：　　K1高檔普采：60×4×9.4＝2

70、256 m3/min　　K2高檔普采：60×4×9.4＝2256 m3/min　　按最高風速驗算最大風量：　　K1綜采：60×4×7.8＝1872 m3/min　　K2綜采：60×4×7.8＝1872 m3/mi

71、n　　則117 m3/min≦Q采≦2256 m3/min　　通過驗算，計算所得符合要求，則取Q采取最大值為m3/min　　根據(jù)經(jīng)驗，考慮綜采工作面漏風取10﹪，即：Q漏=（1064+709.44）×10﹪=177 .4m3/min　　本礦井布置四個回采工作面和

72、一個備用工作面，因而回采工作面和一個備用工作面所需風量之和為 　　∑Q= Q備+2Q采+2Q普+2漏=2×1064+2.5×709.44+354.8　　=4256.4 m3/min=　　五、掘進工作面的需風量計算　　（a）按瓦斯涌出量計算</p&

73、gt;　　根據(jù)經(jīng)驗可取70 m3/min　　（b）按炸藥量計算　　Q掘=25×A　　式中 25——使用1kg炸藥的供風量，m3/min;　　A——掘進工作面一次

74、爆破所用的最大炸藥量，kg，現(xiàn)取大斷面一次爆破炸藥量為10Kg　　則Q掘=25×10=250m3/min　?。╟）按局部通風機吸風量計算　　Q掘=∑Q掘局扇×K　　式中 ∑Q掘局扇—各個掘進工件面同時運轉局部通風機額定風量的和。

75、;　　K——為防止局部通風機吸循環(huán)風的風量備用系數(shù)，一般取1.2~1.3　　進風巷道中無瓦斯涌出時取1.2，有瓦斯涌出時取1.3　　本設計采用JBT—51(11KW),額定風量為200 m3/min　　因為采區(qū)巷掘進所以采區(qū)掘進通風量為：　　Q

76、掘=200×1.2=240m3/min　?。╠）按人數(shù)計算掘進工作面的最多人數(shù)　　Q掘 =4 ×N　　式中 N——一個掘進工作面同時工作的最多人數(shù)，人本礦井按15人計算　　Q掘 =4 ×15=60 m3/

77、min　　（e）按風速進行驗算　　按最小風速驗算，巖巷掘進面最小風量：　　Q掘≧60×0.15×S掘 　　各個煤巷或半煤巖巷掘進面的最小風量；

78、Q掘≧60×0.25×S掘 　　按最高風速驗算，掘進面的最大風量：　　Q掘≦60×4×S掘 　　式中S掘 ——掘進工作面巷道的凈斷面積，m2　　綜采工作面和高檔普采面的進回風巷道德斷面積都是

79、9.6 m2，并且掘進巷道都是在煤巷中，則　　60×4×9.6≧Q掘≧60×0.2 5×9.6即2304 m3/min≧Q掘≧144 m3/min　　根據(jù)以上綜合計算可以初步確定Q掘=250 m3/min。　　根據(jù)以上計算取最大值 250 m3/min，為保證生產(chǎn)接續(xù)，

80、為了保證生產(chǎn)正常接替，前期東西兩翼各安排兩個獨立通風的煤層平巷掘進頭，后期東西兩翼各安排兩個獨立通風的煤層平巷掘進頭和一個巖石下山掘進頭。　　則：容易時期 ∑Q掘=250×4=1000m3/min　　困難時期 ∑Q掘=250×6=1500m3/min　　六、硐室需風量計算&

81、lt;/b>　　各個獨立通風的硐室供風量，應根據(jù)不同的硐室分別計算，采區(qū)硐室必須設在進風流中，采區(qū)變電所和絞車房一般根據(jù)各礦井經(jīng)驗值計算。　　變電所　　包括采區(qū)變電所和中央變電所，每個變電所的的風量約為

82、 60-80m3/min，本礦井取70 m3/min　　絞車房　　根據(jù)絞車滾筒直徑的大小，確定絞車房所需風量為90 m3/min　　井下爆破材料庫　　大型火藥庫供風量100-1

83、50 m3/min，中小型火藥庫供風量60-100 m3/min，本設計取120 m3/min。　　充電硐室　　通常充電硐室的供風量不得小于100 m3/min，按經(jīng)驗值取150 m3/min　　則懂事的需風總量為∑Q硐=70+90+120+150=430 m3/min，&l

84、t;/p>　　七、礦井其他巷道的需風量計算　　根據(jù)我國各大礦井的經(jīng)驗，其他地點需風量之和取100 m3/min，兩翼是　　∑Q其他=200 m3/min。　　礦井的總進風量，應按采煤、掘進、硐室及其他地點實際需要風量的總和:　　Q=(∑Q采備

85、+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其他) ×K 　　式中Q——礦井總風量，m3/min；　　∑Q采——采煤工作面所需風量之和，m3/min　　∑Q掘——掘進工作面所需風量之和，m3/min；　　∑Q硐——硐室所需風量之和，m3/min；

86、;　　∑Q其他——其他用風地點所需風量之和，m3/min；　　K——礦井通風系統(tǒng)（包括礦井內(nèi)部漏風和配風不均勻等因素）備用系數(shù)，宜取1.15~1.25，兩翼對角式取1.15.　　即Q=(4256.4 +1500 +430+100)×1.15=7230 m3/min=120m3/s則一翼的通風量為Q東=Q西=60m3/s

87、　　第二節(jié) 礦井風量分配　　一、分配原則　?。?）分配到各用風地點（包括回采面、掘進面、硐室等）的風量應不低于所計算出的需風量。　　（2）為維護巷道，防止坑木腐爛，金屬銹蝕，以及行人安全等，所有巷道都應分配一定風量。</p&g

88、t;　　（3）風量分配后，應保證井下各處瓦斯?jié)舛?，有害氣體濃度，風速等滿足《煤礦安全規(guī)程》的各項要求。　　礦井風量分配量：　?。?）各個綜采工作面分配風量1064m3/min，普采工作面分配風量709.44m3/min，普采備用工作面分配風量354.5m3/min。<

89、;p>　?。?）各個掘進工作面分配風量250m3/min。　?。?）硐室分配風量為430m3/min，充電硐室150 m3/min，爆破材料庫取120m3/min，采區(qū)變電所取70m3/min。采區(qū)絞車房個供給新鮮風流90 m3/min。　?。?）其他用風巷道所需風量100m3/min。

90、　二、風速驗算　　礦井在設計的時候要考慮巷道斷面對風的影響，巷道斷面大風速就太慢，巷道斷面小了行人過車不方便，所以合理的設計斷面選擇最適宜的風速是很重要的。各種巷道適宜風速見表2-6。各巷道允許最大最小風速見表2-7。　　表2-6 各種巷道和采煤工作面適宜風速表　　表2-7 井巷中風流風速

91、（m/s）　　根據(jù)風速計算公式，可計算出各井巷中風流的速度，如表2-8所示。　　表2-8 主要井巷風速計算表　　由表中計算得出的風速可知各風量分配是可以的，某些為達到適宜的風速和理想的通風系統(tǒng)以及提高對火災的預防能力等可進行風量的調(diào)節(jié)。　　三、局部風量

92、調(diào)節(jié)　　采用調(diào)節(jié)風扇，調(diào)節(jié)臨時風簾等調(diào)節(jié)裝置進行局部風量調(diào)節(jié)或者擴大巷道斷面，降低摩擦阻力系數(shù)，清除巷道中的局部阻力物，采用并聯(lián)風路，縮短風流線路的總長度等　　四、礦井總風量的調(diào)節(jié)　　采用改變?nèi)V通風機的葉輪轉速，軸流式風機葉片安裝角和離心式風機前導器葉片角等，來改變通風機的風壓特性，從而達到

93、調(diào)節(jié)風機所在系統(tǒng)總風量的目的　　第三章礦井通風阻力計算　　第一節(jié) 礦井通風系統(tǒng)圖　　一分別繪制困難和容易時期的通風系統(tǒng)立體圖和網(wǎng)絡圖。　　礦井通風容易時期，上山采區(qū)東西兩翼的第一個區(qū)段各布置一個綜采工作面和一個高檔普采工作面，共計四個工作面，東翼布置一個備用高檔普采

94、工作面.東西兩翼各布置兩個獨立通風的煤層平巷掘進頭，各有一個絞車房和一個采區(qū)變電所。　　礦井通風困難時期，下山采區(qū)東西兩翼的第四個區(qū)段K2煤層各布置一個綜采工作面和一個高檔普采工作面，共計四個工作面，東翼布置一個備用高檔普采工作面.東西兩翼各布置兩個獨立通風的煤層平巷掘進頭和一個巖石下山掘進頭，各有一個絞車房和一個采區(qū)變電所.　　礦井通風系統(tǒng)圖見最后設計

95、圖，礦井通風網(wǎng)絡圖見最后設計圖，如下圖：　　第二節(jié) 礦井通風總阻力計算　　一、礦井通風總阻力的計算原則　　⑴礦井通風的總阻力，不應超過2940pa；　?、频V井井巷的局部阻力，新建礦井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。

96、　?、钱旓L量按照各用風地點的需要或自然分配后，選擇達到設計產(chǎn)量時通風容易時和最困難時通風阻力大的風路，然后分別計算這兩條風路中各段井巷通風阻力，分別累加后即得到礦井通風最容易和最困難兩個時期的最大通風阻力。　　二、礦井通風總阻力的計算原則：　　礦井通風總阻力是指風流由進風井口止，沿一條通路（風流路線）各個分支的摩擦阻力和局部阻力的總

97、和，簡稱礦井總阻力，用hm表示。　　對于有兩臺或多臺主要通風機工作的礦井，礦井通風阻力應該按每臺主要通風機所服務的系統(tǒng)分別計算。　　東翼：副井→主石門→運輸大巷→軌道上山→區(qū)段進風石門→綜采進風平巷→綜采工作面→綜采回風平巷→回風石門→風井　　當一水平開采到下山第四個區(qū)段時為通風困難時期，最困難時期最大風阻風路：

98、　　東翼：副井→主石門→運輸大巷→軌道下山→區(qū)段進風石門→綜采進風平巷→綜采工作面→綜采回風平巷→運輸上下山→風井　　三、計算方法.　　沿兩個時期東、西兩翼的通風阻力最大路線，分別用下式算出各段巷道的摩擦阻力因東西兩翼是對稱的，所以同一時期只需算一翼的最大通風阻力即可。<

99、;/p>　　Hf＝aLUQ2/S3，Pa 　　式中： Hf――巷道摩擦阻力，Pa.　　a ――巷道摩擦阻力系數(shù)，Ns2/m4　　L――井巷長度，m　　Q―

100、―通過井巷的風量，m3/s　　U――井巷凈斷面周長，m.　　S――井巷凈斷面積，　　容易時期：　　則容易時期東西兩翼的通風阻力最大為　　∑Q阻=（145.7+104.6+291.8+272.5

101、+4.1+123.1+35.5+123.1+147.1）×1.15=1435pa　　困難時期　　則困難時期最大通風阻力為　　∑Q阻=（145.7+104.6+291.8+272.5+4.1+123.1+35.5+123.1+600.2+147.1）×1.1

102、5=2125pa　　3礦井等積孔的計算　　Rm=hRm/Q2 Ns2/m8（kg/m7）　　Rm—礦井風阻；　　hRm—礦井總阻力；<b&g

103、t;　　Q—礦井總風量；　　容易時期：　　Rm1=1435/602=0.40Ns2/m8　　A1=1.19/Rm1=1.88　　困難時期：<p&g

104、t;　　Rm2=2125/602=0.59 Ns2/m8　　A2=1.19/Rm2=1.55　　礦井通風難易程度分級　　經(jīng)過計算比較可以知道，礦井通風難易程度為中等　　第四章通風機選型　　第一節(jié) 風設備的選擇</p&

105、gt;　　一、礦井通風設備是指主要通風機和電動機。　?。?）礦井必須裝設兩套同等能力的主通風設備，其中一套做備用。　?。?）選擇通風設備應滿足第一開采水平各個時期工況變化，并使通風設備長期高效率運行。當工況變化較大時，根據(jù)礦井分期時間及節(jié)能情況，應分期選擇電動機。　?。?）通風機能力應留有一

106、定的余量，軸流式通風機在最大設計負壓和風量時，輪葉運轉角度應比允許范圍小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%。　?。?）進、出風井井口的高差在150m以上，或進、出風井井口標高相同，但井深400m以上時，宜計算礦井的自然風壓。　　第二節(jié) 主扇的選擇計算　　分別選擇礦井主要通風機

107、并確定兩個時期的工況點，選擇配套電機，概算通風費用，提出對通風設備的安全技術要求。　　一、礦井的自然風壓　　用扇風機的個體特征曲線來選擇，要先確定通風容易和通風困難兩個時期主扇運轉時的工況點。　?。?）、礦井自然風壓的計算　　礦井進、

108、回風井的空氣柱的的容重差（容重差又主要由溫度差造成）以及高差和其它自然因素所形成的壓力差稱為自然風壓.它對礦井主扇的工況點會產(chǎn)生一定的影響，因此設計中應考慮自然風壓對主扇的影響。　　其計算公式為：hn=Z1R1-Z1R1　　式中：　hn——自然風壓，Pa　　Z1——礦井最高點至最低水平間的距離，Z1=53

109、0m　　Z2——出風階段的垂高，Z2=530m　　R1 R2——表示進、回風流的平均重率，N/m3　　冬季：hn=Z1R1-Z1R1　　＝530×1.28×9.8―215×1/2×（1.28+1.2）×9.8―3

110、15×1.2×9.8　?。?31.2 Pa　　夏季：hn=Z1R1-Z1R1　　　　?。?30×1.2×9.8―215×1/2×（1.24+1.2）×9.8―315×1.24×9.8<

111、p>　?。建D165.6 Pa　　二、通風機的總風量計算：　　考慮礦井漏風，礦井所需風量乘以一定的系數(shù)即可得礦井的實際總風量。　　Qf=k Qm　　式中Qf—主要通風機的工作風量，m3/s;

112、;　　Qm—礦井需風量，m3/s；　　k——漏風損失系數(shù)，風井不提升用時取1.1；箕斗井兼作回風用時取1.15；回風回升降人員時取1.2,現(xiàn)取k=1.2;　　Qf= 1.2×Qm = 1.2×60 =72 m3/s　　本礦井選擇抽出方式，用軸流式通風機，用靜壓特性曲線

113、　　三、計算通風機風壓　　通風機全壓Htd和礦井自然風壓HN共同作用克服礦井通風系統(tǒng)的總阻力hm，通風及附屬裝置的阻力hd和擴散器出口動能損失hvd，當自然風壓與通風機風壓作用相同時“-”，當自然風壓與通風機風壓作用相反時“+”　　軸流式通風機（提供的大多是靜壓曲線）：

114、　　容易時期：Hsd min=hm+hd-HN　　困難時期：Hsd max=hm+hd+HN　　hm－通風系統(tǒng)的總阻力；　　hd－－通風機附屬裝置（風硐和擴散器）的阻力；一般取150-200pa，現(xiàn)取150pa　　HN－－自然風壓，當自然風壓與通風機風

115、壓作用相同時取“+”；自然風壓與通風機負壓作用反向時取“-”。　　容易時期時：　　則在夏季時: Hd min=hm+hd+ HN 　　=1435+150+165.6　　= 1749.6pa

116、　　在冬季時：Hsd min=hm+hd-HN　　=1435+150-331.2　　= 1253.8pa　　在困難時期時：　　在夏季時：Hsd max=hm+hd+HN　　=

117、2125+150+165.6　　=2440.6pa　　在冬季時：Hsd max=hm+hd- HN　　=2125+150-331.2　　=1943.8pa 　　四、通風機的實際工況點</

118、p>　　根據(jù)以上數(shù)據(jù)，在扇風機個體曲線上選定風機，該礦井東西兩翼風機型號均為：BD N022軸流式扇風機或2K56No。24軸流式扇風機。　　確定通風機的實際工況點在通風機特性曲線圖中做到通風機工作風阻曲線與風壓曲線交點即為實際工況點。　　計算礦井礦井通風網(wǎng)路阻力系數(shù)R　　根據(jù) H

119、=RQ2　　得到 R=H/ Q2　　容易時期：　　Rsd min= Hsd min/ Q2f=1253.8/722=0.242 Ns2/m8　　困難時期：<p&g

120、t;　　Rsd max= Hsd max/ Q2f=2440.6/722=0.471 Ns2/m8　　通風機工況點參數(shù)　　由做下圖所得的實際工況點K1’和K2’的坐標列入下表　　BD N022軸流式扇風機：　　2K56No。24軸流式

121、扇風機：　　經(jīng)過確定和比較，2K56No。24軸流式扇風機比BD N022軸流式扇風機效率更高　　更符合礦井的需要，所以每翼最少安置兩臺該通風機，一臺工作，一臺備用。　　五、電動機的選型　　通風機的輸入功率按通風容易和困難時期，分別計

122、算風所需的輸入功率Nmin ，Ｎmax。　　Nmin=Qf Hsd min/1000?1容　　=75×1500/（1000×0.83）　　=135.5kw　　Ｎmax= Qf Hsd min/1000?1困<

123、;/p>　　=74×2500/（1000×0.81）　　=228.4kw　　因為Nmin/Ｎmax=135.5/229.4=0.59﹤0.6　　所以應該選擇兩臺電動機，其功率分別為：

124、初期 Nemin=×ke×（?e?tr）　　后期 Nemax=Ｎmax×ke/（?e?tr）　　ηe ——電機效率，ηe=0.9-0.94（大型電機取較高值），取ηe =0.92 　　ηtr——傳動效率，電動機與通風機直聯(lián)時ηtr=1，皮帶傳動時ηtr=

125、0.95. 　　ke——電動機容量備用系數(shù)，ke=1.1-1.2；取ke=1.15　　則 Nemin=×ke×（?e?tr）　　=×1.15 ×（0.92×1）　　=186.1kw</

126、b>　　則 Nemax=Ｎmax×ke/（?e?tr）　　=228.4×1.15/（0.92×1）　　=285.5kw　　第五章礦井通風費用的計算<p&g

127、t;　　一、電費　　噸煤通風成本是通風設計和管理的重要經(jīng)濟指標。統(tǒng)計分析成本的構成，則是探求降低成本提高經(jīng)濟效益不可少的基礎資料。　　噸煤通風成本主要包括下列費用：　　噸煤的通風電費為主要通風機年耗電費及井下輔助通風機、局部通風機電費之和除以年產(chǎn)量，可用如下公式計算：<

128、;/p>　　W1=（E+EA）×D/T　　式中 E——主要通風機年耗電量，設計中用下式計算：　　通風容易時期和困難時期共選兩臺臺電動機時，共2個風井。　　E=4380（Nemin+ Nemax）/（keηvηw）　　式中 D——電價，

129、0.8元/kw?h 　　T——礦井年產(chǎn)量，150萬t；　　EA——局部通風機和輔助通風機的年耗電量；　　ηv——變壓器效率，可取0.95；　　ηw——電纜輸電效率，取決于電纜長度和每米電纜損耗，在0.9～0.9

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