准南东煤矿矿井通风设计Word文档格式.docx
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七、矿井瓦斯品级、煤层爆炸指数、煤层自然发火期和自然偏向性。
一、矿井瓦斯品级：
按照2009年度矿井瓦斯品级和二氧化碳鉴定结果表明：
瓦斯最大相对涌出量为0.889m3/t，二氧化碳最大绝对涌出量为1.358m3/min，瓦斯最大绝对涌出量为0.17m3/min，二氧化碳最大相对涌出量为7.1m3/t，本矿井为低瓦斯矿井。
2.煤尘爆炸指数：
按照煤尘爆炸鉴定结果，火焰长度690，具有爆炸性。
3、煤层：
煤层自燃发火期和自燃偏向性：
按照2009年煤炭科学研究所煤炭检测实验室检测报告结果为：
自燃偏向性品级为Ⅱ级，属自燃煤层。
八、矿井煤与瓦斯《二氧化碳》突出危险性，地温情况
一、煤与瓦斯（二氧化碳）突出危险性
按照矿井历年瓦斯记录，本矿井无煤与瓦斯《二氧化碳》突出的危险性。
二、地温情况
按照煤矿对不同深度的地温观测，本矿井地温无异样情况。
第二章矿井通风系统
一、矿井进风井、回风井布置方式、支护方式、断面、长度
一、矿井进风井、回风井布置方式：
主斜井布置于井田的中央，回风井布置于主斜井西侧500米。
二、矿井进风井、回风井、采区巷道支护形式、断面、长度。
表2-2矿井进风井、回风井支护方式、断面、长度表
名称
支护方式
断面（m2）
长度（m）
混合提升斜井
料砌
260
锚喷
280
A404运输顺槽
锚网
850
A404回风顺槽
A404回采工作面
单体
42
A405运输顺槽掘进
6
A405回风顺槽掘进
300
+1400车场
620
集中回风上山
165
回风石门
40
集中回风巷
730
回风斜井
245
二、矿井通风系统：
一、通风方式：
中央并列式。
二、通风方式：
机械抽出式。
3、通风线路：
（1）A404采煤工作面：
主斜井→+1493水平车场→A404运输顺槽→工作面→A404回风顺槽→回风石门→集中回风巷→斜风井→地面。
（2）A405运输顺槽掘进：
主斜井→+1493水平车场→A404运输顺槽→工作面→A405第三溜煤上山→A405回风顺槽→集中回风巷→斜风井→地面。
（3）A405回风顺槽掘进：
主斜井→+1493水平车场→A405运输顺槽→A405第三溜煤上山→A405回风顺槽→集中回风巷→斜风井→地面。
第三章矿井总风量计算
矿井总风量计算：
按照（煤矿安全规程）第103条的规定，矿井需要风量按下式计算：
一、按井下同时工作的最多人数计算矿井总风量
Q矿井=4×
N×
K矿通=4×
29×
=145m3/min＝2.42m3/s
式中：
4—每人每分钟应供给的最低最量，m3/min
N—井下同时工作的最多人数29人
K矿通—矿井通风漏风和配风不均匀系数
二、按采煤、掘进、峒室及其它实际需要风量的总和进行计算。
Q总=（∑Q采＋∑Q掘＋∑Q硐＋∑Q其它）×
K矿通
∑Q采—各采煤工作面需风量之和，m3/min
∑Q掘—各掘进工作面需风量之和，m3/min
∑Q硐——各独立硐室需风量之和，m3/min
一、采煤工作面所需要的风量，应按同时回采的采煤工作面实际需要风量的总和计算。
采煤工作面实际需要风量：
①按工作面同时工作最多人数计算：
Q采=4×
NKm3/min
4—每人每分钟应供给的最低风量，m3/min
N—工作面同时工作的最多人数，取N=15人
15=60m3/min=1m3/s
②按工作面瓦斯涌出量计算：
Q采=100×
q瓦×
K瓦m3/min
Q采—回采工作面的需风量，m3/min
q瓦—瓦斯绝对涌出量，取0.17m3/min
K瓦—瓦斯涌出不均匀系数，炮采工作面K瓦=，取K瓦=
×
=25.5m3/min=0.482m3/s
③按工作面温度计算：
Q采＝60×
Vc×
Sc×
Ki＝60×
＝min＝s；
式中Qc——回采工作面实际需要的风量，m3/s；
Vc——回采工作面适宜风速，取1.2m/s；
Sc——回采工作面的平均净断面，5.12m2；
Ki——工作面长度系数，取。
④按一次爆破最大火药量计算：
Q采=Ac×
b/（t×
c）＝10×
（20×
＝250m3/min＝s
式中Ac——采煤工作面一次爆破最大火药量，10kg；
b——每千克火药爆破后生成的当量CO的量，按照火药爆破后的有毒气体国家标准取kg；
t——通风时间，取20min；
c——爆破经通风后，允许工人进入工作面工作的CO浓度，取0.02%。
⑤按风速进行验算：
按最低风速验算：
Q采≥15×
S采＝15×
＝76.8m3/min＝1.28m3/s；
按最大风速验算：
Q采≤240×
S采＝240×
＝1228.8m3/min＝20.48m3/s；
按照以上几种方式计算取其中最大值，采煤工作面风量取最大值s。
二、掘进工作面需风量计算。
煤巷、半煤岩和岩巷掘进工作面实际需要风量，按照瓦斯、二氧化碳涌出量，火药用量，同时工作的最多人数，局部通风机的实际吸风量等因素别离计算，并选取最大值。
（1）按沼气涌出量计算
Q掘＝100×
T×
K掘/（24×
60）
＝100×
（24×
＝min＝s
式中 T——掘进面日掘进煤量，d；
q瓦——掘进工作面二氧化碳相对涌出量，0.46m3/t；
K掘——二氧化碳涌出不均匀的风量备用系数，取。
（2）按一次爆破最大火药量计算
Q采＝Ac×
c）＝4×
＝100m3/min＝1.67m3/s
式中 Ac——掘进工作面一次爆破最大火药量，4kg；
b——每千克火药爆破后生成的当量CO的量，按照火药爆破后的有毒气体国家标准取kg；
t——通风时间，取20min；
c——爆破经通风后，允许工人进入工作面工作的CO浓度，取%。
（3）按局部扇风机的实际风量计算
掘进面配备1台FBD№2×
局部扇风机，局部扇风机供风量为250～150m3/min；
Q掘=Qf×
I×
kf
式中Qf——掘进面局部通风机额定风量，150m3/min；
I——掘进面同时运转的局部通风机台数，1台；
kf——为避免局部通风机吸循环风的风量备用系数，取。
Q掘=160×
1×
=192m3/min=3.2m3/s
（4）按掘进工作面同时工作的最多人数计算
Q掘＝4×
N＝4×
5＝20m3/min＝0.33m3/s
式中 Q掘——掘进工作面实际需要的风量，m3/s；
N——掘进工作面同时工作的最多人数，5人。
（5）按风速进行验算
最低风速：
Q掘≥15×
S掘＝15×
最高风速：
Q掘≤240×
S掘＝240×
＝1512m3/min＝s
通过以上计算，掘进工作面实际需要的风量取最大值s。
（6）按掘进工作面温度和火药量验算：
掘进工作面温度和火药量
炸药量/KG
∠5
5～20
>
20
温度/℃
16以下
16～22
23～26
需要风量/m3·
min-1
50
60
80
100
温度为16～22℃、火药量在5kg以上时风量为1m3/s。
（7）按有害气体浓度验算：
回风流中瓦斯或二氧化碳不得超过1％，即
Q=P瓦/Q掘≤1％
Q—掘进工作面需要风量，m3/min；
P瓦—瓦斯绝对涌出量，m3/min；
取P瓦＝0.35m3/min。
则Q掘≥P瓦/1％==35m3/min
掘进工作面需要风量s知足以上4个条件,通过上述计算及风速验算掘进工作面风量取Q掘=s
⑥局扇选型：
选用FBD№2×
型对旋式局部通风机,功率11KW，有效风量250-150m3/min，配风筒直径500mm，通风距离500～1000m为工作面的风机，可以知足本工作面的通风需要。
所以选用FBD№2×
型对旋式局部通风机。
3、井下独立通风硐室所需风量计算：
井下的机电硐室均采用矿井总风压通风。
取2m3/s
矿井总风量的肯定：
按照矿井的实际通风能力，矿井的总进风量按掘进、硐室及其他地址实际需要风量的总和计算：
Q矿井=+×
2+×
=18.25m3/s
矿井总进风量取s。
第四章矿井风量分派、风压及等积孔
一、分派风量
经计算可肯定矿井总风量为Q矿井=1095m3/min。
因采用分步计算法计算矿井总风量，井下总风量扣除采煤、掘进工作面的风量，剩余风量全数算到其他用风巷道。
井下各点用风量分派如下：
矿井风量分派
回采工作面：
s；
掘进工作面：
硐室其它地址：
m3/s。
风速校核：
当风量分派到各巷道用风点时，必需对各个巷道的风速进行校核，本设计风量分派后，井下各地址的风速经验算均符合要求。
见下表4-1
4—1井巷风速验算表
井巷名称
风速
（m/s）
《煤矿安全规程》允许风量
最低
最高
8
回采工作面
1．05
A404掘进工作面
4
15
二、矿井通风总阻力计算及等积孔
（一）、矿井通风总阻力的计算原则：
一、矿井通风的总阻力，不该超过2940Pa。
二、矿井井巷的局部阻力，新建矿井（包括扩建矿井独立通风的扩建区），宜按井巷磨擦阻力的10%计算，改扩建矿井宜按井巷磨擦阻力的15%计算。
（二）、矿井通风总阻力计算：
矿井通风总阻力是指风流由进风井口起，到回风井口止，沿一条通路（风流线路），各个分支的摩擦阻力和局部阻力的总和，简称矿井通风总阻力，用hm表示。
在矿井通风系统总阻力最小时称通风容易时期，通风系统总阻力最大时称为通风困难时期，按照通风容易时期，通风困难时期别离计算出容易和困难时期的总摩擦阻力hfe和hfd，再乘以（扩建矿井乘以后，得两个时期的矿井总阻力hme和hmd；
矿井通风容易时期的总阻力：
hme=（）hfe
矿井通风困难时期的总阻力：
hmd=（）hfd
式中hf按下式计算：
Hf=Σni=1hfi
Hfi=aliuiQi/si3
式中hme——矿井通风容易时期的总阻力，pa，
Hmd——矿井通风困难时期的总阻力，pa，
hfe———矿井通风容易时期的总摩擦阻力，Pa
hffd————矿井通风困难时期的总摩擦阻力，Pa
hfi—————矿井下第i巷道的摩擦阻力，Pa
ai——矿井下第i巷道的井巷摩檫阻力系数，m4
Li——矿井下第i巷道的井行长度，m
Ui——矿井下第i巷道的井巷的净断面面积，m2
Qi2——矿井下第i巷道的井巷的净断面面积，m2
Si3——矿井下第i巷道的井巷的风量，m3/s
矿井通风容易时期，困难时期的矿井通风总阻力的计算见《矿井通风阻力计算表》。
矿井通风容易时期总阻力计算表
时期
井巷区段序号
井巷
支护
形式
摩擦阻力系数
m4
L
（m）
U
S
（m2）
S3
（m2）3
R摩
（千缪）
Q
（m3/s）
Q2
（m3/s）2
V
h摩
（毫米水柱）
备注
容易
1-2
2-3
3-4
150
4-5
29．16
5-6
160
9
6-7
A405运输顺槽
900
7-8
A405回风顺槽
800
8-9
9-10
780
10-1
∑摩=×
=
矿井通风困难时期总阻力计算表
困难
1500
悬移支架
45
A405掘进
200
三、计算等积孔及通风难易程度计算。
一、计算等积孔
用矿井总风阻来表示矿井通风难以程度，不够形象，且单位又复杂。
因此，常常利用矿井等及孔作为衡量矿井通风难以程度的指标，矿井等积孔按下式计算：
A=，m2
Rm=hme/Q2,Ns2/m8
式中:
hme—矿井通风总阻力,Pa
Rm—矿井总风阻NS2/m8
A—矿井等积孔m2
Q—矿井总风量m2/s
矿井通风容易时期:
Rm=hme/Q2,Ns2/m8
=2/m8
Ae=,m2
=1.33m2
矿井通风困难时期:
Rm=hmd/Q2,N2s/m8
Ad=,m2
=㎡
二、矿井通风难易程度评价
按照矿井总风阻或等积孔，通常把矿井按通风难易程度分为三级，如
4—3所列
矿井通风难易程度
矿井总风阻（Rm）Ns2/m8
等积孔（A）㎡
<
2
中等
—
1--2
1>
1
矿井通风容易时期的等积孔为Ae=㎡
按照上表4—3可肯定本矿井通风难易程度为：
矿井通风困难时期的等积孔为Ad=㎡
中等。
第五章通风设备及反风
一、选择矿井通风设备
矿井通风设备是指主要通风和电动机。
一、矿井通风设备的要求
（1）矿井必需装设两台同样能力的主通风设备,其中一套备用。
（2）选择通风设备应知足第一开采水平各个时期工况转变，并使通风设备长期高效率运行，当工矿转变较大时，按照矿井分起时间及接通情况，应分期选择电动机。
（3）通风机的能力应留有必然余量，轴流式通风机在最大设计负压和风量时，轮叶运转角度应比允许范围小5°
离心式通风机的选型设计转速不宜大于允许最高转速的90％。
（4）进、出风井井口高差在150m以上或进出风井井口标高相同。
但井深400m以上时，宜计算矿井的自然风压。
矿井通风机必需知足在其服务期间,知足矿井通风最困难期和通风最容易期的通风要求,一般按照两年时期的通风机风压和风量来按通风机的个体特性曲线选择风机.
二、计算通风机风量Qf
考虑到通风机的外部漏风因素，主要的风量可用下式计算：
Q通=K外·
Q总m3/min
K外-外部漏风系数，抽出式通风时，K外=出风井无提升任务时取,有提升时取
Q通=×
1017=1067.85m3/min
3、计算通风机风压
通风机全压Htd和矿井自然风压HN一路作用，克服矿井通风系统的总阻力hm通风机附属装置（风洞和扩散器）的阻力hm及扩散器出口能量损失hvd。
当自然风压与通风机风压作用相同时取“—”自然风压与通风机风压作用相反时取“+”按照提供的通风机性能曲线可求出通风机风压。
Htd=hm+hd+hvd±
Hn
通常离心式通风机提供的大多是全压曲线，而轴流式通风机提供的大多是静压曲线，因此，对抽出式通风矿井轴流式通风机：
容易时期
Hsdmin=hm+hd-hn=+10-2=
困难时期
Hsdmax=hm+hd-hn=+10+2=
通风容易时间为使自然风压与通风机风压作用相面时，通风机有较高的效率，故从通风系统阻力中减去自然风压hn；
通风困难时，为使自然风压与通风机压作用反相时，通风性能力知足，故通风系统阻力中加上自然风压hn。
4、初选通风机
按照计算的矿井通风容易时期通风机的Qf、Hsdmin和矿井通风困难时期通风机的Qf、Hsdmax在通风机特性曲线上，选出知足矿井通风要求的通风机。
本矿井现选用FBCZ№12A型矿用轴流式风机。
风机叶轮直径，风量900～2160m3/min，风压200-1050Pa。
叶片角度在20°
—35°
之间持续可调，转数n=1450r/min，配套电动机型号为：
YBFe225M-4，额定功率37KW，额定电压380V。
五、电动机的选择
（1）通风机输入功率按通风容易及困难时期，别离计算通风机需输入功率Nmin、Nmax
Nmin=
QfHsdmin
1000ηs
=×
/（1000×
Nmax
ax=
式中Nmin、Nmax别离为矿井通风容易时期和通风困难时期通风机的输入功率，KW。
ηs—通风机的静压效率。
（2）电动机的台数及种类
当Nmin≥时，可选一台电动机，电动机的功率为：
Ne=Nmax·
Ke/（ηeηtr）
当Nmin≤时，可选两台电动机，电动机的功率为：
初期Ne=·
后期Ne=Nmax·
式中Ke—电动机容量备用系数，Ke=—；
ηe—电动机功率，ηe=—；
ηtr—传动功率，电动机与通风机直联时，ηtr=1；
皮带传动时ηtr=。
本设计Nmin≥时，可选一台电动机，电动机的功率为：
Ke/（ηeηtr）=×
/×
矿井现利用的主要通风机的配套电机功率为37KW，可以知足通风系统的要求。
电动机功率≤KW时，宜选用异步电动机。
电动机功率在400—500KW以上时宜选用同步电动机，长处是在低负荷运转时，可用来改善电网功率因数，使矿井经济用电，缺点是这种电动机的购买和安装费高。
二、反风
一、反风方式
反风时回风井变成进风井，风流方向为斜风井-集中回风巷-回风石门-回风顺槽-采煤工作面-运输顺槽-+1493水平车场-主斜井-地面。
二、反风设施
反风设施主如果地面防爆门，反风时必需要将防爆门插好，不能打开。
风机电动机反转，压入式通风。
风机在正常情况下，反风风量为正常风量时的50—60%以上，操作时间小于10min.
主风机房、安全出口、回风巷等处设置闸门、反向风门等设施，避免反风时风流短路、漏风。
第六章供热风系统设计
为确保矿井冬季生产安全，进风井井筒必需进行空气加热，以保证进风井口以下的空气温度在2℃以上，故在进风井井口周围设置热风炉室，加热后的空气送入主进风井中。
热风炉的选型：
一、计算需要加热的风量L：
L=L’（tm-to）/（tk-to）（m3/s）
[2-（-32）]/[50-（-32）]
=2.03m3/s
注：
L’—井筒或平硐的总进风量，m3/s；
本设计取L’=
tm—冷风与热风混合后的温度，规定为2℃；
to—本地大气冬季最低气温，本设计取-32℃；
tk—热风的温度，本设计取50℃。
二、对进风加热所需热量Qh计算：
Qh=CPL’Pm（tm-to）×
60×
60KJ/h
=×
[2-（-32）]
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