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1、某某大学课程设计（论文）课程名称：矿井通风与空气调节课程设计题 目：45104t/a矿井单翼对角式通 风系统设计院 （系）： 专业班级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 2013年 7月 ? 日 / 前言矿井通风与空气调节设计是学完矿井通风与空气调节课程后进行，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。通过课程设计使学生获得以下几个方面能力，为毕业设计打下基础。1进一步巩固和加深我们所学矿井通风理论知识，培养我们设计计算、工程绘图、计算机应用、文献查阅、运用标准与规范、报告撰写等基本技能。2培养学生实践动手能力及独立分析和解决工程实际的能力。3培养学生创新意识
2、、严肃认真的治学态度和理论联系实际的工作作风。依照老师精心设计的题目，按照大纲的要求进行，要求我们在规定的时间内独立完成计算，绘图及编写说明书等全部工作。设计中要求严格遵守和认真贯彻行业各种规范以及国家制定的有关冶金工业的方针政策，设计力争做到分析论证清楚，论据确凿，并积极采用切实可行的先进技术，力争使自己的设计达到较高水平。目录1.拟定矿井通风系统11.1进、回风井的布置11.1.1进、回风井的布置原则11.1.2布置形式的选择21.2矿井通风方式及主扇安装地点的选择21.2.1典型通风方式及特点21.2.2选择通风方式的规则31.2.3主扇的安装地点选择32. 全矿总风量的计算32.1作业
3、面位置及数量32.2回采天井凿岩需风量计算42.3电耙道需风量计算52.4出矿平巷需风量计算52.5采准、切割作业面需风量计算52.6开拓工程需风量计算62.7矿井总需风量计算63. 风量分配及风速校核73.1风量分配的原则73.2风量分配的方法83.3风速校核94. 计算矿井总阻力105.选择扇风机125.1扇风机工作风量计算125.2扇风机工作风压计算135.3选择扇风机135.3.1初选风机145.3.2确定扇风机146.电机功率计算及选择166.1计算扇风机输入功率166.2计算电机功率177. 局部通风、通风构筑物177.1局部通风177.2通风构筑物18结语19参考文献201.拟定
4、矿井通风系统该矿体走向长430m，开采深度为500m，属于长度短，采深较深矿体，由于统一通风具有以下一些突出优点：进风井、回风井数量少，投资少，便于管理，比较适合于难以增加进、出风井的矿井采用。特别是深矿井，开拓风井的工程量较大。但也不同程度的存在一些缺点，如网路结构复杂，漏风多，风阻大，供风量大，导致通风电耗比较高。经综合考虑选用统一通风，经权衡利弊，最终选择统一通风。1.1进、回风井的布置1.1.1进、回风井的布置原则1） 每个通风系统至少要有一个可靠的进风井和一个可靠地回风井。2） 一般情况下，为节省开拓工程量，大都均以人行运输道或罐笼提升井兼做进风井。3） 箕斗井和混合井不宜做进风井。
5、4） 每个矿井都必须设置一个以上的专用回风井。按照进风井和回风井的相对位置，其布置形式可以分为中央式、对角式、和混合式三类，其优缺点和适用条件如下：中央式布置的优点是基建费用少，投产快，地面建筑物集中，便于管理，井筒延深方便。缺点是进、回风井比较领近，两者间压差较大，故进、回风井之间，以及井底车场漏风较大，特别是前进式开采时漏风更为严重；风流线路为折返式，风流路线长，且变化大，这样不仅压差大，而且在整个矿井服务期间，压差变化范围较大。中央式布置多用于开采层状矿床。金属矿山矿体走向不太长，要求早期投产，或受地形地质条件限制、两翼不宜开掘风井时，可采用中央式布置风井。对角式布置的优点是风流路线是直
6、向式，路线比较短，长度变化不大，因此不仅压差小，而且在整个矿井服务期间压差变化范围较小，漏风少，污风出口距工业场地较远。缺点是投产慢，地面建筑物不集中不利于管理，金属矿山多用对角式布置。混合井的特点是进、回风井数量较多，通风能力大，布置比较灵活，适用于井田范围大，开采多个分散矿体，地表地形复杂，生产规模较大的矿井。1.1.2布置形式的选择由于该金属矿体开采较深，走向较短，矿量集中，整个开采范围不大，再结合三种布置形式的优缺点，在本次设计中设计采用单翼对角式布置形式。1.2矿井通风方式及主扇安装地点的选择1.2.1典型通风方式及特点矿井通风方式及井下压力状态，取决于主扇安装地点与工作方式，典型的
7、通风方式有压入式、抽出式、压抽混合式三种，其特点如下：1） 压入式通风压入式通风的优点是采用专用进风井压入新风，风流不受污染，风质好；在北方寒冷地区，可使主提升井处于出风状态，温暖的上行漏风对提升井冬季防冻有益。缺点是为防止压入的新风从人行、运输、提升等井巷往外漏，需在这些井巷中安装风门堵漏，风门与人行运输冲突较大，管理较难。由于集中进风，进风段阻力大、电耗大、风压高、漏风多。而在用风段和回风段，由于风路多，风流分散，压力梯度较小，易受自然风流干扰而发生风流反向。2） 抽出式通风抽出式通风的优点是回风段负压梯度高，可使各作业面的污浊风流迅速向回风道集中，烟尘不易向其他巷道扩散，排出速度快。由于
8、风流调控设施均安装于回风道中，不妨碍运输、行人，管理方便，控制可靠。缺点是当回风系统不严密时，容易造成短路吸风，特别是当采用崩落法开采，地表有塌陷区与采空区相连同的情况下更为严重。3） 压抽混合式通风压抽混合式通风的优点是在进风段和回风段均利用主扇控制风流，使整个通风系统在较高的压力梯度作用下，驱使风流沿指定路线流动，故排烟快，漏风少，也不容易受自然风流干扰而造成风流反向，尤其是利用零压区附近，让漏风随着压差的降低而减少，可以有效的解决漏风问题。缺点是所需设备较多，投资大，管理复杂。1.2.2选择通风方式的规则在一般情况下，抽出式通风应用广泛，其优点主要是无需在主要进风道安设控制风流的通风构筑
9、物，便于运输、行人和通风管理工作，考虑各种因素，最终决定在本次设计中选采用抽出式通风。1.2.3主扇的安装地点选择矿井大型主要扇风机一般安装在地表，这样地表安装、检修和管理都比较方便；当井下发生火灾时，便于采取停风、反风或控制风量等通风措施；井下发生灾变事故时，地面主扇比较安全可靠，不宜受到损害。其缺点是井口密闭、反风装置和风筒的短路漏风较大；当矿井较深，工作面距主扇较远，沿途漏风量较大时，在下列情况下，主扇可安装于井下：1） 在采用压入式（或抽出式）通风的矿井，但专用进风井（或专用回风井）附近地表漏风较大，为了减少密闭工程和提高有效风量率，主扇可安装在井下进风段（或回风段）内。2） 在建筑坑
10、内扇风机房可能比地表扇风机房经济时，可选择将扇风机放在巷道中。3） 当地表无适当位置或地基下不宜建筑扇风机房时，可考虑将扇风机房建在井下。由于本次设计中无上述一些特殊情况，所以采用将主扇安装在地表。2. 全矿总风量的计算矿井通风系统的作用，在于供给井下工作面必要的新鲜空气，以稀释并排除有毒有害气体和粉尘，创造良好的劳动条件，保证井下人员身体健康，提高劳动生产率。因此，正确计算需风量、合理确定供风量是矿井通风系统设计的主要环节，是进一步计算矿井通风阻力、选择通风设备的重要基础。2.1作业面位置及数量1） 电耙道数量该矿山产量为45104t/a，根据手册查取得电耙道日出矿量为270330t/d，在
11、本次设计中取300t/d，年工作日取300天，则一个电耙道每年出矿量为9104t/a，由产量计算同时工作的电耙道数目为5条。参考给定范例70万吨生产能力，按比例调节为45万吨生产能力也为5条，故认为设计合理。2） 回采天井凿岩参照上述给定的70万吨生产能力矿井通风系统，结合本组生产能力为45万吨，对70万吨能力的工作面数量和主要井巷断面进行调整，确定本组设计题目对应的回采天井凿岩工作面个数为3个。3） 采准切割同上确定本组设计题目对应的采准切割工作面个数为6个。4） 放矿平巷同上确定本组设计题目对应的采放矿平巷工作面个数为7个。根据上述结果得出作业面位置及数量如下表所示。表2-1作业面位置及数
12、量作业面类型一分段二分段三分段开拓合计电耙道回采天井凿岩采准切割放矿平巷1422137153672.2回采天井凿岩需风量计算因为采矿方法为有底柱分段崩落法，凿岩硐室可以设在凿岩巷道，故采用贯穿风流通风。由上表知该次设计中同时工作的回采凿岩天井为3个，按排尘风速计算风量，如式（2-1）：Q1=Sv （2-1）式中：S工作面过风面积，m2； v要求的排尘风速，m/s；凿岩巷道应不小于0.25m/s。设计取v=0.25m/s（引自文献1 P202）。采用中深孔爆破，炮孔可自天井直接钻凿，取凿岩天井规格为2.72.7m（参考文献2 P189自行修改设计），即S=7.29，代入计算得单个凿岩工作面需风量
13、：Q1=0.257.29=1.823m3/s回采天井凿岩工作面数为3，则总的需风量：qh=3Q1=5.469m3/s2.3电耙道需风量计算电耙道需风量按排尘风速计算风量，如式（2-1）：Q2=Sv式中：S-工作面过风面积，m2； v-要求的排尘风速，m/s;电耙道要求的排尘风速不应小于0.5m/s。设计取v=0.5m/s（引自文献1 P202），工作面过风面积S查巷道规格表4-1取5.3m2，带入计算得单条电耙道需风量：Q2=0.55.3=2.65m3/s电耙道总数为5，则总的需风量：qd=5Q2=52.65=13.25m3/s2.4出矿平巷需风量计算出矿平巷没有二次爆破等特殊通风需求，可按最
14、低排尘风速计算风量，如式（2-1）：Q=Sv式中：S-工作面过风面积，m2； v-要求的排尘风速，m/s。设计取v=0.25m/s（引自文献3 P1586），工作面过风面积S查巷道规格表4-1取11.2m2，带入计算得出矿平巷需风量：Q3=11.20.25=2.8m3/s同时工作的出矿平巷数为7，则总的需风量：qi=7Q3=72.8=19.6m3/s2.5采准、切割作业面需风量计算采准、切割作业面需风量按最低排尘风速计算，如式（2-1）：Q=Sv式中：S-工作面过风面积，m2； v-要求的排尘风速，m/s。设计取v=0.25m/s(引自文献1 P202），工作面过风面积S查巷道规格表4-1取4m2，带入计算得采准、切割作业面需风量：Q4
