矿井通风设计大学论文Word文档下载推荐.docx
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矿井通风课程设计是本课程学习的最后一个实践的教学环节.通过课程设计,
学生对所学的理论知识进行一次系统的总结,并结合实际条件加以运用,一巩固和扩大所的理论知识,巩固和发展学生的运算和绘图的工程能力,培养和提高大学生分析和理解的能力,丰富学生的安全生产实际知识,并进一步培养和锻炼学生热爱劳动、善于理论联系实际、尊重科学和时间的良好思想作风。
课程设计的目的包括:
1)巩固和加深专业知识的理解,提高综合运用所学知识的能力。
2)根据需要选学参考书籍,查阅相关文献资料,学会分析和解决问题的方法。
3)了解与本课程有关的工程技术规范,能按照设计任务书的要求,编写设计说明书,绘制技术图表等。
4)培养严肃,认真的工作学风和科学态度。
5)它应使学生了解课程设计工作的基本步骤和流程,初步具备运用所学知识解决实际问题的能力,重点掌握设计工作的基本程序和实施方法
(一)矿井基本概况
1、煤层地质概况单一煤层,倾角18°
,煤层厚5m,相对瓦斯涌出量为13m3/t,煤尘有爆炸危险。
2、井田范围设计第一水平深度240m,走向长度7200m,双翼开采,每翼长3600m。
3、矿井生产任务设计年产量为0.6Mt,矿井第一水平服务年限为23a。
4、矿井开拓与开采用竖井主要石门开拓,在底板开围岩平巷,其开拓系统如图1-1所示。
拟采用两翼对角式通风,在7、8两采区中央上部边界开回风井,其采区划分见图1-2。
采区巷道布置见图1-3。
全矿井有2个采区同时生产,分上、下分层开采,共有4个采煤工作面,1个备用工作面。
为准备采煤有4条煤巷掘进,采用4台局部通风机通风,不与采煤工作面串联。
井下同时工作的最多人数为380人。
回采工作面最多人数为38人,温度t=20℃,瓦斯绝对涌出量为3.2m3/min,放炮破煤,一次爆破最大炸药量为2.4kg。
有1个大型火药库,独立回风。
5、开拓系统图、采区布置图、巷道布置图、以及井巷尺寸及其。
图1-3巷道布置图
附表1-1井巷尺寸及其支护情况
区段
井巷名称
井巷特征及支护情况
巷长
m
断面积
m2
1~2
副井
两个罐笼,有梯子间,风井直径D=5m
240
2~3
主要运输石门
三心拱,混凝土碹,壁面抹浆
120
10
3~4
80
4~5
主要运输巷
450
7.5
5~6
运输机上山
梯形水泥棚
135
6~7
7~8
运输机顺槽
梯形木支架d=22cm,Δ=2
420
4.8
8~9
联络眼
梯形木支架d=18cm,Δ=4
30
4.0
9~10
上分层顺槽
10~11
采煤工作面
采高2m控顶距2~4m,单体液压,机采
100
5.5
11~12
12~13
13~14
回风顺槽
14~15
回风石门
15~16
主要回风道
2700
16~17
回风井
混凝土碹(不平滑),风井直径D=4m
70
(二)拟定矿井通风系统
矿井通风方式的选择
选择矿井通风方式时,应考虑以下两种因素:
1.自然因素:
煤层赋存条件、埋藏深度、冲击层深度、矿井沼气等级。
2.经济因素:
井巷工程量、通风运行费、设备装备费。
一般说来,新建矿井多数是在中央并列式、中央分列式、两翼对角式和分区对角式中选择。
下面对这几种通风方式的特点及优缺点适用条件列表比较,见表
通风方式
中央并列式
中央分列式
两翼对角式
分区对角式
优点
初期投资较少,出煤较多
通风阻力较小,内部漏风小,增加了一个安全出口,工业广场没有主扇的噪音影响;
从回风系统铺设防尘洒水管路系统比较方便。
风路较短,阻力较小,采空区的漏风较小,比中央并列式安全性更好
通风路线短,阻力小
缺点
风路较长,风阻较大,采空区漏风较大
建井期限略长,有时初期投资稍大
井筒数目多,基建费用多
适用条件
煤层倾角大、埋藏深,但走向长度并不大,而且瓦斯、自然发火都不严重
煤层倾角较小,埋藏较浅,走向长度不大,而且瓦斯、自然发火比较严重
煤层走向较大(超过4km),井型较大,煤层上部距地表较浅,瓦斯和自然发火严重的新矿井
煤层距地表浅,或因地表高低起伏较大,无法开掘浅部的总回风道
矿井开拓采用立井开拓方式,矿井通风采用两翼对角式通风方式。
矿井主要进风井为位于井田中央的副井,矿井主要回风井位于第七采区和第八采区的上部边界。
矿井主要通风机采用抽出式通风方式。
大巷位置位于负240米处石门揭煤地带的岩石巷道中。
在第一采区有一个备用工作面,一个采煤工作面,两个掘进工作面,在第二采区有两个采煤工作面,两个掘进工作面所以矿井总共有4个采煤工作面,4个掘进工作面。
回采工作的采煤方法采用单一走向长壁采煤法,采煤工作面推进方向采用后退式,附矿井通风系统图如下:
(三)矿井总风量计算与分配
一、矿井需风量计算原则
(1)矿井需风量应按照“由里往外”的计算原则,由采、掘工作面、硐室和其他用风地点的实际最大需风量总和,再考虑一定的备用风量系数后,计算出矿井总风量。
(2)按该用风地点同时工作的最多人数计算,每人每分钟供给风量不得少于4m3。
(3)按该用风地点风流中的瓦斯、二氧化碳和其他有害气体浓度、风速以及温度等都符合《规程》的有关规定分别计算,取其最大值。
二、矿井需风量的计算方法
矿井需风量按以下方法计算,并取其中最大值。
(1)按进下同时工作的最多人数计算
Q矿=4NK
=4×
380×
1.12
=1702.4m3/min
式中Q矿——矿井总需风量,m3/min
N——井下同时工作的最多人数,人;
4——矿井通风系数,包括矿井内部漏风和分配不均等因素。
采用压入式和中央并列式通风时,可取1.20~1.25;
采用对角式或区域式通风时,可取1.10~1.15。
上述备用系数在矿井产量T≧0.90Mt/a时取大值。
(2)按采煤、掘进、硐室等处实际需风量计算
采煤工作面需风量计算
采煤工作面的需风量应按下列因素分别计算,并取其中最大值。
1、按瓦斯(二氧化碳)涌出量计算:
Q采=100Q瓦K瓦
=100×
3.2×
1.5
=480m3/min
式中Q采——采煤工作需要风量,m3/min;
Q瓦——采煤工作面瓦斯(二氧化碳)绝对涌出量,m3/min;
K瓦——采煤工作面因瓦斯(二氧化碳)涌出量不均匀的备用风量系数,即该工作面机采工作面可取1.4~2.0;
水采工作面可取2.0~3.0。
生产矿井可根据各个工作面正常生产条件时,至少进行五昼夜的观测,得出五个比值,取其最大值。
2、按工作面进风流温度计算;
采煤工作面应有良好的气候条件,其进风流温度可根据风流温度预测方法进行计算。
其气温与风速应符合表1的要求
表3-1采煤工作面空气温度与风速对应表
采煤工作面进风流气温/℃
采煤工作面风速/(m/s)
<15
15~18
18~20
20~23
23~26
0.3~0.5
0.5~0.8
0.8~1.0
1.0~1.5
1.5~1.8
采煤工作面的需风量按下式计算:
Q采=60v采S采K采,m3/min
=60×
1.0×
5.5×
1
=330m3/min
式中v采——采煤工作面适宜风速,m/s
S采——采煤工作面平均有效断面积,㎡,按最大和最小控顶有效断面积的平均值计算;
K采——采煤工作面长度风最系数,按表2先取
表3-2采煤工作面长度风量系数表
采煤工作面长度/m
工作面长度风量系数
﹤50
50~80
80~120
120~150
150~180
﹥180
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
1.30~1.40
3、按炸药使用量计算:
Q采=25A采,m3/min
=25×
2.4
=60m3/min
式中25——每使用1kg炸药的供风量,m3/min
A采——采煤工作面一次爆破使用的最大炸药量,kg
4、按工作人员数量计算:
Q采=4n采,m3/min
38=152m3/min
式中4——每人每分钟供给的最低风量,m3/min
n采——采煤工作面同时工作的最多人数,人。
5、按风速验算:
按最低风速验算各个采煤工作面的最小风量:
Q采≧60×
0.25S采,m3/min
=60×
0.25×
=82.5m3/min
按最高风速验算各个采煤工作面的最大风量:
Q采≦60×
4S采,m3/min
4×
=1320m3/min
掘进工作面需风量计算
煤巷、半煤岩巷和岩巷掘进工作面的需风量,应按下列因素分别计算,取其最大值。
Q掘=100Q瓦K瓦
1.2×
2
=240m3/min
2、按炸药量使用最计算:
Q掘=25A掘,m3/min
3、按局部通风机吸风量计算:
Q掘=Q通IK通,m3/min
=200×
1×
1.3
=260m3/min
式中Q通——掘进工作面局部通风机额定风量(表3),
I——掘进工作面同时运转的局部通风机台数,台:
K通——防止局部通风机吸循球风的风量备用系数,一般取1.2~1.3,进风巷中无瓦斯涌出时取1.2,有瓦斯涌出时取1.3。
表3-3局部通风机额定风量Q通
风机型号
额定风量/(m3/min)
JBT-51(5.5KW)
JBT-52(11KW)
JBT-61(14KW)
JBT-62(28KW