《礦井通風》課程設計

1、<p><b>　　《礦井通風》</b></p><p><b>　　課程設計說明書</b></p><p>　　題目： 礦井通風設計 </p><p>　　評語： </p

2、><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章.礦井及其采區(qū)系統(tǒng)概況.....................................1</p><p>　　1.1礦區(qū)概述..................................................1</p><p>　　1.1

3、.1地理位置及交通條件....................................1</p><p>　　1.1.2礦區(qū)內(nèi)經(jīng)濟狀況........................................2</p><p>　　1.1.3礦區(qū)氣候條件..........................................2</p><p&g

4、t;　　1.1.4礦區(qū)水文及工業(yè)供水....................................3</p><p>　　1.2井田地質(zhì)特征..............................................3</p><p>　　1.2.1井田地形及勘探程度....................................3</p>

5、<p>　　1.2.2井田煤系地層..........................................4</p><p>　　1.2.3井田地質(zhì)構造..........................................6</p><p>　　1.3煤層特征................................................

6、..7</p><p>　　1.3.1主要可采煤層..............................................7</p><p>　　1.4設計生產(chǎn)能力及服務年限....................................7</p><p>　　1.4.1礦井設計生產(chǎn)能力及服務年限.....................

7、.......7</p><p>　　1.5確定開采水平的數(shù)目、位置、標高、垂高......................8</p><p>　　1.6通風系統(tǒng)圖................................................8</p><p>　　1.6.1礦機通風系統(tǒng)...............................

8、...........8</p><p>　　第二章.確定采取通風系統(tǒng).......................................10</p><p>　　2.1各類通風系統(tǒng)的優(yōu)缺點及適用條件..........................10</p><p>　　2.1.1中央并列式..............................

9、.............10</p><p>　　2.1.2中央邊界式...........................................10</p><p>　　2.1.3兩翼對角式...........................................10</p><p>　　2.1.4分區(qū)對角式................

10、...........................10</p><p>　　2.1.5區(qū)域式...............................................11</p><p>　　2.1.6混合式...............................................11</p><p>　　2.2選擇通風機

11、的工作方式.....................................12</p><p>　　2.3確定通風系統(tǒng).............................................12</p><p>　　2.3.1礦井通風系統(tǒng).........................................12</p><p>

12、;　　2.3.2采取工作面通風系統(tǒng)...................................12</p><p>　　2.4繪制礦井通風網(wǎng)絡圖.......................................</p><p>　　第三章.礦井及采區(qū)所需風量的確定...............................13</p><p>

13、;　　3.1風量計算................................................13</p><p>　　3.1.1采煤工作面所需風量..................................14</p><p>　　3.1.2掘進工作面所需風量..................................14</p>&l

14、t;p>　　3.1.3井下硐室所需風量....................................15</p><p>　　3.1.4其他井巷實際所需風量.................................16</p><p>　　3.1.5礦井總需風量的確定..................................16</p>&l

15、t;p>　　3.2風量分配...............................................16</p><p>　　第四章.計算礦井通風阻力.......................................18</p><p>　　4.1礦井通風總阻力計算原則..................................18</p

16、><p>　　4.2通風風流流向............................................18</p><p>　　4.3通風容易時期通風阻力計算................................18</p><p>　　4.4通風困難時期通風阻力計算................................18<

17、/p><p>　　第五章.礦井通風設備的選擇.....................................22</p><p>　　5.1概述....................................................22</p><p>　　5.2主要通風機的選擇.................................

18、.......22</p><p>　　5.2.1通風機風量.........................................22</p><p>　　5.2.2計算風機風壓........................................22</p><p>　　5.2.3根據(jù)設計工況點選擇通風機...................

19、.........23</p><p>　　5.3通風機的實際工況點......................................23</p><p>　　5.4確定通風機的轉速.......................................23</p><p>　　5.5電動機的選擇...........................

20、................23</p><p>　　5.6核算年耗電量...........................................24</p><p>　　參 考 文 獻.................................................26</p><p>　　第一章：礦井及采區(qū)概況</p>

21、<p><b>　　1.1礦區(qū)概述</b></p><p>　　1.1.1地理位置及交通條件</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><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，

22、交通極便。交通位置圖見圖1－1。</p><p>　　圖1－1 交通位置圖</p><p>　　地形地勢：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0.1%，礦區(qū)內(nèi)無洪水，內(nèi)澇現(xiàn)象。</p><p>　　河流湖泊：礦區(qū)內(nèi)地表水系重要有廢黃河和桃園河兩條河流。</p>

23、<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。</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

24、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?；旧辖鉀Q了洪水危害。</p><p>　　1.1.2礦區(qū)內(nèi)經(jīng)濟狀況</p><p>　　本區(qū)的經(jīng)濟以采礦業(yè)為主，服務業(yè)為輔。礦區(qū)內(nèi)植被稀少，居民點分散，

25、農(nóng)業(yè)受當?shù)氐乩憝h(huán)境與經(jīng)濟狀況的限制，基本以傳統(tǒng)的耕作方式生產(chǎn)。</p><p>　　1.1.3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，春秋季短，入冬和回暖較早，冬寒干燥，夏熱多雨。春

26、秋干旱突出，并伴有寒潮、霜凍、風雪、臺風、冰雹和暴雨等災害性天氣出現(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：</p><p>

27、;　　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）結冰及解凍日期、最大凍結深度、最大積雪厚度：</p><

28、;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）全年最大頻率風向和最大風速：</p><p>　　本區(qū)歷年四

29、季風向均為偏東風為主，ENE頻率為13%，年平均風速為3米/秒，年平均大風日為15.3天，3～4月最多，最大風速為19.3米/秒（1952年5月），瞬時最大風速曾達12級。臺風直接影響本區(qū)平均3-5年一次，而臺風倒槽影響本區(qū)較多，年均有一次，多出現(xiàn)在8-9月。常常帶來暴雨。</p><p>　　1.1.4礦區(qū)水文及工農(nóng)業(yè)供水</p><p>　　張集煤礦位于半封閉的騰縣背斜儲水構造水文地質(zhì)

30、單元的西南側，本區(qū)是一個相對封閉的斷塊型水文地質(zhì)構造煤系。第四系含水層組與煤系地層各含水層的水力聯(lián)系較弱，斷層導水性較弱，為含水層之間水力聯(lián)系不密切，加之煤系地層埋深較大。深部地下水循環(huán)緩慢，補給不良，排泄不暢?！兜V井水文地質(zhì)規(guī)程》中礦井水文地質(zhì)條件分類標準，張集井田屬于水文地質(zhì)條件簡單型的礦井。礦井充水來源主要是山西組砂巖裂隙水，太原組灰?guī)r巖溶裂隙水。目前，張集煤礦正常涌水量為86m3/h。礦井最大涌水量平均為正常礦井涌水量的1.3倍

31、。</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><p>

32、;<b>　　1.2井田地質(zhì)特征</b></p><p>　　1.2.1井田地形及勘探程度</p><p><b>　　1）井田地形</b></p><p>　　本礦區(qū)位于黃淮沖擊平原，地勢平緩，微向東及北東傾斜，地面標高+35米～+45米，地面坡降為千分之一。 </p><p><b>

33、　　2）井田的勘探程度</b></p><p>　　張集井田從1957年至2000年共施工地震詳查測線51條，測長121.57公里，地震測線49條，測長105.67公里。地質(zhì)鉆孔179個，工程量134000米。</p><p>　?。?）以往勘探工作：</p><p>　?、?57～59電法勘探，資料無法收集；</p><p>　

34、　② 1975年12月～76年4月，江蘇地勘公司在張集進行地震詳查勘探；</p><p>　　③ 1974年～1976年江蘇煤田地探四、二隊在張集精查勘探，提出了《江蘇省張集勘探區(qū)精查地質(zhì)報告（最終）》；</p><p>　?。?）建井后補充勘探工作：</p><p>　?、?1984年為驗證物探效果，在張集東采區(qū)施工4個驗證孔，工作量2587.38米；</p

35、><p>　?、?1994年為查明礦下部采區(qū)邊界斷層位置，7煤構造形態(tài)及煤層厚度變化情況進行勘探。</p><p>　　1.2.2井田煤系地層</p><p>　　徐州煤田處于豐沛隆起的南側，張集井田屬于徐州九里山外圍煤田，夾于魯西和兩淮煤田之間，根據(jù)地質(zhì)物探資料、井田地層、下奧陶系賈汪組、小家?guī)Z組、馬家溝組、中奧陶系白土組、石炭系本溪組和太原組、二疊系山西組、上下是石

36、盒子組、石子峰組及第四系。煤層地層綜合柱狀圖見圖1-2：</p><p>　　現(xiàn)就對煤系地層及第四系地層按生成次序概述如下：</p><p>　　1） 系中統(tǒng)本溪組，厚8.03～22.68米，平均厚度14.33米，屬濱海沉積。其巖性為：</p><p>　　圖1－2 綜合柱狀圖</p><p>　　上部為“十四”層灰白色石炭夾灰綠粘土層，富

37、含黃鐵礦結核，中下部為綠色泥巖，和雜粉沙巖及薄層砂巖，底部為紫紅色鐵質(zhì)泥巖和殘余鐵礦曾，與下地層曾平行不整合接觸。</p><p>　　2）石炭系中統(tǒng)太原組，厚123.33～187.16米，平均153.78米，本組屬濱海平原海陸交互相沉積，有石灰?guī)r、粉沙巖、泥巖、粘土層、中細沙巖幾煤層組成，含石灰?guī)r十三層，各層在全區(qū)比較的穩(wěn)定，尤以一、四、九、十、十二層灰?guī)r特別突出，為本區(qū)標志層。本組含煤16層，均為薄煤層，基本

38、上都不可采，只有ⅨⅩ層在全區(qū)內(nèi)穩(wěn)定可采。其煤層賦存變化，沿走向自東向西變薄，沿傾向，淺薄深厚。</p><p>　　3）系山西組，厚71.6～159.61米，平均為108.92米，本組為濱海沖積沉積，含煤碎巖相與太原組呈整合接觸，其巖性為：上部為泥巖，中細砂巖組成，偶夾1～2層煤線。中部為B、C層煤含煤段，，有中粗、細粒石英砂巖，粉沙巖及煤層組成。下部由粉沙巖與細砂巖互層及泥巖組成。</p><

39、;p>　　4）系石盒子組，全組厚為156.9～274.5米，平均218米，本組含煤廣布分布，其底部以灰綠或灰白色含礫中粗砂巖與山西組整合接觸，含煤構造為海陸沖擊平原陸相含煤碎巖沉積，其巖性：上部由粉沙巖、泥巖夾薄層中細砂巖組成，中部以中厚層中粗砂巖、細砂巖、粉砂巖，偶加煤線，下部為中組煤含煤段，有粉砂巖、粘土巖、中細順眼及煤層組成，含煤1-8層，一般四層，煤層總后為3米左右，均為不可采煤層。</p><p>

40、;　　5）二疊系上石盒子組，全組厚為323.40～586.35米，平均為426.91米，井田內(nèi)大部分鉆孔揭露，其底部以含礫、粒砂巖與下層呈整合接觸。含煤屑及碎巖沉積。巖相主要為泥巖粉砂巖、含礫粗砂巖，偶見薄煤。</p><p>　　6）第四系：有下更新統(tǒng)、中更新統(tǒng)、上更新統(tǒng)及全更新統(tǒng)組成。由東南往西北方向逐漸加厚?？偤穸仍?3.59～170.30米之間，其巖性由粉砂巖、淤泥質(zhì)沙質(zhì)粘土、粘土及砂巖等組成。</

41、p><p>　　1.2.3井田地質(zhì)構造</p><p><b>　　1）地質(zhì)構造</b></p><p>　　本井田位于新華夏第二隆起帶西側，豐沛隆起帶南側，起構造以新華夏為主，受郯廬帶的影響，形成了張集背斜，李莊背斜，姚莊背斜一組褶皺和斷裂帶。在井田的西南部由于燕山運動早期華夏系再次活動的加劇了原有的斷裂，構成了火巖層侵入通道，形成井田西南部，成

42、巖株狀入侵，使圍巖拱起，媒質(zhì)受熱變壞，呈細脈狀，巖株狀侵入附近的太原組和本溪組地層中，對本區(qū)煤層起了破壞性作用。</p><p>　　燕山運動后期，受郯廬斷裂帶左行扭動影響，是本井田東南部邊界斷層F1下盤想西北急驟下降，落差很大，并以西部火成巖為砥柱，形成向西南收斂，向東北撇開。由于緊密的褶皺和層見的強烈的滑動，從而是有的煤層變的很薄，尖滅。</p><p><b>　　2）井田

43、構造</b></p><p>　　本井田總體成單斜構造，地層走向由東向西為：北東向，近東西漸變?yōu)楸蔽飨?；井田東北部出現(xiàn)近南北向，上煤層露頭在西部走向近南北，地層總體向南傾，傾角為9~18º，傾角由淺向深逐漸減小，至井田南部及較大斷層附近傾角又開始變大。</p><p>　　本井田中部及東部斷裂構造簡單，斷層稀少，而西南部構造發(fā)育復雜，有一大的正斷層，落差比較大，兩側節(jié)

44、理較發(fā)育。</p><p>　　井田內(nèi)發(fā)育著次一級的寬緩褶皺，褶曲比較發(fā)育，且具有短軸寬緩的特點，特別是井田西部、南部褶曲更發(fā)育，褶曲軸向成北東東至近東西向，與區(qū)域褶曲軸向基本一致。</p><p>　　綜上所述，井田地層產(chǎn)狀變化有一定的規(guī)律性，基本上隨褶皺軸向變化而變化，與淮陰山脈的走向、傾向大體一致，其傾角具有淺大深小的特點，背斜平緩,本井田屬于地質(zhì)構造簡單,傾角平緩,以波狀起伏為主的

45、Ⅱ類井田。</p><p><b>　　1.3煤層特征</b></p><p>　　本礦區(qū)煤層埋藏較深，地面標高為+43米，煤層露頭線為-120米，煤層最深超過-600米。共有八層煤，分別為中3、中4、B1上、B1下、C1上、C1下、7、9煤層，但除了7煤層厚度為4米外，其余均為不可采煤層。</p><p>　　1.3.1主要可采煤層</

46、p><p>　　7煤位于太原組中下部，平均厚度為4米,煤層傾角平均為12度。上距Ⅷ層24米。下距Ⅹ層煤為28米，老頂為粉細砂巖。井田內(nèi)共有96個鉆孔穿過，可采點93個，不可才采點1個，層位不清楚點為2個。煤層賦存穩(wěn)定，煤層變化不大，為穩(wěn)定煤層。</p><p>　　1.4設計生產(chǎn)能力及服務年限</p><p>　　1.4.1 礦井設計生產(chǎn)能力及服務年限</p&g

47、t;<p>　　1）確定礦井的生產(chǎn)能力</p><p>　　根據(jù)本井田可采儲量，礦井的地質(zhì)構造，確定本礦井設計生產(chǎn)能力為150萬t/年。</p><p>　　2）礦井服務年限的驗算</p><p>　　由T=Z/（K×A）</p><p>　　T—礦井的服務年限（年）</p><p>　　Z

48、—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>　　T=13650/（1.4×150）=64.99（年）>60年</p><p>　　符合規(guī)程規(guī)定，故本礦井的生產(chǎn)能力為150萬t合理。</p><p>　　

49、1.5 確定開采水平的數(shù)目、位置、標高、垂高</p><p>　　本礦井煤層傾角9.16º——14.1º，平均11.6º。考慮到第一開采水平的服務年限要求和礦井的實際情況將第一水平定在-115米——－350米井筒落底－350米，水平垂高235米，階段上山1300m，可采儲量6979.30萬t，服務年限33.23年。</p><p>　　根據(jù)張集礦情況，采用集

50、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)的采區(qū)一個，該采區(qū)的一個工作面保證全礦井的產(chǎn)量。</p><p><b>　　1.6礦井通風系統(tǒng)</b></p><p><b>　　見打印圖紙</b></p><p>　　1.6.1 通風系統(tǒng)</p><p>　　為排除和沖淡采煤和掘

51、進工作面的煤塵、巖粉、煙霧以及由煤層和巖層涌出的瓦斯，改善采掘工作面作業(yè)環(huán)境，必須源源不斷的為采掘工作面和一些硐室供應新鮮風流。在采區(qū)上山?jīng)]有與采區(qū)石門掘通之前，上山掘進通風只能靠局部通風機供風。</p><p><b>　　1）采煤工作面</b></p><p>　　新鮮風流從運輸大巷進入，經(jīng)下部車場、軌道上山、中部車場、分兩翼經(jīng)下區(qū)段的回風平巷、聯(lián)絡巷、運輸平巷到

52、達工作面。工作面出來的污風進入回風平巷，右翼直接進入回風石門，左翼經(jīng)車場繞道進入采區(qū)回風石門。為了減少漏風，在靠近上山附近的運輸平巷中用木板封閉，只留出運輸機的斷面，并吊掛風簾。</p><p>　　按4—1圖，采煤工作面通風系統(tǒng)為：2→6→4→11→12→15→11→8→14→3。</p><p><b>　　2）掘進工作面</b></p><p

53、>　　新鮮風流從軌道上山經(jīng)中部車場分兩翼送至平巷，經(jīng)平巷內(nèi)的局部通風機通過風筒壓入到掘進工作面，污風通過聯(lián)絡巷進入運輸平巷，經(jīng)運輸上山排入采區(qū)回風石門。</p><p>　　按4—1圖，掘進工作面通風系統(tǒng)為：2→6→4→7→局部通風機→11（10）→12→10→5→14→3。</p><p><b>　　3）硐室</b></p><p>

54、　　采區(qū)絞車房和變電所需要的新鮮風流由軌道上山直接供給，絞車房和變電所內(nèi)的污風經(jīng)調(diào)節(jié)風窗分別進入采區(qū)回風石門和運輸上山。煤倉不通風，底部必須有余煤，煤倉上口直接由運輸大巷通過聯(lián)絡巷中的調(diào)節(jié)風窗供風。</p><p>　　第二章：采區(qū)通風系統(tǒng)</p><p>　　2.1各類通風系統(tǒng)的優(yōu)缺點及適用條件</p><p>　　2.1.1中央并列式</p>&l

55、t;p>　　優(yōu)點：進回風井均布置在中央工業(yè)廣場內(nèi)，地面建筑和供電集中，建井期限較短，便于貫通，初期投資少，出煤快，護井煤柱較小。礦井反風容易，便于管理。</p><p>　　缺點：風流在井下的路線為折返式，風流線路大，阻力大，井底車場附近漏風大。工業(yè)廣場受主要通風機噪聲的影響和回風風流的污染。</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

56、不嚴重的礦井。</p><p>　　2.1.2中央邊界式</p><p>　　優(yōu)點：通風阻力較小，內(nèi)部漏風較小，工業(yè)廣場不受主要通風機噪聲的影響及回風風流的污染。缺點：風流在井下的流動線路為折返式，風流線路長，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>　

57、　2.1.3兩翼對角式</p><p>　　優(yōu)點：風流在井下的流動線路是直向式，風流線路短，阻力小。內(nèi)部漏風小，安全出口多，抗災能力強，便于風量調(diào)節(jié)，礦井風壓比較穩(wěn)定。工業(yè)廣場不受回風污染和通風機噪聲的危害。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)量較大的礦井。&

58、lt;/p><p>　　2.1.4分區(qū)對角式</p><p>　　優(yōu)點：每個采區(qū)有獨立通風路線，互不干擾，便于峋調(diào)節(jié)，安全出口多，抗災能力強，建井期短，初期投資少，出煤快。缺點：占用設備多，管理分散，礦井反風困難。</p><p>　　適用條件：煤層埋藏淺，或因地表高低起伏較大，無法開掘總回風巷。</p><p><b>　　2.1.5

59、區(qū)域式</b></p><p>　　優(yōu)點：既可發(fā)送通風條件，又能利用風井準備采區(qū)，縮短建井工期。風流線路短，阻力小。漏風少，網(wǎng)絡簡單，風流易于控制，便于主要通風機的選擇。缺點：通風設備多，管理分散。適用條件：井田面積大， 儲量豐富或瓦斯含量大的大型礦井</p><p><b>　　2.1.6混合式</b></p><p>　　優(yōu)點：

60、回風井數(shù)量較多，通風能力大，布置較靈活，適應性強。缺點：通風設備多。</p><p>　　適用條件：井田范圍大，地質(zhì)和地面地形復雜，或產(chǎn)量大，瓦斯涌出量大的礦井。</p><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)時有足夠的風量，且每一個采區(qū)(帶區(qū))的通風路線都不太長。本礦井采用兩翼對角式通風。 </p><p>　　2.2選擇通風機的工

61、作方式</p><p>　　礦井主要通風機的工作方式有三種：抽出式、壓入式、壓抽混合式。該礦井主要通風機的工作方式采用抽出式，主要通風機分別安裝在兩個回風井口，在抽出式主要通風機的作用下，整個礦井通風系統(tǒng)處于低于當?shù)卮髿鈮旱呢搲籂顟B(tài)。當主要通風機因故停止運轉時，井下風流的壓力提高，比較安全。</p><p><b>　　2.3確定通風系統(tǒng)</b></p>

62、<p>　　2.3.1礦井通風系統(tǒng)</p><p>　　由于煤層傾角不大，埋藏深，瓦斯與自然發(fā)火都比較嚴重，因此應選擇兩翼對角式通風系統(tǒng)。</p><p>　　由于該礦井屬于中厚的緩傾斜煤層，采用走向長壁采煤法。所以采用軌道上山進風，回風上山回風的通風系統(tǒng)。</p><p>　　2.3.2采區(qū)工作面通風系統(tǒng)</p><p>　　采

63、區(qū)進風上山與回風上山的選擇。</p><p>　　采區(qū)進風上山與回風上山有兩種方式：軌道上山進風，運輸機上山回風和運輸機上山進風，軌道上山回風。本設計采區(qū)采用軌道上山進風，回風上山回風。 </p><p>　　采煤工作面通風分上行通風和下行通風。本設計采用上行通風。</p><p>　　當采煤工作面進風巷道水平低于回風巷時，采煤工作面的風流沿傾斜向上流動，稱上行通風

64、 。</p><p>　　工作面通風系統(tǒng)可分為：U型,Z型,Y型,W型,雙Z型,H型通風系統(tǒng)。本設計采用U型通風系統(tǒng)。</p><p>　　工作面通風系統(tǒng)只有一條進風巷道和一條回風巷道。如圖示：</p><p>　　2.4 繪制礦井通風網(wǎng)絡圖 </p><p>　　根據(jù)通風系統(tǒng)圖繪制通風網(wǎng)絡圖如下：見打印圖紙</p><

65、p>　　第三章：采區(qū)及礦區(qū)所需風量的確定</p><p><b>　　3.1風量計算</b></p><p>　　3.1.1采煤工作面的需風量</p><p>　　每個回采工作面實際需要風量應按瓦斯、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、風速和人數(shù)等規(guī)定分別進行計算然后取其最大值。</p><p>

66、　　1） 采煤工作面的需要風量</p><p>　　由于本采區(qū)的絕對瓦斯涌出量為 5 m3/min，故按低瓦斯礦井的實際需要風量計算。瓦斯礦井的采煤工作面按瓦斯涌出量的計算公式為:</p><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量，它的計算公式是：</p><

67、;p>　　Q基本=工作面控頂距×工作面實際采高×70%×適宜風速</p><p>　　在該采區(qū)中，控頂距取3.0。采區(qū)的回采方式是綜采，工作面實際采高取4；適宜風速應不小于1m/s，在本采區(qū)中取1.5m/s。</p><p>　　即Q基本=4.0×3×1.5×0.7=12.6m/s</p><p>　

68、　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 —— 回采工作面溫度調(diào)整系數(shù)，在本采區(qū)中K取1.1；</p><p>　　Q采=12.6×1.5×1.3×1.1= 27 m3/s=1620m3/min<

69、/p><p>　　2） 按工作面溫度選擇適宜的風速進行計算：</p><p><b>　?。?0××</b></p><p>　　式中 —— 采煤工作面風速, m/s;</p><p>　　—— 采煤工作面平均斷面積, m2.</p><p>　　3） 按回采工作面同時作業(yè)人數(shù)

70、和炸藥量計算：</p><p>　　每人供風 4 m3/min</p><p>　　> 4 N ＝4×25 ＝100 m3/min</p><p>　　每千克炸藥供風 25 m3/min</p><p>　　>25 A ＝25×3.6＝90 m3/min</p><p>　　其中 N

71、—— 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>　　4） 按風速進行驗算：</p><p><b>　　15S<<240S</b></p><p>　　式中 S ——工作面平均斷面積，m2</p><p>　　的最大值為1620

72、 m3/min，在上述范圍內(nèi)，所以回采面供風量是合理的。</p><p>　　備用工作面亦應滿足按瓦斯、二氧化碳、氣溫等規(guī)定計算的風量且最少不得低于采煤工作面實際需風量的50%。</p><p>　　＝ 810 m3/min</p><p>　　3.1.2掘進工作面的需風量計算</p><p>　　1） 按瓦斯涌出量計算：</p>

73、<p><b>　　=100××</b></p><p>　　式中 ——單個掘進工作面需要風量m3/min</p><p>　　——掘進工作面回風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系數(shù)，取1.5</p><p>　　

74、所以 =100×2.1×1.5=315 m3/min</p><p>　　2） 按掘進工作面同時作業(yè)人數(shù)和炸藥量計算需要風量：</p><p>　　每人供風 4 m3/min </p><p>　　4 N＝4×25＝100 m3/min ，每kg炸藥供風 25 m3/min</p><p>　　25A＝25&#

75、215;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量，kg</p><p>　　3） 按風速進行驗算：</p><p>　　巖巷掘進最低風量　>9＝9×5.2＝46.8 m3/min</p><p>　　煤巷

76、掘進最低風量 >15=15×5.2= 78 m3/min</p><p>　　巖巷掘進最高風量?。?40×5.2＝1248 m3/min</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>　　3.1.3井下硐室需要風

77、量</p><p>　　礦井井下硐室配風原則：井下爆炸材料庫配風必須保證每小時4次換氣量，大型礦井100～150 m3/min，中小型礦井60～100 m3/min。</p><p>　　=4V/60＝0.07V （m3/min）</p><p>　　式中 —— 井下爆炸材料需風量，m3/min</p><p>　　V —— 井下爆炸材料庫

78、的體積，m3　</p><p>　　井下充電室，應按其回風風流中氫氣濃度小于0.5%計算風量，規(guī)定風量不小于100 m3/min。</p><p>　　機電硐室規(guī)定風量在60～80 m3/min的范圍內(nèi)。</p><p>　　選取硐室風量，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

79、+60+70+80+70+80＝500 m3/min</p><p>　　式中 ∑Q硐—— 所有獨立硐室需要總風量，m3/min</p><p>　　—— n個獨立硐室需風量。</p><p>　　3.1.4其它井巷實際需風量</p><p>　　應按礦井各個其它巷道用風量的總和計算：</p><p>　　∑Q

80、其它＝+　…　+</p><p>　　式中　…　——各其它井巷風量，m3/min</p><p>　　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>

81、<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其它＝0</p><p>　　3.1.5礦井總需風量的確定</p><p>　　按采煤、掘進、硐室及其它地點需風量的總和計算</p><p>　　∑Q礦進(∑Q采+∑Q掘 +∑Q硐 +∑Q備+∑Q其)×K礦通（

82、1620×2+315×4+315× 0.5×4+500+810×2+0）× 1.15＝8337.5 m3/min = 139 m3/s</p><p>　　K礦通——礦井通風系數(shù)（抽出式取1.15—1.2）</p><p><b>　　3.2風量分配</b></p><p><b

83、>　　風量分配表</b></p><p>　　第四章：計算礦井通風總阻力</p><p>　　4.1礦井通風總阻力計算原則</p><p>　　礦井通風設計的總阻力，不應超過2940Pa。礦井井巷的局部阻力，新建礦井按井巷摩擦阻力的10%計算，擴建礦井宜按井巷摩擦阻力的15%計算。礦井通風系統(tǒng)總阻力最小時稱通風容易時期；最大時稱為通風困難時期。對于

84、礦井有兩臺或多臺風主要通風機工作，礦井通風阻力按每臺主要通風機所服務的系統(tǒng)分別計算。</p><p><b>　　4.2通風風流流向</b></p><p>　　新鮮風流自地面——進風立井——進風石門——進風大巷——進風聯(lián)絡巷——軌道上山——區(qū)段運輸平巷——采煤工作面——區(qū)段回風平巷——回風石門——總回風巷——回風立井——地面。</p><p>

85、;　　4.3礦井通風阻力采用下式計算</p><p>　　h=∑（α·L·U·/S3）Q2</p><p>　　式中： h——礦井通風阻力，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

86、長，m；</p><p>　　S——井巷凈斷面積，m2；</p><p>　　Q——通過井巷的風量，m3/s；</p><p>　　4.4 通風容易時期通風阻力計算</p><p>　　通風容易時期的通風阻力的計算：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1300m，其中有兩個采區(qū)同

87、時工作，每個采區(qū)有一個采煤工作面和一個準備工作面。當采區(qū)2和采區(qū)3同時工作時，通風路線最短，通風阻力最小，此時為通風容易時期。</p><p>　　通風容易時期通風阻力計算如下表示：</p><p>　　通風容易時期通風阻力計算表</p><p>　　4.5 通風困難時期通風阻力計算</p><p>　　通風困難時期通風阻力計算：當采區(qū)1和采

88、區(qū)4同時工作時，通風路線最長，此時為通風困難時期。</p><p>　　通風困難時期的通風阻力計算如下表示：</p><p>　　通風困難時期通風阻力計算表</p><p>　　第五章：選擇礦井通風設備</p><p><b>　　5.1概述</b></p><p>　　礦井通風設備的要求：礦井必

89、須設計兩套同等能力的主要通風設備，其中一套備用。選擇通風機應滿足第一開采水平各個時期工況變化，并使設備長期高效率運行，當工況變化較大時，根據(jù)礦井分期時間及節(jié)能情況，應分期選擇電動機。通風機能力應留有一定的余量，軸流式通風機在最大設計負壓和風量時，輪葉運轉角度應比允許范圍小5o;離心式風機的選擇設計轉速不宜大于允許最高轉速的90%；進、出風井井口的高差在150米以上，或進、出風井井口標高相同，但井深400米以上時，宜計算礦井的自然風壓。&

90、lt;/p><p>　　5.2主要通風機的選擇</p><p>　　5.2.1通風機風量Qf</p><p>　　由于外部漏風，風機風量Qf大于礦井風量Qm。 </p><p>　　Qf=k Qm =1.1×139 =152.9（m3/s）</p><p>　　其中 Qf——主要通風機的工作風量， m3/s；&

91、lt;/p><p>　　Qm——礦井需風量，m3/s；</p><p>　　K——漏風損失系數(shù)，在本采區(qū)中取 1.1</p><p>　　5.2.2 計算風機風壓</p><p>　　通風機全壓Hsd和礦井自然風壓HN共同作用克服礦井通風系統(tǒng)的總阻力hm和通風機附屬裝置的阻力hd。</p><p>　　通風機在容易的時期自

92、然風壓與通風機風壓作用相同，通風機有較高效率的，故從通風機系統(tǒng)阻力中減去自然風壓，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)計算結果可知，hm=2227.42 Pa</p><p>　　取通風機附屬裝置的各部分阻力hd=90 Pa</p><p>　　取礦井通風系統(tǒng)

93、在阻力最小時的自然風壓為60 Pa，即 HN=60Pa.</p><p>　　Hsd min=hm+hd- HN =2227.42+90-60=2257.42Pa</p><p>　　困難時期自然風壓與通風機風壓作用相反，通風機能力滿足，故從通風系統(tǒng)阻力中加上自然風壓，即取HN為“+”值。計算公式是：</p><p>　　Hsd max= hm+hd+ HN<

94、/p><p>　　其中hm=2645.26Pa；</p><p><b>　　hd=90 Pa；</b></p><p>　　取礦井通風系統(tǒng)在阻力最大時時的自然風壓為60Pa，即HN =60 Pa；</p><p>　　Hsd max=2645.26+90+60=2795.26Pa</p><p>　

95、　5.2.3 根據(jù)設計工況點選通風機</p><p>　　在FBCDZ系列風機特性曲線風量標Q=152.9 m3/s點處，做Q軸垂線，在風壓坐標H=2257.42Pa和H=2795.26Pa處做Q軸平行線，分別相交于A1、B2兩點，由圖可見，這兩個工況點均在合理工作范圍內(nèi)，故初選FBCDZ-8-No.26C號風機和FBCDZ-8-No.28A號風機，考慮到使用FBCDZ-8-No.26C號風機效率較低，且在通風困

96、難時期風壓超過風機最高風壓的90%，因此選用FBCDZ-8-No.28A號風機。</p><p>　　5.3通風機的實際工況點</p><p>　　因為設計工況點不是恰好在所選風機的特性曲線上，所以應根據(jù)通風機的工作阻力，確定其實際工況點。</p><p>　　計算通風機的工作風阻</p><p>　　Rsd min= Hsd min/ Qf

97、2=2257.42/(152.9)2=0.0966</p><p>　　Rsd max= Hsd max/ Qf2=2795.26/(152.9)2=0.1196</p><p>　　確定通風機的實際工況點</p><p>　　在通風機特性曲線圖中做通風機的風阻曲線，與風壓曲線的交點A、B即為實際工況點。如下圖：</p><p>　　5.4確

98、定通風機的轉速</p><p>　　根據(jù)通風機的工況參數(shù)（風量，風壓，效率，轉速等）的考慮，確定風機為BDNo.30號（轉速為n=740r/min）風機。</p><p><b>　　5.5電動機的選擇</b></p><p>　　由計算知:Nmin=QfHsdmin/(1000ηs)=152.9×2257.42/(1000×

99、;0.69)=500.2Kw </p><p>　　Nmax=QfHsdmax/(1000ηs)=152.9×2795.26/(1000×0.73)=585.5Kw</p><p>　　Nmin>0.6Nmax,選用一臺電動機，電動機功率：</p><p>　　Ne=Nmax·k/(η1·η2)= 585.5×

100、1.1/(0.9×1)=716Kw</p><p><b>　　5.6概算年耗電量</b></p><p>　　主要通風機年耗電量：（通風容易和困難時期共選一臺電動機）</p><p>　　E=8760Nemax/(ke×η1×η2),kw/h</p><p>　　η1——變壓器效率，可取0

101、.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/(ke×η1×η2)=8760×716/（1.1×0.95×0.9）=691037Kw·h</p>

102、<p><b>　　參 考 文 獻</b></p><p>　　[1] 杜計平. 開采方法.徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2006.</p><p>　　[2] 錢鳴高, 劉聽成. 礦山壓力及其控制. 北京：煤炭工業(yè)出版社, 2004.</p><p>　　[3] 宋宏偉, 井巷工程. 北京：煤炭工業(yè)出版社. 2008.</p&

103、gt;<p>　　[4] 劉過兵. 采礦新技術. 北京：煤炭工業(yè)出版社. 2002.</p><p>　　[5] 楊孟達. 煤礦地質(zhì)學. 北京：煤炭工業(yè)出版社.2000.</p><p>　　[6] 張國樞. 礦井通風與安全.徐州：中國礦業(yè)大學出版社. 2011.</p><p>　　[7] 張榮立, 何國緯, 李鐸. 采礦工程設計手冊（上、中、下）.