中國礦業大學安全工程學院礦井通風與安全課程設計課程設計題目：晉華宮礦90萬t/a新井通風設計1礦井設計概況 11.1礦區概述及井田地質特征 11.2井田開拓 11.3巷道布置與采煤方法 32礦井通風系統擬定 42.1礦井通風系統基本要求 42.2礦井主要通風機的工作方法 52.3礦井通風方案 62.4礦井通風方式的選擇 73盤區通風 94掘進通風 4.1掘進方法的確定 4.2掘進工作面通風方式 4.3煤巷掘進工作面需風量 4.4掘進通風設備選型 4.5掘進通風機技術管理和安全措施 5礦井風量計算與分配 5.1礦井總風量計算 5.2礦井風量分配 216礦井通風阻力計算 236.1礦井通風阻力計算原則 236.2礦井最大阻力線路 236.3礦井通風阻力計算 286.4礦井通風總阻力 296.5礦井總風阻、等積孔的計算 7礦井通風設備選型 7.1礦井自然風壓 7.2主要通風機選擇 7.2電動機選型 7.3礦井主要通風設備要求 7.4通風附屬裝置及其安全技術 7.5特殊災害的防治措施 8礦井通風費用概算 8.1噸煤通風費 8.2通風設備的折舊費和維修費 8.3通風員工工資費用 8.4專為通風服務的井巷工程折舊費和維護費 408.5噸煤通風成本 40 41附件1礦井開拓平面圖 42附件2礦井容易時期通風系統立體圖 43附件3礦井困難時期通風系統立體圖 44…1礦井設計概況1.1礦區概述及井田地質特征1)礦區概述晉華宮井田交通方便，舊高山至大同的鐵路專線及109國道公路沿十里河通過本井田，在大同北可接京包線，南可連北同蒲線，東去大秦線可通往全國各地。井田北為甘莊鄉鎮聯營煤礦，東界北段為青磁窯逆斷層，東界中段與大同市青磁窯煤礦毗鄰，東界南段與馬武山礦相鄰，西界北段、南段與云崗礦相鄰，中段與大同市吳官屯煤礦及云崗石窟保護煤柱相接，南界與同煤集團忻州窯礦及大同市鄉鎮煤礦相鄰。井內的氣象參數按表1.1所列的平均值選取。表1.1空氣平均密度一覽表季節地點進風井筒(kg/m3)出風井筒(kg/m3)冬夏2)井田地質特征方向的最大長度為6.36km,最小長度為5.71km,平均長度為6.03km。煤層的傾角最大為16°,最小為2°,平均為9°,井田平均水平寬度為6.03km,水平面積為17.3平方公里。3)煤層特征本礦井可采煤層有12-2煤層，其煤層平均厚度為5.1m,具體參見圖1.1綜合地質柱狀圖。2004年鑒定全礦井的瓦斯相對涌出量5.92m3/t,絕對涌出量46.45m3/min,二氧化碳相對涌出量5.53m3/t,絕對涌出量43.37m3/min。2005年鑒定全礦井的瓦斯相對涌出量2006年本礦各煤層的煤塵爆炸危險性鑒定，定性分析火焰長度最大超過400mm,各煤層均有煤塵爆炸危險性，晉華宮礦屬于有煤塵爆炸危險性煤層的礦井，生產中須做好灑礦井地質資源量：12-2#煤129.67(Mt),礦井工業儲量124.95(Mt),礦井可采儲量86.03(Mt),本礦井設計生產能力為90萬t/年。工業廣場的尺寸為3.50m×400m的長方形，工業廣場的煤柱量為273(萬t)。一班準備，每班工作8小時，凈提升時間為16小時。本礦井的設計生產能力為90萬噸/地層單位層厚柱狀標志層及煤層編號巖石名稱巖性簡述統組Q第四系Q全新統細砂、粉砂、粘土質砂褐黃色、含螺螄、蚌殼化石，近地表為耕植土壤粘土、砂質粘土棕黃色夾淺灰綠色、頂部含有鈣質鐵錳質結核更新統細砂、粘土、砂質粘土淺黃色及淺灰綠色、灰白色上第三系N古粘土、砂質粘土棕黃色、灰綠色，頂部富含鈣質鐵錳結核中砂、細砂及少量粗砂灰白色、淺黃色，砂層結構松散粘土、薄層砂灰綠色、灰白色，粘土可塑性強二疊生系P界上統上石盒子組泥巖、粉砂巖顏色變雜，紫色綠色增多煤顏色變雜，紫色綠色增多煤顏色變雜，紫色綠色增多煤80.16泥巖、粉砂巖顏色變雜，紫色綠色增多下統下石盒子組K3砂巖灰到、深灰色、炭屑或植物化石碎片4號煤2.35泥巖、砂巖鋁質泥巖淺灰色到暗紅色、中厚層狀、含有鐵質結核下統組組砂巖、粉砂巖、泥巖6號煤灰黑～黑色、條帶狀、層狀結構、碎塊3.04砂巖、粉砂巖、泥巖石炭上統太原組泥巖、粉砂巖、砂巖灰到、深灰色、炭屑或植物化石碎片C3t圖1.1綜合地質柱狀圖3)井田開拓井田主采煤層為12-2號煤層，煤層傾角平緩9°,為近水平煤層，故設計為單水平開化不大，且煤質硬度大。故礦井開拓大巷布置在煤層中，留大煤柱護巷，大巷間距60m。由于礦井瓦斯涌出量大，為滿足回風需要，布置兩條回風大巷，再布置一條主運輸大巷，斜井單水平開拓(井筒位于井田中央),主、副井井筒均為斜井開拓，布置于井田中1)盤區巷道布置及生產系統設計首采盤區(一盤區)位于井田中南部。走向長平均3543m,傾向長平均1496m。盤區內劃分十九個區段，工作面長180m,四條順槽均為5m寬，3.5m高。段之間依次開采，首采工作面為12101工作面，然后依次開采下一個區段。在采空區上覆巖層移動穩定后，利用連采機采用房柱式采煤法回收煤柱。回收率按50%計算。盤區內各工作面采用兩進兩回偏Y型通風系統，即：工作面西側(進風側)布置兩條進風巷，東側(回風側)布置兩條回風巷。2)采煤方法進方向確定為后退式。根據工作面的關鍵參數選用配套設備：液壓支架ZZ4000/18/38、型破碎機、SSJ1200/2×250型帶式輸送機。采煤機截深0.63m,其工作方式為雙向割煤，3)回采巷道布置回采巷道采用一般的U型布置方式，即一條區段運輸平巷和一條的坡度，以利于排水；方向要求直或分段取直，利于運煤；沿中線定向取直或分段取直。表1.2部分井巷特征參數井巷名稱長度(m)副斜井井底車場輔助運輸大巷進風順槽工作面聯絡巷回風順槽回風大巷一段回風大巷二段回風大巷三段回風立井1)每個礦井特別是地震區、多雷區的礦井，至少要有兩個通到地面的安全出口，各個出口之間的距離不得小于30m,新建和改建的礦井，如果采用中央并列式通風時，還要2)進風井口要避免污風、塵土、煉焦氣體，矸石燃燒氣體等的侵入。進風井口距離礦井的總回風道不得作為主要人行道；地面主要通風機和回風流的噪音都不得造成公害；且要在當地歷年來洪水位的最高標高以上(大中型和小型礦井分別超過當地百年和50年內3)箕斗井一般不應兼作進風井或出風井。如果井上、下裝卸裝置和井塔有完善的封閉措施，其漏風率不超過15%,并有可靠的降塵設施，箕斗井可以兼作出風井；若井筒中風速不超過6m/s,有可靠的降塵措施，保證粉塵濃度符合工業衛生標準，箕斗井可以兼作4)所有礦井都要采用機械通風，主要通風機和分區主要通風機必須安裝在地面。但有戰備的特殊要求時，可以考慮裝在井下。新設計礦井不5)不宜把兩個可以獨立通風的礦井合并為一個通風系統。若有幾個出風井，則自采區流到各個出風井的風流需保持獨立；各工作面的回風在進入采區回風道之前、各采區的回風在進入回風水平之前都不能任意貫通，下水平的回風流和上水平的進風流必須嚴格隔6)采用多臺分區主要通風機通風時，為了保持聯合運轉的穩定性，總進風道的斷面不宜過小，盡可能減少公共風路的風阻。各分區主要通風機的回風流、中央主要通風機和7)要充分注意降低通風費用，為此，主要風道的斷面不宜過小，并做到壁面光滑，盡可能少用通風構筑物，同時也要重視降低基建8)要符合采區通風和掘進通風的若干要求，要滿足防治瓦斯、火、塵、水和高溫對2.2礦井主要通風機的工作方法煤礦主要通風機的工作方法基本上分為抽出式與壓入式兩種，現將兩種工作方法的適1)抽出式主要通風機使井下風流處于負壓狀態，一旦主要通風機因故停止運轉，井下風流處于正壓狀態，當主要通風機停轉時，風流2)采用壓入式通風時，須在礦井總進風路線上設置若干構筑物，使通風管理工作比3)在地面小窯塌陷區分布較廣，并和采區相溝通的條件下，用抽出式通風，會把小窯積存的有害氣體抽到井下，同時使通過主要通風機的一部分風流短路，總面有效風量都會減少；用壓入式通風，則能用一部分回風流把小窯塌陷區的有害4)如果能夠嚴防總進風路線上的漏風，則壓入式主要通風機的規格尺寸和通風電力5)在由壓入式通風過渡到深水平抽出式通風時，有一定困難，因為過渡時期是新舊水平同時產生，戰線較長，如果某環節因故出現問題，就6)想把壓入式主要通風機直接變為抽出式主要通風機，比較困難，有時還須額外增2.3礦井通風方案選擇任何通風方式都需要符合投產快、出煤較多、安全可靠和技術經濟合理等原則。2)礦井通風方案礦井通風方式根據回風井的位置的不同，可風流隔開，出風井的井口一般用防爆門緊閉；還要在巖石中做條回風石門m—n,煤層傾角越大、總回風石門越短，反之越長，如圖2.1。機設在出風井口附近；在井田走向的中央開鑿主井和副井，如圖2.2。圖2.2中央分列式通風方式主要通風機設在出風井口附近。為了開采深水平，有時把兩翼風井和沿走向的邊界附近。用斜井和平峒開拓時，可把立井改為斜井和平峒，如圖2.3。圖2.3兩翼對角式通風方式方案四：分區對角式進風井大致位于井田走向的中央，在每個采區各掘一個小回風井，并分別安設分要通風機，可不必做總回風道，構成獨立的通風系統，如圖2.4。圖2.4分區對角式通風方式2.4礦井通風方式的選擇1)技術比較表2.1通風方式的比較通風方式優點缺點適用條件中央并列式初期投資較少、出煤較快、護井煤柱較小，便于延深井簡。風路較長，阻力較大，采空區的漏風較大。煤層傾角大、埋藏深，但走向長度不大(≤4km),瓦斯、自然發火都不嚴重。中央分列式通風阻力較小，內部漏風小，工業廣場沒有主要通風機的噪音影響，安全性要好。建井期限略長，有時初期投資稍大。煤層傾角較小，埋藏較淺，走向長度不大(≤4km),而且瓦斯，自然發火比較嚴重的新建礦井。兩翼對角式風路較短，阻力較小，采空區的漏風較小，比中央并列式安全性更好。初期投資大，建井期限長，投產較較大、煤層上部距地面較淺、瓦斯和自然發火嚴重的新建礦井。分區對角式每個采區各有獨立通風路線，互不影響，安全性好；通風線路短、幾個分區域可以同時施工的優點外，更有利于處理礦井事故運送人員設備也方便。初期投資大，建井期限長，投產較晚。工業場地分散、占地面積大、井筒保護煤柱較煤層距地表淺，或因地表高低起伏較大，無法開掘淺部的總回風道的礦井。由于本礦井煤層走向不大(≤4km),埋藏較淺，煤層的傾角較小，為高瓦斯礦井，各煤層均有煤塵爆炸危險性，沒有自燃傾向性。根據該礦井田地質特征和煤塵特征，結合上2)經濟比較風設施購置費用和通風電費等方面考慮。巷道開拓及維護費用只比較兩個方案中不同(或多出)巷道，相同巷道不再作經濟比較，經濟比較見表2.2至2.5。(1)進行工程掘進費用比較表2.2井巷掘進費用方案項目中央分列式兩翼對角式工程項目工程量單價(元/m)費用(萬元)工程量單價(元/m)費用(萬風井風硐(前期)風井風硐(后期)00回風大巷(前期)回風大巷(后期)合計4143萬元4377.6萬元(2)井巷維護費用表2.3井巷維護費用比較項目方案中央分列式兩翼對角式工程項目工程量單價(元/m)費用(萬元)工程量單價(元/m)費用(萬元)回風大巷回風井合計90.6萬元94.08萬元(3)通風設備購置費用礦井主通風、配套電機設備購置費按100萬元計算，主要通風機房必須安裝兩套主要風硐、擴散器、防爆門、反風設施等通風設施的土建費按50萬元計算，則建一風機房需要250萬元。兩方案的經濟比較見表2.4。表2.4通風設備購置費用方案項目中央分列式兩翼對角式通風設備費250萬元250×2=500萬元(4)通風總費用比較通風總費用見表2.5。表2.5通風總費用比較方案項目中央分列式(萬元)兩翼對角式(萬元)井巷掘進費41434377.6井巷維護費94.08通風設備費總費用4483.64971.68由于本礦井設計為90萬t的大型礦井，同時為高瓦斯突出礦井，對通風量要求較高，方案二和方案三進行粗略的經濟比較，兩種方案相差不是很多。但兩翼對角式比中央分列盤區通風系統是礦井通風系統的主要組成單元，也是盤區生產系統的重要組成部分，它包括采區進、回風和工作面進、回風巷道的布置方式，盤區通風路線的鏈接形式，以及盤區通風設備和通風構筑物的設置等基本內容。它主要取決于盤區巷道布置和采煤方法，在通風系統中要能保證各盤區風流的穩定性，盡量避免角聯風路，盡量1)回采工作面通風系統長壁工作面在我國應用最廣，其產量占全國回采總量的85%以上。工作面的通風方式圖優缺點和適用條件(由于工作面為后退式開采，故各種通風形式只有考慮后退式),如下見表3.1。表3.1回風工作面主要通風系統比較通風系統示意圖優缺點及適用條件U型在區內后退式回采方式中，這種通風方式具有風流系統簡單、漏風小等優點，但風流線路長，變化大。工作面上偶角易積聚瓦斯，工作面進風巷一次掘進，維護量大。這種通風方式，如果瓦斯不太大，工作面通風能滿足要求，即可采用。E型與U型通風方式相比，可使上部工作面氣溫降低。但采空區的空氣流動相應發生了變化，迫使采空區的瓦斯較集中地從上部回采工作面的上隅角涌出，使該處時常處于瓦斯超限狀態，故僅適用于低瓦斯礦井。型一一當采煤工作面產量大和瓦斯涌出量大時，采用這種方式可以稀釋回風流中的瓦斯，對于綜采工作面，上下平巷均進新鮮風流有利于上下平巷安裝機電設備，可以防止工作面上偶角瓦斯積聚及保證足夠的風量。這種通風方式使用于瓦斯涌出量大的工作面，但需要邊界準備專用回風上山，增加了巷道掘進、維護費用。Z型回風巷為沿空巷，可以提高煤炭回采率；巷道采準工作量小；采區內進風總長度基本不變，有利于穩定風阻；無上偶角瓦斯積聚問題，但是回風巷常出現沼氣超限的情況；同時也需要在邊界準備專用回風上山，增加了行道的維護和掘進費用。W型當采用對拉式工作面時，可以采用上下平巷同時進風和中間巷道回風的方式。采用此種方式有利于滿足上下工作面同采，實現集中生產的需要。這種通風方式的主要特點是不用設置第二條風道；若上下端平巷進風，在該巷只撤、安裝維護采煤設備等又良好的環境，同時，易于稀釋工作礦井安全通風設計面瓦斯，使上偶角瓦斯不易于積聚，排放炮煙、煤塵速度快。2)通風構筑物(1)風橋(2)擋風墻(3)風門(4)調節風窗調節風窗用以增加巷道的局部阻力，以調節用風地點的風量，本設計主要通風機(5)測風站4掘進通風4.1掘進方法的確定4.2掘進工作面通風方式風筒組成一體進行通風，按其工作方式分為：壓入式通1)壓入式通風局部通風機和啟動裝置安裝在離掘巷道口10m外風筒壓送到掘進工作面，污風沿巷道排出。具體布置示意圖如圖4.1。圖4.1壓入式通風2)抽出式通風入，污風通過鐵風筒由局部通風機排出，抽出式通風見圖4.2。圖4.2抽出式通風3)混合式通風混合式通風的布置如圖4.3所示，其中壓入式風筒出風口與工作面的距離仍應小于有入式局部通風機可隨工作面的推進及時向前移動，與工作面距離保持在40-50米左右。抽出式風筒吸風口應超前壓入式局部通風機10米以上，同時其風筒吸風口距工作面的距離由于混合式通風適用于大斷面長距離的巖巷掘進通風的較好方式，由于采煤工作面屬于普通斷面，短距離巖巷掘進，因此本次設計只考慮壓入式和抽出式兩種方式。壓入式通風與抽出式通風優缺點比較：(1)抽出式通風時，污濁風流必須通過局部通風機，極不安全。而壓入式通風時，(2)抽出式通風有效吸程小，排出工作面炮煙的能力較差；壓入式通風風筒出口射(4)抽出式通風只能使用剛性風筒或帶剛性圈的柔性風筒，壓入式通風可以使用柔從以上比較可以看出，兩種通風方式各有利弊，但壓入式通風安全可靠性較好，煤礦中得到廣泛應用。綜合本井田的瓦斯濃度、掘進4.3煤巷掘進工作面需風量各掘進工作面所需風量計算如下：1)按壓入式通風方式通風時Q=7.8×√A(LS)2/t2)按瓦斯涌出量計算根據《礦井安全規程》規定，按工作面回風風流中沼氣的濃度不得超過1%的要求計K?—礦井瓦斯抽放率，為80%。Q=100×5.5×1.5×(1-0.8)=165m3/m3)按人數計算4—每人每分鐘供給4m3的規定風量，m3/min;N—該掘進工作面同時工作的最多人數，取30人。Q=4×30=120m3/min4)炸藥量計算Q=25×6.5=162.5m3/minQ=165m3/min5)按風速進行驗算(1)按《煤礦安全規程》規定煤巷掘進工作面的風量滿足：Q=240Sm3/min由風速驗算可知，Q=165m3/min不符合風速要求。根據配風經驗取250m3/min,經風(2)按照《煤礦安全規程》規定巖巷掘進工作面的風量滿足：0=9Sm3/minQn=9×10.2=91.8m3/min按照以上方法1、2、3、4(式中S取代為10.2m2)可以計算出巖巷掘進最大需風量為165m3/min,不滿足要求。對于巖巷掘進根據配風經驗取200m3/min,經風速驗算符合要4.4掘進通風設備選型1)風筒的選擇表4.1。表4.1風筒規格及接頭形式風筒類型風筒直徑接頭方法百米風阻節長壁厚風筒質量膠片風筒雙反邊(1)風筒風阻風筒的風阻包括摩擦風阻和局部風阻，風筒長度為1500m,由于聯絡巷間距為200m,(2)風筒的漏風率礦井安全通風設計P—風筒100m長度的漏風率，%,百米漏風率可從表4.2中查取；風筒接頭類型風筒100m漏風率p/%膠接0.1-0.4多反邊0.4-0.6多層反邊插接(1)局部通風機工作風量Q:φ—風筒的漏風風量備用系數，根據上面的計算取1.1;(2)局部通風機工作風壓壓入式局部通風機工作全風壓H(Pa)為礦井安全通風設計(3)局部通風機的選擇礦用局部通風機分為軸流式和離心式兩種，軸流式局部通風機具有體積小，便于安裝和串聯運轉，效率等優點。本設計根據局部通風機工作風量Q和工作全風壓H,選取FD-No5/15型軸流式風機，其工作參數見表4.3。風機類型功率電壓轉速級數風量風壓FD-No5/1524.5掘進通風機技術管理和安全措施(1)局部通風機通風時，無論是工作和交接班都不準停風或減少風量。(2)提高有效風量。應減少導風設施的漏風，減低導風設施的風阻，要采用接頭嚴密漏風小的反邊接頭法，及時修補風筒和堵補風筒針眼，選用大直徑風筒，提高通風設備的(1)局部通風機必須有專人負責管理，局部通風機和啟動裝置必須裝在進風道中，距回風口不小于10m,局部通風機吸收風量必須小于全風壓供給該處的風量，以免發生循環(2)防止局部通風機電動機燒壞，采用QC83-80型磁力啟動器。(3)局部通風機和機電設備必須配有延時風電閉鎖裝置。(4)安設瓦斯自動檢測報警斷電裝置，局部通風機應采用雙回路供電，以保證局部通主要是保證局部通風機安全正常運轉，減少漏風，降低風筒阻力，提高工作面的有效風量，加強局部通風機管理及檢查。5礦井風量計算與分配5.1礦井總風量計算礦井總風量是井下各個工作地點有效風量和各條風路上的漏風的總和。本設計采用按1)按井下同時工作的最多人數計算本礦井下同時作業的最多人數為700人，則Q=4×700×1.25=3500m3/minQ=(ZO+Zo+ZO+Zo+Zo)×K,m3/minZo?—硐室實際需要風量的總和，m3/min;Zo?—除了采煤、掘進和硐室地點外其他需要通風地點風量總和，m3/min。(1)綜采工作面實際需要風量計算每個采煤工作面實際需要風量，應按瓦斯(或二氧化碳)涌出量、工作面氣溫、風根據《煤礦安全規程》規定，按采煤工作面回風巷風流中瓦斯的濃度不得超過1%的Q=100×q×Km3/minK—第i個采煤工作面瓦斯涌出不均勻的備用風量系數，它是各個采煤工作面瓦斯絕對涌出量的最大值與其平均值之比，須在各個工作面正常生產條件下，至少進行5晝夜的觀測，測出5個比值，取其最大值。通常機采工作面可取K=1.2~1.6;炮采工作面可取Kai=1.4~12。Q=100×10.57×1.2=1268m3/min采煤工作面空氣溫度/℃采煤工作面風速/m·s-1配風調整系數/KapO=60×V×Sm3/minSa—第i個采煤工作面的平均斷面積，m2對于綜采一次采全高工作面，取溫度為25℃,則風速為1.7m/s,采煤工作面面積為Q=60×1.7×20.1=2050m3/minQ=4N,m3/min4—每人每分鐘供給4m3的規定風量，m3/minQ=4×40=160m3/min風量為2050m3/min。Sa?—第i個采煤工作面的平均斷面積，m2綜采一次采全高工作面的面積為20.1m2,代入上式301.5=15×20.1≤Q≤240×20.1=4824m3/minZO?=2050m3/min(2)備用工作面需要風量計算備用工作面所需風量通常取與之產量相同的回采面風量的一半。當采區風量不富裕時也可以按工作面不積聚瓦斯為原則配風，但工作面風速不應小于15m3/minQ=2050/2=1025m3/minZO?=1025m3/min(3)掘進工作面需風量計算采機煤層平巷掘進頭，后期東區仍為兩個獨立通風的煤層平巷掘進根據掘進工作面需風量計算可知一個煤巷掘進工作面所需風量為250m3/min.Zo?=2×250=500m3/min(4)硐室需風量計算《煤礦安全規程》規定，大型爆破材料庫風量不得小于100m3/min,中小型不得小于60m3/min,本設計中取100m3/min。Zo=100+80+150+120+200=650m3/min(5)其他巷道所需風量計算Zo≥60×0.25×S×2m3/min第21頁Zo=60×0.25×20.3×2=609m3/min(6)礦井總風量Q=(2050+1025+500+650+609)×1.2=5801m3/min根據上述方法計算取較大者，得出礦井總風量為5801m3/min。5.2礦井風量分配1)分配原則(1)各用風地點風量按前述分配(3)井下火藥庫，變電所，絞車房應單獨供風。(4)分配的風量，各巷道的瓦斯和有害氣體的濃度，應根據《規程》要求不得超過2)分配方法(2)從總風量中減去ZQ、ZQ、ZQ、ZQ、ZQ,余下風量與漏風量按采取的產量3)具體風量分配表5.2風量分配表用風地點數量單位需要風量(m3/min)總風量回采工作面備用工作面掘進工作面2火藥庫變電所1檢修硐室充電硐室1礦井安全通風設計其他硐室1其他巷道1總計總風量(m3/min)4)風速驗算井巷名稱允許風速(m/s)最低最高無提升設備的風井和風硐專為升降物料的井硐風橋—升降人員和物料的井硐—8主要進回風巷—8架線電機車巷道8運輸機巷道、采區進回風巷6回采工作面、掘進中的煤巷和半煤巷4掘進中巖巷4其他行人巷道表5.4井巷中風流風速驗算表井巷名稱斷面(m2)風速(m/s)是否符合要求副斜井符合井底車場符合輔助運輸大巷符合進風順槽符合工作面符合聯絡巷符合回風順槽符合回風大巷符合回風立井符合按照進過巷道是產生阻力的方式不同，可分摩擦阻力和局部阻力風阻力的90%左右，它是礦井通風設計選擇主要通風機的主要參數。6.1礦井通風阻力計算原則(1)礦井通風的總阻力，不應超過2940Pa;(2)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，擴建礦井宜按井巷摩擦阻力的15%計算；(3)礦井通風網路中有很多的并聯系統，計算總阻力時，應以其中阻力最大的路線(5)應計算出困難時期的最大阻力和容易時期的最小阻力，使所選用的主要通風機6.2礦井最大阻力線路當開采一盤區最后一個區段是，,通風路線短，通風阻力小，確定為通風容易時期。當二盤區第一個區段剛投入生采時，通風線路長，通風阻力大，確定此時為通風困難時期(1)通風容易時期副井井口2→3→4→5→13→16→18→19→20→22→25→26→27(2)通風困難時期副井井口2→3→4→29→31→32→33→35→43→45→24→26→27礦井安全通風設計6.2通風容易時期網絡圖礦井安全通風設計礦井安全通風設計掘進面43備采面33回采面36.4通風困難時期網絡圖6.3礦井通風阻力計算以及空氣分子間的擾動和摩擦而產生的阻力，由此阻力引起的風壓損失是摩擦阻力損失。h,=aLUQ2/S3,(Pa)各井巷的摩擦阻力計算結果見表6.1,表6.2。表6.1礦井通風最容易時期井巷通風阻力計算表序號起點終點井巷名稱支護形式LSUQmm123副井混凝234車場及硐室錨噴345主要運輸大巷錨噴45主要運輸大巷錨噴5主要運輸大巷錨噴6進風順槽錨網7聯絡巷錨噴8工作面支架9回風順槽錨網回風大巷錨噴聯絡巷錨噴回風立井混凝合計第29頁礦井安全通風設計序號起點終點井巷名稱支護形式LSUQmm2mm3/sPa123副井混凝96.7234車場及硐室錨噴96.7230.934主要運輸大巷錨噴4進風順槽錨網43.85工作面支架6回風順槽錨網46.77回風大巷錨噴8回風大巷錨噴43.359回風大巷錨噴48.35聯絡巷錨噴48.35回風立井混凝96.7合計6.4礦井通風總阻力沿著通風容易和困難時期的風流路線，依次計算各段路線的摩擦阻力hfi,然后分別累摩擦阻力的10%,擴建礦井取總摩擦阻力的15%,得到兩個時期的總阻力hme和hmd。由表6.1和表6.1計算出礦井不同時期的通風阻力代入式6.2、式6.3,求出兩個時期h=1.1×868.6=955.5Pa<2940Pah=1.15×1306.3=1502.2Pa<2940Pa6.5礦井總風阻、等積孔的計算(1)礦井風阻計算值如下：R=h/Q2h—礦井總阻力，Pa;R=h/Q2=955.5/96.72=0.102183N·s2/m?(2)等積孔的計算等積孔是用一個與井巷或者礦井風阻值相當的理想孔的面積值來衡量井巷或礦井通風難易程度的概念，它是反映井巷或礦井通風阻力和風量依存關系的數值。A=1.19×Q/√hA=1.19×Q/√h=1.19×96.7/√955.5=3.7227m2A=1.19×Q/√h=1.19×96.7/√1502.2=2.9690m2等積孔越大說明通風越容易，值越小，通風越困難。根據《采礦設計手冊》對礦井通風阻力等級分類標準判斷各個時期的通風難易程度。通風容易時期和通風困難時期的通風難易程度評價見表6.3。等積孔/m2風阻/N·s2.m-通風阻力等級難易程度評價>1.416大阻力礦難0.354~1.416中阻力礦中<0.354小阻力礦易由式6.4、式6.5求出的R和A值見表6.4。表6.4通風難易程度計算表時期風量/m3.s總阻力/Pa風阻/N·s2·m-*等積孔/m2難易程度容易時期容易困難時期容易7.1礦井自然風壓表7.1空氣平均密度一覽表進風井筒(kg/m3)出風井筒(kg/m3)冬季/kg·m-3)夏季/kg·m3)7.2主要通風機選擇1)主要通風機工作風壓(1)通風容易時期在通風容易時期應計算最大的幫助主要通風機的自然風壓。故根據自hm=955.5-313.6+100=741.9Pa(2)通風困難時期h=1502.2+156.8+100=1759Pa因有外部漏風(防爆門和通風機風硐漏風)通過主要通風機的風量Qr必大于礦井總風Qn=1.1×96.7=106.37m3/sQ=1.1×96.7=106.37m3/s困難時期通風機工況點4)選擇主要通風機表7.2主要通風機工作參數一覽表容易時期困難時期風量(m3/s)風壓Pa風量(m3/s)風壓Pa(1)風機的效率不低于0.7;(2)實際風壓不能超過最大風壓的0.9倍。礦井選擇2K56礦用軸流式通風機No.30型n=500r/min,在該風機的特性曲線上繪制從而求得2K56No.30型軸流式風機性能參數，見表7.3。表7.32K56No.30型軸流式風機性能參數型號時期葉片安裝轉速風壓風量m3/s效率%輸入功容易時期困難時期h(×9.8h(×9.8Pa)Q/m2.s17.2電動機選型由于Nmin/Nmax=161.7/305.2=0.53<0.6,可選兩臺臺電動機，故通風容易與困難時期N?=Nmin×k?/(η?×η)=161.7×1.1/(0.92×1)=193.3kWN?=Nm×k?/(η?×η)=305.2×1.1/(0.95×1)=353.4kW(7.6)ke—電動機容量備用系數，取1.1~1.2,本礦取1.1;ne—電動機效率，可取0.9~0.94,本礦取0.93,大型電動機取高值；根據電動機的輸出功率和輸入功率以及主要通風機要求的轉速選擇型號為Y355L1-2時期型號額定功率額定電流轉速效率Ar/min%容易YB-400S-8困難YB2-400M-27.3礦井主要通風設備要求(1)主要通風機必須安裝在地面，裝有同煩惱過機的井口必須封閉嚴密，其外部漏風率在無提升設備時不得超過5%,有提升設備時不得超過15%(2)主要通風機必須保證經常運轉；(3)主要通風機必須裝置兩套同等能力的通風機，其中一套作備用。在建井期間可裝置一套通風機和一部備用電機。備用通風機或備用電機和配套通風機，必須能在10min(4)裝有主要通風機的出口井口，應安裝防爆門；(5)主要通風機至少每個月由礦井機電部門檢查1次，改變通風機轉數或風葉角度時，必須報礦總工程師批準；(6)進風井口必須布置在不受粉塵、灰塵、有害和高溫氣體侵入的地方；進風井筒(7)回采工作面和掘進工作面都應獨立通風，特殊情況下串聯通風必須符合《煤炭安全規程》第117條規定；(8)完善礦井通風系統，合理分配風量，降低礦井控制負壓，以減少漏風，每個面7.4通風附屬裝置及其安全技術礦井反風就是當礦井發生突變的時候及時使風流反向，控制災害和(1)反風裝置則利用反風裝置迅速使風流逆轉。本設計選取了62A14-11-No24型軸流風機，這種風機反(2)防爆門為保護風機，在風井井口設置鐘形防爆夢，防爆門放入井口圈的凹內，槽中盛水以防漏風，深度必須大于防爆門的內外壓差。如圖7.2所示。圖7.2防爆蓋示意圖(3)擴散器本設計選用由圓錐形內筒和外筒構成的環狀擴散器，它可以將風機出口的大部風速壓4)防水措施(4)風硐風硐是礦井主要通風機和出風井之間的一段聯絡巷，風硐通風量很大，其內外壓差較(5)消音裝置《規程》規定礦井主要通風機噪音不得超過90dB,本設計采用主動式消音裝置，把部7.5特殊災害的防治措施1)瓦斯管理措施(1)嚴格執行《安全技術操作規程》第四章第一節《煤礦安全規程》的有關規定。(2)設專職瓦斯員對工作面每班巡回檢測不得少于兩次，發現問題及時匯報處理，(3)在采煤工作面以及與其相互連接的上下平巷設置瓦斯報警儀，檢測風流中瓦斯(4)嚴格掌握風量分配，保證各個工作面和機電硐室有足夠的新風流。(5)按井下在冊人員配備隔離式自救器。(6)按規程規定設置反風裝置，風機能在規定時間內反風并達到規定風量。(7)嚴禁在工作面兩道再掘超過3m的硐室。(8)采后按規定時間回收，密閉，注漿。2)煤塵的防治(1)掘進機與采煤機都必須配備有可靠的降塵裝置，掘進頭風機要設防塵器。(2)利用環境安全監測系統，及時測定風流中的風塵濃度。(3)獎勵防塵、灑水、降塵系統，對煤流各轉載點必須經常噴霧灑水。(4)對于容易積存煤塵之處，應定期進行清理。(