礦井通風(fēng)課程設(shè)計(jì) (3)

1、<p>　　第一章 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定</p><p><b>　　第一節(jié) 概述</b></p><p>　　某礦地處平原、地面標(biāo)高+150m，井田走向長(zhǎng)度5km，傾斜方向長(zhǎng)度3。3km。井田上界以標(biāo)高－165m為界，下界以標(biāo)高－1020m為界，兩邊以斷層為界，井田內(nèi)煤層賦存穩(wěn)定，井田可采儲(chǔ)量約1.08億噸。根據(jù)開采條件，煤炭供求狀況及“規(guī)程”規(guī)定，確定此礦

2、為年產(chǎn)150萬(wàn)噸的大型礦井，服務(wù)年限為72年。</p><p>　　井田內(nèi)有兩個(gè)開采煤層，為K1、K2，在井田范圍內(nèi)，煤層賦存穩(wěn)定，煤層傾角15°，各煤層厚度，間距及頂?shù)装鍘r性參見綜合柱狀圖。礦井相對(duì)瓦斯涌出量為6.6m 3/t，煤層有自然發(fā)火的危險(xiǎn)，發(fā)火期為16～18個(gè)月，煤塵有爆炸性，爆炸指數(shù)為36%。</p><p><b>　　綜合柱狀圖</b>&l

3、t;/p><p>　　根據(jù)開拓開采設(shè)計(jì)確定。采用立井多水平上下山開拓，第一水平標(biāo)高—380m，傾斜長(zhǎng)為m，服務(wù)年限為27年，因走向較短，兩翼各布置一個(gè)采區(qū)。每個(gè)采區(qū)上山部分和下山部分各分為五個(gè)區(qū)段回采。每采區(qū)各布置一個(gè)綜采工作面和一個(gè)高檔普采工作面，工作面長(zhǎng)度150m，區(qū)段平巷及區(qū)段煤柱15m，綜采工作面產(chǎn)量為在K1煤層時(shí)為1620噸/日，在K2煤層時(shí)為1935噸/日，日進(jìn)6刀，截深0.6m，高檔普采工作面產(chǎn)量為在K

4、1煤層時(shí)為1080噸/日，在K2煤層時(shí)為1290噸/日，日進(jìn)4刀，截深0.6m，東翼還另布置一個(gè)備用的高檔普采工作面，綜采工作面裝備的部分機(jī)電設(shè)備 如表1－2所示，采區(qū)巷道采用集中聯(lián)合布置。</p><p>　　采區(qū)軌道上山均布置在K2煤層的底板穩(wěn)定細(xì)砂石中，區(qū)段回風(fēng)平巷與運(yùn)輸上山，區(qū)段運(yùn)輸平巷與軌道上山采用石門連接，為了保證生產(chǎn)正常接替，前期東西兩翼各安排兩個(gè)獨(dú)立通風(fēng)的煤層平巷掘進(jìn)頭，后期東西兩翼各安排兩個(gè)獨(dú)立

5、通風(fēng)的煤層平巷掘進(jìn)頭和一個(gè)巖石下山掘進(jìn)頭。東西兩翼各有一個(gè)絞車房、變電所、火藥庫(kù)，亦需獨(dú)立通風(fēng)。井為箕斗井提煤用，井為罐籠井升降人員、材料、矸石，也作為進(jìn)風(fēng)井用，并設(shè)有梯子間。</p><p>　　部分巷道名稱、長(zhǎng)度、支護(hù)形式，斷面幾何特征參數(shù)列入表1－1</p><p><b>　　表1－1</b></p><p>　　井內(nèi)的氣象參數(shù)按表1－

6、3所列的平均值選取，除綜采工作面采用4-6制工作制外，其他均采用3-8制工作。</p><p>　　綜采工作面部分機(jī)電設(shè)備一覽表</p><p><b>　　表1－2 </b></p><p><b>　　空氣平均密度一覽表</b></p><p><b>　　表1－3</b>

7、;</p><p>　　井下同時(shí)作業(yè)的最多人數(shù)為700人，綜采工作面同時(shí)作業(yè)最多人數(shù)40人，高檔普采工作面同時(shí)作業(yè)最多人數(shù)60人。</p><p>　　第二節(jié) 礦井通風(fēng)系統(tǒng)</p><p><b>　　一、礦井通風(fēng)方式</b></p><p>　　根據(jù)前述礦井的地質(zhì)概況，開拓方式及開采方法，提出本礦井前25年左右的礦井通

8、風(fēng)系統(tǒng)方案為：中央邊界式、兩翼對(duì)角式和分區(qū)對(duì)角式。表2－1為三者的優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件。</p><p><b>　　表2－1</b></p><p>　　經(jīng)過上表的粗略的技術(shù)比較，考慮到本礦井為兩個(gè)采區(qū)，故兩翼對(duì)角式和分區(qū)對(duì)角式差別不大的原因，因此將分區(qū)對(duì)角式排除在外。在剩下的方案一：中央邊界式；方案二：分區(qū)對(duì)角式中做經(jīng)濟(jì)比較。見表2－2</p><

9、p><b>　　表2－2</b></p><p>　　從表2－1中可以看出中央邊界式風(fēng)流在井下的流動(dòng)線路為折返式，風(fēng)流線路長(zhǎng)，阻力較大不適合現(xiàn)在的高產(chǎn)高效礦井。根據(jù)表2－2的經(jīng)濟(jì)比較，方案二投資成本較低，再加上本礦井煤層有自然發(fā)火危險(xiǎn)，發(fā)火期限比較長(zhǎng)，煤塵有爆炸性等因素，為了使每個(gè)采區(qū)互不影響，所以綜上述考慮采用兩翼對(duì)角式更為合理。</p><p><b&

10、gt;　　二、采區(qū)通風(fēng)方式</b></p><p>　?、宕_定采區(qū)的通風(fēng)方式并作技術(shù)比較</p><p>　　采區(qū)應(yīng)該有足夠的供風(fēng)量，并按需分配到各個(gè)采、掘工作面。為此采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)就滿足以下要求：</p><p>　?、乓粋€(gè)采區(qū)，都必須布置回風(fēng)巷，實(shí)行分區(qū)通風(fēng)。</p><p>　?、撇擅汗ぷ髅婧途蜻M(jìn)工作面都應(yīng)采用獨(dú)立通風(fēng)。<

11、;/p><p>　?、遣擅汗ぷ髅婧途蜻M(jìn)工作面的進(jìn)風(fēng)和回風(fēng)，都不得經(jīng)過采空區(qū)和冒落區(qū)。</p><p>　　本礦井各采區(qū)都設(shè)置兩條上山即運(yùn)輸機(jī)上山及軌道上山。為此采區(qū)通風(fēng)方式有兩種方案。</p><p>　　方案一、軌道上山進(jìn)風(fēng)，運(yùn)輸機(jī)上山回風(fēng)</p><p>　　方案二、運(yùn)輸機(jī)上山進(jìn)風(fēng)，軌道上山回風(fēng)</p><p>　　軌

12、道上山進(jìn)風(fēng)，新鮮風(fēng)流不受煤炭釋放的瓦斯、煤塵污染及放熱影響，軌道上山的絞車房易于通風(fēng)；變電所設(shè)在兩上山之間，其回風(fēng)口設(shè)置調(diào)節(jié)風(fēng)窗，利用兩上山間的風(fēng)壓差通風(fēng)。</p><p>　　輸送機(jī)上山進(jìn)風(fēng)，由于風(fēng)流方向與運(yùn)煤方向相反，容易引起煤塵飛揚(yáng)，煤炭在運(yùn)輸過程中所釋放的瓦斯，可使進(jìn)風(fēng)流的瓦斯和煤塵濃度增大，影響工作面的安全衛(wèi)生條件；輸送機(jī)上山設(shè)備所散發(fā)的熱量，使進(jìn)風(fēng)流溫度升高。此外，須在軌道上山的下部車場(chǎng)內(nèi)安設(shè)風(fēng)門。為

13、此，根據(jù)本礦井采區(qū)條件，綜合考慮采用軌道上山進(jìn)風(fēng)，運(yùn)輸機(jī)上山回風(fēng)比較合理，通風(fēng)管理相對(duì)較容易。</p><p>　　㈡采煤工作面通風(fēng)方式</p><p>　　確定采煤工作面的通風(fēng)方式并作技術(shù)比較</p><p>　　工作面的回采順序有前進(jìn)式和后退式，前進(jìn)式與后退式相比，回采時(shí)不用提前掘出回采巷道，可以邊采邊掘，但是回采巷道的上、下順槽的維護(hù)費(fèi)用多。并且新鮮風(fēng)流首先通

14、過采空區(qū)，漏風(fēng)嚴(yán)重，且風(fēng)流會(huì)帶著采空區(qū)涌出的瓦斯進(jìn)入工作面，容易使瓦斯超限。煤層本身具有自然發(fā)火危險(xiǎn)，前進(jìn)式通風(fēng)使自然發(fā)火更加容易，增加通風(fēng)管理難度，故考慮采用后退式回采順序。</p><p>　　由于本礦井的準(zhǔn)備巷道是二條上山，故只能采用U型通風(fēng)，再加上本礦井的煤層傾角15°，屬于中等，并且本礦井相對(duì)瓦斯涌出量為6.6m 3/t，屬于中等偏上，由于瓦斯比空氣輕，為了減少在上隅角產(chǎn)生瓦斯積聚，因此采用上

15、行通風(fēng)方式。</p><p>　?、缰饕L(fēng)機(jī)工作方法</p><p>　　確定主要通風(fēng)機(jī)的工作方法并做技術(shù)比較</p><p>　　主要通風(fēng)機(jī)的工作方式有抽出式、壓入式和壓抽混合式</p><p>　　通風(fēng)方式分為抽出式、壓入式和混合式。詳細(xì)比較見表2—3。</p><p>　　采區(qū)通風(fēng)必須滿足《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定

16、。每一個(gè)生產(chǎn)水平和每一個(gè)采區(qū)，都必須布置回風(fēng)道，實(shí)行分區(qū)通風(fēng)。回采工作面和掘進(jìn)工作面都應(yīng)采用獨(dú)立通風(fēng)。對(duì)于煤層傾角大的回采工作面應(yīng)采用上行通風(fēng)。采煤工作面和掘進(jìn)工作面的進(jìn)風(fēng)和回風(fēng)，都不得經(jīng)過采空區(qū)和冒落區(qū)。</p><p><b>　　表2—3</b></p><p>　　因?yàn)橹豢紤]服務(wù)年限的頭25年故混合式不于考慮。</p><p>　　抽出

17、式：主要通風(fēng)機(jī)安設(shè)在回風(fēng)井口，在抽出式主要通風(fēng)機(jī)的作用下，整個(gè)礦井通風(fēng)系統(tǒng)處在低于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ呢?fù)壓狀態(tài)。當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，井下風(fēng)流的壓力提高，比較安全。</p><p>　　壓入式：主要通風(fēng)機(jī)安設(shè)在入風(fēng)井口，在壓入式通風(fēng)機(jī)的作用下，整個(gè)礦井通風(fēng)系統(tǒng)處在高于當(dāng)?shù)卮髿獾恼龎籂顟B(tài)。在冒落裂隙通達(dá)地面時(shí)，壓入式通風(fēng)礦井采區(qū)的有害氣體通過塌陷區(qū)向外停止漏出。當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，井下風(fēng)流的壓力降低。采用壓入式通風(fēng)

18、時(shí)，須在礦井總進(jìn)風(fēng)路線上設(shè)置若干通風(fēng)構(gòu)筑物，使通風(fēng)管理難度加大，且漏風(fēng)嚴(yán)重。</p><p>　　所以，通過比較，選擇抽出式通風(fēng)，通風(fēng)管理較容易，安全可靠性好。</p><p>　　第二章 礦井風(fēng)量計(jì)算及確定</p><p>　　第一節(jié) 各工作面需風(fēng)量及總風(fēng)量的計(jì)算</p><p>　　采煤工作面的風(fēng)量應(yīng)按下列因素分別計(jì)算，取其最大值<

19、/p><p>　?。?） 按瓦斯涌出量計(jì)算</p><p>　　Qwi＝100×Qgwi×kgwi</p><p>　　式中：Qwi——第i個(gè)采煤工作面需要風(fēng)量，m3/min。</p><p>　　Qgwi——第i 個(gè)采煤工作面瓦斯絕對(duì)涌出量，m3/min。 </p><p>　　kgwi——第i個(gè)采煤

20、工作面因瓦斯涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)，它是該工作面瓦斯絕對(duì)涌出量的最大值與平均值之比。生產(chǎn)礦井可根據(jù)各個(gè)工作面正常生產(chǎn)條件時(shí)，至少進(jìn)行5晝夜的觀測(cè)，得出5個(gè)比值，取其最大值。通常機(jī)采工作面取kgwi＝1.2～2.1；炮采工作面取kgwi＝1.4～2.0；水采工作面取kgwi＝2.0～3.0。</p><p>　　Qgwi ＝日產(chǎn)量×6.6/（24×60）</p><p>

21、;<b>　　綜采：</b></p><p>　　K1煤層： Qwi＝100×Qgwi×kgwi</p><p>　?。?00×7.425×1.2</p><p>　　＝891 m3/min</p><p>　　K2煤層： Qwi＝100×Qgwi×kgwi&l

22、t;/p><p>　　＝100×8.869×1.2</p><p>　?。?064 m3/min</p><p><b>　　高檔普采：</b></p><p>　　K1煤層：Qwi＝100×Qgwi×kgwi</p><p>　　＝100×4.95&

23、#215;1.2</p><p>　?。?94 m3/min</p><p>　　K2煤層：Qwi＝100×Qgwi×kgw i</p><p>　?。?00×5.9×1.2</p><p>　　＝709 m3/min</p><p>　　備用高檔普采工作面需風(fēng)量按正常生產(chǎn)的工作

24、面需風(fēng)量的50%計(jì)算</p><p>　　709×50%＝355 m3/min。</p><p>　?。?） 按工作面進(jìn)風(fēng)溫度計(jì)算：</p><p>　　Qwi?。?0×Vwi×Swi×Kwi </p><p>　　由于本礦井地處平原，故采煤工作面進(jìn)風(fēng)流氣溫為20℃，工作面長(zhǎng)150米，長(zhǎng)度系數(shù)選取1.1

25、。</p><p>　　Vwi　——第i個(gè)采煤工作面的風(fēng)速，按其進(jìn)風(fēng)流溫度選取1.0m/s。</p><p>　　Swi ——第i個(gè)采煤工作面有效斷面，取最大和最小控頂時(shí)有效斷面的平均值m2。</p><p>　　kwi ——第i個(gè)工作面的長(zhǎng)度系數(shù)，由于本礦井地處平原，故采煤工作面進(jìn)風(fēng)流氣溫為20℃，工作面長(zhǎng)150m,選取1.1。</p><p&

26、gt;　　高檔普采需風(fēng)量：K1煤層Qwi?。?0×Vwi×Swi×Kwi</p><p>　?。?0×1.0×9.4×1.1</p><p>　　＝620.4 m3/min</p><p>　　K2煤層Qwi　 ＝60×Vwi×Swi×Kwi</p><p&

27、gt;　?。?0×1.0×9.4×1.1</p><p>　　＝646.8 m3/min</p><p>　　綜采需風(fēng)量：K1煤層 Qwi ＝60×Vwi×Swi×Kwi</p><p>　?。?0×1.0×7.8×1.1</p><p>　　＝515

28、 m3/min</p><p>　　K2煤層 Qwi　 ＝60×Vwi×Swi×Kwi</p><p>　?。?0×1.0×7.8×1.1</p><p>　?。?15 m3/min</p><p>　?。?）工作人員數(shù)量計(jì)算：</p><p>　　Qwi?。?/p>

29、4×nwi </p><p>　　式中： 4——每人每分鐘應(yīng)供給的最低風(fēng)量，m3/min。</p><p>　　nwi——第i個(gè)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，個(gè)。</p><p>　　綜采：　Qwi　＝4×nwi＝4×40＝160 m3/min</p><p>　　普采：　Qwi?。?×nwi＝4

30、5;60＝240 m3/min</p><p>　　（4）按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算</p><p>　　按最低風(fēng)速驗(yàn)算各個(gè)采煤工作面的最小風(fēng)量：</p><p>　　Qwi≥60×0.25×Swi </p><p>　　按最高風(fēng)速驗(yàn)算各個(gè)采煤工作面的最大風(fēng)量：</p><p>　　Qwi　≤60×4

31、×Swi </p><p>　　按最低風(fēng)速驗(yàn)算最小風(fēng)量：</p><p>　　K1高檔普采：60×0.25×9.4＝141 m3/min</p><p>　　K2高檔普采：60×0.25×9.4＝141 m3/min</p><p>　　按最高風(fēng)速驗(yàn)算最大風(fēng)量：</p><

32、p>　　K1高檔普采：60×4×9.4＝2256 m3/min</p><p>　　K2高檔普采：60×4×9.4＝2256 m3/min</p><p>　　按最低風(fēng)速驗(yàn)算最小風(fēng)量：</p><p>　　K1綜采：60×0.25×7.8＝117 m3/min</p><p>

33、　　K2綜采：60×0.25×7.8＝117 m3/min</p><p>　　按最高風(fēng)速驗(yàn)算最大風(fēng)量：</p><p>　　K1綜采：60×4×7.8＝1872 m3/min</p><p>　　K2綜采：60×4×7.8＝1872 m3/min</p><p>　　根據(jù)風(fēng)速驗(yàn)算各

34、個(gè)工作面的風(fēng)量都符合要求。</p><p>　　用以上四種方法對(duì)采區(qū)每個(gè)獨(dú)立通風(fēng)的回采工作面進(jìn)行計(jì)算，選擇最值作為每個(gè)回采工作面所需風(fēng)量，把這些風(fēng)量和采區(qū)內(nèi)獨(dú)立通風(fēng)的備用工作面所需風(fēng)量累加起來(lái)，就是采區(qū)內(nèi)回采工作面和備用工作面所需的總風(fēng)量。</p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，考慮綜采工作面漏風(fēng)取10﹪，即：（1064+709）×10﹪=177 m3/min</p>&l

35、t;p>　　2、掘進(jìn)工作面需風(fēng)量計(jì)算：</p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)得掘進(jìn)工作的分量為：巖巷的風(fēng)量為150～240 m3/min；煤巷的風(fēng)量為240～300 m3/min?？紤]到本礦為底瓦斯礦，且又用兩翼對(duì)角式通風(fēng)，故本礦巖巷巷掘進(jìn)工作面風(fēng)量定為150 m3/min，煤巷掘進(jìn)工作面定為250 m3/min。</p><p><b>　　根據(jù)風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算：</b>

36、</p><p>　　每個(gè)巖巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量為：</p><p>　　每個(gè)煤巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量為：</p><p>　　式中：Swi——第i個(gè)掘進(jìn)巷道段面積，m2</p><p>　　巖巷：0.15×60×10.1=91 m3/min</p><p>　　煤巷：0.25×60×

37、9.6=144 m3/min</p><p>　　根據(jù)風(fēng)速驗(yàn)算各個(gè)工作面的風(fēng)量都符合要求。</p><p>　　3、硐室需風(fēng)量的計(jì)算：</p><p>　　采區(qū)各硐室的風(fēng)量可按經(jīng)驗(yàn)值來(lái)確定，又結(jié)合本礦為低瓦斯礦的實(shí)際情況確定為：采區(qū)絞車房Q=60 m3/min。</p><p>　　4、礦井總風(fēng)量的計(jì)算</p><p>

38、;　　礦井的總風(fēng)量，應(yīng)按采煤、掘進(jìn)、硐室及其他地點(diǎn)實(shí)際需要風(fēng)量的總和計(jì)算：</p><p>　　Qm=(∑Qwt＋∑Qht＋∑Qrt＋∑Qot) KWZ </p><p>　　式中： ∑Qwt——采煤工作面和備用工作所需風(fēng)量之和，m3/min。</p><p>　　∑Qht ——掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量之和，m3/min。</p><p>　　∑Q

39、rt ――硐室所需風(fēng)量之和，m3/min。</p><p>　　∑Qot ――其他用風(fēng)地點(diǎn)所需風(fēng)量之和，為以上工作面所需風(fēng)量的總和的3％m3/min。</p><p>　　KWZ――采區(qū)風(fēng)量備用系數(shù)，包括采區(qū)漏風(fēng)和配風(fēng)不均勻等因素，該值應(yīng)從實(shí)測(cè)和統(tǒng)計(jì)中求得，一般取1.2～1.25</p><p><b>　　礦井容易時(shí)期：</b></p

40、><p>　　西翼容易： ∑Qwt =1064+709=1773 m3/min</p><p>　　∑Qht =250×2=500 m3/min</p><p>　　∑Qrt =60×3=180 m3/min</p><p>　　∑Qot =(1773+500+180)×3％=74 m3/min</p>

41、<p>　　Q西容 =（1773+500+180+74）×1.2=3032 m3/min</p><p>　　東翼容易： ∑Qwt=1064+709+355=2128 m3/min</p><p>　　∑Qht =250×2=500 m3/min </p><p>　　∑Qrt =60×3=180 m3/min</p&

42、gt;<p>　　∑Qot =（2128+500+180）×3％=84 m3/min</p><p>　　Q東容 =（2128+500+180+84）×1.2=3470 m3/min</p><p>　　Q礦容= Q西容+ Q東容=3032+3470=6502 m3/min</p><p><b>　　礦井困難時(shí)期：<

43、;/b></p><p>　　西翼困難：∑Qwt =1064+709=1773 m3/min</p><p>　　∑Qht =250×2+150=650 m3/min</p><p>　　∑Qrt =60×3=180 m3/min</p><p>　　∑Qot =(1773+650+180)×3％=78 m

44、3/min</p><p>　　Q西難 =（1773+650+180+78）×1.2=3217 m3/min</p><p>　　東翼困難： ∑Qwt=1064+709+355=2128 m3/min</p><p>　　∑Qht =250×2+150=650 m3/min</p><p>　　∑Qrt =60×

45、3=180 m3/min</p><p>　　∑Qot =（2128+650+180）×3％=89 m3/min</p><p>　　Q東難 =（2128+650+180+89）×1.2=3656 m3/min</p><p>　　Q礦難= Q西難+ Q東難 =3217+3656=6873 m3/min</p><p>　

46、　第二節(jié) 礦井風(fēng)量的分配</p><p>　　一、配風(fēng)的原則和方法：</p><p>　　根據(jù)實(shí)際需要由里往外細(xì)致配風(fēng)，即先定井下各個(gè)工作地點(diǎn)所需的有效風(fēng)量，逆風(fēng)流方向加上各風(fēng)路上允許的漏風(fēng)量，確定各風(fēng)路上的風(fēng)量和礦井的總進(jìn)風(fēng)量，再加上抽出式主扇井口和附屬裝置的允許漏風(fēng)量。如不考慮因體積膨脹的風(fēng)量，即得出通過主要通風(fēng)機(jī)的總風(fēng)量。</p><p>　　所配給的風(fēng)量必須

47、符合《規(guī)程》中相關(guān)規(guī)定：</p><p>　　關(guān)于氧氣、沼氣、二氧化碳和其他有毒有害氣體安全濃度的規(guī)定；關(guān)于最高風(fēng)速和最低風(fēng)速的規(guī)定；關(guān)于采掘工作面和機(jī)電硐室最高溫度的規(guī)定；關(guān)于冷空氣預(yù)熱i的規(guī)定，以及關(guān)于空氣中粉塵安全濃度的規(guī)定等。</p><p><b>　　二、礦井風(fēng)量分配表</b></p><p>　　礦井風(fēng)量分配表見下表2-1和表2-

48、2分為礦井通風(fēng)容易時(shí)期和通風(fēng)困難時(shí)期風(fēng)量分配表：</p><p>　　第三章 礦井通風(fēng)阻力計(jì)算</p><p>　　第一節(jié) 繪制通風(fēng)系統(tǒng)圖</p><p>　　確定礦井通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期的開采位置，分別繪制兩個(gè)時(shí)期的通風(fēng)系統(tǒng)立體圖和網(wǎng)絡(luò)圖。</p><p>　　礦井通風(fēng)容易時(shí)期，上山采區(qū)東西兩翼的第一個(gè)區(qū)段各布置一個(gè)綜采工作面和一個(gè)高檔普

49、采工作面，共計(jì)四個(gè)工作面，東翼布置一個(gè)備用高檔普采工作面.東西兩翼各布置兩個(gè)獨(dú)立通風(fēng)的煤層平巷掘進(jìn)頭，各有一個(gè)絞車房和一個(gè)采區(qū)變電所。</p><p>　　礦井通風(fēng)困難時(shí)期，下山采區(qū)東西兩翼的第四個(gè)區(qū)段K2煤層各布置一個(gè)綜采工作面和一個(gè)高檔普采工作面，共計(jì)四個(gè)工作面，東翼布置一個(gè)備用高檔普采工作面.東西兩翼各布置兩個(gè)獨(dú)立通風(fēng)的煤層平巷掘進(jìn)頭和一個(gè)巖石下山掘進(jìn)頭，各有一個(gè)絞車房和一個(gè)采區(qū)變電所.</p>

50、<p>　?。ㄍL(fēng)立體圖和網(wǎng)絡(luò)圖見下頁(yè)）</p><p>　　第二節(jié) 礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算：</p><p>　　1、礦井通風(fēng)總阻力的計(jì)算原則</p><p>　?、诺V井通風(fēng)的總阻力，不應(yīng)超過2940pa；</p><p>　?、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(jì)算，擴(kuò)建礦井宜按井巷摩擦阻力的15％計(jì)算。<

51、;/p><p>　?、钱?dāng)風(fēng)量按照各用風(fēng)地點(diǎn)的需要或自然分配后，選擇達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量時(shí)通風(fēng)容易時(shí)和最困難時(shí)通風(fēng)阻力大的風(fēng)路，然后分別計(jì)算這兩條風(fēng)路中各段井巷通風(fēng)阻力，分別累加后即得到礦井通風(fēng)最容易和最困難兩個(gè)時(shí)期的最大通風(fēng)阻力。</p><p>　　2、礦井通風(fēng)總阻力的計(jì)算原則：</p><p>　　礦井通風(fēng)總阻力是指風(fēng)流由進(jìn)風(fēng)井口止，沿一條通路（風(fēng)流路線）各個(gè)分支的摩擦阻力

52、和局部阻力的總和，簡(jiǎn)稱礦井總阻力，用hm表示。</p><p>　　對(duì)于有兩臺(tái)或多臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)工作的礦井，礦井通風(fēng)阻力應(yīng)該按每臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)所服務(wù)的系統(tǒng)分別計(jì)算。</p><p><b>　　通風(fēng)路線的確定：</b></p><p>　　最容易時(shí)期的最大風(fēng)阻風(fēng)路：</p><p>　　東翼：副井→運(yùn)輸大巷→軌道上山→區(qū)段進(jìn)

53、風(fēng)石門→綜采進(jìn)風(fēng)平巷→綜采工作面→綜采回風(fēng)平巷→回風(fēng)石門→風(fēng)井</p><p>　　對(duì)應(yīng)于礦井通風(fēng)容易時(shí)期通風(fēng)系統(tǒng)立體圖用節(jié)點(diǎn)號(hào)表示為：0→4→22→24→28→30→38→40→86</p><p>　　西翼：副井→運(yùn)輸大巷→軌道上山→區(qū)段進(jìn)風(fēng)石門→綜采進(jìn)風(fēng)平巷→綜采工作面→綜采回風(fēng)平巷→回風(fēng)石門→風(fēng)井</p><p>　　對(duì)應(yīng)于礦井通風(fēng)容易時(shí)期通風(fēng)系統(tǒng)立體圖用節(jié)

54、點(diǎn)號(hào)表示為：0→3→19→21→23→25→31→35→75</p><p>　　當(dāng)一水平開采到下山第四個(gè)區(qū)段時(shí)為礦井通風(fēng)困難時(shí)期，最困難時(shí)期的最大風(fēng)阻風(fēng)路：</p><p>　　東翼：副井→運(yùn)輸大巷→軌道下山→區(qū)段進(jìn)風(fēng)石門→綜采進(jìn)風(fēng)平巷→綜采工作面→綜采回風(fēng)平巷→運(yùn)輸上下山→風(fēng)井</p><p>　　對(duì)應(yīng)于礦井通風(fēng)容易時(shí)期通風(fēng)系統(tǒng)立體圖用節(jié)點(diǎn)號(hào)表示為：0→58→6

55、2→64→68→70→76→78→86</p><p>　　西翼：副井→運(yùn)輸大巷→軌道下山→區(qū)段進(jìn)風(fēng)石門→綜采進(jìn)風(fēng)平巷→綜采工作面→綜采回風(fēng)平巷→運(yùn)輸上下山→風(fēng)井</p><p>　　對(duì)應(yīng)于礦井通風(fēng)容易時(shí)期通風(fēng)系統(tǒng)立體圖用節(jié)點(diǎn)號(hào)表示為：0→39→47→49→51→61→75</p><p><b>　　3、計(jì)算方法</b></p>

56、<p>　　沿兩個(gè)時(shí)期東、西兩翼的通風(fēng)阻力最大路線，分別用下式算出各段巷道的摩擦阻力。</p><p>　　Hf＝LUQ2/S3，Pa </p><p>　　式中： Hf――巷道摩擦阻力，Pa.</p><p>　　――巷道摩擦阻力系數(shù)，Ns2/m4</p><

57、p><b>　　L――井巷長(zhǎng)度，m</b></p><p>　　Q――通過井巷的風(fēng)量，m3/s</p><p>　　U――井巷凈斷面周長(zhǎng)，m.</p><p>　　S――井巷凈斷面積，S2</p><p>　　井巷凈斷面積及周長(zhǎng)由表1—1求得：</p><p>　　礦井最大通風(fēng)阻力路線上各段

58、通風(fēng)阻力計(jì)算見表3-1、表3-2、表3-3、表3-4所示。另外，工作面漏風(fēng)取210％，樂譜其余風(fēng)量均勻分配給各個(gè)風(fēng)門或風(fēng)窗。</p><p>　　全礦通風(fēng)摩擦阻力計(jì)算如表3-5所示：</p><p><b>　　全礦通風(fēng)摩擦阻力</b></p><p>　　西翼容易時(shí)期通風(fēng)總阻力：</p><p><b>　　

59、=138.2 pa</b></p><p>　　西翼困難時(shí)期通風(fēng)總阻力：</p><p><b>　　=1585 pa</b></p><p>　　西翼困難時(shí)期通風(fēng)總阻力：</p><p>　　=1585.3 pa</p><p>　　東翼困難時(shí)期通風(fēng)總阻力：</p>&

60、lt;p>　　=1728.5 pa</p><p>　　4、礦井等積孔的計(jì)算</p><p>　　礦井等積孔是用用來(lái)表示井巷或礦井的通風(fēng)難易程度。其計(jì)算步驟如下：</p><p>　　式中：R——礦井風(fēng)阻，</p><p>　　Hr——礦井總阻力， pa</p><p>　　Qf——礦井總風(fēng)量，</p>

61、;<p><b>　?、湃菀讜r(shí)期：</b></p><p>　　西翼：R1=1388.2/50.62=0.54 N·S2/m8</p><p><b>　　m2</b></p><p>　　東翼：R2=1585.3/57.82 = 0.47 N·S2/m8</p>&

62、lt;p><b>　　m2</b></p><p><b>　?、评щy時(shí)期：</b></p><p>　　西翼：=1585/53.62=0.55 N·S2/m8</p><p><b>　　m2</b></p><p>　　東翼：=1728.5/60.92

63、= 0.47 N·S2/m8</p><p><b>　　m2</b></p><p>　　根據(jù)計(jì)算，本礦井兩翼在容易和困難時(shí)期，其通風(fēng)難易程度都在中等以上。</p><p><b>　　第四章 通風(fēng)機(jī)選型</b></p><p>　　分別選擇礦井主要通風(fēng)機(jī)并確定兩個(gè)時(shí)期的工況<

64、/p><p>　　點(diǎn)，選擇配套電機(jī)，概算通風(fēng)費(fèi)用，提出對(duì)通風(fēng)設(shè)備的安全技術(shù)要求。</p><p>　　第一節(jié) 礦井的自然風(fēng)壓</p><p>　　用扇風(fēng)機(jī)的個(gè)體特征曲線來(lái)選擇，要先確定通風(fēng)容易和通風(fēng)困難兩個(gè)時(shí)期主扇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的工況點(diǎn)。</p><p>　　1、礦井自然風(fēng)壓的計(jì)算</p><p>　　礦井進(jìn)、回風(fēng)井的空氣柱的的容

65、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(fēng)壓.它對(duì)礦井主扇的工況點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生一定的影響，因此設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮自然風(fēng)壓對(duì)主扇的影響。</p><p>　　其計(jì)算公式為：　　hn＝z1r1- z2r2 （4-1）</p><p>　　式中：　hn——

66、自然風(fēng)壓，Pa</p><p>　　Z1——礦井最高點(diǎn)至最低水平間的距離，Z1=530m</p><p>　　Z2——出風(fēng)階段的垂高，Z2=530m</p><p>　　r1 r2——表示進(jìn)、回風(fēng)流的平均重率，N/m3</p><p>　　冬季：hn＝z1r1- z2r2</p><p>　?。?30×1.2

67、4×9.8―215×1/2×（1.24+1.2）×9.8―315×1.2×9.8</p><p>　?。?65.7 Pa</p><p>　　夏季：hn＝z1r1- z2r</p><p>　　＝530×1.2×9.8―215×1/2×（1.24+1.2）×

68、;9.8―315×1.24×9.8</p><p>　　＝―165.7 Pa</p><p>　　2、主扇靜風(fēng)壓計(jì)算：</p><p>　　容易時(shí)期：東翼通風(fēng)容易時(shí)期主扇靜風(fēng)壓：</p><p><b>　　pa</b></p><p>　　西翼通風(fēng)容易時(shí)期主扇靜風(fēng)壓：<

69、;/p><p><b>　　pa</b></p><p>　　困難時(shí)期：東翼通風(fēng)困難時(shí)期主扇靜風(fēng)壓：</p><p><b>　　pa</b></p><p>　　西翼通風(fēng)困難時(shí)期主扇靜風(fēng)壓：</p><p><b>　　pa</b></p>

70、<p>　　3、通風(fēng)機(jī)的總風(fēng)量計(jì)算：</p><p>　　考慮礦井漏風(fēng)，礦井所需風(fēng)量乘以一定的系數(shù)即可得礦井的實(shí)際總風(fēng)量。</p><p>　　Qf = 1.05×Q （4-2）</p><p>　　式中：Qf —— 主扇工作風(fēng)量，m3/s</p>

71、<p>　　Q —— 礦井所需風(fēng)量，m3/s</p><p>　　1.05 —— 漏風(fēng)系數(shù)</p><p>　　容易時(shí)期：東翼：Qf = 1.05×Q = 1.05×57.8 = 60.7 m3/s</p><p>　　西翼：Qf = 1.05×Q = 1.05×50.6 = 53.13 m3/s</p

72、><p>　　困難時(shí)期：東翼：Qf = 1.05×Q = 1.05×60.9 = 64 m3/s</p><p>　　西翼：Qf = 1.05×Q = 1.05×53.6 = 56.3 m3/s</p><p>　　4、通風(fēng)機(jī)風(fēng)阻的計(jì)算</p><p>　　因?yàn)檫x擇抽出方式，所以用靜壓特性曲線<

73、/p><p><b>　?。?-3）</b></p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　容易時(shí)期：東翼： = 1419.6/60.72 = 0.39 N·S/m8</p><p>　　西翼： = 1222.5/53.132 = 0.43N·S/m8<

74、;/p><p>　　困難時(shí)期：東翼： = 1894.2/642 = 0.46 N·S/m8</p><p>　　西翼： = 1750.7/56.32 = 0.55 N·S/m8</p><p>　　5、通風(fēng)機(jī)的實(shí)際工況點(diǎn)</p><p>　　根據(jù)以上數(shù)據(jù)，在扇風(fēng)機(jī)個(gè)體曲線上選定風(fēng)機(jī)，該礦井東西兩翼風(fēng)機(jī)型號(hào)均為：2K60N0

75、24軸流式扇風(fēng)機(jī)。</p><p>　　確定通風(fēng)機(jī)的實(shí)際工況點(diǎn)在通風(fēng)機(jī)特性曲線圖中做到通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)阻曲線與風(fēng)壓曲線交點(diǎn)即為實(shí)際工況點(diǎn)。</p><p>　　通風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)特性曲線見圖4-1、圖4-2，參數(shù)見表4-1、表4-2</p><p><b>　　通風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)參數(shù)</b></p><p><b>　　表4-

76、1</b></p><p><b>　　6、電動(dòng)機(jī)選型</b></p><p><b>　?、艝|翼</b></p><p>　　由于選用異步電動(dòng)機(jī)，且，故在東翼通風(fēng)容易和通風(fēng)困難時(shí)期都用一種較大功率的電動(dòng)機(jī)，選擇這種電動(dòng)機(jī)的輸出功率和輸入功率分別用下式計(jì)算：</p><p>　　式中：—

77、—傳動(dòng)效率，直接傳動(dòng)時(shí)，= 1.0</p><p>　　=170/1.0=170 KW</p><p><b>　　=1.10×/</b></p><p>　　式中：1.10——電動(dòng)機(jī)的容量系數(shù)</p><p><b>　　——電動(dòng)機(jī)效率</b></p><p>　

78、　根據(jù)以上的計(jì)算方法，選擇電動(dòng)機(jī)機(jī)型號(hào)如下表：</p><p><b>　?、莆饕?lt;/b></p><p>　　由于選用異步電動(dòng)機(jī)，且，故在西翼通風(fēng)容易和通風(fēng)困難時(shí)期都用一種較大功率的電動(dòng)機(jī)，選擇電動(dòng)機(jī)的輸出功率和輸入功率分別用下式計(jì)算：</p><p>　　式中：——傳動(dòng)效率，直接傳動(dòng)時(shí)，= 1.0</p><p>　

79、　=130/1.0=130 KW</p><p><b>　　=1.10×/</b></p><p>　　式中：1.10——電動(dòng)機(jī)的容量系數(shù)</p><p><b>　　——電動(dòng)機(jī)效率</b></p><p>　　根據(jù)以上的計(jì)算方法，選擇電動(dòng)機(jī)機(jī)型號(hào)如下表：</p><

80、;p>　　第五章 通風(fēng)費(fèi)用比較</p><p>　　每噸煤的通風(fēng)電費(fèi)計(jì)算：</p><p><b>　　kwh/a</b></p><p>　　式中：N1N2 —— 一年內(nèi)最大和最小的主扇輸入功率，kw</p><p>　　—— 主扇電動(dòng)機(jī)的效率，可在電動(dòng)機(jī)的技術(shù)特征表上查得，一般取0.9～0.95</p&g

81、t;<p>　　——變壓器的效率，一般取0.8</p><p>　　——電線的輸電效率，一般取0.95</p><p>　　——傳動(dòng)功率，直接傳動(dòng)時(shí)，取1.0；間接傳動(dòng)時(shí)取0.95</p><p><b>　　每噸煤耗電量：</b></p><p><b>　　kwh/t</b><

82、;/p><p>　　式中：T—— 一年內(nèi)的礦井產(chǎn)量；t/a</p><p><b>　　每噸煤的通風(fēng)電費(fèi)</b></p><p><b>　　E=I×D元/t</b></p><p>　　式中：D——每度電的費(fèi)用； 元/kwh</p><p><b>　　礦井

83、通風(fēng)費(fèi)用：</b></p><p><b>　　東翼： </b></p><p>　　=（130+170）×365×24/[2(0.931×0.8×0.95×1.0)]</p><p>　　=186 萬(wàn)kw.h/a</p><p><b>　　k

84、wh/a</b></p><p>　　=（120+130）×365×24/[2(0.928×0.8×0.95×1.0)]</p><p>　　=155×104 kw.h/a</p><p><b>　　每噸煤耗電量：</b></p><p>　

85、　=（186+155）/150</p><p>　　=2.273 kwh/t</p><p><b>　　每噸煤的通風(fēng)電費(fèi)</b></p><p><b>　　E = I×D</b></p><p>　　=2.273×0.24</p><p>　　=0.

86、55 元/t </p><p>　　第六章 礦井災(zāi)害防治措施</p><p>　　為了保證礦井安全生產(chǎn)，自阿礦井建設(shè)和生產(chǎn)過程中，要重點(diǎn)防范瓦斯煤層、水和火的威脅。本設(shè)計(jì)采用較先進(jìn)的設(shè)備，并建立了井下環(huán)境安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)瓦斯、煤層、水和火等災(zāi)害進(jìn)行了早期預(yù)防，綜合治理。</p><p><b>　　1、瓦斯管理措施</b></p>

87、<p>　?、艊?yán)格執(zhí)行《安全技術(shù)操作規(guī)程》第四章第一節(jié)《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定。</p><p>　?、圃O(shè)專職瓦斯員對(duì)工作面每班巡回檢測(cè)，不得少于兩次，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)匯報(bào)處理。另外，建立瓦斯的個(gè)體巡回檢測(cè)和連接檢查的雙重檢測(cè)系統(tǒng)，可靠預(yù)防和控制瓦斯事故的發(fā)生。</p><p>　　⑶在采煤工作面以及與其相互連接的上下順槽設(shè)置瓦斯報(bào)警儀，檢測(cè)風(fēng)流中瓦斯含量，并將信息及時(shí)傳遞到地面

88、控制室。</p><p>　?、葒?yán)格掌握風(fēng)量分配，保證各個(gè)工作面和機(jī)電硐室有足夠的新風(fēng)流。</p><p>　　⑸按井下在冊(cè)人員配置隔離式自救器。</p><p>　　(6)嚴(yán)禁在工作面兩道再掘超過3m的硐室。</p><p>　　⑺按規(guī)程規(guī)定設(shè)置反風(fēng)裝置，風(fēng)機(jī)能在規(guī)定時(shí)期內(nèi)反風(fēng)并達(dá)到規(guī)定風(fēng)量。</p><p>　?、?/p>

89、采后按規(guī)定時(shí)間回收，密閉，注漿。</p><p><b>　　2、煤層的防治措施</b></p><p>　?、啪蜻M(jìn)機(jī)與采煤機(jī)都必須配備有可靠的降塵裝置，掘進(jìn)頭風(fēng)機(jī)要設(shè)防塵器。</p><p>　　⑵利用環(huán)境安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及時(shí)測(cè)定風(fēng)流中的防塵濃度。</p><p>　　⑶獎(jiǎng)勵(lì)防塵、灑水、降塵系統(tǒng)對(duì)煤流各轉(zhuǎn)載點(diǎn)必須經(jīng)常噴霧灑

90、水。</p><p>　　⑷對(duì)于容易積存煤塵處，應(yīng)定期進(jìn)行清理。</p><p>　?、删旅簜}(cāng)和溜煤眼應(yīng)保持一定的存煤，不得放空，防止煤倉(cāng)和溜煤眼出漏風(fēng)。</p><p>　　(6)相鄰煤層所有運(yùn)輸機(jī)道和回風(fēng)道必須設(shè)置隔爆木棚。</p><p>　　⑺采掘工作面的工人應(yīng)按規(guī)定佩帶防護(hù)帽和防塵口罩。</p><p>&

91、lt;b>　　3、防火措施</b></p><p>　?、艑?shí)行無(wú)煤柱沿空掘巷開采，盡量少丟煤，清除煤層自然發(fā)火根源。</p><p>　?、仆晟频V井通風(fēng)系統(tǒng)合理分配風(fēng)量，降低并控制負(fù)壓，以減少漏風(fēng)，每個(gè)面回采結(jié)束，要將其兩順槽就近連通并及時(shí)加以密閉，使采空區(qū)處于均壓狀態(tài)。</p><p>　?、菍?duì)每個(gè)工作面及采空區(qū)進(jìn)行束管監(jiān)測(cè)，電子計(jì)算機(jī)監(jiān)控。及時(shí)

92、掌握自然的情況及時(shí)采取有效措施。</p><p>　?、让簩哟笙镆愫帽诤蟪涮詈蛧娀炷鈱用簩樱乐姑旱娘L(fēng)化和自然。</p><p>　　⑸井下設(shè)置完備的消防灑水系統(tǒng)，存放足夠的消防器材。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　1、煤礦安全規(guī)程　 國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局　

93、 2005年</p><p>　　2、孫研 風(fēng)機(jī)產(chǎn)品樣本 機(jī)械工業(yè)出版社 1998年</p><p>　　3、張榮立等 采礦工程設(shè)計(jì)手冊(cè) 煤炭工業(yè)出版社 2003年</p><p>　　4、張國(guó)樞等 通風(fēng)安全學(xué) 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社 2

94、000年</p><p>　　5、朱銀昌　候賢文　 煤礦安全工程設(shè)計(jì)　 煤炭工業(yè)出版社 1995年</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)體會(huì)</b></p><p>　　礦井通風(fēng)是防止礦內(nèi)大氣污染，保護(hù)礦工安全健康，促進(jìn)礦業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要方面，采礦生產(chǎn)中引起礦內(nèi)空氣污染的主要物質(zhì)是有毒有害氣體和粉塵。</p><

95、p>　　礦井通風(fēng)課程是采礦專業(yè)的一門重要專業(yè)課。在這次課程設(shè)計(jì)中，通過對(duì)書本知識(shí)的鞏固和系統(tǒng)的整理，使我對(duì)通風(fēng)學(xué)有了更深的理解。</p><p>　　在這次設(shè)計(jì)中，得到了各位指導(dǎo)老師和同學(xué)們的大力支持和幫助。通過課程設(shè)計(jì)，進(jìn)一步培養(yǎng)和鍛煉了我熱愛勞動(dòng)，尊重科學(xué)的思想作風(fēng)，增添了對(duì)礦井通風(fēng)與安全領(lǐng)域濃厚的學(xué)習(xí)興趣。設(shè)計(jì)中，發(fā)現(xiàn)自己很多的缺點(diǎn)和不足，對(duì)今后在學(xué)習(xí)、工作及其他方面起到了積極的促進(jìn)作用。</p