1、礦井通風設計學 院：專業班級：姓 名：學 號：指導老師：目錄 前言（一）、礦井概況（二）、擬定礦井通風系統（三）、礦井總風量計算與分配1、礦井需風量計算原則2、礦井需風量計算方法3、礦井總風量的分配（四）、礦井通風總阻力計算1、礦井通風總阻力計算的原則2、礦井通風總阻力的計算方法3、繪制礦井通風網絡圖（五）、選擇礦井通風設備1、選擇礦井通風設備的要求2、主要通風機的選擇前言礦井通風設計是學完礦井通風課程后進行，是學生理論聯系實際的重要實踐教學環節，是對學生進行的一次綜合性專業設計訓練。通過課程設計使學生獲得以下幾個方面能力，為畢業設計打下基礎。1、進一步鞏固和加深我們所學礦井通風理論知識，培養

2、我們設計計算、工程繪圖、計算機應用、文獻查閱、運用標準與規范、報告撰寫等基本技能。2、培養學生實踐動手能力及獨立分析和解決工程實際的能力。3、培養學生創新意識、嚴肅認真的治學態度和理論聯系實際的工作作風。依照老師精心設計的題目，按照大綱的要求進行，要求我們在規定的時間內獨立完成計算，繪圖及編寫說明書等全部工作。設計中要求嚴格遵守和認真貫徹煤炭工業設計政策、煤礦安全規程、煤礦工業礦井設計規范以及國家制定的其它有關煤炭工業的方針政策，設計力爭做到分析論證清楚，論據確鑿，并積極采用切實可行的先進技術，力爭使自己的設計達到較高水平，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

3、概況1、煤層地質概況 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 設計第一水平深度240m，走向長度7200m，雙翼開采，每翼長3600m。3、礦井生產任務 設計年產量為0.6Mt，礦井第一水平服務年限為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，其開拓系統如圖1-1所示。擬采用兩翼對角式通風，在7、8兩采區中央上部邊界開回風井，其采區劃分見圖1-2。采區巷道布置見圖1-3。全礦井有2個采區同時生產，分上、下分層開采，共有4個采煤工作面，1個備用工作面。為準備采煤有4條煤巷掘進，采用4臺局部通風機通風，不與采煤工

4、作面串聯。井下同時工作的最多人數為380人。回采工作面最多人數為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，獨立回風。5、開拓系統圖、采區布置圖、巷道布置圖、以及井巷尺寸及其。圖1-1 開拓系統圖圖1-3 巷道布置圖圖1-2 采區布置圖附表1-1 井巷尺寸及其支護情況區段井巷名稱井巷特征及支護情況巷長m斷面積m212副井兩個罐籠，有梯子間，風井直徑D=5m24023主要運輸石門三心拱，混凝土碹，壁面抹漿1209.534主要運輸石門三心拱，混凝土碹，壁面抹漿809.545主要運輸巷三心拱，混凝土碹，壁面抹漿4507.056

5、運輸機上山梯形水泥棚1357.067運輸機上山梯形水泥棚1357.078運輸機順槽梯形木支架d=22cm，=24204.889聯絡眼梯形木支架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，機采1106.01112上分層順槽梯形木支架d=22cm，=2804.81213聯絡眼梯形木支架d=18cm，=4304.01314回風順槽梯形木支架d=22cm，=24204.81415回風石門梯形水泥棚307.51516主要回風道三心拱，混凝土碹，壁面抹漿27007.51617回風井混凝土碹（不平滑），風井直徑D=4m7

6、0（二）擬定礦井通風系統(注：這章內容需要加上通風系統方案選擇)礦井開拓采用立井開拓方式，礦井通風采用兩翼對角式通風方式。礦井主要進風井為位于井田中央的副井，礦井主要回風井位于第七采區和第八采區的上部邊界。礦井主要通風機采用抽出式通風方式。大巷位置位于負240米處石門揭煤地帶的巖石巷道中。在第一采區有一個備用工作面，一個采煤工作面，兩個掘進工作面，在第二采區有兩個采煤工作面，兩個掘進工作面所以礦井總共有4個采煤工作面，4個掘進工作面。回采工作的采煤方法采用單一走向長壁采煤法，采煤工作面推進方向采用后退式，附礦井通風系統圖如下： （三）礦井總風量計算與分配一、礦井需風量計算原則（1）礦井需風量應

7、按照“由里往外”的計算原則，由采、掘工作面、硐室和其他用風地點的實際最大需風量總和，再考慮一定的備用風量系數后，計算出礦井總風量。（2）按該用風地點同時工作的最多人數計算，每人每分鐘供給風量不得少于4 m3。（3）按該用風地點風流中的瓦斯、二氧化碳和其他有害氣體濃度、風速以及溫度等都符合規程的有關規定分別計算，取其最大值。二、礦井需風量的計算方法礦井需風量按以下方法計算，并取其中最大值。(1)按進下同時工作的最多人數計算Q礦=4NK=4×380×1.15=1748m3/min式中Q礦礦井總需風量，m3/min N井下同時工作的最多人數，人； 4礦井通風系數，包括礦井內部漏風

8、和分配不均等因素。采用壓入式和中央并列式通風時，可取1.201.25;采用對角式或區域式通風時，可取1.101.15。上述備用系數在礦井產量T0.90Mt/a時取大值。（2）按采煤、掘進、硐室等處實際需風量計算采煤工作面需風量計算采煤工作面的需風量應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=100×3.2×1.6=512m3/min式中Q采采煤工作需要風量，m3/min； Q瓦采煤工作面瓦斯（二氧化碳）絕對涌出量，m3/min；K瓦采煤工作面因瓦斯（二氧化碳）涌出量不均勻的備用風量系數，即該工作面炮采工作面可取1.42.0;

9、水采工作面可取2.03.0。生產礦井可根據各個工作面正常生產條件時，至少進行五晝夜的觀測，得出五個比值，取其最大值。2、按工作面進風流溫度計算；采煤工作面應有良好的氣候條件，其進風流溫度可根據風流溫度預測方法進行計算。其氣溫與風速應符合表1的要求表3-1采煤工作面空氣溫度與風速對應表采煤工作面進風流氣溫/采煤工作面風速/（m/s）1515181820202323260.30.50.50.80.81.01.01.51.51.8采煤工作面的需風量按下式計算：Q采=60v采S采K采，m3/min=60×1.0×6×1=360 m3/min 式中v采采煤工作面適宜風速，m

10、/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最系數，按表2先取表3-2 采煤工作面長度風量系數表采煤工作面長度/m工作面長度風量系數505080801201201501501801800.80.91.01.11.21.301.403、按炸藥使用量計算：Q采=25A采，m3/min=25×2.4=60 m3/min式中25每使用1kg炸藥的供風量，m3/minA采采煤工作面一次爆破使用的最大炸藥量，kg4、按工作人員數量計算：Q采=4n采，m3/min=4×38=152 m3/min式中4每人每分鐘供給的最低風量，m3/m

11、inn采采煤工作面同時工作的最多人數，人。5、按風速驗算：按最低風速驗算各個采煤工作面的最小風量：Q采60×0.25S采，m3/min =60×0.25×6=90 m3/min按最高風速驗算各個采煤工作面的最大風量：Q采60×4S采，m3/min =60×4×6=1440 m3/min掘進工作面需風量計算煤巷、半煤巖巷和巖巷掘進工作面的需風量，應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=100×1.2×2=240 m3/min2、按炸藥量使用最計算：Q掘=25A掘，m3

12、/min=25×2.4=60 m3/min3、按局部通風機吸風量計算：Q掘=Q通IK通，m3/min=200×1×1.3=260 m3/min式中Q通掘進工作面局部通風機額定風量（表3），I掘進工作面同時運轉的局部通風機臺數，臺：K通防止局部通風機吸循球風的風量備用系數，一般取1.21.3,進風巷中無瓦斯涌出時取1.2，有瓦斯涌出時取1.3。表3-3 局部通風機額定風量Q通風機型號額定風量/（m3/min）JBT-51（5.5KW）JBT-52(11KW)JBT-61(14KW)JBT-62(28KW)1502002503004、按工作人員數量計算：Q掘=4n掘，

13、m3/min=4×15=60 m3/min5、按風速進行驗算；巖巷掘進工作面的風量應滿足：60×0.15×S掘Q掘60×4×S掘 由上式得43.2 m3/minQ掘1152 m3/min煤巷、半煤巖巷掘進工作面的風量應滿足：60×0.25×S掘Q掘60×4×S掘 =72 m3/minQ掘1152 m3/min根據上面的計算掘進工作面的風量應取其最大值。Q掘=260 m3/min72 m3/minQ掘1152 m3/min所以，Q掘=260 m3/min符合上述要求。硐室需風量各個獨立通風的硐室供風量，應根

14、據不同的硐室分別計算。1、井下爆破材料庫按經驗值計算，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量不得小于100m3/min。3、機電硐室采區小型機電硐室，可按經驗值確定風量，一般為6080m3/min。表3-4 機電硐室發熱系數表機電硐室名稱發熱系數（）空氣壓縮機房水泵房變電所、絞車房0.150.230.010.040.020.044、其它巷道需風量計算新建礦井，其他用風巷道的總風量難以計算時，也可按采煤，掘進，硐室的需風量總和的3%5%估算。5、礦井總風量計算； =4066 m3/min。通過計算所得；礦井總風量為4066 m3

15、/min礦進總風量的分配（1）分配原則 礦井總風量確定后，分配到各用風地點的風量，應不得低于其計算的需風量；所有巷道都應分配一定的風量；分配后的風量，應保證井下各處瓦斯及有害氣體濃度、風速等滿足規程的各項要求。（2）分配的方法 首先按照采區布置圖，對各采煤、掘進工作面、獨立回風硐室按其需風量配給風量，余下的風量按采區產量、采掘工作面數目、硐室數目等分配到各采區，再按一定比例分配到其它用風地點，用以維護巷道和保證行人安全。風量分配后，應對井下各通風巷道的風速進行驗算，使其符合規程對風速的要求。（四）礦井通風總阻力計算一、礦井通風總阻力的計算原則（1）如果礦井服務年限不長（1020年），選擇達到設

16、計產量后通風容易和困難兩個時期分別計算其通風阻力；若礦井服務年限較長（3050年），只計算前1525年通風容易和困難兩個時期的通風阻力。為此，必須先給出這兩個時期的通風網絡圖。（2）通風容易和通風困難兩個時期總阻力的計算，應沿著這兩個時期的最大通風阻力風路，分別計算各段井巷的通風阻力，然后累加起來，作為這兩個時期的礦井通風總阻力。最大通風阻力風路可根據風量和巷道參數（斷面積、長度等）直接判斷確定，不能直接確定時，應選幾條可能最大的路線進行計算比較。（3）礦井通風總阻力不應超過2940Pa（4）礦井井巷的局部阻力，新建礦井（包括擴建礦井獨立通風的擴建區）宜按井巷摩擦阻力的10%計算；擴建礦井宜按

17、井巷摩擦阻力的15%計算。二、礦井通風總阻力的計算方法沿礦井通風容易和困難兩個時期通風阻力最大的風路（入不敷出 風井口到風硐之前），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阻力的系數即為兩個時期的井巷通風總阻力。即兩個時期的摩擦阻力可按表4-1進行計算。 表4-1 礦井通風（容易）時期井巷磨擦阻力計算表節點序號巷道名稱支護形式/(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，0.003724015.719.6257558.380.00184452267.76

18、674592.33 8.47 3.452主要運輸石門三心拱，混凝土碹，壁面抹漿0.003412011.879.5857.380.00564855764.76674194.73 23.69 6.823主要運輸石門三心拱，混凝土碹，壁面抹漿0.00348011.879.5857.380.00376570563.13981.61 14.99 6.644主要運輸巷三心拱，混凝土碹，壁面抹漿0.003445010.1973430.04545393637.70011421.30 64.60 5.395運輸機上山梯形水泥棚0.0113511.0173430.04333381937.70011421.30 6

19、1.59 5.396運輸機上山梯形水泥棚0.01213511.0173430.05200058329.0335842.94 43.83 4.157運輸機順槽梯形木支架d=22cm,=20.01194209.114.8110.590.41171697320.5002420.26 173.03 4.278聯絡眼梯形木支架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

20、控頂距2-4m,單體液壓，機采0.0471109.5562160.22858101910.2501105.06 24.02 1.7111上分層順槽梯形木支架d=22cm,=20.0119809.114.8110.590.0784222810.2501105.06 8.24 2.1412聯絡眼梯形木支架d=18cm,=40.0158308.324640.0616210.2501105.06 6.47 2.5613回風順槽梯形木支架d=22cm,=20.01194209.114.8110.590.41171697320.5002420.26 173.03 4.2714回風石門梯形水泥棚0.0130

21、11.397.5421.880.0080994642.36681794.95 14.54 5.6515主要回風道三心拱，混凝土碹，壁面抹漿0.0035270010.547.5421.880.23609320242.36681794.95 423.77 5.6516回風井混凝土碹（不平滑），風井直徑d=4m0.00397012.5612.561981.390.00173054342.36681794.95 3.11 3.3717單翼總風阻1058.10 18礦井總風阻2116.20 （1）計算礦井通風容易時期的通風總阻力 表4-2 礦井通風（困難）時期井巷磨擦阻力計算表節點序號巷道名稱支護形式/

22、(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，0.003724015.719.6257558.380.0018 67.76674592.33 8.47 3.452主要運輸石門三心拱，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主要運輸巷三心拱，混凝土碹，壁面抹漿0.

23、0034315010.1973430.3182 37.70011421.30 452.22 5.395運輸機上山梯形水泥棚0.0113511.0173430.0433 37.70011421.30 61.59 5.396運輸機上山梯形水泥棚0.01213511.0173430.0520 29.0335842.94 43.83 4.157運輸機順槽梯形木支架d=22cm,=20.01194209.114.8110.590.4117 20.5002420.26 173.03 4.278聯絡眼梯形木支架d=18cm,=40.0158308.324640.0616 10.2501105.06 6.47

24、 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聯絡眼梯形木支架d=18cm,=40.0158308.324640.0616 10.2501105.06 6.47 2.5613回風順槽梯形木支架d=

25、22cm,=20.01194209.114.8110.590.4117 20.5002420.26 173.03 4.2714回風石門梯形水泥棚0.013011.397.5421.880.0081 42.36681794.95 14.54 5.6515主要回風道三心拱，混凝土碹，壁面抹漿0.0035010.547.5421.880.0000 42.36681794.95 0.00 5.6516回風井混凝土碹（不平滑），風井直徑d=4m0.00397012.5612.561981.390.0017 42.36681794.95 3.11 3.3717單翼總風阻130018礦井總風阻2600 (2)礦井通風困難時期通風總阻力三、繪制礦井通風網絡圖（包括通風容易時期和困難時期，見教材89頁）（五）選擇礦井通風設備一、選擇礦井通風設備的基本要求（1）、礦井