通風(fēng)課程設(shè)計--礦井通風(fēng)系統(tǒng)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要 ……………………………………………………………………2 </p><p>　　井田特征及開采、開拓系統(tǒng)　…………………………………………3</p><p>　　采煤方法和井田開采、開拓　…………………………………………6　</p><p>

2、　　礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定……………………………………………………7　</p><p>　　礦井風(fēng)量計算和風(fēng)量分配　……………………………………………11</p><p>　　計算礦井通風(fēng)阻力　……………………………………………………16　</p><p>　　選擇礦井通風(fēng)設(shè)備　……………………………………………………18</p><p>　　通

3、風(fēng)費用概算……………………………………………………………21</p><p>　　小 結(jié)…………………………………………………………………23</p><p>　　參考文獻 ………………………………………………………………23</p><p><b>　　【摘要】</b></p><p>　　礦井通風(fēng)系統(tǒng)是向礦井

4、工作地點供給新鮮空氣、以供給人員呼吸，并稀釋和排除井下各種有毒有害氣體和礦塵，創(chuàng)造良好的礦內(nèi)工作環(huán)境，保障井下作業(yè)人員的身體健康和勞動安全。這種利用機械或自然通風(fēng)為動力，使地面空氣進入井下，并在井巷中做定向和定量的流動，最后將污濁空氣排出礦井的全過程稱為礦井通風(fēng)。包括進、回風(fēng)井的布置方式，主要通風(fēng)機的工作方法，通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)和風(fēng)流控制設(shè)施的總稱。礦井通風(fēng)設(shè)計是礦井設(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)，因此必須周密考慮，精心設(shè)計，力

5、求實現(xiàn)預(yù)期效果。其設(shè)計是否合理對全礦井的安全生產(chǎn)及經(jīng)濟效益具有長期而重要的影響。</p><p>　　【關(guān)鍵詞】通風(fēng)系統(tǒng) 風(fēng)量 通風(fēng)阻力 風(fēng)壓 通風(fēng)機</p><p>　　1.井田特征及開采、開拓系統(tǒng)</p><p>　　1.1.1、交通位置</p><p>　　本井田位于江蘇省徐州市銅山縣境內(nèi)，距徐州市約22公里。</p>

6、;<p>　　交通：鐵路，徐沛路與隴海鐵路在該井田南部相交，鐵路專用線與徐沛鐵路在劉集站接軌。公路，井田東部有徐沛公路通過，礦用公路在唐溝站與徐沛公路連接，交通極便。交通位置圖見圖1－1。</p><p>　　1.1.2、地形地勢</p><p>　　本井田地貌屬黃淮沖積平原，地表巖性性主要以黃淮堆積的亞粘土。地勢平坦，地面標高為+35～+45米，微向東及北東傾斜，地面坡度為

7、0.1%，礦區(qū)內(nèi)無洪水，內(nèi)澇現(xiàn)象。</p><p>　　圖1－1 交通位置圖</p><p>　　1.1.3、河流湖泊</p><p>　　礦區(qū)內(nèi)地表水系重要有廢黃河和桃園河兩條河流。</p><p>　　廢黃河，斜穿井田西南部，呈北西-東南延展，河道寬淺，河床大部分干枯，為季節(jié)性河流。兩岸筑有防洪堤壩，堤壩標高+43米～+44米.&l

8、t;/p><p>　　桃園河，為一條季節(jié)性河流，由西向東流入京杭運河，只有尾端和支流伸入井田東部，河道較淺，訊期泄水，排澇，旱期斷流。</p><p>　　在井田以東約15公里，有徐州地區(qū)最大地表水體微山湖（全湖面積644平方公里）湖面水位常年標高+31米～+33,最高洪水位36.9米（1957年）。自1958年以來，微山湖大堤多次進行培修，堤頂標高一般增高到+38.5米～+39.5米,堤寬為

9、6米～10米,同時開挖了京杭運河。疏竣了流通河道，興建了配套、節(jié)制、灌溉等工程。基本上解決了洪水危害。</p><p>　　1.1.4、礦區(qū)氣候條件</p><p>　　1、礦區(qū)氣候性質(zhì)及氣溫變化：</p><p>　　據(jù)地質(zhì)報告提供徐州氣象站資料：本礦區(qū)氣候?qū)倌蠝貛敾磪^(qū)，具有長江與黃河流域氣候的過度性質(zhì)，但接近北方氣候的特點。氣候溫和，四季明顯，日照充足，春秋季

10、短，入冬和回暖較早，冬寒干燥，夏熱多雨。春秋干旱突出，并伴有寒潮、霜凍、風(fēng)雪、臺風(fēng)、冰雹和暴雨等災(zāi)害性天氣出現(xiàn)。</p><p>　　氣溫：歷年年平均為14.2攝氏度，最高氣溫40.6C，（1972年6月11日），最低溫度零下22.6攝氏度（1969年2月6日），35.2攝氏度以上高溫天數(shù)年平均為11天，零下10攝氏度的低溫年平均6天。</p><p>　　2、雨季時間、年平均及最大降雨量

11、：</p><p>　　據(jù)徐州氣象站1951-1982年資料，歷年平均降雨量866.7毫米，最大降雨量出現(xiàn)在1962年，達1360毫米，最少降雨量出現(xiàn)于1953年，僅為595.2毫米。降雨量多集中在每年夏季的6-8月，平均為511.2毫米，占全年降雨量的59%，年平均降雨為32天，暴雨日年平均僅為4天，日最大降雨量為255.5毫米。</p><p>　　3、結(jié)冰及解凍日期、最大凍結(jié)深度、最

12、大積雪厚度：</p><p>　　據(jù)徐州氣象站資料，本區(qū)河港封凍日期，平均在12月底-1月低最早12月15日，最晚為1月30日。歷年最大凍土厚度為24厘米（1968年1月2日），最早解凍日期為元月1日、（1974年），最晚為2月21日（1957）年，平均解凍日期為1月22日，最大積雪厚度為25厘米（1964年2月15日）。</p><p>　　4、全年最大頻率風(fēng)向和最大風(fēng)速：</p&

13、gt;<p>　　本區(qū)歷年四季風(fēng)向均為偏東風(fēng)為主，ENE頻率為13%，年平均風(fēng)速為30米/秒，年平均大風(fēng)日為15.3天，3～4月最多，最大風(fēng)速為19.3米/秒（1952年5月），瞬時最大風(fēng)速曾達12級。臺風(fēng)直接影響本區(qū)平均3-5年一次，而臺風(fēng)倒槽影響本區(qū)較多，年均有一次，多出現(xiàn)在8-9月。常常帶來暴雨。</p><p>　　1.1.5、地震及地震烈度：</p><p>　　據(jù)

14、國家地震局南京地震大隊（1977年編制的《江蘇地震》中記載，江蘇記載地震開始于公元前179年至公元1982年，發(fā)生有感地震600多次，破壞地震29次，其徐州附近發(fā)生有感地震36次，破壞性地震4次，其中最大2次，即一次發(fā)生于公元1668年7月25日，震中山東省郯城，震級8.5級，震中烈度12度，當(dāng)時銅山（徐州）城市建筑傾覆過半，遠近壓死者不計其數(shù)。第二次發(fā)生于1937年8月1日，震中山東荷澤，震級7級，震中烈度9度，本區(qū)處于波及影響范圍，

15、房屋搖動，舊房坍塌50余間，傷亡20余人，按國家地震局烈度區(qū)劃，規(guī)定徐州建筑物按地震烈度7度設(shè)防，重要建筑物按8度設(shè)防。</p><p>　　1.1.6、臨近礦井</p><p>　　其臨近礦井東有年產(chǎn)120萬噸的張小樓煤礦和年產(chǎn)能力為120萬噸的龐莊煤礦，東北有年產(chǎn)90萬噸的坨城煤礦和年產(chǎn)能力為90萬噸的柳新礦。西北有年產(chǎn)能力的120萬噸的馬坡礦。</p><p>

16、;　　1.1.7、水源和電源</p><p>　　1、水源：該礦以前曾利用距工業(yè)廣場2.9公里的59-41號鉆孔建成水源井，該水源雖水量能滿足需要，但水質(zhì)經(jīng)多次化驗，因硫酸根離子、氧化物及鐵的含量較多，引用危害極大，已經(jīng)停用?，F(xiàn)在取用的飲用水取自井下-300水平太原群灰?guī)r水。</p><p>　　2、電源：工業(yè)廣場內(nèi)建110/25/6KV變電所一座，有坨城電廠110KV供電。</p&

17、gt;<p>　　1.2 礦井帶區(qū)劃分與布置</p><p>　　張集礦設(shè)一個水平，采用上下山開拓，該水平標高為－650m，階段上山斜長為2006.3761m,下山斜長為1337.584m。 </p><p>　　根據(jù)張集礦情況，帶區(qū)采用集中布置；井田范圍內(nèi)采用后退式開采順序；開采順序為下行式。同時生產(chǎn)的帶區(qū)一個，該帶區(qū)的一個工作面保證全礦井的產(chǎn)量。</p>

18、<p>　　1.3煤炭儲量的計算</p><p>　　1.3.1礦井工業(yè)儲量</p><p>　　本井田鉆孔數(shù)總計260個，總工程量169260.59米，網(wǎng)度達到每公里11.05孔，達到了精查要求。煤層最小可采厚度0.8米，煤層平均厚度6米，平均傾角11度，最大傾角14.1度，最小傾角9.16度，煤的容重為每立方米1.4噸。 </p><

19、;p>　　據(jù)《生產(chǎn)礦井儲量管理規(guī)程》規(guī)定煤層最低可采厚度為0.70米，核定工業(yè)儲量。</p><p>　?。趃= S×米×d/cosa＝18500000×6×1.4/cos11=15830.8574萬噸</p><p><b>　　其中：</b></p><p>　　Ｚg—— 礦井的工業(yè)儲量，噸

20、。</p><p>　　S　——　 井田的水平面積，s=18500000平方米。</p><p>　　米 —— 煤層的可采厚度，m=6米。</p><p>　　d　——　 煤的容重，d＝1.4方米。</p><p>　?。?—— 煤層傾角，ａ＝11.6度。</p><p>　　m—— 為兩個可采煤層煤的厚度之和

21、，為8.6 m；</p><p>　　Zg=777.6×8.6×1.41=9429.2萬t</p><p>　　1.3.2設(shè)計可采儲量 </p><p>　　礦井總的可采儲量Zk:</p><p>　　Zk＝(Zg-P)×C＝(15830.8574-1261.8384)×0.75 </p>

22、;<p>　　＝10926.764 萬噸</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Zg——礦井工業(yè)儲量，萬噸。</p><p>　　P ——礦井煤柱煤量，萬噸，</p><p>　　C ——采區(qū)采出率，根據(jù)要求取C=0.75。</p><p>　　根據(jù)《煤礦安

23、全規(guī)程》規(guī)定，井田邊界要留設(shè)邊界煤柱、防水煤柱以及工業(yè)廣場的保護煤柱。估算本煤田內(nèi)工業(yè)煤柱、境界煤柱等永久煤柱損失約占工業(yè)儲量的5%。煤層為中厚煤層，按《礦井設(shè)計規(guī)范》要求，確定本礦的采區(qū)采出率為75%。</p><p>　　1.4設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限</p><p>　　1.4.1確定礦井的生產(chǎn)能力</p><p>　　根據(jù)井田的可采儲量及地質(zhì)構(gòu)造，確定本礦井的

24、設(shè)計生產(chǎn)能力為240萬t/a。</p><p>　　1.4.2礦井服務(wù)年限</p><p>　　由 T＝Z/（KA）</p><p>　?。?0926.764/(1.4×240)＝32.52(年)30年</p><p><b>　　其中： </b></p><p>　　T—礦井

25、的服務(wù)年限（年）</p><p>　　Z—礦井的可采儲量（萬t）</p><p>　　K—礦井儲量備用系數(shù)，K取1.4</p><p>　　A—礦井生產(chǎn)能力（萬t/年）</p><p>　　符合規(guī)程規(guī)定，故本礦井的生產(chǎn)能力為240萬t合理。</p><p>　　2.采煤方法和井田開采、開拓</p><

26、;p><b>　　2.1采煤方法</b></p><p>　　礦井采用立井開拓，傾斜長壁采煤法，綜采工藝，全部垮落法控制頂板，中央并列式通風(fēng)，副井進風(fēng)，主井回風(fēng)。礦井為低瓦斯礦井，各煤層煤塵爆炸危險性不大，不易自燃。</p><p><b>　　2.2井田的開采</b></p><p>　　根據(jù)該礦井的賦存條件將井田

27、分為兩個水平，以標高-375 m為界，-375m以上為第一階段，-375m以下為第二階段。在地質(zhì)、煤層賦存條件、煤質(zhì)合適的情況下，采用下山開采能充分利用開采水平的井巷和設(shè)施，省了開拓工程量和基建的費用，延長了水平的服務(wù)年限，推遲了向下一水平延伸的期限，提高了礦井的經(jīng)濟效益。該井田的走向長度為5.4 km，為提高工作面的產(chǎn)煤率，提高第一水平的服務(wù)年限和降低設(shè)備的成本。決定采用沿煤層走向開采順序，并且在井田劃分時采用中央分列式開采。井筒位于

28、沿走向的中央，將井田分為兩部分。在走向開采的過程中有前進式和后退式兩種。由于后退式開采可進一步掌握煤層情況及地質(zhì)變化，采掘互相干擾較小，采空區(qū)不易漏風(fēng)，巷道支護方便，決定采用后退式的開采順序。</p><p><b>　　2.3井田的開拓</b></p><p>　　由于張集礦井煤層埋藏較深，沖積層較厚，且傾角較小，所以，本礦井采用立井開拓方式。設(shè)計為建井初期1個主井

29、、1個副井、 2個風(fēng)井，工業(yè)廣場和主副井井口布置在井田走向的中央，對于本礦井井田走向中央也大致是井田儲量中央。</p><p>　　3.礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定</p><p>　　3.1各類通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點及適用條件</p><p>　　3.1.1中央并列式</p><p>　　優(yōu)點：進回風(fēng)井均布置在中央工業(yè)廣場內(nèi)，地面建筑和供電集中，建井期限較

30、短，便于貫通，初期投資少，出煤快，護井煤柱較小。礦井反風(fēng)容易，便于管理。</p><p>　　缺點：風(fēng)流在井下的路線為折返式，風(fēng)流線路大，阻力大，井底車場附近漏風(fēng)大。工業(yè)廣場受主要通風(fēng)機噪聲的影響和回風(fēng)風(fēng)流的污染。</p><p>　　適用條件：煤層傾角大，埋藏深，井田走向長度小于4km，瓦斯與自燃發(fā)火都不嚴重的礦井。</p><p>　　3.1.2中央邊界式<

31、;/p><p>　　優(yōu)點：通風(fēng)阻力較小，內(nèi)部漏風(fēng)較小，工業(yè)廣場不受主要通風(fēng)機噪聲的影響及回風(fēng)風(fēng)流的污染。</p><p>　　缺點：風(fēng)流在井下的流動線路為折返式，風(fēng)流線路長，阻力大。</p><p>　　適用條件： 煤層傾角較小，埋藏較淺，井田走向長度不大，瓦斯與自燃發(fā)火比較嚴重的礦井。</p><p>　　3.1.3兩翼對角式</p>

32、;<p>　　優(yōu)點：風(fēng)流在井下的流動線路是直向式，風(fēng)流線路短，阻力小。內(nèi)部漏風(fēng)小，安全出口多，抗災(zāi)能力強，便于風(fēng)量調(diào)節(jié)，礦井風(fēng)壓比較穩(wěn)定。工業(yè)廣場不受回風(fēng)污染和通風(fēng)機噪聲的危害。</p><p>　　缺點：井筒安全煤柱壓煤較多，初期投資大，投產(chǎn)較晚。</p><p>　　適用條件：煤層走向大于4km，井型較大，瓦斯和自燃發(fā)火嚴重的礦井，或低瓦斯礦井，煤層走向較長，產(chǎn)量較大的礦

33、井。</p><p>　　3.1.4分區(qū)對角式</p><p>　　優(yōu)點：每個采區(qū)有獨立通風(fēng)路線，互不干擾，便于峋調(diào)節(jié)，安全出口多，抗災(zāi)能力強，建井期短，初期投資少，出煤快。</p><p>　　缺點：占用設(shè)備多，管理分散，礦井反風(fēng)困難。</p><p>　　適用條件：煤層埋藏淺，或因地表高低起伏較大，無法開掘總回風(fēng)巷。</p>

34、<p><b>　　3.1.5區(qū)域式</b></p><p>　　優(yōu)點：既可發(fā)送通風(fēng)條件，又能利用風(fēng)井準備采區(qū)，縮短建井工期。風(fēng)流線路短，阻力小。漏風(fēng)少，網(wǎng)絡(luò)簡單，風(fēng)流易于控制，便于主要通風(fēng)機的選擇。</p><p>　　缺點：通風(fēng)設(shè)備多，管理分散。</p><p>　　適用條件：井田面積大， 儲量豐富或瓦斯含量大的大型礦井<

35、/p><p><b>　　3.1.6混合式</b></p><p>　　優(yōu)點：回風(fēng)井?dāng)?shù)量較多，通風(fēng)能力大，布置較靈活，適應(yīng)性強。</p><p><b>　　缺點：通風(fēng)設(shè)備多。</b></p><p>　　適用條件：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。</p>&

36、lt;p>　　根據(jù)張集礦的生產(chǎn)實際：產(chǎn)量為240萬噸/年。為保證井下生產(chǎn)時有足夠的風(fēng)量，且每一個采區(qū)(帶區(qū))的通風(fēng)路線都不太長。本礦井采用兩翼對角式通風(fēng)。 </p><p>　　3.2選擇通風(fēng)機的工作方式</p><p>　　礦井主要通風(fēng)機的工作方式有三種：抽出式、壓入式、壓抽混合式。該礦井主要通風(fēng)機的工作方式采用抽出式，主要通風(fēng)機分別安裝在兩個回風(fēng)井口，在抽出式主要通風(fēng)機的作用下，

37、整個礦井通風(fēng)系統(tǒng)處于低于當(dāng)?shù)卮髿鈮旱呢搲籂顟B(tài)。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，比較安全。</p><p><b>　　3.3確定通風(fēng)系統(tǒng)</b></p><p>　　3.3.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)</p><p>　　由于煤層傾角較大，埋藏深，瓦斯與自然發(fā)火都不太嚴重，因此應(yīng)選擇中</p><p>　　央分列式。

38、其簡單示意圖如下所示：</p><p>　　由于該礦井屬于中厚的緩傾斜煤層，采用傾斜長壁采煤法。所以采用運輸機上山進風(fēng)，軌道上山回風(fēng)的通風(fēng)系統(tǒng)。</p><p>　　3.3.2采區(qū)工作面通風(fēng)系統(tǒng)</p><p>　　采區(qū)進風(fēng)上山與回風(fēng)上山的選擇。</p><p>　　采區(qū)進風(fēng)上山與回風(fēng)上山有兩種方式：軌道上山進風(fēng)，運輸機上山回風(fēng)和運輸機上山進

39、風(fēng)，軌道上山回風(fēng)。</p><p>　　本設(shè)計采區(qū)采用運輸機上山進風(fēng)，軌道上山回風(fēng)。 </p><p>　　運輸機上山進風(fēng)時，風(fēng)流與煤流方向相反。運輸機上山的下部與進風(fēng)大巷間設(shè)聯(lián)絡(luò)巷入風(fēng)，禁止從溜煤眼上風(fēng)，運輸機上山的中部，上部與回風(fēng)巷或回風(fēng)上山連接的巷道中設(shè)置風(fēng)門或風(fēng)墻。軌道上山回風(fēng)，它與各區(qū)段回風(fēng)巷或回風(fēng)石門連通，與進風(fēng)巷道連接地點，設(shè)置通風(fēng)構(gòu)筑物。將軌道上山與采區(qū)進風(fēng)巷隔離，其下部車

40、場中應(yīng)設(shè)兩道以上風(fēng)門，風(fēng)門間隔不小于一列列車長度。</p><p>　　采煤工作面通風(fēng)分上行通風(fēng)和下行通風(fēng)。</p><p>　　本設(shè)計采用上行通風(fēng)。</p><p>　　當(dāng)采煤工作面進風(fēng)巷道水平低于回風(fēng)巷時，采煤工作面的風(fēng)流沿傾斜向上流動，稱上行通風(fēng) 。如圖示：</p><p>　　工作面通風(fēng)系統(tǒng)可分為：U型,Z型,Y型,W型,雙Z型,H型

41、通風(fēng)系統(tǒng)。</p><p>　　本設(shè)計采用U型通風(fēng)系統(tǒng)。</p><p>　　工作面通風(fēng)系統(tǒng)只有一條進風(fēng)巷道和一條回風(fēng)巷道。如圖示：</p><p>　　4.礦井風(fēng)量計算和風(fēng)量分配</p><p><b>　　4.1風(fēng)量計算</b></p><p>　　4.1.1采煤工作面的需風(fēng)量</p&g

42、t;<p>　　每個回采工作面實際需要風(fēng)量應(yīng)按瓦斯、二氧化碳涌出量和爆破后的有害氣體產(chǎn)生量以及工作面氣溫、風(fēng)速和人數(shù)等規(guī)定分別進行計算然后取其最大值。</p><p>　?、?采煤工作面的需要風(fēng)量</p><p>　　由于本采區(qū)的相對瓦斯涌出量為 5 m3/min，故按低瓦斯礦井的實際需要風(fēng)量計算。低瓦斯礦井的采煤工作面按瓦斯涌出量的計算公式為</p><

43、p>　　Q采=Q基本×K采高×K采面長×K溫</p><p>　　Q基本——工作面需要的基本風(fēng)量，它的計算公式是</p><p>　　Q基本=工作面控頂距×工作面實際采高×70%×適宜風(fēng)速</p><p>　　在該采區(qū)中，控頂距取4.0于采區(qū)的回采方式是綜采，工作面實際采高取3.7；適宜風(fēng)速應(yīng)不小于1

44、m/s，在本采區(qū)中取1.5m/s。</p><p>　　即Q基本=4.0×3.7×1.5×0.7=15.54m/s</p><p>　　K采高 —— 回采工作面采高調(diào)整系數(shù)，在本采區(qū)中K取1.5；</p><p>　　K采面長—— 回采工作面長調(diào)整系數(shù)，在本采區(qū)中K取1.3；</p><p>　　K溫 —

45、— 回采工作面溫度調(diào)整系數(shù)，在本采區(qū)中K取1.3；</p><p>　　Q采=15.54×1.5×1.3×1.1=33.3m3/s=2000m3/min</p><p>　　㈡ 按工作面溫度選擇適宜的風(fēng)速進行計算：</p><p><b>　?。?0××</b></p><p

46、>　　式中 —— 采煤工作面風(fēng)速, m/s;</p><p>　　—— 采煤工作面平均斷面積, m2.</p><p>　?、?按回采工作面同時作業(yè)人數(shù)和炸藥量計算：</p><p>　　每人供風(fēng) 4 m3/min</p><p>　　> 4 N ＝4×25 ＝100 m3/min</p><p&

47、gt;　　每千克炸藥供風(fēng) 25 m3/min</p><p>　　>25 A ＝25×3.6＝90 m3/min</p><p>　　其中 N —— 工作面最多人數(shù)，</p><p>　　A —— 一次爆破炸藥最大用量，單位 kg</p><p>　?、?按風(fēng)速進行驗算：</p><p><b&

48、gt;　　15S<<240S</b></p><p>　　式中 S ——工作面平均斷面積，m2</p><p>　　的最大值為2000 m3/min，在上述范圍內(nèi)，所以回采面供風(fēng)量是合理的。</p><p>　　備用工作面亦應(yīng)滿足按瓦斯、二氧化碳、氣溫等規(guī)定計算的風(fēng)量且最少不得低于采煤工作面實際需風(fēng)量的50%。</p><

49、;p>　?。?000 m3/min</p><p>　　4.1.2掘進工作面的需風(fēng)量計算</p><p>　?、?按瓦斯涌出量計算：</p><p><b>　　=100××</b></p><p>　　式中 ——單個掘進工作面需要風(fēng)量m3/min</p><p>　

50、　——掘進工作面回風(fēng)流中瓦斯的絕對涌出量m3/min（取2.1 m3/min）</p><p>　　——瓦斯涌出不均衡通風(fēng)系數(shù)，取1.5</p><p>　　所以 =100×2.1×1.5=315 m3/min</p><p>　?、?按掘進工作面同時作業(yè)人數(shù)和炸藥量計算需要風(fēng)量：</p><p>　　每人供風(fēng) 4 m3

51、/min </p><p>　　4 N＝4×25＝100 m3/min</p><p>　　每kg炸藥供風(fēng) 25 m3/min</p><p>　　25A＝25×3.6＝90 m3/min</p><p>　　式中 N —— 掘進工作面最多人數(shù)，</p><p>　　A —— 一次爆破炸藥最大用

52、量，kg</p><p>　?、?按風(fēng)速進行驗算：</p><p>　　巖巷掘進最低風(fēng)量　>9＝9×5.2＝46.8 m3/min</p><p>　　煤巷掘進最低風(fēng)量 >15=15×5.2= 78 m3/min</p><p>　　巖巷掘進最高風(fēng)量　＝240×5.2＝1248 m3/min<

53、/p><p>　　式中 —— 掘進工作面的斷面積m2.</p><p>　　的最大值為315 m3/min，符合作業(yè)要求。</p><p>　　4.1.3井下硐室需要風(fēng)量</p><p>　　礦井井下硐室配風(fēng)原則：</p><p>　　井下爆炸材料庫配風(fēng)必須保證每小時4次換氣量，大型礦井100～150 m3/min

54、，中小型礦井60～100 m3/min。</p><p>　　=4V/60＝0.07V （m3/min）</p><p>　　式中 —— 井下爆炸材料需風(fēng)量，m3/min</p><p>　　V —— 井下爆炸材料庫的體積，m3　</p><p>　　井下充電室，應(yīng)按其回風(fēng)風(fēng)流中氫氣濃度小于0.5%計算風(fēng)量，規(guī)定風(fēng)量不小于100 m3/mi

55、n。</p><p>　　機電硐室規(guī)定風(fēng)量在60～80 m3/min的范圍內(nèi)。</p><p>　　選取硐室風(fēng)量，須保證機電硐室溫度不超過30,其他硐室不超過26</p><p>　　∑Q硐＝++…+＝80+60+60+60+70+80+70+80＝500 m3/min</p><p>　　式中 ∑Q硐—— 所有獨立硐室需要總風(fēng)量，m3

56、/min</p><p>　　—— n個獨立硐室需風(fēng)量。</p><p>　　4.1.4其它井巷實際需風(fēng)量</p><p>　　應(yīng)按礦井各個其它巷道用風(fēng)量的總和計算：</p><p>　　∑Q其它＝+　…　+</p><p>　　式中　…　——各其它井巷風(fēng)量，m3/min</p><p>　　

57、按瓦斯涌出量計算： =100×qCH4×K其通</p><p>　　式中 —— 第i個其它井巷實際用風(fēng)量，m3/min</p><p>　　qCH4 —— 第i個其它井巷最大瓦斯絕對涌出量，m3/min</p><p>　　K其通 —— 瓦斯涌出不均衡系數(shù)，取1.2—1.3</p><p>　　由于無其它井巷，所以　∑Q其

58、它＝0</p><p>　　4.1.5礦井總需風(fēng)量的確定</p><p>　　按采煤、掘進、硐室及其它地點需風(fēng)量的總和計算</p><p>　　∑Q礦進(∑Q采+∑Q掘 +∑Q硐 +∑Q備+∑Q其)×K礦通（2000×2+315×4+315×0.5×4+500+1000×2+0）×1.15＝964

59、8.5 m3/min</p><p>　　K礦通——礦井通風(fēng)系數(shù)（抽出式取1.15—1.2）</p><p><b>　　4.2風(fēng)量分配</b></p><p>　　風(fēng)量分配表 </p><p><b>　　5.通風(fēng)阻力的計算</b&g

60、t;</p><p><b>　　5.1通風(fēng)風(fēng)流流向</b></p><p>　　新鮮風(fēng)流自地面——進風(fēng)立井——進風(fēng)石門——進風(fēng)大巷——進風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷——運輸機上山——區(qū)段運輸平巷——采煤工作面——區(qū)段回風(fēng)平巷——回風(fēng)石門——總回風(fēng)巷——回風(fēng)立井——地面。</p><p>　　5.2礦井通風(fēng)阻力采用下式計算</p><p>

61、　　h=∑（α·L·U·Q2/S3）</p><p>　　式中： h——礦井通風(fēng)阻力，Pa；</p><p>　　α——井巷摩擦阻力系數(shù)，kgs2/m4；</p><p>　　L——井巷長度，m；</p><p>　　U——井巷凈斷面周長，m；</p><p>　　S——井巷凈斷面積，m2

62、；</p><p>　　Q——通過井巷的風(fēng)量，m3/s；</p><p>　　5.3 通風(fēng)容易時期通風(fēng)阻力計算</p><p>　　通風(fēng)容易時期的通風(fēng)阻力的計算：礦井的第一水平劃分為四個采區(qū)，可按煤層的走向分別標定為采區(qū)1，采區(qū)2，采區(qū)3，采區(qū)4。每個采區(qū)長度為1350m，其中有兩個采區(qū)同時工作，每個采區(qū)有一個采煤工作面和一個準備工作面。當(dāng)采區(qū)2和采區(qū)3同時工作時，

63、通風(fēng)路線最短，通風(fēng)阻力最小，此時為通風(fēng)容易時期。通風(fēng)容易時期通風(fēng)阻力計算如下表示：</p><p>　　通風(fēng)容易時期通風(fēng)阻力計算表</p><p>　　5.4 通風(fēng)困難時期通風(fēng)阻力計算</p><p>　　通風(fēng)困難時期通風(fēng)阻力計算：當(dāng)采區(qū)1和采區(qū)4同時工作時，通風(fēng)路線最長，此時為通風(fēng)困難時期。通風(fēng)困難時期的通風(fēng)阻力計算如下表示：</p><p&g

64、t;　　通風(fēng)困難時期通風(fēng)阻力計算表</p><p>　　6.礦井通風(fēng)設(shè)備的選擇</p><p><b>　　6.1概述</b></p><p>　　礦井通風(fēng)設(shè)備主要包括主要通風(fēng)機和電動機。</p><p>　　礦井通風(fēng)設(shè)備的要求：</p><p>　　礦井必須設(shè)計兩套同等能力的主要通風(fēng)設(shè)備，其中一

65、套備用。</p><p>　　選擇通風(fēng)機應(yīng)滿足第一開采水平各個時期工況變化，并使設(shè)備長期高效率運行，當(dāng)工況變化較大時，根據(jù)礦井分期時間及節(jié)能情況，應(yīng)分期選擇電動機。</p><p>　　通風(fēng)機能力應(yīng)留有一定的余量，軸流式通風(fēng)機在最大設(shè)計負壓和風(fēng)量時，輪葉運轉(zhuǎn)角度應(yīng)比允許范圍小5o;離心式風(fēng)機的選擇設(shè)計轉(zhuǎn)速不宜大于允許最高轉(zhuǎn)速的90%；</p><p>　　進、出風(fēng)井

66、井口的高差在150米以上，或進、出風(fēng)井井口標高相同，但井深400米以上時，宜計算礦井的自然風(fēng)壓。</p><p>　　6.2主要通風(fēng)機的選擇</p><p>　　6.2.1通風(fēng)機風(fēng)量Qf</p><p>　　由于外部漏風(fēng)，風(fēng)機風(fēng)量Qf大于礦井風(fēng)量Qm。 </p><p>　　Qf=k Qm =1.1×160.8=176.89（m3

67、/s）</p><p>　　其中 Qf——主要通風(fēng)機的工作風(fēng)量， m3/s；</p><p>　　Qm——礦井需風(fēng)量，m3/s；</p><p>　　K——漏風(fēng)損失系數(shù)，在本采區(qū)中取 1.1</p><p>　　6.2.2 計算風(fēng)機風(fēng)壓</p><p>　　通風(fēng)機全壓Hsd和礦井自然風(fēng)壓HN共同作用克服礦井通風(fēng)系統(tǒng)的總

68、阻力hm和通風(fēng)機附屬裝置的阻力hd。 </p><p>　　通風(fēng)機在容易的時期自然風(fēng)壓與通風(fēng)機風(fēng)壓作用相同，通風(fēng)機有較高效率的，故從通風(fēng)機系統(tǒng)阻力中減去自然風(fēng)壓，即取HN “-”值。計算公式是：</p><p>　　Hsd min=hm+hd- HN</p><p>　　根據(jù)第四節(jié)計算結(jié)果可知，hm=1608.42 Pa</p><p>　　

69、取通風(fēng)機附屬裝置的各部分阻力hd=90 Pa</p><p>　　取礦井通風(fēng)系統(tǒng)在阻力最小時的自然風(fēng)壓為60 Pa，即 HN=60Pa.</p><p>　　Hsd min=hm+hd- HN =1608.42+90-60=1908.42Pa</p><p>　　困難時期自然風(fēng)壓與通風(fēng)機風(fēng)壓作用相反，通風(fēng)機能力滿足，故從通風(fēng)系統(tǒng)阻力中加上自然風(fēng)壓，即取HN為“+”值

70、。計算公式是：</p><p>　　Hsd max= hm+hd+ HN</p><p>　　其中hm=2360.988 Pa；</p><p><b>　　hd=90 Pa；</b></p><p>　　取礦井通風(fēng)系統(tǒng)在阻力最大時時的自然風(fēng)壓為60Pa，即HN =60 Pa；</p><p>　

71、　Hsd max=2360.988+90+60=2510.988Pa</p><p>　　6.2.3 根據(jù)設(shè)計工況點選通風(fēng)機</p><p>　　在BD系列風(fēng)機特性曲線風(fēng)量標Q=160.8 m3/s點處，做Q軸垂線，在風(fēng)壓坐標H=1608.42Pa和H=2360.988Pa處做Q軸平行線，三條線段分別相交于A、B兩點，由圖可見，這兩個工況點均在合理工作范圍內(nèi)，故初選 BDNo.26號風(fēng)機和

72、BDNo.30號風(fēng)機，考慮到使用BDNo.26號風(fēng)機效率較低，且在通風(fēng)困難時期風(fēng)壓超過風(fēng)機最高風(fēng)壓的90%，因此選用BDNo.30號風(fēng)機。</p><p>　　6.3通風(fēng)機的實際工況點</p><p>　　因為設(shè)計工況點不是恰好在所選風(fēng)機的特性曲線上，所以應(yīng)根據(jù)通風(fēng)機的工作阻力，確定其實際工況點。</p><p>　　計算通風(fēng)機的工作風(fēng)阻</p>&l

73、t;p>　　Rsd min= Hsd min/ Qf2=1908.42/(160.8)2=0.0738</p><p>　　Rsd max= Hsd max/ Qf2=2510.988/(160.8)2=0.0971</p><p>　　確定通風(fēng)機的實際工況點</p><p>　　在通風(fēng)機特性曲線圖中做通風(fēng)機的風(fēng)阻曲線，與風(fēng)壓曲線的交點A、B即為實際工況點（如

74、圖一）。</p><p>　　6.4確定通風(fēng)機的轉(zhuǎn)速</p><p>　　根據(jù)通風(fēng)機的工況參數(shù)（風(fēng)量，風(fēng)壓，效率，轉(zhuǎn)速等）的考慮，確定風(fēng)機為BDNo.30號（轉(zhuǎn)速為n=580r/min）風(fēng)機。</p><p><b>　　6.5電動機的選擇</b></p><p>　　由計算知:Nmin=QfHsdmin/(1000ηs

75、)=176.89×1908.42/(1000×0.69)=489.2Kw </p><p>　　Nmax=QfHsdmax/(1000ηs)=176.89×2510.988/(1000×0.73)=608.5Kw</p><p>　　Nmin>0.6Nmax,選用一臺電動機，電動機功率：</p><p>　　Ne=Nma

76、x·k/(η1·η2)= 608.5×1.1/(0.9×1)=743Kw</p><p><b>　　選用同步電動機。</b></p><p><b>　　7.概算年耗電量</b></p><p>　　主要通風(fēng)機年耗電量：（通風(fēng)容易和困難時期共選一臺電動機）</p>&

77、lt;p>　　E=8760Nemax/(ke×η1×η2),kw/h</p><p>　　η1——變壓器效率，可取0.95；</p><p>　　η2——電纜輸電效率，在0.9-0.95內(nèi)選取; </p><p>　　ke——電動機容量備用系數(shù)，ke=1.1—1.2.</p><p>　　E=8760Nemax/(k

78、e×η1×η2)=8760×743/（1.1×0.95×0.9）=6920447Kw·h</p><p><b>　　小 結(jié)</b></p><p>　　本次課程設(shè)計，使我更深刻認識到礦井通風(fēng)設(shè)計的重要性和樹立安全意識的必要性，鞏固和加深了我對專業(yè)知識的理解，提高了我綜合運用所學(xué)知識的能力。通過本次礦井

79、通風(fēng)課程設(shè)計，我進一步掌握了如何綜合考慮礦井實際情況、技術(shù)及經(jīng)濟因素來合理確定礦井通風(fēng)系統(tǒng)、合理選擇礦井通風(fēng)設(shè)備；以及如何計算和分配礦井風(fēng)量；如何計算礦井通風(fēng)阻力等。總體來講，本次課程設(shè)計使我受益匪淺。</p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　[1]張國樞.通風(fēng)安全學(xué).第2版.徐州.中國礦業(yè)大學(xué)出版社.2007</p><