【正文】 山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院 礦井通風(fēng)課程設(shè)計指導(dǎo)書 （適用礦井通風(fēng)與安全專業(yè)） 采礦工程系通風(fēng)教研室 1 山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院 礦井通風(fēng)課程設(shè)計指導(dǎo)書 （適用礦井通風(fēng)與安全專業(yè)） 第一部分 礦井概況 第一章 井田概況 一、地理概況 ： ； 2. 自然地理地形； 3. 氣象及地震情況； 。 二、井田開發(fā)概況 ：井田范圍、走向長、傾斜長、上下標(biāo)高；礦井的開發(fā)歷史；相鄰井田（礦區(qū)）的情況。 三、地質(zhì)構(gòu)造 : 井田內(nèi)的斷層、摺曲、陷落柱、火成巖浸入等構(gòu)造情況及對開采的 影響。 四、地層：地層年代及地層特征；含煤地層。 五、煤層（附 煤層特征表）：井田內(nèi)可采煤層的層數(shù)、厚度、間距、傾角、走向、傾向及煤層變化情況；煤層內(nèi)夾石及火成巖浸入情況；煤層頂?shù)装鍘r石性質(zhì)、厚度、穩(wěn)定性及對采掘的影響；煤的硬度、容重。 六、煤質(zhì) ：井田內(nèi)所含煤層煤質(zhì)的技術(shù)指標(biāo)情況 ,包括水分、灰分、揮發(fā)分、全硫、發(fā)熱量。 七、水文地質(zhì) : 井田內(nèi)主要含水層的巖性、厚度；隔水層的巖性、厚度及隔水性質(zhì)；斷層的導(dǎo)水性及斷層防水煤柱；其它構(gòu)造對水文地質(zhì)影響情況；工作面涌水的主要來源，涌水量；礦井充水因素分析。 八、其 它開采技術(shù)條件：瓦斯涌出量，煤層自燃傾向性及自然發(fā)火期；煤塵爆炸危險性；地溫等。 第二章 礦井生產(chǎn)概況 一、井田開拓開采 井田境界、儲量、設(shè)計能力及服務(wù)年限。 井田開拓 ： （ 1）開拓方式、井筒個數(shù)、位置、用途、斷面尺寸、裝備等情況。 （ 2）礦井水平劃分，采區(qū)（盤區(qū)）劃分，大巷位置、數(shù)量、斷面尺寸、用途等情況。 （ 3）井底車場形式。 （ 4）井下主要機電硐室、火藥庫、消防材料庫等布置情況。 井下開采 （ 1）采區(qū)內(nèi)采煤工作面數(shù)量、位置、采煤方法及工藝、支護形式和主要機電設(shè)備。 （ 2）開拓、掘進工 作面數(shù)量、位置、掘進方法及工藝、主要機電設(shè)備。 （附：生產(chǎn)采區(qū)內(nèi)主要機械設(shè)備一覽表）。 二、礦井提升運輸、通風(fēng)、排水、壓氣設(shè)備 提升設(shè)備 (1)主井：主井的技術(shù)參數(shù)、支護形式；提升運輸方式、提升運輸設(shè)備的型號、數(shù)量、功率等情況。 (2)副井：副井的技術(shù)參數(shù)、支護形式；提升運輸方式、提升運輸設(shè)備的型號、數(shù)量、功率等情況。 (3)其他井筒：行人井（輔助運輸井）的技術(shù)參數(shù)、支護形式；提升運輸方式、提升運輸設(shè)備的型號、數(shù)量、功率等情況。 通風(fēng)設(shè)備 2 概述礦井的通風(fēng)方式、通風(fēng)方法等通風(fēng)情況；礦井的總風(fēng)量、總阻力 ；主要通風(fēng)機的型號、風(fēng)壓、風(fēng)量、功率、效率等及配套電機的技術(shù)參數(shù)。 主排水設(shè)備 概述礦井的涌水情況，正常涌水量；最大涌水量；水泵房的位置標(biāo)高；各排水泵的型號、流量、揚程及配套電機功率；礦井各主排水管路系統(tǒng)及排水能力。 壓縮空氣設(shè)備 概述礦井的壓縮空氣站情況；空氣壓縮機臺數(shù)、型號、排氣量、排氣壓力；壓縮空氣管路系統(tǒng)情況；礦井壓縮空氣的使用情況。 三、礦井生產(chǎn)系統(tǒng) 礦井運輸系統(tǒng)： 說明礦井各運輸環(huán)節(jié)（工作面、運輸上山、運輸大巷、井底車場和主井）的運輸方式及設(shè)備；礦井運輸系統(tǒng)線路。 礦井運料系統(tǒng)： 說明礦井各運料環(huán)節(jié)（副井、井底車場、運輸大巷、運輸上山和工作面）的運輸方式及設(shè)備；礦井運料系統(tǒng)線路。 矸石排放系統(tǒng)： 說明礦井各排矸系統(tǒng)環(huán)節(jié)的運輸方式及設(shè)備；礦井排矸系統(tǒng)線路（從掘進工作面→地面）。 礦井通風(fēng)系統(tǒng)： 說明礦井的通風(fēng)方式、通風(fēng)方法等通風(fēng)情況；礦井通風(fēng)線路。 輔助生產(chǎn)系統(tǒng)。 四、供電 供電電源：來源，電壓等級。 井上、下供配電系統(tǒng)概述。 五、給水、排水、采暖、通風(fēng)及供熱 地面及井下供水情況：水量、水源。 井下排水：井下排水地面的處理情況。 井下消防灑水：地面水池 的布置情況，井下主要大巷、井底車場灑水管網(wǎng)的布置情況、三通、閥門和消火栓的布置情況。 防凍：井口冬季預(yù)熱方式、設(shè)備等。 面鍋爐房設(shè)備：地面鍋爐數(shù)量、型號等。 第三章 采區(qū)（盤區(qū)）生產(chǎn)概況 一、采區(qū)位置、范圍及鄰近采區(qū)情況。采區(qū)儲量、生產(chǎn)能力、服務(wù)年限。 二、采區(qū)內(nèi)煤層賦存條件、埋藏特征、煤層層數(shù)、厚度等。 三、采區(qū)內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造及水文地質(zhì)條件。 四、采區(qū)內(nèi)的瓦斯含量與涌出量，煤層自然發(fā)火情況，煤塵的爆炸性等。 五、采區(qū)巷道布置情況：上山、車場、硐室、采煤工作面、掘進工作面等尺寸、參數(shù)。 （附：采 區(qū)巷道尺寸、參數(shù)表） 六、采區(qū)內(nèi)采煤工作面、掘進工作面的設(shè)備情況、人員配備、產(chǎn)量、尺寸及作業(yè)工藝等生產(chǎn)情況。 七、采區(qū)內(nèi)的生產(chǎn)系統(tǒng)：運煤、運料、通風(fēng)、排水、供電等。 第二部分 礦井通風(fēng)設(shè)計 3 第一章 擬訂礦井通風(fēng)系統(tǒng) 根據(jù)礦井采掘系統(tǒng)，確定合理的礦井通風(fēng)通風(fēng)系統(tǒng)。擬定礦井通風(fēng)系統(tǒng)主要是擬定進風(fēng)井與回風(fēng)井的布置方式，礦井風(fēng)流路線，礦井主要通風(fēng)機的工作方法，這是礦井通風(fēng)設(shè)計的基礎(chǔ)。 礦井通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)和礦井的開拓、開采設(shè)計一起考慮，并通過技術(shù)、經(jīng)濟比較之后確定。確定的通風(fēng)系統(tǒng)，應(yīng)符合投產(chǎn)快、出煤多、安全可靠、 技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)合理等原則。 一、擬定礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求 每個礦井必須至少要有 2 個能行人的通達地面的安全出口，各個出口之間的距離不得少于 30 米。新建和改擴建礦井，如果采用中央式通風(fēng)時，還要在井田邊界附近設(shè)置安全出口；當(dāng)井田一翼走向較長，礦井發(fā)生災(zāi)害不能保證人員安全撤出時，必須掘出井田邊界附近的安全出口。井下每一個水平到上一個水平和每個采區(qū)至少都必須有 2 個便于行人的安全出口，并與通達地面的安全出口相連通。通到地面的2 個安全出口和 2 個水平間的安全出口，都必須有便于行人的設(shè)施（臺階和梯子間等）。 風(fēng)井位置 要在洪水位標(biāo)高以上（大中型礦井考慮百年一遇、小型礦井 50 年一遇），進風(fēng)井口須避免污染空氣進入，距有害氣體源的地點不得小于 500 米。井口工程地質(zhì)及井筒施工地質(zhì)條件簡單，占地少、壓煤少、交通方便、便于施工。 箕斗提升井一般不應(yīng)兼作進風(fēng)井或出風(fēng)井。如果井上、下裝卸載裝置和井塔有完善的封閉措施，其漏風(fēng)不超過 15%，并有可靠的防塵措施，箕斗井可以兼作出風(fēng)井；若井筒中風(fēng)速不超過 6m/s，有可靠的降塵措施，保證粉塵濃度符合工業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，箕斗井可以兼作進風(fēng)井。膠帶輸送機斜井一般不得兼作風(fēng)井。如果膠帶輸送機斜井中的風(fēng)速不 超過 4m/s，并有可靠的防塵措施和防火措施，可以兼作進風(fēng)井；如果膠帶輸送機斜井中的風(fēng)速不超過 6m/s，并裝有甲烷斷電儀，可以兼做回風(fēng)井。 所有礦井都要采用機械通風(fēng)，主要通風(fēng)機必須安裝在地面。新建礦井不宜在同一井口選用幾臺主要通風(fēng)機聯(lián)合運轉(zhuǎn)。 不宜把兩個可以獨通風(fēng)的礦井合并為一個通風(fēng)系統(tǒng)；若有幾個出風(fēng)井，則自采區(qū)到各個出風(fēng)井的風(fēng)流需保持獨立；各工作面的回風(fēng)在進入采區(qū)回風(fēng)道之前、各采區(qū)的回風(fēng)在進入回風(fēng)水平之前都不能任意貫通；下水平的回風(fēng)流和上水平的進風(fēng)流必須嚴(yán)格隔開；在條件允許時，要盡量使總進風(fēng)早分開， 總回風(fēng)晚匯合。 采用分區(qū)式（多臺主要通風(fēng)機）通風(fēng)時，為了保證聯(lián)合運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，總進風(fēng)道的斷面不宜過小，盡可能減少公共風(fēng)路的風(fēng)阻；各分區(qū)主要通風(fēng)機的回風(fēng)流、（中央主要通風(fēng)機）每一翼的回風(fēng)流都必須嚴(yán)格隔開。 盡可能降低通風(fēng)阻力。盡量采用并聯(lián)通風(fēng)，并使主要并聯(lián)風(fēng)路的風(fēng)壓接近相等，以避免過多的風(fēng)量調(diào)節(jié)。盡可能利用舊巷道通風(fēng)。 盡可能避免設(shè)置大量風(fēng)橋和風(fēng)門或采用容易引起大量漏風(fēng)的通風(fēng)系統(tǒng)。 井下爆炸材料庫必須有單獨的進風(fēng)流，回風(fēng)必須引進礦井主要回風(fēng)道。井下充電硐室必須獨立通風(fēng)，回風(fēng)風(fēng)流應(yīng)引入回風(fēng)巷。 二、確定礦井通風(fēng)系統(tǒng)的方法 依據(jù)礦井通風(fēng)設(shè)計的條件，提出多個技術(shù)上可行的方案。首先根據(jù)礦井生產(chǎn)實際，選定 2~3 個技術(shù)上可行，且符合安全要求的方案進行經(jīng)濟比較，將最優(yōu)方案確定為設(shè)計方案。礦井通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)具有較強的抗災(zāi)能力，當(dāng)井下一旦發(fā)生災(zāi)害性事故后，所確定的通風(fēng)系統(tǒng)能將災(zāi)害控制在最小范圍，并能迅速恢復(fù)生產(chǎn)。（附通風(fēng)系統(tǒng)圖；通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖；通風(fēng)立體示意圖） 第二章 礦井風(fēng)量計算 煤礦礦井的供風(fēng)是保證礦井工作人員正常勞動和安全生產(chǎn)的基本條件。礦井供風(fēng)量也是確定礦井主要井巷斷面尺寸和主要通風(fēng)機能力的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 。依據(jù)《煤礦安全規(guī)程》和國家標(biāo)準(zhǔn) MT／ T 634— 1996《煤礦礦井風(fēng)量計算方法》的規(guī)定，按下列要求進行風(fēng)量計算，以及礦井通風(fēng)管理中的風(fēng)量分配與調(diào)節(jié)。 4 一、風(fēng)量計算依據(jù) 供給煤礦井下任何用風(fēng)地點的新鮮風(fēng)量，必須依照下述各種條件進行計算，并取其最大值，作為該用風(fēng)地點的供風(fēng)量。 按該用風(fēng)地點同時工作的最多人數(shù)計算，每人每分鐘供給風(fēng)量不得少于 4m3； 按該用風(fēng)地點的風(fēng)流中瓦斯、二氧化碳、氫氣和其他有害氣體的濃度，風(fēng)速以及溫度等都符合《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)各項規(guī)定要求，分別計算，取其最大值。 二、風(fēng) 量計算原則 無論礦井或采區(qū)的供風(fēng)量，均按該地區(qū)各個實際用風(fēng)地點，按照風(fēng)量計算依據(jù)，分別計算出各個用風(fēng)地點的實際最大需風(fēng)量，從而求出該地區(qū)的風(fēng)量總和，再考慮一定的備用風(fēng)量系數(shù)后，作為該地區(qū)的供風(fēng)量。即由采、掘工作面、硐室和其他用風(fēng)地點計算到各個采區(qū)和全礦井總風(fēng)量。 三、礦井風(fēng)量計算的基礎(chǔ)資料 新井設(shè)計、生產(chǎn)礦井的改、擴建和新水平延深時的采、掘工作面、硐室和其他用風(fēng)地點的配置數(shù)量、工程設(shè)計、平面布置圖和地質(zhì)說明書。 礦井和采、掘工作面瓦斯涌出量預(yù)測資料。瓦斯涌出量可按煤層瓦斯含量預(yù)測資料、瓦斯來 源和開采條件等因素進行計算；或按礦井實際瓦斯涌出量和瓦斯梯度進行計算。當(dāng)設(shè)計新井瓦斯資料不足時，也可參照鄰近生產(chǎn)礦井的瓦斯資料進行計算。 采、掘工作面和通風(fēng)巷道風(fēng)流溫度預(yù)測資料。按礦井當(dāng)?shù)氐臍鉁?、地溫、井下機械設(shè)備等熱源、其他熱源和巖石的熱物理性能，計算井下各通風(fēng)巷道和采、掘工作面的風(fēng)流溫度。 每個機械硐室的裝機容量和運轉(zhuǎn)的電動機總功率、爆破材料庫的空間總?cè)莘e和充電硐室中蓄電池機車同時充電的臺數(shù)和噸數(shù)。 四、礦井需風(fēng)量的計算方法 采煤工作面需風(fēng)量的計算。 采煤工作面的風(fēng)量應(yīng)按下列因素分別 計算，取其最大值。 （ 1）按瓦斯涌出量按式 (221)計算： gf igf ifi kqQ ??? 100 ……………………………( 221) 式中； Qfi—— 第 i 個采煤工作面需要風(fēng)量， m3/min； qgfi—— 第 i 個采煤工作面瓦斯平均絕對涌出量， m3/min?？筛鶕?jù)該采煤工作面的煤層埋藏條件、地質(zhì)條件、開采方法、頂板管理、瓦斯含量、瓦斯來源等因素進行計算。抽放礦井的瓦斯涌出量，應(yīng)扣除瓦斯抽放量進行計算。生產(chǎn)礦井可按條件相似的工作面推算； kgfi—— 第 i 個采煤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涌出量的最大值與平均值之比。生產(chǎn)礦井可根據(jù)各個工作面正常生產(chǎn)條件時，在整個工作面開采期間，均勻間隔的選取不少于 5 個晝夜，進行觀測，得出 5 個比值，取其最大值。通常根據(jù)采煤方法可按表 221 選?。? 表 221 各種采煤工作面瓦斯涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù) 采煤方法 Kgfi 機采工作面 炮采工作面 水采工作面 ～ ～ ～ 當(dāng)采煤工作面有其他有害氣體涌出時，也可按有 害氣體涌出量和不均勻系數(shù)，使其稀釋到《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的最高允許濃度計算之。 （ 2）按工作面進風(fēng)流溫度計算： 采煤工作面應(yīng)有良好的氣候條件。進風(fēng)流溫度可根據(jù)風(fēng)流溫度預(yù)測方法進行計算。其氣溫與風(fēng)速應(yīng)符合表 322 的規(guī)定： 表 222 采煤工作面空氣溫度與風(fēng)速對應(yīng)表 采煤工作面進風(fēng)流氣溫（℃） 采煤工作面風(fēng)速（ m/s） 15 15～ 18 18～ 20 0． 3～ 0． 5 0． 5～ 0． 8 0． 8～ 1． 0 5 20～ 23 23～ 26 1． 0～ 1． 5 1． 5～ 1． 8 采煤工作面的需要風(fēng)量按式 (222)計算： f lifififi kSvQ ???? 60 ………………………( 222) 式中； vfi—— 第 i 個采煤工作面的風(fēng)速，按采煤工作面進風(fēng)流溫度從表 2 中選取， m／ s； Sfi—— 第 i 個采煤工作面的平均有效斷面，按最大和最小控頂有效斷面的平均值計算， m2； Kf1i—— 第 i 個工作面的長度系數(shù)?？砂幢?223 選取。 表 223 采煤工作面長度風(fēng)量系數(shù)表 采煤工作面長度（ m） 工作面長度風(fēng)量系數(shù)（ kf1i） 15 50～ 80 80～ 120 120～ 150 150～ 180 180 ～ （ 3）按使用炸藥量計算： 按每公斤炸藥爆破后稀釋炮煙所需的新鮮風(fēng)量為 500m3 計算： tAQ fifi 500??………………………………( 223) 式中： Afi—— 第 i 個采煤工作面一次爆破所用的最大炸藥量， kg； t—— 爆破后稀釋炮煙的通風(fēng)時間，