矿井通风与安全课程设计指导书Word文档格式.docx

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5）通过课题设计的全过程，使学生树立严肃认真的工作作风和实事求是的科学态度。

二、课程设计具体内容和步骤

1）拟定矿井通风系统，绘出通风系统图及网络图

首先应结合矿井开拓、开采和运输拟定出安全可靠、经济技术合理的矿井通风系统，并确定最困难时期和容易时期的通风路线，分别绘制出两个时期的通风系统示意图和网络图。

矿井通风系统示意图可按水平投影示意图或轴侧投影示意图绘制，二者既可用单线表示巷道，也可采用双线表示巷道。

图中各通风设施应按规定的符号表示。

网络图要与通风系统图完全对应绘制，各条风路上应加注风流方向、巷道风阻、通过风量、通风阻力、调节风窗等。

2）矿井需风量计算和风量分配

矿井需风量，按下列要求分别计算，并采取其中最大值。

（1）按井下同时工作最多人数计算，每人每分钟供给风量不得少于4m3；

（2）按采煤、掘进、硐室及其他实际需要风量的总和进行计算。

矿井总需风量确定后，应按矿井设计期限内通风最困难时期和最容易时期，对各个用风地点进行风量分配，并验算各通风巷道中的风速是否符合《规程》规定，如符合《规定》，则风量分配合理。

否则还需进行个别调整或扩大巷道断面。

3）矿井通风阻力计算

计算矿井通风阻力时，应分别计算出通风机服务年限内通风最容易时期和最困难时期的最小阻力和最大阻力。

选择达到设计产量后在通风机服务年限内，通风最容易和通风最困难两个时期通风阻力最大的风流路线，分别计算出各段井巷的通风阻力，然后分别累加。

4）选择主要通风设备及附属装置

选择矿井主要通风设备，是选择矿井主要通风机（或分区通风机）及其电动机。

主要通风机的选择方法为：

（1）计算通风最容易时期和最困难时期的通风机风量和风压；

（2）参考风机产品样本，初选合适的通风机；

（3）求通风机的实际工况点，并确定通风机的型号和转速。

主要通风机选定后，根据各时期的主要通风机输入功率计算出电动机的输出功率，选出电动机。

三、设计说明书内容要求与注意事项

1、设计说明书内容

注意：

设计说明书内容必须包含：

①课程设计的收获和建议；

②参考资料。

2、设计说明书用纸：

A4纸打印或手写。

3、设计说明书格式应满足“河南理工大学自考助学实训格式”要求。

四、设计图纸要求

图纸可手绘，也可以采用CAD或其他制图软件出图，都必须符合国家“工程制图统一标准”要求。

附件1：

矿井通风参数计算及选择方法

一、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。

（1）、低瓦斯矿井的采煤工作面按气象条件或瓦斯涌出量（用瓦斯涌出量计算，采用高瓦斯计算公式）确定需要风量，其计算公式为：

式中：

Qc——采煤工作面需要风量，m3/s；

Qjb——不同采煤方式工作面所需的基本风量，m3/s。

Qjb——工作面控顶距×

工作面实际采高×

70%（工作面有效断面积）×

适宜风速（不小于1m/s）；

Kcg——回采工作面采高调整系数（见表1）；

Kcc——回采工作面长度调整系数（见表2）；

Kcw——回采工作面温度调整系数（见表3）。

表1Kcg——回采工作面采高调整系数

采高

<

2.0

2.0～2.5

2.5～5.0及放顶煤面

系数（K采高）

1.0

1.1

1.5

表2Kcc——回采工作面长度调整系数

回采工作面长度（m）

80～150

150～200

>

200

长度调整系数（K长）

1.0～1.3

1.3～1.5

表3Kcw——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

（2）、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：

Qc——回采工作面实际需要风量，m3/sn；

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）。

工作面布置有专用排瓦斯巷（俗称尾巷,且符合《煤矿安全规程》第一百三十七条的规定）的回采工作面风量计算:

（m3/s）

qCH4p——采煤工作面尾巷的风排瓦斯量，m3/s。

其他符号的含义同上。

（3）、按工作面温度选择适宜的风速进行计算（见表5-3）

Vc——采煤工作面风速，m/s；

Sc——采煤工作面的平均断面积，m2。

（4）、按回采工作面同时作业人数

每人供风不小于4m3/min，则

N——采煤工作面同时工作人数。

（5）、炸药量计算需要风量：

每千克炸药供风不小25m3/min，则

A——一次爆破炸药最大用量，Kg。

（6）、按风速进行验算：

S——工作面平均断面积，m2。

按二氧化碳涌出量的计算，可参照按瓦斯涌出量的计算方法执行。

（7）、备用工作面亦应满足按瓦斯、二氧化碳、气温等规定计算的风量，且最少不得低于采煤工作面实际需要风量的50%。

2、掘进工作面所需风量

单个掘进工作面的需风量利用第一部分计算结果。

掘进工作面所需总风量，应按矿井各个需要独立通风的掘进工作面实际需要风量的总和计算

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；

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；

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，℃；

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；

Q其它硐——其它硐室所需风量，根据具体情况供风。

4、其它井巷实际需要风量

其它井巷实际需要风量，应按矿井各个其它巷道用风量的总和计算：

∑Q其它=Q其1+Q其2+Q其3+...+Q其n

Q其1、Q其2、Q其3、...、Q其n——各其它井巷风量，m3/s。

按瓦斯涌出量计算：

Q其i=100qCH4×

K其通（m3/s）

式中：

Q其i——第i个其它井巷实际用风量，m3/s；

qCH4——第i个其它井巷最大瓦斯绝对涌出量，m3/s；

K其通——瓦斯涌出不均衡系数，取1.2～1.3；

100——其它井巷中风流瓦斯浓度不超过1%所换算的常数。

按其风速验算:

Q其它i>

9×

S其i（m3/s）

架线机车巷中的风速验算:

Q其它架线机车＞60×

S其i

S其i——第i个其它井巷断面，m2。

5、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；

∑Qgj——矿井中除采煤、掘进和硐室以外其它井巷需要通风量总和，m3/s；

Kkj——矿井通风系数（包括矿井内部漏风和配风不均匀等因素）宜取1.15～1.25。

对上述Qkj中各项计算如上所述。

（二）风量分配与风速验算

当风量分配到各用风地点后，必须结合巷道断面情况进行风速验证，保证各条巷道的风速均在合理范围内。

各条井巷的供风量确定后，要按《规程》第101条规定的风速进行验算。

需绘制出矿井通风系统图与网络图，计算出每条巷道的通过风量，计算出每条巷道的风速，进行验算，验算结果可填入表4中。

如果某条井巷的风速不符合《规程》规定，则必须进行调整，然后将各地点、各巷道的风量、断面、风速列成一览表。

表4巷道风速校验表

巷道名称

断面m2

容易时期

困难时期

允许风速m/s

是否

满足

风量m3/s

风速m/s

最小

最大