1、礦井通風(fēng)與安全課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)人：周桐學(xué)號(hào)：0253指導(dǎo)老師:前言礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)是學(xué)完礦井通風(fēng)課程后進(jìn)行，是學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的 重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是對(duì)學(xué)生進(jìn)行的一次綜合性專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)訓(xùn)練。通過(guò)課程設(shè)計(jì)使 學(xué)生獲得以下幾個(gè)方面能力，為畢業(yè)設(shè)計(jì)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(shí)，培養(yǎng)我們?cè)O(shè)計(jì)計(jì)算、工程 繪圖、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、文獻(xiàn)查閱、運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范、報(bào)告撰寫(xiě)等基本技能。2、培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力及獨(dú)立分析和解決工程實(shí)際的能力。3、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、嚴(yán)肅認(rèn)真的治學(xué)態(tài)度和理論聯(lián)系實(shí)際的工作作風(fēng)。依照老師精心設(shè)計(jì)的題目，按照大綱的要求進(jìn)行，要求我們?cè)谝?guī)定的時(shí)間內(nèi)獨(dú) 立完成計(jì)算，繪圖及編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)等全部

2、工作。設(shè)計(jì)中要求嚴(yán)格遵守和認(rèn)真貫徹煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)政策、煤礦安全規(guī)程、煤 礦工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范以及國(guó)家制定的其它有關(guān)煤炭工業(yè)的方針政策，設(shè)計(jì)力爭(zhēng) 做到分析論證清楚，論據(jù)確鑿，并積極采用切實(shí)可行的先進(jìn)技術(shù)，力爭(zhēng)使自己的 設(shè)計(jì)達(dá)到較高水平，但由于本人水平有限，難免有疏漏和錯(cuò)誤之處，敬請(qǐng)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(duì)瓦斯涌出量為13m3/t, 煤塵有爆炸危險(xiǎn)。2、井田范圍 設(shè)計(jì)第一水平深度240m，走向長(zhǎng)度7200m，雙翼開(kāi)采，每翼 長(zhǎng) 3600m。3、礦井生產(chǎn)任務(wù)設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為，礦井第一水平服務(wù)年限為23a。4、礦井開(kāi)拓與開(kāi)采 用豎井主要石門(mén)開(kāi)拓，在底

3、板開(kāi)圍巖平巷，其開(kāi)拓系統(tǒng) 如圖1-1所示。擬采用兩翼對(duì)角式通風(fēng)，在7、8兩采區(qū)中央上部邊界開(kāi)回風(fēng)井， 其采區(qū)劃分見(jiàn)圖1-2。采區(qū)巷道布置見(jiàn)圖1-3。全礦井有2個(gè)采區(qū)同時(shí)生產(chǎn)，分上、 下分層開(kāi)采，共有4個(gè)采煤工作面，1個(gè)備用工作面。為準(zhǔn)備采煤有4條煤巷掘 進(jìn)，采用4臺(tái)局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)，不與采煤工作面串聯(lián)。井下同時(shí)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=20C，瓦斯絕對(duì)涌出量為min, 放炮破煤，一次爆破最大炸藥量為。有1個(gè)大型火藥庫(kù)，獨(dú)立回風(fēng)。附表1-1井巷尺寸及其支護(hù)情況區(qū)段井巷名稱(chēng)井巷特征及支護(hù)情況巷長(zhǎng)m斷面積m212副井兩個(gè)罐籠，有梯子間，風(fēng)井直徑D=5m24023主

4、要運(yùn)輸石門(mén)三心拱，混凝土碹，壁面抹漿12034主要運(yùn)輸石門(mén)三心拱，混凝土碹，壁面抹漿8045主要運(yùn)輸巷三心拱，混凝土碹，壁面抹漿45056運(yùn)輸機(jī)上山梯形水泥棚13567運(yùn)輸機(jī)上山梯形水泥棚13578運(yùn)輸機(jī)順槽梯形木支架d=22cm，A=242089聯(lián)絡(luò)眼梯形木支架d=18cm，A=430910上分層順槽梯形木支架d=22cm，A=2801011采煤工作面米高2m控頂距24m，單體液壓，機(jī)米1101112上分層順槽梯形木支架d=22cm，A=2801213聯(lián)絡(luò)眼梯形木支架d=18cm，A=4301314回風(fēng)順槽梯形木支架d=22cm，A=24201415回風(fēng)石門(mén)梯形水泥棚301516主要回風(fēng)道三

5、心拱，混凝土碹，壁面抹漿27001617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)主要I：礦井開(kāi)拓采用立井開(kāi)拓方式，礦井通風(fēng)采用兩翼對(duì)角式誦風(fēng)方式。礦（二）擬定礦井通風(fēng)系統(tǒng)主要典風(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 邊界成井主要通風(fēng)機(jī)采用抽出式通風(fēng)方式驀巷位置位于薩40米處石門(mén)揭煤|= | 一 ngng的扁巷道中。, 士在第一采區(qū)有一個(gè)備用工作=采區(qū)有兩個(gè)采煤工作面，兩個(gè)掘進(jìn)工作面所以礦井總共有4個(gè)采煤工作面，4個(gè) /掘進(jìn)工作面。回采工作的采煤方法采用單一走向長(zhǎng)壁采煤法，采煤工作面推進(jìn)方向采用后退式。（三）礦井總風(fēng)量計(jì)算與分配一、礦井需

6、風(fēng)量計(jì)算原則（1）礦井需風(fēng)量應(yīng)按照“由里往外”的計(jì)算原則，由采、掘工作面、桐室和 其他用風(fēng)地點(diǎn)的實(shí)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(jì)算出礦 井總風(fēng)量。（2）按該用風(fēng)地點(diǎn)同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)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(jì)算，取其最大值。二、礦井需風(fēng)量的計(jì)算方法礦井需風(fēng)量按以下方法計(jì)算，并取其中最大值。（1）按進(jìn)下同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算Q尸筋=4X380X=1748m3/min式中Q礦礦井總需風(fēng)量，m3/minN井下同時(shí)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)

7、和分配不均等因素。采用壓 入式和中央并列式通風(fēng)時(shí)，可??；采用對(duì)角式或區(qū)域式通風(fēng)時(shí)，可取。上述 備用系數(shù)在礦井產(chǎn)量TMa時(shí)取大值。（2）按采煤、掘進(jìn)、硐室等處實(shí)際需風(fēng)量計(jì)算采煤工作面需風(fēng)量計(jì)算采煤工作面的需風(fēng)量應(yīng)按下列因素分別計(jì)算，并取其中最大值。1、按瓦斯（二氧化碳）涌出量計(jì)算：Q采=100Q瓦K瓦= 100 XX=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(duì)涌出量，m3/min；K 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 瓦工作面炮采工作面可取;水采工作面可取。生產(chǎn)礦井可根據(jù)各個(gè)工作面正常 生產(chǎn)條件時(shí)，至少進(jìn)行五晝夜的觀(guān)測(cè)

8、，得出五個(gè)比值，取其最大值。2、按工作面進(jìn)風(fēng)流溫度計(jì)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(cè)方法進(jìn)行計(jì)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(duì)應(yīng)表米煤工作面進(jìn)風(fēng)流氣溫/c米煤工作面風(fēng)速/ （m/s）151518182020232326采煤工作面的需風(fēng)量按下式計(jì)算：Q 采=60v 采S 采 K 采，m3/min=60XX6X1=360 ms/min式中v采一一采煤工作面適宜風(fēng)速，m/sS采一一采煤工作面平均有效斷面積，皿，按最大和最小控頂有效斷面 積的平均值計(jì)算；K采一一采煤工作面長(zhǎng)度風(fēng)最系數(shù)，按表2先取表3-2米煤工作面長(zhǎng)度風(fēng)量系數(shù)表米煤工作

9、面長(zhǎng)度/m工作面長(zhǎng)度風(fēng)量系數(shù) 1803、按炸藥使用量計(jì)算：Q 米=25A 米，ms/min=25 X=60 ms/min式中25每使用1kg炸藥的供風(fēng)量，ms/minA米一一米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(jì)算：Q 米=4n 米，ms/min=4 X 38=152 ms/min式中4每人每分鐘供給的最低風(fēng)量，ms/minn米一一米煤工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，人。5、按風(fēng)速驗(yàn)算：按最低風(fēng)速驗(yàn)算各個(gè)采煤工作面的最小風(fēng)量：Q 米M60X/ ms/min=60XX6=90 ms/min按最高風(fēng)速驗(yàn)算各個(gè)采煤工作面的最大風(fēng)量：Q 采M60X4S 采，m3/min=60X4X6=

10、1440 m3/min掘進(jìn)工作面需風(fēng)量計(jì)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(jì)算，取其 最大值。1、按瓦斯（二氧化碳）涌出量計(jì)算：Q掘=100Q瓦K瓦=100XX2=240 m3/min2、按炸藥量使用最計(jì)算：Q 掘=25A 掘，m3/min=25 X=60 m3/min3、按局部通風(fēng)機(jī)吸風(fēng)量計(jì)算：Q a=Q 通 IK 通，m3/min=200X1X=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(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的局部通風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)，臺(tái)：K通一一防止局部通風(fēng)機(jī)吸循球風(fēng)的風(fēng)量備用系數(shù)，一般取,進(jìn)風(fēng)巷中無(wú)瓦 斯涌出時(shí)取，有瓦斯涌出時(shí)取。風(fēng)機(jī)型號(hào)額定風(fēng)量/

11、（m3/min）JBT-51 ()150JBT-52(11KW)200JBT-61(14KW)250JBT-62(28KW)300表3-3局部通風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量Q通4、按工作人員數(shù)量計(jì)算：Q 掘=4n 掘，m3/min=4X15=60 m3/min5、按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算；巖巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量應(yīng)滿(mǎn)足：60XXS 掘MQ 掘M60X4XS 掘由上式得 m3/min = Q 掘=1152 m3/min煤巷、半煤巖巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量應(yīng)滿(mǎn)足：60XXS 掘MQ 掘M60X4XS 掘=72 m3/min = Q 掘蘭 1152 m3/min根據(jù)上面的計(jì)算掘進(jìn)工作面的風(fēng)量應(yīng)取其最大值。Q 掘=260 m3/min7

12、2 m3/min = Q 掘蘭 1152 m3/min所以，Q掘=260 m3/min符合上述要求。硐室需風(fēng)量各個(gè)獨(dú)立通風(fēng)的侗室供風(fēng)量，應(yīng)根據(jù)不同的侗室分別計(jì)算。1、井下爆破材料庫(kù)按經(jīng)驗(yàn)值計(jì)算，小型礦井一般80100m3/min ,大型礦井一般100150m3/min。2、充電侗室通常充電侗室的供風(fēng)量不得小于100m3/min。3、機(jī)電侗室采區(qū)小型機(jī)電侗室，可按經(jīng)驗(yàn)值確定風(fēng)量，一般為6080m3/min。表3-4機(jī)電侗室發(fā)熱系數(shù)表機(jī)電侗室名稱(chēng)發(fā)熱系數(shù)（）空氣壓縮機(jī)房水泵房變電所、絞車(chē)房4、其它巷道需風(fēng)量計(jì)算新建礦井，其他用風(fēng)巷道的總風(fēng)量難以計(jì)算時(shí)，也可按采煤，掘進(jìn)，硐室 的需風(fēng)量總和的3%5%

13、估算。5、礦井總風(fēng)量計(jì)算；er =（T Q采 Q Q屈 + 烏+ Q其他彼 K *2x 5 + 260 x 4 +100 +100 + 80 + Z Q K其他=4066 m3/min。通過(guò)計(jì)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(jì)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(mǎn)足規(guī)程的各項(xiàng)要求。（2）分配的方法首先按照采區(qū)布置圖，對(duì)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

14、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(duì)井下各通風(fēng)巷道的風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算，使其符合規(guī)程對(duì)風(fēng)速的要求。（四）礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算一、礦井通風(fēng)總阻力的計(jì)算原則（1）如果礦井服務(wù)年限不長(zhǎng)（1020年），選擇達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量后通風(fēng)容易和困 難兩個(gè)時(shí)期分別計(jì)算其通風(fēng)阻力；若礦井服務(wù)年限較長(zhǎng)（3050年），只計(jì)算前 1525年通風(fēng)容易和困難兩個(gè)時(shí)期的通風(fēng)阻力。為此，必須先給出這兩個(gè)時(shí)期的 通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖。（2）通風(fēng)容易和通風(fēng)困難兩個(gè)時(shí)期總阻力的計(jì)算，應(yīng)沿著這兩個(gè)時(shí)期的最大 通風(fēng)阻力風(fēng)路，分別計(jì)算各段井巷的通風(fēng)阻力，然后累加起來(lái)，作為這兩個(gè)時(shí)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

15、和巷道參數(shù)（斷面積、長(zhǎng)度等） 直接判斷確定，不能直接確定時(shí)，應(yīng)選幾條可能最大的路線(xiàn)進(jìn)行計(jì)算比較。（3）礦井通風(fēng)總阻力不應(yīng)超過(guò)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(jì)算；擴(kuò)建礦井宜按井巷摩擦阻力的15%計(jì)算。二、礦井通風(fēng)總阻力的計(jì)算方法沿礦井通風(fēng)容易和困難兩個(gè)時(shí)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(jì)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(shù)即為兩個(gè)時(shí)期的井巷通風(fēng)總阻力。即W?摩難 hPaPah=!11115JLL?摩難 hPaPa.h 阻難= (1.11.15)S阻易摩易兩個(gè)

16、時(shí)期的摩擦阻力可按表4-1進(jìn)行計(jì)算。表4-1礦井通風(fēng)（容易）時(shí)期井巷磨擦阻力計(jì)算表節(jié)點(diǎn)序號(hào)巷道名稱(chēng)支護(hù)形式a/(Ns2/m4)L/mU/mS/m2S3/mR/(Ns2/m8)Q/(m3/sQ2/(m6/s2)h摩/Pav/(m/s)1副井兩個(gè)罐籠，有梯子間，2402主要運(yùn)輸石門(mén)三心拱，混凝土碹，壁面抹漿1203主要運(yùn)輸石門(mén)三心拱，混凝土碹，壁面抹漿804主要運(yùn)輸巷三心拱，混凝土碹，壁面抹漿45073435運(yùn)輸機(jī)上山梯形水泥棚13573436運(yùn)輸機(jī)上山梯形水泥棚13573437運(yùn)輸機(jī)順槽梯形木支架d=22cm,A=24208聯(lián)絡(luò)眼梯形木支架d=18cm,A=4304649上分層順槽梯形木支架d=

17、22cm,A=28010采煤工作面采高難度2m控頂距2-4m,單體液壓，機(jī)采110621611上分層順槽梯形木支架d=22cm,A=28012聯(lián)絡(luò)眼梯形木支架d=18cm,A=43046413回風(fēng)順槽梯形木支架d=22cm,A=242014回風(fēng)石門(mén)梯形水泥棚3015主要回風(fēng)道三心拱，混凝土碹，壁面抹漿270016回風(fēng)井混凝土碹（不平滑），風(fēng)井直徑d=4m7017單翼總風(fēng)阻18礦井總風(fēng)阻計(jì)算礦井通風(fēng)容易時(shí)期的通風(fēng)總阻力表4-2礦井通風(fēng)(困難)時(shí)期井巷磨擦阻力計(jì)算表節(jié)點(diǎn)序號(hào)巷道名稱(chēng)支護(hù)形式a/(Ns2/m4)L/mU/mS/m2S3/mR/(NS2/m8)Q/(m3/sQ2/(m6/s2)h摩/P

18、av/(m/s)1副井兩個(gè)罐籠，有梯子間，2402主要運(yùn)輸石門(mén)三心拱，混凝土碹，壁面抹漿1203主要運(yùn)輸石門(mén)三心拱，混凝土碹，壁面抹漿804主要運(yùn)輸巷三心拱，混凝土碹，壁面抹漿315073435運(yùn)輸機(jī)上山梯形水泥棚13573436運(yùn)輸機(jī)上山梯形水泥棚13573437運(yùn)輸機(jī)順槽梯形木支架d=22cm,A=24208聯(lián)絡(luò)眼梯形木支架d=18cm,A=4304649上分層順槽梯形木支架d=22cm,A=28010采煤工作面采高難度2m控頂距2-4m,單體液壓，機(jī)采110621611上分層順槽梯形木支架d=22cm,A=28012聯(lián)絡(luò)眼梯形木支架d=18cm,A=43046413回風(fēng)順槽梯形木支架d=

19、22cm,A=242014回風(fēng)石門(mén)梯形水泥棚3015主要回風(fēng)道三心拱，混凝土碹，壁面抹漿016回風(fēng)井混凝土碹（不平滑），風(fēng)井直徑d=4m7017單翼總風(fēng)阻130018礦井總風(fēng)2600 h = 1.15， h礦井通風(fēng)困難時(shí)期通風(fēng)總阻力摩難=1.15 x 636.20=2600Pa（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）、礦井每個(gè)裝備主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)井，均要在地面裝設(shè)兩套同等能力的通 風(fēng)設(shè)備，其中一套工作，一套備用，交替工作。（2）、選擇的通風(fēng)設(shè)備應(yīng)能滿(mǎn)足第一開(kāi)采水平各個(gè)時(shí)期的工況變化，并使通 風(fēng)設(shè)備長(zhǎng)期高效運(yùn)行。當(dāng)工況變化較大時(shí)，應(yīng)根據(jù)礦井分期時(shí)間及節(jié)牟情況，分 期選擇電動(dòng)機(jī)動(dòng)。（3）、通風(fēng)機(jī)能力應(yīng)留