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文檔簡介
1、<p> 安全工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)</p><p> 設(shè)計(jì)題目: 大雁西采區(qū)通風(fēng)設(shè)計(jì) </p><p><b> 安全工程學(xué)院</b></p><p> 2011年 12 月 16 日</p><p><b> 摘 要</b></p>
2、<p> 本設(shè)計(jì)報(bào)告為大雁礦西采區(qū)的通風(fēng)設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)中主要闡述了大雁礦西采區(qū)的一個概況,并對采區(qū)概況整理分析后對采區(qū)的通風(fēng)情況進(jìn)行了設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中針對大雁礦西采區(qū)17號煤層進(jìn)行了開采設(shè)計(jì),該采區(qū)瓦斯涌出量較少,屬于低瓦斯礦井。煤層傾角從12度逐漸減小至7度,煤層的平均厚度為4米,煤層走向長度為1000米。采區(qū)布置單翼開采,為了盡量的將煤采出,將三條上山布置在采區(qū)的最左邊,并在采區(qū)內(nèi)布置一個工作面,一個掘進(jìn)面,設(shè)計(jì)中采煤方法為綜
3、合機(jī)械化放頂煤采煤法。由于煤層傾角比較小,上山穿煤層后,導(dǎo)致溜煤眼的位置位于必須位于區(qū)段進(jìn)風(fēng)石門中,所以采用上行通風(fēng)。并通過選取風(fēng)筒插頭插接的方式計(jì)算出漏風(fēng)率及風(fēng)機(jī)實(shí)際提供的風(fēng)量計(jì)算出風(fēng)機(jī)的全壓,從而選取了局部風(fēng)機(jī)的型號。并對采區(qū)的掘進(jìn)工作面、采煤工作面、各個硐室以及其他巷道的風(fēng)量進(jìn)行了計(jì)算。并將風(fēng)量按各需風(fēng)地點(diǎn)所需進(jìn)行配風(fēng),而且對巷道各段風(fēng)速進(jìn)行計(jì)算以確保各巷道風(fēng)速在容許風(fēng)速的范圍內(nèi),最后對巷道各段阻力進(jìn)行了計(jì)算,并尋找出最大阻力路線
4、且計(jì)算出最大阻力路線阻力,從而得出整個礦井的總阻力,最終完成了大雁礦西采區(qū)通風(fēng)設(shè)計(jì)。</p><p><b> 目 錄</b></p><p><b> 1采區(qū)概況4</b></p><p><b> 1.1地質(zhì)說明4</b></p><p> 1.1.1煤田和井田
5、地質(zhì)構(gòu)造4</p><p> 1.1.2井田范圍內(nèi)和附近的主要地質(zhì)構(gòu)造4</p><p> 1.1.3煤層賦存狀況及可采煤層特征5</p><p> 1.1.4巖石性質(zhì) 厚度特征6</p><p> 1.1.5井田水文地質(zhì)情況7</p><p> 1.2采區(qū)位置、范圍及四鄰關(guān)系:7</p&
6、gt;<p> 1.2.2地形地勢8</p><p> 1.2.3氣象 地震8</p><p> 1.2.4附近概況8</p><p> 1.2.5主要材料供應(yīng)8</p><p> 1.2.6水電供應(yīng)情況8</p><p> 1.3 工作面設(shè)計(jì)8</p><p&
7、gt;<b> 2采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)9</b></p><p> 2.1采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)選擇9</p><p> 2.1.1在確定采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)時應(yīng)滿足的條件9</p><p> 2.1.2采區(qū)上山通風(fēng)系統(tǒng)選擇9</p><p> 2.2回采工作面通風(fēng)系統(tǒng)10</p><p> 2.3局
8、部通風(fēng)11</p><p> 2.3.1局部通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則11</p><p> 2.3.2局部通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)12</p><p> 2.3.3局部通風(fēng)機(jī)的選型13</p><p> 2.4采區(qū)內(nèi)各巷道布置及斷面選擇14</p><p> 2.4.1巷道布置14</p><p&g
9、t; 2.4.2主要巷道布置斷面選擇14</p><p> 3采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)平圖和采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖17</p><p> 3.1主要用風(fēng)地點(diǎn)設(shè)計(jì)17</p><p> 3.2通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)路圖繪制17</p><p> 4采區(qū)風(fēng)量計(jì)算18</p><p> 4.1采煤工作面風(fēng)量計(jì)算。19</p
10、><p> 4.2掘進(jìn)工作面風(fēng)量計(jì)算21</p><p> 4.3硐室及其它地點(diǎn)需風(fēng)量23</p><p> 4.4井下其它巷道需風(fēng)量計(jì)算:24</p><p> 4.5采區(qū)總風(fēng)量24</p><p> 5通風(fēng)設(shè)施的設(shè)置25</p><p> 5.1設(shè)計(jì)原則25</p&
11、gt;<p> 5.2 質(zhì)量要求25</p><p> 6采區(qū)風(fēng)量分配與阻力計(jì)算26</p><p> 6.1采區(qū)風(fēng)量分配26</p><p> 6.2采區(qū)阻力計(jì)算26</p><p><b> 7結(jié) 論29</b></p><p> 8設(shè)計(jì)體會及今后改進(jìn)意見
12、29</p><p><b> 9參考文獻(xiàn)29</b></p><p><b> 大雁西采區(qū)通風(fēng)設(shè)計(jì)</b></p><p><b> 1采區(qū)概況</b></p><p><b> 1.1地質(zhì)說明</b></p><p>
13、; 1.1.1煤田和井田地質(zhì)構(gòu)造</p><p> 根據(jù)其巖性特征,巖石組合及含煤情況,可分為上中下三段:</p><p> 表1-1 區(qū) 域 地 層 一 覽 表</p><p> 本段地層主要由粉砂巖、粗砂、煤層和含礫泥巖組成。含礫泥巖位于本段最下部,礫石成份主要由凝灰?guī)r塊、粉砂巖塊及玄武巖塊組成,礫徑0.6-2.5cm,為四礦井田重要的對比標(biāo)志層。&l
14、t;/p><p> 1.1.2井田范圍內(nèi)和附近的主要地質(zhì)構(gòu)造</p><p> 大雁煤田總的構(gòu)造是一個褶皺軸向?yàn)楸?8度東,南部較緩,北部較陡,北翼被65度東斷層斜切破壞的向斜構(gòu)造。四礦井田位于大雁煤田的東北部,屬向斜構(gòu)造北翼,走向?yàn)楸?8度東,傾向北西。四礦井田內(nèi)主要斷裂的產(chǎn)狀、分布情況、特征及確定依據(jù)分述如下:</p><p><b> ⑴ F1斷層
15、:</b></p><p> 賦存于四礦井田北部的5-11勘探線間,展布方向近東西向,傾向南東,由東向西至25勘探線被F10斷層所切割,在大雁煤田中分布長度約4200m,在四礦井田分布長度為2600m,落差最大為87m,最小為43m,平均為65m,斷層面呈上陡下緩的波狀,傾角在35度—45度之間,該斷層控制程度可靠。</p><p><b> ⑵ F2斷層:<
16、;/b></p><p> 賦存四礦井田西部的10-15勘探線之間,與F1斷層屬同生斷層,展布方向近南向北,傾向西東,往北與F1斷層合并,平均落差為68m。斷層面情況及傾角與F1斷層相同。</p><p><b> ?、?F6斷層:</b></p><p> 賦存于四礦井田偏東部2-6勘探線間,走向近南北,傾向東西,傾角14-40
17、176;,斷層呈現(xiàn)上陡下緩的波狀,落差最大65m,最小39m,平均52m。</p><p><b> ?、?F10斷層:</b></p><p> 賦存于四礦井田中部5-9勘探線間,分布長度400m,走向北東,傾向南東,傾角23°-46°,落差最大250m,最小150m,平均200m。 </p><p> 1.1.3煤層
18、賦存狀況及可采煤層特征</p><p><b> ?。ㄒ唬┛刹擅簩?lt;/b></p><p> 礦區(qū)內(nèi)所含主要可采煤層為17、18、19、25號煤層。詳見煤層特征表1-2。</p><p> 表1-2 可采煤層特征表</p><p><b> ?。ǘ┟嘿|(zhì)</b></p><
19、p><b> 1. 煤的物理性質(zhì)</b></p><p> 宏觀煤炭類型屬半光亮型煤。微觀煤炭類型為黑色、性脆、比重中等、硬度小、裂隙發(fā)育。條帶狀結(jié)構(gòu)、層狀至塊狀構(gòu)造。</p><p><b> 2.煤質(zhì)特征</b></p><p><b> 表1-3煤質(zhì)特征表</b></p>
20、;<p> 1.1.4巖石性質(zhì) 厚度特征</p><p> 本礦區(qū)內(nèi)巖性較細(xì),主要由煤層、中砂巖、粉砂巖及細(xì)砂巖組成,僅有較少的粗砂巖,含爍砂巖。煤層和巖層的物性差異均比較明顯,各巖層的密度差別較小,巖石硬度多數(shù)為中等硬度的砂巖類。</p><p> 1.1.5井田水文地質(zhì)情況</p><p> 大雁煤田內(nèi)無主要河流,四礦井田位于大雁煤田的西
21、北部,有季節(jié)性河流布洛莫也溝和勝利溝兩條溪流:</p><p> 1.布洛莫也溝:發(fā)源于區(qū)外東南部的低山丘陵中,由東南向東北方向流經(jīng)四礦井田東南角并注入海拉爾河,該河流常年不斷流,最大流量0.542m3/s,最小流量0.088m3/s,沿河遍布沼澤。</p><p> 2.勝利溝:發(fā)源于區(qū)外東南部低山區(qū),進(jìn)入四礦井田東部流向西北注入海拉爾河,冬季干涸,夏季暢流,最大流量為3.83m3/
22、s,流速0.5m/s,單位滲透量為0. 50m3/d.m。</p><p> 1.2采區(qū)位置、范圍及四鄰關(guān)系:</p><p> ·1.2.1交通位置</p><p> 大雁礦區(qū)南靠巴彥嵯崗蘇木,東鄰牙克石市,西連海拉爾區(qū),北到海拉爾河。礦區(qū)交通便利,濱洲線鐵路在礦區(qū)中部穿過,國防公路301線在礦區(qū)北部通過。大雁火車站東距牙克石市19km,西至海拉爾
23、區(qū)63km。向東經(jīng)牙克石市可達(dá)加格達(dá)奇、哈爾濱、北京地區(qū)以及全國各地。向西經(jīng)海拉爾區(qū)可到滿洲里市。</p><p> 圖 1-1 大雁礦區(qū)交通位置圖</p><p><b> 1.2.2地形地勢</b></p><p> 大雁礦區(qū)位于大興安嶺西北坡,呈高原狀,海撥標(biāo)高在+650-+900m之間,地表植被以草本植物為主,有部分森林,礦區(qū)北部
24、及南部有水系和沼澤。四礦井田內(nèi)地形比較簡單,其地勢為西南高而東北低,海撥標(biāo)高在+600-+850m之間。</p><p> 1.2.3氣象 地震</p><p> 井田屬亞寒帶大陸性氣候,年蒸發(fā)量較大,降雨量較小,平均年降水量為356.8mm,年平均蒸發(fā)量為1258.9mm,年平均氣溫為-3.5°C,最低氣溫為-45.6°C ,最高氣溫為+35.8°C ,
25、年平均風(fēng)速為2.6m/s,最大風(fēng)速為20 m/s,風(fēng)向多為西南,每年9月中旬到次年5月為降雪期,結(jié)凍期為每年10月中旬至次年4月末,凍結(jié)厚度一般在2.5m左右。本地區(qū)地震動峰值加速度(g)為0.04,對照地震裂度為5-6度。</p><p><b> 1.2.4附近概況</b></p><p> 礦區(qū)北部有海拉爾河由東向西流過,礦區(qū)內(nèi)有勝利溝小溪及布洛莫也溝小溪由
26、東向西流過。</p><p> 1.2.5主要材料供應(yīng)</p><p> 礦井建設(shè)所需的建材如磚、瓦、料石、砂等材料在當(dāng)?shù)鼐涂晒┙o。鋼材、木材等材料需從外地購進(jìn)。</p><p> 1.2.6水電供應(yīng)情況</p><p> 靠近礦井西部埋藏較淺的奧灰?guī)r溶水,含水豐富,是理想的供水水源。本礦電源引用35kV變電所;另外以發(fā)電機(jī)作為備用電
27、源。</p><p><b> 1.3 工作面設(shè)計(jì)</b></p><p> 設(shè) 計(jì) 主 要 內(nèi) 容</p><p><b> 2采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)</b></p><p> 采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本組成部分。它主要取決于采區(qū)巷道和采煤方法,同時要滿足通風(fēng)的特殊要求。如高瓦斯或地
28、溫很高,有時是決定采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的主要條件。</p><p> 2.1采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)選擇</p><p> 2.1.1在確定采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)時應(yīng)滿足的條件</p><p> (1) 每一個采區(qū),都必須布置回風(fēng)巷,實(shí)行分區(qū)通風(fēng)。</p><p> (2) 采煤工作面和掘進(jìn)工作面都應(yīng)采用獨(dú)立通風(fēng)。 </p><p> (
29、3) 煤層瓦斯涌出量較大,煤層有自燃發(fā)火傾向或產(chǎn)量比較大時采用下行通風(fēng)時。報(bào)礦總工程師批準(zhǔn),并須遵守一定規(guī)定。</p><p> ?。?)采煤工作面和掘進(jìn)工作面的進(jìn)風(fēng)和回風(fēng),都不得經(jīng)過采空區(qū)或冒落區(qū)。</p><p> 2.1.2采區(qū)上山通風(fēng)系統(tǒng)選擇</p><p> 結(jié)合本礦的地質(zhì)條件、煤層賦存情況及礦井生產(chǎn)能力等具體因素,本采區(qū)根據(jù)技術(shù)條件做如下布置,一條回
30、風(fēng)上山,一條軌道上山,一條皮帶上山。采區(qū)通風(fēng)方式主要有三種:輸送機(jī)上山進(jìn)風(fēng),軌道上山回風(fēng);軌道上山進(jìn)風(fēng),輸送機(jī)上山回風(fēng);軌道上山、運(yùn)輸機(jī)上山進(jìn)風(fēng),回風(fēng)上山回風(fēng)。通過對采區(qū)通風(fēng)方式的比較(見表 1)。</p><p> 通過表1可知三種通風(fēng)方式的優(yōu)缺點(diǎn),鑒于本采區(qū)實(shí)際情況,避免兩條上山通風(fēng)的缺點(diǎn),同時從管理的角度考慮,所以本采區(qū)選用軌道上山、運(yùn)輸機(jī)上山進(jìn)風(fēng),回風(fēng)上山回風(fēng)的采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)。</p>&l
31、t;p> 表1 采區(qū)上山通風(fēng)系統(tǒng)比較</p><p> 2.2回采工作面通風(fēng)系統(tǒng)</p><p> (1) 回采工作面通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求:</p><p> 1)采煤工作面涌出的瓦斯比空氣輕,其自然流動的方向和上行風(fēng)的方向一致,在正常風(fēng)速(大于0.5—0.8m/s)下,瓦斯分層流動和局部積存的可能性較小,下行風(fēng)的方向與瓦斯自然流向相反,二者易于混合且不
32、易出現(xiàn)瓦斯分層流動和局部積存的現(xiàn)象。</p><p> 2)采用上行風(fēng)時,須先把采區(qū)的進(jìn)風(fēng)流導(dǎo)采至區(qū)下部進(jìn)風(fēng)巷,然后進(jìn)入工作面,流經(jīng)的路線較長,風(fēng)流會由于壓縮和地溫加熱而升溫;又因巷道中機(jī)電設(shè)備散發(fā)的熱量也加入風(fēng)流中,故上行風(fēng)比下行風(fēng)工作面的氣溫高。</p><p> 3)采用上行風(fēng),采區(qū)進(jìn)風(fēng)流和回風(fēng)流之間產(chǎn)生的自然風(fēng)壓和機(jī)械風(fēng)壓的作用方向相同;而下行風(fēng),其作用方向相反,故下行風(fēng)比上行
33、風(fēng)所需要的機(jī)械風(fēng)壓要大;而且,主要通風(fēng)機(jī)一旦因故停轉(zhuǎn),工作面的下行風(fēng)流就有停風(fēng)或反向的可能。</p><p> 4)工作面一旦起火,所產(chǎn)生的火風(fēng)壓和下行風(fēng)工作面的機(jī)械風(fēng)壓作用方向相反,會使工作面的風(fēng)量減小,瓦斯?jié)舛仍黾?,故下行風(fēng)在起火地點(diǎn)瓦斯爆炸的可能性比上行風(fēng)要大。</p><p> (2) 回采工作面的通風(fēng)系統(tǒng)選擇</p><p> 按回采工作面的回風(fēng)方向
34、選擇,通過對上行通風(fēng)和下行通風(fēng)優(yōu)缺點(diǎn)的比較(表2)。</p><p> 表2 回采工作面上、下行通風(fēng)適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)</p><p> 所以,根據(jù)本采區(qū)的采煤工作面的生產(chǎn)能力較大,并且由于運(yùn)輸上山和溜煤眼的位置關(guān)系,必須將煤眼設(shè)置在有新鮮風(fēng)流的區(qū)段進(jìn)風(fēng)石門之間,所以決定采用上行通風(fēng)。</p><p><b> 2.3局部通風(fēng)</b>&l
35、t;/p><p> 根據(jù)開拓、開采巷道布置、掘進(jìn)區(qū)域煤巖層的自然條件以及掘進(jìn)工藝,確定合理的局部通風(fēng)方法及其布置方式,選擇風(fēng)筒類型和直徑,計(jì)算風(fēng)筒出入口風(fēng)量,計(jì)算風(fēng)筒通風(fēng)阻力,選擇局部通風(fēng)機(jī)。</p><p> 掘進(jìn)通風(fēng)方法分為壓入式通風(fēng)、抽出式通風(fēng)、混合式通風(fēng)。(掘進(jìn)通風(fēng)方法的選擇)本采區(qū)采用壓入式通風(fēng)。</p><p> 2.3.1局部通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則<
36、/p><p> 局部通風(fēng)機(jī)是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的一個重要組成部分,其新風(fēng)取自礦井主風(fēng)流,其污風(fēng)又排入礦井主風(fēng)流。其設(shè)計(jì)原則可以歸納如下:</p><p> (1) 礦井和采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)為局部風(fēng)能創(chuàng)造條件;</p><p> (2) 局部通風(fēng)系統(tǒng)要安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理和技術(shù)先進(jìn);</p><p> ?。?)盡量采用技術(shù)先進(jìn)的低噪、高效型局部通風(fēng)機(jī)
37、;</p><p> ?。?)壓入式通風(fēng)宜用柔性風(fēng)筒,抽出式通風(fēng)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;</p><p> 2.3.2局部通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)</p><p> (1) 本采區(qū)掘進(jìn)巷道局部通風(fēng)系統(tǒng)布置見圖3:</p><p> 圖 3 掘進(jìn)工作面通風(fēng)系統(tǒng)圖</p><p>
38、;<b> (2) 風(fēng)筒的選擇</b></p><p><b> 1)選擇原則</b></p><p> 風(fēng)筒直徑能保證最通風(fēng)長度時,局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)能滿足工作面通風(fēng)的要求</p><p> 在巷道斷面容許的條件下,盡可能選擇直徑較大的風(fēng)筒,以降低風(fēng)阻,減少學(xué)習(xí)漏風(fēng),節(jié)約通風(fēng)電耗;</p><p&
39、gt;<b> 2)風(fēng)筒的確定</b></p><p> 一般來說。立井鑿井時,選用600~1000mm的鐵風(fēng)筒或玻璃鋼風(fēng)筒;通風(fēng)長度在200m以內(nèi),一宜選用直徑為400mm的風(fēng)筒;通風(fēng)長度200~500m,宜選用直徑500mm風(fēng)筒;通風(fēng)長度500~1000m,宜選用直徑800~1000mm的風(fēng)筒。由于掘進(jìn)巷道的長度為915.40m所以本采區(qū)選擇1000mm的風(fēng)筒。</p>
40、<p> 2.3.3局部通風(fēng)機(jī)的選型</p><p> (1)局部通風(fēng)機(jī)的阻力計(jì)算</p><p> 已知井巷掘進(jìn)所需風(fēng)量和所選用的風(fēng)筒,即可求算風(fēng)筒的通風(fēng)阻力。</p><p> 本采區(qū)關(guān)于阻力的計(jì)算見采區(qū)通風(fēng)阻力計(jì)算表</p><p> (2)局部通風(fēng)機(jī)的選擇</p><p> ?。〝⑹鲞x擇局
41、部通風(fēng)機(jī)的依據(jù)(即參數(shù)))</p><p> 根據(jù)風(fēng)量和風(fēng)筒的通風(fēng)阻力,在可供選擇的各種通風(fēng)動力設(shè)備中先用合適的設(shè)備。</p><p> 表3 FBD系列風(fēng)機(jī)主要技術(shù)參數(shù) </p><p> 根據(jù)掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量Qh和風(fēng)筒的漏風(fēng)情況,使用下式計(jì)算風(fēng)機(jī)工作面的風(fēng)量Qa</p><p><b> Qa= Qh pq<
42、/b></p><p> 柔性風(fēng)筒的pq值可以根據(jù)以下公式計(jì)算</p><p> pq = 1/(1-nηj)</p><p><b> =1.449</b></p><p><b> 在式n ——接頭數(shù)</b></p><p> ηj —— 每個接頭的漏風(fēng)
43、率,插接時ηj=0.01—0.02:螺絲反接時ηj=0.005</p><p> 由于掘進(jìn)巷道的的長度為915.40米,選擇每節(jié)風(fēng)筒的長度為30米,一共需要31節(jié)風(fēng)筒,選擇風(fēng)筒接頭的漏風(fēng)率為0.01</p><p> 由于風(fēng)機(jī)為工作面實(shí)際提供的風(fēng)量為Qh =6 m3/s, 由于 Qa= Qh pq =6×1.449=8.694m3/s</p><p>
44、 壓入式通風(fēng)時,設(shè)風(fēng)筒出口的動能損失為hvo ,則局部通風(fēng)機(jī)的風(fēng)機(jī)靜壓為Ht (Pa)</p><p> Ht =Rf Qa Qh + hvo =0.811ρQh2 /D4 + Rf Qa Qh</p><p> 在式中Rf——壓入式風(fēng)筒的總風(fēng)阻,N·s2/m8 ;其余的符號含義相同</p><p> 由于我們選擇的風(fēng)筒的直徑為1000mm每百米的
45、風(fēng)阻為2 N·s2/m-8 所以風(fēng)筒的總阻力Rf 為18.308N·s2/m8 ,Qh =6 m3/s ,Qa=8.694 m3/s ,ρ=1.2kg/m3 D=1m 則上式Ht為1040.55pa根據(jù)計(jì)算,風(fēng)機(jī)提供的風(fēng)量為521m3/min,故根據(jù)表3選定風(fēng)機(jī)型號為:FBD-NO.6.0/2×22。</p><p> 2.4采區(qū)內(nèi)各巷道布置及斷面選擇</p><
46、;p><b> 2.4.1巷道布置</b></p><p> ?。?)采區(qū)布置:該采區(qū)內(nèi)蒙古大雁西采區(qū),布置3條主要上山,分別為運(yùn)輸上山、軌道上山、回風(fēng)上山。主要上山布置在采區(qū)左側(cè),單翼開采,主要巷道為走向布置。</p><p> ?。?)工作面巷道布置:工作面布置在上山右側(cè)邊,上下巷沿走向布置。</p><p> ?。?)峒室布置:該
47、采區(qū)共布置2個硐室,分別為絞車房、變電所。</p><p> 2.4.2主要巷道布置斷面選擇</p><p> 主要巷道斷面如下:(1) 工作面上巷軌道順槽或回風(fēng)順槽:工作面上巷軌道順槽寬3.2米,中高2.85米,支護(hù)為錨桿+錨索+鋼帶+鐵絲網(wǎng)+噴漿。下巷運(yùn)輸順槽寬3.2米,中高2.85米,支護(hù)為錨桿+錨索+鋼帶+鐵絲網(wǎng)+噴漿。</p><p><b>
48、; 巷道斷面特征表</b></p><p> ?。?)運(yùn)輸大巷斷面:</p><p><b> 巷道斷面特征表</b></p><p> ?。?)回風(fēng)大巷斷面圖</p><p><b> 巷道斷面特征表</b></p><p><b> ?。?)開
49、切眼斷面圖</b></p><p><b> 巷道斷面斷面特征表</b></p><p> ?。?) 采區(qū)軌道上山巷道斷面:</p><p><b> 斷面特征表</b></p><p> 3采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)平圖和采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖</p><p> 3.1主
50、要用風(fēng)地點(diǎn)設(shè)計(jì)</p><p> 附圖 礦井通風(fēng)系統(tǒng)平面圖</p><p> 3.2通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)路圖繪制</p><p> 通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖繪制一般以滿足如下原則為宜:</p><p> ?。?)用風(fēng)地點(diǎn)并排布置在網(wǎng)絡(luò)圖中部,進(jìn)風(fēng)節(jié)點(diǎn)位于下邊(進(jìn)風(fēng)井口節(jié)點(diǎn)位于最下部),回風(fēng)節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)圖的上部,風(fēng)機(jī)出口節(jié)點(diǎn)在最上部;</p>
51、<p> ?。?)分支方向(除地面?zhèn)畏种猓┗径紤?yīng)由下至上;</p><p> ?。?)分支間的交叉盡可能少;</p><p> ?。?)節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間應(yīng)有一定的距離;</p><p> ?。?)網(wǎng)絡(luò)圖總的形狀基本為“橢圓”形。</p><p> 根據(jù)采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)圖,按上述原則繪制通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)路圖見圖</p>&l
52、t;p><b> 4采區(qū)風(fēng)量計(jì)算</b></p><p> 采區(qū)通風(fēng)風(fēng)量計(jì)算根據(jù)國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局、國家煤礦安全監(jiān)察局、國家發(fā)展和改革委員會聯(lián)合下發(fā)的安監(jiān)總煤礦字[2006]819號文《煤礦通風(fēng)能力核定辦法》,所提供的方法二(由里向外核算法)對采區(qū)需要風(fēng)量按各采煤、掘進(jìn)工作面,硐室及其它巷道等用風(fēng)地點(diǎn)分別進(jìn)行計(jì)算。</p><p> 4.1采煤工作面
53、風(fēng)量計(jì)算</p><p> (1)17#層回采工作面需風(fēng)量計(jì)算</p><p> 本采面為綜工作面,采用全部垮落法管理頂板,采用中位放頂煤支架放煤,支架梁長3.85m,一個循環(huán)進(jìn)尺割煤深度為0.8m,其最大控頂距為5.45m,最小控頂距為4.65m。</p><p> 采場最小寬度(最小控頂距)等于支架的梁長與未支護(hù)寬度之和。最大控頂距就是最小控頂距加上一次落
54、煤的截割深度(一般為隨截煤前移支架)。</p><p> 工作面最大最小控頂距示意圖</p><p> 表5 采煤工作面基本配風(fēng)量表</p><p> 表6 K采高——回采工作面采高調(diào)整系數(shù)</p><p> 表7 K采面長——回采工作面長度調(diào)整系數(shù)</p><p> 表8 K溫——回采工作面溫度調(diào)整系數(shù)表
55、 </p><p> 瓦斯礦井采煤工作面按氣象條件或瓦斯涌出量確定所需風(fēng)量</p><p> 根據(jù)實(shí)際情況,可知本采區(qū)為低瓦斯礦區(qū),采高2.6m,采區(qū)溫度25。C,工作方式為綜采,故查表5、表6、表7、表8可知K采高=1.5;Q基本=550m/min;K采面長=1.4;K溫=1.2 </p><p> Q采= Q基本×K采高×K采
56、面長×K溫</p><p> ?。?00×1.5×1.4×1.2</p><p> ?。?260m3/min</p><p> ?、诟鶕?jù)工作面溫度選擇的適宜風(fēng)速進(jìn)行計(jì)算</p><p> 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)符合回采工作面溫度調(diào)整系數(shù)表(表8)要求。</p>
57、<p> 長壁工作面實(shí)際需要風(fēng)量計(jì)算,由工作面的氣溫t而確定工作面風(fēng)速V,按下式計(jì)算:</p><p> Q采=60×V采×S采</p><p> V采——采煤工作面風(fēng)速,由表8知當(dāng)回采工作面溫度為25。C時V采=1.6m/s;</p><p> S采——采煤工作面的平均斷面積,本采區(qū)S采=(4.65+5.45)×2.
58、6/2=13.13m2。</p><p> Q采=60×V采×S采</p><p> ?。?0×1.6×13.13</p><p> ?。?260.48m3/min</p><p> ?、郯床蓤龀銮谧疃嗳藬?shù)計(jì)算風(fēng)量</p><p> 按采場出勤最多人數(shù)計(jì)算風(fēng)量: Q采=4
59、N</p><p> 式中:N——工作面最多人數(shù),根據(jù)實(shí)際情況本采場最多人數(shù)為15人。</p><p><b> Q采=4N</b></p><p><b> ?。?×15</b></p><p><b> ?。?0m3/min</b></p>&l
60、t;p><b> ?、茱L(fēng)速校驗(yàn)</b></p><p> 取上述計(jì)算中的最大值,由風(fēng)速校驗(yàn)即:</p><p> 4×60×S小≥Q采≥0.25×60×S大</p><p><b> 化簡得:</b></p><p> 240 S小≥Q采≥15
61、S大</p><p> 式中:S小、S大——采場最小、最大控頂距時的斷面積, 由此可知S?。?.6×4.65=12.09;S大 =5.45×2.6=14.17m2</p><p> 240 S小≥Q采≥15 S大</p><p> 240×12.09≥Q采≥14.17×15</p><p> 2
62、901.6≥1260.48≥212.55</p><p> 根據(jù)上述計(jì)算可知,,所以本回采工作面Q采17#=1260.48m3/min =21m3/s 。</p><p> 4.2掘進(jìn)工作面風(fēng)量計(jì)算</p><p> 掘進(jìn)工作面風(fēng)量計(jì)算辦法的確定是以現(xiàn)場實(shí)際通風(fēng)能力和自然條件為依據(jù),以科學(xué)合理供風(fēng)為準(zhǔn)繩而進(jìn)行的。每個獨(dú)立通風(fēng)的掘進(jìn)工作面實(shí)際需風(fēng)量應(yīng)按:<
63、/p><p> (1)或的絕對涌出量;</p><p> (2)同時爆破的最多火藥量;</p><p> (3)工作面最多出勤人數(shù)和風(fēng)速等因素分別計(jì)算,取其中最大值作為掘進(jìn)工作面的需風(fēng)量。根據(jù)需風(fēng)量選擇合適的局部通風(fēng)機(jī),再按局部通風(fēng)機(jī)吸風(fēng)量確定全風(fēng)壓供風(fēng)量</p><p> ?、侔赐咚?或二氧化碳)涌出量計(jì)算</p><
64、p> 按瓦斯(或二氧化碳)涌出量計(jì)算公式:Q掘=100×q掘×K掘通,m3/min式中:</p><p> Q掘——單個掘進(jìn)工作面需要風(fēng)量,m3/min</p><p> q掘——掘進(jìn)工作面回風(fēng)流中瓦斯(或二氧化碳)的絕對涌出量,本掘進(jìn)工作面</p><p> q掘=1.8 m3/min</p><p>
65、K掘通——瓦斯涌出不均衡的通風(fēng)系數(shù),(正常生產(chǎn)條件下,連續(xù)檢測1個月,日最大絕對瓦斯涌出量與月平均日瓦斯絕對涌出量的比值)。應(yīng)按照實(shí)際檢測而定,一般可取1.5~2.0。在本采區(qū)k=2.0</p><p> Q掘=100×q掘×K掘通</p><p> ?。?00×1.8×2.0</p><p> ?。?60 m3/min&l
66、t;/p><p> ?、诎赐瑫r放炮最多炸藥量計(jì)算風(fēng)量</p><p> 按同時放炮最多炸藥量計(jì)算風(fēng)量公式:Q掘=25A</p><p> 式中:A——掘進(jìn)工作面一次爆破的最大炸藥量,根據(jù)情況本掘進(jìn)工作面最大炸藥量為12Kg。</p><p><b> Q掘=25A</b></p><p><
67、;b> ?。?5×12</b></p><p> ?。?00 m3/min</p><p> ?、郯垂ぷ髅孀疃喑銮谌藬?shù)計(jì)算風(fēng)量</p><p> 按工作面最多出勤人數(shù)計(jì)算風(fēng)量公式 :Q掘=4N 式中:</p><p> N——掘進(jìn)工作面同時工作的最多人數(shù),該掘進(jìn)工作面同時工作最多人數(shù)為15人。</p&g
68、t;<p><b> Q掘=4N</b></p><p><b> ?。?×16</b></p><p> ?。?4 m3/min</p><p> ?、馨淳植客L(fēng)機(jī)的實(shí)際風(fēng)量Q掘計(jì)算</p><p> 根據(jù)上述三項(xiàng)確定出掘進(jìn)工作面風(fēng)筒末端風(fēng)量,最大風(fēng)量為360m3/mi
69、n,再考慮掘進(jìn)工作面的長度和風(fēng)筒漏風(fēng)情況確定掘進(jìn)工作面的供風(fēng)量Q掘。按局部通風(fēng)機(jī)的實(shí)際風(fēng)量 Q掘計(jì)算:</p><p><b> Q掘=Q吸×I</b></p><p><b> =487×1</b></p><p> ?。?87m3/min</p><p> ?、莅达L(fēng)速校
70、驗(yàn)取上述四項(xiàng)中最大值然后用下式計(jì)算檢驗(yàn):</p><p> 對掘進(jìn)中煤巷、半煤巷:240S≥Q掘≥15S對掘進(jìn)中的巖巷:240S≥Q掘≥9S</p><p> 根據(jù)本采區(qū)實(shí)際情況可知,本采區(qū)掘進(jìn)工作面為煤巷、半煤巷,故采用風(fēng)速校驗(yàn)公式為:對掘進(jìn)中煤巷、半煤巷:240S≥Q掘≥15S,該掘進(jìn)巷道斷面形狀為梯形,由斷面圖可知S=13.1m2。</p><p> 2
71、40S≥Q掘≥15S</p><p> 240×10.17≥Q掘≥15×10.17</p><p> 2440.8≥487≥152.55</p><p> 根據(jù)上述計(jì)算可知,本掘進(jìn)工作面風(fēng)量為500m3/min。即為</p><p> Q掘 = 487m3/min =8.12m3/s</p><
72、p> ?、蘧蜻M(jìn)巷道全風(fēng)壓供風(fēng)量</p><p> 按局部通風(fēng)機(jī)實(shí)際吸風(fēng)量計(jì)算掘進(jìn)巷道全風(fēng)壓供風(fēng)量。</p><p> 巖巷掘進(jìn): Q掘全=Q扇×Ii+9S</p><p> 煤巷、半煤巷掘進(jìn):Q掘全=Q扇×Ii+15S</p><p> 因本采區(qū)掘進(jìn)工作面掘進(jìn)情況為煤巷、半煤巷掘進(jìn),故局部通風(fēng)機(jī)實(shí)際吸風(fēng)量計(jì)算
73、掘進(jìn)巷道全風(fēng)壓供風(fēng)量應(yīng)采用公式為,Q掘全=Q扇×Ii+15S,其中S=10.17m2即:Q掘全=Q扇×Ii+15S</p><p> ?。?87×1+15×10.17</p><p> ?。?39.55 m3/min </p><p> 由采區(qū)實(shí)際情況可知,本采區(qū)由1個掘進(jìn)工作面,因此掘進(jìn)工作面實(shí)際總風(fēng)量為,</p&
74、gt;<p> ∑Q掘=639.55 m3/min</p><p> 即掘進(jìn)工作面總風(fēng)量為Q掘=639.55 m3/min=10.65m3/s。</p><p> 4.3硐室及其它地點(diǎn)需風(fēng)量</p><p> 礦井井下不同硐室配風(fēng)原則:</p><p> 表9 井下硐室配風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)表</p><p>
75、; 根據(jù)井下充電室,應(yīng)按其回風(fēng)流中氫氣濃度小0.5%計(jì)算風(fēng)量,但不得小100 m3/min。機(jī)電硐室需要風(fēng)量應(yīng)根據(jù)不同硐室內(nèi)設(shè)備的降溫要求進(jìn)行配風(fēng)。選取硐室風(fēng)量,須保證機(jī)電硐室溫度不超過30℃,其它硐室溫度不超過26℃的原則及礦井井下不同硐室配風(fēng)原則,絞車房風(fēng)量為70 m3/min,變電所的風(fēng)量為65 m3/min。</p><p> 井下硐室需要風(fēng)量,應(yīng)按礦井各個獨(dú)立通風(fēng)硐室實(shí)際需要風(fēng)量的總和來計(jì)算: &l
76、t;/p><p><b> Q硐=Q絞+Q變</b></p><p><b> 式中:</b></p><p> Q硐——所有獨(dú)立通風(fēng)硐室風(fēng)量總和,</p><p> Q絞——絞車房通風(fēng)量,</p><p> Q變——變電所通風(fēng)量,</p><p&g
77、t; 根據(jù)上述可知;Q絞=85,Q變=80則: </p><p><b> Q硐=Q絞+Q變</b></p><p> =85+80=165m3/min</p><p> 根據(jù)上述可知,井下硐室所需總風(fēng)量為165m3/min即風(fēng)量為2.75m3/s。</p><p> 4.4井下其它巷道需風(fēng)量計(jì)
78、算:</p><p> 按采煤、掘進(jìn)、硐室風(fēng)量總和的5%計(jì)算:</p><p> Q其他=(21+10.65+2.75)5%</p><p><b> ?。?.72m3/s</b></p><p><b> 4.5采區(qū)總風(fēng)量</b></p><p> 按上述方法分別計(jì)
79、算出各用風(fēng)地點(diǎn)所需風(fēng)量后,按下式計(jì)算礦井總風(fēng)量:</p><p> ∑Q礦 =(∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+Q其他)Km</p><p><b> 式中:</b></p><p> ∑Q采-采煤工作面(包括備用工作面)實(shí)際用風(fēng)量之和,本采區(qū)采煤工作面實(shí)際用風(fēng)量之和為21m3/s;</p><p> ∑Q掘-掘進(jìn)工作面
80、實(shí)際用風(fēng)量之和,本采區(qū)掘進(jìn)工作面實(shí)際用風(fēng)量之和為10.65m3/s;</p><p> ∑Q硐-峒室實(shí)際用風(fēng)量之和,本采區(qū)峒室實(shí)際用風(fēng)量之和為2.75m3/s;</p><p> Q其他-其他用風(fēng)地點(diǎn)實(shí)際用風(fēng)量之和,本采區(qū)其他用風(fēng)地點(diǎn)實(shí)際用風(fēng)量之和為1.72 m3/s;</p><p> Km-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,(抽出式K取1.
81、15~1.2(建議取1.2~1.25,個別老礦井可取值1.45) ,壓入式 Km取1.25~1.3)。</p><p> 本采區(qū)總用風(fēng)量按下述要求確定,采區(qū)通風(fēng)系數(shù)取Km =1.25。</p><p> ∑Q礦 =(∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+Q其他)Km</p><p> ?。?21+10.65+2.75+1.72)1.25</p><p>
82、; ?。?2.05m3/s </p><p><b> 5通風(fēng)設(shè)施的設(shè)置</b></p><p><b> 5.1設(shè)計(jì)原則</b></p><p><b> 1、風(fēng)門設(shè)置</b></p><p> 在回風(fēng)上山的下端與各石門處,凡不允許風(fēng)流通過,但需行人或行車的巷道中,必
83、須安設(shè)風(fēng)門。故本采區(qū)設(shè)置風(fēng)門4組一共8個,其風(fēng)門具體布置見附圖。</p><p><b> 2、風(fēng)窗設(shè)置</b></p><p> 在運(yùn)輸上山的下端與變電所,絞車房,石門平巷處,允許風(fēng)流通過,不允許人通行。故本采區(qū)設(shè)置風(fēng)窗4個,其風(fēng)窗具體布置見附圖。</p><p><b> 5.2 質(zhì)量要求</b></p&g
84、t;<p> ?。?)設(shè)置風(fēng)門的要求:避免在彎道和傾斜巷道中設(shè)置風(fēng)門;門的前后5m內(nèi)支架完好,門墻厚不小于0.45m,四周掏槽深0.2~0.3m;結(jié)構(gòu)嚴(yán)密,漏風(fēng)少,向關(guān)門方向傾斜80°~85°;風(fēng)門應(yīng)迎風(fēng)流開啟。行機(jī)車巷道,兩門間距應(yīng)大于一列車長度;列車通過風(fēng)門區(qū)域,應(yīng)設(shè)置聲、光信號。</p><p> ?。?)設(shè)置擋風(fēng)墻的要求:擋風(fēng)墻兩幫、頂、底應(yīng)掏槽,槽深在煤中大于或等于1m
85、,巖石中不小于0.5m;擋風(fēng)墻應(yīng)無裂縫、無漏風(fēng);墻內(nèi)外5m內(nèi)支架良好;永久性擋風(fēng)墻應(yīng)設(shè)U型放水管;</p><p> ?。?)設(shè)置風(fēng)窗的技術(shù)要求:用不燃性材料建筑成流線型,坡度不大于25°,結(jié)構(gòu)堅(jiān)固;主要風(fēng)橋斷面積不小于巷道斷面的80%,砌墻厚度不小于0.45m,掏槽深度為0.2~0.3m;風(fēng)阻要??;漏風(fēng)小,橋下巷道前后6m支架應(yīng)加固。</p><p> 6采區(qū)風(fēng)量分配與阻力計(jì)
86、算</p><p><b> 6.1采區(qū)風(fēng)量分配</b></p><p> 采區(qū)內(nèi)各主要用風(fēng)地點(diǎn)及通風(fēng)井巷的風(fēng)量見表10</p><p><b> 6.2采區(qū)阻力計(jì)算</b></p><p><b> 1)參數(shù)選?。?lt;/b></p><p>
87、① α值根據(jù)巷道用途和支護(hù)形式按井巷摩擦阻力系數(shù)值α表選。</p><p> ?、?巷道的周長、斷面面積的選取根據(jù)礦井設(shè)計(jì)巷道斷面取值。</p><p> ?、?巷道長度根據(jù)采區(qū)平面圖、剖面圖設(shè)計(jì)圖量取。</p><p> ?、?巷道風(fēng)量根據(jù)采區(qū)總需風(fēng)量和用風(fēng)地點(diǎn)風(fēng)量計(jì)算值推算。</p><p><b> 2)計(jì)算方法:</
88、b></p><p><b> ?、偻L(fēng)阻力公式:</b></p><p><b> hf=RQ2</b></p><p> 式中:R——局部風(fēng)阻,Ns2/m8;</p><p> Q——風(fēng)量m3/s。</p><p><b> ?、陲L(fēng)速公式:</
89、b></p><p><b> V=Q/S</b></p><p> 式中:Q——風(fēng)量,m3/s;</p><p> S——井巷斷面積,m2。</p><p><b> ?、埏L(fēng)速阻力公式:</b></p><p><b> R=αLU/S</b&
90、gt;</p><p> 式中:α——摩擦阻力系數(shù)</p><p> L——巷道長度,m;</p><p> S——巷道斷面面積,m2。</p><p> ?、芟锏罃嗝嬷荛L公式: </p><p><b> U=C</b></p><p> 式中:U—井巷斷面周長
91、,m; </p><p> C—斷面形狀系數(shù):梯形C=4.16;三心拱C=3.85;半圓拱C=3.90;</p><p> S—井巷斷面積,m2。</p><p> 根據(jù)上述阻力計(jì)算,采區(qū)通風(fēng)阻力計(jì)算情況見表10。</p><p> ?、?7#層采區(qū)通風(fēng)阻力路線為: 1-2-3-5-8-9-10-11-12-13-14</p>
92、;<p> 采區(qū)通風(fēng)阻力為: h摩 =26.523+54.362+89.901+20.988+124.821+29.338+139.757</p><p> +27.249+44.205+72.496=628.64(Pa) </p><p> 通風(fēng)總阻力為H摩=(1+15%)×h摩 =722.936(Pa)</p>
93、<p> 整個采區(qū)的總需風(fēng)量為2523m3/min,回采工作面需風(fēng)量為 1434.36m3/min,煤巷掘進(jìn)用風(fēng)量為766.8m3/min,變電所等硐室用風(fēng)量為198m3/min,其他用風(fēng)量為123.84m3/min。采區(qū)通風(fēng)總阻力為722.936(Pa)。 </p><p> 采區(qū)通風(fēng)阻力計(jì)算表
94、 表10</p><p><b> 7結(jié) 論</b></p><p> 綜上所述,內(nèi)蒙古大雁礦西采區(qū),該采區(qū)瓦斯涌出為低瓦斯,設(shè)置一個采煤工作面,綜采放頂煤采煤法,一個煤巷掘進(jìn)工作面,采區(qū)設(shè)置一條軌道上山,一條皮帶運(yùn)輸機(jī)上山,一條回風(fēng)上山。整個采區(qū)的總需風(fēng)量為2523m3∕min。采區(qū)通風(fēng)總阻力為722.936 Pa。</p><p>
95、 8設(shè)計(jì)體會及今后改進(jìn)意見 </p><p> 通過本次課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí),學(xué)會并熟練掌握了autocad軟件,對采礦學(xué)的知識進(jìn)行了系統(tǒng)的復(fù)習(xí),溫故了通風(fēng)的基本內(nèi)容,學(xué)會了在實(shí)際中怎樣計(jì)算阻力風(fēng)量。通過這些工作,讓我明白了做每一步工作時必須細(xì)心和認(rèn)真的對待,在選取參數(shù)的時候要合理才能得出準(zhǔn)確的結(jié)果。</p><p><b> 9參考文獻(xiàn) </b></p>
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