【正文】 感謝所有關(guān)心、支持、幫助過(guò)我的良師益友。在我進(jìn)行該設(shè)計(jì)的過(guò)程中，鹿廣利老師傾注了大量的心血和汗水，無(wú)論是在設(shè)計(jì)的選題、構(gòu)思和資料的收集方面，還是在設(shè)計(jì)的研究方法以及成文定稿方面，我都得到了鹿廣利老師悉心細(xì)致的教誨和無(wú)私的幫助，特別是他廣博的學(xué)識(shí)、深厚的學(xué)術(shù)素養(yǎng)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和一絲不茍的工作作風(fēng)使我終生受益，在此表示真誠(chéng)地感謝和深深的謝意。該設(shè)計(jì)的完成，必將能夠使我們加深對(duì)我們所學(xué)的理論知識(shí)的理解，使我們了解理論與實(shí)際結(jié)合的過(guò)程，教會(huì)我們?nèi)绾问炀氝\(yùn)用理論知識(shí)來(lái)解決生活及工作中的實(shí)際問(wèn)題，使我們?cè)谝院蟮墓ぷ鲗?shí)踐中能夠輕松應(yīng)對(duì)我們將要面對(duì)的實(shí)際問(wèn)題，并有方法，有步驟地解決它們。通過(guò)專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)加深《礦井通風(fēng)與安全》和其他課程所學(xué)專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)的理解，綜合應(yīng)用理論解決實(shí)際為題，培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算、繪圖和設(shè)計(jì)能力。在本設(shè)計(jì)要求學(xué)生明確安全工程設(shè)計(jì)的基本原則，掌握安全工程設(shè)計(jì)的通用方法，以加深對(duì)所學(xué)理論的理解與應(yīng)用，完成一個(gè)較為完整的設(shè)計(jì)過(guò)程。⑧貫通前，提前一個(gè)小班通知通風(fēng)工區(qū)，通風(fēng)工區(qū)必須派技術(shù)員以上管理人員跟班指導(dǎo)貫通工作，并做好控制風(fēng)流準(zhǔn)備工作；貫通后通風(fēng)工區(qū)立即進(jìn)行調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)、控制風(fēng)流，保證正常通風(fēng)。并實(shí)行錨梁緊跟迎頭施工。距貫通點(diǎn)余1米時(shí)，錨網(wǎng)噴錨梁支護(hù)完畢，由通風(fēng)工區(qū)調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)，按照通風(fēng)工區(qū)要求使用手風(fēng)鎬破除剩余巖柱進(jìn)行貫通；貫通后再爆破起底施工下分層，采用爆破方法起底。每夠布置一張金屬網(wǎng)時(shí)，立即掛設(shè)金屬網(wǎng)；掛金屬網(wǎng)時(shí)，每次只準(zhǔn)撤一根錨桿的錨盤(pán)，掛網(wǎng)后立即上好上緊錨盤(pán)。警戒、瓦斯?jié)舛葯z查、裝藥爆破及爆破后的檢查處理方法同上。警戒、瓦斯?jié)舛葯z查、裝藥爆破及爆破后的檢查處理方法同上。④掘進(jìn)迎頭距貫通點(diǎn)余10米時(shí)，先探后掘，探眼布置：在巷中位置，距巷道底板1米處施打一個(gè)探眼，探眼方向與施工方向相同。貫通點(diǎn)處警戒人員只有在得到迎頭班長(zhǎng)電話通知解除爆破警戒命令后，警戒人員方可解除警戒。每次爆破前，貫通點(diǎn)和掘進(jìn)工作面都必須有專(zhuān)人按照要求進(jìn)行警戒。若貫通點(diǎn)處或附近20米范圍內(nèi)風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛冗_(dá)到或超過(guò)1％時(shí)，檢查人員使用電話匯報(bào)迎頭施工班組長(zhǎng)，班組長(zhǎng)接到瓦斯超過(guò)規(guī)定的電話后，嚴(yán)禁下令裝藥和爆破。③掘進(jìn)巷道迎頭距離貫通點(diǎn)余20米，掘進(jìn)的工作面每次爆破裝藥前，班組長(zhǎng)必須親自安排2人帶便攜式瓦斯報(bào)警儀到貫通點(diǎn)處，檢查貫通點(diǎn)及附近20米風(fēng)流內(nèi)的通風(fēng)、瓦斯、巷道支護(hù)、加固情況和站崗堵人警戒：警戒距離執(zhí)行彎巷不小于75米的規(guī)定；檢查20米范圍內(nèi)的風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛?，若瓦斯?jié)舛刃∮?%時(shí)，檢查人員使用電話匯報(bào)迎頭施工班組長(zhǎng)，班組長(zhǎng)接到瓦斯不超過(guò)規(guī)定和已經(jīng)進(jìn)行警戒的電話后，并且經(jīng)檢查施工迎頭及附近20米風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛纫残∮?%時(shí)，方可下令裝藥和爆破。②貫通預(yù)透時(shí)，通風(fēng)工區(qū)必須安排專(zhuān)人在現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)一指揮，預(yù)透的工作面必須保持正常通風(fēng)，并設(shè)置柵欄及警標(biāo)。（6）局部通風(fēng)機(jī)必須使用裝有選擇性漏電保護(hù)裝置的供電線路供電或與采煤工作面分開(kāi)供電。（5）使用局部通風(fēng)機(jī)的掘進(jìn)工作面，不得停風(fēng)；因檢修，停電等原因停風(fēng)時(shí)，必須撤出人員，切斷電源，人員要撤至進(jìn)風(fēng)巷內(nèi)，并在巷道門(mén)口位置設(shè)置“嚴(yán)禁人員入內(nèi)”的警戒牌，迎頭禁止爆破。風(fēng)筒吊掛平直，無(wú)脫節(jié)、無(wú)破口，礦車(chē)和支架不得磨擦擠壓風(fēng)筒，漏風(fēng)率不超過(guò)3%，以保證迎頭有足夠的風(fēng)量。（2）風(fēng)機(jī)的安裝及風(fēng)筒的敷設(shè)必須符合《煤礦安全技術(shù)操作規(guī)程》的要求及《煤礦安全規(guī)程》有關(guān)規(guī)定。 礦井安全生產(chǎn)技術(shù)措施 （1）采用局部通風(fēng)機(jī)壓入式通風(fēng)，嚴(yán)禁采用擴(kuò)散通風(fēng)。3）噸煤通風(fēng)電費(fèi)的計(jì)算(1)電動(dòng)機(jī)輸入功率的計(jì)算①容易時(shí)期東翼電動(dòng)機(jī) 131 kW；西翼電動(dòng)機(jī) 87 kW；②困難時(shí)期東翼電動(dòng)機(jī) 162 kW；西翼電動(dòng)機(jī) 102 kW。h/a；通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期共選一臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí)選兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí)式中 EA——局部通風(fēng)機(jī)和輔助通風(fēng)機(jī)的年耗電量 ，kWh）；T——礦井年產(chǎn)量，t。 噸煤通風(fēng)費(fèi)用的計(jì)算1）噸煤通風(fēng)電費(fèi)噸煤通風(fēng)電費(fèi)為通風(fēng)機(jī)年消耗電費(fèi)及井下輔扇、局扇年耗電費(fèi)的總和除以礦井年產(chǎn)量。它包括噸煤通風(fēng)電費(fèi)和通風(fēng)設(shè)備折舊費(fèi)、材料消耗費(fèi)、工作人員工資、專(zhuān)用通風(fēng)巷道折舊與維護(hù)費(fèi)、儀表購(gòu)置與維修費(fèi)等其它通風(fēng)費(fèi)用。第6章 礦井通風(fēng)費(fèi)用概算與安全措施167。②西翼電動(dòng)機(jī) ，故需要2臺(tái)電動(dòng)機(jī)。表5－7 所選電動(dòng)機(jī)性能參數(shù)代號(hào)型號(hào)轉(zhuǎn)速(r/min)額定頻率(kW)額定功率(Hz)東翼電動(dòng)機(jī)Y400－874011050西翼電動(dòng)機(jī)Y315M－374022050（2）臺(tái)數(shù)的確定①東翼電動(dòng)機(jī) ，故需要2臺(tái)電動(dòng)機(jī)。因此，東翼電動(dòng)機(jī)選擇Y系列中型高壓三相異步Y(jié)400－8電動(dòng)機(jī)；東翼電動(dòng)機(jī)選擇Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)Y315M－3。3）電動(dòng)機(jī)類(lèi)型的確定根據(jù)以上計(jì)算得到的（或）以及通風(fēng)機(jī)所要求的轉(zhuǎn)速n，在機(jī)電設(shè)備手冊(cè)（或電動(dòng)機(jī)技術(shù)特征手冊(cè)）上選擇合適的電動(dòng)機(jī)類(lèi)型。選用異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，①當(dāng)時(shí)，可選1臺(tái)電動(dòng)機(jī)，其功率為；②當(dāng)時(shí)，可選2臺(tái)電動(dòng)機(jī)，初期的電動(dòng)機(jī)功率為： （5－15）式中，——電動(dòng)機(jī)效率， =～（大型電機(jī)取較高值）。優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)電動(dòng)機(jī)在低負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，可以利用它來(lái)改善礦井變電所母線上的功率因數(shù)，可使礦井能夠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；缺點(diǎn)是初期投資（購(gòu)置費(fèi)和安裝費(fèi)）較大；②當(dāng)電動(dòng)機(jī)功率位于200 kW左右時(shí)，宜選用低壓鼠籠式電動(dòng)機(jī)；在250～400 kW之間宜選用高壓鼠籠式電動(dòng)機(jī)或同步電動(dòng)機(jī)；③當(dāng)?shù)V井風(fēng)壓變化較大時(shí)，可考慮分期選擇電動(dòng)機(jī)，但每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的使用年限一般不少于10年。 電動(dòng)機(jī)種類(lèi)及臺(tái)數(shù)的選擇1）電動(dòng)機(jī)種類(lèi)的選擇通常選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)，應(yīng)考慮通風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)及其功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)囊蟆?電動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)選型參數(shù)的計(jì)算根據(jù)礦井在通風(fēng)容易和通風(fēng)困難兩個(gè)時(shí)期通風(fēng)機(jī)的輸入功率和，計(jì)算電動(dòng)機(jī)的輸出功率： （5－13） （5－14）式中，——電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)效率，電動(dòng)機(jī)與通風(fēng)機(jī)直聯(lián)時(shí)=1，皮帶傳動(dòng)時(shí)=；——電動(dòng)機(jī)容量備用系數(shù)，～。又考慮到BD－No18風(fēng)機(jī)屬于新型高效型風(fēng)機(jī)，并且具有反轉(zhuǎn)反風(fēng)功能，故確定東翼風(fēng)機(jī)為BD－No18風(fēng)機(jī)。其中，通風(fēng)機(jī)的軸功率的計(jì)算式為 （5－11） （5－12）式中，——通風(fēng)機(jī)效率。對(duì)于離心式通風(fēng)機(jī)：①容易時(shí)期東翼 =；西翼 =；②困難時(shí)期東翼 =；西翼 =。由于沒(méi)有符合風(fēng)機(jī)風(fēng)量、風(fēng)壓要求的曲線，所以該系列風(fēng)中沒(méi)有符合要求的風(fēng)機(jī)。由于沒(méi)有符合風(fēng)機(jī)風(fēng)量、風(fēng)壓要求的曲線，所以該系列風(fēng)機(jī)中沒(méi)有符合要求的風(fēng)機(jī)；④在2K－60型軸流式通風(fēng)機(jī)性能曲線坐標(biāo)系中，找到軸流式風(fēng)機(jī)的最大、最小工況點(diǎn)。（2）通風(fēng)機(jī)的初選①在BD系列風(fēng)機(jī)特性曲線坐標(biāo)系中找到對(duì)旋式風(fēng)機(jī)的最大、最小工況點(diǎn)（見(jiàn)圖5－1和圖5－2所示），并據(jù)此將BD－No20和BD－No18風(fēng)機(jī)分別納入東翼通風(fēng)機(jī)和西翼通風(fēng)機(jī)的初步選型范圍內(nèi)；②在4－72－11型離心式通風(fēng)機(jī)性能曲線坐標(biāo)系中，找到離心式風(fēng)機(jī)的最大、最小工況點(diǎn)。/s全壓,Pa容易時(shí)期(M1)東翼西翼困難時(shí)期(M2)東翼西翼 通風(fēng)機(jī)的初選1）選型方法根據(jù)上述計(jì)算，對(duì)于離心式通風(fēng)機(jī)可得最小、最大工況點(diǎn)值（）和（），對(duì)于軸流式（或?qū)π剑┩L(fēng)機(jī)可得最小、最大工況點(diǎn)值（）和（），從而可在新型高效通風(fēng)機(jī)的特性曲線上用直觀法篩選出滿足風(fēng)量、風(fēng)壓要求的若干個(gè)通風(fēng)機(jī)。表5－3 對(duì)旋式通風(fēng)機(jī)的主要參數(shù)時(shí)期采區(qū)風(fēng)量,m179。對(duì)于離心式風(fēng)機(jī)：①容易時(shí)期東翼 =+=；西翼 =+=；②困難時(shí)期東翼 =+=；西翼 =+=。/s。/s；②困難時(shí)期東翼 ==179。（1）風(fēng)機(jī)風(fēng)量①容易時(shí)期東翼 ==179。3）風(fēng)機(jī)參數(shù)的具體計(jì)算風(fēng)硐通風(fēng)參數(shù)，見(jiàn)表5－1所示。 自然風(fēng)壓在容易時(shí)期取負(fù)值，困難時(shí)期取正值，是為了確保所選的通風(fēng)機(jī)在這兩個(gè)（極端）時(shí)期均有能力滿足礦井通風(fēng)要求。通常離心式風(fēng)機(jī)提供的大多是全壓曲線，而軸流式、對(duì)旋式通風(fēng)機(jī)提供的大多是靜壓曲線。當(dāng)自然風(fēng)壓與通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓同向時(shí)取“－”；反之取“+”。上述備用系數(shù)在礦井產(chǎn)量T≥；T＜；——礦井需要風(fēng)量, m3/min。 礦井主要通風(fēng)機(jī)選型1）風(fēng)機(jī)風(fēng)量 （5－1）式中，——礦井通風(fēng)系數(shù)，包括礦井內(nèi)部漏風(fēng)和分配不均勻等因素。；離心式風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速不應(yīng)大于允許最大值的90%；（5）風(fēng)機(jī)在服務(wù)年限內(nèi)，其在礦井最大和最小阻力時(shí)期的工況點(diǎn)均應(yīng)在合理的工作范圍以?xún)?nèi)來(lái)確定風(fēng)機(jī)的穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行轉(zhuǎn)速；（6）一個(gè)井筒盡量安裝單一通風(fēng)機(jī)通風(fēng)，盡量避免主要通風(fēng)機(jī)的聯(lián)合運(yùn)行；（7）主要通風(fēng)機(jī)要靈活可靠、合乎要求的反風(fēng)裝置和防爆門(mén)；要建造其規(guī)格、質(zhì)量均合乎要求的風(fēng)硐和擴(kuò)散器；（8）風(fēng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)機(jī)座必須牢固，應(yīng)設(shè)置在不受采動(dòng)影響的穩(wěn)定地層上；（9）進(jìn)、出風(fēng)井井口的高差在150m以上，或進(jìn)、出風(fēng)井口標(biāo)高相同，但井深400m以上時(shí)，宜計(jì)算礦井的自然風(fēng)壓。 礦井通風(fēng)設(shè)備選擇要求（1）礦井主要通風(fēng)機(jī)必須裝置兩套同等能力的通風(fēng)機(jī)，其中一套運(yùn)轉(zhuǎn)，一套備用，備用通風(fēng)機(jī)能力必須滿足生產(chǎn)的需要且能在10 min內(nèi)啟動(dòng)；（2）通風(fēng)機(jī)房?jī)苫刂苯佑勺儯ㄅ洌╇娝伋龅墓╇娋€路，線路上不應(yīng)該分接任何負(fù)載；（3）通風(fēng)設(shè)備的選擇一般應(yīng)滿足第一水平各個(gè)時(shí)期阻力變化的要求，并適當(dāng)照顧下一水平的通風(fēng)需要。/s匯總阻力,Pa容易時(shí)期東翼西翼困難時(shí)期東翼西翼1）礦井總風(fēng)阻的計(jì)算（1）容易時(shí)期①東翼采區(qū)東翼通風(fēng)總阻力 = =東翼總風(fēng)阻 =()2 =②西翼采區(qū)西翼通風(fēng)總阻力 = = 西翼總風(fēng)阻 =()2 = （2）困難時(shí)期①東翼采區(qū)東翼通風(fēng)總阻力 = =東翼總風(fēng)阻 =()2 = ②西翼采區(qū)西翼通風(fēng)總阻力 = = 西翼總風(fēng)阻 =()2 = 2）礦井等積孔的計(jì)算容易時(shí)期 =(+)3/2/(+)1/2 =㎡困難時(shí)期 =(+)3/2/(+)1/2 =㎡綜上所述，通風(fēng)容易時(shí)期，㎡，礦井通風(fēng)容易；通風(fēng)困難時(shí)期，㎡，礦井通風(fēng)難易程度為容易。表4－6 建議試用的礦井等積孔分類(lèi)礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力（）礦井等積孔（m2）高瓦斯礦井低瓦斯礦井1230～～460、90～～1150、180、240～～＞300～～ * 上表數(shù)據(jù)來(lái)自《煤礦總工程師工作指南》（中） 礦井總風(fēng)阻及礦井等積孔A的具體計(jì)算礦井總風(fēng)阻及等積孔的計(jì)算參數(shù)，見(jiàn)表4－7所示。利用等積孔的分級(jí)就可以初步判定生產(chǎn)礦井礦井通風(fēng)的總體狀況，判定礦井通風(fēng)是否容易。假定在無(wú)限空間有一薄壁，在薄壁上開(kāi)一個(gè)面積為A（單位為㎡）的孔口，當(dāng)孔口通過(guò)的風(fēng)量等于礦井風(fēng)量，而且孔口兩側(cè)的風(fēng)壓差等于礦井通風(fēng)阻力時(shí)，則孔口面積A稱(chēng)為該礦井的等積孔，其計(jì)算公式如下。 礦井等積孔A的計(jì)算方法與礦井風(fēng)阻指標(biāo)類(lèi)似，礦井通風(fēng)等積孔A也不是一個(gè)獨(dú)立的指標(biāo)。由式（4－5）可知，如果巷道的摩擦風(fēng)阻不變，當(dāng)通過(guò)的風(fēng)量增大一倍時(shí)，摩擦阻力將增大到原來(lái)的4倍。擴(kuò)大巷道斷面是降低摩擦風(fēng)阻亦即降低摩擦阻力的主要措施，因?yàn)榫锏哪Σ溜L(fēng)阻和斷面積的3次方成反比（例如，當(dāng)井巷的凈斷面積增大到原來(lái)的2倍時(shí)，則摩擦風(fēng)阻將減少到原來(lái)的1/8），所以，在日常通風(fēng)管理工作中要經(jīng)常整修巷道，使巷道清潔、完整，保持足夠的有效斷面，使風(fēng)流暢通。為此，對(duì)于服務(wù)年限較長(zhǎng)的主要巷道應(yīng)盡可能采用拱形；（3）優(yōu)化設(shè)計(jì)，準(zhǔn)確施工，盡量縮短井巷長(zhǎng)度。（2）合理選擇井巷斷面形狀，減少周界長(zhǎng)度。采用支架支護(hù)的巷道要很好地剎幫背頂；在非支架支護(hù)的巷道中，要注意把頂板、兩幫和底板修整好，提高其平整、光滑度；②選擇粗糙度較小的支護(hù)材料及支護(hù)方式。由井巷摩擦阻力的計(jì)算公式 （4－5）式中，——斷面形狀系數(shù)，梯形C=，三心拱C=，半圓拱C=。原來(lái)阻力大、通風(fēng)困難的礦井，采取降低礦井通風(fēng)阻力的措施后，就可使通風(fēng)變得容易一些。 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的其它計(jì)算 礦井總風(fēng)阻的計(jì)算方法1）當(dāng)已知總阻力和總風(fēng)量時(shí)，礦井或區(qū)域總風(fēng)阻可以按阻力定律計(jì)算總風(fēng)阻： (4－4)2）降低井巷摩擦阻力的意義和措施摩擦阻力占礦井總阻力的80%左右，是礦井通風(fēng)阻力的主要組成部分；井巷通風(fēng)阻力是造成風(fēng)壓降的根本原因。將各段井巷的摩擦阻力累加后并乘以考慮局部阻力的系數(shù)即為