【正文】 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)立通風(fēng)的煤層平巷掘進(jìn)頭和一個(gè)巖石下山掘進(jìn)頭。并且另普采和綜采面相互交替的順序，保證同一采區(qū)能夠同時(shí)向下推進(jìn)。 礦井通風(fēng)系統(tǒng)是礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的主要組成部風(fēng)，它包含礦井通風(fēng)方式、通風(fēng)方法和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。其中有中央分列式與對(duì)角式混合，中央并列與對(duì)角混合，以及中央并列式與中央分列混合 混合式是前幾種的發(fā)展，適用于 ： 1． 礦井走向距離很長(zhǎng)以及老礦井的擴(kuò)建和深部開采； 2． 多煤層多井筒的礦井。另外礦井走向長(zhǎng)，多煤層開采，高溫礦井，亦有采用此方式 對(duì)有瓦斯噴出或有煤與瓦斯突出的礦井應(yīng)采用分區(qū)通風(fēng)系統(tǒng) 除適用于上述條件外，還適用于高瓦斯礦井和具備一定條件的大型礦井 礦井通風(fēng) 學(xué) 課設(shè)計(jì) 5 通風(fēng)方式選擇 在該礦中，由于井田長(zhǎng)度為 5km，明顯超出了 4km，所以如果使用中央式，就一定會(huì)造成回風(fēng)巷道太長(zhǎng)，阻力增大，掘進(jìn)專用通風(fēng)巷道長(zhǎng)等缺 礦井通風(fēng) 學(xué) 課設(shè)計(jì) 6 點(diǎn)，和采用兩翼對(duì)角式相比要多開掘 2500m 的階段回風(fēng)大巷 ，而如果采用兩翼對(duì)角的方式，將回風(fēng)井布置在兩翼的運(yùn)輸上山的上邊界處，并用回風(fēng)石 門連通運(yùn)輸上山和回風(fēng)井。從這方面考慮才 用第二中通風(fēng)方案會(huì)比第一種通風(fēng)方案要好。比較可見采用方案一可以減少井巷工程。 通風(fēng)方法一般根據(jù)煤層瓦斯含量高低，煤層埋藏深度和賦存狀態(tài)，沖擊層厚度，煤層自然發(fā)火性，小窯塌陷漏風(fēng)情況、地形條件，以及開拓方式等綜合考慮確定?？偦仫L(fēng)巷 無(wú)法連通或維護(hù)困難的條件下 優(yōu)缺點(diǎn)： 1． 壓入式的優(yōu)缺點(diǎn)與抽出式相反，能用一部分回風(fēng)把小窯塌陷區(qū)的有害氣體壓到地面； 2． 進(jìn)風(fēng)線路漏風(fēng)大，管理困難； 3． 風(fēng)阻大、風(fēng)量調(diào)節(jié)困難； 4． 由第一水平的壓入式過(guò)渡到深部水平的抽出式有一定困難； 5． 通風(fēng)機(jī)使井下風(fēng)流處于正壓狀態(tài)，當(dāng)通風(fēng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，風(fēng)流壓力降低，又可能使采空區(qū)瓦斯涌出量增加。由于礦井開采方式和采區(qū)巷道布置不同，通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)連接方式也就不一樣。只設(shè)兩條上山時(shí)，一條進(jìn)風(fēng)，另一條回風(fēng)。故下部車場(chǎng)繞道中不設(shè)風(fēng)門。運(yùn)輸上山的中部、上部與回風(fēng)巷或回風(fēng)上山連接的巷道中均設(shè)置風(fēng)門或風(fēng)墻。 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，易于引起煤塵飛揚(yáng)，運(yùn)輸煤炭釋放大量瓦斯，可使進(jìn)風(fēng)流的煤塵和瓦斯?jié)舛仍龃?，影響工作面的安全衛(wèi)生條件；輸送機(jī)設(shè)備所散發(fā)的熱量，使風(fēng)流溫度增高。 采煤工作面通風(fēng)系統(tǒng)要求 （ 1）回采工作面要獨(dú)立通風(fēng)。應(yīng)盡量減小回采工作面的內(nèi)部及外部漏風(fēng)，特別應(yīng)避免從外部向回采工作面的漏風(fēng)。 《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，煤層傾角大于 12o工作面都要采用上行通風(fēng)。 在煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出危險(xiǎn)的、傾角大于 12o的煤層中，嚴(yán)禁回采工作面采用下行通風(fēng)。 （ 2）按進(jìn)、回風(fēng)巷數(shù)目分類，見表 3— 2 表 3— 2 工作面通風(fēng)方式 通風(fēng)方式 適應(yīng)條件及優(yōu)缺點(diǎn) U型通風(fēng)方后退式 一進(jìn)一回，在我國(guó)使用比較普遍，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，巷道維修量小，工作面漏風(fēng)小，風(fēng)流穩(wěn)定，易于管理，但上隅角瓦斯容 易超限，工作面進(jìn)、回風(fēng)巷要提前掘進(jìn)。這種通風(fēng)系統(tǒng)適用于推進(jìn)距離，低瓦斯，自燃傾向性弱的煤層 Y型通風(fēng)方式 兩進(jìn)一回，在回采工作面的上、下端各設(shè)一條進(jìn)風(fēng)巷道，另外在采空區(qū)一側(cè)設(shè)回風(fēng)道。但是容易引起工作面上隅角瓦斯超限。 E 型巷道要開采三條通風(fēng)巷道，這樣開采是合理的，但是和 U 型后退式相比需要多開采一條巷道，所以在該礦井的通風(fēng)設(shè)計(jì)中選用 U 型后退式。在一號(hào)和四號(hào)工作面布置綜采工作面，在二號(hào)和三號(hào)工作面布置高檔普采工作面，將高檔普采備采工作面布置在東翼采區(qū)，為了使風(fēng)量早分開減少通風(fēng)阻力將憊采工作面布置在靠近主要運(yùn)輸大巷的位置，這樣也方 便 礦井通風(fēng) 學(xué) 課設(shè)計(jì) 12 開采上水平的煤，減少了突水，礦壓等難題。 因?yàn)榫峦瑫r(shí)作業(yè)的最多人數(shù)為 700 人，并且取 ? ，代入上式可以得到： 34 700 3500( / m i n)Qm? ? ? ?。 , / m i nnna a i a iiiQ Q Q m?????? （ 4— 4） 式中： aiQ —— 第 i 個(gè)采煤工作面實(shí)際需要的風(fēng)量， 3/minm ； 39。備用工作面亦應(yīng)滿足瓦斯、二氧化碳、氣溫和風(fēng)速等規(guī)定計(jì)算風(fēng)量，且不得低于其采煤時(shí)的實(shí)際需要風(fēng)量的 50%。 表 4— 1 工作面溫度和風(fēng)速關(guān)系 工作面空氣溫度， oC 工作面風(fēng)速 ,/aiV ms 15 ~ 15~18 ~ 18~20 ~ 20~23 ~ 23~26 ~ 26~28 ~ 長(zhǎng)臂工作面實(shí)際需要風(fēng)量（ aiQ ），按下式計(jì)算： 36 0 , / m ina i a i a iQ V S m? ? ? （ 4— 7） 式中： aiV — 第 i 個(gè)工作面風(fēng)速， m/s； aiS — 第 i 個(gè)采煤工作面的平均斷面積， 2m 。 考慮工作面漏風(fēng)問(wèn)題，取漏風(fēng)備用系數(shù)為 。 6 0 % 9 5 8 . 8 0 . 6 5 7 5 . 2 8 (m / m i n )aa ? ? ? ? ? 考慮漏風(fēng)情況，要求工作面上下 順槽內(nèi)通過(guò)的風(fēng)量為： / minm ； 對(duì)于東翼采區(qū)： 33 4 139。上下順槽工作面的斷面面積為 ，所以平均每天掘進(jìn)采煤為 396m ，煤 的密度取 ，掘進(jìn)不均衡系數(shù)取 ，所以工作面瓦斯涌出量可以計(jì)算為： 3i 1 . 2 5 1 . 3 9 6 6 . 6= = 0 . 7 1 5 m / m in2 4 6 0bq ? ? ?? 。 B．按風(fēng)速驗(yàn)算 計(jì)算的風(fēng)量要滿足巷道內(nèi)風(fēng)速的要求，按最低，最高風(fēng)速驗(yàn)算，各個(gè)煤巷或半煤巖巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量要滿足： 15 24 0bi bi biS Q S?? ， （ 4— 13） 即要求： 144 2304biQ?? ，可見按照瓦斯涌出量計(jì)算的風(fēng)量不滿足巷道內(nèi)最低風(fēng)速的要求，所以取掘進(jìn)頭的風(fēng)量為 3145 /minm 。 （ 3）硐室實(shí)際需要風(fēng)量計(jì)算 A．按照經(jīng)驗(yàn)，采區(qū)絞車房風(fēng)量取 370 /minm ，變電所風(fēng)量取 375 /minm 。由通風(fēng)容易時(shí)期的通風(fēng)平面圖和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖，可以知道通風(fēng)阻力最大的風(fēng)流路線為 ： 新風(fēng)路線：進(jìn)風(fēng)井（副井）→井底車場(chǎng)→主要石門→主要運(yùn)輸大巷→軌道上山→區(qū)段平石門→區(qū)段運(yùn)輸平巷→工作面 污風(fēng)路線：工作面→區(qū)段回風(fēng)平巷→回風(fēng)石門→回風(fēng)井 先求東翼通風(fēng)容易時(shí)期的最大通風(fēng)阻力，當(dāng)按照風(fēng)流過(guò)綜采工作面時(shí)，一一計(jì)算風(fēng)阻如表 4— 2，按照風(fēng)流過(guò)高檔普采工作面時(shí)，一一計(jì)算風(fēng)阻如表 4— 3： 表 4— 2 東翼通風(fēng)容易時(shí)期過(guò)綜采工作面風(fēng)阻計(jì)算風(fēng)阻計(jì)算 編號(hào) 井巷名稱 410?? 長(zhǎng)度（ m） 斷面（ m2） 周長(zhǎng)（ m） 風(fēng)量 (m3/s) 阻力 （ Pa） 1 副井井 筒 530 2 井底車場(chǎng)及主石門 90 200 3 井底運(yùn)輸大巷 90 1250 4 采區(qū)下部車場(chǎng) 90 50 5 軌道 上山 車場(chǎng)到準(zhǔn)備采區(qū) 140 15 準(zhǔn)備采取到掘進(jìn)巷 140 645 掘進(jìn)巷到采區(qū) 140 15 5 6 區(qū)段平石門 95 245 礦井通風(fēng) 學(xué) 課設(shè)計(jì) 18 5 7 綜采區(qū)段進(jìn)風(fēng)平巷 260 1240 8 液壓支架工作面 330 150 9 綜采區(qū)段回風(fēng)平巷 170 1240 10 采區(qū)回風(fēng)石門 95 325 11 風(fēng)井 35 315 通風(fēng)阻力總計(jì) 表 4— 3 東翼通風(fēng)容易時(shí)期過(guò)普采工作面風(fēng)阻計(jì)算風(fēng)阻計(jì)算 編號(hào) 井巷名稱 410?? 長(zhǎng)度（ m） 斷面（ m2） 周長(zhǎng)（ m） 風(fēng)量 (m3/s) 阻力 （ Pa） 1 副井井筒 530 2 井底車場(chǎng)及主石門 90 200 3 井底運(yùn)輸大巷 90 1250 4 采區(qū)下部車場(chǎng) 90 50 5 軌道 上山 車場(chǎng)到準(zhǔn)備采區(qū) 140 15 準(zhǔn)備采區(qū)到掘進(jìn)巷 140 645 掘進(jìn)巷到采區(qū) 140 15 6 區(qū)段平石門 95 245 7 普采區(qū)段進(jìn)風(fēng)平巷 260 1240 8 單體液壓支柱工作面 450 150 9 普采區(qū)段回風(fēng)平巷 170 1240 10 采區(qū)回風(fēng)石門 95 325 11 風(fēng)井 35 315 礦井通風(fēng) 學(xué) 課設(shè)計(jì) 19 通風(fēng)阻力總計(jì) 由表 4— 2 和標(biāo) 4— 3 可以知道，容易時(shí)期東翼通風(fēng)阻力最大為過(guò)綜采工作面的阻力，為： 。 在開采 2k 煤層時(shí)，當(dāng)下山開采第一水平快要開采結(jié)束的時(shí)候是最困難的時(shí)期。計(jì)算的結(jié)果如下： 綜采工作面需風(fēng)量： m in/6 2 2 4 1 31 mQ a ? ，由于由于存在漏風(fēng)等因素，備用系數(shù)取 所以在工作面的上下順槽內(nèi)，風(fēng)量計(jì)算為 min/142 7. 87 3m 。 因?yàn)樵陂_采下部煤層時(shí)，風(fēng)量增加都是很好的，并且主要是在綜采工作面上由差別，為了使東西兩翼的風(fēng)量盡量平衡，巖巷掘進(jìn)布置在西翼 采區(qū)。其結(jié)果見表 4— 7： 表 4— 7 東西兩翼不同時(shí)期風(fēng)量風(fēng)壓關(guān)系 東翼采區(qū) 西翼采區(qū) 風(fēng)量sm/3 風(fēng)壓aP 風(fēng)阻 82/mNs 等積孔 2m 風(fēng)量sm/3 風(fēng)壓aP 風(fēng)阻82/mNs 等積孔 （ 2m ） 通風(fēng)容易時(shí)期 34 69 8 29 56 6 通風(fēng)困難時(shí)期 17 6 6 98 7 2 礦井等積孔和通風(fēng)難易程度的關(guān)系見表 4— 8： 表 4— 8 等積孔和通風(fēng)難易的關(guān)系 等積孔大小 ( 2m ) 通風(fēng)阻力等級(jí) 通 風(fēng)難易程度 礦井通風(fēng) 學(xué) 課設(shè)計(jì) 24 1? 大阻力礦井 困難 2~1 中阻力礦 中等 2? 小阻力礦 容易 可見在通風(fēng)容易時(shí)期，東翼為小阻力空，通風(fēng)比較容易，而西翼采區(qū)為中阻力空，通風(fēng)難易程度中等；在通風(fēng)困難時(shí)期，東西兩翼都為中阻力空，通風(fēng)難以程度中等。自然風(fēng)壓和主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓相同時(shí)，則輔助主要通風(fēng)機(jī)工作；當(dāng)自然風(fēng)壓和主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓相反時(shí)，則阻礙主要通風(fēng)機(jī)通風(fēng)工作。在選擇主要通風(fēng)機(jī)的時(shí)候，在通風(fēng)容易時(shí)期要考減去自然風(fēng)壓的輔助作用，在通風(fēng)困難時(shí)期要加上自然風(fēng)壓的阻礙作用。因此，可將主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓、功率和效率變化而變化的關(guān)系，分別用曲線表示出來(lái)，即成為主要通風(fēng)機(jī)的個(gè)體特性曲線。工況點(diǎn)的坐標(biāo)值就是該主要通風(fēng)機(jī)實(shí)際產(chǎn)生的靜壓和風(fēng)量。 下限：通風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，不得低于 。二級(jí)葉輪為 45176。 困難時(shí)期工況點(diǎn)為： 2780 aP ，風(fēng)量為 77 3/ms，葉片角度為 35 o ，效率為 。有效功率與輸入功率之比，叫風(fēng)機(jī)效率，用 ? 表示。 初期電機(jī)功率為： m i n 1 2 7 . 8 3 0 1 . 5 1 . 1 5 / ( 0 . 9 2 0 . 9 5 ) 2 5 8 . 3 ( )eN k W? ? ? ? ? 后期電機(jī)功率為： 3 0 1 .5 1 .1 5 /( 0 .9 2 0 .9 5 ) 3 9 6 .7 ( )eN k W? ? ? ? 根據(jù)周圍的工作環(huán)境，通風(fēng)機(jī)一般選用開啟 式或防護(hù)式電動(dòng)機(jī)。 重復(fù)以上方法選定西翼電機(jī)： 通風(fēng)容易時(shí)期通風(fēng)所需要輸入的功率為： m in 57 12 50 ( 10 00 0. 63 ) 11 3. 09 ( )N k W? ? ? ? 通風(fēng)困難時(shí)期通風(fēng)所需要輸入的功率為： m a x 6 6 2 4 4 0 .0 3 ( 1 0 0 0 0 .7 1 ) 2 2 6 .8 ( )N k W? ? ? ? 由于 min ? ，所以要選用兩臺(tái)電機(jī)。 ２通風(fēng)設(shè)備的自動(dòng)監(jiān) 控系統(tǒng)完備。進(jìn)行反風(fēng)是井下發(fā)生火災(zāi)、爆炸事故時(shí)防止災(zāi)害擴(kuò)大的重要設(shè)施，主要通風(fēng)機(jī)必須安裝反風(fēng)設(shè)施， 并能在 10min 內(nèi)改變巷道內(nèi)風(fēng)流方向且風(fēng)量不小于正常值的 40％。 風(fēng)附屬裝置及其安全技術(shù) 為了保證主扇運(yùn)轉(zhuǎn)的安全可靠，除扇風(fēng)機(jī)機(jī)體外，仍需設(shè)置一系列附屬裝置，如反風(fēng)裝置、防爆門、風(fēng)硐和擴(kuò)散器等。本設(shè)計(jì)選取 2K58 型軸流風(fēng)機(jī)，這種風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)后的風(fēng)量可以達(dá)到正常時(shí)期風(fēng)量的 40%，故不須設(shè)置反風(fēng)裝置進(jìn) 行反風(fēng)。如圖 81 所示 礦井通風(fēng) 學(xué) 課設(shè)計(jì) 32 圖 81 立井井口防爆蓋示意圖 1防爆井蓋； 2密封液槽； 3滑輪； 4平衡重錘； 5壓腳； 6風(fēng)硐 本設(shè)計(jì)選用由圓錐形內(nèi)筒和外筒構(gòu)成的環(huán)狀擴(kuò)散器，它可以將風(fēng)機(jī)出口的大部分速壓轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓，以減少風(fēng)機(jī)出風(fēng)口的速壓損失，提高風(fēng)機(jī)