1、礦井通風(fēng)課程設(shè)計 姓名： 專業(yè)： 通風(fēng)與安全 日期： 目錄 前言（一）礦井概況（二）擬定礦井通風(fēng)系統(tǒng)（三）礦井總風(fēng)量計算與分配1、礦井需風(fēng)量計算原則2、礦井需風(fēng)量計算方法3、礦井總風(fēng)量的分配（四）礦井通風(fēng)總阻力計算1、礦井通風(fēng)總阻力計算的原則2、礦井通風(fēng)總阻力的計算方法3、繪制礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖（五）選擇礦井通風(fēng)設(shè)備1、選擇礦井通風(fēng)設(shè)備的要求2、主要通風(fēng)機(jī)的選擇（六）通風(fēng)耗電費(fèi)用概算1、主要通風(fēng)機(jī)的耗電量2、局部通風(fēng)機(jī)的耗電量3、通風(fēng)總耗電量4、噸煤通風(fēng)耗電量5、噸煤通風(fēng)耗電成本（七）礦井通風(fēng)系統(tǒng)評述1、系統(tǒng)的合理性 2、阻力分布的合理性3、主要通風(fēng)機(jī)工作的安全性、經(jīng)濟(jì)性前言礦井通風(fēng)設(shè)計是學(xué)完礦井

2、通風(fēng)課程后學(xué)生理論聯(lián)系實際的重要實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是對學(xué)生進(jìn)行的一次綜合性專業(yè)設(shè)計訓(xùn)練。通過課程設(shè)計使學(xué)生獲得以下幾個方面能力，為畢業(yè)設(shè)計打下基礎(chǔ)。1、進(jìn)一步鞏固和加深我們所學(xué)礦井通風(fēng)理論知識，培養(yǎng)我們設(shè)計計算、工程繪圖、計算機(jī)應(yīng)用、文獻(xiàn)查閱、運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范、報告撰寫等基本技能。2、培養(yǎng)學(xué)生實踐動手能力及獨(dú)立分析和解決工程實際的能力。3、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、嚴(yán)肅認(rèn)真的治學(xué)態(tài)度和理論聯(lián)系實際的工作作風(fēng)。依照老師精心設(shè)計的題目，按照大綱的要求進(jìn)行，要求我們在規(guī)定的時間內(nèi)獨(dú)立完成計算，繪圖及編寫說明書等全部工作。設(shè)計中要求嚴(yán)格遵守和認(rèn)真貫徹煤炭工業(yè)設(shè)計政策、煤礦安全規(guī)程、煤礦工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范以及國家制定的

3、其它有關(guān)煤炭工業(yè)的方針政策，設(shè)計力爭做到分析論證清楚，論據(jù)確鑿，并積極采用切實可行的先進(jìn)技術(shù)，力爭使自己的設(shè)計達(dá)到較高水平，但由于本人水平有限，難免有疏漏和錯誤之處，敬請老師指正。（一）礦井基本概況1、煤層地質(zhì)概況 單一煤層，傾角25，煤層厚4m，相對瓦斯涌出量為13m3/t,煤塵有爆炸危險。2、井田范圍 設(shè)計第一水平深度140m，走向長度7200m，雙翼開采，每翼長3600m。3、礦井生產(chǎn)任務(wù) 設(shè)計年產(chǎn)量為0.6Mt，礦井第一水平服務(wù)年限為23a。4、礦井開拓與開采 用豎井主要石門開拓，在底板開圍巖平巷，其開拓系統(tǒng)如圖1-1所示。擬采用兩翼對角式通風(fēng)，在7、8兩采區(qū)中央上部邊界開回風(fēng)井，其采

4、區(qū)劃分見圖1-2。采區(qū)巷道布置見圖1-3。全礦井有2個采區(qū)同時生產(chǎn)，分上、下分層開采，共有4個采煤工作面，1個備用工作面。為準(zhǔn)備采煤有4條煤巷掘進(jìn)，采用4臺局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)，不與采煤工作面串聯(lián)。井下同時工作的最多人數(shù)為380人。回采工作面最多人數(shù)為38人，溫度t=20，瓦斯絕對涌出量為3.2m3/min,放炮破煤，一次爆破最大炸藥量為2.4kg。有1個大型火藥庫，獨(dú)立回風(fēng)。5、開拓系統(tǒng)圖、采區(qū)布置圖、巷道布置圖、以及井巷尺寸及其。圖1-1 開拓系統(tǒng)圖圖1-3 巷道布置圖圖1-2 采區(qū)布置圖附表1-1 井巷尺寸及其支護(hù)情況區(qū)段井巷名稱井巷特征及支護(hù)情況巷長m斷面積m212副井兩個罐籠，有梯子間，風(fēng)

5、井直徑D=5m24023主要運(yùn)輸石門三心拱，混凝土碹，壁面抹漿1209.534主要運(yùn)輸石門三心拱，混凝土碹，壁面抹漿809.545主要運(yùn)輸巷三心拱，混凝土碹，壁面抹漿4507.056運(yùn)輸機(jī)上山梯形水泥棚1357.067運(yùn)輸機(jī)上山梯形水泥棚1357.078運(yùn)輸機(jī)順槽梯形木支架d=22cm，=24204.889聯(lián)絡(luò)眼梯形木支架d=18cm，=4304.0910上分層順槽梯形木支架d=22cm，=2804.81011采煤工作面采高2m控頂距24m，單體液壓，機(jī)采1106.01112上分層順槽梯形木支架d=22cm，=2804.81213聯(lián)絡(luò)眼梯形木支架d=18cm，=4304.01314回風(fēng)順槽梯形

6、木支架d=22cm，=24204.81415回風(fēng)石門梯形水泥棚307.51516主要回風(fēng)道三心拱，混凝土碹，壁面抹漿27007.51617回風(fēng)井混凝土碹（不平滑），風(fēng)井直徑D=4m70（二）擬定礦井通風(fēng)系統(tǒng)礦井開拓采用立井開拓方式，礦井通風(fēng)采用兩翼對角式通風(fēng)方式。礦井主要進(jìn)風(fēng)井為位于井田中央的副井，礦井主要回風(fēng)井位于第七采區(qū)和第八采區(qū)的上部邊界。礦井主要通風(fēng)機(jī)采用抽出式通風(fēng)方式。大巷位置位于負(fù)240米處石門揭煤地帶的巖石巷道中。在第一采區(qū)有一個備用工作面，一個采煤工作面，兩個掘進(jìn)工作面，在第二采區(qū)有兩個采煤工作面，兩個掘進(jìn)工作面所以礦井總共有4個采煤工作面，4個掘進(jìn)工作面。回采工作的采煤方法采

7、用單一走向長壁采煤法，采煤工作面推進(jìn)方向采用后退式，附礦井通風(fēng)系統(tǒng)圖如下： （三）礦井總風(fēng)量計算與分配一、礦井需風(fēng)量計算原則（1）礦井需風(fēng)量應(yīng)按照“由里往外”的計算原則，由采、掘工作面、硐室和其他用風(fēng)地點(diǎn)的實際最大需風(fēng)量總和，再考慮一定的備用風(fēng)量系數(shù)后，計算出礦井總風(fēng)量。（2）按該用風(fēng)地點(diǎn)同時工作的最多人數(shù)計算，每人每分鐘供給風(fēng)量不得少于4 m3。（3）按該用風(fēng)地點(diǎn)風(fēng)流中的瓦斯、二氧化碳和其他有害氣體濃度、風(fēng)速以及溫度等都符合規(guī)程的有關(guān)規(guī)定分別計算，取其最大值。二、礦井需風(fēng)量的計算方法礦井需風(fēng)量按以下方法計算，并取其中最大值。(1)按進(jìn)下同時工作的最多人數(shù)計算Q礦=4NK=43801.15=1

8、748m3/min式中Q礦礦井總需風(fēng)量，m3/min N井下同時工作的最多人數(shù)，人； 4礦井通風(fēng)系數(shù)，包括礦井內(nèi)部漏風(fēng)和分配不均等因素。采用壓入式和中央并列式通風(fēng)時，可取1.201.25;采用對角式或區(qū)域式通風(fēng)時，可取1.101.15。上述備用系數(shù)在礦井產(chǎn)量T0.90Mt/a時取大值。（2）按采煤、掘進(jìn)、硐室等處實際需風(fēng)量計算采煤工作面需風(fēng)量計算采煤工作面的需風(fēng)量應(yīng)按下列因素分別計算，并取其中最大值。1、按瓦斯（二氧化碳）涌出量計算：Q采=100Q瓦K瓦=1003.21.6=512m3/min式中Q采采煤工作需要風(fēng)量，m3/min； Q瓦采煤工作面瓦斯（二氧化碳）絕對涌出量，m3/min；K瓦

9、采煤工作面因瓦斯（二氧化碳）涌出量不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)，即該工作面炮采工作面可取1.42.0;水采工作面可取2.03.0。生產(chǎn)礦井可根據(jù)各個工作面正常生產(chǎn)條件時，至少進(jìn)行五晝夜的觀測，得出五個比值，取其最大值。2、按工作面進(jìn)風(fēng)流溫度計算；采煤工作面應(yīng)有良好的氣候條件，其進(jìn)風(fēng)流溫度可根據(jù)風(fēng)流溫度預(yù)測方法進(jìn)行計算。其氣溫與風(fēng)速應(yīng)符合表1的要求表3-1采煤工作面空氣溫度與風(fēng)速對應(yīng)表采煤工作面進(jìn)風(fēng)流氣溫/采煤工作面風(fēng)速/（m/s）1515181820202323260.30.50.50.80.81.01.01.51.51.8采煤工作面的需風(fēng)量按下式計算：Q采=60v采S采K采，m3/min=601.0

10、61=360 m3/min 式中v采采煤工作面適宜風(fēng)速，m/s S采采煤工作面平均有效斷面積，按最大和最小控頂有效斷面積的平均值計算； K采采煤工作面長度風(fēng)最系數(shù)，按表2先取表3-2 采煤工作面長度風(fēng)量系數(shù)表采煤工作面長度/m工作面長度風(fēng)量系數(shù)505080801201201501501801800.80.91.01.11.21.301.403、按炸藥使用量計算：Q采=25A采，m3/min=252.4=60 m3/min式中25每使用1kg炸藥的供風(fēng)量，m3/minA采采煤工作面一次爆破使用的最大炸藥量，kg4、按工作人員數(shù)量計算：Q采=4n采，m3/min=438=152 m3/min式中4

11、每人每分鐘供給的最低風(fēng)量，m3/minn采采煤工作面同時工作的最多人數(shù)，人。5、按風(fēng)速驗算：按最低風(fēng)速驗算各個采煤工作面的最小風(fēng)量：Q采600.25S采，m3/min =600.256=90 m3/min按最高風(fēng)速驗算各個采煤工作面的最大風(fēng)量：Q采604S采，m3/min =6046=1440 m3/min掘進(jìn)工作面需風(fēng)量計算煤巷、半煤巖巷和巖巷掘進(jìn)工作面的需風(fēng)量，應(yīng)按下列因素分別計算，取其最大值。1、按瓦斯（二氧化碳）涌出量計算：Q掘=100Q瓦K瓦=1001.22=240 m3/min2、按炸藥量使用最計算：Q掘=25A掘，m3/min=252.4=60 m3/min3、按局部通風(fēng)機(jī)吸風(fēng)量

12、計算：Q掘=Q通IK通，m3/min=20011.3=260 m3/min式中Q通掘進(jìn)工作面局部通風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量（表3），I掘進(jìn)工作面同時運(yùn)轉(zhuǎn)的局部通風(fēng)機(jī)臺數(shù)，臺：K通防止局部通風(fēng)機(jī)吸循球風(fēng)的風(fēng)量備用系數(shù)，一般取1.21.3,進(jìn)風(fēng)巷中無瓦斯涌出時取1.2，有瓦斯涌出時取1.3。表3-3 局部通風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量Q通風(fēng)機(jī)型號額定風(fēng)量/（m3/min）JBT-51（5.5KW）JBT-52(11KW)JBT-61(14KW)JBT-62(28KW)1502002503004、按工作人員數(shù)量計算：Q掘=4n掘，m3/min=415=60 m3/min5、按風(fēng)速進(jìn)行驗算；巖巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量應(yīng)滿足：600.1

13、5S掘Q掘604S掘 由上式得43.2 m3/minQ掘1152 m3/min煤巷、半煤巖巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量應(yīng)滿足：600.25S掘Q掘604S掘 =72 m3/minQ掘1152 m3/min根據(jù)上面的計算掘進(jìn)工作面的風(fēng)量應(yīng)取其最大值。Q掘=260 m3/min72 m3/minQ掘1152 m3/min所以，Q掘=260 m3/min符合上述要求。硐室需風(fēng)量各個獨(dú)立通風(fēng)的硐室供風(fēng)量，應(yīng)根據(jù)不同的硐室分別計算。1、井下爆破材料庫按經(jīng)驗值計算，小型礦井一般80100m3/min，大型礦井一般100150m3/min。2、充電硐室通常充電硐室的供風(fēng)量不得小于100m3/min。3、機(jī)電硐室采區(qū)小

14、型機(jī)電硐室，可按經(jīng)驗值確定風(fēng)量，一般為6080m3/min。表3-4 機(jī)電硐室發(fā)熱系數(shù)表機(jī)電硐室名稱發(fā)熱系數(shù)（）空氣壓縮機(jī)房水泵房變電所、絞車房0.150.230.010.040.020.044、其它巷道需風(fēng)量計算新建礦井，其他用風(fēng)巷道的總風(fēng)量難以計算時，也可按采煤，掘進(jìn)，硐室的需風(fēng)量總和的3%5%估算。5、礦井總風(fēng)量計算； =4066 m3/min。通過計算所得；礦井總風(fēng)量為4066 m3/min礦進(jìn)總風(fēng)量的分配（1）分配原則 礦井總風(fēng)量確定后，分配到各用風(fēng)地點(diǎn)的風(fēng)量，應(yīng)不得低于其計算的需風(fēng)量；所有巷道都應(yīng)分配一定的風(fēng)量；分配后的風(fēng)量，應(yīng)保證井下各處瓦斯及有害氣體濃度、風(fēng)速等滿足規(guī)程的各項要

15、求。（2）分配的方法 首先按照采區(qū)布置圖，對各采煤、掘進(jìn)工作面、獨(dú)立回風(fēng)硐室按其需風(fēng)量配給風(fēng)量，余下的風(fēng)量按采區(qū)產(chǎn)量、采掘工作面數(shù)目、硐室數(shù)目等分配到各采區(qū)，再按一定比例分配到其它用風(fēng)地點(diǎn)，用以維護(hù)巷道和保證行人安全。風(fēng)量分配后，應(yīng)對井下各通風(fēng)巷道的風(fēng)速進(jìn)行驗算，使其符合規(guī)程對風(fēng)速的要求。（四）礦井通風(fēng)總阻力計算一、礦井通風(fēng)總阻力的計算原則（1）如果礦井服務(wù)年限不長（1020年），選擇達(dá)到設(shè)計產(chǎn)量后通風(fēng)容易和困難兩個時期分別計算其通風(fēng)阻力；若礦井服務(wù)年限較長（3050年），只計算前1525年通風(fēng)容易和困難兩個時期的通風(fēng)阻力。為此，必須先給出這兩個時期的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖。（2）通風(fēng)容易和通風(fēng)困難兩個時

16、期總阻力的計算，應(yīng)沿著這兩個時期的最大通風(fēng)阻力風(fēng)路，分別計算各段井巷的通風(fēng)阻力，然后累加起來，作為這兩個時期的礦井通風(fēng)總阻力。最大通風(fēng)阻力風(fēng)路可根據(jù)風(fēng)量和巷道參數(shù)（斷面積、長度等）直接判斷確定，不能直接確定時，應(yīng)選幾條可能最大的路線進(jìn)行計算比較。（3）礦井通風(fēng)總阻力不應(yīng)超過2940Pa（4）礦井井巷的局部阻力，新建礦井（包括擴(kuò)建礦井獨(dú)立通風(fēng)的擴(kuò)建區(qū)）宜按井巷摩擦阻力的10%計算；擴(kuò)建礦井宜按井巷摩擦阻力的15%計算。二、礦井通風(fēng)總阻力的計算方法沿礦井通風(fēng)容易和困難兩個時期通風(fēng)阻力最大的風(fēng)路（入不敷出 風(fēng)井口到風(fēng)硐之前），分別用下式計算各段井巷的磨擦阻力；將各段井巷的磨擦阻力累加后并乘以考慮局部

17、阻力的系數(shù)即為兩個時期的井巷通風(fēng)總阻力。即兩個時期的摩擦阻力可按表4-1進(jìn)行計算。 表4-1 礦井通風(fēng)（容易）時期井巷磨擦阻力計算表節(jié)點(diǎn)序號巷道名稱支護(hù)形式/(Ns2/m4)L/mU/mS/m2S3/m6R/(Ns2/m8)Q/(m3/s)Q2/(m6/s2)h摩/Pav/(m/s)1副井兩個罐籠，有梯子間，0.003724015.719.6257558.380.00184452267.76674592.33 8.47 3.452主要運(yùn)輸石門三心拱，混凝土碹，壁面抹漿0.003412011.879.5857.380.00564855764.76674194.73 23.69 6.823主要運(yùn)輸

18、石門三心拱，混凝土碹，壁面抹漿0.00348011.879.5857.380.00376570563.13981.61 14.99 6.644主要運(yùn)輸巷三心拱，混凝土碹，壁面抹漿0.003445010.1973430.04545393637.70011421.30 64.60 5.395運(yùn)輸機(jī)上山梯形水泥棚0.0113511.0173430.04333381937.70011421.30 61.59 5.396運(yùn)輸機(jī)上山梯形水泥棚0.01213511.0173430.05200058329.0335842.94 43.83 4.157運(yùn)輸機(jī)順槽梯形木支架d=22cm,=20.01194209.

19、114.8110.590.41171697320.5002420.26 173.03 4.278聯(lián)絡(luò)眼梯形木支架d=18cm,=40.0158308.324640.0616210.2501105.06 6.47 2.569上分層順槽梯形木支架d=22cm,=20.0119809.114.8110.590.0784222810.2501105.06 8.24 2.1410采煤工作面采高難度2m控頂距2-4m,單體液壓，機(jī)采0.0471109.5562160.22858101910.2501105.06 24.02 1.7111上分層順槽梯形木支架d=22cm,=20.0119809.114.81

20、10.590.0784222810.2501105.06 8.24 2.1412聯(lián)絡(luò)眼梯形木支架d=18cm,=40.0158308.324640.0616210.2501105.06 6.47 2.5613回風(fēng)順槽梯形木支架d=22cm,=20.01194209.114.8110.590.41171697320.5002420.26 173.03 4.2714回風(fēng)石門梯形水泥棚0.013011.397.5421.880.0080994642.36681794.95 14.54 5.6515主要回風(fēng)道三心拱，混凝土碹，壁面抹漿0.0035270010.547.5421.880.23609320

21、242.36681794.95 423.77 5.6516回風(fēng)井混凝土碹（不平滑），風(fēng)井直徑d=4m0.00397012.5612.561981.390.00173054342.36681794.95 3.11 3.3717單翼總風(fēng)阻1058.10 18礦井總風(fēng)阻2116.20 （1）計算礦井通風(fēng)容易時期的通風(fēng)總阻力 表4-2 礦井通風(fēng)（困難）時期井巷磨擦阻力計算表節(jié)點(diǎn)序號巷道名稱支護(hù)形式/(Ns2/m4)L/mU/mS/m2S3/m6R/(Ns2/m8)Q/(m3/s)Q2/(m6/s2)h摩/Pav/(m/s)1副井兩個罐籠，有梯子間，0.003724015.719.6257558.380

22、.0018 67.76674592.33 8.47 3.452主要運(yùn)輸石門三心拱，混凝土碹，壁面抹漿0.003412011.879.5857.380.0056 64.76674194.73 23.69 6.823主要運(yùn)輸石門三心拱，混凝土碹，壁面抹漿0.00348011.879.5857.380.0038 63.13981.61 14.99 6.644主要運(yùn)輸巷三心拱，混凝土碹，壁面抹漿0.0034315010.1973430.3182 37.70011421.30 452.22 5.395運(yùn)輸機(jī)上山梯形水泥棚0.0113511.0173430.0433 37.70011421.30 61.5

23、9 5.396運(yùn)輸機(jī)上山梯形水泥棚0.01213511.0173430.0520 29.0335842.94 43.83 4.157運(yùn)輸機(jī)順槽梯形木支架d=22cm,=20.01194209.114.8110.590.4117 20.5002420.26 173.03 4.278聯(lián)絡(luò)眼梯形木支架d=18cm,=40.0158308.324640.0616 10.2501105.06 6.47 2.569上分層順槽梯形木支架d=22cm,=20.0119809.114.8110.590.0784 10.2501105.06 8.24 2.1410采煤工作面采高難度2m控頂距2-4m,單體液壓，機(jī)

24、采0.0471109.5562160.2286 10.2501105.06 24.02 1.7111上分層順槽梯形木支架d=22cm,=20.0119809.114.8110.590.0784 10.2501105.06 8.24 2.1412聯(lián)絡(luò)眼梯形木支架d=18cm,=40.0158308.324640.0616 10.2501105.06 6.47 2.5613回風(fēng)順槽梯形木支架d=22cm,=20.01194209.114.8110.590.4117 20.5002420.26 173.03 4.2714回風(fēng)石門梯形水泥棚0.013011.397.5421.880.0081 42.36681794.95 14.54 5.6515主要回風(fēng)道三心拱，混凝土碹，壁面抹漿0.0035010.547.5421.880.0000 42.36681794.95 0.00 5.6516回風(fēng)井混凝土碹（不平滑），風(fēng)井直徑d=4m0.00397012.5612.561981.390.0017 42.36681794.95 3.11 3.3717單翼總風(fēng)阻130018礦井總風(fēng)阻2600 (2)礦井通風(fēng)困難時期通風(fēng)總阻力（五）選擇礦井通風(fēng)設(shè)備一、選擇礦井通風(fēng)設(shè)備的基本要求（1）、礦