《礦井通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì)---90萬(wàn)t新井通風(fēng)設(shè)計(jì)說明書

1、<p><b>　　礦井通風(fēng)與安全</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1礦井設(shè)計(jì)概況1</b></p><p>　　1.1礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征1<

2、;/p><p><b>　　1.2井田開拓1</b></p><p>　　1.3巷道布置與采煤方法2</p><p>　　2礦井通風(fēng)系統(tǒng)擬定4</p><p>　　2.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)基本要求4</p><p>　　2.2礦井通風(fēng)方式的選擇4</p><p>　　2.3

3、礦井通風(fēng)方案技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較6</p><p>　　2.4通風(fēng)機(jī)的工作方法7</p><p><b>　　3采區(qū)通風(fēng)9</b></p><p>　　3.1采區(qū)上山通風(fēng)系統(tǒng)9</p><p>　　3.2回采工作面通風(fēng)方式9</p><p><b>　　4掘進(jìn)通風(fēng)12</b&

4、gt;</p><p>　　4.1掘進(jìn)方法的確定12</p><p>　　4.2掘進(jìn)工作面通風(fēng)方式12</p><p>　　4.3煤巷掘進(jìn)工作面需風(fēng)量13</p><p>　　4.4掘進(jìn)通風(fēng)設(shè)備選型15</p><p>　　5礦井風(fēng)量計(jì)算與分配18</p><p>　　5.1礦井總風(fēng)量

5、的計(jì)算18</p><p>　　5.2礦井風(fēng)量分配21</p><p>　　6礦井通風(fēng)阻力計(jì)算23</p><p>　　6.1礦井通風(fēng)阻力計(jì)算原則23</p><p>　　6.2礦井通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期的確定23</p><p>　　6.3礦井通風(fēng)阻力計(jì)算23</p><p>　　

6、7礦井通風(fēng)設(shè)備選型31</p><p>　　7.1選擇主要通風(fēng)機(jī)31</p><p>　　7.2電動(dòng)機(jī)選型33</p><p>　　7.3礦井主要通風(fēng)設(shè)備要求35</p><p>　　7.4通風(fēng)附屬裝置及其安全技術(shù)35</p><p>　　7.5特殊災(zāi)害的防治措施36</p><p>

7、;　　8礦井通風(fēng)費(fèi)用概算38</p><p>　　8.1噸煤通風(fēng)費(fèi)38</p><p>　　8.2通風(fēng)設(shè)備的折舊費(fèi)和維修費(fèi)39</p><p>　　8.3通風(fēng)員工工資費(fèi)用39</p><p>　　8.4專為通風(fēng)服務(wù)的井巷工程折舊費(fèi)和維護(hù)費(fèi)39</p><p>　　8.5噸煤通風(fēng)成本39</p>

8、<p><b>　　9結(jié)論40</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)41</b></p><p><b>　　1礦井設(shè)計(jì)概況</b></p><p>　　1.1礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征</p><p><b>　　1）礦區(qū)概述</b>

9、</p><p>　　新莊孜礦位于安徽省淮南市八公山東麓，南與謝一礦相接，北與孔李公司為鄰。地處東經(jīng)116°4938″北緯32°35′41″，行政區(qū)劃屬淮南市八公山區(qū)。井內(nèi)的氣象參數(shù)按表1所列的平均值選取。</p><p>　　表1.1 空氣平均密度一覽表</p><p><b>　　2）井田地質(zhì)特征</b></p&g

10、t;<p>　　新莊孜井田東以第Ⅳ勘探線與李一礦井田毗鄰，西以第Ⅸ勘探線及人定境界與新莊孜相接，北部Ⅳ－Ⅴ至Ⅵ勘探線間以八公山背斜軸、Ⅵ至Ⅸ勘探線，南至3-1煤層-650m底板等高線地面投影線，東西走向長(zhǎng)約6.4~7.4km，平均7.2km；傾斜寬：最大約2.7km，最小2.54km，平均2.6km。井田的水平面積約18.72km2。</p><p><b>　　3）煤層特征</b&

11、gt;</p><p>　　本井田第三含煤組平均總厚4.75m，含煤2余層；其中可采煤層3-1煤層，平均可采總厚4.25m，含煤系數(shù)為9.01%。具體參見圖1 綜合地質(zhì)柱狀圖。具體參見圖1 綜合地質(zhì)柱狀圖。本礦井達(dá)產(chǎn)時(shí)相對(duì)瓦斯涌出量為12.7m3/t。礦井東翼在開采3-1煤層時(shí)，其絕對(duì)瓦斯涌出量最大達(dá)到108.17m3/min，最大相對(duì)瓦斯涌出量為18.3m3/t，礦井瓦斯等級(jí)應(yīng)定為高瓦斯礦井。煤層自燃傾向性等級(jí)

12、鑒定為三級(jí)。依據(jù)《礦井防滅火規(guī)范》，礦井自燃危險(xiǎn)等級(jí)劃歸為二級(jí)自燃礦井。</p><p><b>　　1.2井田開拓</b></p><p><b>　　1）井田境界及儲(chǔ)量</b></p><p>　　礦井地質(zhì)資源量：3－1煤79.01（Mt），礦井工業(yè)儲(chǔ)量81.45（Mt）， 礦井可采儲(chǔ)量68.17（Mt），本礦井設(shè)計(jì)生

13、產(chǎn)能力為90萬(wàn)t/年。工業(yè)廣場(chǎng)的尺寸為315m×400m的長(zhǎng)方形，工業(yè)廣場(chǎng)的煤柱量為5.7(Mt)。</p><p>　　2）礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限</p><p>　　本礦井年工作日330天，每天凈提升時(shí)間16小時(shí)。每天三班作業(yè)，其中兩班采煤，一班檢修，每班工作時(shí)間8小時(shí)。本礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為90萬(wàn)噸/年,礦井服務(wù)年限為57年。</p><p

14、>　　圖1.1 地質(zhì)綜合柱狀圖</p><p><b>　　3）井田開拓</b></p><p>　　工業(yè)廣場(chǎng)應(yīng)布置在井田儲(chǔ)量中央處，大致在井田走向中央，傾向略微偏下位置，主副井均位于工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)。風(fēng)井井筒布置在井田外。</p><p>　　礦井為立井單水平開采，所以將大巷布置在煤層底板下方20m處的砂巖中。主要開拓巷道如運(yùn)輸大巷，軌道大巷

15、均布置在底板砂巖中。</p><p>　　煤炭由采煤工作面→采區(qū)運(yùn)輸上山→采區(qū)煤倉(cāng)→膠帶運(yùn)輸大巷→井底煤倉(cāng)→主井提升到地面；材料自井底車場(chǎng)→軌道運(yùn)輸大巷→采區(qū)下部車場(chǎng)→采區(qū)軌道上山→區(qū)段回風(fēng)平巷→工作面。</p><p>　　1.3巷道布置與采煤方法</p><p>　　1）采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)</p><p>　　首采的東翼采區(qū)走向長(zhǎng)度為

16、3650~4500m。西翼采區(qū)走向長(zhǎng)度為2300~2700m。首采的東翼采區(qū)上山階段斜長(zhǎng)為1130m，下山階段為1080m，為保證合理的工作面長(zhǎng)度，故上山階段區(qū)段長(zhǎng)度確定為150m左右，下山階段為170m左右，區(qū)段數(shù)目為上山6個(gè)，下山6個(gè)。</p><p>　　在同一采區(qū)內(nèi)，先采上層，后采下層；沿傾斜方向，由上向下開采。本設(shè)計(jì)只布置一個(gè)采煤工作面達(dá)產(chǎn)，工作面的接替順序?yàn)椋涸谏仙絻梢磉M(jìn)行左右跳采接替。</p&

17、gt;<p>　　設(shè)計(jì)首采區(qū)（西二帶區(qū)）位于井田南部，接近井底車場(chǎng)；由井底車場(chǎng)至大巷120 m處。根據(jù)西二帶區(qū)煤層地質(zhì)情況，本設(shè)計(jì)采用帶區(qū)準(zhǔn)備方式。西二帶區(qū)走向長(zhǎng)平均2357.8 m，傾向長(zhǎng)平均1940.5 m。帶區(qū)內(nèi)劃分為11個(gè)傾斜分帶，分帶平均長(zhǎng)1757.6 m。</p><p>　　首采帶區(qū)工作面長(zhǎng)度取150 m；兩斜巷設(shè)計(jì)均為矩形斷面，其中運(yùn)煤斜巷寬為5 m，高為3.2 m；回風(fēng)斜巷寬5m，

18、高3 .2m。</p><p><b>　　2）采煤方法</b></p><p>　　主采煤層選用綜采開采工藝，走向長(zhǎng)壁綜采一次采全高采煤法。工作面的推進(jìn)方向確定為后退式。根據(jù)工作面的關(guān)鍵參數(shù)選用：選用DZ40型液壓支柱、選用MGTY750/1715-3.3D型雙滾筒采煤機(jī)、SGEC-830/500型刮板運(yùn)輸機(jī)。采煤機(jī)截深0.8m，采用采煤機(jī)雙向割煤，追機(jī)作業(yè)；前滾筒

19、割頂煤，后滾筒割底煤；在工作面端頭斜切進(jìn)刀，上行下行均割煤，往返一次進(jìn)兩刀；采煤機(jī)過后先移架后推移刮板輸送機(jī)。</p><p><b>　　3）回采巷道布置</b></p><p>　　回采巷道采用一般的U型布置方式，即一條區(qū)段運(yùn)輸平巷和一條區(qū)段回風(fēng)平巷。</p><p>　　4）部分井巷特征參數(shù)</p><p>　　表

20、1.2 部分井巷特征參數(shù)（其他井巷參數(shù)自行設(shè)計(jì)、計(jì)算或在相關(guān)圖紙上提?。?lt;/p><p><b>　　2礦井通風(fēng)系統(tǒng)擬定</b></p><p>　　2.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)基本要求</p><p>　　選擇任何通風(fēng)系統(tǒng)，都要符合投產(chǎn)快、出煤較多、安全可靠、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)合理等原則。具體地說，要適應(yīng)以下基本要求：</p><p>

21、;　?。?）礦井至少要有兩個(gè)通地面的安全出口；</p><p>　　（2）進(jìn)風(fēng)井口要有利于防洪、不受粉塵有害集體的污染；</p><p>　?。?）北方礦井，井口需裝供暖設(shè)備；</p><p>　　（4）總回風(fēng)巷不得作為主要行人道；</p><p>　　（5）工業(yè)廣場(chǎng)不得受扇風(fēng)機(jī)的噪音干擾；</p><p>　　（6）

22、裝有皮帶機(jī)的井筒不得兼作回風(fēng)井；</p><p>　?。?）裝有箕斗的井筒不得兼作為主要進(jìn)風(fēng)井；</p><p>　?。?）可以獨(dú)立通風(fēng)的礦井，采區(qū)盡可能獨(dú)立通風(fēng)；</p><p>　?。?）通風(fēng)系統(tǒng)要為防瓦斯、火、塵、水及高溫創(chuàng)造條件；</p><p>　?。?0）通風(fēng)系統(tǒng)要有利于深水平式或后期通風(fēng)系統(tǒng)的發(fā)展變化。</p>&

23、lt;p>　　2.2礦井通風(fēng)方式的選擇</p><p>　　1)選擇通風(fēng)方案的考慮因素</p><p>　　選擇任何通風(fēng)方式都需要符合投產(chǎn)快、出煤較多、安全可靠和技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理等原則。選擇礦井通風(fēng)方式時(shí)，應(yīng)該考慮以下兩種因素：</p><p>　?。?）自然因素：煤層賦存條件、埋藏深度、沖擊層深度、礦井瓦斯等級(jí)。</p><p>　　（2

24、）經(jīng)濟(jì)因素：井巷工程量、通風(fēng)運(yùn)行費(fèi)、設(shè)備裝備費(fèi)。</p><p><b>　　2）礦井通風(fēng)方案</b></p><p>　　礦井通風(fēng)方式根據(jù)回風(fēng)井的位置的不同，可分為中央并列式、中央分列式、兩翼對(duì)角式、采區(qū)式和混合式通風(fēng)中選擇，以下為前四種方案的示意圖。</p><p><b>　　方案一：中央并列式</b></p&

25、gt;<p>　　風(fēng)井主副井都位于中央工業(yè)廣場(chǎng)上，副井進(jìn)風(fēng)，風(fēng)井回風(fēng)，如圖2.1。</p><p>　　圖2.1 中央并列式通風(fēng)方式</p><p>　　1-主井，2-副井，3-運(yùn)輸大巷，4-回風(fēng)大巷，5-回風(fēng)石門</p><p><b>　　方案二：中央分列式</b></p><p>　　兩回風(fēng)井位于井田

26、邊界的兩翼，副井進(jìn)風(fēng)、風(fēng)井回風(fēng)，如圖2.2。</p><p>　　圖2.2 中央分列式通風(fēng)方式</p><p>　　1-主井，2-副井，3-運(yùn)輸大巷，4-回風(fēng)大巷，5-回風(fēng)石門</p><p><b>　　方案3：兩翼對(duì)角式</b></p><p>　　進(jìn)風(fēng)井位于井田中央，回風(fēng)井設(shè)在井田兩翼的上部邊界，如圖2.3。<

27、;/p><p>　　圖2.3 兩翼對(duì)角式通風(fēng)方式</p><p>　　1-主井，2-副井，3-運(yùn)輸大巷，4-回風(fēng)大巷，5-回風(fēng)石門</p><p>　　方案4：采區(qū)式通風(fēng)方式</p><p>　　每一個(gè)分區(qū)內(nèi)均設(shè)置進(jìn)風(fēng)井和回風(fēng)井，構(gòu)成獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)，如圖2.4。</p><p>　　圖2.4 采區(qū)式通風(fēng)方式</p&g

28、t;<p>　　1-主井，2-副井，3-運(yùn)輸大巷，4-回風(fēng)石門</p><p>　　3)礦井通風(fēng)方式的選擇</p><p>　　下面對(duì)幾種通風(fēng)方式的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件列表進(jìn)行比較，見表2.1。</p><p>　　表2.1 通風(fēng)方式的比較</p><p>　　2.3礦井通風(fēng)方案技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較</p><p

29、><b>　　1）技術(shù)比較</b></p><p>　　由于該礦為高瓦斯及突出礦井，自燃發(fā)火嚴(yán)重，通過初步的技術(shù)比較，方案二和方案三比方案一和方案四有更明顯的優(yōu)勢(shì)。</p><p><b>　　2）經(jīng)濟(jì)比較</b></p><p>　　方案二和方案三兩通風(fēng)方案的經(jīng)濟(jì)主要從巷道開拓工程量、費(fèi)用及巷道維護(hù)費(fèi)用、通風(fēng)設(shè)施購(gòu)

30、置費(fèi)用和通風(fēng)電費(fèi)等方面考慮。巷道開拓及維護(hù)費(fèi)用只比較兩個(gè)方案中不同（或多出）巷道，相同巷道不再作經(jīng)濟(jì)比較，經(jīng)濟(jì)比較見表2.2至2.5。</p><p>　?。?）進(jìn)行工程掘進(jìn)費(fèi)用比較</p><p>　　中央分列式，回風(fēng)大巷工程量：3080m，回風(fēng)井工程量：305m；兩翼對(duì)角式，回風(fēng)井工程量：305×2=610m，回風(fēng)大巷工程量：0m。</p><p>　

31、　表2.2 井巷掘進(jìn)費(fèi)用</p><p><b>　?。?）井巷維護(hù)費(fèi)用</b></p><p>　　表2.3 井巷維護(hù)費(fèi)用比較</p><p>　?。?）通風(fēng)設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用</p><p>　　礦井主通風(fēng)、配套電機(jī)設(shè)備購(gòu)置費(fèi)按100萬(wàn)元計(jì)算，主要通風(fēng)機(jī)房必須安裝兩套主要通風(fēng)機(jī)機(jī)配套電機(jī)，一套工作，一套備用，則共需要設(shè)備費(fèi)

32、用100×2=200萬(wàn)元。風(fēng)機(jī)房、風(fēng)硐、擴(kuò)散器、防爆門、反風(fēng)設(shè)施等通風(fēng)設(shè)施的土建費(fèi)按50萬(wàn)元計(jì)算，則建一風(fēng)機(jī)房需要250萬(wàn)元。兩方案的經(jīng)濟(jì)比較見表2.4。</p><p>　　表2.4 通風(fēng)設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用</p><p>　?。?）通風(fēng)總費(fèi)用比較</p><p>　　通風(fēng)總費(fèi)用見表2.5。</p><p>　　表2.5 通風(fēng)總費(fèi)用比較

33、</p><p>　　由于本礦井設(shè)計(jì)為90萬(wàn)t的大型礦井，同時(shí)為高瓦斯突出礦井，對(duì)通風(fēng)量要求較高，方案二和方案三進(jìn)行粗略的經(jīng)濟(jì)比較，方案二需要掘進(jìn)回風(fēng)大巷，同時(shí)礦井走向達(dá)到7.2Km，走向太長(zhǎng)，掘進(jìn)費(fèi)用太多，綜上可知，方案三投資少，因此本礦井通風(fēng)方式為兩翼對(duì)角式通風(fēng)方式。</p><p>　　2.4通風(fēng)機(jī)的工作方法</p><p>　　礦井通風(fēng)機(jī)的工作方法有抽出式、

34、壓入式和壓抽混合式三種，其適用條件和優(yōu)缺點(diǎn)見表2.6。</p><p>　　表2.6 通風(fēng)方式的分類</p><p>　　現(xiàn)將兩種工作方法的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比如下：</p><p>　　（1）抽出式主要通風(fēng)機(jī)使井下風(fēng)流處于負(fù)壓狀態(tài)，當(dāng)一旦主要通風(fēng)機(jī)因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，井下風(fēng)流的壓力提高，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量減少，比較安全。</p><p>　?。?）

35、壓入式主要通風(fēng)機(jī)使井下風(fēng)流處于正壓狀態(tài)，當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，風(fēng)流壓力降低，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量增加，比較危險(xiǎn)。</p><p>　?。?）采用壓入式通風(fēng)時(shí)，須在礦井總進(jìn)風(fēng)路線上設(shè)置若干構(gòu)筑物，使通風(fēng)管理工作比較困難，漏風(fēng)較大。</p><p>　?。?）在地面小窯塌陷區(qū)分布較廣，并和采區(qū)相溝通的條件，用抽出式通風(fēng)，會(huì)把小窯積存的有害氣體抽到井下，同時(shí)使通過主要通風(fēng)機(jī)的一部分風(fēng)流短路

36、，總進(jìn)風(fēng)量和工作面有效風(fēng)量都會(huì)減少。用壓入式通風(fēng)，則能用一部分回風(fēng)風(fēng)流把小窯塌陷區(qū)的有害氣體帶到地面。</p><p>　?。?）如果能夠嚴(yán)防總進(jìn)風(fēng)路線上的漏風(fēng)，則壓入式主要通風(fēng)機(jī)的規(guī)格尺寸和通風(fēng)機(jī)電力費(fèi)用都較抽出式為小。</p><p>　?。?）在由壓入式通風(fēng)過渡到深水平抽出式通風(fēng)時(shí)，有一定困難，過渡時(shí)期是新舊水平同時(shí)產(chǎn)生，路線較長(zhǎng)，有時(shí)還必須額外增掘一些井巷工程，使過渡期限拉得過長(zhǎng)。

37、用抽出式通風(fēng)，就沒有這些缺點(diǎn)。</p><p>　　正因?yàn)槌槌鍪接兄?dú)自的優(yōu)點(diǎn)，井下風(fēng)流處于負(fù)壓裝填，當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，井下的風(fēng)流壓力提高可能使采空區(qū)沼氣涌出量減少，比較安全；漏風(fēng)量少，通風(fēng)管理較簡(jiǎn)單；與壓入式相比，不存在過渡時(shí)到下水平時(shí)期通風(fēng)系統(tǒng)和風(fēng)量變化困難。本礦井地質(zhì)構(gòu)造較簡(jiǎn)單，為高瓦斯突出礦井，自燃發(fā)火危險(xiǎn)性較大，走向較長(zhǎng)，開采面積較大，因此選用抽出式通風(fēng)方式。</p><p

38、><b>　　3采區(qū)通風(fēng)</b></p><p>　　采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的主要組成單元，也是采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分，它包括采區(qū)進(jìn)、回風(fēng)和工作面進(jìn)、回風(fēng)巷道的布置方式，采區(qū)通風(fēng)路線的鏈接形式，以及采區(qū)通風(fēng)設(shè)備和通風(fēng)構(gòu)筑物的設(shè)置等基本內(nèi)容。它主要取決于采區(qū)巷道布置和采煤方法，同時(shí)要滿足全礦井通風(fēng)的特殊要求。采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的合理與否不僅影響采區(qū)內(nèi)的風(fēng)量分配，發(fā)生事故時(shí)的風(fēng)流控制，生

39、產(chǎn)的順利完成，而且影響到全礦井的通風(fēng)質(zhì)量和安全狀況。</p><p>　　在通風(fēng)系統(tǒng)中要能保證采區(qū)風(fēng)流的穩(wěn)定性，盡量避免角聯(lián)風(fēng)路，盡量減少采區(qū)漏風(fēng)量，新鮮風(fēng)流在風(fēng)路上被加熱和污染的程度小，回采工作面和掘進(jìn)工作面都應(yīng)該獨(dú)立通風(fēng)，采區(qū)布置獨(dú)立的回風(fēng)道，實(shí)行分區(qū)通風(fēng)，采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)既要保證質(zhì)量，安全可靠，又要經(jīng)濟(jì)合理。</p><p>　　3.1采區(qū)上山通風(fēng)系統(tǒng)</p><p&

40、gt;　　采用軌道上山進(jìn)風(fēng)，新鮮風(fēng)流不受煤炭釋放的瓦斯、煤塵污染及放熱影響，但輸送機(jī)設(shè)備處于回風(fēng)流中，軌道上山的上部和中部甩車場(chǎng)都要安裝風(fēng)門，風(fēng)門數(shù)目較多。</p><p>　　采用運(yùn)輸上山進(jìn)風(fēng)，由于風(fēng)流方向與運(yùn)煤方向相反，容易引起煤塵飛揚(yáng)，煤炭在運(yùn)輸過程中釋放的瓦斯，可使進(jìn)風(fēng)流的煤塵和瓦斯?jié)舛仍龃螅绊懝ぷ髅娴陌踩l(wèi)生條件；輸送機(jī)設(shè)備所散發(fā)的熱量，使進(jìn)風(fēng)流溫度升高。此外，需在軌道上山的下部車場(chǎng)內(nèi)安設(shè)風(fēng)門，運(yùn)輸?shù)V

41、車來往頻繁，需要加強(qiáng)管理，防止風(fēng)流短路。</p><p>　　本礦井的相對(duì)瓦斯涌出量為12.7m3/t，屬于高瓦斯突出礦井，結(jié)合礦井的實(shí)際條件，確定在有一個(gè)采區(qū)布置三條上山，一條是運(yùn)輸上山，一條是軌道上山，一條是回風(fēng)上山。采用軌道上山進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)上山回風(fēng)的通風(fēng)方式，運(yùn)輸上山僅進(jìn)少量新風(fēng)，供行人和維修使用。這樣布置的優(yōu)點(diǎn)是使運(yùn)輸上山的風(fēng)速較小，不致激起煤塵，也使軌道上山風(fēng)速不致太大。車輛通過方便，上山絞車房便于得到新

42、鮮風(fēng)流，進(jìn)風(fēng)流污染少，工作面環(huán)境好。</p><p>　　3.2回采工作面通風(fēng)方式</p><p>　　1）回采工作面通風(fēng)系統(tǒng)</p><p>　　工作面通風(fēng)方式的選擇與回風(fēng)的順序、通風(fēng)能力和巷道布置有關(guān)。目前工作面通風(fēng)系統(tǒng)形式主要有“U”、“Y”、“W”、“Z”形，各通風(fēng)系統(tǒng)示意圖優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件（由于工作面為后退式開采，故各種通風(fēng)形式只有考慮后退式），如下見表3

43、.1。</p><p>　　表3.1 回風(fēng)工作面主要通風(fēng)系統(tǒng)比較</p><p>　　2）回采工作面上下行通風(fēng)</p><p>　　回采工作面上行通風(fēng)和下行通風(fēng)的比較見下表3.2，由于3-1號(hào)煤層傾角為8º，根據(jù)該礦的實(shí)際情況，確定回采工作面為上行通風(fēng)。</p><p><b>　　3）通風(fēng)構(gòu)筑物</b><

44、;/p><p>　　因?yàn)樯a(chǎn)的需要，井下巷道是縱橫交錯(cuò)彼此貫通。為了使井下各用風(fēng)地點(diǎn)得到所需要的風(fēng)量，保證風(fēng)流按預(yù)定的通風(fēng)路線，就必須在某些通風(fēng)巷道的交叉口附近巷道設(shè)置通風(fēng)設(shè)施，如風(fēng)橋、擋風(fēng)墻、風(fēng)門等，以控制風(fēng)流，為了防止這些設(shè)施漏風(fēng)或風(fēng)流短路，要求對(duì)通風(fēng)設(shè)施進(jìn)行正確的設(shè)計(jì)，合理的選擇形式及位置，保證通風(fēng)設(shè)施的可靠性。</p><p><b>　?。?）風(fēng)橋</b><

45、;/p><p>　　在進(jìn)風(fēng)與回風(fēng)流平面交叉的巷道處，必須設(shè)置風(fēng)橋，風(fēng)橋使兩支相叉的風(fēng)流隔開，使之構(gòu)成立體交叉風(fēng)路的通風(fēng)設(shè)施。</p><p><b>　?。?）擋風(fēng)墻</b></p><p>　　在需要截?cái)囡L(fēng)流和不通行的巷道內(nèi)可以設(shè)置擋風(fēng)墻，按其服務(wù)年限長(zhǎng)短分為永久性和暫時(shí)性。</p><p><b>　?。?）風(fēng)

46、門</b></p><p>　　風(fēng)門是建筑在人員和礦車需要通過的巷道，而又不允許風(fēng)流通過的巷道，按其規(guī)定要建兩座風(fēng)門，其間距要大于運(yùn)輸車輛的長(zhǎng)度，以便一座風(fēng)門啟動(dòng)時(shí)，另一座風(fēng)門能夠關(guān)閉，不至于形成風(fēng)流短路。分為普通風(fēng)門和自動(dòng)啟動(dòng)風(fēng)門兩種。</p><p><b>　?。?）調(diào)節(jié)風(fēng)窗</b></p><p>　　調(diào)節(jié)風(fēng)窗用以增加巷道的

47、局部阻力，以調(diào)節(jié)用風(fēng)地點(diǎn)的風(fēng)量，本設(shè)計(jì)主要通風(fēng)機(jī)采用抽出式工作方法，調(diào)節(jié)風(fēng)窗全部設(shè)在回風(fēng)道中。</p><p><b>　?。?）測(cè)風(fēng)站</b></p><p>　　用以測(cè)量全礦井總進(jìn)風(fēng)量和總回風(fēng)量以及各水平采掘區(qū)和回采工作面的進(jìn)風(fēng)量。測(cè)風(fēng)站的位置一般在比較規(guī)整的巷道內(nèi)。</p><p>　　表3.2 回采工作面上、下行通風(fēng)適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)&l

48、t;/p><p><b>　　4掘進(jìn)通風(fēng)</b></p><p>　　掘進(jìn)巷道時(shí)，為了稀釋和排除自煤巖體內(nèi)涌出量的有害氣體，爆破產(chǎn)生的炮煙和礦塵，保持掘進(jìn)頭的良好氣候條件，必須對(duì)掘進(jìn)頭進(jìn)行獨(dú)立通風(fēng)，即向掘進(jìn)面進(jìn)入新鮮風(fēng)流，排出含有煙塵的污濁空氣。本設(shè)計(jì)采區(qū)達(dá)產(chǎn)時(shí)，配備兩個(gè)煤巷掘進(jìn)頭。</p><p>　　4.1掘進(jìn)方法的確定</p>

49、<p>　　本設(shè)計(jì)掘進(jìn)頭的供風(fēng)既利用局部通風(fēng)機(jī)，也利用礦井的總風(fēng)壓，此處只對(duì)局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)方法做具體分析。</p><p>　　4.2掘進(jìn)工作面通風(fēng)方式</p><p>　　礦井新建、擴(kuò)建或生產(chǎn)時(shí)，都要掘進(jìn)巷道，在掘進(jìn)工程中，為了稀釋和排出自煤（巖）體涌出量的有害氣體、爆破產(chǎn)生的炮煙和礦塵，以及創(chuàng)造良好的氣候條件，必須對(duì)獨(dú)頭掘進(jìn)工作面進(jìn)行通風(fēng)。</p><p&

50、gt;　　掘進(jìn)通風(fēng)總的可以分為總風(fēng)壓通風(fēng)法和局部動(dòng)力通風(fēng)法。出于掘進(jìn)面通風(fēng)必須做到風(fēng)質(zhì)好，風(fēng)量穩(wěn)定等多方面的考慮。本設(shè)計(jì)決定采用局部動(dòng)力通風(fēng)，采用局部通風(fēng)機(jī)進(jìn)行掘進(jìn)的通風(fēng)。</p><p>　　局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)是礦井廣泛采用的掘進(jìn)通風(fēng)方法，局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)是由局部通風(fēng)機(jī)和風(fēng)筒組成一體進(jìn)行通風(fēng)，按其工作方式分為：壓入式通風(fēng)，抽出式通風(fēng)和混合式通風(fēng)。</p><p><b>　　1）壓入

51、式通風(fēng)</b></p><p>　　局部通風(fēng)機(jī)和啟動(dòng)裝置安裝在離掘巷道口10m外的進(jìn)風(fēng)側(cè)，局部通風(fēng)機(jī)把新鮮風(fēng)流經(jīng)風(fēng)筒壓送到掘進(jìn)工作面，污風(fēng)沿巷道排出。具體布置示意圖如圖4.1。</p><p>　　圖4.1 壓入式通風(fēng)</p><p><b>　　2）抽出式通風(fēng)</b></p><p>　　這種通風(fēng)方式是把局

52、部通風(fēng)機(jī)安裝在離巷道口10m以外的回風(fēng)側(cè)。新鮮風(fēng)流沿巷道流入，污風(fēng)通過鐵風(fēng)筒由局部通風(fēng)機(jī)排出，抽出式通風(fēng)見圖4.2。</p><p>　　圖4.2 抽出式通風(fēng)</p><p><b>　　3）混合式通風(fēng)</b></p><p>　　混合式通風(fēng)的布置如圖4.3所示，其中壓入式風(fēng)筒出風(fēng)口與工作面的距離仍應(yīng)小于有效射程長(zhǎng)度，抽出式風(fēng)筒吸收風(fēng)口與工作面

53、的距離和壓入式局部通風(fēng)機(jī)所在位置有關(guān)。壓入式局部通風(fēng)機(jī)可隨工作面的推進(jìn)及時(shí)向前移動(dòng)，與工作面距離保持在40-50米左右。抽出式風(fēng)筒吸風(fēng)口應(yīng)超前壓入式局部通風(fēng)機(jī)10米以上，同時(shí)其風(fēng)筒吸風(fēng)口距工作面的距離還應(yīng)大于炮煙拋擲長(zhǎng)度，一般為30米左右，混合式通風(fēng)機(jī)見圖4.3。</p><p>　　圖4.3 混合式通風(fēng)</p><p>　　由于混合式通風(fēng)適用于大斷面長(zhǎng)距離的巖巷掘進(jìn)通風(fēng)的較好方式，由于采

54、煤工作面屬于普通斷面，短距離巖巷掘進(jìn)，因此本次設(shè)計(jì)只考慮壓入式和抽出式兩種方式。</p><p>　　壓入式通風(fēng)與抽出式通風(fēng)優(yōu)缺點(diǎn)比較：</p><p>　　（1）抽出式通風(fēng)時(shí)，污濁風(fēng)流必須通過局部通風(fēng)機(jī)，極不安全。而壓入式通風(fēng)時(shí)，局部通風(fēng)機(jī)安設(shè)在新鮮風(fēng)流中，通過局部通風(fēng)機(jī)的為新鮮風(fēng)流，故安全性高。</p><p>　?。?）抽出式通風(fēng)有效吸程小，排出工作面炮煙的能

55、力較差；壓入式通風(fēng)風(fēng)筒出口射流的有效射程達(dá)，排出工作面炮煙和瓦斯的能力強(qiáng)。</p><p>　　（3）抽出式通風(fēng)由于炮煙從風(fēng)筒中排出，不污染巷道中的空氣，故勞動(dòng)衛(wèi)生條件好。壓入式通風(fēng)時(shí)炮煙沿巷道流動(dòng)，勞動(dòng)衛(wèi)生條件較差，而且排出炮煙的時(shí)間長(zhǎng)。</p><p>　?。?）抽出式通風(fēng)只能使用剛性風(fēng)筒或帶剛性圈的柔性風(fēng)筒，壓入式通風(fēng)可以使用柔性風(fēng)筒。</p><p>　　從

56、以上比較可以看出，兩種通風(fēng)方式各有利弊，但壓入式通風(fēng)安全可靠性較好，故在煤礦中得到廣泛應(yīng)用。綜合本井田的瓦斯?jié)舛?、掘進(jìn)條件、粉塵濃度等因素，本次設(shè)計(jì)采用壓入式掘進(jìn)通風(fēng)。</p><p>　　4.3煤巷掘進(jìn)工作面需風(fēng)量</p><p>　　各掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量計(jì)算如下：</p><p>　　1）按壓入式通風(fēng)方式通風(fēng)時(shí)</p><p><b

57、>　　（4.1）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Qy—采用壓入式通風(fēng)時(shí)，稀釋、排除掘進(jìn)巷道炮煙所需風(fēng)量，m3/min；</p><p>　　A—為同時(shí)爆破的炸藥量，Kg，最大為6.5Kg；</p><p>　　S—掘進(jìn)巷道的凈斷面積，m3,16；</p&g

58、t;<p>　　L—從工作面至炮煙濃度稀釋至安全濃度的距離，可用下式計(jì)算：</p><p>　　L=400A/S，則L=400×6.5/16=162.5</p><p>　　t—掘進(jìn)巷道的通風(fēng)時(shí)間，一般取20-30min,取20min。</p><p>　　2）按瓦斯涌出量計(jì)算</p><p>　　根據(jù)《礦井安全規(guī)程》

59、規(guī)定，按工作面回風(fēng)風(fēng)流中沼氣的濃度不得超過1%的要求計(jì)算，即：</p><p><b>　　（4.2）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Qb—掘進(jìn)工作面實(shí)際需風(fēng)量，m3/min；</p><p>　　qb—該掘進(jìn)工作面瓦斯的平均絕對(duì)涌出量，5.5 m3/min

60、；</p><p>　　Kb—該掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出量不均衡的風(fēng)量系數(shù)，根據(jù)實(shí)際觀測(cè)為1.5；</p><p>　　Kg—礦井瓦斯抽放率，為80%。</p><p><b>　　工作面需風(fēng)量：</b></p><p><b>　　3)按人數(shù)計(jì)算</b></p><p>　　按

61、每人每分鐘所需風(fēng)量和掘進(jìn)工作面的最多人數(shù)計(jì)算工作面所需風(fēng)量。</p><p><b>　　（4.3）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　4—每人每分鐘供給4 m3的規(guī)定風(fēng)量，m3/min；</p><p>　　N—該掘進(jìn)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，取30人。<

62、;/p><p>　　故連采機(jī)掘進(jìn)工作面風(fēng)量：</p><p><b>　　4）炸藥量計(jì)算</b></p><p>　　巖石大巷的掘進(jìn)一般采用炮掘，所以風(fēng)量計(jì)算要按照炸藥量計(jì)算。</p><p><b>　?。?.4）</b></p><p><b>　　式中：</

63、b></p><p>　　25—使用一克炸藥的供風(fēng)量，m3/min；</p><p>　　A—該掘進(jìn)工作面一次爆破所使用的最大炸藥量，取6.5。</p><p>　　由以上四中方法計(jì)算的掘進(jìn)巷道所需風(fēng)量最大值為：</p><p><b>　　5）按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算</b></p><p>　　（

64、1）按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定煤巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量滿足：</p><p>　　式中S為煤巷掘進(jìn)巷道斷面積，16m2；</p><p>　　由風(fēng)速驗(yàn)算可知，Q=165 m3/min不符合風(fēng)速要求。根據(jù)配風(fēng)經(jīng)驗(yàn)取250 m3/min，經(jīng)風(fēng)速驗(yàn)算符合要求。</p><p>　?。?）按照《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定巖巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量滿足：</p><p>　

65、　式中S為巖巷掘進(jìn)巷道斷面積，18 m2；</p><p>　　按照以上方法1、2、3、4（式中S取代為18m2）可以計(jì)算出巖巷掘進(jìn)最大需風(fēng)量為162.5 m3/min，剛剛滿足要求。對(duì)于巖巷掘進(jìn)根據(jù)配風(fēng)經(jīng)驗(yàn)取200 m3/min，經(jīng)風(fēng)速驗(yàn)算符合要求。</p><p>　　4.4掘進(jìn)通風(fēng)設(shè)備選型</p><p><b>　　1）風(fēng)筒的選擇</b>

66、;</p><p>　　掘進(jìn)通風(fēng)使用的風(fēng)筒有金屬風(fēng)筒和帆布、膠布、人造革等柔性風(fēng)筒，柔性風(fēng)筒重量輕，易于存儲(chǔ)和搬運(yùn)，連接和懸吊也較為方便，膠布和人造革風(fēng)筒防水性能好，且適合于壓入式通風(fēng)?？紤]到本設(shè)計(jì)掘進(jìn)頭距離較長(zhǎng)，為經(jīng)濟(jì)起見，決定使用膠片風(fēng)筒，其具體參數(shù)見表4.1。</p><p>　　表4.1 風(fēng)筒規(guī)格及接頭形式</p><p><b>　?。?）風(fēng)筒風(fēng)

67、阻</b></p><p>　　風(fēng)筒的風(fēng)阻包括摩擦風(fēng)阻和局部風(fēng)阻，風(fēng)筒長(zhǎng)度為1500m，由于聯(lián)絡(luò)巷間距為200m，由其百米風(fēng)阻值得風(fēng)筒總風(fēng)阻為：</p><p><b>　　（2）風(fēng)筒的漏風(fēng)率</b></p><p>　　柔性風(fēng)筒的漏風(fēng)率風(fēng)風(fēng)量備用系數(shù)ψ值可用下式計(jì)算：</p><p><b>　　

68、（4.5）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Φ—柔性風(fēng)筒的漏風(fēng)風(fēng)量備用系數(shù)；</p><p>　　Qf—局部通風(fēng)機(jī)的供風(fēng)量，m3/min；</p><p>　　Q0—風(fēng)筒末端的風(fēng)量，m3/min；</p><p>　　P—風(fēng)筒100m長(zhǎng)度的漏風(fēng)率

69、，%,百米漏風(fēng)率可從表4.2中查??；</p><p>　　L—風(fēng)筒總長(zhǎng)度，m。</p><p>　　表4.2 柔性風(fēng)筒百米漏風(fēng)率p</p><p>　　帶入數(shù)據(jù)，則柔性風(fēng)筒的漏風(fēng)風(fēng)量備用系數(shù)為：</p><p><b>　　2）局部通風(fēng)機(jī)選型</b></p><p>　?。?）局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量Q

70、a：</p><p><b>　?。?.6）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　ψ—風(fēng)筒的漏風(fēng)風(fēng)量備用系數(shù)，根據(jù)上面的計(jì)算取1.1；</p><p>　　Qk—掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量，m3/min。</p><p>　　則局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量Q

71、a=1.09×250=272.5 m3/min。</p><p>　?。?）局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)壓</p><p>　　壓入式局部通風(fēng)機(jī)工作全風(fēng)壓Ht（Pa）為</p><p><b>　　（4.7）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>

72、　　Ht—局部通風(fēng)機(jī)工作全風(fēng)壓，Pa；</p><p>　　R—風(fēng)筒總風(fēng)阻，N·S2/m8；</p><p>　　Qa—局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量，m3/s；</p><p>　　Qk—掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量，m3/s；</p><p>　　ρ—空氣密度，kg/m3；</p><p><b>　　帶入已知數(shù)據(jù)得

73、：</b></p><p>　　（3）局部通風(fēng)機(jī)的選擇</p><p>　　礦用局部通風(fēng)機(jī)分為軸流式和離心式兩種，軸流式局部通風(fēng)機(jī)具有體積小，便于安裝和串聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)，效率等優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)根據(jù)局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量Qa和工作全風(fēng)壓Ht選取FD-No5/15型軸流式風(fēng)機(jī)，其工作參數(shù)見表4.3。</p><p>　　表4.3 局部通風(fēng)機(jī)參數(shù)</p><

74、;p>　　4.5掘進(jìn)通風(fēng)機(jī)技術(shù)管理和安全措施</p><p>　　1）保證工作面有足夠的新鮮風(fēng)流</p><p>　?。?）局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)時(shí)，無論是工作和交接班都不準(zhǔn)停風(fēng)或減少風(fēng)量。</p><p>　　（2）提高有效風(fēng)量。應(yīng)減少導(dǎo)風(fēng)設(shè)施的漏風(fēng)，減低導(dǎo)風(fēng)設(shè)施的風(fēng)阻，要采用接頭嚴(yán)密漏風(fēng)小的反邊接頭法，及時(shí)修補(bǔ)風(fēng)筒和堵補(bǔ)風(fēng)筒針眼，選用大直徑風(fēng)筒，提高通風(fēng)設(shè)備的安裝

75、質(zhì)量。</p><p>　　2）保證局部通風(fēng)機(jī)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)</p><p>　　（1）局部通風(fēng)機(jī)必須有專人負(fù)責(zé)管理，局部通風(fēng)機(jī)和啟動(dòng)裝置必須裝在進(jìn)風(fēng)道中，距回風(fēng)口不小于10m，局部通風(fēng)機(jī)吸收風(fēng)量必須小于全風(fēng)壓供給該處的風(fēng)量，以免發(fā)生循環(huán)風(fēng)。</p><p>　?。?）防止局部通風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)燒壞，采用QC83-80型磁力啟動(dòng)器。</p><p>　

76、　（3）局部通風(fēng)機(jī)和機(jī)電設(shè)備必須配有延時(shí)風(fēng)電閉鎖裝置。</p><p>　?。?）安設(shè)瓦斯自動(dòng)檢測(cè)報(bào)警斷電裝置，局部通風(fēng)機(jī)應(yīng)采用雙回路供電，以保證局部通風(fēng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　　3）局部通風(fēng)機(jī)的管理工作</p><p>　　主要是保證局部通風(fēng)機(jī)安全正常運(yùn)轉(zhuǎn)，減少漏風(fēng)，降低風(fēng)筒阻力，提高工作面的有效風(fēng)量，加強(qiáng)局部通風(fēng)機(jī)管理及檢查。</p>&l

77、t;p>　　5礦井風(fēng)量計(jì)算與分配</p><p>　　5.1礦井總風(fēng)量的計(jì)算</p><p>　　礦井總風(fēng)量是井下各個(gè)工作地點(diǎn)有效風(fēng)量和各條風(fēng)路上的漏風(fēng)的總和。本設(shè)計(jì)采用按實(shí)際需要由里往外細(xì)致配風(fēng)的計(jì)算方法。生產(chǎn)礦井總風(fēng)量按以下要求風(fēng)別計(jì)算，并取其中的最大值。</p><p>　　1）按井下同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算</p><p><

78、;b>　?。?.1）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　N—井下同時(shí)工作的最多人數(shù)，700人；</p><p>　　Kt—礦井通風(fēng)系數(shù)，一般可取1.2-1.25，本設(shè)計(jì)取1.25。</p><p>　　本礦井下同時(shí)作業(yè)的最多人數(shù)為700人，則</p>

79、<p>　　2）按采煤、掘進(jìn)、硐室及其他地點(diǎn)實(shí)際需風(fēng)量的總和計(jì)算</p><p><b>　?。?.2）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　—采煤工作面和備用工作面實(shí)際需要風(fēng)量的總和，；</p><p>　　—掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量的總和，；</

80、p><p>　　—硐室實(shí)際需要風(fēng)量的總和，；</p><p>　　—除了采煤、掘進(jìn)和硐室地點(diǎn)外其他需要通風(fēng)地點(diǎn)風(fēng)量總和，。</p><p>　　Kt—采區(qū)風(fēng)量備用系數(shù)，包括礦井內(nèi)部漏風(fēng)和配風(fēng)不均勻等因素一般可取Kt=1.2~1.25，取Kt =1.20；</p><p>　　（1）綜采工作面實(shí)際需要風(fēng)量計(jì)算</p><p>

81、;　　每個(gè)采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量，應(yīng)按瓦斯(或二氧化碳）涌出量、工作面氣溫、風(fēng)速和人數(shù)等規(guī)定分別計(jì)算，然后取其中最大值。</p><p><b>　?、侔赐咚褂砍隽坑?jì)算</b></p><p>　　根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，按采煤工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中瓦斯的濃度不得超過1%的要求計(jì)算。即：</p><p><b>　?。?.3）</

82、b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　—第個(gè)采煤工作面的瓦斯絕對(duì)涌出量，m3/min，3101工作面= 10.65 m3/min；</p><p>　　—第個(gè)采煤工作面瓦斯涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)，它是各個(gè)采煤工作面瓦斯絕對(duì)涌出量的最大值與其平均值之比，須在各個(gè)工作面正常生產(chǎn)條件下，至少進(jìn)行5晝夜的觀測(cè)，測(cè)

83、出5個(gè)比值，取其最大值。通常機(jī)采工作面可取Kai=1.2~1.6；炮采工作面可取Kai=1.4~12。</p><p>　　3101工作面其按照瓦斯?jié)舛扔砍隽坑?jì)算：</p><p>　?、诎垂ぷ髅鏆鉁嘏c風(fēng)速的關(guān)系計(jì)算：</p><p>　　采煤工作面應(yīng)有良好的勞動(dòng)氣候條件，溫度和風(fēng)速應(yīng)符合下列要求，見表5.1。</p><p>　　表5.1

84、采煤工作面空氣溫度與風(fēng)速對(duì)應(yīng)表</p><p><b>　　按下式計(jì)算：</b></p><p><b>　?。?.4）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Vai—第i個(gè)工作面風(fēng)速，m/s；</p><p>　　Sa

85、i—第i個(gè)采煤工作面的平均斷面積，m2。</p><p>　　對(duì)于綜采一次采全高工作面，取溫度為25℃，則風(fēng)速為1.7m/s，采煤工作面面積為S=17.21m2，代入上式可得：</p><p><b>　?、郯慈藬?shù)計(jì)算：</b></p><p>　　按每人每分鐘所需風(fēng)量和工作面的最多人數(shù)計(jì)算工作面所需風(fēng)量。

86、 （5.5）</p><p>　　式中：4—每人每分鐘供給4m3的規(guī)定風(fēng)量，m3/min</p><p>　　Ni—第i個(gè)采煤工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，人</p><p>　　已知Ni=40，可得：</p><p>　　按照以上三種計(jì)算風(fēng)量的方法，選擇計(jì)算的最大風(fēng)量，所以綜采一次采全高工

87、作面的風(fēng)量為1755.42 m3/min。</p><p><b>　?、馨达L(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算：</b></p><p><b>　　（5.6）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Sai—第i個(gè)采煤工作面的平均斷面積，m2</p>

88、<p>　　綜采一次采全高工作面的面積為17.21m2，代入上式</p><p>　　所以綜采工作面的風(fēng)量為1755.42 m3/min，滿足風(fēng)速要求。</p><p>　?。?）備用工作面需要風(fēng)量計(jì)算</p><p>　　根據(jù)礦井資料，本礦不設(shè)備用工作面。</p><p>　　（3）掘進(jìn)工作面需風(fēng)量計(jì)算</p>&l

89、t;p>　　每個(gè)獨(dú)立通風(fēng)的掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量，應(yīng)按瓦斯或二氧化碳涌出量和人數(shù)等規(guī)定要求分別進(jìn)行計(jì)算，并必須采取其中最大值。</p><p>　　各掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量計(jì)算如下：</p><p>　?、侔赐咚褂砍隽坑?jì)算：</p><p>　　根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，按工作面回風(fēng)風(fēng)流中瓦斯的濃度不得超過1％的要求計(jì)算。即：</p><p&g

90、t;<b>　?。?.7）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　qbi—第i個(gè)掘進(jìn)工作面的瓦斯絕對(duì)涌出量，m3/min；</p><p>　　Kbi—第i個(gè)掘進(jìn)工作面瓦斯涌出不均衡的風(fēng)量系數(shù)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際觀測(cè)的結(jié)果確定，一般機(jī)掘工作面取1.5~2，炮掘工作面取1.8~2.0， Kbi取2。

91、</p><p>　　掘進(jìn)工作面日出煤量按工作面日出煤量的10%計(jì)算，所以</p><p>　　所以掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量可以計(jì)算為：</p><p><b>　?、诎慈藬?shù)計(jì)算：</b></p><p>　　按每人每分鐘所需風(fēng)量和工作面的最多人數(shù)計(jì)算工作面所需風(fēng)量。</p><p><b>

92、;　　（5.8）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　4—每人每分鐘供給4m3的規(guī)定風(fēng)量，m3/min；</p><p>　　Ni——第i個(gè)采煤工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，人，取40人。</p><p>　　由以上兩種方法計(jì)算的掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量最大值為：</p>

93、<p>　?。?）硐室需風(fēng)量計(jì)算</p><p><b>　　①井下火藥庫(kù)</b></p><p>　　《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，大型爆破材料庫(kù)風(fēng)量不得小于100 m3/min，中小型不得小于60m3/min，本設(shè)計(jì)中取100m3/min。</p><p><b>　?、诮g車房</b></p>&l

94、t;p>　　井下絞車房一般單獨(dú)供風(fēng)，從一些設(shè)計(jì)單位及部分生產(chǎn)礦井分配情況來統(tǒng)計(jì)，絞車房的一般供風(fēng)量為60~80m3/min，取80m3/min為佳。因此，本設(shè)計(jì)中取80m3/min。</p><p><b>　?、鄄蓞^(qū)變電所</b></p><p>　　按《煤炭安全規(guī)程》要求，一般為80m3/min。</p><p>　　⑤充電硐室：15

95、0m3/min</p><p>　?、迿z修硐室：120m3/min</p><p>　?、咂渌鲜遥?00m3/min</p><p>　　綜上所述，硐室總風(fēng)量：</p><p>　　（5）其他巷道所需風(fēng)量計(jì)算</p><p>　　其它巷道所需風(fēng)量由下式計(jì)算：</p><p><b>

96、　?。?.9）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　S—其它巷道平均斷面面積，取S=12.8 m2；</p><p><b>　　（6）Kt的確定</b></p><p>　　Kt是礦井漏風(fēng)系數(shù)，是反映井下通風(fēng)構(gòu)筑物及通風(fēng)管理水平的一個(gè)綜合性指標(biāo)，礦井

97、采用兩翼對(duì)角式通風(fēng)方式，由表5.2可以查出Kt=1.15。</p><p>　　表5.2 礦井通風(fēng)系數(shù)表</p><p>　　綜上所述，按采煤、掘進(jìn)、硐室及其他地點(diǎn)實(shí)際需要風(fēng)量的總和計(jì)算得礦井所需風(fēng)量總和為：</p><p>　　根據(jù)上述方法計(jì)算取較大者，得出礦井總風(fēng)量為4227.2m3/min。</p><p><b>　　5.2

98、礦井風(fēng)量分配</b></p><p>　　根據(jù)實(shí)際需要由里向外的原則配風(fēng)，逆風(fēng)將各用風(fēng)地點(diǎn)計(jì)算值乘以1.15就是各用風(fēng)地點(diǎn)實(shí)際風(fēng)量，采煤工作面只配計(jì)算的風(fēng)量，上下平巷的風(fēng)量乘以1.15。順風(fēng)流而下，遇到分風(fēng)地點(diǎn)則加上其它風(fēng)路的風(fēng)量，一起分配給未分風(fēng)前的那條風(fēng)路，作為該風(fēng)路的分量，直至確定進(jìn)風(fēng)井的風(fēng)量。</p><p>　?。?）采煤工作面，考慮到采煤工作面的采空區(qū)漏風(fēng)占工作面風(fēng)

99、量的15%，工作面進(jìn)風(fēng)側(cè)平巷風(fēng)量為：Q進(jìn)=1755.42×1.15=2018.73 m3/min</p><p>　　（2）掘進(jìn)面：Q掘=2×211.2×1.15=485.76 m3/min</p><p>　?。?）火藥庫(kù)：Q火=100×1.15=115m3/min</p><p>　?。?）絞車房：Q絞車=80×

100、1.15=92 m3/min</p><p>　　（5）采區(qū)變電所：Q機(jī)電=80×1.15=92 m3/min</p><p>　?。?）充電硐室：Q充電=150×1.15=172.5 m3/min</p><p>　　（7）檢修硐室：Q檢修=120×1.15=138m3/min</p><p>　　（8）其它硐

101、室：Q檢修=200×1.15=230 m3/min</p><p>　　（9）其它巷道：Q其它1=768×1.15=883.2 m3/min</p><p>　　經(jīng)以上分配過程，礦井風(fēng)量正好分配完畢，具體風(fēng)量分配見表5.3，井巷風(fēng)速驗(yàn)算結(jié)果見表5.4。</p><p><b>　　表5.3風(fēng)量分配表</b></p>

102、;<p>　　表5.4 井巷風(fēng)速驗(yàn)算表</p><p><b>　　6礦井通風(fēng)阻力計(jì)算</b></p><p>　　6.1礦井通風(fēng)阻力計(jì)算原則</p><p>　　（1）礦井通風(fēng)的總阻力，不應(yīng)超過2940 Pa；</p><p>　?。?）礦井井巷的局部阻力，新建礦井（包括擴(kuò)建礦井獨(dú)立通風(fēng)的擴(kuò)建區(qū)）宜按井巷

103、摩擦阻力的10%計(jì)算，擴(kuò)建礦井宜按井巷摩擦阻力的15%計(jì)算；</p><p>　?。?）礦井通風(fēng)網(wǎng)路中有很多的并聯(lián)系統(tǒng)，計(jì)算總阻力時(shí)，應(yīng)以其中阻力最大的路線作為依據(jù)；</p><p>　?。?）設(shè)計(jì)的礦井通風(fēng)阻力不宜過高，一般不超過350 mm水柱；</p><p>　　（5）應(yīng)計(jì)算出困難時(shí)期的最大阻力和容易時(shí)期的最小阻力，使所選用的主要通風(fēng)機(jī)既滿足困難時(shí)期的通風(fēng)需

104、要，又能在通風(fēng)容易時(shí)工況合理。</p><p>　　6.2礦井通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期的確定</p><p>　　礦井通風(fēng)系統(tǒng)總阻力最小時(shí)稱通風(fēng)容易時(shí)期（通常在達(dá)產(chǎn)初期），即容易時(shí)期礦井最大阻力路線。本設(shè)計(jì)在初期開采第一水平3號(hào)煤層時(shí)，當(dāng)平巷掘進(jìn)結(jié)束工作面采煤開始時(shí)為通風(fēng)最容易時(shí)期，此時(shí)通風(fēng)線路較短。東一采區(qū)前期上山開采，布置綜采一次采全高首采面3101工作面；在東一采區(qū)右翼準(zhǔn)備工作面320

105、2；掘進(jìn)頭共兩個(gè)。其通風(fēng)容易時(shí)期的通風(fēng)系統(tǒng)立體示意圖和網(wǎng)絡(luò)圖如圖6.1和圖6.3所示。</p><p>　　通風(fēng)系統(tǒng)總阻力最大時(shí)稱通風(fēng)困難時(shí)期（通常在生產(chǎn)后期），即困難時(shí)期礦井最大阻力路線。本設(shè)計(jì)在開采3號(hào)煤層時(shí)，當(dāng)東一采區(qū)快要采完時(shí)，是通風(fēng)最困難的時(shí)期。此時(shí)在東一采區(qū)下山3121工作面開采，準(zhǔn)備3222工作面。其通風(fēng)困難時(shí)期的通風(fēng)系統(tǒng)立體示意圖和網(wǎng)絡(luò)圖如圖6.2和圖6.4所示。</p><p

106、>　　礦井通風(fēng)最容易和最困難時(shí)期都在主要通風(fēng)機(jī)服務(wù)年限之內(nèi)。</p><p>　　6.3礦井通風(fēng)阻力計(jì)算</p><p><b>　　1）通風(fēng)最容易時(shí)期</b></p><p>　　為了計(jì)算通風(fēng)最容易時(shí)期的風(fēng)壓，就首先要找到一條通風(fēng)壓力最大的通風(fēng)路線。通風(fēng)最容易時(shí)期的通風(fēng)立體圖如圖6.1所示，可以知道通風(fēng)阻力最小的風(fēng)流路線為：</p

107、><p>　　新風(fēng)路線：進(jìn)風(fēng)井（副井）——井底車場(chǎng)及硐室——運(yùn)輸大巷——軌道上山——區(qū)段運(yùn)輸平巷——采煤工作面</p><p>　　污風(fēng)路線：區(qū)段回風(fēng)平巷——回風(fēng)上山——回風(fēng)石門——回風(fēng)井。</p><p><b>　　2）通風(fēng)最困難時(shí)期</b></p><p>　　通風(fēng)最困難時(shí)期的通風(fēng)立體圖如圖6.2所示，可以知道通風(fēng)阻力

108、最大的風(fēng)流路線為：</p><p>　　新風(fēng)路線：進(jìn)風(fēng)井（副井）——井底車場(chǎng)及硐室——運(yùn)輸大巷——軌道下山——區(qū)段運(yùn)輸平巷——采煤工作面</p><p>　　污風(fēng)路線：區(qū)段回風(fēng)平巷——回風(fēng)下山——回風(fēng)上山——回風(fēng)石門——回風(fēng)井。</p><p>　　圖6.1 通風(fēng)容易時(shí)期的通風(fēng)系統(tǒng)立體圖</p><p>　　圖6.2 通風(fēng)困難時(shí)期的通風(fēng)系統(tǒng)立

109、體圖</p><p>　　圖6.3 通風(fēng)容易時(shí)期的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖</p><p>　　圖6.4 通風(fēng)困難時(shí)期的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖</p><p>　　3）礦井通風(fēng)阻力計(jì)算</p><p>　　礦井通風(fēng)阻力包括摩擦阻力、局部阻力和自然風(fēng)壓。摩擦阻力是風(fēng)流與井巷周壁摩擦以及空氣分子間的擾動(dòng)和摩擦而產(chǎn)生的阻力，由此阻力引起的風(fēng)壓損失是摩擦阻力損失。摩擦阻力按下

110、式計(jì)算：</p><p><b>　　（6.1）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　α—摩擦阻力系數(shù)，N·s2/m4；</p><p><b>　　L—井巷長(zhǎng)度，m；</b></p><p>　　U—井巷凈

111、斷面周長(zhǎng)，m；</p><p>　　Q—通過井巷的風(fēng)量，m3/s；</p><p>　　S—井巷凈斷面積，m2；</p><p>　　各井巷的摩擦阻力計(jì)算結(jié)果見表6.1，表6.2。</p><p>　　表6.1 礦井通風(fēng)最容易時(shí)期井巷通風(fēng)阻力計(jì)算表</p><p>　　表6.2 礦井通風(fēng)最困難時(shí)期井巷通風(fēng)阻力計(jì)算表&l

112、t;/p><p><b>　　4）礦井通風(fēng)總阻力</b></p><p>　　沿著通風(fēng)容易和困難時(shí)期的風(fēng)流路線，依次計(jì)算各段路線的摩擦阻力hfi，然后分別累計(jì)得到容易和困難時(shí)期的總阻力hfe和hfd，再加上局部阻力，因?yàn)槌踅ǖV井局部阻力取總摩擦阻力的10%，擴(kuò)建礦井取總摩擦阻力的15%，得到兩個(gè)時(shí)期的總阻力hme和hmd。</p><p>　　容易

113、時(shí)期通風(fēng)總阻力：</p><p><b>　　（6.2)</b></p><p>　　困難時(shí)期通風(fēng)總阻力：</p><p><b>　?。?.3）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　1.1、1.15—為考慮風(fēng)路上有局

114、部阻力的系數(shù)；</p><p>　　∑hrfmin—礦井通風(fēng)容易時(shí)期的阻力之和；</p><p>　　∑hrfmax—礦井通風(fēng)困難時(shí)期的阻力之和。</p><p>　　由表6.3和表6.4計(jì)算出礦井不同時(shí)期的通風(fēng)阻力代入式6.2、式6.3，求出兩個(gè)時(shí)期的礦井通風(fēng)總阻力。</p><p><b>　　通風(fēng)容易時(shí)期：</b>

115、</p><p><b>　　通風(fēng)困難時(shí)期：</b></p><p>　　5）礦井總風(fēng)阻、等積孔的計(jì)算</p><p>　?。?）礦井風(fēng)阻計(jì)算值如下：</p><p><b>　?。?.4）</b></p><p><b>　　式中：</b></p

116、><p>　　R—礦井風(fēng)阻，Ns2/m8；</p><p>　　h—礦井總阻力，Pa；</p><p>　　Q—礦井總風(fēng)量，m3/s；</p><p><b>　?。?）等積孔的計(jì)算</b></p><p>　　等積孔是用一個(gè)與井巷或者礦井風(fēng)阻值相當(dāng)?shù)睦硐肟椎拿娣e值來衡量井巷或礦井通風(fēng)難易程度的概念，

117、它是反映井巷或礦井通風(fēng)阻力和風(fēng)量依存關(guān)系的數(shù)值。</p><p><b>　?。?.5）式中：</b></p><p><b>　　A—等積孔，m2；</b></p><p><b>　　H—風(fēng)壓，Pa；</b></p><p>　　Q—風(fēng)量，m3/s；</p>

118、<p>　　等積孔越大說明通風(fēng)越容易，值越小，通風(fēng)越困難。根據(jù)《采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)》對(duì)礦井通風(fēng)阻力等級(jí)分類標(biāo)準(zhǔn)判斷各個(gè)時(shí)期的通風(fēng)難易程度。通風(fēng)容易時(shí)期和通風(fēng)困難時(shí)期的通風(fēng)難易程度評(píng)價(jià)見表6.3。</p><p>　　表6.3 礦井通風(fēng)難易程度評(píng)價(jià)</p><p>　　由式6.4、式6.5求出的R和A值見表6.4。</p><p>　　表6.4 通風(fēng)難易程度計(jì)算

119、表</p><p><b>　　7礦井通風(fēng)設(shè)備選型</b></p><p>　　7.1選擇主要通風(fēng)機(jī)</p><p>　　根據(jù)前面計(jì)算，用風(fēng)機(jī)的個(gè)體特性曲線來選擇主要通風(fēng)機(jī)，要先確定通風(fēng)容易和通風(fēng)困難兩個(gè)時(shí)期主要通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的工況點(diǎn)。</p><p><b>　　1）自然風(fēng)壓</b></p&g

120、t;<p>　　為了簡(jiǎn)化計(jì)算，在自然風(fēng)壓計(jì)算中，井下各處的空氣密度均認(rèn)為是進(jìn)風(fēng)井和回風(fēng)井的空氣密度的平均值。</p><p>　　表7.1 空氣平均密度一覽表</p><p>　　如圖7.1所示為本礦井的通風(fēng)簡(jiǎn)易圖。</p><p><b>　　冬季的自然風(fēng)壓為：</b></p><p><b>

121、　?。?.1）</b></p><p><b>　　夏季的自然風(fēng)壓為：</b></p><p><b>　?。?.2）</b></p><p>　　圖7.1 礦井通風(fēng)簡(jiǎn)易圖</p><p>　　2）主要通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)壓</p><p><b>　　（1）通

122、風(fēng)容易時(shí)期</b></p><p>　　通風(fēng)容易時(shí)期自然風(fēng)壓與通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓作用相同，通風(fēng)機(jī)有較高功率，故從通風(fēng)系統(tǒng)阻力中減去自然風(fēng)壓。通風(fēng)容易時(shí)期主要通風(fēng)機(jī)靜風(fēng)壓為：</p><p><b>　　（7.3）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　hrmin

123、—通風(fēng)容易時(shí)期礦井通風(fēng)總阻力，Pa；</p><p>　　h自然—容易時(shí)期幫助通風(fēng)的自然風(fēng)壓，Pa；</p><p>　　h損失—通風(fēng)機(jī)附屬裝置和擴(kuò)散器出口的風(fēng)壓損失，取50 Pa。</p><p><b>　?。?）通風(fēng)困難時(shí)期</b></p><p>　　通風(fēng)困難時(shí)期自然風(fēng)壓與通風(fēng)機(jī)作用反向，故通風(fēng)系統(tǒng)需加上自然風(fēng)壓

124、。主要通風(fēng)機(jī)靜風(fēng)壓：</p><p><b>　?。?.4）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　hrmax—表示通風(fēng)困難時(shí)期礦井通風(fēng)總阻力，Pa；</p><p>　　H自然—表示困難時(shí)期反對(duì)通風(fēng)的自然風(fēng)壓，hn夏＝0 Pa；</p><p&

125、gt;　　h損失—通風(fēng)機(jī)附屬裝置和擴(kuò)散器出口的風(fēng)壓損失，取50 Pa。</p><p>　?。?）主要通風(fēng)機(jī)的實(shí)際通過風(fēng)量Q</p><p>　　因有外部漏風(fēng)（防爆門和通風(fēng)機(jī)風(fēng)硐漏風(fēng)）通過主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量Qf必大于礦井總風(fēng)量，對(duì)于抽出式用下式計(jì)算：</p><p><b>　?。?.5）</b></p><p><

126、b>　　式中：</b></p><p>　　Qf—主要通風(fēng)機(jī)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)，風(fēng)井不做提升用時(shí)取1.1。</p><p><b>　　容易時(shí)期：</b></p><p><b>