【正文】 （ ） 式中： Qy— 采用壓入式通風(fēng)時(shí)，稀釋、排除掘進(jìn)巷道炮煙所需風(fēng)量， m3/min； 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， m3,； 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： L=400A/S，則 L=400 t— 掘進(jìn)巷道的通風(fēng)時(shí)間，一般取 2030min,取 20min。 從以上比較可以看出，兩種通風(fēng)方式各有利弊，但壓入式通風(fēng)安全可靠性較好，故在煤礦中得到廣泛應(yīng)用。壓入式通風(fēng)時(shí)炮煙沿巷道流動，勞動衛(wèi)生條件較差，而且排出炮煙的時(shí)間長。 （ 2）抽出式通風(fēng)有效吸程小， 排出工作面炮煙的能力較差；壓入式通風(fēng)風(fēng)筒出口射流的有效射程達(dá)，排出工作面炮煙和瓦斯的能力強(qiáng)。 壓入式通風(fēng)與抽出式通風(fēng)優(yōu)缺點(diǎn)比較： （ 1）抽出式通風(fēng)時(shí)，污濁風(fēng)流必須通過局部通風(fēng)機(jī)，極不安全。抽出式風(fēng)筒吸風(fēng)口應(yīng)超前 壓入式局部通風(fēng)機(jī) 10 米以上，同時(shí)其風(fēng)筒吸風(fēng)口距工作面的距離還應(yīng)大于炮煙拋擲長度，一般為 30 米左右，混合式通風(fēng)機(jī)見圖 。 圖 抽出式通風(fēng) 《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 14 3）混合式通風(fēng) 混合式通風(fēng)的布置如圖 所示，其中壓入式風(fēng)筒出風(fēng)口與工作面的距離仍應(yīng)小于有效射程長度，抽出式風(fēng)筒吸收風(fēng)口與工作面的距離和壓入式局部通風(fēng)機(jī)所在位置有關(guān)。 圖 壓入式通風(fēng) 2）抽出式通風(fēng) 這種通風(fēng)方式是把局部通風(fēng)機(jī)安裝在離巷道口 10m 以外的回風(fēng)側(cè)。 1）壓入式通風(fēng) 局部通風(fēng)機(jī)和啟動裝置安裝在離掘巷道口 10m 外的進(jìn)風(fēng)側(cè)，局部通風(fēng)機(jī)把新鮮風(fēng)流經(jīng)風(fēng)筒壓送到掘進(jìn)工作面，污風(fēng)沿巷道排 出。本設(shè)計(jì)決定采用局部動力通風(fēng)，采用局部通風(fēng)機(jī)進(jìn)行掘進(jìn)的通風(fēng)。 掘進(jìn)通風(fēng)總的可以分為總風(fēng)壓通風(fēng)法和局部動力通風(fēng)法。 掘進(jìn)方法的確定 本設(shè)計(jì)掘進(jìn)頭的供風(fēng)既利用局部通風(fēng)機(jī)，也利用礦井的總風(fēng)壓，此處只對局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)方法做具體分析。 《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 13 4 掘進(jìn)通風(fēng) 掘進(jìn)巷道時(shí)，為了稀釋和排除自煤巖體內(nèi)涌出量的有害氣體，爆破產(chǎn)生的炮煙和礦塵，保持掘進(jìn)頭的良好氣候條件，必須對掘進(jìn)頭進(jìn)行獨(dú)立通風(fēng)，即向掘進(jìn)面進(jìn)入新鮮風(fēng)流，排出含有煙塵的污濁空氣。 優(yōu)點(diǎn)：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?，不易出現(xiàn)瓦斯分層流動和瓦斯積聚，還可以減少煤塵含量，降低水砂充填工作面的空氣溫度，有利于提高工作面的產(chǎn)量。運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)多產(chǎn)生的熱量隨風(fēng)流散發(fā)到回采工作面，使工作面氣溫升高。工作面平巷中的運(yùn)輸設(shè)備處于新鮮風(fēng)流中，安全性好。 表 回采工作面上、下行通風(fēng)適用條件及優(yōu)缺點(diǎn) 通風(fēng) 系統(tǒng) 示意圖 適用條件及優(yōu)缺點(diǎn) 上 行 通 風(fēng) 適用條件：在煤層傾角大于 12 度的回采工作面，應(yīng)采用上下通風(fēng)。 （ 5）測風(fēng)站 用以測量全礦井總進(jìn)風(fēng)量和總回風(fēng)量以及各水平采掘區(qū)和回采工作面的進(jìn)風(fēng)量。分為普通風(fēng)門和自動啟動風(fēng)門兩種。 （ 2）擋風(fēng)墻 在需要截?cái)囡L(fēng)流和不通行的巷道內(nèi)可以設(shè)置擋風(fēng)墻，按其服務(wù)年限長短分為永久性和暫時(shí)性。為了使井下各用風(fēng)地點(diǎn)得到所需要的風(fēng)量，保證風(fēng)流按預(yù)定的通風(fēng)路線，就必須在某些通風(fēng)巷道的交叉口附近巷道設(shè)置通風(fēng)設(shè)施，如風(fēng)橋、擋風(fēng)墻、風(fēng)門等，以控制風(fēng)流，為了防止這些設(shè)施漏風(fēng)或風(fēng)流短路，要求對通風(fēng)設(shè)施進(jìn)行正確的設(shè)計(jì)，合理的選擇形式及位置，保證通風(fēng)設(shè)施的可靠性。根據(jù)該礦的實(shí)際情況，確定回采工作面為上行通風(fēng)。這種通風(fēng)方式的主要特點(diǎn)是不用設(shè)置第二條風(fēng)道；若上下端平巷進(jìn)風(fēng)，在該巷只撤、安裝維護(hù)采煤設(shè)備等又良好的環(huán)境，同時(shí)，易于稀釋工作面瓦斯，使上偶角瓦斯不易于積聚，排放炮煙、煤塵速度快。 W 型 當(dāng)采用對拉式工作面時(shí)，可以采用上下平巷同時(shí)進(jìn)風(fēng)和中間巷道回風(fēng)的方式。這種通風(fēng)方式使用于瓦斯涌出量大的工作面，但需要邊界準(zhǔn)備專用回風(fēng)上山，增加了巷道掘進(jìn)、維護(hù)費(fèi)用。這種通風(fēng)方式，如果瓦斯不太大，工作面通風(fēng)能滿《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 11 足要求，即可采用。 表 回風(fēng)工作面主要通風(fēng)系統(tǒng)比較 通風(fēng) 系統(tǒng) 示意圖 優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件 U 型 在區(qū)內(nèi)后退式回采方式中，這種通風(fēng)方式具有風(fēng)流系統(tǒng)簡單、漏風(fēng)小等優(yōu)點(diǎn)，但風(fēng) 流線路長，變化大。 回采工作面通風(fēng)方式 1）回采工作面通風(fēng)系統(tǒng) 工作面通風(fēng)方式的選擇與回風(fēng)的順序、通風(fēng)能力和巷道布置有關(guān)。這樣布置的優(yōu)點(diǎn)是使運(yùn)輸上山的風(fēng)速較小，不致激起煤塵，也使軌道上山風(fēng)速不致太大。 本礦井的相對瓦斯涌出量 為 14m3/t，屬于高瓦斯礦井，結(jié)合礦井的實(shí)際條件，確定在有一個(gè)采區(qū)布置三條上山，一條是運(yùn)輸上山，一條是軌道上山，一條是回風(fēng)上山。 采用運(yùn)輸上山進(jìn)風(fēng)，由于風(fēng)流方向與運(yùn)煤方向相反，容易引起煤塵飛揚(yáng)，煤炭在運(yùn)輸過程中釋放的 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，使進(jìn)風(fēng)流溫度升高。 在通風(fēng)系統(tǒng)中要能保證采區(qū)風(fēng)流的穩(wěn)定性，盡量避免角聯(lián)風(fēng)路，盡量減少采區(qū)漏風(fēng)量，新鮮風(fēng)流在風(fēng)路上被加熱和污染的程度小，回采工作面和掘進(jìn)工作面都應(yīng)該獨(dú)立通風(fēng)，采區(qū)布置 獨(dú)立的回風(fēng)道，實(shí)行分區(qū)通風(fēng)，采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)既要保證質(zhì)量，安全可靠，又要經(jīng)濟(jì)合理。它主要取決于采區(qū)巷道布置和采煤方法，同時(shí)要滿足全礦井通風(fēng)的特殊要求。本礦井地質(zhì)構(gòu)造較簡單，為高瓦斯 突出礦井，自燃發(fā)火危險(xiǎn)性較大，走向較長，開采面積較大，因此選用抽出式通風(fēng)方式。用抽出式通風(fēng)，就沒有這些缺點(diǎn)。 （ 5）如果能夠嚴(yán)防總進(jìn)風(fēng)路線上的漏風(fēng)，則壓入式主要通風(fēng)機(jī)的規(guī)格尺寸和通風(fēng)機(jī)電力費(fèi)用都較抽出式為小。 （ 4）在地面小窯塌陷區(qū)分布較廣，并和采區(qū)相溝通的條件，用抽出式通風(fēng)，會把小窯積存的有害氣體抽到井下，同時(shí)使通過主要通風(fēng)機(jī)的一部分風(fēng)流短路，總進(jìn)風(fēng)量和工作面有效風(fēng)量都會減少。 （ 2）壓入式主要通風(fēng)機(jī)使井下風(fēng)流處于正壓狀態(tài)，當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，風(fēng)流壓力降低，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量增加，比較危險(xiǎn)?？偦仫L(fēng)巷無法連通或維護(hù)苦難時(shí)期的條件下優(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)的有害氣體壓入到地面；（ 2）進(jìn)風(fēng)線路漏風(fēng)大，管理苦難；（ 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渡到深部水平的抽出式有一定的困難；（ 5）通風(fēng)機(jī)使井下風(fēng)流處于負(fù)壓狀態(tài)，當(dāng)通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，風(fēng)流壓力降低，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量增加。 缺點(diǎn)：當(dāng)?shù)孛嬗行「G塌陷區(qū)和采區(qū)溝通時(shí)，抽出式會 使 小窯存積的有害氣體抽到井下使礦井 有效風(fēng)量減少。 通風(fēng)機(jī)的工作方法 礦井通風(fēng)機(jī)的工作 方法有抽出式、壓入式和壓抽混合式三種，其適用條件和優(yōu)缺點(diǎn)《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 9 見表 。 表 通風(fēng)設(shè)備購置費(fèi)用 方案項(xiàng)目 中央分列式 兩翼對角式 通風(fēng)設(shè)備費(fèi) 280萬元 280 2=560 萬元 （ 4）通風(fēng)總費(fèi)用比較 通風(fēng)總費(fèi)用見表 。風(fēng)機(jī)房、風(fēng)硐、擴(kuò)散器、防爆門、反風(fēng)設(shè)施等通風(fēng)設(shè)施的土建費(fèi)按 50萬元計(jì)算，則建一風(fēng)機(jī)房需要 250 萬元。 （ 1）進(jìn)行工程掘進(jìn)費(fèi)用比較 中央分列式，回風(fēng)大巷工程量： 3080m，回風(fēng)井工程量： 305m；兩翼對角式，回風(fēng)井工程量： 305 2=610m，回風(fēng)大巷工程量： 0m。 2）經(jīng)濟(jì)比較 方案二和方案三兩通風(fēng)方案的經(jīng)濟(jì)主要從巷道開拓工程量、費(fèi)用及巷道維護(hù)費(fèi)用、通風(fēng)設(shè)施購置 費(fèi)用和通風(fēng)電費(fèi)等方面考慮。 井田面積較大，局部瓦斯含量大，采區(qū)離工業(yè)場地較遠(yuǎn)。 采區(qū)式通風(fēng)方式 通風(fēng)線路短、幾個(gè)分區(qū)域可以同時(shí)施工的優(yōu)點(diǎn)外，更有利于處理礦井事故運(yùn)送人員設(shè)備也方便。 建井期限略長，有時(shí)初期投資稍大。 煤層傾角較小，埋藏較淺，走向長度不大，而且瓦斯、自然發(fā)火比較嚴(yán)重。 中央分列式 通風(fēng)阻力較小，內(nèi)部漏風(fēng)小，增加了一個(gè)安全出口，工業(yè)場的保護(hù)煤柱小，保護(hù)井筒的煤柱較少，構(gòu)成礦井通風(fēng)系統(tǒng)的時(shí)間短。 風(fēng)路較長，風(fēng)阻較大，采空區(qū)漏風(fēng)較大。 圖 采區(qū)式通風(fēng)方式 1主井， 2副井， 3運(yùn)輸大巷， 4回風(fēng)石門 《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 7 3)礦井通風(fēng)方式的選擇 下面對幾種通風(fēng)方式的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件列表進(jìn)行比較，見表 。 圖 中央分列式通風(fēng)方式 1主井， 2副井， 3運(yùn)輸大巷， 4回風(fēng)大巷， 5回風(fēng)石門 方案 三 ：兩翼對角式 進(jìn)風(fēng)井位于井田中央，回風(fēng)井設(shè)在井田兩翼的上部邊界，如圖 。 方案一：中央并列式 風(fēng)井主副井都位于中央工業(yè)廣場上，副井進(jìn)風(fēng)，風(fēng)井回風(fēng)，如圖 。 （ 2）經(jīng)濟(jì)因素：井巷工程量、通風(fēng)運(yùn)行費(fèi)、設(shè)備裝備費(fèi)。 礦井通風(fēng)方式的選擇 1)選擇通風(fēng)方案的考慮因素 選擇任何通風(fēng)方式都需要符合投產(chǎn)快、出煤較多、安全可靠和技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理等原則。 《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 4 4） 部分井巷特征參數(shù) 表 部分井巷特征參數(shù) （其他井巷參數(shù)自行設(shè)計(jì)、計(jì)算或在相關(guān)圖紙上提?。? 井巷名 稱 長度 (m) 斷面（ m2） 周長（ m） 副井 井底車場及石門 15 軌道大巷 15 采區(qū)下部車場 運(yùn)輸上山 運(yùn)輸石門 區(qū)段運(yùn)輸 15 工作面 10 14 區(qū)段回風(fēng) 15 高頂排放巷 6 10 回風(fēng)石門 回風(fēng)上山 回風(fēng)大巷 15 風(fēng)井 風(fēng)硐 12 《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 5 2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)擬定 礦井通風(fēng)系統(tǒng)基本要求 選擇任何通風(fēng)系統(tǒng)，都要符合投產(chǎn)快、出煤較多、安全可靠、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)合理等原則。 回采巷道寬度為 ，高度為 。 3） 回采巷道布置 本工作面采用綜采放頂煤采煤工藝，回采巷道采用一般的“內(nèi)錯(cuò)式 U+L”型布置方式，即一條區(qū)段運(yùn)輸順槽 ,一條區(qū)段回風(fēng)順槽和一條高頂排放瓦斯巷。采 煤機(jī) 截深，其 工作方式 為 雙向割煤，追機(jī)作業(yè)，工作面端頭進(jìn)刀方式。工作面的推進(jìn)方向確定為后退式。即： 2201→ 2406→ 2202→ 2407→ 2203→ 2408→ 2204→ 2409→2205→ 2410。待首采采區(qū)全部采完后，北采區(qū)一采區(qū)工作面已經(jīng)準(zhǔn)備出來，可以投入生產(chǎn)，依次類推。 根據(jù)九龍礦 2 號煤層的賦存條件，適宜建設(shè)采用一礦一面達(dá)產(chǎn)。采區(qū)走向長度為 4000m，傾斜長度 935m，雙翼布置，上山開采。煤層平均厚度 ，煤層較穩(wěn)定。物料經(jīng)副立井罐籠運(yùn)輸?shù)骄总噲?，然后架線電機(jī)車運(yùn)到盤區(qū)。左右 。 本設(shè)計(jì)主要開拓巷道有運(yùn)輸大巷和軌道大巷均布置 2 號煤層底版巖中層。主要運(yùn)輸大巷沿煤層走向布置。本礦井 初步考慮 采用兩翼對角式通風(fēng)，故將風(fēng)井布置在邊界。本礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 150萬噸 /年 ,礦井服務(wù)年限 為 61 年 。 2） 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力按年工作日 330 天計(jì)算， “三八”工作制，即二班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備，每班凈工作時(shí)間為 8 個(gè)小時(shí)。 井田 開拓 1） 井田境界與儲量 礦井地質(zhì)資源量： 2煤 （ Mt），礦井工業(yè)儲量 （ Mt）， 礦井可采儲量（ Mt），本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 150 萬 t/年 。 礦井投產(chǎn)以來，井下煤層及地表煤堆、矸石山未發(fā)生過自燃現(xiàn)象。根據(jù)精查地質(zhì)報(bào)告的瓦斯地質(zhì)資料， 1985 年，撫順煤研所確定本礦井 2水平瓦斯相對涌出量為 14 m3/t，屬高瓦斯礦井。井田面積約 20 km2。 表 空氣平均密度一覽表 季節(jié) 地點(diǎn) 進(jìn)風(fēng)井筒（ kg/m3） 出風(fēng)井筒（ kg/m3） 冬 夏 2） 井田地質(zhì)特征 南北走向長度約為 8km。區(qū)內(nèi)有公路與主干道相通，向北 公里到邯鄲市與 107 國道和京深高速公路接壤，并向北 32 公里與309 國道相連北起以 F91 和 F92 斷層，南以 F26 斷層，西以 F8 斷層，東以二號煤層900 的等高線為邊界 ?！兜V井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 中國礦業(yè)大學(xué) 礦業(yè) 工程 學(xué)院 礦井通風(fēng)與安全 課程設(shè)計(jì) 小組成員： 施佳泉 01070111 龍周彪 01070108 王龍飛 01070115 設(shè)計(jì)題目 九龍 礦 150 萬 t/a新井通風(fēng)設(shè)計(jì) (一 ) 班級 采礦 074 班 指導(dǎo)教師 方宗武 成績 日 期 2021 年 1 月 《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì) 目 錄 1 礦井設(shè)計(jì)概況 ................................................................................................................................ 1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征 ....................