【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 握甲烷、火的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律，較為有利。由于巷道均維護(hù)在煤體重， 礦井通風(fēng) 學(xué) 課設(shè)計(jì) 11 式 因而巷道的漏風(fēng)率減少，適用于低瓦斯礦井 前進(jìn)式 一進(jìn)一回，可緩和采，掘緊張關(guān)系，采空區(qū)瓦斯不涌向工作面，而涌向回風(fēng)順曹。其缺點(diǎn)是：采空區(qū)漏風(fēng)不易管理，且需沿空護(hù)巷。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。優(yōu)點(diǎn)為：可以很好的解決工作面上隅角瓦斯超限問(wèn)題，改善了工作環(huán)境， 提高回收率。 E型通風(fēng)方式 兩進(jìn)一回，下兩天為進(jìn)風(fēng)巷，上面為回風(fēng)巷。優(yōu)點(diǎn)：使下回風(fēng)平巷和下部工作面回風(fēng)速度降低，抑制煤塵飛揚(yáng)，降低采空區(qū)溫度。但是容易引起工作面上隅角瓦斯超限。 W型通風(fēng)方式 兩進(jìn)一回，或一進(jìn)兩回。優(yōu)點(diǎn)：相鄰工作面公用一個(gè)進(jìn)或回風(fēng)巷，減少了巷道的開(kāi)掘和維護(hù)，漏風(fēng)少，利于防火，在近水平煤層的綜采工作面中應(yīng)用較廣。 Z型通風(fēng)方式 一進(jìn)一回，前期掘進(jìn)巷道工程量小，風(fēng)流比較穩(wěn)定，采空區(qū)漏風(fēng)介于U型后退和 U型前進(jìn)式之間，但需要沿空護(hù)巷和控制經(jīng)過(guò)踩空區(qū)的漏風(fēng)，其難度較大 采煤工作面通風(fēng) 系統(tǒng)選定 由于該礦井要求東西兩翼各布置兩個(gè)工作面，所以在上下山的一側(cè)開(kāi)采一個(gè)區(qū)段，沒(méi)有兩個(gè)臨近工作面同時(shí)開(kāi)采的條件，所以不使用 W 型通風(fēng)方式； Y 型和 E 型有巷道在采空區(qū)，這樣給巷道的維護(hù)帶來(lái)困難，此礦為低瓦斯礦井所以不必要使用這樣方式來(lái)防止上隅角瓦斯超限，所以可以不使用這兩種通風(fēng)方式，同樣也不使用 U 型前進(jìn)式通風(fēng)方式。 E 型巷道要開(kāi)采三條通風(fēng)巷道，這樣開(kāi)采是合理的，但是和 U 型后退式相比需要多開(kāi)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。 礦井總風(fēng)量即井下各工作地點(diǎn)的有效風(fēng)量與各條風(fēng)路上的漏 風(fēng)之總和。 按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，設(shè)計(jì)礦井的風(fēng)量應(yīng)由?。▍^(qū)）煤炭局確定，且需依照礦井整個(gè)服務(wù)年限內(nèi)各個(gè)時(shí)期的通風(fēng)要求分水平進(jìn)行計(jì)算，以保證合理通風(fēng)。 由于在 k1煤層開(kāi)采時(shí)的速度較在 k2時(shí)開(kāi)采的慢，所以在 k1煤層開(kāi)采上水平煤，當(dāng)工作面快要采掘結(jié)束的時(shí)為通風(fēng)最容易時(shí)期，此時(shí)通風(fēng)線路較短。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(kāi)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(kāi)采上水平的煤，減少了突水，礦壓等難題。同時(shí)將炸藥庫(kù)和變電室也布置在靠近主要運(yùn)輸大巷的位置，這樣就新風(fēng)在進(jìn)入軌道上山后就可以馬上風(fēng)流，減少在軌道上山的阻力。在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，掘進(jìn)頭緊隨開(kāi)采工作面，為下一工作面作準(zhǔn)備，如圖 4— 1 所示 圖 4— 1 通風(fēng)最容易時(shí)期平面圖 生產(chǎn)礦井總風(fēng)量按下列要求分別計(jì)算，并取其中最大值。 按井下同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算 34 / m i nttK Q N K m? ? ? ? （ 4— 1） 式中： N —— 井下同時(shí)工作的最多人數(shù)，人； tK —— 礦井通風(fēng)系數(shù)，包括礦井內(nèi)部漏風(fēng)和配風(fēng)不均勻等因素，一般可取 ~ ? 。 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? ? ? ?。 （ 4— 2） 兩個(gè)回風(fēng)井的風(fēng)量總和不應(yīng)小于 3500 3/minm 。 備采工作面 礦井通風(fēng) 學(xué) 課設(shè)計(jì) 13 實(shí)際需要風(fēng)量的總和計(jì)算 ()a b c d tQ Q Q Q Q K? ? ? ? ?? ? ? ? 3/minm （ 4— 3） 式中： aQ? —— 采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量的總和， 3/minm ； bQ? —— 掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量的總和， 3/minm ； cQ? —— 硐室實(shí)際需要風(fēng)量的總和， 3/minm ； dQ? —— 除了采煤、掘進(jìn)和硐室地點(diǎn)外其他需要通風(fēng)地點(diǎn)風(fēng)量總和， 3/minm 。 (1) 采煤實(shí)際需要風(fēng)量，應(yīng)按礦井各個(gè)采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量的總和計(jì)算： 311 39。 , / 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。aiQ —— 第 i 個(gè)備用采煤工作面實(shí)際需要的風(fēng)量， 3/minm 。 各個(gè)采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量，應(yīng)按瓦斯，二氧化碳涌出量，爆破后的有毒有害氣體產(chǎn)生量、工作面的氣溫和風(fēng)速以及人數(shù)因素分別進(jìn)行計(jì)算后，采取其中最大值 。 采煤工作面有串聯(lián)通風(fēng)時(shí)，應(yīng)按其中一個(gè)采煤工作面實(shí)際需要的最大風(fēng)量計(jì)算。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%。 A． 按瓦斯?jié)舛扔砍隽坑?jì)算： 31 0 0 , / m i na i a i a iQ q K m? ? ? （ 4— 5） 式中： aiq —— 第 i 個(gè)采煤工作面的瓦斯絕對(duì)涌出量， 3/minm ； aiK —— 第 i 個(gè)采煤工作面瓦斯涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)，它是各個(gè)采煤工作面瓦斯絕對(duì)涌出量的最大值與其平均值之比，須在各個(gè)工作面正常生產(chǎn)條件下，至少進(jìn)行 5 晝夜的觀測(cè)，測(cè)出 5 個(gè)比值，取其最大值。通常機(jī)采工作面可取 ~ ? ；炮采工作面可取 ~12aiK ? 。 一號(hào)綜采工作面其按照瓦斯?jié)舛扔砍隽康挠?jì)算為： 31 1 0 0 7 . 4 2 5 1 . 4 1 0 3 9 . 5 ( / m i n )aQm? ? ? ? （ 4— 6） B．按照工作面溫度計(jì)算： 礦井通風(fēng) 學(xué) 課設(shè)計(jì) 14 采煤工作面應(yīng)有良好的勞動(dòng)氣象條件，其溫度和風(fēng)速應(yīng)符合表 4— 1。 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 。 對(duì)于一號(hào)采煤工作面，取溫度為 25oC ，則風(fēng)速為 ，采煤面面積為 2m ，代入上式可得： 31 6 0 1 . 7 7 . 8 7 9 5 . 6 ( / m i n )aQm? ? ? ? （ 4— 8） C．按照人數(shù)計(jì)算實(shí)際需要風(fēng)量（ aiQ ）： 34 / m inai iQ N m? （ 4— 9） 式中 : iN — 第 i 格采煤工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，人 對(duì)于一號(hào)綜采工作面，同時(shí)作業(yè)最多人數(shù)為 40 人，代入上式得： 31 4 4 0 1 6 0 ( / m i n )aQm? ? ? 按照以上三種計(jì)算風(fēng)量的方法，選擇計(jì)算的最大風(fēng)量，所以一號(hào)工作面的風(fēng)量為： / minm D．按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算： 按最低風(fēng)速驗(yàn)算，各個(gè)采煤工作面的最低風(fēng)量（ aiQ ）： 31 5 , / m inai aiQ S m? （ 4— 10） 式中： aiS — 第 i 格采煤工作，的平均斷面積， 2m 。 礦井通風(fēng) 學(xué) 課設(shè)計(jì) 15 按最高風(fēng)速驗(yàn)算，各個(gè)采煤工作面的最低風(fēng)量（ aiQ ）： 32 4 0 , / m inai aiQ S m? （ 4— 11） 一號(hào)工作面的面積為 2m ，代入上式 33111 5 1 5 7 . 8 1 1 7 ( / m i n ) , 2 4 0 2 4 0 7 . 8 1 8 7 2 ( / m i n )aaS m S m? ? ? ? ? ? 所以工作面的風(fēng)量為 / minm 滿足風(fēng)速要求，即為一號(hào)工作面風(fēng)量。 因?yàn)樗奶?hào)和一號(hào)工作面環(huán)境相同，所以四號(hào)工作面風(fēng)量也為： / minm 。 考慮工作面漏風(fēng)問(wèn)題，取漏風(fēng)備用系數(shù)為 。所以為滿足工作面風(fēng)量需求，在工作面上下順槽內(nèi)需要通過(guò) 的風(fēng)量為： / minm 按照上面同樣的方法計(jì)算二號(hào)工作面的風(fēng)量為： / minm 。由于二號(hào)和三號(hào)工作面的狀況相同，所以二號(hào)和三號(hào)工作面的風(fēng)量相等。漏風(fēng)備用系數(shù)同樣取為 ，計(jì)算出工作面上下順槽內(nèi)通過(guò)的風(fēng)流為： / minm 對(duì)于備用工作面，在另其通過(guò)風(fēng)量為實(shí)際采煤時(shí)的 60% ，可得，備用工作面風(fēng)量為： 31139。 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。 1 1 9 5 . 4 2 5 1 1 0 2 . 6 2 6 6 1 . 5 7 2 2 9 5 9 . 6 1 7 ( m / m i n )d a a a aQ Q Q Q? ? ? ? ? ? ? 對(duì)于西翼采區(qū)： 312 1 1 9 5 . 4 2 5 1 1 0 2 . 6 2 2 2 9 8 . 0 4 5 ( m / m i n )x a a aQ Q Q? ? ? ? ? （ 2） 掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量計(jì)算： 各個(gè)獨(dú)立通風(fēng)的掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量，應(yīng)按照瓦斯或二氧化碳涌出量、炸藥量、局部通風(fēng)機(jī)實(shí)際吸風(fēng)量、風(fēng)速和人數(shù)等規(guī)定要求風(fēng)別進(jìn)行計(jì)算，必須采用其中最大值。 A．按照瓦斯涌出量計(jì)算： 31 0 0 , m / m i nb i b i b iQ q K? ? ? （ 4— 12） 式中： biq — 第 i 個(gè)掘進(jìn)工作面的瓦斯絕對(duì)涌出量， 3m/min biK — 第 i 個(gè)掘進(jìn)工作面瓦斯涌出不均衡的風(fēng)量系數(shù)，應(yīng)根據(jù)實(shí) 礦井通風(fēng) 學(xué) 課設(shè)計(jì) 16 際觀測(cè)的結(jié)果確定，一般機(jī)掘工作面取 ~2，炮掘工作面取 ~。 因?yàn)楣ぷ髅嫱七M(jìn)速度是每天 ，所以在為了能滿足工作面正常接替，每個(gè)掘進(jìn)工作面的掘進(jìn)速度最少應(yīng)該為每天 ，這是只考慮掘進(jìn)工作面上下順槽所需要的最低掘進(jìn)速度，考慮到還要開(kāi)掘硐室，繞道和聯(lián)絡(luò)巷等，這里按照每天月掘進(jìn) 300m 的速度計(jì)算。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 ? ? ?? 。 31 0 0 0 . 7 1 5 2 1 4 3 ( m / m i n ) ,biQ ? ? ? ? 所以對(duì)于四個(gè)掘進(jìn)頭而言，每個(gè)掘進(jìn)頭通風(fēng)量為 3143(m /min) 。 另外還要按照掘進(jìn)工作面一次爆破的最大炸藥用量，局部通風(fēng)機(jī)的實(shí)際風(fēng)量，掘進(jìn)工作面同時(shí)工作時(shí)最多人數(shù)等因素計(jì)算。一般情況下，按照瓦斯 涌出量計(jì)算的風(fēng)量就是最大的需風(fēng)量，所以這里就只按照瓦斯涌出量來(lái)計(jì)算。 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(jiàn)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 。 四個(gè)獨(dú)立通風(fēng)的煤層平巷掘進(jìn)頭所需要 的風(fēng)量按照相等計(jì)算。 考慮到風(fēng)通漏風(fēng)問(wèn)題，所以通過(guò)局部通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量要大于掘進(jìn)頭所需要的實(shí)際風(fēng)量，這里取百米漏風(fēng)率為 %。局部通風(fēng)機(jī)的風(fēng)筒長(zhǎng)度最長(zhǎng)時(shí)為1250m，所以為滿足掘進(jìn)頭的風(fēng)量實(shí)際需要的風(fēng)量為：3145 1 5 6 . 8 ( m /m in )1 0 . 6 % 1 2 . 5bQ ???? 在煤礦開(kāi)采的后期有一個(gè)煤層，有一個(gè)巖石下山的掘進(jìn)頭，也需要獨(dú)立通風(fēng)，按照經(jīng)驗(yàn)取其通風(fēng)風(fēng)量為 3200 /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 。 B．炸藥庫(kù)需要風(fēng)量 cQ ，應(yīng)按照每小時(shí) 4 次換氣量計(jì)算： 30 .0 7 , / m incQ V m? (4— 14) 礦井通風(fēng) 學(xué) 課設(shè)計(jì) 17 式中： V — 包括聯(lián)絡(luò)巷在內(nèi)的爆破材料庫(kù)的空間總體積， 3m ； 在這里，按照經(jīng)驗(yàn)值給出風(fēng)量 3100 /minm 。 以上的計(jì)算已經(jīng)考慮了局部漏風(fēng)問(wèn)題，將各個(gè)用風(fēng)地點(diǎn)所需要的風(fēng)量相加乘以外部漏風(fēng)系數(shù)就可以得到礦井需要的總風(fēng)量，取外部漏風(fēng) 系數(shù)為 東翼采區(qū)： 3(2 9 5 9 . 6 1 7 1 5 6 . 8 2 7 0 7 5 1 0 0 ) 1 . 2 4 2 2 1 . 8 6 0 4 (