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1、矿井通风与空气调节课程设计第 1页目录1.矿井概况31.1矿区概况及井田地质概况31.1.1矿区概况31.1.2井田地质特征31.1.3煤层特征31.2井田开拓41.3巷道布置与采煤方法51.3.1带区巷道布置及生产系统51.3.2采煤方法51.3.3部分井巷特征参数62.矿井通风系统拟定72.1通风方式72.1.1通风方式简介72.1.2通风方式选择102.1.3通风方法选择123.采区通风133.1采区上山通风系统133.2回采工作面通风方式133.2.1回采工作面通风系统133.2.2回采工作面上下行通风153.2.3通风构筑物154.掘进通风164.1掘进方法确定164.2掘进工作面通
2、风方式164.2.1压入式通风164.2.2抽出式通风164.2.3混合式通风174.3煤巷掘进工作面需风量174.3.1按压入式通风方式通风时174.3.2瓦斯涌出量计算184.3.3按人数计算184.2.4按炸药量计算184.2.5按风速验算194.3掘进通风设备选型194.3.1风筒的选择194.3.2局部通风机的选择205.矿井风量计算与分配225.1矿井总风量的计算225.1.1采煤工作面所需风量的计算225.1.2掘进工作面需风量的计算245.1.3硐室需风量255.1.4其它巷道所需风量255.1.5矿井总风量255.2矿井风量分配265.2.1通风容易时期和困难时期的确定265
3、.2.2配风的原则和方法265.2.3 井巷风量分配及风速验算汇总表276 矿井通风阻力计算286.1矿井通风总阻力的计算原则286.1.1矿井通风总阻力的计算原则286.1.2 通风容易和通风困难两个时期位置的确定286.2矿井最大阻力路线287矿井通风设备选型317.1矿井自然自然风压317.2 通风机的选择327.2.1通风机工作风量327.2.2通风机压力327.2.3通风机工况点327.2.4通风机选择337.3 电动机的选择347.3.1电动机功率的计算347.3.2电机台数及种类的确定347.4矿井主要通风设备要求347.5风机附属装置357.5.1反风装置357.5.2防爆门3
4、57.5.3扩散器357.5.4风硐367.5.6消音装置368 矿井通风费用概算378.1吨煤通风费用378.2通风设备的折旧费和维修费378.3通风员工工资费用388.4 专为通风服务的井巷工程折旧和维护费用388.5 吨煤成本389 结论39参考文献40附录41附录1：通风容易时期通风网络图41附录2：通风困难时期通风网络图42附录3：通风容易时期通风立体图43附录4：通风困难时期通风立体图44附录5：通风机装置性能曲线451.矿井概况1.1矿区概况及井田地质概况1.1.1矿区概况新阳煤矿是汾西矿业集团有限责任公司技术改造提升生产能力中的一个井田，位于孝义市城西14km的新阳镇，属吕梁市
5、孝义市行政管辖区。井田西南与水峪井田毗邻；井田西部与羊寨勘探区为邻，即以南马庄正断层为界；东与白壁关井田(目前已规划为新阳煤矿白壁关区)相邻，即以偏店逆断层为界；北至丈八煤层露头；南到兑镇介西铁路北。井内的气象参数按表1-1所列的平均值选取。表1-1 空气平均密度一览表季节地点进风井筒（kg/m3）出风井筒（kg/m3）冬1.221.20夏1.181.201.1.2井田地质特征井田走南北长约为7.2km，东西宽约7km，总面积为39.1km2。开采深度由970m至500m（标高）。1.1.3煤层特征本矿井可采煤层有9-10-11号煤层，其煤层平均为12m，具体参见图1-1 综合地质柱状图。本矿
6、未发生过瓦斯突出和喷出，但随着深部煤层的不断开拓，瓦斯突出和喷出的可能性就会逐渐增大，因此，必须引起高度重视。根据现场实测数据：矿井瓦斯相对涌出量为0.73 m3/t， 二氧化碳相对涌出量为2.1 m3/t。根据鉴定报告知该煤层属高挥发性煤种，具有自燃倾向性，且该煤层煤尘均具有爆炸性。图1-1 综合地质柱状图1.2井田开拓工业场地的位置选择在主、副井井口附近，即井田中部偏东。主、副井筒位置在井田中央。井田主采煤层为1#、2#、3#煤层和9-10-11#煤层，设计中只针对9-10-11#煤层。9-10-11#煤层倾角平缓，平均为6.4，为近水平煤层，故设计为单水平开采。水平标高+620 m，盘区
7、式开采。矿井前后共有五个井筒，分别为主立井、副立井、边界回风立井。主立井位于矿井工业场地，担负全矿井400万t/a的煤炭运输。副立井位于矿井工业场地，担负全矿的材料和设备提升。回风立井位于井田边界保护煤柱内，井筒净直径6.5m，净断面面积为33.18m2，井深240m。根据矿井开拓方案，在井田边界保护煤柱内布置两个风井，其内装备玻璃钢梯子间。风井担负矿井回风任务，并作为紧急情况下得安全出口。9-10-11#煤层平均厚度为12m，赋存稳定，底板起伏不大，为近水平煤层，煤层厚度变化不大，且煤质硬度较大。考虑到矿井服务年限较长，故矿井运输大巷布置在煤层底板岩层中，辅助大巷布置在煤层中，留煤柱保护大巷
8、，大巷间距40m。由于矿井瓦斯涌出量不大，所以布置一条主运输大巷，一条辅助大巷，共两条大巷。大巷位于井田中央，沿倾向布置，辅助大巷坡度随煤层而起伏，一般5-7，主运输大巷坡度为3，主运输大巷上仓段局部10。立井单水平开拓（井筒位于井田中央），主、副井井筒均为立井，布置于井田中央，只设一个水平。辅助大巷布置在煤层中，沿底板掘进，运输大巷布置在煤层底板岩层中。1.3巷道布置与采煤方法1.3.1带区巷道布置及生产系统设计首采盘区（一盘区）位于井田东翼，大巷南部。区段长平均1800m；煤厚9.82m，采高3.0m，放顶煤6.82m。确定条带工作面的长度为200m。根据综放工作面运煤、辅助运输和通风的需
9、要，确定区段巷道的尺寸为5.0m宽，3.0m高。盘区内煤层开采顺序：根据煤层的赋存条件，适宜建设高产高效矿井，因此本设计采用一矿一面达产。考虑到井田中央布置采区投产快，运输环节少，所以先采靠近井筒附近的盘区，这样准备时间短，出煤快，在第1个大盘区内采用顺序开采来进行接替，各盘区顺次接替。本设计先采一盘区煤层，沿边界向井田大巷回采，即后退式开采。1.3.2采煤方法主采煤层选用综采开采工艺，走向长壁全部垮落一次采全高的采煤方法。工作面的推进方向确定为后退式。根据工作面的关键参数选用配套设备：液压支架ZZ4000/18/38、采煤机AM500W、刮板输送机SGZ764/320D、 SZZ764/16
10、0型转载机、PCM110型破碎机、SSJ1000/2160型带式输送机。采煤机截深0.8m，其工作方式为双向割煤，追机作业，工作面端头进刀方式。工作面用先移架后推溜的及时支护方式。回采巷道采用一般的U型布置方式，即一条区段运输平巷和一条区段运料平巷。区段巷道、联络巷断面均为5.0m宽，3.0m高。1.3.3部分井巷特征参数表1-2井巷名称长度(m)断面（m2）周长（m）副井44.1823.55井底车场20.318.6辅助大巷20.318.6辅助上山20.318.6辅助顺槽1516工作面1516.8运煤顺槽1516运输上山19.1418.2回风大巷19.7218.4回风石门15.615风井33.
11、1820.412.矿井通风系统拟定2.1通风方式2.1.1通风方式简介矿井通风方式是指进风井和回风井的布置，按照进、回风井的相对位置可以分为中央并列式（包括中央并列式和中央分列式）、对角式、混合式，以及分区式。各种通分系统的形式如图2-1至图2-4，优缺点对比如表2-1：表2-1 矿井通风系统分类分类通风系统适用条件及优缺点中央式中央并列式进、回风井大致并列位于井田中央适用于煤层倾角较大，走向不长（一般小于4km），投产初期暂未设置边界安全出口，且自然发火不严重的矿井：1 初期投资少，采区生产集中，并便于管理；2 节省风井工业场地，占地少，比在井田内打边界风井压煤少；3 进、出风井之间的漏风较
12、大，风路较长，阻力较大；4 工业场地有噪音影响中央分列式进、回风井大致位于井田走向中央，沿倾向有一定的距离，回风井位于浅部煤层处适用于煤层倾角小，走向长度不大的矿井1 比中央并列式安全性好；2 矿井通风阻力较小，内部漏风少，有利于对瓦斯、自然发火的管理；3 工业场地没有噪音影响；4 多一个风井场地，压煤较多对角式 进风井大致位于井田走向中央，回风井位于浅部走向两翼一般适用于煤层走向长度（超过4km），井田面积大，产量较大的矿井。其优缺点与中央并列式相反，比中央分列式安全性要好，但初期投资大，建井期较长对于有瓦斯突出或瓦斯喷出的矿井，应采用对角式的通风方式分区式分区进风各分区有独立的进风系统，但
13、与中央进风系统大巷没有通风设施隔绝。1 各分区有独立的通风路线，互不影响是此方式的主要优点，便于管理；2 建井工期短；3 安全生产好；4 分区进风井多，需增加风井场地，通风机管理分散分区回风 进风井大致位于井田走向中央，在采区开掘回风井，并分别按设通风机分区抽出适用于每层距地表较浅，或因地表高低起伏较大，无法开凿浅部的总回风道。在开采第一水平时，只能采用这种分区方式。另外矿井走向长，多煤层开采，高温矿井，亦有采用此方式对有瓦斯喷出或有煤与瓦斯突出的矿井应采用分区通风系统除适用于上述条件外，还适用于高瓦斯矿井和具备一定条件的大型矿井图2-1中央并列式图2-2中央分列式图2-3两翼对角式图2-4分
14、区对角式2.1.2通风方式选择新阳煤矿井田走向南北长约为7.2km，东西宽约7km，（远大于4km）。且可采煤层为9-10-11号煤层，煤层倾角平缓。平均6.4，为近水平煤层。因为通风线路较长，阻力大，风压不稳，造成通风机效率低，电能消耗大，而且由于进出风井距离过近存在漏风现象，容易造成风流短路，形成安全隐患。所以不适宜采用中央并列式通风。虽然分区式通风具有通风线路独立，互不影响，建井工期短，安全性好的优点。但因为该矿年产400万t/a，属于特大型矿井，分区较多，如采用分区式通风，分区风井较多，不利于进行通风机的管理。开采深度由970m至500m（标高），埋藏深度较大，增加掘进分区风井的费用。故该矿不适宜采用分区式通风。由上分析得出两个实际可行的通风方式方案方案一：两翼对角式通风方案二：中央边界式通风1）技术比较由于煤层煤层走向长度（超过4km）井田面积大，年产量较大。且煤矿后期瓦斯突出和喷出的可能性就会逐渐增大，煤层具有自燃倾向性，煤层煤尘均具有爆炸性。方案一比方案二有明显优势。2）经济比较方案一和方案二两种通风方案经济方面主要从巷
