《矿井通风与安全课程设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《矿井通风与安全课程设计（36页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、矿井通风与安全课程设计矿井通风与安全课程设计 姓 名： 刘 兵 班 级：10级安全工程本科（2）班 学 号：12121002015 指导教师： 辛 程 鹏 完成时间：2013年7月17日 资源与安全工程学院目 录第一章 矿井通风系统的拟定1概述1一、矿井通风系统1二、通风系统的基本要求1第二章 局部通风设计4（一）设计原则及掘进通风方法的选择41、设计原则42、掘进通风方法的选择4（二）掘进工作面所需风量计算及设计51、掘进工作面所需风量51）、按瓦斯（二氧化碳）涌出量计算52)、按炸药使用量计算53)、按工作人员数量计算54）、按风速进行验算62、掘进面的设计61）、巷道断面62）、支护形式
2、6（三）掘进通风设备选择61、风筒的选择61）、风筒的种类62）、风筒漏风7（1）、风筒漏风备用系数7（2）、风筒有效风量72、局部通风机的选择7（1）、局部通风机工作风量Qf8（2）、局部通风机的工作风压hf8（3）、局部通风机选型：8第三章 风量计算及风量分配9（一）矿井需风量计算91、生产工作面、备用工作面9（1）、按气象条件或瓦斯涌出量进行计算9（2）、按工作面温度选择适宜的风速进行计算10（4）、按回采工作面同时作业人数11（4）、按风速进行验算:11（5）、备用工作面风量11备用工作面不得低于采煤工作面实际需要风量的50%。112、掘进工作面所需风量113、硐室实际需要风量114、
3、矿井总风量12（二）风量分配与风速验算13风量分配15（1）容易时期15（2）困难时期15第四章 矿井通风阻力计算17（一）计算原则17（二）计算方法17第五章 主要通风机选型22（一）自然风压22（二）选择主要通风机231、确定主要通风机的风量232、确定主要通风机的风压233、求通风机的实际工况点24（三）选择电动机25第六章 概算矿井通风费用及评价271、吨煤的通风电费272、矿井等积孔、总风阻27第七章 矿井通风安全措施建议29参考文献：312第一章 矿井通风系统的拟定概述一、矿井通风系统矿井通风系统是矿井通风方式、通风方法和通风网络的总称。矿井通风系统是由通风机和通风网络两部分组成。
4、1、风流由入风井口进入矿井后，经过井下各用风场所，然后进入回风井，由回风井排出矿井，风流所经过的整个路线称为矿井通风系统。矿井通风系统是由向井下各作业地点供给新鲜空气、排出污浊空气的通风网路和通风动力以及通风控制设施等构成的工程体系。矿井通风系统与井下各作业地点相联系，对矿井通风安全状况具有全局性影响，是搞好矿井通风防尘的基础工程。2、无论新设计的矿井或生产矿井，都应把建立和完善矿井通风系统，作为搞好安全生产，保护矿工安全健康，提高劳动生产率的一项重要措施。矿井通风系统按服务范围分为统一通风和分区通风；按进风井与回风井在井田范围内的布局分为中央式、对角式和中央对角混合式；按主扇的工作方式分为压
5、入式、抽出式和压抽混合式。此外，阶段通风网络、采区通风网络和通风构筑物，也是通风系统的重要构成要素。防止漏风，提高有效风量率，是矿井通风系统管理的重要内容。3、矿井通风系统设计是矿井总体设计的一个重要组成部分，是保证矿井安全生产的重要组成部分。其基本任务就是结合矿井开拓和开采设计，建立一个安全、可靠技术先进、经济合理和便于管理的通风系统。二、通风系统的基本要求选择任何通风系统，都要求符合投产较快、出煤较多、安全可靠、技术可行、经济技术指标合理等总原则。就要适应以下基本要求： 1、每个矿井至少要有两个通到地面的安全出口，各个出口之间的安全距离不得小于30m。新建和改建的矿井，如果采用中央并列式通
6、风时，还要在井田边界附近设置安全出口，井下每一个水平到井上一水平和每个采区至少都有两个出口，并与通到地面的安全出口相连通，通到地面的安全出口和两个水平之间的出口都必须有便于人行的设施。2、进风井口要避免污风、尘土、炼焦气体、矸石燃烧等气体的侵入。进风井口距离产生烟尘、有害气体的地点不得小于500m；为防止进风井筒冬季结冰，需设暖风设备，矿井的总回风道不得作为主要人行道；矿井排到地面的回风流和主要通风机的噪音都不得造成公害，进风井与出风井的设置地点必须地层稳定，施工地质条件比较简单，占地少，而且要在当地历年来洪水位的最高标高以上。3、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
7、，则自采区流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。4、采用多台分区主要通风机时，为了保持联合运转的稳定性，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、中央主要通风机和每一翼的主要通风机的回风流都必须严格隔开。5、要充分注意降低通风费用。为此，主要风道的断面不宜过小，并做到壁面光滑，以降低摩擦阻力；主要风道的拐弯要缓慢，断面的变化要均匀，以降低局部阻力；要尽可能使每个采区的产量均衡，阻力接近，使自然
8、分配的风量基本上和按需分配的风量一致；尽可能减少通风构筑物。6、要符合采区通风和掘进通风的若干要求；要满足防治瓦斯、火、尘、水和高温对矿井通风系统的要求；还要有利于深水平或后期通风系统的发展变化。题目某煤矿井田东西走向长约3 Km，南北倾向宽约1.7Km，井田面积约4.5519Km2，井田总体呈单斜构造，煤层倾角大部分小于15，属缓倾斜煤层。顶板为黑色泥岩，致密而均一，底板为灰白色细中粒砂岩，煤层厚度0.846.12米，平均5.9米，以镜煤、亮煤为主，含黄铁矿，煤层夹矸03层，倾角1014。矿井煤层自燃发火期为1个月，自燃趋势较突出的是2月3月。煤尘具有爆炸性，爆炸指数为40.3%。矿井属低瓦
9、斯矿井。设计生产能力为90万t/年。矿井采用斜井单水平上下山开拓，矿井的采煤方法为走向长壁，采煤工艺为综采放顶煤。采用中央边界式通风方式。风井设在采区的边界。主、副井进风，风井回风。采区采用轨道上山、运输上山进风，专用回风巷回风。工作面采用U型后退式开采，采煤工作面风流流动形式是上行通风。综放面平均控顶距为3.96m，实际采高4.1 m，工作面面长150米，工作面温度20，回采工作面同时作业人数最多90人。矿井掘进工作面平均瓦斯涌出量为1.2 m3/min，掘进工作面一次炸破所用的最大炸药量7.2kg，掘进工作面同时工作的最多人数40人。第二章 局部通风设计（一）设计原则及掘进通风方法的选择1
10、、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)尽量采用技术先进的低噪、高效型局部通风机；(4)压入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
11、台或多台风机联合运行。2、掘进通风方法的选择掘进通风方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）混合式通风压入式通风新风经过风机，安全系数高，可用柔性风筒，柔性风筒重量轻，易于贮存和搬运，连接和悬吊也简单，胶布和人造革风筒防水性能好，是大多数矿井局部通风的选择，结合本设计故选择压入式通风。（二）掘进工作面所需风量计算及设计根据规程规定：矿井必须采用局部通风措施1、掘进工作面所需风量按下列因素分别计算，取其最大值。1）、按瓦斯（二氧
12、化碳）涌出量计算 m3/s (2-1)式中：Q掘掘进工作面实际需风量， m3/s ； 掘进工作面平均绝对瓦斯涌出量， m3/s ； K掘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。通常，机掘工作面取1.52.0；炮掘工作面取1.82.0。此处取1.8所以：Q掘=1003.21.8=576(m3/min)2)、按炸药使用量计算 (m3/min) (2-2)式中：25使用1炸药的供风量，(m3/min)； A掘掘进工作面一次炸破所用的最大炸药量，。所以：Q掘=257.2=180(m3/min)3)、按工作人员数量计算 (2-3)式中：N掘掘进
13、工作面同时工作的最多人数，所以： Q掘=440=160(m3/min) Q掘取其最大值: 576(m3/min) 根据上述计算，应选取所有风量中的最大值，故按排瓦斯所需风量为该掘进巷道的需风量，大小为576 m3/min。4）、按风速进行验算掘进工作面的最小风速：600.258.7=130.5(m3/min)掘进工作面的最大风速：6048.7=2088(m3/min)130.5(m3/min) 小于576(m3/min) 小于2088(m3/min)符合要求。2、掘进面的设计1）、巷道断面各个掘进头的断面由于巷道的用途、位置不完全相同，则其断面也不完全相同，对于运输顺槽其巷道断面一般较大，净断
14、面一般在8.0m2左右，掘进断面为9.6m2左右对于回风顺槽断面较小，净断面一般在6.6m2左右，掘进断面一般7.8m2左右，其他各掘进头断面由其净断面确定。此处掘进断面取8.7m2。2）、支护形式 在上下顺槽内，巷道支护形式采用工字钢支护（三）掘进通风设备选择1、风筒的选择1）、风筒的种类 掘进通风使用的风筒有金属风筒和帆布、胶布、人造革等柔性风筒。柔性风筒重量轻，易于贮存和搬运，连接和悬吊也简单，胶布和人造革风筒防水性能好，且柔性风筒适于压入式通风，本设计通风长度750米，因此可选用直径为1000的胶布风筒。风筒特性如表2-1。表2-1风筒类别风筒直径接头方式百米风阻Ns2/m8节长胶布风筒400单反边131.3210m胶布风筒600双反边15.8830m2）、风筒漏风（1）、风筒漏风备用系数
