【正文】 3077 90 《礦井通風與安全》課程設計 12 回風井 610 120 380 120 合計 (3)通風設備購置費用 中央邊界式通風設備購置費用礦井主通風機、配套電機設備購置費按 100 萬元計算，主要通風機房必須安裝兩套主要通風機及配套電機。 驗算，（ 396*6+378*4+494*4+539*3） /300=25 年，符合要求。井田東西走向長為 公里，南北傾斜寬約為 公里，煤層傾角平均為 15 度，煤厚平均 米。包括：中央分列與兩翼對角混合式、中央并列與中央分列混合式等。 圖 中央并列式通風方式 方案二：中央邊界式 進風井位于井田走向中央，回風井位于井田淺部邊界走向的中央，如圖 。 回采巷道布置 工作面回采巷道采用單巷布置；兩 平巷 設計均為矩形斷面， 斷面 采用沿空掘巷施工 。根據(jù)工作面的關鍵參數(shù)， 選用 MXA300/ 型雙滾筒采煤，平均 采高。依次類推。 首采帶區(qū)工作面長度取 215m，區(qū)段上平巷為 ，下平巷寬度為 ，區(qū)段小煤柱寬度約 8m。 凈提升時間為 14 小時。 井內(nèi)的氣象參數(shù)按表 所列的平均值選取。 為了 均衡礦井初期和后期的生產(chǎn)運輸 量，縮短通風網(wǎng)路，決定將井筒的位置設于 井田中央的位置，采用立井開拓方式開鑿二個立井，即主井、副井。單水平開采本設計的開采水平設在井田中央的－ 550 米，集中大巷布置在－ 550m 水平開采范圍 250～－ 850m。礦井為低瓦斯礦井，瓦斯絕對涌出 ，相對涌出量 。 《礦井通風與安全》課程設計 4 （一）礦井基本概況 平煤八礦 井田范圍 第一水平垂深 550 米。 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?！兜V井通風與安全》課程設計 1 礦井通風設計 學 院： 能源學院 專業(yè)班級： 采礦 111 班 姓 名： 高超 學 號： 3111020xx104 指導老師： 杜峰 《礦井通風與安全》課程設計 2 目錄 前言 （一）、礦井概況 （二）、擬定礦井通風系統(tǒng) （三）、礦井總風量計算與分配 礦井需風量計算原則 礦井需風量計算方法 礦井總風量的分配 （四）、礦井通風總阻力計算 礦井通風總阻力計算的原則 礦井通風總阻力的計算方法 繪制礦井通風網(wǎng)絡圖 （五）、選擇礦井通風設備 選擇礦井通風設備的要求 主要通風機的選擇 《礦井通風與安全》課程設計 3 前言 《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。 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。井田東西走向長為 公里，南北傾斜寬約為 公里，煤層傾角平均為 150，煤厚平均 米，井田面積約為 平方公里。礦開采煤層屬于自燃發(fā)火煤層，各煤層均具有自燃發(fā)火危險性，自燃發(fā)火期為 1～ 3 個月。 工業(yè)場地的位置選擇在主、副井井口附近，即井田中 下 部。 設計主要開拓大巷均布置于煤層底板巖層中，錨噴支護，考慮通風要求，適當加大斷面。 表 空氣平均密度一覽表 季節(jié) 地點 進風井筒（ kg/m3） 出風井筒（ kg/m3） 冬 夏 井田境界與儲量 礦井地質(zhì)資源量： 戊 9－ 10 煤 （ Mt） ， 礦井工業(yè)儲量 （ Mt）， 礦井可采儲量 （ Mt），本礦井設計生產(chǎn)能力為 120 萬 t/年 。 井下同時工作的最多人數(shù)為 300人。根據(jù)八礦現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)，工作面平均氣溫為 22℃。按照區(qū)段的順序進行開采，開采順序如下：一采區(qū)→三采區(qū)→五采區(qū)→二采區(qū)→四采區(qū)→六采區(qū)。前刮板輸送機采用 SGZ830/630，后刮板輸送機采用 SGZ－ 764/500。 采用 1000 mm 寬 的 膠帶輸送機運煤 ； 無極繩 絞車斜巷運料、運設備；輔助運輸巷鋪設軌道，通過設備車輛。 圖 中央邊界式通風方式 方案三：兩翼對角式 進風井位于井田的中央，回風井設在井田兩翼的上部邊界，如圖 。 圖 混合式通風方式 礦井通風方式的選擇 下面對這幾種通風方式的特點及優(yōu)缺點適用條件列表比較，見表 . 表 通風方式比較 通風方式 優(yōu)點 缺點 適用條件 中央并列式 初期投資較少，工業(yè)場地布置集中，管理方便，工業(yè)場地保護煤柱少，構成礦井通風系統(tǒng)的時間短 風路較長，風阻較大，采空區(qū)漏風較大 煤層傾角大，埋藏深，但走向長度并不大，而且瓦斯、自然發(fā)火都不嚴重 中央邊界式 通風阻力較小，內(nèi)部漏風小，增加一個安全出口，工業(yè)廣場沒有主要通風機的噪音影響，從回風系統(tǒng)鋪設防塵灑水管路系統(tǒng)比較方便。綜合考慮各種通風方式的優(yōu)缺點，結合本礦井煤層的實際情況，對比各種通風方式的適應條件，初步判斷：中央邊界式和兩翼對角式相對于中央并列式、分區(qū)對角式、混合式通風有明顯的技術優(yōu)勢，能滿足該礦井的實際生產(chǎn)需要。 經(jīng)濟比較 中央邊界式和兩翼對角式的經(jīng)濟比較主要從巷道開拓費用、巷道維護費用及通風設施購置費用等方面考慮。一套工作，一套備用，則共需要設備費用100 2=200 萬元。風機房、風硐、擴散器、防爆門、反風設施等通風設施的土 建費按 50 萬元計算，則建一風機房需要 380 萬元。 《礦井通風與安全》課程設計 13 機械通風 利用通風機運轉(zhuǎn)產(chǎn)生通風動力使空氣在井下巷道內(nèi)流動的通風方法叫做機械通風。 我國《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，礦井必須采用機械通風。 3 采區(qū)通風 采區(qū)上山通風系統(tǒng)確定 一個采區(qū)布置兩條上山時，可用軌道上山進風、輸送機上山回風；也可用輸送機上山進《礦井通風與安全》課程設計 14 風、軌道上山回風。雖然軌道上山進風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)目較多但軌道上山進風不易引起煤塵飛揚，不易引起瓦斯積聚，進風流風流質(zhì)量好，煤塵、瓦斯?jié)舛鹊?，風流溫度低，有利于工作面的安全衛(wèi)生條件。按工作面進、回風巷的數(shù)量和位置，可分為 U 型、 Y 型、 E 型、 W 型、 Z 型等通風方式，其中 U 型應用最為普遍。 《礦井通風與安全》課程設計 15 Y型 (1)采空區(qū)的瓦斯，通過巷旁支護流入回風平巷，較好地解 決了回采工作面上隅角的瓦斯超限之患； (2)工作面上、下端均處于進風流中，改善了作業(yè)環(huán)境； (3)實行沿空留巷，可提高采區(qū)回收率。 W型 (1)減少了巷道的開掘和維護費用。 《礦井通風與安全》課程設計 16 中應用較廣。 僅適用于低瓦斯礦井。 這些通風方式是在實踐中不斷發(fā)展、豐富起來的。 雖然煤炭自然威脅較大，上隅角瓦斯?jié)舛雀?，但根?jù)八礦現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)，工作面平均氣溫為 22℃，且低瓦斯，所以煤炭自然和瓦斯?jié)舛冗_到爆炸點的可能性不大。 所以，該礦井采用 U 型后退式通風方式。 (3) 工作面發(fā)生火災時，采用上行風在起火地點發(fā)生瓦斯爆炸的可能性比下行風要小些。 (3) 采用上行鳳時，進風風流流經(jīng)的路線較長，且上行風比下行風工作面的氣溫要高些。 (3) 下行風流方向與瓦斯自然流向相反，不易出現(xiàn)瓦斯分層流動和局部積聚的現(xiàn)象。 綜上所述，上行通風和下行通風各有利弊，盡管一般認為上行通風稍優(yōu)于下行通風，但國內(nèi)外有此礦井為了降低工作面溫度減少工作面的瓦斯和煤塵濃度，采用下行通風也取得了較好的效果。出于掘進面通風必須做到風質(zhì)好，風量穩(wěn)定等多方面的考慮。具體布置示意圖如圖 。壓入式局部通風機可隨工作面的推進及時向前移動，與工作面距離保持在 4050 米左右。而壓入式通風時，局部通風機安設在新鮮風流中，通過局部通風機的為新鮮風流，故安全性高。 （ 4）抽出式通風只能使用剛性風筒或帶剛性圈的柔性風筒，壓入式通風可以使用柔性風筒。 （ 2）按該用風地點同時工作的最多人數(shù)計算，每人每分鐘供給風量不得少于 4 m3。,； L— 從工作面至炮煙濃度稀釋至安全濃度的距離，可用下式計算： L=400A/S，則 L=400 (備注： 此處的支護方式對巷道的開掘面積的影響較小，故此處開掘巷道凈斷面積取16m2) t— 掘進巷道的通風時間，一般取 2030min,取 20min。/min 按人數(shù)計算 按每人每分鐘所需風量和掘進工作面的最多人數(shù)計算工作面所需風量。 AQb ??25 （ 44） 式中： 25— 使用 一克炸藥的供風量， m3/min； A— 該掘進工作面一次爆破所使用的最大炸藥量，取 。 （ 2）按照《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定巖巷掘進工作面的風量滿足： min9 3m in mSQ ? m in24 0 3m a x mSQ ? 式中 S 為巖巷掘進巷道斷面積， m2； 3168 minbQm?《礦井通風與安全》課程設計 23 按照以上方法 4（式中 S 取代為 18m2）可以計算出巖巷掘進最大需風量為，滿足要求。 表 柔性風筒百米漏風率 p 風筒接頭類型 風筒 100m 漏風率 p/% 膠接 多反邊 多層反邊 3m i n 9 1 5 .4 3 1 3 8 .8 7 m i nQm? ? ?3m a x 2 4 0 1 5 . 4 3 3 7 0 3 . 2 m i n? ? ?011 10000fQ pLQ? ???《礦井通風與安全》課程設計 24 插接 帶入數(shù)據(jù)，則柔性風筒的漏風風量備用系數(shù)為：Φ = 2）局部通風機選型 （ 1）局部通風機工作風量 Qa： ka ?? （ 4— 6） 式中： ψ — 風筒的漏風風量備用系數(shù)，根據(jù)上面的計算取 ； Qk— 掘進工作面所需風量， m3/min。本設計根據(jù)局部通風機工作風量 Qa 和工作全風壓 Ht選取 YBT11型軸流式風機，其工作參數(shù)見表 。 保證局部通風機的安全運轉(zhuǎn) （ 1）局部通風機必須有專人負責管理，局部通風機和啟動裝置必須裝在進風道中，距回風口不小于 10m，局部通風機吸收風量必須小于全風壓供給該處的風量，以免發(fā)生循環(huán)風。 局部通風機的管理工作 主要是保證局部通風機安全正常運轉(zhuǎn)，減少漏風，降低風筒阻力，提高工作面的有效風量，加強局部通風機管理及檢查。 按井下同時工作的最多人數(shù)計算 井下工作人員呼吸所需風量： 式中： N— 井下同時工作的最多人數(shù)； 4 tQ N K? ? ?《礦井通風與安全》課程設計 26 — 礦井通風系數(shù)，一般可取 — 本礦井井下同時作業(yè)的最多人數(shù)為 400 人，礦井通風系數(shù)取 則： Q=4 400 =1920m3/min 按采煤、掘進、硐室及其他地點實際需風量 采煤、掘進、硐室及其他地點實際需風量的總和 ： （ 51） 式中： — 采煤工作面和備用工作面實際需要風量的總和，； — 掘進工作面實際需要風量的總和，； — 硐室實際需要風量的總和，； — 除了采煤、掘進和硐室地點外其他需要通風地點風量總和。 表 采煤工作面空氣溫度與風速對應表 工作面溫度 /℃ 18 18~20 20~23 23~26 26~28 28~30 工作面風速 /m 按最低風速 ： Qai=15* =， m3/min 按最高風速 4m/s： Qai=240* =， m3/min 在風速驗算范圍內(nèi)對以上風量進行比較取最大值，最終 綜采工作面 風量為 m3/min，滿足要求。 （ 2） 絞車房 : 80 m3/min。 表 礦井通風系數(shù)表 通風方式 Kt 取值 中央并列式 ~ 中央分列式或混合式 ~ 對角式或分區(qū)式通風 ~ 綜上所述， 按采煤、掘進、硐室及其他地點實際需風量 的總和計算得 礦井所需風量總和為： Q＝ (∑ Qai+∑ Qbi+∑ Qci+∑ Qdi) Kwz， m3/min 式中 : ∑ Qai—— 各回采工作面和備用工作面所需風量之和， m3/min ； ∑ Qbi—— 各掘進工作面所需風量之和； ∑ Qci—— 各峒室所需風量之和； ∑ Qdi—— 除上述各用風地點外，其它巷道所需風量之和； Kwz—— 礦井風量備用系數(shù)，包 括礦井內(nèi)部漏風和配風不均勻等因素影響，礦井通風方式有關，一般可取 ～ 。 根據(jù)實際需要由里向外的原則配風，先定井下采掘工作面、火藥庫