【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 面可采用后退式回采。上、下順槽在煤體中維護(hù)，漏風(fēng)量小，風(fēng)流流動(dòng)為上行方向，上、下順槽布置于煤體中，漏風(fēng)量??；瓦斯自然流動(dòng)方向和風(fēng)流方向一致，有利于較快降低工作面瓦斯?jié)舛?。開(kāi)掘井巷費(fèi)用低，同時(shí)結(jié)合煤層的儲(chǔ)存形式，本設(shè)計(jì)在回采工作面應(yīng)用“ U”型通風(fēng)系統(tǒng)。 4 掘進(jìn)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 開(kāi)掘井巷時(shí)，為了稀釋和排除自煤（巖）體涌出的有害氣體、爆破產(chǎn)生的炮煙和礦塵以及保持良好的氣候條件，必須利用其他動(dòng)力對(duì)掘進(jìn)工作面進(jìn)行不間斷的通風(fēng)，該礦井設(shè)計(jì)達(dá)產(chǎn)時(shí)，配備兩個(gè)掘進(jìn)頭。 掘進(jìn)通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 （ 1）礦井和采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)為掘進(jìn)通風(fēng)創(chuàng)造條件。 （ 2）掘進(jìn)通風(fēng)系統(tǒng)要安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)。 （ 3）盡量采用先進(jìn)技術(shù)先進(jìn)的低噪、高效型局部通風(fēng)機(jī)。 （ 4）壓入式通風(fēng)宜采用柔性風(fēng)筒，抽出式宜用帶剛性骨架的可伸縮風(fēng)筒或完全剛性的風(fēng)筒。風(fēng)筒材質(zhì)應(yīng)選擇阻燃、抗靜電型。 （ 5）當(dāng)一臺(tái)風(fēng)機(jī)不能滿足通風(fēng)要求時(shí)可考慮選用兩臺(tái)或多臺(tái)風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)行。 《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 15 掘進(jìn)通風(fēng)方法選擇 向獨(dú)頭掘進(jìn)巷道進(jìn)行通風(fēng)的方法按照動(dòng)力形式不同，可分為局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)、礦井全壓通風(fēng)和引射器通風(fēng)。由掘進(jìn)通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，采 用局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)的掘進(jìn)通風(fēng)方式。 局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)方式利用局部風(fēng)機(jī)做動(dòng)力，通過(guò)風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)的方法，是目前掘進(jìn)通風(fēng)的主要的辦法。局部通風(fēng)機(jī)的常用通風(fēng)方式有壓入式、抽出式和壓抽混合式。局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)的三種通風(fēng)方式布置方式、優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)下表 41。 表 掘進(jìn)頭通風(fēng)方式及其優(yōu)缺點(diǎn) 局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)方式 布置方式示意圖 優(yōu)缺點(diǎn) 適用條件 壓入式 10ml p ，局部通風(fēng)井巷及其附屬電器設(shè)備布置在新鮮風(fēng)流中，污風(fēng)不通過(guò)局部通風(fēng)機(jī)，安全性好。 口風(fēng)速和有效射程均比較大，可防止瓦斯層狀聚集及提高散熱效果。 ，污風(fēng)沿井巷緩慢流動(dòng)，掘進(jìn)巷道越長(zhǎng)，排污風(fēng)俗越慢，受污染時(shí)間越久。 柔性風(fēng)筒，其成本低，質(zhì)量輕，便于運(yùn)輸。 當(dāng)以排除瓦斯為主的煤巷、半煤巖巷掘進(jìn)通風(fēng)。 《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 16 抽出式 10m ，喊瓦斯的污風(fēng)通過(guò)局部風(fēng)機(jī)，若局部風(fēng)機(jī)防爆性出現(xiàn)問(wèn)題，則非常危險(xiǎn)。 程小，掘進(jìn)施工中難以保證風(fēng)筒吸入口到工作面的距離在有效吸程之類(lèi)，抽出式風(fēng)量少，工作面排污風(fēng)所需時(shí)間長(zhǎng)，速度慢。 ，巷道壁面涌出的瓦斯隨風(fēng)流流向工作面，安全性差。 ，新鮮風(fēng)流沿巷道進(jìn)入工作面，整個(gè)井巷空氣清新，勞動(dòng)環(huán)境好。 承受負(fù)壓作用，必須使用剛性或帶剛性骨架的可伸縮風(fēng)筒，成本高，質(zhì)量大，運(yùn)輸不便。 當(dāng)以排除粉塵為主的井巷掘進(jìn)通風(fēng)。 壓抽混合式 10m10 m 入式和抽出式兩者優(yōu)點(diǎn)。 的缺點(diǎn)是降低了壓入式與抽出式兩列風(fēng)筒重疊段巷道內(nèi)的風(fēng)量。 。 大斷面長(zhǎng)距離巖巷掘進(jìn)通風(fēng)。 本礦井因是帶區(qū)布置，較三條大巷的巖巷掘進(jìn)量，區(qū)段巷道的煤巷掘進(jìn)量大，因此掘進(jìn)通風(fēng)主要煤巷的掘進(jìn)通風(fēng)，對(duì)應(yīng)上述三種掘進(jìn)通風(fēng)方式的優(yōu)缺點(diǎn)及使用條件，我們選定壓入式局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)方式。 《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 17 掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量計(jì)算 每個(gè)獨(dú)立通風(fēng)的掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量，應(yīng)按照瓦斯或者二氧化碳涌出量、炸藥用量、局部風(fēng)機(jī)實(shí)際吸風(fēng)量、風(fēng)速和人數(shù)等規(guī)定要求分別進(jìn)行計(jì)算，并取其中最大值。 按壓入式通風(fēng)方式通風(fēng)時(shí) ( ) /yQ A L S t?? （ 41） 式中： yQ — 采用壓入式通風(fēng)時(shí)，稀釋、排出掘進(jìn)巷道炮煙所需風(fēng)量， 3/minm ； A— 為同時(shí)爆破的炸藥量， kg ；最大為 ； S— 掘進(jìn)巷道的凈斷面積， m2； ； 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(jì)算 400 /L A S? ，則， L=400 t— 掘進(jìn)巷道的通風(fēng)時(shí)間，一般取 2030min ，這里取 20min 。 2337 .8 ( ) / 1 3 7 .6 2 / m inyQ A LS t m? ? ? 按瓦斯涌出量計(jì)算 根據(jù)《礦井安全規(guī)程》規(guī)定，按工作面回風(fēng)風(fēng)流中沼氣的濃度不得超過(guò) 1%的要求計(jì)算，即： 1 0 0 ( 1 )b b bQ q K K?? ? ? （ 42） 式中： bQ — 掘進(jìn)工作面實(shí)際需風(fēng)量， 3/minm ； bq — 該掘進(jìn)工作面瓦斯的平均絕對(duì)涌出量 ， 6 3/minm ； bK — 該掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出不均衡的風(fēng)量系數(shù)，根據(jù)實(shí)際觀測(cè) K? — 礦井瓦斯抽放率，為 80%。 工作面需風(fēng)量： 310 0 6 1. 5 ( 1 0. 8 ) 18 0 / m inbQm? ? ? ? ? ? 《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 18 按人數(shù)計(jì)算 按每人每分鐘所需風(fēng)量和掘進(jìn)工作面的最多人數(shù)計(jì)算工作面所需風(fēng)量計(jì)算： 4bQN?? （ 43） 式中： 4— 每人每分鐘供給 4 3m 的規(guī)定風(fēng)量， 3/minm ； N— 該掘進(jìn)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，取 30 人。 故連采機(jī)掘進(jìn)工作面風(fēng)量： 34 30 12 0 / m inbQm? ? ? 按炸藥量計(jì)算 巖石大巷的掘進(jìn)一般采用炮掘，所以風(fēng)量計(jì)算要按照炸藥量計(jì)算： 25bQA?? （ 44） 式中： 25— 使用一 千 克炸藥的供風(fēng)量， 3/minm ； A— 該掘進(jìn)工作面一次爆破所使用的最大炸藥量，取 。 325 / m inbQm? ? ? 由以上四種方法計(jì)算的掘進(jìn)巷道所需風(fēng)量最大值為： 316 / m inbQm? 按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算 （ 1）按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定煤巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量滿足： 3m in3m a x/ m in/ m inQ SmQ Sm? ??? ??? 式中： S 為煤巷掘進(jìn)巷道斷面積， 2m ； Qmin=1516=240m3/min Qmax=24016=3840m3/min 由風(fēng)速驗(yàn)算可知， 31 8 0 / m inQm? 不符合風(fēng)速要求。 根據(jù)配風(fēng)經(jīng)驗(yàn)取 250 3 /minm 。 （ 2）按照《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定巖巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量滿足： 《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 19 3m in3m a x/ m in/ m inQ SmQ Sm??? ??? 式中： S 為巖巷掘進(jìn)巷道斷面積， 2m ； 1 6 2 m 3 /m in=189=Qm in ? 4 3 2 0 m 3 /m=18240Q m a x ?? in 按照以上方法 4 可以計(jì)算出巖巷掘進(jìn)最大需風(fēng)量 3 /minm ，不滿足風(fēng)速驗(yàn)算要求。 對(duì)于巖巷掘進(jìn)根據(jù)配風(fēng)經(jīng)驗(yàn)取 200 3 /minm ，經(jīng)風(fēng)速驗(yàn)算符合要求。 掘進(jìn)通風(fēng)設(shè)備選型 風(fēng)筒選擇的原則： 選用風(fēng)筒要與局部通風(fēng)機(jī)選型一并考慮。原則是： (1) 風(fēng)筒直徑能保證最大通風(fēng)長(zhǎng)度時(shí)，局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)量能滿足工作面通風(fēng)的要求。 (2) 風(fēng)筒直徑主要取決于送風(fēng)量及送風(fēng)距離。 風(fēng)筒的選擇 因我們選擇的是壓入式通風(fēng)，所以我們選擇的是柔性風(fēng)筒，掘進(jìn)通風(fēng)的柔性風(fēng)筒有帆布、膠布、人造革等，柔性風(fēng)筒重量輕，易于儲(chǔ)運(yùn)和搬運(yùn)，連接和懸吊比較方便，膠布和人造革風(fēng)筒防水性能好，且膠布風(fēng)筒造價(jià)比較低，因此原則膠皮風(fēng)筒，其具體參數(shù)見(jiàn)表 。 表 膠皮風(fēng)筒參數(shù) 風(fēng)筒類(lèi)型 風(fēng)筒直徑（ mm ） 接頭方法 百米風(fēng)阻28( / )NS m 節(jié)長(zhǎng) ()m 壁厚 ()mm 風(fēng)筒質(zhì)量( / )kgm 膠皮風(fēng)筒 1000 雙反邊 2 30 (1) 風(fēng)筒風(fēng)阻 風(fēng)筒的風(fēng)阻包括摩擦風(fēng)阻和局部風(fēng)阻，由其百米風(fēng)阻值得風(fēng)筒風(fēng)阻為： 100100p LRR?? 式中： 《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 20 L — 風(fēng)筒長(zhǎng)度，取 1500m ； 100R — 風(fēng)筒百米風(fēng)阻，取 282/NS m 則： 281500 2 3 0 /100pR N S m? ? ? (2) 風(fēng)筒的漏風(fēng)率 柔性風(fēng)筒的漏風(fēng)風(fēng)量備用系數(shù) ? 值可用下式計(jì)算： 011 10000fQ pLQ? ? ?? （ 45） 式中： ? — 柔性風(fēng)筒的漏風(fēng)風(fēng)量備用系數(shù)； fQ — 局部通風(fēng)機(jī)的供風(fēng)量， 3 /minm ； 0Q — 風(fēng)筒末端的風(fēng)量， 3 /minm ； p — 風(fēng)筒 100m長(zhǎng)度的漏風(fēng)率， 取 %，百米漏風(fēng)率可以從表 中查取； L— 風(fēng)筒總長(zhǎng)度， m。 表 柔性風(fēng)筒百米漏風(fēng)率 p 風(fēng)筒接頭類(lèi)型 風(fēng)筒 100m漏風(fēng)率 p % 膠接 ~ 多反邊 ~ 多層反邊 插接 則：01 150 01 10000f? ? ? ??? 局部通風(fēng)機(jī)選型 （ 1）局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量 aQ ab?? （ 46） 式中： ? — 風(fēng)筒的漏風(fēng)風(fēng)量備用系數(shù)，根據(jù)上面計(jì)算為 ； bQ — 掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量， 3/minm ； 則局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量為： 31 .0 8 2 5 0 2 7 0 / m inaQm? ? ?。 《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 21 （ 2）局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)壓 壓入式局部通風(fēng)機(jī)工作全風(fēng)壓 tH 為： 20 40 . 8 1 1 ( )bt p a b v p a h aQH R Q Q h R Q Q PD?? ? ? ? （ 47） 式中： tH — 局部通風(fēng)機(jī)工作全風(fēng)壓， aP ； PR — 風(fēng)筒總風(fēng)阻，根據(jù)上面計(jì)算取 2830 /NS m ； aQ — 局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量，根據(jù)上面計(jì)算為 3270 / minm ； bQ — 掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量，根據(jù)上面計(jì)算為 3250 / minm ? — 空氣密度， /kg m D — 風(fēng)筒直徑， 1m 。 則局部通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)壓為： 242 7 0 2 5 0 2 5 0 / 3 6 0 03 0 0 . 8 1 1 1 . 2 5 7 9 . 46 0 6 0 1taHP? ? ? ? ? ? ? (4) 局部通風(fēng)機(jī)的選擇 局部通風(fēng)機(jī)分為軸流式和離心式兩種，軸流式通風(fēng)機(jī)具有體積小，便于安裝和串聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)，效率高等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)上述計(jì)算所得的局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)量 aQ 和工作全風(fēng)壓 tH選取 FBD 型 ? 礦用防爆壓入式對(duì)旋軸流式局部通風(fēng)機(jī)，主要技術(shù)參數(shù)如表 表 FBD 型 ? 礦用防爆壓入式對(duì)旋軸流式局部通風(fēng)機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 型號(hào)規(guī)格 功率 KW 風(fēng) 量 3/minm 全壓 aP 最高全壓效率 % 噪聲 dBa ? 211? 330~220 550~3600 80? 25? 掘進(jìn)通風(fēng)技術(shù)管理和安全措施 （ 1）保證工作面有足夠的新鮮風(fēng)流 ① 局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)時(shí)，無(wú)論是工作和交接班都不準(zhǔn)停風(fēng)或減少風(fēng)量。 ② 提高有效風(fēng)量。應(yīng)減少導(dǎo)風(fēng)設(shè)施的漏風(fēng)，減低導(dǎo)風(fēng)設(shè)施的風(fēng)阻，要采用接頭嚴(yán)密漏風(fēng)小的反邊接頭法，及時(shí)修補(bǔ)風(fēng)筒和堵補(bǔ)風(fēng)筒針眼，選用大直徑風(fēng)筒，提高設(shè)備的安裝質(zhì)量。 《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 22 （ 2）保證局部通風(fēng)機(jī)的安全運(yùn)轉(zhuǎn) ① 局部通風(fēng)機(jī)必須有專人負(fù)責(zé)管理，局部通風(fēng)機(jī)和啟動(dòng)裝置必須裝在進(jìn)風(fēng)道中，距回風(fēng)口不小于 10m，局部通風(fēng)機(jī)吸風(fēng)量必須小于全風(fēng)壓供給該處的風(fēng)量，以免發(fā)生循環(huán)風(fēng)。 ② 防止局部通風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)燒壞，采用 QC8380 型磁力啟動(dòng)器。 ③ 局部通風(fēng)機(jī)和機(jī)電設(shè)備須配有延時(shí)風(fēng)電閉鎖裝置。 ④ 安設(shè)瓦斯自動(dòng)檢測(cè)報(bào)警斷電裝置，局部通風(fēng)機(jī)應(yīng)采用雙回路供電，以保證局部通風(fēng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。 （ 3）局部通風(fēng)機(jī)的管理工作，主要是保證局部通風(fēng)機(jī)安全正常運(yùn)轉(zhuǎn)，減少漏風(fēng)，降低風(fēng)筒阻力，提高工作面的有效風(fēng)量，加強(qiáng)局部通風(fēng)機(jī)管理及檢查。 5 礦井風(fēng)量計(jì)算與分配 礦井總風(fēng)量的計(jì)算 礦井總風(fēng)量是井下各個(gè)工作地點(diǎn)的有效風(fēng)量和各條風(fēng)路上的漏風(fēng)的總和。本設(shè)計(jì)采用按實(shí)際需要由里往外細(xì)致配風(fēng)的算法。生產(chǎn)礦井總進(jìn)風(fēng)量按以下要求分別計(jì)算，并取其中的最大值。 按井下同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算： 4 tQ N K? ? ? 式中： N —— 井下同時(shí)工作的最多人數(shù)， 700 人； tK —— 礦井通風(fēng)系數(shù)，一般可取 ～ ，