礦井通風與安全課程設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、礦井通風與安全課程設(shè)計 學 院：應(yīng)用技術(shù)學院 班 級：采礦工程 學 號：21116504 姓 名：錢明星 指導老師：任萬興 目 錄1 礦井設(shè)計概況1.1 礦井概述1.2 礦井開拓 1.3 采煤方法2 礦井通風系統(tǒng)2.1 礦井通風方式2.2 采區(qū)通風2.3 回采工作面通風方式 2.4 掘進工作面通風方式3 礦井通風系統(tǒng)風量計算 3.1 礦井風量計算原則和規(guī)定 3.2 礦井風量計算方法 3.3 礦井風量分配4 礦井通風阻力計算 4.1 井巷通風阻力計算 4.2 礦井通風系統(tǒng)的其它計算5 礦井主要通風機和電機的選定 5.1 自然風壓的計算 5.2 通風機的個體特性曲線 5.3通風機工況點及合理工作范

2、圍 5.4 主要通風機的選擇 5.5 電動機的選擇6 礦井通風費用計算 6.1 噸煤通風費用計算 6.2 礦井安全生產(chǎn)技術(shù)措施7 礦井災(zāi)害防治措施8 總結(jié)與致謝參考文獻1礦井設(shè)計概況1.1 礦井概述 該礦地處平原，地面標高150m，井田走向長度5km，傾斜方向長度3.3km。井田上界以標高-165m為界，下界以標高-1020m為界，兩邊以斷層為界，井田內(nèi)煤層賦存穩(wěn)定，井田可采儲量約1.08億噸。根據(jù)開采條件，確定此礦為年產(chǎn)150萬噸的大型礦井，服務(wù)年限為72年。井田內(nèi)有兩個開采煤層，為k1、k2，在井田范圍內(nèi)，煤層賦存穩(wěn)定，煤層15，各煤層厚度、間距及頂?shù)装鍘r性參見綜合柱狀圖。礦井相對瓦斯涌出

3、量為6.6m3/t，煤層有自然發(fā)火危險，發(fā)火期為16-18個月，煤塵有爆炸性，爆炸指數(shù)為36。1.2 礦井開拓根據(jù)開拓開采設(shè)計，采用立井多水平上下山開拓，為使井田兩翼儲量分布比較均衡，主、副井布置在儲量分布的中央，井田兩翼各布置一個采區(qū)，走向長度為5km(4km），井型較大，瓦斯與自然發(fā)火比較嚴重，通風方式易選用兩翼對角式，這樣井下風流路線短，阻力小，安全出口多，抗災(zāi)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音的危害。故將風井布置在邊界。本設(shè)計礦井為立井開拓，煤炭由立井箕斗提運到地面，副井通過主石門與一水平運輸大巷相連，采區(qū)軌道上山、運輸上山均布置在k2煤層的底板穩(wěn)

4、定細砂石中，區(qū)段回風平巷與運輸上山，區(qū)段運輸平巷與軌道上山采用石門連接.1.3 采煤方法1.3.1 采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) k1、k2煤層賦存穩(wěn)定，傾角為15，屬緩傾斜煤層，k1煤層平均煤厚為2.4m，k2煤層平均煤厚為2.8m，均屬中厚煤層。 首采區(qū)為西翼一采區(qū)，采用走向長壁采煤法，采區(qū)走向長度為2500m，傾斜長為1650m,采區(qū)上山部分和下山部分各分為五個區(qū)段回采，生產(chǎn)期間，每采區(qū)各布置一個綜采工作面和一個高檔普采工作面，工作面長度150m，為了保證生產(chǎn)正常接替，前期東西兩翼各安排兩個獨立通風的煤層平巷掘進頭，后期東西兩翼各安排兩個獨立通風的煤層平巷掘進頭和一個巖石下山掘進頭。1.3.2

5、 采煤方法本礦采用綜合機械化開采和高檔普采，綜采工作面日進6刀，截深0.6m，高檔普采工作面日進4刀，截深0.6m，綜采工作面采用先移架后推溜子的及時支護方式。1.3.3 回采巷道布置由于礦井相對瓦斯涌出量為6.6m3/t，屬于低瓦斯礦井，該采區(qū)采用后退式雙巷布置，工作面間留設(shè)小煤柱，掘進通風簡單，上下區(qū)段工作面接替容易，運料、行人也方便。 2 礦井通風系統(tǒng)2.1 礦井通風方式2.1.1 主扇工作方法選定礦井主要通風機的工作方法有抽出式、壓入式和壓抽混合式三種，其抽出式工作方法和壓入式工作方法的優(yōu)缺點對比如下：（1） 抽出式主要通風機使井下風流處于負壓狀態(tài)，一旦主要通風機因故障停止運轉(zhuǎn)時，井下

6、風流的壓力會升高，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量減少，安全性好。（2） 壓入式主要通風機使井下風流處于正壓狀態(tài)，當主要通風機停止運轉(zhuǎn)時，風流壓力降低，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量增加，安全性差。（3） 采用壓入式通風時，須在礦井總進風路線上設(shè)置若干構(gòu)筑物，使通風管理工作比較困難，漏風較大。（4） 在地面小窯塌陷區(qū)分布較廣，并和采區(qū)相溝通條件下，用抽出式通風，會把小窯積存的有害氣體抽到井下，同時使通過主要通風機的一部分風流短路，總進風量和工作面有效風量都會減少，用壓入式通風，則能用一部分回風風流把小窯塌陷區(qū)的有害氣體帶到地面。（5） 如果能夠嚴防總進風路線上的漏風，則壓入式主要通風機的規(guī)格尺寸和通風機電費

7、都比抽出式小。 根據(jù)上述特點，結(jié)合該礦地質(zhì)構(gòu)造簡單，與壓入式比，不存在過渡時到下水平時期通風系統(tǒng)和風量變化困難，選用抽出式通風方式更合理。 2.1.2 選擇通風方案考慮因素選擇任何通風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)濟合理等原則。選擇礦井通風方式時，應(yīng)該考慮以下兩種因素：（1） 自然因素：煤層賦存條件、埋藏深度、地質(zhì)構(gòu)造、礦井瓦斯等級。（2） 經(jīng)濟因素：井巷工程量、通風運行費、設(shè)備裝備費。2.1.3 通風方式比較通風方式優(yōu)點缺點適用條件方式一中央并列式初期投資少，工業(yè)場地布置集中，管理方便，工業(yè)場地保護煤柱較少，構(gòu)成礦井通風系統(tǒng)的時間短。風流路線較長，風阻較大，井底車場漏風較大

8、。煤層傾角大，埋藏深，但走向長度并不大，而且瓦斯、自燃發(fā)火都不嚴重。方式二中央邊界式內(nèi)部漏風小，保護井筒的煤柱較少，工業(yè)廣場不受主要通風機噪聲的影響。風流路線長，風阻大。煤層傾角較小，埋藏較淺，走向長度不長，而且瓦斯、自燃發(fā)火比較嚴重。方式三兩翼對角式風路短，阻力小，內(nèi)部漏風小，安全出口多，抗災(zāi)能力強，便于風量調(diào)節(jié)。安全煤柱較多，初期投資大，投產(chǎn)較晚。煤層走向較大（超過4km），井型較大，煤層上部距地表較淺，瓦斯和自燃發(fā)火j較嚴重礦井。方式四分區(qū)對角式每個采區(qū)獨立的通風系統(tǒng)，便于風量調(diào)節(jié)，安全出口多，抗災(zāi)能力強。設(shè)備多，管理分散，整個礦井反風困難。煤層距地表淺，地表起伏較大，無法開掘淺部總回風

9、道礦井。方式五分區(qū)式風流路線短，阻力小，網(wǎng)絡(luò)簡單，風流容易控制。設(shè)備多，管理分散。井田面積大，瓦斯含量大的大型礦井2.1.4 礦井通風系統(tǒng)方案技術(shù)與經(jīng)濟比較 （1）技術(shù)比較該礦井為低瓦斯礦井，且煤層有自然發(fā)火危險，煤塵有爆炸性。有通風方式比較，方式二和方式三比方案一、方案四、方案五有更好適應(yīng)性。 （2）經(jīng)濟比較方式二和方式三通風方案的經(jīng)濟比較主要從巷道的開拓工程量掘進費用、巷道維護費、通風設(shè)施購置費用和通風電費等方面考慮，通過粗略比較，由于方案二需要掘進回風大巷，走向太長，掘進費用和維護費用投資太多，方案三相當較少，因此本礦井通風方式為兩翼對角式通風方式。2.2 采區(qū)通風2.2.1采區(qū)通風系統(tǒng)

10、的基本要求完備的采區(qū)通風系統(tǒng)應(yīng)能滿足以下要求：有效地控制采區(qū)內(nèi)的風流方向、風量和風質(zhì)；漏風少；風流的穩(wěn)定性高，不易遭受破壞；有利于合理排放瓦斯，防止煤炭自燃，形成較好的礦內(nèi)氣候條件；抗災(zāi)變能力強，有利于控制、處理事故，并能使通風系統(tǒng)符合安全可靠、經(jīng)濟合理和技術(shù)可行的原則，其基本要求如下：（1） 每一生產(chǎn)水平、采區(qū)和采掘工作面都必須實行分區(qū)通風（獨立通風），既井下各個水平、采區(qū)和采掘工作面以及其他用風地點都有自己的進、回風巷道，其回風都各自直接排入采區(qū)的回風巷或總回風巷而不進入其他用風地點。（2） 準備采區(qū)，必須在采區(qū)內(nèi)構(gòu)成通風系統(tǒng)后，方可掘其他巷道。采煤工作面必須在采區(qū)構(gòu)成完整的通風、排水系統(tǒng)

11、后，方可回采。采區(qū)進、回風道必須必須貫穿整個采區(qū)，嚴禁一段為進風巷，一段為回風巷。（3） 高瓦斯礦井、有煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出危險的礦井的每個采區(qū)和開采容易自燃煤層的采區(qū)，必須設(shè)置至少一條專用回風巷；低瓦斯礦井開采煤層群和分層開采采用聯(lián)合布置的采區(qū)，必須設(shè)置一條專用回風巷。（4） 同一采區(qū)內(nèi)，同一煤層上下相連的兩個同一風路中的采煤工作面、相連的采煤和掘進工作面、相鄰的兩個掘進工作面，布置獨立通風有困難時，在制定措施后，可采用串聯(lián)通風，但不可超過一次。布置獨立通風確有困難時，其回風可以串入采煤工作面，但必須制定安全措施，且串聯(lián)通風的次數(shù)不得超過一次；構(gòu)成完整通風系統(tǒng)后，必須立即改為獨立通

12、風。（5） 采掘工作面的進風和回風，都不得經(jīng)過采空區(qū)和冒落區(qū)。（6） 井下機電硐室必須設(shè)在進風流中。如果機電硐室深度不超過6m，入口寬度不小于1.5m，可以采用擴散通風。（7） 空區(qū)必須及時封閉。從巷道通至采空區(qū)的聯(lián)絡(luò)巷，必須隨著采煤工作面的推進逐個封閉。采區(qū)結(jié)束后45天內(nèi)，必須在所有與已采區(qū)相連的巷道中設(shè)置防火墻，全部封閉采區(qū)。2.2.2 采區(qū)上山通風系統(tǒng)將采區(qū)布置兩條上山，采用一進一回的通風方式。一條是運煤上山，另一條是軌道上山。采用輸送機上山進風，軌道上山回風，由于風流方向與運煤方向相反，容易引起煤塵飛揚，使進風流的煤塵濃度增大，煤炭在運輸過程中所涌出的瓦斯，可使進風流的瓦斯?jié)舛仍龈?，?/p>

13、送機設(shè)備所散發(fā)的熱量，可使進風流溫度升高，此外，需在軌道上山的下部車場內(nèi)安設(shè)風門，此處運輸?shù)V車來往頻繁，需要加強管理，防止風流短路。采用軌道上山進風，輸送機上山回風的通風系統(tǒng)，輸送機設(shè)備處于回風流中，軌道上山的上部和中部甩車場都要安裝風門，風門數(shù)目較多。結(jié)合礦井煤層賦存、瓦斯含量、采煤方法等實際條件，確定采用軌道上山進風、輸送機上山回風的采區(qū)通風系統(tǒng)較為合理。2.3 回采工作面通風方式2.3.1 回采工作面通風系統(tǒng)工作面通風方式的選擇與回風的順序、通風能力和巷道布置有關(guān)，其中普遍應(yīng)用的有“u”，“y”，“w”“z”形，由于工作面采用后退式開采，各通風形式只有考慮后退式，各通風系統(tǒng)示意圖優(yōu)缺點和

14、使用條件見表2.1 表2.1 回風工作面通風系統(tǒng)比較通風系統(tǒng)示意圖優(yōu)缺點u形這種通風方式對了解煤層賦存情況，掌握瓦斯、火災(zāi)的發(fā)生發(fā)展規(guī)律較為有利，但工作面上隅角易積聚瓦斯，煤炭自燃威脅較大。y形較好解決工作面上隅角瓦斯超限，改善作業(yè)環(huán)境，z形較好解決工作面上隅角瓦斯超限，但當采空區(qū)涌出的瓦斯量及漏風量較大時，回風巷常出現(xiàn)瓦斯超限現(xiàn)象。w形相鄰工作面共用回風或進風通道，節(jié)省開掘和維護費，采用并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，風阻小，漏風小，中間平巷設(shè)輸送機時，創(chuàng)造良好環(huán)境，2.3.2 回采工作面上下行通風在走向長壁工作面上，按工作面風流方向與煤層傾向的關(guān)系，可分為上行風和下行風，通風方式優(yōu)缺點比較如下表2.2 表2.2

15、 回采工作面上、下通風適用條件及優(yōu)缺點通風系統(tǒng)示意圖適用條件及優(yōu)缺點上行通風適用條件：在煤層傾角大于12的回采工作面，應(yīng)采用上行通風。優(yōu)點：瓦斯自然流動方向和風流方向一致，降低工作面瓦斯?jié)舛?，運輸設(shè)備在新鮮風流中，安全性好。缺點：風流方向與運煤方向相反，增加工作面煤塵濃度、瓦斯?jié)舛群瓦\輸設(shè)備產(chǎn)熱使工作面氣溫升高。下行通風使用條件：在煤層傾角小于12的回采工作面，應(yīng)采用下行通風。優(yōu)點：降低工作面瓦斯?jié)舛群蜏囟?，不易出現(xiàn)瓦斯分層流動和瓦斯積聚.缺點：運輸設(shè)備在回風巷道中運轉(zhuǎn)，安全性差，起火時引起瓦斯爆炸可能性大。該礦井煤層傾角為15，確定回采工作面為上行通風。2.3.3 采區(qū)通風設(shè)施為保證井下各個

16、用風地點得到所需風量，一方面不得不在通風系統(tǒng)中設(shè)置一些通風設(shè)施（如風橋、風門、密閉、調(diào)節(jié)風窗等），以控制風流的方向和數(shù)量，另一方面要防止它們造成大量漏風或風流短路，破壞通風的穩(wěn)定性。因此，必須正確設(shè)計通風設(shè)施，合理選擇位置，保證施工質(zhì)量，嚴格管理制度。（1) 風門 在人員和車輛可以通行，風流不能通過的巷道中，至少要建立2道風門，其間距要大于運輸工具長度，以便一道風門開啟時，另一道風門是關(guān)閉的。風門分為普通風門和自動風門。（2) 風橋 在進風和回風平面相遇的地點設(shè)置風橋，構(gòu)成立體交叉風路，使進風與回風分開，互不想混，一般污濁風流從橋上通過，新鮮風流從橋下通過。（3) 調(diào)節(jié)風窗 調(diào)節(jié)風窗是在風門或

17、密閉上方，開設(shè)一個面積可調(diào)節(jié)的矩形小窗口，移動窗板的位置可調(diào)節(jié)窗口的面積大小，從而改變巷道通過的風量，達到調(diào)節(jié)風量的目的。（4) 密閉 密閉是指既不允許風流通過，也不準許行人和通車的巷道中所設(shè)置的一種控制風流的設(shè)施。按服務(wù)年限長短，密閉可分為永久性密閉和臨時性密閉兩種。2.4 掘進工作面通風方式 掘進巷道時，為了稀釋和排除煤巖體內(nèi)涌出的有害氣體，爆破產(chǎn)生的炮煙和礦塵，保持掘進頭的良好氣候條件，必須對掘進頭進行獨立通風。這種針對局部地點的通風方式稱為局部通風。2.4.1 局部通風機通風方式局部通風機的常用通風方式有壓入式、抽出式和混合式。其適用條件和優(yōu)缺點見表2.3表2.3 局部通風機通風方式比

18、較通風方式適用條件及優(yōu)缺點抽出式適用條件：以排除粉塵為主的掘進井巷中優(yōu)點：新鮮風流沿巷道進入工作面，整個井巷空氣清新，勞動環(huán)境好。缺點：污風通過局部通風機，安全性差，有效吸程小，排污風時間長，風筒承受負壓作用，必須使用剛性和帶剛性骨架的可伸縮風筒，成本高，重量大，運輸不便。壓入式適用條件：以排除瓦斯為主的煤巷、半煤巖巷掘進中優(yōu)點：局部通風機及附屬電氣設(shè)備均布置在新鮮風流中，安全性好，通風風筒出口風速和有效射程較大，可防止瓦斯層狀積聚，掘進巷道時涌出的瓦斯向遠離工作面方向排走，可采用柔性風筒。缺點：當掘進巷道越長，排污速度越慢，污風排除時間越久，受污染時間長。混合式適用條件：大斷面長距離煤巖巷掘

19、進優(yōu)點：巷道作業(yè)環(huán)境好，通風效果好，缺點：降低了壓入式和抽出式兩列風筒重疊段巷道內(nèi)的風量，當掘進巷道斷面大時，風速就更小，在此段巷道頂板易形成瓦斯層狀積聚。由于混合式通風適用大斷面長距離的煤巖掘進巷道，可能形成循環(huán)風，而該礦掘進斷面為普通斷面，只考慮壓入式和抽出式兩種方式。再從表2.3中比較可以得出，兩種通風方式均有利弊，結(jié)合實際情況，壓入式通風安全可靠性較好。2.4.2 風機、風筒的選型井下局部地點通風所用的通風機稱為局部通風機，按結(jié)構(gòu)可分為軸流式、對旋軸流式和離心式三種，其中以壓入式對旋軸流局部通風機最為常用。本礦采用fbdy-no6.3/2*30風機，該機具有結(jié)構(gòu)緊湊、噪聲低、效率高、可

20、采用單級運轉(zhuǎn)或多級運轉(zhuǎn)、風壓高、在小流量區(qū)域運行穩(wěn)定、高效應(yīng)用范圍寬等特點，適用于中長距離巷道掘進的局部通風。風筒采用塑料涂帆布制成的柔性風筒，風筒直徑為800mm，風筒節(jié)長為10m，壁厚1.2mm，該風筒具有阻燃、抗靜電、防腐蝕、易修補等特點，適用于壓入式局部通風。3 礦井通風系統(tǒng)風量計算3.1 礦井風量計算原則和規(guī)定3.1.1 煤礦安全規(guī)程中的規(guī)定礦井需風量應(yīng)按下列要求分別計算并取其中的最大值：（1）按井下同時工作的最多人數(shù)進行計算：每人每分鐘供風量不得少于4 m3;（2）生產(chǎn)礦井的需風量應(yīng)按采煤、掘進、硐室及其他地點實際需風量的總合進行計算：即各地點的實際需風量應(yīng)使風流中的瓦斯、co2和

21、其他有害氣體的濃度、風速、溫度等都必須符合規(guī)程的有關(guān)規(guī)定。3.1.2 礦井需風量的計算原則 礦井需風量應(yīng)按照“由里往外”的原則，由采掘工作面、硐室和其他用風地點的實際最大需風量總和，再考慮一定的備用風量系數(shù)后，計算出礦井總風量。3.2 礦井總風量的計算方法 生產(chǎn)礦井總進風量按下列要求分別計算，并取其中最大值。 1. 按井下同時工作的最多人數(shù)計算 q=4*n*k式中：q礦井總風量，m/s 4每人每分鐘供風標準，m/min人 n井下同時工作的最多人數(shù)，700人 k礦井通風系數(shù)，包括礦井內(nèi)部漏風和配風不均勻等因素，一般可取1.21.25，這里取1.25則q=4*700*1.25=3500m/min=

22、58.3m/s2. 按采煤、掘進、硐室及其他地點實際需要風量的總合計算 q=（q采+q掘+q硐+q其他）*k式中：q礦井總風量，m/min q采各采煤工作面和備用工作面所需要的風量之和，m/min q掘各掘進工作面所需要的風量之和，m/min q硐各硐室所需風量之和，m/min q其他除上述各用風點外，其他巷道風量之和，m/min （1）采煤工作面實際需風量 采煤工作面需風量應(yīng)按照稀釋和排放瓦斯、二氧化碳、炮煙及其他有害氣體、粉塵，并使工作面有適宜的氣溫和風速，分別進行計算，然后取其中的最大值。由題目條件：相對瓦斯涌出量6.6m/t，礦井生產(chǎn)能力為1.5mt/a，礦井有兩個采區(qū)同時生產(chǎn)，共5個

23、采煤工作面，其中四個生產(chǎn)，東翼一個備用高檔普采工作面。計算出工作面的瓦斯絕對涌出量。 按瓦斯?jié)舛扔砍隽坑嬎愎ぷ髅骘L量 q采i=100*q采i*k 式中：q采i 第i個采煤工作面的瓦斯絕對涌出量，m/min k采i第i個采煤工作面瓦斯涌出不均勻備用風量系數(shù)，它是各 個采煤工作面瓦斯絕對涌出量的最大值與其平均值之 比，須在各個工作面正常生產(chǎn)條件下，至少進行5晝夜 的觀測，測出5個比值，取其最大值，通常機采工作面 可取1.31.45。 綜采工作面按照瓦斯?jié)舛扔砍隽康挠嬎銥椋?q采i=100*（1620*6.6/24/60）*1.4 =1039.5m/min=17.325m/s 按工作面溫度計算： q

24、采=60*vc*sc*kc 式中: vc采煤工作面風速，當工作面溫度在2426，取1.7m/s sc采煤工作面的平均有效斷面積，7.8 kc采煤工作面長度風量系數(shù)，工作面長150米，取kc=1.1 q采風=60*1.7*7.8*1.1=875.16m/min=14.586m/s 按人數(shù)計算 q采=4*n式中：4每人每分鐘供風標準，m/min n工作面同時工作的最多人數(shù) q普采=4*60=240m/minq綜采=4*40=160m/min按低瓦斯礦井綜采工作面所需風量計算 q采=200k1k2k3k4式中：k1采高系數(shù)，當h2m時，k1= 1.85 k2采長系數(shù)，以l表示工作面長度，則k2= 1

25、.22 k3溫度系數(shù)，k3= 1.4 k4支架后方控頂系數(shù)，k4= 1 200綜采工作面基本風量。 q采=200*1.85*1.22*1.4*1=444m/min 按照以上四種計算方法，選擇最大風量作為綜采工作面的風量為：1039.5m/min 按工作面風速驗算： 60*0.25*s采q采60*4*s采式中：s采采煤工作面斷面積，7.8 采煤工作面：117m/minq采1872m/min 經(jīng)驗算，綜采工作面的風量為1039.5m/min滿足風速要求。考慮到工作面漏風問題，取漏風備用系數(shù)為1.15，所以經(jīng)計算在綜采工作面上下順槽內(nèi)需要通過的風量為：1195.425m/min按照同樣的方法計算出高

26、檔普采工作面的風量為：693m/min，同樣取漏風備用系數(shù)為1.15，計算出高檔普查工作面上下順槽通過的風量為：796.95m/min。按備用采煤工作面需風量計算備用采煤工作面的需風量通常取為產(chǎn)量相同的生產(chǎn)采煤工作面的需風量一半。即：備用高檔普查工作面 q備風=q采風/2=398.475m/min對于東翼采區(qū)： q=1195.425+796.95+398.475=2390.85m/min對于西翼采區(qū)： q=1195.425+796.95=1992.375m/min（2）掘進工作面所需風量 按瓦斯?jié)舛扔砍隽坑嬎愎ぷ髅骘L量 q掘i=100*q掘i*k掘i 式中：q掘i 第i個掘進工作面回風流中的瓦

27、斯絕對涌出量，m/min； k掘i該掘進工作面瓦斯涌出不均勻備用風量系數(shù)，一般可取 1.52.0，這里取2.0。 掘進工作面瓦斯絕對涌出量按綜采工作面瓦斯絕對涌出量10%計算，所以q掘i=100*q掘i*k掘i =100*0.7425*2.0=148.5m/min 掘進工作面所需風量，應(yīng)按礦井各個需要獨立通風的掘進工作面實際需要風量的總和計算，即：前期：q掘=q東掘+q西掘=（nq煤掘+nq煤掘）k掘備式中：q煤掘每個煤巷掘進工作面所需要的風量，q煤掘=q掘i; n需獨立通風的煤巷數(shù)；每翼2個 k掘備掘進工作面?zhèn)溆孟禂?shù)，取1.20 前期：q掘=（2*148.5+2*148.5）*1.20=71

28、2.8m/min=11.88m/s后期：q掘=（nq煤掘+nq煤掘+nq巖掘）k掘備式中：q巖掘巖巷掘進工作面所需要的風量，按同時工作的最多人數(shù) 所需供氧量計算，工作人數(shù)取30人，供氧量為120m/min.后期：q掘=（2*148.5+2*148.5+2*120）*1.20=1200.96m/min（3） 硐室所需風量計算 采區(qū)變電所qvc=75m/min；火藥庫qfc=100m/min；采區(qū)絞車房qwo=75m/min。 q硐=75+100+75=250m/min （4）礦井總用風量前期：q=東翼采區(qū)+西翼采區(qū) 東翼采區(qū)：q=（1195.425+796.95+398.475+297+250）

29、*1.15=3378.53m/min 西翼采區(qū)：q=（1195.425+796.95+297+250）*1.15=2920.33m/min后期：q=東翼采區(qū)+西翼采區(qū) 東翼采區(qū)：q=（1195.425+796.95+398.475+120+297+250）*1.15=3516.53m/min 西翼采區(qū)：q=（1195.425+796.95+120+297+250）*1.15=3058.33m/min 根據(jù)上述方法計算取較大者，得出礦井總風量為6574.86m/min3.3 礦井風量分配3.3.1 配風的原則和方法根據(jù)實際需要由里向外進行配風，先定井下采掘工作面、火藥庫、充電硐室等各用風地點所需

30、的有效風量，再加上逆風流方向和各風路上允許的漏風量，得到礦井總風量。3.3.2 配風的依據(jù)配風量必須符合煤礦安全規(guī)程中關(guān)于氧氣、瓦斯、二氧化碳和其他有毒有害氣體安全濃度的規(guī)定，關(guān)于最高風速和最低風速的規(guī)定，關(guān)于采掘工作面和機電硐室最高溫度的規(guī)定；關(guān)于冷空氣預(yù)熱的規(guī)定，關(guān)于空氣中粉塵安全濃度的規(guī)定等。3.3.3 用風地點用風量表3.1 風量分配表井巷名稱巷長m斷面積m2風量m3/s風速m/s 允許最大風速m/s 副井53035.8109.583.18井底車場及主石門15014.2109.587.78左翼主要運輸大巷120012.848.963.88左翼采區(qū)下部車場9012.847.293.78左

31、翼軌道上山82010.146.044.66左翼運輸機上山8209.647.715.16綜采區(qū)段進風平巷12009.619.922.14綜采區(qū)段回風平巷12009.619.922.14綜采工作面1507.819.922.64高檔普采區(qū)段進風平巷12009.613.281.44高檔普采區(qū)段回風平巷12009.613.281.44高檔普采面1509.413.281.44高檔普采備用進風平巷12009.66.640.74采區(qū)回風石門8010.0848.964.866總回風平巷1009.6248.965.18風井32012.8109.588.615右翼主要運輸大巷120012.842.363.318右翼

32、采區(qū)下部車場9012.840.693.198右翼軌道上山82010.139.443.916右翼運輸機上山8209.641.114.286綜采區(qū)段進風平巷12009.619.922.084綜采區(qū)段回風平巷12009.619.922.084綜采工作面1507.819.922.554高檔普采區(qū)段進風平巷12009.613.281.384高檔普采區(qū)段回風平巷12009.613.281.384高檔普采面1509.413.281.384采區(qū)回風石門8010.0842.364.206總回風平巷509.6242.364.408 經(jīng)過檢驗各個巷道硐室的風速均符合要求。4 礦井通風阻力計算 4.1 礦井通風總阻力

33、計算原則（1） 礦井通風的總阻力，不應(yīng)超過2940pa。（2） 礦井井巷的局部阻力，新建礦井（包括擴建礦井獨立通風的擴建區(qū)）宜按井巷摩擦阻力的10%計算，擴建礦井則宜按井巷摩擦阻力的15%計算。（3） 礦井通風網(wǎng)絡(luò)中有較多的并聯(lián)系統(tǒng)，計算總阻力時，應(yīng)以其中阻力最大的路線作為依據(jù)。（4） 應(yīng)計算出困難時期的最大阻力和容易時期的最小阻力，使所選用的主要通風機既滿足困難時期的通風需要，又能在通風容易時工況合理。4.2 礦井通風通風容易和困難時期的確定 在進行礦井通風總阻力計算時，要選擇礦井達到設(shè)計產(chǎn)量以后，通風容易時期和通風困難時期的阻力最大風路。一般可在兩個時期的通風系統(tǒng)圖上根據(jù)采掘作業(yè)布置情況分

34、別找出風量線路最長、風量較大的一條線路作為阻力最大的風路。在選定的線路上（分最容易和最困難時期），從進風井口到回風井口逐段編號，對各段井巷進行阻力計算，然后累加起來得出這兩個時期的各自井巷通風總阻力（h阻易、h阻難）。通過計算比較選出其中最大值。 如果礦井服務(wù)年限較長，則只計算在主要通風機服務(wù)年限內(nèi)礦井通風總阻力。4.3礦井通風阻力計算方法4.3.1 通風容易時期為了計算通風容易時期的風壓，首先要找到一條通風阻力最小的路線，在通風容易時期的通風立體圖4.1所示，可以知道通風阻力最小的路線為：新風路線：進風井（副井）井底車場及主石門左（右）翼主要運輸大巷左（右）翼采區(qū)下部車場軌道上山區(qū)段進風平巷

35、采煤工作面污風路線：采煤工作面區(qū)段回風平巷采區(qū)回風石門總回風平巷回風井4.3.2 通風困難時期 通風困難時期的通風立體圖4.2所示，可以知道通風阻力最大的路線為：新風路線：進風井（副井）井底車場及主石門左（右）翼主要運輸大巷左（右）翼采區(qū)上部車場軌道下山區(qū)段進風平巷采煤工作面污風路線：采煤工作面區(qū)段回風平巷采區(qū)回風石門運輸下山運輸上山總回風平巷回風井4.3.3 礦井通風阻力計算 沿著上述兩個時期通風阻力的風路，分別用下列算出各區(qū)段井巷摩擦阻力： h摩=luq/s 式中：h摩各段井巷的摩擦阻力，pa; 摩擦阻力系數(shù)； l各段井巷的長度，m； u各段井巷的周長，m； s井巷的凈斷面積，m； q通過

36、各個用風地點風量，m/s。通風容易和通風困難井巷摩擦阻力計算結(jié)果如下表： 表4.1 礦井通風容易時期井巷通風阻力計算表編號井巷名稱支護形式lsu*104qhrmm2mns2/m4m3/spa1副井井筒混凝53035.8 21.90410109.58124.54 2井底車場及主石門錨噴15014.210.490109.5858.88 3井底運輸大巷錨噴120012.813.69048.96167.89 4采區(qū)下部車場錨噴9012.813.69047.2911.75 5軌道上山錨噴68010.1127046.04117.52 6綜采區(qū)段進風平巷u型支架12009.612.918019.92124.

37、97 7綜采區(qū)段回風平巷u型支架12009.612.913019.9290.26 8綜采工作面1507.811.9533019.9249.46 9高檔普采進風平巷鋼軌支架12009.612.917013.2852.46 10高檔普采回風平巷鋼軌支架12009.612.912013.2837.03 11高檔普采面液壓支柱1509.41145013.2815.77 12高檔普采備用進風巷鋼軌支架12009.6122106.6415.07 13采區(qū)回風石門錨噴5010.2812.49048.9612.31 14總回風平巷 錨噴5010.0812.49048.9613.06 15風井混凝32012.8

38、13.63048.9633.40 合計924.35表4.2 礦井通風困難時期井巷通風阻力計算表編號井巷名稱支護形式lsu*104qhrmm2mns2/m4m3/spa1副井井筒混凝53035.821.9410109.58124.54 2井底車場及主石門錨噴15014.210.490109.5858.88 3井底運輸大巷錨噴120012.813.69048.96167.89 4采區(qū)上部車場錨噴9012.813.69047.2911.75 5軌道下山錨噴68010.1127046.04117.52 6綜采區(qū)段進風平巷u型支架12009.612.918019.92124.97 7綜采區(qū)段回風平巷u型

39、支架12009.612.913019.9290.26 8綜采工作面1507.811.9533019.9249.46 9高檔普采進風平巷鋼軌支架12009.612.917013.2852.46 10高檔普采回風平巷鋼軌支架12009.612.912013.2837.03 11高檔普采面液壓支柱1509.41145013.2815.77 12高檔普采備用進風巷鋼軌支架12009.6122106.6415.07 13采區(qū)回風石門錨噴5010.2812.49048.9612.31 14運輸下山錨噴7809.611.87048.96174.56 15運輸上山錨噴8209.611.87048.96183.

40、51 16總回風平巷 錨噴5010.0812.49048.9613.06 17風井混凝32012.813.63048.9633.40合計1282.424.3.3 礦井通風總阻力 由于礦井開采設(shè)計要求：兩翼各布置一個采區(qū)。每個采區(qū)上山部分和下山部分各分為五個區(qū)段回采。每采區(qū)各布置一個綜采工作面和一個高檔普采工作面，在兩翼都開采情況下，礦井通風容易和困難時期的阻力為東西翼通風阻力相加。 通風容易時期：hr=924.35*2=1848.7 通風困難時期：hk=1282.42*2=2564.84 摩擦阻力求得后，再加上局部阻力，因局部阻力取總摩擦阻力的10%，得出： 通風容易時期總阻力：hme=1.1

41、*1848.7=2033.572940pa 通風困難時期總阻力：hmd=1.1*2564.84=2821.322940pa4.3.4 礦井總風阻、等積孔的計算（1）礦井風阻計算值如下： r=h/q2式中：r礦井風阻，ns/m8 h礦井總阻力，pa q礦井總風量，m/s （2）等積孔的計算等積孔是用一個與井巷或者礦井風阻值相當?shù)睦硐肟椎拿娣e值來衡量井巷或礦井通風難易程度的概念。 a=1.19*q/ 式中：a等積孔，m2 h風壓，pa q風量，m/s等積孔越大說明通風越容易，值越小，通風越困難。根據(jù)采礦設(shè)計手冊對礦井通風阻力等級分類標準判斷各個時期的通風難易程度，通風難易程度評價見表4.3 表4.

42、3 礦井通風難易程度評價礦井通風難易程度 風阻/ns2m-8 等積孔/ 容易 0.355 2 中等 0.3551.420 12 困難 1.420 1 表4.4 通風難易程度計算表時期風量m/s總阻力pa風阻ns/m8等積孔m2難易程度容易時期109.582033.570.16942.89容易困難時期109.582821.320.23492.45容易由等積孔和風阻可以看出，礦井通風屬于容易。 5 礦井通風設(shè)備選型5.1 選擇主要通風機 通過前面計算，依據(jù)礦井通風容易時期和通風困難時期通風機的風量、風壓，按通風機個體特性曲線選擇主要通風機。5.1.1自然風壓 進風井和出風井由于井內(nèi)空氣溫度的不同導

43、致了空氣的密度也是不同的，在同一標高上由空氣柱產(chǎn)生的壓力是不同的，這樣就產(chǎn)生了自然風壓。自然風壓和主要通風機的風壓相同時，則輔助主要通風機工作，當自然風壓和主要通風機的風壓相反時，則阻礙主要通風機通風工作。 在此礦井中雖季節(jié)的變化，井筒內(nèi)空氣密度見下表 地點 季節(jié)進風井筒出風井筒冬1.281.20夏1.201.24 進風井井筒長度為530m，回風井井筒長度為320m，但處于同一標高，所以在選擇空氣柱的時候，以礦井的進風井為依據(jù)，根據(jù)進風井的長度來取定自然風壓的大小。冬季自然風壓為：p冬=1.28*530-（1.28+1.20）/2*210-1.28*320*9.8=82.32pa夏季自然風壓為

44、： p夏=1.20*530-（1.20+1.24）/2*210-1.20*320*9.8=-41.16pa 5.1.2主要通風機工作風壓 （1）通風容易時期通風容易時期自然風壓與通風機作用相同，通風機有較高功率，故從通風系統(tǒng)阻力中減去自然風壓，通風容易時期主要通風機靜風壓為： hrs min =hr min-h自然+h損失式中：hr min通風容易時期礦井通風總阻力，pa； h自然容易時期幫助通風的自然風壓，pa； h損失通風機附屬裝置和擴散器出口的風壓損失，取50pahrs min =1016.79-82.32+50=984.47pa（2）通風困難時期通風容易時期自然風壓與通風機作用相同，通

45、風機有較高功率，故從通風系統(tǒng)阻力中減去自然風壓，通風容易時期主要通風機靜風壓為： hrs max =hr max+h自然+h損失式中：hr max通風困難時期礦井通風總阻力，pa； h自然困難時期阻礙通風的自然風壓，pa； h損失通風機附屬裝置和擴散器出口的風壓損失，取50pahrs min =1410.66+41.16+50=1501.82pa（3） 主要通風機的實際通風量由于井口防爆門及主要通風機反風門等處的外部漏風，風機風量qf應(yīng)大于礦井風量qm，并由下式求出： qf=k*qm式中：qf主要通風機風量，m/s k漏風損失系數(shù)，風井不作提升時取1.1 qm礦井需風量，m/s在兩出風井共計出

46、風量為：qf=1.1*109.58=120.538m/s5.1.3 通風機的個體特性曲線軸流式主要通風機在我國礦井中有著廣泛的應(yīng)用，所以在該礦井的建設(shè)中我們也考慮用軸流式主要通風機。主要通風機的風量、風壓、功率、和效率這四個基本參數(shù)可以反映主要通風機的工作特性，對每一臺主要通風機來說，在額定轉(zhuǎn)速的條件下，對應(yīng)于一定的風量，就有一定的風壓、功率和效率與之對應(yīng)。風量如果變動，其他三者也隨之改變。因此，可將主要通風機的風壓、功率和效率變化而變化的關(guān)系，分別用曲線表示出來，即成為主要通風機的個體特性曲線。特性曲線如圖5.1 圖5.15.1.4 通風機工況點及合理工作范圍 以同樣的比例把礦井總風阻r曲線

47、繪制于通風機個體特性曲線圖中，則風阻r曲線與風壓曲線交于a點，此點就是通風機工況點或工作點。工況點的坐標值就是該主要通風機實際產(chǎn)生的靜壓和風量。通風機的選擇方法是：根據(jù)礦井通風設(shè)計所算出的需風量qf，和風壓h的數(shù)據(jù)，在從許多條表示不同型號、尺寸、不同轉(zhuǎn)數(shù)或不同葉片安裝角的主要通風機運轉(zhuǎn)特性曲線中選擇一條合適的特性曲線，所選的這條特性曲線，表明了它所屬的主要通風機型號、尺寸、轉(zhuǎn)數(shù)和葉片安裝角度等。這就是選擇主要通風機的方法。在選擇通風機的時候，工況點要在通風機的合理工作范圍內(nèi)，軸流式通風機的合理工作范圍如下，見圖5.2上限：應(yīng)在t駝峰右側(cè)，實際應(yīng)用的最大風壓值的0.9倍以下。下限：通風機的運轉(zhuǎn)效率，不得低于0.7。左限：葉片安裝角的最小值。對一級葉輪為10，二級為15。右限：葉片安裝角的最大值。對一級葉輪為40，二級為45。 圖5.2軸流式主要通風機合理工況點