矿井通风课程设计Word文档下载推荐.docx

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一、计算的原则：

22

二、矿井通风阻力的计算23

第四章矿井通风设备选型24

一、矿井通风设备的要求24

二、主要通风机选型24

第五章概算矿井通风费用及评价30

一、吨煤的通风电费30

二、矿井等积孔、总风阻30

主要参考文献36

摘要

矿井通风系统设计是矿井总体设计的一个重要组成部分，是保证矿井安全生产的重要组成部分。

其基本任务就是结合矿井开拓与开采设计，建立一个安全可靠、技术先进、经济合理和便于管理的通风系统，并在此基础上计算各用风所需风量、总风量与总风压，选择矿井通风设备，再概算通风费用。

因此，必须配合其他生产环节来周密考虑、精心设计以达到最佳效果。

题目：

某煤矿井田东西走向长约3Km，南北倾向宽约1.7Km，井田面积约4.5519Km2，井田总体呈单斜构造，煤层倾角大部分小于15°

，属缓倾斜煤层。

顶板为黑色泥岩，致密而均一，底板为灰白色细—中粒砂岩，煤层厚度0.84～6.69米，平均5.9米，以镜煤、亮煤为主，含黄铁矿，煤层夹矸0～3层，倾角10°

～14°

。

矿井煤层自燃发火期为1个月，自燃趋势较突出的是2月～3月。

煤尘具有爆炸性，爆炸指数为40.3%。

矿井属低瓦斯矿井。

设计生产能力为90万t/年。

矿井属于低瓦斯矿井，采用斜井单水平上下山开拓，矿井的采煤方法为走向长壁，采煤工艺为综采放顶煤。

采用中央边界式通风方式。

风井设在采区的边界。

主、副井进风，风井回风。

矿井通风难易时期的系统示意图见后。

采区采用轨道上山、运输上山进风，专用回风巷回风。

工作面采用U型后退式开采，采煤工作面风流流动形式是上行通风。

综放面平均控顶距为3.96m，实际采高4.1m，工作面面长150米，工作面温度20℃，回采工作面同时作业人数最多90人。

矿井掘进工作面平均瓦斯涌出量为3.2m3/min，掘进工作面一次炸破所用的最大炸药量7.2kg，掘进工作面同时工作的最多人数40人。

第一章矿井通风系统的拟定

一、矿井通风系统

矿井通风系统是矿井通风方式、通风方法和通风网络的总称。

矿井通风系统是由通风机和通风网络两部分组成。

风流由入风井口进入矿井后，经过井下各用风场所，然后进入回风井，由回风井排出矿井，风流所经过的整个路线称为矿井通风系统。

矿井通风系统是由向井下各作业地点供给新鲜空气、排出污浊空气的通风网路和通风动力以及通风控制设施等构成的工程体系。

矿井通风系统与井下各作业地点相联系，对矿井通风安全状况具有全局性影响，是搞好矿井通风防尘的基础工程。

无论新设计的矿井或生产矿井，都应把建立和完善矿井通风系统，作为搞好安全生产，保护矿工安全健康，提高劳动生产率的一项重要措施。

矿井通风系统按服务范围分为统一通风和分区通风；

按进风井与回风井在井田范围内的布局分为中央式、对角式和中央对角混合式；

按主扇的工作方式分为压入式、抽出式和压抽混合式。

此外，阶段通风网络、采区通风网络和通风构筑物，也是通风系统的重要构成要素。

防止漏风，提高有效风量率，是矿井通风系统管理的重要内容。

（1）统一通风和分区通风

一个矿井构成一个整体的通风系统称为统一通风；

划分为若干个独立的通风系统，风流互不干扰，称为分区通风。

拟订矿井通风系统时，首先应考虑采用统一通风还是分区通风。

我国金属矿山采用统一通风的较多。

统一通风，进排风比较集中，便于管理。

开采范围不大的矿井，特别是深矿井，采用全矿统一通风比较合理。

分区通风具有风短路、阻力小、网路简单、风流易于控制等特点。

因此，在一些矿体埋藏较浅且分散的矿山或矿井开采浅部矿体的时期，得到了广泛的应用。

但是，由于分区通风需要具备较多的进排风井，它的推广使用就受到一定的限制。

是否适合分区通风，主要看开凿通达地表的通风井巷工程量的大小或有无现成的其他井巷可供利用。

一般说来，在下述条件下，采用分区通风比较有利：

矿体埋藏较浅切分散，开凿通达地表的通风井巷工程量较小，或有现成的井巷可供利用；

矿体埋藏较浅，走向长，产量大，若构成一个通风系统，风路长，漏风大，网路复杂，风量调节困难；

开采围岩或矿石有自然发火危险的规模较大的矿井。

（2）进风井与回风井的布局

每一通风系统至少有一个可靠的进风井和一个可靠的回风井。

在一般情况下，均以罐笼提升井兼做进风井，箕斗井和箕斗、罐笼混合井则不做进风井。

这是因为，装卸矿过程中产生大量粉尘能造成风流污染的缘故。

排风井通常均为专用，因为排风风流中含有大量有毒气体和粉尘。

按进风井和排风井的相对位置，可分为中央式、对角式和中央对角混合式三类不同的布置形式：

中央式，是进风井与排风井均位于井田走向的中央，风流在井下的流动路线呈折返式；

对角式，是进风井在矿体一翼，排风井在矿体另一翼，或者进风井在矿体中央，排风井在两翼，风流在井下的流动路线呈直线式；

中央对角混合式，当矿体走向长，开采范围广，采用中央式开拓，可在井田中部布置进风井和回风井，用于解决中部矿体开采时通风；

同时在矿井两翼另开掘回风井，解决边远矿体开采时的通风。

由于矿体赋存条件复杂，开拓、开采方式多种多样，在矿井设计和生产实践中，要结合各矿具体条件，因地制宜，灵活运用，而不要受上述类别的局限。

矿井通风系统是指矿井通风方式、通风方法、通风网络和通风设施的总称。

它包括从进风到回风的全部路线。

《规程》对矿井通风系统的基本要求是：

⑴进风井口必须布置在不受粉尘、灰土、有害和高温气体侵扰的地方，并能防洪、防冻。

矿井排风和主通风机噪音不得造成公害。

⑵箕斗提升井或装有带式输送机的井筒兼作进风井时，必须符合《规程》对风速、防尘和消防的要求。

箕斗提升井兼作回风井时，必须有完善的防尘和封闭设施。

且漏风率不得超过15%。

装有带式输送机的井筒兼作回风井，井筒中的风速不得超过6m/s，且必须装有甲烷断电仪。

⑶矿井必须采用机械通风。

主要通风机或分区的主通风机必须安装在地面，主要通风机要设防盗门（盖）、反风设施和专用供电线路。

⑷禁止把两个独立通风的矿井合并为一个通风系统。

若矿井有几个出风井，则各通风子系统需保持独立。

各水平、各采区风流保持独立，进、回风流严格分开。

⑸多台通风机联合运转应稳定可靠，总进风和总回风巷断面积不宜过小，尽量减少公共风路的风阻，防止多台风机相互影响。

⑹尽可能采用并联通风，并使各条风路的阻力接近相等。

避免在通风系统中设置过多的风桥、风门、调节风窗等通风构筑物。

（一）矿井通风的方法

根据风流获得动力的来源不同，矿井通风的方法可分为自然通风和机械通风。

根据矿井通风压力状态分为正压通风和负压通风。

⑴自然通风。

利用自然因素产生的通风动力，致使空气在井下巷道流动的通风方法称为自然通风。

自然风压的大小和风流方向，主要受地面气温变化、高差、井口的风速等影响。

其实质上是进回风进口的空气密度差引起。

采用机械通风的矿井，自然风压也是始终存在的，并在各个时期内影响着矿井通风工作。

对于自然风压较大的深井，自然风压对矿井通风起着重要作用，而且它在夏季内可能会出现风流的反向，这在通风管理工作中，应予以充分重视，特别是高瓦斯矿井尤应注意。

⑵机械通风。

利用通风机转动产生的通风动力，致使空气在井下巷道中流动的通风方法称之为机械通风。

根据通风机的工作方式不同，可分为抽出式通风（负压通风）、压入式通风（正压通风）和混合式通风三种。

（1）抽出式通风是将矿井主通风机安设在出风井一侧的地面上，新风经进风井流到井下各用风地点后，污风再通过风机排出地表的一种矿井通风方法。

抽出式通风的特点是：

在矿井主要通风机的作用下，矿内空气处于低于当地大气压力的负压状态，当矿井与地面间存在漏风通道时，漏风从地面漏入井内。

抽出式通风矿井在主要进风巷无需安设风门，便于运输、行人和通风管理。

在瓦斯矿井采用抽出式通风，若主要通风机因故停止运转，井下风流压力提高，在短时间内可以防止瓦斯从采空区涌出，比较安全。

因此，目前我国大部分矿井，一般多采用抽出式通风。

（2）压入式通风是将矿井主通风机安设在进风井一侧的地面上，新风经主要通风机加压后送入井下各用风地点，污风再经过回风井排出地表的一种矿井通风方法。

压入式通风的特点是：

在矿井主通风机的作用下，矿内空气处于高于当地大气压力的正压状态，当矿井与地面间存在漏风通道时，漏风从井内漏向地面。

压入式通风矿井中，由于要在矿井的主要进风巷中安装风门，使运输、行人不便，漏风较大，通风管理工作较困难。

同时当矿井主通风机因故停止运转时，井下风流压力降低，有可能使采空区瓦斯涌出量增加，造成瓦斯积聚，对安全不利。

因此，在瓦斯矿井中一般很少采用压入式通风。

（3）混合式通风是在进风井和回风井一侧都安设矿井主要通风机，新风经压入式主要通风机送入井下，污风经抽出式主要通风机排出井外的一种矿井通风方法。

混合式通风的特点是：

能产生较大的通风压力，通风系统的进风部分处于正压，回风部分处于负压，工作面大致处于中间状态，其正压或负压均不大，矿井的内部漏风小。

但因使用的风机设备多，动力消耗大，通风管理复杂，一般很少采用。

（二）矿井通风方式

选择矿井通风方式一般是针对服务范围来确定的。

如果矿井的服务年限不长（10～20a），则服务范围为整个矿井；

如果矿井范围较大，服务年限较长（30～50a），则只考虑头15～25a的开采范围作为服务范围；

这时服务范围往往是第一水平；

或者包括第一、第二水平在内。

对于服务范围之外的后期通风系统，设计中只作粗略的考虑。

1）中央并列式的使用条件：

煤层倾角大、埋藏深，但走向长度不大（≤4km），瓦斯、自然发火都不严重，在此条件下，采用中央并列式是比较合理的。

尽管存在着风路较长，阻力较大，采空区的漏风较大的缺点，但对于瓦斯、自然发火不严重的矿井来说，这并不很重要。

同时，由于产生的阻力较大，通风电力费较大，进风与出风两井筒之间的漏风较大，箕斗井回风时外部漏风较大等，这些缺点对走向不大的矿井来说也不是一个很大的问题。

2）中央分列式的适用条件：

一般地说，这种通风方式适用于煤层倾角较小，埋藏较浅，走向长度不大（≤4km），而且瓦斯，自然发火比较严重的新建矿井。

与中央并列式相比，这种通风方式的安全性要好，建井期限略长，有时初期投资稍大（多打一个出风井，少掘一条总回风石门），但相差不悬殊。

如果中央有两个井筒，以后在延深井筒、做深部通风的准备工作时，也就不会困难，这种方式由于多打一个直通地面的回风井，所以矿井的通风阻力较小，内部漏风小，这对于瓦斯，自然发火的管理工作是比较有利的，增加了一个安全出口，工业广场没有主要通风机的噪音影响，从回风系统铺设防尘洒水管路系统都比较方便。

3）两翼对角式的适用条件：

一般认为，这种布置方式（指对角风井位于浅部边界附近者）适用于煤层走向较大（超过4km）、井型较大、煤层上部距地面较浅、瓦斯和自然发火严重的新建矿井。

它的优缺点，完全和中央并列式相反，比中央分列式的安全性更好，但初期投资更大。

如果能够进行相向掘进，就能适当减轻建井期限长，投产较晚的缺点。

有些瓦斯等级不高，但煤层走向较长、产量较大的新矿井，也可采用这种通风方式。

4）分区对角式的适用条件：

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（因会穿出地面），在此条件下，开采第一水平时，只能采用这种小风井（立井、斜井或平峒）分区通风的布置方式。

每个采区各有独立通风路线，互不影响，是主要优点。

对于一个实际条件下的矿井，并不唯一只适用某种通风系统，往往是有几种通风系统都可考虑，很难肯定哪种最好，这时就得进行方案比较，即除了作技术分析外，还要进行经济比较，然后选定。

（三）通风网络

一般把矿