精品下載后可復制編輯精品下載后可復制編輯礦井通風設計[設計題目]湖北陳盛鐵銅礦，I號、III號礦體已完成開采，II號礦體-280m以上礦體已開采完畢，礦山現有生產規(guī)模為20萬噸/年，已有的開拓系統見附圖，開拓系統圖。針對深部-280m以下礦體資源，設計采用盲豎井加盲斜井聯合開拓方案，主要開拓巷道規(guī)格見表1。表1開拓系統掘砌工程量表序號工程名稱長度(m)(m周長ma(Wsm主井（=m)副井（=m)混合井（=m)-280m~-380m盲斜井掘進-280m～-380m盲豎井掘進(=m)-280m中段石門-330m中段石門-380m中段石門天井（條，mxm)按生產規(guī)模計算風量：設計生產規(guī)模為20萬噸/年，中型礦井萬噸風量比為1.5～2.5m3/s.萬噸，初定取2m3/s?萬噸，即礦井需要風量為20x2=40m3/s。請對該礦山深部開采通風系統進行設計，完成通風阻力計算，選擇通風機型號。繪制通風系統圖。[設計要求]1、 因該礦開拓井筒較多，有多種通風系統設計方案，必須以認真的態(tài)度，獨立完成。2、 所選數據要有依據，設計符合規(guī)范，計算正確。3、 繪圖清楚規(guī)范，表格設計合理，采用計算機繪圖。4、 各項技術措施要切合實際，具有針對性。

\o"CurrentDocument"1擬定礦井通風系統 1\o"CurrentDocument"1\o"CurrentDocument"1\o"CurrentDocument"1\o"CurrentDocument"1\o"CurrentDocument"2\o"CurrentDocument"2\o"CurrentDocument"2\o"CurrentDocument"3\o"CurrentDocument"3\o"CurrentDocument"3\o"CurrentDocument"3\o"CurrentDocument"4\o"CurrentDocument"4\o"CurrentDocument"55\o"CurrentDocument"8\o"CurrentDocument"8\o"CurrentDocument"8\o"CurrentDocument"8\o"CurrentDocument"9\o"CurrentDocument"0\o"CurrentDocument"1\o"CurrentDocument"1\o"CurrentDocument"1\o"CurrentDocument"21.2選擇礦井通風方式 1.3選擇通風機工作方法 2礦井總風量的計算和分配 2.1礦井風量計算原則 礦井總風量 2.3采礦工作面的需風量 2.4掘進工作面的需風量 2.5全礦風量分配 3計算礦井總通風阻力 3.1礦井通風總風阻的計算原則....-330m階段通風時的通風阻力\o"CurrentDocument"-380m階段通風時的通風阻力3.4確定礦井通風難易時期 3.5各時期礦井總風阻和總等積孔4選擇礦井通風設備 基本要求 4.2選擇主要通風機 4.3電動機的選擇 5通風系統耗材及設備 5.1通風機年通風耗電量 主要設備 參考文獻 精品下載后可復制編輯1擬定礦井通風系統1.1選擇礦井通風系統的基本要求選擇任何通風系統都應符合投產較快、出礦較多、安全可靠、技術經濟指標合理等總原則，具體地說要適應一下要求：每一礦井必須有完整的獨立通風系統。進風井口應按全年風向頻率，必須布置在不受粉塵、煤塵、灰塵、有害氣體和高溫氣體侵入的地方。箕斗提升井或裝有膠帶輸送機的井筒不應兼作進風井，如果兼作回風井使用，必須采取措施，滿足安全的要求。多風機通風系統，在滿足風量按需分配的前提下，各主要通風機的工作風壓應接近。每一個生產水平和每一采區(qū)，必須布置回風巷，實行分區(qū)通風。井下爆破材料庫必須有單獨的新鮮風流，回風風流必須直接引入礦井的總回風巷或主要回風巷中。井下充電室必須單獨的新鮮風流通風，回風風流應引入回風巷。1.2選擇礦井通風方式1.2.1通風方案初選本設計的礦山為湖北陳盛鐵銅礦，I號、III號礦體已完成開采，II號礦體-280m以上礦體已開采完畢，礦山現有生產規(guī)模為20萬噸/年，針對深部-280rn以下礦體資源，設計采用盲豎井加盲斜井聯合開拓方案。選用中央邊界式的通風系統，整體采用上向通風，其中副井用來提升人員等，而混合井僅用來提升礦石、廢石及材料等資源。本設計礦山可采用如下兩種通風方式：方案A:通風系統中風流的走向如下：新鮮風流由副井進入礦井，到達-180m階段，由-180m～-280m斜井到達-280m階段，然后由盲豎井進入各工作面（—330m階段或—380m階段）進行通風，污風由天井或—280m 380m斜井回到-280m階段，然后由混合井排出地表。如圖1-1所示。方案B:通風系統中風流的走向如下：新鮮風流由混合井進入礦井，到達-280m階段，然后由-280m～-380m斜井進入各工作面（-330m階段或-380m階段）進行通風，污風由天井或盲豎井回到-280m階段，由-180m 280m斜井到達-180m階段，然后由主井排出地表。如圖1-2所示。1.2.2通風方式的技術比較⑴方案A方案A設計的通風網絡需要控制風向的節(jié)點較少，網絡較簡單，風流串聯污染的可能性較大。主扇的位置位于混合井附近，方便管理、維修等操作。B方案B設計的通風網絡需要控制風向的節(jié)點較多，網絡較復雜，風流串聯污染的可能性較小。主扇的位置位于主井附近，不便于管理、維修等操作。相對于方案A，在-180rn階段風流行走的路線較長，加大了礦井總風阻。1.2.3通風方式的經濟比較由于本設計是針對礦山擴建部分進行通風設計，因此兩方案的通風井巷、井下構筑物的開挖量基本相同，無須做詳細的計算比較。由于方案B礦井總風壓較大，需要消耗的能源也較多，通風費用較高。1.2.4確定通風方式經過上述比較，選擇方案A作為本設計的通風方式。考慮到通風效果，防止-380m階段的污風污染-330m階段，將-330m階段和-380m階段分開依次開米。1.3選擇通風機工作方法現將抽出式通風和壓入式通風比較如下：壓入式通風時，局部通風機及其附屬電氣設備均布置在新鮮風流中，污風不通過局部通風機，安全性好；而抽出式通風時，含瓦斯的污風通過局部通風機，若局部通風機不具備防爆性能，則是非常危險的。壓入式通風風筒出口風速和有效射程均較大，可防止瓦斯層狀積聚，且因風速較大而提高散熱效果。然而，抽出式通風有效吸程小，掘進施工中難以保證風筒吸入口到工作面的距離在有效吸程之內。與壓入式通風相比，抽出式風量小，工作面排污風所需時間長、速度慢。壓入式通風時，掘進巷道涌出的瓦斯向遠離工作面方向排走，而用抽出式通風時，巷道壁面涌出的瓦斯隨風流向工作面，安全性較差。抽出式通風時,新鮮風流沿巷道進向工作面，整個井巷空氣清新，勞動環(huán)境好；而壓入式通風時，污風沿巷道緩慢排出，當掘進巷道越長，排污風速度越慢，受污染時間越久。壓入式通風可用柔性風筒，其成本低、重量輕，便于運輸，而抽出式通風的風筒承受負壓作用，必須使用剛性或帶剛性骨架的可伸縮風筒，成本高，重量大，運輸不便。基于上述分析，當以排除瓦斯為主的煤巷或半煤巖巷掘進時應采用壓入式通風，而當以排除粉塵為主的井筒或巖巷掘進時，宜采用抽出式通風。本設計礦山為鐵銅礦，主要以排出粉塵為主，采用抽出式通風。2礦井總風量的計算和分配2.1礦井風量計算原則礦井需風量，按下列要求分別計算，并必須采取其中最大值。按井下同時工作最多人數計算，每人每分鐘供給風量不得少于4rn3;礦井需風量應按照回采工作面、掘進工作面、硐室和其他用風點的實際最大需風量總和，考慮一定的備用風量系數，計算出礦井總風量。2.2礦井總風量按生產規(guī)模計算風量：設計生產規(guī)模為20萬噸/年，中型礦井萬噸風量比m3/s.ta，初定取2m3/s.ta，即礦井需要風量為Qm=20x2=40m3/s。2.3采礦工作面的需風量按排除粉塵計算風量有兩種方法，一是按作業(yè)地點產塵量計算風量，另一是按排塵風速計算風量。按產塵量計算風量回采工作面空氣中的粉塵主要來源于設備，其產塵量大小取決于設備的產塵強度和同時工作的設備臺數。查取相關資料得知本礦山的排塵風量為msms按排塵風速計算風量回采工作面按排塵風速計算風量公式如下：Qh=Sv式中：S—一巷道型采場工作地點的過風斷面，rn2；v—回采工作面要求的排塵風速，m/s。本設計中采場工作地點的最大過風斷面為10.21m2;根據采礦方法和工作面類型（巷道型工作面），選取回采工作面要求的排塵風速為0.15rn/s。計算得：Qh=Sv=xm3/s經比較，取上述兩值中的大者，即Qh=2.5rn3/s。2.4掘進工作面的需風量掘進工作面包括開拓、采準和切割工作面。在礦井設計中，掘進工作面的分布及數量只能根據采掘比大致確定，所以其風量可根據斷面查取。本設計礦山的巷道斷面為10.21m2，去掘進工作面的需風量為3m3/s。2.5全礦風量分配分配原則回采工作面的風量應按照排煙或排塵風量中取較大者來進行分配，掘進工作面應按局部通風風員計算值進行分配。為保證風流質量應避免各采掘工作面串聯通風。備用工作面風量按回采工作面風量的一半進行分配。并下炸藥庫、破碎洞室和主溜井處應獨立通風，回風流應直接導入總回風道或直通地表，否則必須采取凈化措施。礦井通風系統為多井口進風時，各進風風路的風量應按風雖自然分配的規(guī)律進行解算，求出備進風風路自然分配的風置。在所有需風點和有風流通過的井巷中，風速必須符合安全規(guī)程規(guī)定。各工作面的需風量各工作面的需風量如表2-2所示。-330m階段風量分配-330m階段風量分配如表2-3所示。表2-1井巷最高允許風速表井巷名稱最高允許風速（m/s)井巷名稱最高允許風速（m/s)專用風井、風硐15主要進風巷8專用物料提升井12運輸巷道6人員材料提升井8風橋10采場、采準巷道4表2-2各工作面需風量統計表工作面類型需風量(m3/s)備注采礦工作面2.5掘進工作面3平均風速大于0.25m/s表2-3-330m階段風量分配統計表項目需風量(m3/s)數目合計(m3/s)采礦工作面2.5410掘進工作面3824其他硐室及備用6總計40注：掘進工作面包括：1個豎井、1個斜井、3條平巷、3個天井。-380m階段風量分配-380m階段風量分配如表2-4所示。表2-4-380m階段風量分配統計表項目需風量(m3/s)數目合計(m3/s)采礦工作面2.5410掘進工作面3824其他硐室及備用6總計40注：掘進工作面包括：1個豎井、1個斜井、3條平巷、3個天井。3計算礦井總通風阻力3.1礦井通風總風阻的計算原則如果礦井服務年限不長（10～20年），選擇達到設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（30～5015～25年左右通風容易和困難兩個時期的通風阻力。為此，必須先繪出這兩個時期的通風網路圖。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。礦井通風的總阻力，不應超過2940Pa。礦井井巷的局部阻力，新建礦井按井巷摩擦阻力的10%計算，擴建礦井宜按井巷摩擦阻力的15%計算。3.2-330m階段通風時的通風阻力3.2.1繪制通風網絡圖如圖3-1所示。3.2.2計算通風阻力利用3Dvent軟件進行解算，如圖3-2所示。解算結果整理列入表3-1。解算得到通風摩擦阻力為：hj=343.93Pa由于該礦為擴建井巷，因此局部阻力按摩擦阻力的15%計算，即為：ht=15%hf=15%X343.93=51.59Pa因此，-330rn階段通風時的總通風阻力為：h=hf+hl=343.93+51.59=395.52Pa3.3-380m階段通風時的通風阻力3.3.1繪制通風網絡圖如圖3-3所示。3.3.2計算通風阻力利用3Dvent軟件進行解算，如圖3-4所示。解算結果整理列入表3-2。解算得到通風摩擦阻力為：h,=369.89Pa由于該礦為擴建井巷，因此局部阻力按摩擦阻力的15%計算，即為：精品下載后可復制編輯精品下載后可復制編輯表3-1-330m階段通風系統井巷摩擦阻力計算表巷道編號始節(jié)點末節(jié)點a(N?52/m4)L⑷U⑷S(m2)53(m6)R(N?s2/m8)Q(m3/s)Q2(m6/s2)hf(P〇)V(m/s)備注112副井（進風井）223-180m～-280m斜井445-280m～-380m斜井141415混合井（回風井）武漢理工大學《工況通風與空調》課程實踐設計說明書表3-2-380m階段通風系統井巷摩擦阻力計算表巷道編號始節(jié)點末節(jié)點a(N?52/m4)L⑷U⑷S(m2)53(m6)R(N?s2/m8)Q(m3/s)Q2(m6/s2)hf(Pa)V(m/s)備注1120.001217.912.259.62890.280.003004016004.804.16副井（進風井）2230.01588.413.410.211064.330.0166940160026.713.923340.015240.013.410.211064.330.0453240160072.523.92-180m～-280m斜井4450.01578.113.410.211064.330.0147440160023.593.925560.001100.012.259.62890.280.001384016002.204.16盲豎井6670.01576.813.410.211064.330.0145140160023.213.927780.01514.713.410.211064.330.00277390.020.298790.01544.413.410.211064.330.0083837136911.473.6299110.01534.913.410.211064.330.006603411567.633.33109100.01524.913.410.211064.330.00470390.040.291111130.01523.713.410.211064.330.0044728.5812.253.632.791211120.01536.513.410.211064.330.006895.530.250.210.541313140.015240.013.410.211064.330.0453228.5812.2536.812.79-280m～-380m斜井1414150.01516.913.410.211064.330.0031828.5812.252.592.79158160.00150.06.42.5616.780.01907390.171.17天井1616170.01577.813.410.211064.330.01469390.130.291710180.00150.06.42.5616.780.01907390.171.17天井1818170.0158.913.410.211064.330.00169390.020.291917200.01542.513.410.211064.330.008026360.290.592012190.00150.06.42.5616.780.019075.530.250.582.15天井2119200.01511.713.410.211064.330.002205.530.250.070.542220210.01540.113.410.211064.330.0075611.5132.251.001.132321220.00150.06.42.5616.780.0190711.5132.252.524.49天井2422150.015232.713.410.211064.330.0439511.5132.255.811.132515230.015205.513.410.211064.330.0388140160062.103.92262310.001317.512.6512.561981.390.002034016003.243.18混合井（回風井）精品下載后可復制編輯ht=15%hf=15%X369.89=55.48Pa因此，-330rn階段通風時的總通風阻力為：h=hf+hl=Pa3.4確定礦井通風難易時期根據3.2～3.3計算，確定通風困難時期為對-380m階段進行通風時期，通風容易時期為對-330rn階段進行通風時期。兩時期的通風總阻力分別為：通風容易時期總阻力：hme=Pa通風困難時期總阻力：hmd=Pa3.5各時期礦井總風阻和總等積孔3.5.1通風容易時期m,mtnhmeQW?s2/m80)總等積孔Am,minQ 40 7Am,min=1.19 =1.19X =2.39m2Vhme V395.523.5.2通風困難時期

m,maxhmdQW?sm8Am,max_1.19Vhma=1.19X40Am,max_1.19Vhma=1.19X40V425.37=2.31m24選擇礦井通風設備礦井通風設備是指主要通風機和電動機。4.1基本要求(1)礦井每個裝備主要通風機的風井，均要在地面裝設兩套同等能力（同型號)的主要通風設備，其中一套工作，一套作備用，交替工作。

P)選擇通風設備應滿足第一開采水平各個時期工況變化，并使通風設備長期高效率運行。當工況變化較大時，應根據礦井分期時間及節(jié)能情況，分期選擇電動機。風機能力應留有一定的余量，軸流式、對旋式通風機在最大設計負壓和風量是，其葉輪葉片安裝角度要比允許角度小5°，離心式的轉速不大于最高允許轉速的90%。進、出風井井口的高差在150m以上，或進、出風井井口標高相同，但井深400rn以上時，宜計算礦井的自然風壓。本設計方案中進、出風井井口標高相差不大，近似相同，但最大井深317.5m以上時，不用計算礦井的自然風壓。4.2選擇主要通風機4.2.1計算通風機的風量考慮到外部漏風（即主要通風機附近的反風門等處的漏風），主要通風機風量可用下式計算：Qf=k-Qm式中：Q/—主要通風機的工作風量，m3/s; —礦井需風量，m3/s;fc—漏風損失系數，風井不提升用時取1.1;箕斗井兼作回風用時取1.15;回風回升降人員時取1.2。結合本設計礦山實際情形，漏風損失系數fc取1.15。因此，主要通風機的風量計算如下：Qf=k?Qm=1.15X40=46m3/s4.2.2計算通風機的全壓通風機全壓叫和礦井自然風壓（本設計不考慮自然風壓）共同作用，克服礦井通風系統的總阻力打m、風硐阻力心。計算如下：=hm+hd本設計選用軸流式通風機，采用抽出式通風，取風硐阻力心=200Pa，通風機風壓計算如下：容易時期 Htd,min=h服+hd=395.52+200=595.52Pa困難時期 Htd,max=hmd+hd=425.37+200=625.37Pa4.2.3初選通風機根據計算的礦井通風容易時期通風機的和礦井通風困難通風機的Ht,max，在通風機特性曲線上，選出滿足礦井通風要求的通風機。風機選擇如下：通風容易時期。選擇風機型號為：尺40-6-Wo17-26，即K40型礦用通風機，配用6極電機，轉速n=900r/min，葉輪直徑為17dm，葉輪葉片安裝角度為26°。通風困難時期。選擇風機型號為：尺40-8-Wo19-29，即K40型礦用通風機，配用8極電機，轉速n=750r/min，葉輪直徑為19dm，葉輪葉片安裝角度為29°。4.2.4計算通風機的實際工況點(1)計算通風機的工作風阻通風容易時期：精品下載后可復制編輯為了達到經濟合理的目標。兩時期的通風機均選用尺40-8-Wo19-29為了達到經濟合理的目標。兩時期的通風機均選用尺40-8-Wo19-29型通風機。其工況參數如表4-1所示。表4-1尺40-8-Wol9-29工況參數表工況參數風量(m3/s)全壓(Pa)效率(%)轉速(r/min)功率(W)通風容易時期通風困難時期數值466656804.3電動機的選擇通風機的輸入功率計算公式如下：N^min=]46xt"