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風(fēng)與安全礦井通風(fēng)學(xué)課程設(shè)計-文庫吧資料

2024-09-06 21:36本頁面
  

【正文】 m? ? ? ? ? ? ? ? ?? 下面計算通風(fēng)困難時期的風(fēng)壓,根據(jù)經(jīng)驗和以上的計算結(jié)果可以推得,通風(fēng)壓力最大的風(fēng)流路線仍然經(jīng)過綜采工作面。 煤巷掘進頭內(nèi)風(fēng)流?。?min/160 3mQbi ? ;巖巷掘進頭內(nèi)風(fēng)流?。簃in/200 3m 變電所風(fēng)流為 min/75 3m ,絞車房風(fēng)量取為 min/70 3m ,炸藥庫的風(fēng)量為 min/100 3m 。 普采工作面: m in/ 32 mQa ? ,漏風(fēng)備用系數(shù)同樣取為 ,計算出工作面上下順槽內(nèi)通過的風(fēng)流為: / minm 備用普采工作面: m in/ 7 5 839。 綜采 綜采綜采綜采 普采備備普采普采 普采 圖 4— 4 通風(fēng)困難時期庫平面圖 按照通風(fēng)容易時期計算風(fēng)量的方法計算通風(fēng)困難 時期各采煤工作面和各掘進頭的通風(fēng)量。此時又在東西兩翼各有兩個工作面,一個為綜采工作面,一個為普采工作面。 礦井通風(fēng) 學(xué) 課設(shè)計 20 由于 2k 煤層比 1k 煤層要厚,無論是綜采還是普采,在該煤層內(nèi)產(chǎn)量都比較高,自然通風(fēng)也會變得相對困難。 下面求容易時期西翼的最大通風(fēng)阻力,當按照風(fēng)流過綜采工作面時,一一計算風(fēng)阻如表 4— 4, 表 4— 4 西翼通風(fēng)容易時期過綜采工作面風(fēng)阻計算風(fēng)阻計算 編號 井巷名稱 410?? 長度( m) 斷面( m2) 周長( m) 風(fēng)量 (m3/s) 阻力 ( Pa) 1 副井井筒 530 2 井底車場及主石門 90 200 3 井底運輸大巷 90 1250 4 采區(qū)下部車場 90 50 5 軌道 上山 車場到準備采區(qū) 140 15 準備采區(qū)到掘進巷 140 645 掘進巷到采區(qū) 140 15 5 6 區(qū)段平石門 95 245 7 綜采區(qū)段進風(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 因為在東翼,計算通風(fēng)阻力的時候,通過綜采工作面的風(fēng)量大于通過普采工作面的風(fēng)量,所以在西翼也同樣成立,對于通過普采工作面的通風(fēng)阻力不必計算,它一定也小于通過綜采工作面的通風(fēng)阻力。通風(fēng)容易時期的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖見附錄 1。 B.炸藥庫需要風(fēng)量 cQ ,應(yīng)按照每小時 4 次換氣量計算: 30 .0 7 , / m incQ V m? (4— 14) 礦井通風(fēng) 學(xué) 課設(shè)計 17 式中: V — 包括聯(lián)絡(luò)巷在內(nèi)的爆破材料庫的空間總體積, 3m ; 在這里,按照經(jīng)驗值給出風(fēng)量 3100 /minm 。局部通風(fēng)機的風(fēng)筒長度最長時為1250m,所以為滿足掘進頭的風(fēng)量實際需要的風(fēng)量為:3145 1 5 6 . 8 ( m /m in )1 0 . 6 % 1 2 . 5bQ ???? 在煤礦開采的后期有一個煤層,有一個巖石下山的掘進頭,也需要獨立通風(fēng),按照經(jīng)驗取其通風(fēng)風(fēng)量為 3200 /minm 。 四個獨立通風(fēng)的煤層平巷掘進頭所需要 的風(fēng)量按照相等計算。一般情況下,按照瓦斯 涌出量計算的風(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計算。 31 0 0 0 . 7 1 5 2 1 4 3 ( m / m i n ) ,biQ ? ? ? ? 所以對于四個掘進頭而言,每個掘進頭通風(fēng)量為 3143(m /min) 。 因為工作面推進速度是每天 ,所以在為了能滿足工作面正常接替,每個掘進工作面的掘進速度最少應(yīng)該為每天 ,這是只考慮掘進工作面上下順槽所需要的最低掘進速度,考慮到還要開掘硐室,繞道和聯(lián)絡(luò)巷等,這里按照每天月掘進 300m 的速度計算。 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) 掘進工作面實際需要風(fēng)量計算: 各個獨立通風(fēng)的掘進工作面實際需要風(fēng)量,應(yīng)按照瓦斯或二氧化碳涌出量、炸藥量、局部通風(fēng)機實際吸風(fēng)量、風(fēng)速和人數(shù)等規(guī)定要求風(fēng)別進行計算,必須采用其中最大值。漏風(fēng)備用系數(shù)同樣取為 ,計算出工作面上下順槽內(nèi)通過的風(fēng)流為: / minm 對于備用工作面,在另其通過風(fēng)量為實際采煤時的 60% ,可得,備用工作面風(fēng)量為: 31139。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 的風(fēng)量為: / minm 按照上面同樣的方法計算二號工作面的風(fēng)量為: / minm 。 因為四號和一號工作面環(huán)境相同,所以四號工作面風(fēng)量也為: / minm 。 對于一號采煤工作面,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)計算實際需要風(fēng)量( aiQ ): 34 / m inai iQ N m? ( 4— 9) 式中 : iN — 第 i 格采煤工作面同時工作的最多人數(shù),人 對于一號綜采工作面,同時作業(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? ? ? 按照以上三種計算風(fēng)量的方法,選擇計算的最大風(fēng)量,所以一號工作面的風(fēng)量為: / minm D.按風(fēng)速進行驗算: 按最低風(fēng)速驗算,各個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 。 一號綜采工作面其按照瓦斯?jié)舛扔砍隽康挠嬎銥椋? 31 1 0 0 7 . 4 2 5 1 . 4 1 0 3 9 . 5 ( / m i n )aQm? ? ? ? ( 4— 6) B.按照工作面溫度計算: 礦井通風(fēng) 學(xué) 課設(shè)計 14 采煤工作面應(yīng)有良好的勞動氣象條件,其溫度和風(fēng)速應(yīng)符合表 4— 1。 A. 按瓦斯?jié)舛扔砍隽坑嬎悖? 31 0 0 , / m i na i a i a iQ q K m? ? ? ( 4— 5) 式中: aiq —— 第 i 個采煤工作面的瓦斯絕對涌出量, 3/minm ; aiK —— 第 i 個采煤工作面瓦斯涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù),它是各個采煤工作面瓦斯絕對涌出量的最大值與其平均值之比,須在各個工作面正常生產(chǎn)條件下,至少進行 5 晝夜的觀測,測出 5 個比值,取其最大值。 采煤工作面有串聯(lián)通風(fēng)時,應(yīng)按其中一個采煤工作面實際需要的最大風(fēng)量計算。aiQ —— 第 i 個備用采煤工作面實際需要的風(fēng)量, 3/minm 。 (1) 采煤實際需要風(fēng)量,應(yīng)按礦井各個采煤工作面實際需要風(fēng)量的總和計算: 311 39。 ( 4— 2) 兩個回風(fēng)井的風(fēng)量總和不應(yīng)小于 3500 3/minm 。 按井下同時工作的最多人數(shù)計算 34 / m i nttK Q N K m? ? ? ? ( 4— 1) 式中: N —— 井下同時工作的最多人數(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 ~ ? 。同時將炸藥庫和變電室也布置在靠近主要運輸大巷的位置,這樣就新風(fēng)在進入軌道上山后就可以馬上風(fēng)流,減少在軌道上山的阻力。 由于在 k1煤層開采時的速度較在 k2時開采的慢,所以在 k1煤層開采上水平煤,當工作面快要采掘結(jié)束的時為通風(fēng)最容易時期,此時通風(fēng)線路較短。 礦井總風(fēng)量即井下各工作地點的有效風(fēng)量與各條風(fēng)路上的漏 風(fēng)之總和。 Z型通風(fēng)方式 一進一回,前期掘進巷道工程量小,風(fēng)流比較穩(wěn)定,采空區(qū)漏風(fēng)介于U型后退和 U型前進式之間,但需要沿空護巷和控制經(jīng)過踩空區(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工作面,所以在上下山的一側(cè)開采一個區(qū)段,沒有兩個臨近工作面同時開采的條件,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),這樣給巷道的維護帶來困難,此礦為低瓦斯礦井所以不必要使用這樣方式來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 型前進式通風(fēng)方式。 W型通風(fēng)方式 兩進一回,或一進兩回。優(yōu)點: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,降低采空區(qū)溫度。優(yōu)點為:可以很好的解決工作面上隅角瓦斯超限問題,改善了工作環(huán)境, 提高回收率。其缺點是:采空區(qū)漏風(fēng)不易管理,且需沿空護巷。此種通風(fēng)方是對了解煤層賦存狀況,掌握甲烷、火的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律,較為有利。 由于煤層的傾角為 15o,并且為了減少采用下行通風(fēng)帶來的不必要的浪費,所以選用上行通風(fēng)。 表 3— 1 回采工作面上、下行通風(fēng)適應(yīng)條件及優(yōu)缺點 通風(fēng)系統(tǒng) 適應(yīng)條件及優(yōu)缺點 上行通風(fēng) 煤層傾角大于 120的回采工作面,都應(yīng)采用上行通風(fēng) 優(yōu)缺點: 1. 瓦斯自然流動方向和風(fēng)流方向一致,有利于較快地降低工作面瓦斯?jié)舛龋? 2. 風(fēng)流方向與運煤方向相反,引起煤塵飛揚,增加了回采工作面進風(fēng)流中煤塵濃度;同時,煤炭在運輸中放出的瓦斯又隨風(fēng)流帶到回采工作面,增加了工作面的瓦斯?jié)舛龋? 3. 運輸設(shè)備運轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的熱量隨進風(fēng)流散發(fā)到回采工作面,使工作面氣溫上升 下行通風(fēng) 在沒有煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出威脅的、傾角小于 12o的煤層中, 可考慮采用下行通風(fēng) 工作面下行通風(fēng),除了可以降低瓦斯?jié)舛群凸ぷ髅鏈囟韧猓€可以減少煤塵含量,降低水砂充填工作面的空氣濕度,有利于提高工作面的產(chǎn)量。 C.應(yīng)有能夠控制逆轉(zhuǎn)風(fēng)流、防止火災(zāi)氣體涌入金風(fēng)流的安全措施。如果采用下行通風(fēng)時,必須報礦總工程師批準,并遵守系列規(guī)定: A.回采工作面風(fēng)速不得低于 1m/s。 采煤工作面通風(fēng)系 統(tǒng)分類 ( 1)按照回采工作面回風(fēng)方向分為上行通風(fēng)和下行通風(fēng),他們的優(yōu)缺點比較如表 3— 1。 ( 4)會才工作面的調(diào)風(fēng)措施可靠。 礦井通風(fēng) 學(xué) 課設(shè)計 10 ( 3)漏風(fēng)少。 ( 2)風(fēng)流穩(wěn)定。所以在該礦井的設(shè)計中采用軌道上山進風(fēng),運輸上山回風(fēng)的通風(fēng)方式。此外須在軌道上山的下部車場內(nèi)安設(shè)風(fēng)門,此外運輸?shù)V車來往頻繁,需要加強管理,防止風(fēng)流短路。 礦井通風(fēng) 學(xué) 課設(shè)計 9 兩種通風(fēng)方式比較 軌道上山進風(fēng),新鮮風(fēng)流不受煤 炭釋放的瓦斯、煤塵污染及放熱影響,軌道上山的絞車房易于通風(fēng);變電所設(shè)在兩上山之間,其回風(fēng)口設(shè)調(diào)節(jié)風(fēng)窗,利用兩上山之間按風(fēng)壓差通風(fēng)。軌道上山回風(fēng),它與各區(qū)段回風(fēng)巷與回風(fēng)石門連通。運輸機上山的下部與進風(fēng)大巷間必須設(shè)聯(lián)絡(luò)巷入風(fēng),禁止從溜煤眼進風(fēng)。軌道上山的上部及中部車場凡與回風(fēng)巷連接處,均設(shè)置風(fēng)門與回風(fēng)隔離,為此車場航道要有一定的長度,以及決通風(fēng) 與運輸?shù)拿堋? 軌道上山進風(fēng),運輸機上山回風(fēng) 如圖 3— 1 所示,新鮮風(fēng)流由進風(fēng)大巷 →采區(qū)進風(fēng)石門 →下部車場 →軌道上山??。新風(fēng)流由大巷經(jīng)進風(fēng)上(下)山、進風(fēng)平巷進入采煤工作面,回風(fēng)經(jīng)回風(fēng)巷、回風(fēng)上(下)山到采區(qū)回風(fēng)石門。 一般來說,采區(qū)上(下)山至少要有兩條,即運輸上山和軌道上山,對生產(chǎn)能力大的采區(qū)可有 三條或四條上山。大致可風(fēng)味串聯(lián)、并聯(lián)、角立案和復(fù)雜連接四縱類型。 一般把礦井或采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)中風(fēng)流分流、匯合的線路結(jié)構(gòu)形式統(tǒng)稱為通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。 抽壓聯(lián)合式 可產(chǎn)生較大的通風(fēng)壓力,能適應(yīng)大阻力礦井需要,但通風(fēng)管理困難,一般新建礦井和高瓦斯礦井不宜采用,只是個別用于老井延伸或改建的低瓦斯礦井。 壓入式 低瓦斯礦的第一水平,礦井地面比較復(fù)雜,高差起伏,無法在高山上設(shè)置通風(fēng)機。通風(fēng)方式分為壓入式、抽出式、抽壓混合式 3 類,其使用條件和優(yōu)缺點分析見表 2— 3。 綜合上面各方面因素的比較,可以很容易選定方案一要優(yōu)于方案二,所以選用方案一 。 ( 4)初期投資:在方案一中由于要先開采兩條回風(fēng)井,需要四個主要通風(fēng)機(其中有兩個是備用的),而在方案二當中只需要建設(shè)一條回風(fēng)井,需要兩個主要通風(fēng)機,但是在方案一中需要開拓 一條回風(fēng)大行巷。 ( 3)井巷工程量:在方案二中共需要掘進兩條回風(fēng)大巷,長度共 5000m,需要掘進兩條回風(fēng)井,長度總共 845m;而在方案一當中就沒有必要掘進專門的回風(fēng)大巷,需要掘進的兩條回風(fēng)井總長度為 630m。 ( 2)通風(fēng)難易程度:采用方案二時,在通風(fēng)容易時期風(fēng)流最短路線近似 3325m,通風(fēng)困難時期風(fēng)流經(jīng)過的最長距離大概為 7475m;在采用方案一時,在通風(fēng)容易時期風(fēng)流的路程為 2075m 通
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