最终版矿井通风设计

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1、贵州工程应用技术学院课 程 设 计题 目： 矿井通风与安全课程设计学 号： 81621001005姓 名： 罗龙庭院 别： 矿业工程学院专业班级： 2011 级安全工程本科 1 班指导教师： 陈萍完成时间： 2014 年 7 月毕节学院教务处制目 录第一章 拟订矿井通风系统1第一节 矿井概况 1第二节 矿井通风系统 2第二章 矿井风量计算与分配 12第一节 风量计算 12第二节 风量分配 20第三章 矿井通风总阻力计算 23第一节 绘制通风系统图 23第二节 矿井通风阻力计算 23第三节 矿井通风难易程度评价 27第四章 矿井主要通风机的选型 28第一节 矿井自然风压 28第二节 主要通风机的

2、选择 28- 0 -第一章 矿井通风系统第一节 设计矿井概况一、矿井灾害简述（1）瓦斯本矿为新建矿井，未作过瓦斯等级鉴定，根据煤质指标计算，即矿井相对瓦斯涌出量为 15.423m/t，则绝对瓦斯涌出量为 4.868 m/min, 由于该矿没有做煤与瓦斯突出鉴定，根据（黔安监管办字2007345 号）文，该矿应定为煤与瓦斯突出矿井，因此本设计按突出矿井进行设计和管理。（2）煤尘爆炸性该矿井由贵州省煤炭产品质量监督检验所 2008 年 5 月对 M1 煤层作煤尘爆炸性鉴定报告，其结果属煤尘无爆炸性；但是为了生产安全，还是应采取综合预防爆炸的措施。（3）煤炭自燃倾向该矿井由贵州省煤炭产品质量监督检验

3、所 2008 年 5 月对 M1 煤层作自燃发火倾向性鉴定报告，其结果 M1 属级（自燃煤层） ，在开采过程中应加强通风管理工作，防止采空区、老巷长期漏风，防止巷道长期处于微风状态，防止煤层自燃发火。（4）地温本矿区地温无异样，属正常区。（5）突出危险性该矿未取样进行煤层突出危险性鉴定，暂按煤层有突出危险性进行设计。建议煤矿在生产过程中必须坚持“四位一体”的防突措施，搞好瓦斯抽放工作，确保安全文明生产和矿工的生命安全。（6）水患井田内水患主要以大气降水为主要补给源的裂隙水、老窑采空区积水。（7）煤层顶底板顶板：直接顶板为炭质泥岩强度较低，含水性差。间接顶板为细砂岩。强度较低，- 1 -含水性差

4、。底板：直接顶板为炭质泥岩强度较低，含水性差。间接顶板为细砂岩。强度较低，含水性差。（8）煤层特征本矿井可采煤层有 2 煤层，其煤层平均厚度为 4.5m，具体参见图 1 综合地质柱状图。 、(m)、-()、 、 、 、 、K8、,1.35t/m3, 、,、,、,.40t/m、, 、2#,、 、,、,、K7、,、,、6-.、,、,、4、K5、,、,- -、3、1.5m、K2、,、,:.40t/m3,3m、,#、0.8、,、,-:1.5- /, 9、图 1 综合地质柱状图第二节 矿井通风系统根据矿井采掘系统，确定合理的矿井通风系统。拟定矿井通风系统主要是拟定进风井与回风井的布置方式，矿井风流路线，

5、矿井主要通风机的工作方法，这是矿井通风设计的基础。- 2 -矿井通风系统应和矿井的开拓、开采设计一起考虑，并通过技术、经济比较之后确定。确定的通风系统，应符合投产快、出煤多、安全可靠、技术经济指标合理等原则。一、拟定矿井通风系统的基本要求1） 、每个矿井必须至少要有 2 个能行人的通达地面的安全出口，各个出口之间的距离不得少于 30 米。新建和改扩建矿井，如果采用中央式通风时，还要在井田边界附近设置安全出口；当井田一翼走向较长，矿井发生灾害不能保证人员安全撤出时，必须掘出井田边界附近的安全出口。井下每一个水平到上一个水平和每个采区至少都必须有 2 个便于行人的安全出口，并与通达地面的安全出口相

6、连通。通到地面的 2 个安全出口和 2 个水平间的安全出口，都必须有便于行人的设施（台阶和梯子间等） 。2） 、风井位置要在洪水位标高以上（大中型矿井考虑百年一遇、小型矿井 50 年一遇） ，进风井口须避免污染空气进入，距有害气体源的地点不得小于 500 米。井口工程地质及井筒施工地质条件简单，占地少、压煤少、交通方便、便于施工。3） 、箕斗提升井一般不应兼作进风井或出风井。如果井上、下装卸载装置和井塔有完善的封闭措施，其漏风不超过 15%，并有可靠的防尘措施，箕斗井可以兼作出风井；若井筒中风速不超过 6m/s，有可靠的降尘措施，保证粉尘浓度符合工业卫生标准，箕斗井可以兼作进风井。胶带输送机斜

7、井一般不得兼作风井。如果胶带输送机斜井中的风速不超过 4m/s，并有可靠的防尘措施和防火措施，可以兼作进风井；如果胶带输送机斜井中的风速不超过 6m/s，并装有甲烷断电仪，可以兼做回风井。4） 、所有矿井都要采用机械通风，主要通风机必须安装在地面。新建矿井不宜在同一井口选用几台主要通风机联合运转。5） 、不宜把两个可以独立通风的矿井合并为一个通风系统；若有几个出风井，则自采区到各个出风井的风流需保持独立；各工作面的回风在进入采区回风道之前、各采区的回风在进入回风水平之前都不能任意贯通；下水平的回风流和上水平的进风流必须严格隔开；在条件允许时，要尽量使总进风早分开，总回风晚汇合。6） 、采用分区

8、式（多台主要通风机）通风时，为了保证联合运转的稳定性，总进风道的断面不宜过小，尽可能减少公共风路的风阻；各分区主要通风机的回风流、（中央主要通风机）每一翼的回风流都必须严格隔开。7） 、尽可能降低通风阻力。尽量采用并联通风，并使主要并联风路的风压接近相等，以避免过多的风量调节。尽可能利用旧巷道通风。- 3 -8） 、尽可能避免设置大量风桥和风门或采用容易引起大量漏风的通风系统。9） 、井下爆炸材料库必须有单独的进风流，回风必须引进矿井主要回风道。井下充电硐室必须独立通风，回风风流应引入回风巷。二、确定矿井通风系统的方法依据矿井通风设计的条件，提出多个技术上可行的方案。首先根据矿井生产实际，选定

9、 23 个技术上可行，且符合安全要求的方案进行经济比较，将最优方案确定为设计方案。矿井通风系统应具有较强的抗灾能力，当井下一旦发生灾害性事故后，所确定的通风系统能将灾害控制在最小范围，并能迅速恢复生产。 （附通风示意图及网络图）（一） 、矿井通风系统的类型按进、回风井在井田的位置不同，通风系统可分为中央式、对角式、区域式和混合式（如图 2） 。1） 、中央式进、回风井均位于井田走向中央。根据进、回风井的相对位置，又分为中央并列式和中央边界式（中央分列式） 。（1）中央并列式中央并列式进风井和回风井大致并列在井田走向的中央，两井底可以开掘到第一水平，也可只将回风井掘至回风水平。（2） 中央边界式

10、（中央分列式）中央边界式（中央分列式）是进风井大致位于井田走向的中央，回风井大致位于井田浅部边界沿走向中央、在倾斜方向上两井相隔一段距离，回风井的井底高于进风井的井底。2） 、对角式（1）两翼对角式进风井大致位于井田走向的中央，两个回风井位于井田边界的两翼（沿倾斜方向的浅部） ，称为两翼对角式。（2）分区对角式进风井位于井田走向的中央，在各个采区开掘一个回风井，无总回风巷。3） 、区域式在井田内的每一个生产区域开凿进、回风井，分别构成独立的通风系统。- 4 -4） 、混合式由上述几种方式混合组成。例如：中央并列与两翼对角混合，中央分列与两翼对角混合。（e）图 2 矿井通风系统类型（a）中央并列

11、式；（b）中央边界式；（c）两翼对角式；（d）分区对角式；（e）区域式（二）各类型矿井通风系统的优缺点及适用条件- 5 -各类型矿井通风系统的优缺点及适用条件如表 1-2-1 所示。表 1-2-1 各类型矿井通风系统的优缺点及适用条件通风方式优点 缺点 适用条件中央并列式进、回风井均布置在中央工业广场内，地面建筑和供电集中，建井期限较短，便于贯通，初期投资少，出煤快，护井煤柱较小。矿井反风容易，便于管理。风流在井下的流动路线为折返式，风流线路长，阻力大，井底车场漏风大。工业广场受主要通风机噪声的影响和回风流的污染适用于煤层倾角大埋藏深井田走向长度小于 4km，瓦斯与自燃发火都不严重的矿井。中央

12、式中央分列式通风阻力较小，内部漏风较小。工业广场不受主要通风机噪生的影响及回风流的污染。风流在井下的流动路线为折返式，风流线路长，阻力大。适用于煤层倾角较小埋藏较浅，井田走向长度不大，瓦斯与自燃发火比较严重的矿井。对角式两翼对角式风流在井下的流动线路是直向式，风流线路短，阻力小内部漏风少。安全出口多，抗灾能力强，便于风量调节，矿井风压比较稳定。工业广场不受主要通风机噪生的影响及回风流的污染。井筒安全煤柱压煤较多初期投资大，投产较晚。煤层走向大于4km，井型较大，瓦斯与自燃发火比较严重的矿井。或低瓦斯矿井，煤层走向较长，产量较大的矿井。- 6 -分区对角式每个采区有独立的通风路线，互不影响，便于

13、风量调节，安全出口多，抗灾能力强，建井工期短，初期投资少，出煤快。占用场地多，管理分散，矿井反风困难。煤层埋藏浅，或因地表起伏较大，无法开掘总回风巷。（三）主要通风机的工作方式与工作地点主要通风机的工作方式有三种：抽出式、压入式、压抽混合式。1） 、抽出式抽出式是主要通风机安装在回风井口，在抽出式主要通风机的作用下，整个矿井通风系统处在低于当地大气压力的负压状态。当主要通风机因故障停止运转时，井下风流的压力提高，比较安全。2） 、压入式压入式是主要通风机安装在入风井口，在压入式主要通风机的作用下，整个矿井优点 缺点 适用条件区域式既可改善通风条件，又能利用风井准备采区，缩短建井工期风流线路短，

14、阻力小。漏风少网路简单，风流易于控制，便于主要通风机的选择。通风设备多，管理分散。井田面积大，储量丰富，或瓦斯含量大的大型矿井。混合式回风井数量较多，通风能力大，布置较灵活，适应性强。通风设备较多 井田范围大，地质和地面地形复杂，或产量大，瓦斯涌出量大的矿井。- 7 -通风系统处在高于当地大气压力的正压状态。在冒落裂隙通达地面时，压入式通风矿井的有害气体通过塌陷区向外漏出。当主要通风机停止运转时，井下风流的压力降低。采用压入式通风时，须在矿井总进风路线上设置若干通风构筑物，使通风管理困难，且漏风较大。3） 、压抽混合式在入风井口设一风机做压入式工作，回风井口设一风机做抽出式工作。通风系统的进风

15、部分处于正压，回风部分处于负压，工作面大致处于中间，其正压或负压均不大，采空区通连地表的漏风因而较小。其缺点是使用的通风设备多，管理复杂。（四）矿井通风系统的选择根据本矿井设计生产能力、煤层赋存条件表土层厚度、地温、矿井瓦斯涌出量、煤层自燃倾向性等条件，在确保矿井安全、兼顾中、后期生产需要，通过对以上各个可行的矿井通风系统方案进行经济技术比较后，确定选用中央并列式、抽出式的通风系统方案。三、采区通风系统设计采区通风系统是矿井通风系统的主要组成单元，是采区生产系统的重要组成部分。它包括采区进风、回风和工作面进、回风巷道组成的风路连接形式与采区内的风流控制设施。（一）采区进风上山与采区回风上山的选择对于薄及中厚的缓倾斜煤层，我国广泛采用走向长壁采煤法，开掘采区上（下）山联系回风大巷及运输大巷，上（下）山至少有两条，即运输机上山及轨道上山；对于生产能力大的采区可有三条或四条上山。只设两条上山时，一