【正文】 ......................... 50 6 結(jié)論及建議 ............................................................................................................................ 51 結(jié)論 .............................................................................................................................. 51 建議 .............................................................................................................................. 51 7 致謝 ........................................................................................................................................ 52 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................... 53 1 緒論 研究背景及意義 研究背景 我國是煤炭大國，也是產(chǎn)煤大國，同時還是煤炭消耗量最大的國家。最后根據(jù)安山煤礦實際條件，提出一通三防相關(guān)安全管理措施。 論文嚴(yán)格根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》等要求，通過對比分析現(xiàn)有工作面通風(fēng)方式的 優(yōu)缺點，提出適合安山煤礦實際條件的采煤工作面和掘進(jìn)工作面的通風(fēng)方式，并計算采煤工作面和掘進(jìn)工作面的需風(fēng)量，以及整個礦井的需風(fēng)量。論文題目：陜西涌鑫礦業(yè)安山煤礦通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計 專 業(yè)：安全工程 本 科 生： XXX （簽名） 指導(dǎo)老師： XXX （簽名） 摘要 礦井通風(fēng)是將空氣輸入礦井下，以增加礦井中氧氣的濃度并排除有害氣體，它是保障礦井安全的主要技術(shù)之一。礦井通風(fēng)設(shè)計是整個礦井設(shè)計內(nèi)容的重要組成部分，是保證安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。計算分析礦井容易和困難時期的通風(fēng)阻力，結(jié)合目前主要通風(fēng)機的優(yōu)缺點，選擇了安山煤礦的主要通風(fēng)機，并繪制礦井通風(fēng)系統(tǒng)圖和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖。論文進(jìn)行的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計可為礦井安全生產(chǎn)奠定一定基礎(chǔ)。目前我國煤可供利用的儲量約占世界煤炭儲量的 %，位居世界第三 [1]。而且煤種齊全。 1 近十幾年來，縱觀我國的經(jīng)濟增長 率，一直保持在年均 10％左右的增長速度。其中煤炭在一次能源消費中所占有近 70%比重的格局，客觀而又充分的說明了煤炭工業(yè)在我國所有工業(yè)行業(yè)中所處的重要位置。雖然煤炭企業(yè)對我國經(jīng)濟有積極的推動，但煤炭行業(yè)是我國安全生產(chǎn)事故發(fā)生最多的行業(yè)，并且我國現(xiàn)有礦井 95%以上都是地下開采的煤炭工業(yè)。 表 20212021我國煤炭事故情況 年份 2021 2021 2021 2021 2021 2021 2021 2021 2021 2021 事故起數(shù) 3082 3112 4143 3639 3341 2945 2421 1901 1616 1403 死亡人數(shù) 5670 6995 6434 6027 5986 4746 3786 3215 2631 2433 百萬噸死亡率 由上表可看出，我國煤炭行業(yè)安全狀況不容樂觀?？偟膩碚f我國煤炭安全現(xiàn)狀相對世界水平較落后。礦井通風(fēng)是依靠通風(fēng)動力將定量的新鮮空氣沿著井巷網(wǎng)絡(luò)輸送到采煤工作面、掘進(jìn)工作面、硐室和其他用風(fēng)地點，滿足這些地區(qū)的安全要求和作業(yè)環(huán)境；同時將用過的污濁空氣排出地面的過程。如因所選風(fēng)機能力不足使生產(chǎn)受限，阻礙生產(chǎn)發(fā)展；或因所選風(fēng)機能力過大造成電耗增多噸煤投資增加等。 研究意義 陜西涌鑫礦業(yè)安山煤礦，是低瓦斯礦井 ， 為防止井下瓦斯積聚，確保井下良好的工作環(huán)境。因此礦井通風(fēng)設(shè)計合理與否對礦井的安全生產(chǎn)及經(jīng)濟效益具有長期而重要的影響。 2 礦井通風(fēng)機類型 約在 1640 年，人們開始把進(jìn)風(fēng)和回風(fēng)分開，以利用自然通風(fēng)壓力進(jìn)行礦井通風(fēng)。 1745 年俄國科學(xué)家發(fā)表了空氣在礦井中流動的理論， 1764 年法國采礦工程發(fā)表了關(guān)于礦井自然通風(fēng)的理 論，成為礦井通風(fēng)史上奠基的兩篇論文。 20 世紀(jì) 40 年代，礦井已使用功率為約 1500kw 和 3000kw 的電力軸流式和離心式大型扇風(fēng)機。通風(fēng)機是礦井的肺臟。由于軸流式通風(fēng)機具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、體積小、重量輕，而且其工作效率高，尤其是大型軸流式通風(fēng)機，效 率可達(dá) 85％，三是有翼角調(diào)整裝備，便于機械性能調(diào)節(jié)或進(jìn)行反風(fēng)這些優(yōu)點，現(xiàn)在大部分礦井都采用軸流式通風(fēng)機。 礦井通風(fēng)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀 目前，礦井通風(fēng)系統(tǒng)按進(jìn)、回風(fēng)井在井田的位置不同，通風(fēng)系統(tǒng)可分為中央式、對角式、區(qū)域式及混合式。 中央 式通風(fēng)系統(tǒng)又包括中央并列式和中央邊界式。冶金礦山當(dāng)?shù)V脈走向不太長，或受地形地質(zhì)條件限制，在兩翼不宜開掘風(fēng)井是使用。 對角式通風(fēng)系統(tǒng)又包括兩翼和分區(qū)對角式。后者適用于煤層埋藏淺，或因地表高低起伏較大，無法開掘總回風(fēng)巷的礦井。其既可改善通風(fēng)條件，又能利用風(fēng)井準(zhǔn)備采區(qū)，縮短建井工期。漏風(fēng)少，網(wǎng)路簡單，風(fēng)流易于控制，便于主要通風(fēng)機的選擇。 混合式通風(fēng)系統(tǒng)，適用于井田范圍大，地質(zhì)和地面地形復(fù)雜；或產(chǎn)量大，瓦斯涌出量大的礦井。 3 通風(fēng)機的工作方式 礦井通風(fēng)設(shè)計中，主要通風(fēng)機的工作方式有三種：壓入式、抽出式、壓抽混合式。在冒落裂隙通達(dá)地面時，壓入式通風(fēng)礦井采區(qū)的有害氣體通過塌陷區(qū)向外漏出。采用壓入式通風(fēng)時，須在礦井總進(jìn)風(fēng)路線上設(shè)置若干通風(fēng)構(gòu)筑物，使通風(fēng)管理困難，且漏風(fēng)較大。當(dāng)主要通風(fēng)機因故停止運轉(zhuǎn)時，井下風(fēng)流的壓力提高，較為安全。通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn) 風(fēng)部分處于正壓，回風(fēng)部分處于負(fù)壓，工作面大致處于中間，其正壓或負(fù)壓均不大，采空區(qū)通連地表的漏風(fēng)因而較小。它的合理與否不僅影響采區(qū)內(nèi)的風(fēng)量分配，事故發(fā)生時的風(fēng)流控制，生產(chǎn)的正常進(jìn)行，而且嚴(yán)重影響礦井的通風(fēng)質(zhì)量和安全狀況。 ① U 形與 Z形通風(fēng)系統(tǒng)。目前我國普遍使用 U形后退式通風(fēng)系統(tǒng)（如圖 所示）。前進(jìn)式通風(fēng)系統(tǒng)的維護(hù)工作量小，不存在采掘工作面串聯(lián)通風(fēng)問題，在巷旁支護(hù)好、漏風(fēng)不大時，有一定優(yōu)越性。采用 Z 形后退式通風(fēng)系統(tǒng)（如圖 所示）的工作面的采空區(qū)瓦斯不會涌入工作面，也是涌向回風(fēng)巷，工作面采空區(qū) 回風(fēng)側(cè)能用鉆孔抽放瓦斯，但進(jìn)風(fēng)側(cè)不能抽放瓦斯。 Z 形通風(fēng)系統(tǒng)的采空區(qū)漏風(fēng)，介于采用 U形后退式和 U 形前進(jìn)式通風(fēng)系統(tǒng)之間；該通風(fēng)系統(tǒng)需沿空支戶巷道和控制經(jīng)過采空區(qū)的漏風(fēng)，其難度較大 [3]。據(jù)進(jìn)風(fēng)巷與回風(fēng)巷的數(shù)量和位置的不同， Y形通風(fēng)系統(tǒng)（如圖 所示）可以有多種不同的方式。工作面采用 Y 形通風(fēng)系統(tǒng)會使回風(fēng)道風(fēng)量加大，但上隅角及回風(fēng)道德瓦斯不易超限，并可在上部進(jìn)風(fēng)道內(nèi)抽放瓦斯。該系統(tǒng)的進(jìn)回風(fēng)平巷都布置在煤體中。雙 Z 形通風(fēng)系統(tǒng)，其中間巷與上、下平巷分別在工作面的兩側(cè)。雙 Z 形前進(jìn)通風(fēng)系統(tǒng)（如圖 所 示）的上、下進(jìn)風(fēng)平巷維護(hù)在采空區(qū)時。 圖 Y形通風(fēng)系統(tǒng) 圖 W形通風(fēng)系統(tǒng) 5 圖 雙 Z前進(jìn)式 圖 雙 Z后退式 ③在 H形通風(fēng)系統(tǒng)中，兩進(jìn)兩回的通風(fēng)系統(tǒng)（如圖 所示），三進(jìn)一回系統(tǒng)（如圖 所示），其特點是：工作面風(fēng)量大，采空區(qū)瓦斯不涌向工作面，氣象條件好，增加了工作面的安全出口，工作面機電設(shè)備都在新鮮風(fēng)流巷道中，通風(fēng)阻力小，在采空區(qū)的回風(fēng)巷道中可抽放瓦斯，易于控制上隅角的瓦斯 ，但沿空護(hù)巷困難，由于有附加巷道，可能影響通風(fēng)的穩(wěn)定性，管理復(fù)雜。 圖 H形兩進(jìn)兩回系統(tǒng) 圖 H形三進(jìn)一回系統(tǒng) （ 2）掘進(jìn)工作面通風(fēng)方法 掘進(jìn)通風(fēng)方法有總風(fēng)壓通風(fēng)、引射器通風(fēng)和局部通風(fēng)機通風(fēng) 3 種。 局部通風(fēng)機通風(fēng) 利用局部通風(fēng)機做動力，通過風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)的通風(fēng)方法稱局部通風(fēng)機通風(fēng)，它是目前局部通風(fēng)最主要的方法。 ①壓入式局部通風(fēng)機及其附屬裝置安裝在離掘進(jìn)巷道口 10m 以外的進(jìn)風(fēng)側(cè)，將新鮮風(fēng)流流經(jīng)風(fēng)筒輸送到掘進(jìn)工作面，污風(fēng)沿掘進(jìn)巷道排出。 6 掘進(jìn)工作面 風(fēng)筒 風(fēng)機 圖 壓入式通風(fēng)布置 ②抽出式局部通風(fēng)機安裝在離掘 進(jìn)巷道 10m 以外的回風(fēng)側(cè)。 局部通風(fēng)機 風(fēng)筒 = 掘進(jìn)巷道 圖 抽出式通風(fēng)布置 ③混合式通風(fēng)是壓入式和抽出式兩種通風(fēng)方式的聯(lián)合運用，兼有壓入式和抽出式兩者有點，其中壓入式向工作面供新風(fēng)，抽出式從工作面排出污風(fēng)。按抽壓風(fēng)筒口位置關(guān)系有前壓后抽和前抽后壓兩種方式。工作面的污風(fēng)由壓入式風(fēng)筒壓入的新風(fēng)予以沖淡和稀釋，由抽出式 主風(fēng)筒排出。 圖 長抽短壓通風(fēng)方式 長壓短抽（前抽后壓）。其布置圖如圖 所示。因 此，兩臺風(fēng)機之間的風(fēng)量要合理匹配，以免發(fā)生循環(huán)風(fēng)，并使風(fēng)筒重疊段內(nèi)風(fēng)速大于最低風(fēng)速。 礦井全風(fēng)壓通風(fēng) 全風(fēng)壓通風(fēng)是利用礦井主要通風(fēng)機的風(fēng)壓，借助導(dǎo)風(fēng)設(shè)施把主導(dǎo)風(fēng)流的新鮮空氣引入掘進(jìn)工作面。按其導(dǎo)風(fēng)設(shè)施不同可分為 [3]： ①風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)，在巷道內(nèi)設(shè)置擋風(fēng)墻截斷主導(dǎo)風(fēng)流，用風(fēng)筒把新鮮風(fēng)引入掘進(jìn)面，污濁風(fēng)從掘進(jìn)巷道中排出。 風(fēng)窗 風(fēng)筒 密閉墻 圖 風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng) ②平行巷道導(dǎo)風(fēng)，在掘進(jìn)主巷道時，在附近與其平行掘一條配風(fēng)巷，每隔一定距離在主、配巷間開掘聯(lián)絡(luò)巷，形成貫穿風(fēng)，當(dāng)新的聯(lián)絡(luò)巷溝通后，舊聯(lián)絡(luò)巷封閉。這種方法常用于煤巷掘進(jìn)，尤其是在厚煤層的采空巷掘進(jìn)，和運輸、通風(fēng)等需要開掘雙巷時。 8 圖 平行巷道導(dǎo)風(fēng) ③鉆孔導(dǎo)風(fēng)，離地面或領(lǐng)近水平較近處掘進(jìn)長巷反眼或上山時，可用鉆孔提前溝通掘進(jìn)巷道，以便形成貫穿風(fēng)流。 鉆孔 上山 圖 鉆孔導(dǎo)風(fēng) ④風(fēng)障導(dǎo)風(fēng)，在巷道內(nèi)設(shè)置縱向風(fēng)障，把風(fēng)障上游一側(cè)的新風(fēng)引入掘進(jìn)工作面，清洗后的污風(fēng)從風(fēng)障下游一側(cè)排出。此種方法工程量大。 圖 風(fēng)障導(dǎo)風(fēng) 在主要通風(fēng)機正常運轉(zhuǎn)，并有足夠的全風(fēng)壓克服導(dǎo)風(fēng)設(shè)施的阻力時，全風(fēng)壓通風(fēng)能連續(xù)供給掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量，而無需附加通風(fēng)動力，管理方便，但其工程量大，使用風(fēng)障有礙運輸。如果全風(fēng)壓通風(fēng)在技術(shù)上不可行或經(jīng)濟上不合理，則必須借助專門的通風(fēng)動力設(shè)備，對掘進(jìn)工作面進(jìn)行局部通風(fēng)。引射器通風(fēng)一般采用壓入式，如圖 所示。在煤與瓦斯突出嚴(yán)重的煤層掘進(jìn)時，用它代替局部通風(fēng)機通風(fēng)，設(shè)備簡單，安全性較高。一般這種方法適用需風(fēng)量不大短距離巷道掘進(jìn)通風(fēng)；在含塵大、氣溫高的采掘機械附近，采取水力引射器與其他通風(fēng)方法聯(lián)合使用形成混合式通風(fēng)。 隨著生產(chǎn)的發(fā)展，對礦井通風(fēng)的要求不斷提高，也更具有合理性。回采工作面、掘進(jìn)煤巷和半煤巖巷最小風(fēng)速不小于 ，這都為礦井的安全生產(chǎn)打下了基礎(chǔ)。根據(jù)礦井瓦斯涌出量，礦井設(shè)計生產(chǎn)能力，煤層賦存條件等因素選擇合適的通風(fēng)方式。 （ 3）礦井風(fēng)量計算和風(fēng)量分配。 （ 4）礦井通風(fēng)阻力計算。做出通風(fēng)系統(tǒng)圖和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖。根據(jù)礦井需風(fēng)量及自然風(fēng)壓，結(jié)合主要通風(fēng)機的特性曲線，選擇出安山煤礦合理的礦井通風(fēng)機。 設(shè)計工作流程 設(shè)計流程圖如圖 所示： 10 安山煤礦 通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計