矿井通风设计毕业设计论文Word格式.docx

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一概述

某煤矿井田范围走向长7.42km，倾斜宽0.66—1.47km，井田面积约8.53km2。

位于背斜南翼，为一般平缓的单斜构造，地层产状走向近东西向，倾向南，倾角10-25。

，一般为16。

左右。

矿井生产能力为90万t/a。

矿井采用中央竖井，煤层分组采区上山布置的开拓方式，单翼对角式通风。

矿井通风难易时期的系统示意图见后。

井田设三个井筒：

主井、副井、风井。

地面标高+200m。

全矿井划分为两个水平，第一水平标高－150m，第二水平标高－350m，回风水平标高+45～+50m。

第一水平东西运输大巷布置在煤层的底板岩石中，距煤层30m，通过水平大巷开拓煤层的全部上山采区。

矿井采用走向长壁开采方式。

该矿是高瓦斯矿井，瓦斯涌出量较大，为安全起见，用“品”字形布置三条上山。

采用综合机械化放顶煤采煤。

采煤工作面的平均断面积8.1m2，回采工作面温度一般在21°

，回风巷风流中瓦斯（或二氧化碳）的平均绝对涌出量为5.65m3/min，三四班交接时人数最多66人；

掘进工作面平均绝对瓦斯涌出量3.75m3/min，掘进工作面同时工作的最多人数18人，一次爆破炸药用量4.3kg。

二矿井通风系统选择

选择合理的局部通风方法、风筒类型与直径，计算局部通风阻力、选择局部通风机及掘进通风安全技术措施、装备。

（一）设计原则及步骤

1.设计原则

根据开拓、开采巷道布置、掘进区域煤岩层的自然条件以及掘进工艺，确定合理的局部通风方法及其布置方式，选择风筒类型和直径，计算风筒出入口风量，计算风筒通风阻力，选择局部通风机。

局部通风是矿井通风系统的一个重要组成部分，其新风取自矿井主风流，其污风又排入矿井主风流。

其设计原则可归纳如下：

（1）矿井和采区通风系统设计应为局部通风创造条件；

（2）局部通风系统要安全可靠、经济合理和技术先进；

（3）尽量采用技术先进的低噪、高效型局部通风机；

（4）压人式通风宜用柔性风筒，抽出式通风宜用带刚性骨架的可伸缩风筒或完全刚性的风筒。

风筒材质应选择阻燃、抗静电型；

（5）当一台风机不能满足通风要求时可考虑选用两台或多台风机联合运行。

2.设计步骤

（1）确定局部通风系统，绘制掘进巷道局部通风系统布置图；

（2）按通风方法和最大通风距离，选择风筒类型与直径；

（3）计算风机风量和风筒出口风量；

（4）按掘进巷道通风长度变化．分阶段计算局部通风系统总阻力；

（5）按计算所得局部通风机设计风量和风压，选择局部通风机；

（6）按矿井灾害特点，选择配套安全技术装备。

3.掘进通风方法

掘进通风方法分为利用矿井内总风压通风和利用局部动力设备通风的方法，局部通风机通风是矿井广泛采用的掘进通风方法，它是由局部通风机和风筒（或风障）组成一体进行通风，通风方式为：

压入式通风

3、风量计算及风量分配

（一）矿井需风量计算

对设计矿井的风量，可按两种情况分别计算：

一种是新矿区无邻近矿井通风资料可参考时，矿井需要风量应按设计中井下同时工作的最多人数和按吨煤瓦斯涌出量的不同的吨煤供风量计算，并取其中最大值。

在矿井设计中吨煤瓦斯涌出量的计算，根据在地质勘探时测定煤层瓦斯含量，结合矿井地质条件和开采条件计算出吨煤瓦斯涌出量，再计算矿井需风量。

另一种是依据邻近生产矿井的有关资料，按生产矿井的风量计算方法进行。

其原则是：

矿井的供风量应保证符合矿井安全生产的要求，使风流中瓦斯、二氧化碳、氢气和其它有害气体的浓度以及风速、气温等必须符合《规程》有关规定。

创造良好的劳动环境，以利于生产的发展。

课程设计是在收集实习矿井资料基础上进行的，故可按此种方法计算矿井风量。

即按生产矿井实际资料，分别计算设计矿井采煤工作面、掘进工作面、硐室等所需风量，得出全矿井需风量，即“由里往外”计算方法。

1.生产工作面,备用工作面

每个回采工作面实际需要风量，应按瓦斯、二氧化碳涌出量和爆破后的有害气体产生量以及工作面气温、风速和人数等规定分别进行计算，然后取其中最大值。

由题可知：

此矿井属高瓦斯矿井

（1）按高瓦斯矿井按照瓦斯（或二氧化碳））涌出量计算

根据《煤矿安全规程》规定，按回采工作面回风流中瓦斯（或二氧化碳）的浓度不超过1％的要求计算：

式中：

Qc——回采工作面实际需要风量，m3/s；

qc——回采工作面回风巷风流中瓦斯（或二氧化碳）的平均绝对涌出量，m3/s；

KCH4——采面瓦斯涌出不均衡通风系数。

（正常生产条件下，连续观测1个月，日最大绝对瓦斯涌出量与月平均日瓦斯绝对涌出量的比值）。

此矿井采用综合机械化采煤,一般取1.2~1.6故取KCH4=1.5，由题目可知回风巷风流中瓦斯的平均绝对涌出量为：

qc=5.65m3/min=0.09

则Qc=100×

0.09×

1.5=13.5

（2）按工作面温度选择适宜的风速进行计算（见表3-1）

m3/s

Vc——采煤工作面风速，m/s；

Sc——采煤工作面的平均断面积，m2。

表3-1Kcw——回采工作面温度与对应风速调整系数

回采工作面空气温度（℃）

采煤工作面风速（m/s）

配风调整系数K温

<

18

0.3～0.8

0.90

18～20

0.8～1.0

1.00

20～23

1.0～1.5

1.00～1.10

23～26

1.5～1.8

1.10～1.25

26～28

1.8～2.5

1.25～1.4

28～30

2.5～3.0

1.4～1.6

由题目可得采煤工作面的平均断面积Sc=8.1m2，温度一般在21℃左右，查表得Vc=1.0～1.5，取Vc=1.4m/s.

则Qc=1.4×

8.1×

1.00=11.34

（3）按回采工作面同时作业人数

每人供风不小于4m3/min，即不小于0.07m3/s则

（m3/s）

N——采煤工作面同时工作人数。

由题目得N=66则Qc=4×

66／60=0.073m3/s＞0.07m3/s

（4）按炸药量计算需要风量：

每千克炸药供风不小25m3/min，即不小于0.42m3/s则

A—一次爆破炸药最大用量，Kg。

由题目可知A=4.3㎏

则Qc=25×

4.3／60=1.79m3/s＞0.42m3/s

（5）按风速进行验算（《规程2001》第一百零一条）

按最低风速验算各个岩巷掘进工作面的最小风量：

各个煤巷和半煤岩巷掘进工作面的最小风量：

按最高风速验算各掘进工作面的最小风量：

式中—第i个掘进巷道工作面巷道的净断面积，m2。

采煤工作面需风量取12.6时满足要求。

（6）备用工作面所需风量

备用工作面所需风量≥生产工作面需风量×

50%

则备用工作面所需风量为6.30

2.掘进工作面所需风量

煤巷掘进工作面的风量，按下列因素分别计算，取最大值。

按瓦斯（二氧化碳）涌出量计算

m³

/s

式中：

——掘进工作面实际需风量，m³

/s；

——掘进工作面平均瓦斯涌出量，m³

——掘进工作面因瓦斯涌出量不均匀的备用风量系数。

即掘进工作面最大绝对瓦斯涌出量与平均绝对瓦斯涌出量之比。

通常，机掘取1.5~2.0.

由题目知=3.75m³

/min，取1.7

则==10.62m³

（2）按工作人员数量计算

=4/60m³

——掘进工作面同时工作的最多人数，人。

由题目知掘进工作面同时工作的最多人数为18人

则=m³

则取最大值=11.3m³

（4）按风速进行验算：

掘进工作面的风量应满足：

m3/s

煤巷、半煤岩巷掘进工作面的风量应满足：

——掘进工作面平均断面积，S=8.5m2。

则0.25×

8.5=2.1＜11.25m3/s＜4×

8.5=34m3/s

则掘进工作面所需风量=11.23m3/s

3.硐室实际需要风量

硐室实际需要风量应按矿井各个独立通风硐室实际需要风量的总和计算，即

Q火——火药库实际需要风量，按每小时4次换气量计算，即Q火=4V/60=0.07V（m3/s）；

V——井下爆炸材料库的体积，m3，包括联络巷道在内的火药库的空间总体积（m3），一般按经验值给定风量，大型火药库供风100～150m3/min；

中小型火药库供风60～100m3/min；

取Q火=120m3/min=2m3/s

Q充——充电硐室实际需要风量，应按回风流中氢气浓度小于0.5%计算，但不得小于100m3/min，或按经验值给定100～200m3/min；

取Q充=150m3/min=2.5m3/s

机电硐室需要风量应根据不同硐室内设备的降温要求进行配风，选取硐室风量，须保证机电硐室温度不超过30℃，其它硐室温度不超过26℃。

Q机——大型机电硐室实际需要风量，应按机电设备运转的发热量计算即

Wi——机电硐室中运转的机电总功率，kW；

（1-μi）——机电硐室的发热系数，应根据实际考查的结果确定，也可取下列数值，空气压缩机房取0.20～0.23；

水泵房取0.02～0.04；

860——1kW/h的热当量数，千卡；

μi——机电设备效率；

Δt——机电硐室进回风流的气温差，℃；

m3/min可取m3/s

Q采硐——采区绞车房或变电硐室实际需要风量，按经验供给风量60～80m3/min；

取Q采硐=72m3/min,共有两个变电所和一个绞车房,则

∑Q采硐=1.2m3/s

Q其它硐——其它硐室所需风量，根据具体情况供风。

一般取80m3/min故取值1.3m3/s

则硐室实际需风量∑Q硐=2+2.5+1+1.2+1.3=8m3/s

4.矿井总风量

矿井总风量按下式计算

Qkj——矿井总进风量，m3/s；

∑Qcj——采煤工作面实际需要风量总和，m3/s；

∑Qjj——掘进工作面实际需要风量总和，m3/s；

∑Qdj——独立通风的硐室实际需要风量总和，m3/s；

∑Q