礦井通風課程設計**：專業(yè)：通風與平安日期：目錄前言〔一〕礦井概況〔二〕擬定礦井通風系統(tǒng)〔三〕礦井總風量計算與分配1、礦井需風量計算原則2、礦井需風量計算方法3、礦井總風量的分配〔四〕礦井通風總阻力計算1、礦井通風總阻力計算的原則2、礦井通風總阻力的計算方法3、繪制礦井通風網(wǎng)絡圖〔五〕選擇礦井通風設備1、選擇礦井通風設備的要求2、主要通風機的選擇〔六〕通風耗電費用概算1、主要通風機的耗電量2、局部通風機的耗電量3、通風總耗電量4、噸煤通風耗電量5、噸煤通風耗電本錢〔七〕礦井通風系統(tǒng)評述1、系統(tǒng)的合理性2、阻力分布的合理性3、主要通風機工作的平安性、經(jīng)濟性前言"礦井通風"設計是學完"礦井通風"課程后學生理論聯(lián)系實際的重要實踐教學環(huán)節(jié)，是對學生進展的一次綜合性專業(yè)設計訓練。通過課程設計使學生獲得以下幾個方面能力，為畢業(yè)設計打下根底。1、進一步穩(wěn)固和加深我們所學礦井通風理論知識，培養(yǎng)我們設計計算、工程繪圖、計算機應用、文獻查閱、運用標準與規(guī)*、報告撰寫等根本技能。2、培養(yǎng)學生實踐動手能力及獨立分析和解決工程實際的能力。3、培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識、嚴肅認真的治學態(tài)度和理論聯(lián)系實際的工作作風。依照教師精心設計的題目，按照大綱的要求進展，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。設計中要求嚴格遵守和認真貫徹"煤炭工業(yè)設計政策"、"煤礦平安規(guī)程"、"煤礦工業(yè)礦井設計規(guī)*"以及國家制定的其它有關煤炭工業(yè)的方針政策，設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技術(shù)，力爭使自己的設計到達較高水平，但由于本人水平有限，難免有疏漏和錯誤之處，敬請教師指正?！惨弧车V井根本概況1、煤層地質(zhì)概況單一煤層，傾角25°，煤層厚4m，相對瓦斯涌出量為13m32、井田*圍設計第一水平深度140m，走向長度7200m，雙翼開采，每翼長3600m。3、礦井生產(chǎn)任務設計年產(chǎn)量為0.6Mt，礦井第一水平效勞年限為23a。4、礦井開拓與開采用豎井主要石門開拓，在底板開圍巖平巷，其開拓系統(tǒng)如圖1-1所示。擬采用兩翼對角式通風，在7、8兩采區(qū)中央上部邊界開回風井，其采區(qū)劃分見圖1-2。采區(qū)巷道布置見圖1-3。全礦井有2個采區(qū)同時生產(chǎn)，分上、下分層開采，共有4個采煤工作面，1個備用工作面。為準備采煤有4條煤巷掘進，采用4臺局部通風機通風，不與采煤工作面串聯(lián)。井下同時工作的最多人數(shù)為380人?；夭晒ぷ髅孀疃嗳藬?shù)為38人，溫度t=20℃，瓦斯絕對涌出量為3.2m3/min,放炮破煤，一次爆破最大炸藥量為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。圖1-1開拓系統(tǒng)圖圖圖1-1開拓系統(tǒng)圖圖1-3巷道布置圖圖1-2采區(qū)布置圖附表1-1井巷尺寸及其支護情況區(qū)段井巷名稱井巷特征及支護情況巷長m斷面積m21~2副井兩個罐籠，有梯子間，風井直徑D=5m2402~3主要運輸石門三心拱，混凝土碹，壁面抹漿1209.53~4主要運輸石門三心拱，混凝土碹，壁面抹漿809.54~5主要運輸巷三心拱，混凝土碹，壁面抹漿4507.05~6運輸機上山梯形水泥棚1357.06~7運輸機上山梯形水泥棚1357.07~8運輸機順槽梯形木支架d=22cm，Δ=24204.88~9聯(lián)絡眼梯形木支架d=18cm，Δ=4304.09~10上分層順槽梯形木支架d=22cm，Δ=2804.810~11采煤工作面采高2m控頂距2~4m，單體液壓，機采1106.011~12上分層順槽梯形木支架d=22cm，Δ=2804.812~13聯(lián)絡眼梯形木支架d=18cm，Δ=4304.013~14回風順槽梯形木支架d=22cm，Δ=24204.814~15回風石門梯形水泥棚307.515~16主要回風道三心拱，混凝土碹，壁面抹漿27007.516~17回風井混凝土碹〔不平滑〕，風井直徑D=4m70〔二〕擬定礦井通風系統(tǒng)礦井開拓采用立井開拓方式，礦井通風采用兩翼對角式通風方式。礦井主要進風井為位于井田中央的副井，礦井主要回風井位于第七采區(qū)和第八采區(qū)的上部邊界。礦井主要通風機采用抽出式通風方式。大巷位置位于負240米處石門揭煤地帶的巖石巷道中。在第一采區(qū)有一個備用工作面，一個采煤工作面，兩個掘進工作面，在第二采區(qū)有兩個采煤工作面，兩個掘進工作面所以礦井總共有4個采煤工作面，4個掘進工作面。回采工作的采煤方法采用單一走向長壁采煤法，采煤工作面推進方向采用后退式，附礦井通風系統(tǒng)圖如下：〔三〕礦井總風量計算與分配一、礦井需風量計算原則〔1〕礦井需風量應按照“由里往外〞的計算原則，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?！?〕按該用風地點同時工作的最多人數(shù)計算，每人每分鐘供應風量不得少于4m3?！?〕按該用風地點風流中的瓦斯、二氧化碳和其他有害氣體濃度、風速以及溫度等都符合"規(guī)程"的有關規(guī)定分別計算，取其最大值。二、礦井需風量的計算方法礦井需風量按以下方法計算，并取其中最大值。(1)按進下同時工作的最多人數(shù)計算Q礦=4NK=4×380×1.15=1748m3式中Q礦——礦井總需風量，m3/minN——井下同時工作的最多人數(shù)，人；4——礦井通風系數(shù)，包括礦井內(nèi)部漏風和分配不均等因素。采用壓入式和中央并列式通風時，可取1.20~1.25;采用對角式或區(qū)域式通風時，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。〔2〕按采煤、掘進、硐室等處實際需風量計算采煤工作面需風量計算采煤工作面的需風量應按以下因素分別計算，并取其中最大值。1、按瓦斯〔二氧化碳〕涌出量計算：Q采=100Q瓦K瓦=100×3.2×1.6=512m3式中Q采——采煤工作需要風量，m3/min；Q瓦——采煤工作面瓦斯〔二氧化碳〕絕對涌出量，m3/min；K瓦——采煤工作面因瓦斯〔二氧化碳〕涌出量不均勻的備用風量系數(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，至少進展五晝夜的觀測，得出五個比值，取其最大值。2、按工作面進風流溫度計算；采煤工作面應有良好的氣候條件，其進風流溫度可根據(jù)風流溫度預測方法進展計算。其氣溫與風速應符合表1的要求表3-1采煤工作面空氣溫度與風速對應表采煤工作面進風流氣溫/℃采煤工作面風速/〔m/s〕＜1515~1818~2020~2323~260.3~0.50.5~0.80.8~1.01.0~1.51.5~1.8采煤工作面的需風量按下式計算：Q采=60v采S采K采，m3/min=60×1.0×6×1=360m3式中v采——采煤工作面適宜風速，m/sS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；K采——采煤工作面長度風最系數(shù)，按表2先取表3-2采煤工作面長度風量系數(shù)表采煤工作面長度/m工作面長度風量系數(shù)﹤5050~8080~120120~150150~180﹥1800.80.91.01.11.21.30~1.403、按炸藥使用量計算：Q采=25A采，m3/min=25×2.4=60m3式中25——每使用1kg炸藥的供風量，m3/minA采——采煤工作面一次爆破使用的最大炸藥量，kg4、按工作人員數(shù)量計算：Q采=4n采，m3/min=4×38=152m3式中4——每人每分鐘供應的最低風量，m3/minn采——采煤工作面同時工作的最多人數(shù)，人。5、按風速驗算：按最低風速驗算各個采煤工作面的最小風量：Q采≧60×0.25S采，m3/min=60×0.25×6=90m3按最高風速驗算各個采煤工作面的最大風量：Q采≦60×4S采，m3/min=60×4×6=1440m3掘進工作面需風量計算煤巷、半煤巖巷和巖巷掘進工作面的需風量，應按以下因素分別計算，取其最大值。1、按瓦斯〔二氧化碳〕涌出量計算：Q掘=100Q瓦K瓦=100×1.2×2=240m32、按炸藥量使用最計算：Q掘=25A掘，m3/min=25×2.4=60m33、按局部通風機吸風量計算：Q掘=Q通IK通，m3/min=200×1×1.3=260m3式中Q通——掘進工作面局部通風機額定風量〔表3〕，I——掘進工作面同時運轉(zhuǎn)的局部通風機臺數(shù)，臺：K通——防止局部通風機吸循球風的風量備用系數(shù)，一般取1.2~1.3,進風巷中無瓦斯涌出時取1.2，有瓦斯涌出時取1.3。表3-3局部通風機額定風量Q通風機型號額定風量/〔m3/min〕T-51〔5.5KW〕T-52(11KW)T-61(14KW)T-62(28KW)1502002503004、按工作人員數(shù)量計算：Q掘=4n掘，m3/min=4×15=60m35、按風速進展驗算；巖巷掘進工作面的風量應滿足：60×0.15×S掘≦Q掘≦60×4×S掘由上式得43.2m3/min≦Q掘≦1152m3/min煤巷、半煤巖巷掘進工作面的風量應滿足：60×0.25×S掘≦Q掘≦60×4×S掘=72m3/min≦Q掘≦根據(jù)上面的計算掘進工作面的風量應取其最大值。Q掘=260m72m3/min≦Q掘≦所以，Q掘=260m3/min符合上述要求。硐室需風量各個獨立通風的硐室供風量，應根據(jù)不同的硐室分別計算。1、井下爆破材料庫按經(jīng)歷值計算，小型礦井一般80~100m3/min，大型礦井一般100~150m3/min。2、充電硐室通常充電硐室的供風量不得小于100m3/min。3、機電硐室采區(qū)小型機電硐室，可按經(jīng)歷值確定風量，一般為60~80m3/min。表3-4機電硐室發(fā)熱系數(shù)表機電硐室名稱發(fā)熱系數(shù)〔〕空氣壓縮機房水泵房變電所、絞車房0.15~0.230.01~0.040.02~0.044、其它巷道需風量計算新建礦井，其他用風巷道的總風量難以計算時，也可按采煤，掘進，硐室的需風量總和的3%~5%估算。5、礦井總風量計算；=4066m3通過計算所得；礦井總風量為4066m3/min礦進總風量的分配〔1〕分配原則礦井總風量確定后，分配到各用風地點的風量，應不得低于其計算的需風量；所有巷道都應分配一定的風量；分配后的風量，應保證井下各處瓦斯及有害氣體濃度、風速等滿足"規(guī)程"的各項要求?！?〕分配的方法首先按照采區(qū)布置圖，對各采煤、掘進工作面、獨立回風硐室按其需風量配給風量，余下的風量按采區(qū)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地點，用以維護巷道和保證行人平安。風量分配后，應對井下各通風巷道的風速進展驗算，使其符合"規(guī)程"對風速的要求。〔四〕礦井通風總阻力計算一、礦井通風總阻力的計算原則〔1〕如果礦井效勞年限不長〔10~20年〕，選擇到達設計產(chǎn)量后通風容易和困難兩個時期分別計算其通風阻力；假設礦井效勞年限較長〔30~50年〕，只計算前15~25年通風容易和困難兩個時期的通風阻力。為此，必須先給出這兩個時期的通風網(wǎng)絡圖。〔2〕通風容易和通風困難兩個時期總阻力的計算，應沿著這兩個時期的最大通風阻力風路，分別計算各段井巷的通風阻力，然后累加起來，作為這兩個時期的礦井通風總阻力。最大通風阻力風路可根據(jù)風量和巷道參數(shù)〔斷面積、長度等〕直接判斷確定，不能直接確定時，應選幾條可能最大的路線進展計算比擬。〔3〕礦井通風總阻力不應超過2940Pa〔4〕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；擴建礦井宜按井巷摩擦阻力的15%計算。二、礦井通風總阻力的計算方法沿礦井通風容易和困難兩個時期通風阻力最大的風路〔入不敷出風井口到風硐之前〕，分別用下式計算各段井巷的磨擦阻力；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總阻力。即兩個時期的摩擦阻力可按表4-1進展計算。表4-1礦井通風〔容易〕時期井巷磨擦阻力計算表節(jié)點序號巷道名稱支護形式α/(Ns2/m4)L/mU/mS/m2S3/m6R/(Ns2/m8)Q/(m3/s)Q2/(m6/s2)h摩/Pav/(m/s)1副井兩個罐籠，有梯子間，0.003724015.719.6257558.380.00184452267.76674592.338.473.452主要運輸石門三心拱，混凝土碹，壁面抹漿0.003412011.879.5857.380.00564855764.76674194.7323.696.823主要運輸石門三心拱，混凝土碹，壁面抹漿0.00348011.879.5857.380.00376570563.13981.6114.996.644主要運輸巷三心拱，混凝土碹，壁面抹漿0.003445010.1973430.04545393637.70011421.3064.605.395運輸機上山梯形水泥棚0.0113511.0173430.04333381937.70011421.3061.595.396運輸機上山梯形水泥棚0.01213511.0173430.05200058329.0335842.9443.834.157運輸機順槽梯形木支架d=22cm,△=20.01194209.114.8110.590.41171697320.5002420.26173.034.278聯(lián)絡眼梯形木支架d=18cm,△=40.0158308.324640.0616210.2501105.066.472.569上分層順槽梯形木支架d=22cm,△=20.0119809.114.8110.590.0784222810.2501105.068.242.1410采煤工作面采高難度2m控頂距2-4m,單體液壓，機采0.0471109.5562160.22858101910.2501105.0624.021.7111上分層順槽梯形木支架d=22cm,△=20.0119809.114.8110.590.0784222810.2501105.068.242.1412聯(lián)絡眼梯形木支架d=18cm,△=40.0158308.324640.0616210.2501105.066.472.5613回風順槽梯形木支架d=22cm,△=20.01194209.114.8110.590.41171697320.5002420.26173.034.2714回風石門梯形水泥棚0.013011.397.5421.880.0080994642.36681794.9514.545.6515主要回風道三心拱，混凝土碹，壁面抹漿0.0035270010.547.5421.880.23609320242.36681794.95423.775.6516回風井混凝土碹〔不平滑〕，風井直徑d=4m0.00397012.5612.561981.390.00173054342.36681794.953.113.3717單翼總風阻1058.1018礦井總風阻2116.20〔1〕計算礦井通風容易時期的通風總阻力表4-2礦井通風〔困難〕時期井巷磨擦阻力計算表節(jié)點序號巷道名稱支護形式α/(Ns2/m4)L/mU/mS/m2S3/m6R/(Ns2/m8)Q/(m3/s)Q2/(m6/s2)h摩/Pav/(m/s)1副井兩個罐籠，有梯子間，0.003724015.719.6257558.380.001867.76674592.338.473.452主要運輸石門三心拱，混凝土碹，壁面抹漿0.003412011.879.5857.380.005664.76674194.7323.696.823主要運輸石門三心拱，混凝土碹，壁面抹漿0.00348011.879.5857.380.003863.13981.6114.996.644主要運輸巷三心拱，混凝土碹，壁面抹漿0.0034315010.1973430.318237.70011421.30452.225.395運輸機上山梯形水泥棚0.0113511.0173430.043337.70011421.3061.595.396運輸機上山梯形水泥棚0.01213511.0173430.052029.0335842.9443.834.157運輸機順槽梯形木支架d=22cm,△=20.01194209.114.8110.590.411720.5002420.26173.034.278聯(lián)絡眼梯形木支架d=18cm,△=40.0158308.324640.061610.2501105.066.472.569上分層順槽梯形木支架d=22cm,△=20.0119809.114.8110.590.078410.2501105.068.242.1410采煤工作面采高難度2m控頂距2-4m,單體液壓，機采0.0471109.5562160.228610.2501105.0624.021.7111上分層順槽梯形木支架d=22cm,△=20.0119809.114.8110.590.078410.2501105.068.242.1412聯(lián)絡眼梯形木支架d=18cm,△=40.0158308.324640.061610.2501105.066.472.5613回風順槽梯形木支架d=22cm,△=20.01194209.114.8110.590.411720.5002420.26173.034.2714回風石門梯形水泥棚0.013011.397.5421.880.008142.36681794.9514.545.6515主要回風道三心拱，混凝土碹，壁面抹漿0.0035010.547.5421.880.000042.36681794.950.005.6516回風井混凝土碹〔不平滑〕，風井直徑d=4m0.00397012.5612.561981.390.001742.36681794.953.113.3717單翼總風阻130018礦井總風阻2600(2)礦井通風困難時期通風總阻力〔五〕選擇礦井通風設備一、選擇礦井通風設備的根本要求〔1〕、礦井每個裝備主要通風機的風井，均要在地面裝設兩套同等能力的通風設備，其中一套工作，一套備用，交替工作?！?〕、選擇的通風設備應能滿足第一開采水平各個時期的工況變化，并使通風設備長期高效運行。當工況變化較大時，應根據(jù)礦井分期時間及節(jié)牟情況，