煤矿矿井通风系统的设计.doc

煤矿矿井通风系统的设计.doc

《煤矿矿井通风系统的设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《煤矿矿井通风系统的设计.doc（31页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

-摘要

本设计煤矿矿井通风系统的设计是新建矿井，在本井田范围内，地质条件简单，涌水量和瓦斯涌出量大，有突出危险，设计年产量0.6Mt/a，矿井第一水平服务年限为23a。

本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。

矿井主要通风机采用抽出式通风方式。

矿井布置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。

矿井总进风量为78m3/s，通风容易时期总阻力为2327.82Pa，通风困难时期期总阻力为2860Pa，通风机选用2k60NO18型抽出式轴流风机4台，2台工作，2台备用。

选用电动机的功率为133KW。

矿井在通风容易时期等积孔为1.92m2,通风困难时期等积孔为1.74m2,均属中阻力矿井。

本设计充分结合实际情况，积极采用切实可行的先进技术，为整个井田的安全生产奠定了良好的基础。

关键词：

矿井通风、风量、通风机、费用

目录

前言 1

1矿井通风系统的确定 2

1.1概述 2

1.2矿井通风系统 2

2矿井风量计算及确定 6

2.1采煤工作面需风量的计算 6

2.2矿井风量的分配 10

3矿井通风阻力计算 10

3.1绘制通风系统图 10

3.2矿井通风总阻力计算 11

4通风机选型 13

4.1自然风压 13

4.2选择主要通风机 13

4.3选择电动机 15

5概算矿井通风费用及评价 16

6矿井灾害防治措施 17

参考文献 19

感谢 20

附表 21

矿井通风学课程设计

前言

《矿井通风》设计是学完《矿井通风》课程后进行，是学生理论联系实际的重要实践教学环节，是对学生进行的一次综合性专业设计训练。

通过课程设计使学生获得以下几个方面能力，为毕业设计打下基础。

1．进一步巩固和加深我们所学矿井通风理论知识，培养我们设计计算、工程绘图、计算机应用、文献查阅、运用标准与规范、报告撰写等基本技能。

2．培养学生实践动手能力及独立分析和解决工程实际的能力。

3．培养学生创新意识、严肃认真的治学态度和理论联系实际的工作作风。

依照老师精心设计的题目，按照大纲的要求进行，要求我们在规定的时间内独立完成计算，绘图及编写说明书等全部工作。

设计中要求严格遵守和认真贯彻《煤炭工业设计政策》、《煤矿安全规程》、《煤矿工业矿井设计规范》以及国家制定的其它有关煤炭工业的方针政策，设计力争做到分析论证清楚，论据确凿，并积极采用切实可行的先进技术，力争使自己的设计达到较高水平，但由于本人水平有限，难免有疏漏和错误之处，敬请老师指正。

1矿井通风系统的确定

1.1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。

1.2矿井通风系统

1.2.1矿井通风方式

根据前述矿井的地质概况，开拓方式及开采方法，提出本矿井前25年左右的矿井通风系统方案为：

中央边界式、两翼对角式和分区对角式。

表1-1通风方式使用条件表

通风方式

图示

适用条件及优缺点

中央边界式

通风阻力较小，内部漏风较小。

工业广场不受主要通风机噪声的影响及回风风流的污染

风流在井下的流动线路为折返式，风流线路长，阻力较大

适用于煤层倾角较小、埋藏较浅，井田走向长度不大，瓦斯与自然发火比较严重的矿井

两翼对角式

风流在井下的流动线路是直向式，风流线路短，阻力小。

内部漏风少中。

安全出口多，抗灾能力强。

便于风量调节，矿井风压比较稳定。

工业广场不受回风污染和通风机噪声的危害

井筒安全煤柱压煤多，初期投资大，投产较晚

煤层走向大于4km，井型较大，瓦斯与发火严重的矿井；或低瓦斯矿井，煤层走向较长，产量较大的矿井

分区式

每个采区有独立通风线，互不影响，便于风量调节，安全出口多，抗灾能力强，建井工期短，初期投资少，出煤快

占用设备多，管理分散，矿井反风困难

煤层埋藏浅，或因地表高低起伏大，无法开掘总回风巷

经过上表的粗略的技术比较，考虑到本矿井为高瓦斯矿井，瓦斯涌出量较大，和粗略的经济比较，所以综上述考虑采用单翼对角式比较合理。

1.2.2采区通风方式

1、确定采区的通风方式并作技术比较

采区应该有足够的供风量，并按需分配到各个采、掘工作面。

为此采区通风系统就满足以下要求：

⑴一个采区，都必须布置回风巷，实行分区通风。

⑵采煤工作面和掘进工作面都应采用独立通风。

⑶采煤工作面和掘进工作面的进风和回风，都不得经过采空区和冒落区。

本矿井各采区设置三条上山即运输机上山、回风上山及轨道上山。

由于本矿井是高瓦斯矿井，瓦斯涌出量较大，为了安全起见，用“品”字形布置三条上山。

即轨道上山、运输机上山进风，回风上山回风。

2、采煤工作面通风方式

确定采煤工作面的通风方式并作技术比较：

工作面的回采顺序有前进式和后退式，前进式与后退式相比，回采时不用提前掘出回采巷道，可以边采边掘，但是回采巷道的上、下顺槽的维护费用多。

并且新鲜风流首先通过采空区，漏风严重，且风流会带着采空区涌出的瓦斯进入工作面，容易使瓦斯超限。

考虑到本矿井是高瓦斯矿井，瓦斯涌出量较大，前进式通风更容易引起瓦斯超限，增加通风管理难度，故考虑采用后退式回采顺序。

由于本矿井的准备巷道是三条上山，故采用U型通风，再加上本矿井的煤层倾角16°，属于中等，并且本矿井瓦斯绝对涌出量为5.65m3/min，属于中等偏上，由于瓦斯比空气轻，为了减少在上隅角产生瓦斯积聚，因此采用上行通风方式。

1.2.3主要通风机工作方法

确定主要通风机的工作方法并做技术比较：

主要通风机的工作方式有抽出式、压入式和压抽混合式

通风方式分为抽出式、压入式和混合式。

采区通风必须满足《煤矿安全规程》的规定。

每一个生产水平和每一个采区，都必须布置回风道，实行分区通风。

回采工作面和掘进工作面都应采用独立通风。

对于煤层倾角大的回采工作面应采用上行通风。

采煤工作面和掘进工作面的进风和回风，都不得经过采空区和冒落区。

表1—2通风方式使用条件

通风方式

图示

适用条件及优缺点

抽出式

是当前常用的通风方式，适应性强，有利于瓦斯管理，适用于矿井走向长，开采面积大的矿井。

井下风流处于负压状态，漏风量小，管理简单。

当有塌陷区或于别的采区沟通时，会把有害气体带到井下，使矿井有效风量减少

压入式

低瓦斯矿的第一水平，矿井地面地形复杂，高差起伏，无法在高山上设置通风机。

总回风巷无法连同或维护困难的条件下。

与抽出的优缺点相反，进风路线漏风大。

管理困难，风阻大，风量调节困难。

井下风流处于正压状态，通风机停止运转时，采空区瓦斯会涌向工作面。

混合式

可产生较大的通风阻力，适应大阻力矿井，但通风管理困难，一般新建矿井和高瓦斯矿井不宜采用。

但是个别用于老井延深或改建的低瓦斯矿井。

抽出式：

主要通风机安设在回风井口，在抽出式主要通风机的作用下，整个矿井通风系统处在低于当地大气压力的负压状态。

当主要通风机因故停止运转时，井下风流的压力提高，比较安全。

压入式：

主要通风机安设在入风井口，在压入式通风机的作用下，整个矿井通风系统处在高于当地大气的正压状态。

在冒落裂隙通达地面时，压入式通风矿井采区的有害气体通过塌陷区向外停止漏出。

当主要通风机运转时，井下风流的压力降低。

采用压入式通风时，须在矿井总进风路线上设置若干通风构筑物，使通风管理难度加大，且漏风严重。

所以，通过比较并且考虑到该矿井为高瓦斯矿井，选择抽出式通风，通风管理较容易，安全可靠性好。

图1-1矿井通风系统图

2矿井风量计算及确定

2.1采煤工作面需风量的计算

1、采煤工作面的风量应按下列因素分别计算，取其最大值

ⅰ按瓦斯涌出量计算（《规程2010》第一百三十六条）

（2-1）

其中：

—第i个采煤工作面需要风量,m3/min;

—第i个采煤工作面瓦斯绝对涌出量，m3/min；

—第i个采煤工作面瓦斯涌出不均匀的风量备用系数，它是该工作面瓦斯绝对涌出量的最大值和平均值的比值。

生产矿井可以根据各工作面正常生产条件时，至少进行5昼夜的观测，得出5个值，取其最大值。

通常机采工作面取=1.2~1.6；炮采工作面取=1.4~2.0；水采工作面取=2.0~3.0。

综合考虑取1.3

ⅱ按工作面进风流温度计算

回采工作面应有良好的气候条件，其气温和风速的关系应符合下表的要求。

　表2-1

回采工作面的空气温度（℃）

回采工作面的风速（m/s）

<15

0.3—0.5

15—18

0.5—0.8

18—20

0.8—1.0

20—23

1.0—1.5

23—26

1.5—1.8

（2-2）

其中

—第i个采煤工作面的平均风速，按其进风流温度从上表选，m/s；

—第i个采煤工作面有效通风断面，取最大和最小控顶时有效断面平均值，m2；

—第i个采煤工作面的长度系数，从下表中选择。

　表2-2采煤工作面长度

采煤工作面的长度/m

采煤工作面的长度风量系数

<50

0.8

50—80

0.9

80—120

1.0

120—150

1.1

150—180

1.2

>180

1.3—1.4

ⅲ按使用炸药量计算

（2-3）

其中：

25—每使用1kg炸药的供风量，m3/min；

—第i个采煤工作面一次爆破使用的最大炸药量，kg。

ⅳ按工作人员人数计算

（2-4）

其中：

4—每人每分钟应供给的最低风量，m3/min；

—第i个采煤工作面同时工作的最多人数，个。

ⅴ按风速进行验算（《规程2010》第一百零一条）

按最低风速验算采煤工作面的最小风量：

按最高风速验算采煤工作面的最大风量：

根据风速验算工作面的风量符合要求。

用以上四种方法对采区每个独立通风的回采工作面进行计算，选择最值作为回采工作面所需风量即904m3/min。

备用工作面亦按上述要求，并满