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1、前言 12需风量量计生产工作面需风算46硐室实际需量 89矿井总风量配 9分配则 9分配风量 910矿井通风总阻力计算的原则10矿井通风总阻力的计算方法10矿井总风阻及总等积孔的计算1718选择矿井通风设备的基本要求18主要通风机的选择 18选择通风机 19选择电动机 212222222222232323 z 、.前言矿井通风设计是整个矿井设计的主要组成部分，是保证矿井安全生产的重要一环，矿井通风设计的基本任务是建立一个安全可靠、技术先进、经济合理的矿井通风系统。矿井设计的主要依据：矿区气候资料、井田地质地形、煤层瓦斯风化带垂深、各煤层瓦斯含量、瓦斯压力及梯度、煤层自然发火倾向、发火周期、煤尘
2、爆炸危险性及爆炸指数、矿井设计生产能力及服务年限、矿井开拓方式及采区布置、回采顺序、开采方法等。矿井通风设计应满足一下要求：（ 1） 将足够的新鲜空气有效的送到井下工作场所， 保证生产和创造良好的工作条件。（ 2）通风系统简单、风流稳定、易于管理、具有抗灾能力。（ 3）发生事故时，风流易于控制，人员便于撤出。（ 4）有符合规定的井下安全环境监测系统或检测措施。（ 5）系统的基建投资省、营运费用低、综合经济效益好。矿井通风设计是学完通风安全学课程后进行，是学生理论联系实际的重要实践教学环节，是对学生进行的一次综合性专业设计训练。依照老师精心设计的题目，按照大纲的要求进行，我们在规定的时间内独立完
3、成了本次课程设计的全部内容。但由于本人设计水平有限，难免有疏漏和错误之处，还敬请老师指正。一、矿井基本情况介绍煤层地质情况： 单一煤层，倾角 20，煤层平均厚度3 米，为 III 级自燃煤层，相对瓦斯涌出量11 m3/t ，绝对瓦斯涌出量为m3/min, 经过抽采，瓦斯涌出量变为 12 m3/min,煤尘有爆炸危险。井田范围：设计第一水平深度540m走向长度9070m倾斜长度2000m.矿井生产任务： 设计年产量90 万 t 。矿井开拓与开采： 立井单水平上下山开拓，用竖井主要石门开拓，在底板岩层中开掘岩石大巷，双翼采区准备，按照“一井一面”布置生产，采掘比为 1： 2，井下同时工作的人数最多
4、为 200 人。自然风压及风碉阻力：最大和最小时的自然风压分别为50Pa和150Pa,风碉阻力为120Pa。井巷尺寸及其支付情况表1-1井巷尺寸及支护情况井巷名称井巷特征及支护情况m断面积2 m副井圆形，罐笼，有梯子间，直径，混凝土 不宣540井底车场巷道拱形，混凝土石宣，壁面抹浆32016主要运输石门拱形，混凝土石宣，壁面抹浆8016主要运输巷拱形，混凝土石宣，壁面抹浆12016采区上山拱形，料后右宣80015，作囿平巷梯形，锚杆，巷道宽度600联络眼梯形，锚杆，巷道宽度30采区车场拱形，料后右宣18015采煤工作面拱形，液压支架，控顶距综米130回风石门梯形，锚喷2008王要回风大道拱形，
5、混凝土石宣，壁面抹浆20008回风井混凝土殖(不平滑)，风井直径D=4m150一、选择合理的局部通风方法、风筒类型与直径，计算局部通风阻力、选择局部通风机 及掘进通风安全技术措施、装备。设计原则根据开拓、开采巷道布置、掘进区域煤岩层的自然条件以及掘进工艺，确定合理 的局部通风方法及其布置方式，选择风筒类型和直径，计算风筒出入口风量，计算风 筒通风阻力，选择局部通风机。局部通风是矿井通风系统的一个重要组成部分，其新风取自矿井主风流，其污风 又排入矿井主风流。其设计原则可归纳如下：(1)矿井和采区通风系统设计应为局部通风创造条件；(2)局部通风系统要安全可靠、经济合理和技术先进；(3)尽量采用技术
6、先进的低噪、高效型局部通风机；(4)压人式通风宜用柔性风筒，抽出式通风宜用带刚性骨架的可伸缩风筒或完全刚 性的风筒。风筒材质应选择阻燃、抗静电型；(5)当一台风机不能满足通风要求时可考虑选用两台或多台风机联合运行。设计步骤(1) 确定局部通风系统，绘制掘进巷道局部通风系统布置图；(2) 按通风方法和最大通风距离，选择风筒类型与直径；(3) 计算风机风量和风筒出口风量；(4) 按掘进巷道通风长度变化.分阶段计算局部通风系统总阻力；(5) 按计算所得局部通风机设计风量和风压，选择局部通风机；(6)按矿井灾害特点，选择配套安全技术装备。掘进通风方法根据矿井实际情况，选择两翼对角式通风方式。掘进通风方
7、法分为利用矿井内总 风压通风和利用局部动力设备通风的方法，局部通风机通风是矿井广泛采用的掘进通 风方法，它是由局部通风机和风筒(或风障)组成一体进行通风，按其工作方式可分 为：(1)压入式通风(2)抽出式通风(3)混合式通风经过对比，从技术性和经济性两方面考虑，此矿井选用两翼对角式通风方式。三、风量计算及风量分配矿井需风量计算对设计矿井的风量，可按两种情况分别计算：一种是新矿区无邻近矿井通风资料可参考时，矿井需要风量应按设计中井下同时工 作的最多人数和按吨煤瓦斯涌出量的不同的吨煤供风量计算，并取其中最大值。在矿井 设计中吨煤瓦斯涌出量的计算，根据在地质勘探时测定煤层瓦斯含量，结合矿井地质条 件
8、和开采条件计算出吨煤瓦斯涌出量，再计算矿井需风量。另一种是依据邻近生产矿井的有关资料，按生产矿井的风量计算方法进行。其原则 是：矿井的供风量应保证符合矿井安全生产的要求，使风流中瓦斯、二氧化碳、氢气和 其它有害气体的浓度以及风速、气温等必须符合规程有关规定。创造良好的劳动环 境，以利于生产的发展。课程设计是在收集实习矿井资料基础上进行的，故可按此种方 法计算矿井风量。即按生产矿井实际资料，分别计算设计矿井采煤工作面、掘进工作面、 碉室等所需风量，得出全矿井需风量，即“由里往外”计算方法。每个回采工作面实际需要风量，应按瓦斯、二氧化碳涌出量和爆破后的有害气体产生量以及工作面气温、风速和人数等规定
9、分别进行计算，然后取其中最大值。此矿井属 图瓦斯矿井（1）高瓦斯矿井按照瓦斯（或二氧化碳）涌出量计算根据煤矿安全规程规定，按回采工作面回风流中瓦斯（或二氧化碳）的浓度不 超过1 %的要求计算：式中：Qc回采工作面实际需要风量，m3/s ;qc回采工作面回风巷风流中瓦斯（或二氧化碳）的平均绝对涌出量，m3/s；KCH4-采面瓦斯涌出不均衡通风系数。（正常生产条件下，连续观测1个月，日 最大绝对瓦斯涌出量与月平均日瓦斯绝对涌出量的比值）。此矿井采用综合机械化采煤，查表可取KCH4=由题目可知回风巷风流中瓦斯的平均绝对涌出量qc=12 m3/min= m3/贝U Qc=100X x =30 m3/s
10、（2） 按工作面温度选择适宜的风速进行计算（见表 5-3）QcVcScc c c(m3/s)式中：Vc采煤工彳面风速，m/s;Sc采煤工作面白平均断面积,m2表3-1 Kcw 回采工作面温度与对应风速调整系数回采工作面空气温度（C）米煤工作面风速（m/s）配风调整系数K温1818 2020 2323 2626 2828 30由题目可得采煤工作面的平均断面积 Sc=,温度一般在21c左右，查表得Vc二，取Vc=s.则 Qc=x = m3/s（3） 按回采工作面同时作业人数每人供风不小于4m3/min,即不小于m3/s则Qc4N60(m3/s)式中：N采煤工作面同时工作人数由题目得 N=20 则
11、Qc=4X 20/60=s（4） 按风速进行验算：0.25S Qc 4S(m3/s)式中：S工作面平均断面积，S= m2则xQc 生产工作面需风量x 50% 则备用工作面所需风量 为 15 m3/s。煤巷、半煤岩巷和岩巷掘进工作面的需风量，应按下列因素分别计算，取其最大 值。(1)按瓦斯(二氧化碳)涌出量计算：Q掘=100kCF K掘=100XX12X=1140m3/min=19 m3/s式中Q掘一掘进工作面实际需风量，m3/minQ瓦一掘进工作面平均绝对瓦斯涌出量，m3/minK 掘一掘进工作面因瓦斯涌出量不均匀的备用风量系数。 即掘进工作面最大 绝对瓦斯涌出量与平均绝对瓦斯涌出量之比。 通
12、常，机掘工作面取；炮掘工作面取。 因为这些工作面为炮掘，所以取。(2)按掘进工作面同时工作最多人数计算：掘=4n掘二4X20=80m3/min3 =s式中n掘一掘进工作面同时工作的最多人数，人A掘一掘进工作面一次爆破使用的最大炸药量，kg(3)按局部通风机吸风量计算Qhi= 2 Qhfi 乂 khfi=250 乂 =300 m3/min=5m3/s式中：E Qhfi 第i个掘进工作面同时运转的局部通风机额定风量的和各种通 风机的额定风量按下表选取。khfi为防止局部通风机吸循环风的风量备用系数，一般取一.进风巷道无瓦斯涌出时取，有瓦斯涌出时取。表3-2各种局部通风机的额定风量风机型号额定风量m
13、3/minJBT-51150JBT-52( 11kW)200JBT-61( 14kW)250JBT-62( 28kW)300选才？ JBT-62型局部通风机，具额定风量为 300m3/min (4)按风速进行验算：因为这些掘进工作面是按煤巷掘进，所以应满足：60 XX S掘 WQ掘 60X4XS掘 一一 3 Q 2520m /min Q掘 42m3/s综合上述掘进工作面需风量取19m3/s。掘进工作面需风量之和为Q掘=19X32=38m /s。碉室实际需要风量应按矿井各个独立通风碉室实际需要风量的总和计算即式中：Q-一一火药库实际需要风量，按每小时4次换气量计算，即 Q火=4V/60= (m3
14、/s);V井下爆炸材料库的体积，m3包括联络巷道在内的火药库的空间总体积(m3), 一般按经验值给定风量，大型火药库供风 100150m3/min；中小型火药库供风 60 100m3/min；取 Q火=120 m3/min=2 m3/sQ-一一充电碉室实际需要风量，应按回风流中氢气浓度小于旭算，但不得小于100m3/min,或按经当值给定100200m3/min；取 Q充=150 m3/min= m3/s机电碉室需要风量应根据不同碉室内设备的降温要求进行配风，选取碉室风量， 须保证机电碉室温度不超过 30C,其它碉室温度不超过26CoQ机一一大型机电碉室实际需要风量，应按机电设备运转的发热量计算即c860Wi(1 Ui)3Q 机 m s1.2 0
