礦井通風(fēng)課程設(shè)計3

1、<p>　　課 程 設(shè) 計 (論文)</p><p>　　題 目： 永一煤礦課程設(shè)計 </p><p>　　所屬課程： 礦井通風(fēng) </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　

2、姓 名： </p><p>　　班 級： 礦井通風(fēng)與安全091班 </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一

3、、礦井基本概況2</p><p>　　二、擬定礦井通風(fēng)系統(tǒng)5</p><p>　　三、礦井總風(fēng)量計算與分配6</p><p>　　四、礦井通風(fēng)總阻力計算10</p><p>　　五、選擇礦井通風(fēng)設(shè)備14</p><p>　　六、通風(fēng)耗電費用概算17</p><p><b>

4、　　前 言</b></p><p>　　《礦井通風(fēng)》設(shè)計是學(xué)完《礦井通風(fēng)》課程后進(jìn)行，是學(xué)生理論聯(lián)系實際的重要實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是對學(xué)生進(jìn)行的一次綜合性專業(yè)設(shè)計訓(xùn)練。通過課程設(shè)計使學(xué)生獲得以下幾個方面能力，為畢業(yè)設(shè)計打下基礎(chǔ)。</p><p>　　1．進(jìn)一步鞏固和加深我們所學(xué)礦井通風(fēng)理論知識，培養(yǎng)我們設(shè)計計算、工程繪圖、計算機應(yīng)用、文獻(xiàn)查閱、運用標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范、報告撰寫等基本技能。

5、</p><p>　　2．培養(yǎng)學(xué)生實踐動手能力及獨立分析和解決工程實際的能力。</p><p>　　3．培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、嚴(yán)肅認(rèn)真的治學(xué)態(tài)度和理論聯(lián)系實際的工作作風(fēng)。</p><p>　　依照老師精心設(shè)計的題目，按照大綱的要求進(jìn)行，要求我們在規(guī)定的時間內(nèi)獨立完成計算，繪圖及編寫說明書等全部工作。</p><p>　　設(shè)計中要求嚴(yán)格遵守和認(rèn)真貫

6、徹《煤炭工業(yè)設(shè)計政策》、《煤礦安全規(guī)程》、《煤礦工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》以及國家制定的其它有關(guān)煤炭工業(yè)的方針政策，設(shè)計力爭做到分析論證清楚，論據(jù)確鑿，并積極采用切實可行的先進(jìn)技術(shù)，力爭使自己的設(shè)計達(dá)到較高水平，但由于本人水平有限，難免有疏漏和錯誤之處，敬請老師指正。</p><p><b>　　一、礦井基本概況</b></p><p>　　1．煤層地質(zhì)概況 單一煤層，傾角

7、15°- 18°，相對瓦斯涌出量為8m3/t,煤塵有爆炸危險。</p><p>　　2．井田范圍 走向長度8400m。 </p><p>　　3．礦井生產(chǎn)任務(wù) 年產(chǎn)量為0.9Mt，礦井服務(wù)年限為46a。</p><p>　　4．礦井開拓方式及采區(qū)劃分 礦井采用立井單水平上下山分區(qū)式開拓。全礦井共劃分12個采區(qū)，上山部分6個（見題圖9-1），

8、下山部分6個。上山部分服務(wù)年限25a，下山部分服務(wù)年限21a。礦井開拓系統(tǒng)如題圖9-2所示。主、副井布置在井田的中央，通過主要石門與東西向的運輸大巷相連通。總回風(fēng)巷布置在井田的上部邊界，回風(fēng)井分別布置在上山采區(qū)No.5、No.6上部邊界中央，形成兩翼對角式通風(fēng)系統(tǒng)。</p><p>　　5．開拓系統(tǒng)圖、采區(qū)布置圖、巷道布置圖、以及井巷尺寸及其。</p><p>　　1-1上山采區(qū)劃分示意圖

9、</p><p>　　巷道布置示意圖1-3</p><p>　　二、擬定礦井通風(fēng)系統(tǒng)</p><p>　　礦井開拓采用立井開拓方式，礦井通風(fēng)采用兩翼對角式通風(fēng)方式。礦井主要進(jìn)風(fēng)井為位于井田中央的副井，總回風(fēng)巷布置在井田的上部邊界，回風(fēng)井分別布置在上山采區(qū)No.5、No.6上部邊界中央，形成兩翼對角式通風(fēng)系統(tǒng)。</p><p>　　1．采區(qū)工作

10、面通風(fēng)系統(tǒng)：新鮮風(fēng)流從地面經(jīng)副井（1~2）進(jìn)入井下，經(jīng)井底車場(2)、主要運輸石門(2~3、3~4)、主要運輸大巷（4~5）、采區(qū)下部車場（5）、運輸上山（5~6、6~7）、區(qū)段運輸順槽（7~8）、上層采煤工作面（10~11）。清洗工作面后，污風(fēng)經(jīng)區(qū)段回風(fēng)平巷（13~14）、回風(fēng)石門（14~15）、主要回風(fēng)巷道（15~16）回風(fēng)井（16~17）排入大氣。</p><p>　　2．備用工作面通風(fēng)系統(tǒng)：新鮮風(fēng)流從地面

11、經(jīng)副井（1~2）進(jìn)入井下，經(jīng)井底車場(2)、主要運輸石門(2~3、3~4)、主要運輸大巷（4~5）、采區(qū)下部車場（5）、運輸上山（5~6、6~7）、區(qū)段運輸順槽（7~8）、上層采煤工作面（10~11）。清洗工作面后，污風(fēng)經(jīng)區(qū)段回風(fēng)平巷（13~14）、回風(fēng)石門（14~15）、主要回風(fēng)巷道（15~16）回風(fēng)井（16~17）排入大氣。</p><p>　　3．火藥庫通風(fēng)系統(tǒng)：</p><p>　

12、　新鮮風(fēng)流從地面經(jīng)副井（1~2）進(jìn)入井下，經(jīng)井底車場(2)、主要運輸石門(2~3)、火藥庫、軌道上山、回風(fēng)石門（14~15）、主要回風(fēng)巷道（15~16）回風(fēng)井（16~17）排入大氣。</p><p>　　4．掘進(jìn)工作面通風(fēng)系統(tǒng)：新鮮風(fēng)流從地面經(jīng)副井（1~2）進(jìn)入井下，經(jīng)井底車場(2)、主要運輸石門(2~3、3~4)、主要運輸大巷（4~5）、采區(qū)下部車場（5）、運輸上山（5~6）、掘進(jìn)工作面。清洗工作面后，污風(fēng)流入

13、軌道上山、回風(fēng)石門（14~15）、主要回風(fēng)巷道（15~16）回風(fēng)井（16~17）排入大氣。</p><p>　　礦井通風(fēng)系統(tǒng)示意圖見附圖1-1:</p><p>　　三、礦井總風(fēng)量計算與分配</p><p>　　（一）礦井需風(fēng)量計算原則</p><p>　　礦井需風(fēng)量應(yīng)按照“由里往外”的計算原則，由采、掘工作面、硐室和其他用風(fēng)地點的實際最大

14、需風(fēng)量總和，再考慮一定的備用風(fēng)量系數(shù)后，計算出礦井總風(fēng)量。</p><p>　　1．按該用風(fēng)地點同時工作的最多人數(shù)計算，每人每分鐘供給風(fēng)量不得少于4 m3。</p><p>　　2．按該用風(fēng)地點風(fēng)流中的瓦斯、二氧化碳和其他有害氣體濃度、風(fēng)速以及溫度等都符合《規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定分別計算，取其最大值。</p><p>　?。ǘ┑V井需風(fēng)量的計算方法</p>

15、<p>　　礦井需風(fēng)量按以下方法計算，并取其中最大值。</p><p>　　1．按進(jìn)下同時工作的最多人數(shù)計算</p><p><b>　　Q礦=4NK</b></p><p>　　=4×120×1.10</p><p>　　=528m3/min</p><p>　　式

16、中Q礦——礦井總需風(fēng)量，m3/min</p><p>　　N——井下同時工作的最多人數(shù)，人；</p><p>　　4——礦井通風(fēng)系數(shù)，包括礦井內(nèi)部漏風(fēng)和分配不均等因素。采用壓入式和中央并列式通風(fēng)時，可取1.20~1.25;采用對角式或區(qū)域式通風(fēng)時，可取1.10~1.15。上述備用系數(shù)在礦井產(chǎn)量T≧0.90Mt/a時取大值。</p><p>　　2．按采煤、掘進(jìn)、硐室

17、等處實際需風(fēng)量計算</p><p>　　1）采煤工作面需風(fēng)量計算</p><p>　　采煤工作面的需風(fēng)量應(yīng)按下列因素分別計算，并取其中最大值。</p><p>　?。?）按瓦斯（二氧化碳）涌出量計算：</p><p>　　根據(jù)礦井總產(chǎn)量算出礦井每分鐘產(chǎn)煤量為：1.71t，瓦斯絕對涌出量為：1.73×8=13.84 m3/min<

18、;/p><p>　　Q采=100Q瓦K瓦</p><p>　　=100×13.84×1.6</p><p>　　=2214.4m3/min</p><p>　　式中Q采——采煤工作需要風(fēng)量，m3/min；</p><p>　　Q瓦——采煤工作面瓦斯（二氧化碳）絕對涌出量，m3/min；</p>

19、;<p>　　K瓦——采煤工作面因瓦斯（二氧化碳）涌出量不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)，即該工作面炮采工作面可取1.4~2.0;水采工作面可取2.0~3.0。生產(chǎn)礦井可根據(jù)各個工作面正常生產(chǎn)條件時，至少進(jìn)行五晝夜的觀測，得出五個比值，取其最大值。</p><p>　?。?）按工作面進(jìn)風(fēng)流溫度計算；采煤工作面應(yīng)有良好的氣候條件，其進(jìn)風(fēng)流溫度可根據(jù)風(fēng)流溫度預(yù)測方法進(jìn)行計算。其氣溫與風(fēng)速應(yīng)符合表1的要求</p

20、><p>　　表3-1采煤工作面空氣溫度與風(fēng)速對應(yīng)表</p><p>　　采煤工作面的需風(fēng)量按下式計算：</p><p>　　Q采=60v采S采K采，m3/min</p><p>　　=60×1.0×8.14×1.2</p><p>　　=586.08 m3/min</p>&l

21、t;p>　　式中v采——采煤工作面適宜風(fēng)速，m/s</p><p>　　S采——采煤工作面平均有效斷面積，㎡，按最大和最小控頂有效斷面積的平均值計算；</p><p>　　K采——采煤工作面長度風(fēng)最系數(shù)，按表2先取</p><p>　　表3-2 采煤工作面長度風(fēng)量系數(shù)表</p><p>　?。?）按炸藥使用量計算：</p>

22、<p>　　Q采=25A采，m3/min</p><p><b>　　=25×10</b></p><p>　　=250 m3/min</p><p>　　式中25——每使用1kg炸藥的供風(fēng)量，m3/min</p><p>　　A采——采煤工作面一次爆破使用的最大炸藥量，kg</p>

23、<p>　?。?）按工作人員數(shù)量計算：</p><p>　　Q采=4n采，m3/min</p><p>　　=4×26=104 m3/min</p><p>　　式中4——每人每分鐘供給的最低風(fēng)量，m3/min</p><p>　　n采——采煤工作面同時工作的最多人數(shù)，人。</p><p><

24、;b>　?。?）按風(fēng)速驗算：</b></p><p>　　按最低風(fēng)速驗算各個采煤工作面的最小風(fēng)量：</p><p>　　Q采≧60×0.25S采，m3/min</p><p>　　=60×0.25×8.14</p><p>　　=122.1m3/min</p><p>　

25、　按最高風(fēng)速驗算各個采煤工作面的最大風(fēng)量：</p><p>　　Q采≦60×4S采，m3/min</p><p>　　=60×4×8.14</p><p>　　=1953.6 m3/min</p><p>　　2）掘進(jìn)工作面需風(fēng)量計算</p><p>　　煤巷、半煤巖巷和巖巷掘進(jìn)工作面的需

26、風(fēng)量，應(yīng)按下列因素分別計算，取其最大值。</p><p>　?。?）按瓦斯（二氧化碳）涌出量計算：</p><p>　　Q掘=100Q瓦K瓦</p><p>　　=100×0.42×1.5</p><p>　　=60 m3/min</p><p>　　（2）按炸藥量使用最計算：</p>

27、<p>　　Q掘=25A掘，m3/min</p><p><b>　　=25×10</b></p><p>　　=250 m3/min</p><p>　?。?）按局部通風(fēng)機吸風(fēng)量計算：</p><p>　　Q掘=Q通IK通，m3/min</p><p>　　=200

28、5;1×1.2</p><p>　　=240 m3/min</p><p>　　式中Q通——掘進(jìn)工作面局部通風(fēng)機額定風(fēng)量（表3），</p><p>　　I——掘進(jìn)工作面同時運轉(zhuǎn)的局部通風(fēng)機臺數(shù)，臺：</p><p>　　K通——防止局部通風(fēng)機吸循球風(fēng)的風(fēng)量備用系數(shù)，一般取1.2~1.3,進(jìn)風(fēng)巷中無瓦斯涌出時取1.2，有瓦斯涌出時取1

29、.3。</p><p>　　表3-3 局部通風(fēng)機額定風(fēng)量Q通</p><p>　?。?）按工作人員數(shù)量計算：</p><p>　　Q掘=4n掘，m3/min</p><p><b>　　=4×10</b></p><p>　　=40 m3/min</p><p>

30、　?。?）按風(fēng)速進(jìn)行驗算；</p><p>　　巖巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量應(yīng)滿足：</p><p>　　60×0.15×S掘≦Q掘≦60×4×S掘 </p><p>　　由上式得43.2 m3/min≦Q掘≦1152 m3/min</p><p>　　煤巷、半煤巖巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量應(yīng)滿足：</p>

31、<p>　　60×0.25×S掘≦Q掘≦60×4×S掘 </p><p>　　=72 m3/min≦Q掘≦1152 m3/min</p><p>　　根據(jù)上面的計算掘進(jìn)工作面的風(fēng)量應(yīng)取其最大值。</p><p>　　Q掘=250 m3/min</p><p>　　72 m3/min≦Q掘≦

32、1152 m3/min</p><p>　　所以，Q掘=250 m3/min符合上述要求。</p><p><b>　　3）硐室需風(fēng)量</b></p><p>　　各個獨立通風(fēng)的硐室供風(fēng)量，應(yīng)根據(jù)不同的硐室分別計算。</p><p>　?。?）井下爆破材料庫</p><p>　　按經(jīng)驗值計算，小型

33、礦井一般80~100m3/min，大型礦井一般100~150m3/min。</p><p><b>　?。?）充電硐室</b></p><p>　　通常充電硐室的供風(fēng)量不得小于100m3/min。</p><p><b>　?。?）機電硐室</b></p><p>　　采區(qū)小型機電硐室，可按經(jīng)驗值確

34、定風(fēng)量，一般為60~80m3/min。</p><p>　　表3-4 機電硐室發(fā)熱系數(shù)表</p><p>　?。?）其它巷道需風(fēng)量計算</p><p>　　新建礦井，其他用風(fēng)巷道的總風(fēng)量難以計算時，也可按采煤，掘進(jìn)，硐室的需風(fēng)量總和的3%~5%估算。</p><p>　　（5）礦井總風(fēng)量計算；</p><p>　　=(

35、2214.4×2+250×4+285+82.5) ×1.1</p><p>　　=6375.9 m3/min。</p><p>　　通過計算所得；礦井總風(fēng)量為6375.9 m3/min</p><p>　　3．礦進(jìn)總風(fēng)量的分配</p><p><b>　　1）分配原則</b></p&g

36、t;<p>　　礦井總風(fēng)量確定后，分配到各用風(fēng)地點的風(fēng)量，應(yīng)不得低于其計算的需風(fēng)量；所有巷道都應(yīng)分配一定的風(fēng)量；分配后的風(fēng)量，應(yīng)保證井下各處瓦斯及有害氣體濃度、風(fēng)速等滿足《規(guī)程》的各項要求。</p><p><b>　　2）分配的方法 </b></p><p>　　首先按照采區(qū)布置圖，對各采煤、掘進(jìn)工作面、獨立回風(fēng)硐室按其需風(fēng)量配給風(fēng)量，余下的風(fēng)量按采區(qū)

37、產(chǎn)量、采掘工作面數(shù)目、硐室數(shù)目等分配到各采區(qū)，再按一定比例分配到其它用風(fēng)地點，用以維護(hù)巷道和保證行人安全。風(fēng)量分配后，應(yīng)對井下各通風(fēng)巷道的風(fēng)速進(jìn)行驗算，使其符合《規(guī)程》對風(fēng)速的要求。</p><p>　　四、礦井通風(fēng)總阻力計算</p><p>　?。ㄒ唬┑V井通風(fēng)總阻力的計算原則</p><p>　　1．如果礦井服務(wù)年限不長（10~20年），選擇達(dá)到設(shè)計產(chǎn)量后通風(fēng)容易

38、和困難兩個時期分別計算其通風(fēng)阻力；若礦井服務(wù)年限較長（30~50年），只計算前15~25年通風(fēng)容易和困難兩個時期的通風(fēng)阻力。為此，必須先給出這兩個時期的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖。</p><p>　　2．通風(fēng)容易和通風(fēng)困難兩個時期總阻力的計算，應(yīng)沿著這兩個時期的最大通風(fēng)阻力風(fēng)路，分別計算各段井巷的通風(fēng)阻力，然后累加起來，作為這兩個時期的礦井通風(fēng)總阻力。最大通風(fēng)阻力風(fēng)路可根據(jù)風(fēng)量和巷道參數(shù)（斷面積、長度等）直接判斷確定，不能直接

39、確定時，應(yīng)選幾條可能最大的路線進(jìn)行計算比較。</p><p>　　3．礦井通風(fēng)總阻力不應(yīng)超過2940Pa</p><p>　　4．礦井井巷的局部阻力，新建礦井（包括擴建礦井獨立通風(fēng)的擴建區(qū)）宜按井巷摩擦阻力的10%計算；擴建礦井宜按井巷摩擦阻力的15%計算。</p><p>　?。ǘ┑V井通風(fēng)總阻力的計算方法</p><p>　　沿礦井通風(fēng)容

40、易和困難兩個時期通風(fēng)阻力最大的風(fēng)路（入不敷出 風(fēng)井口到風(fēng)硐之前），分別用下式計算各段井巷的磨擦阻力；</p><p>　　將各段井巷的磨擦阻力累加后并乘以考慮局部阻力的系數(shù)即為兩個時期的井巷通風(fēng)總阻力。即</p><p>　　兩個時期的摩擦阻力可按表4-1進(jìn)行計算。</p><p>　　1．計算礦井通風(fēng)容易時期的通風(fēng)總阻力</

41、p><p>　　2．礦井通風(fēng)困難時期通風(fēng)總阻力</p><p>　　（三）繪制礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖：</p><p><b>　　見附圖1-2</b></p><p>　　五、選擇礦井通風(fēng)設(shè)備</p><p>　?。ㄒ唬┻x擇礦井通風(fēng)設(shè)備的基本要求</p><p>　　1．礦井每個裝備

42、主要通風(fēng)機的風(fēng)井，均要在地面裝設(shè)兩套同等能力的通風(fēng)設(shè)備，其中一套工作，一套備用，交替工作。</p><p>　　2．選擇的通風(fēng)設(shè)備應(yīng)能滿足第一開采水平各個時期的工況變化，并使通風(fēng)設(shè)備長期高效運行。當(dāng)工況變化較大時，應(yīng)根據(jù)礦井分期時間及節(jié)牟情況，分期選擇電動機動。</p><p>　　3．通風(fēng)機能力應(yīng)留有一定的余量。軸流式、對旋式通風(fēng)機在最大設(shè)計負(fù)壓和風(fēng)量時，葉輪葉片的運轉(zhuǎn)角度應(yīng)比允許范圍小

43、5°；離心式通風(fēng)機的選型設(shè)計轉(zhuǎn)速不宜大于允許最高轉(zhuǎn)速的90%。</p><p>　　4．進(jìn)、出井井口的高差在150m以上，或進(jìn)、出風(fēng)井口標(biāo)高相同，但井深400米以上時，宜計算礦井的自然風(fēng)壓。</p><p>　　（二）主要通風(fēng)機的選擇</p><p>　　1．計算通風(fēng)機的風(fēng)量Q通</p><p>　　=40.66m3/s</p

44、><p>　　2．計算通風(fēng)機的風(fēng)壓H通全（或H通靜）</p><p><b>　　軸流式通風(fēng)機；</b></p><p>　　容易時期 </p><p>　　=1058+120 </p><p><b>　　=1178Pa</b></p>&

45、lt;p>　　困難時期 </p><p><b>　　=1300+120</b></p><p><b>　　=1420Pa </b></p><p><b>　　3．選擇通風(fēng)機</b></p><p>　　根據(jù)計算的礦井通風(fēng)容易時期通風(fēng)機的Q通、H通

46、靜小和困難時期通風(fēng)機的Q通、H通靜大，在通風(fēng)機的個體特性圖表上選擇合適的主要通風(fēng)機。</p><p>　　根據(jù)Q通=40.66m3/s H通靜小=1178Pa H通靜大=1420Pa </p><p>　　可選定通風(fēng)機型號為2k60型軸流式通風(fēng)機。</p><p>　　選定通風(fēng)機后，可得出兩個時期主要通風(fēng)機的型號、動輪直徑、動輪葉片安裝角、轉(zhuǎn)速、內(nèi)壓、風(fēng)量、效率

47、和輸入功率等技術(shù)系數(shù)，并列表整理。</p><p><b>　　4．選擇電動機</b></p><p>　　（1）計算通風(fēng)機輸入功率。按通風(fēng)容易和困難時期，分別計算通風(fēng)機輸入功率P通小、P電大：</p><p><b>　　（2）選擇電動機</b></p><p>　　當(dāng)P電小≧0.6P通大時，兩個

48、時期可選一臺電動機，電動機功率為</p><p>　　電動機功率在400KW~500KW以上時，宜選用同步電動機其優(yōu)點是低負(fù)荷動轉(zhuǎn)時，可用來改善電網(wǎng)功率因數(shù)，使礦井經(jīng)濟(jì)用電；其缺點是這種電動機的購置和安裝費較高。</p><p>　　六、通風(fēng)耗電費用概算</p><p>　?。ㄒ唬┲饕L(fēng)的耗電量</p><p>　　通風(fēng)容易時期和困難時期共