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1、矿井通风与安全课程设计课程代码：10105009专业班级：煤矿开采技术1301班学生姓名：指导教师：设计时间：2015年01月9 日13日湖南安全技术职业学院安全技术系前言矿井通风与安全课程设计是学完矿井通风与安全课堂学习任务 后，为增加感性认识，加深动手能力，紧密理论联系实际而进行的课程设计 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。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。培养学生实践动手能力及独立分析和解
2、决工程实际的能力。培养学生创新意识、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煤矿安全规程以及国家制定的其他 有关煤炭工业的方针政策，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，力争自己的设计达到较高水平，但由于本人水平 有限，难免有疏漏和错误之处，敬请老师指正。目录第一章 概述 1一、设计题目 1二、原始资料 1三、设计目的 1第二章 掘进通风方法确定 2一、局部通风机通风 2二、掘进通风方法确定 2第三章 掘进工作面所需风量设
3、计 3一、按炸药使用量计算 3二、按瓦斯（二氧化碳）涌出量计算 4三、按除尘风量计算 4四、按工作人员数量计算 5五、按风速进行验算风量 5第四章 局部通风机风量设计 5第五章 风筒选择 7一、风筒的类型 7二、风筒接头 8三、风筒的漏风 81、漏风系数的计算 82、风筒的有效风率 93、漏风率 94、风筒的阻力 9第六章 局部通风机选择 12第七章 掘进通风管理 14一、加强风筒管理的措施 14二、保证局部通风机安全运转的措施 14三、加强掘进工作面的瓦斯检查和检测 15四、掘进工作面的综合防尘措施 16五、掘进工作面的防火防爆安全措施 16六、掘进工作面的隔爆与自救措施 16七、局部通风机
4、消声措施 17第八章掘进工作面通风监控 19一、监控目的与要求 19二、掘进工作面甲烷传感器设置目的 19三、掘进工作面瓦斯传感器布置 19四、矿井通风系统监控 22致 谢 25参考文献 25第一章概述一、设计题目某矿井2014工作面运输道掘进通风设计二、原始资料某矿为高瓦斯矿井，生产接续要求提前5个月设计出2014煤巷运输道， 长为340m （学号为：8,故长度为：300+8*5=340m）；巷道底板净宽度为4m, 断面为8m2。其瓦斯绝对涌出量为1.2m3/min，涌出不均衡系数为1.4；进风流 中的沼气浓度为0.05%。掘进巷道一次爆破最多炸药量为15Kg，风流中基底 含尘量为0.5mg
5、/m3,，产尘量为800mg/min；工作面同时工作最多人数为8人三、设计目的通过对某矿井2014工作面运输道掘进通风设计，训练和提高学生应用所 学的理论知识解决实际问题的能力。第二章掘进通风方法确定一、局部通风机通风利用局部通风机做动力，通过风筒导风实现掘进工作面供给新鲜风流的 方法称局部通风机通风，它目的掘进通风最主要和最常用的方法。局部通风 机通风按其工作方式不同可分为：(1) 、压入式(2) 、抽出式(3) 、混合式结合本设计故选择压入式通风。二、掘进通风方法确定压入式通风的优点是局部通风机和启动装置都位于新鲜风流当中，不易 引起瓦斯和煤尘爆炸，安全性好；风筒出口风流的有效射程长，排烟
6、能力强, 工作面通风时间短；既可以用硬质风筒，又可以用柔性风筒，适应性强。是 大多数矿井局部通风的选择。污风340 w-J1JLCD11j irA新鲜风流第三章 掘进工作面所需风量设计根据规程规定：矿井必须采用局部通风措施 按下列因素分别计算，取其最大值。一、按炸药使用量计算Q = 0465（Ab竺）3 m3 /min掘 tP2 C漏碳式中t-通风时间，一般取2030min，本次设计取30min;A-同时爆炸药量，本次设计取：30kg;b-每千克炸药产生的CO当量，煤巷爆破取100L/kg；S-巷道断面积，取8m2 ；L-巷道通风长度，取340m；= 式中 漏 1 nn接p -风筒始、末风量之
7、比，即漏风系数；p -1漏n-风筒接头数，本次设计取：34个n -每个接头的漏风率，插接n =0.010.02，螺旋反边接头时 接接n =0.005；接Cco氧化碳浓度的允许值，%， C =0.024% co计算得：0.465Q =需 3015x 100x(8x(3402x 0.024%=421.47m3/min按瓦斯（二氧化碳）涌出量计算m3 /min100K QQ = CH. CH.瓦 c-C 4CH4进 CH4式中 Q -排除巷道所需风量， m3/min瓦Q -巷道瓦斯绝对涌出量，本次设计取： 1 . 2 m3 /minCH4C -最高允许瓦斯浓度，本次设计取：1%；CH4C -进风流中
8、的瓦斯浓度，本次设计取：0.05%； 进CH4K -瓦斯涌出不均匀系数，本次设计取：1.4CH4计算得：q =100 x 14 x 12 =177 口3 /min 瓦 1 0.05三、按除尘风量计算Q 二 -m3 /min尘-基式中 Q -排尘所需风量， m3/min；尘G-掘进巷道的产尘量，本次设计取：800mg/min；G -最高允许含尘量，本次设计取：10mg/m3;高G -进风流中基底含尘量，本次设计取：0.5mg/m3 基计算得：Q = 800 =85 m3 /min 尘 10 0.5四、按工作人员数量计算Q 二 4N m3 /min ei ei式中 N -第 i 个掘进工作面同时工
9、作的最多人数，人。 ei计算得：Q 二 4N =4x8=32 m3 /minei eim3 /min)五、按风速进行验算风量半煤岩和煤巷不能形成瓦斯层的最低风速验算0.25m/s或Q$15s (验算q =421.47215x 8=120 m3 /min掘符合20 14年安全规程。第四章 局部通风机风量设计柔性风筒的 P 值可用下式计算：漏式中 n风筒接头数，个(340十10=34)耳-每个接头的漏风率，插接时耳=0.010.02，螺旋反边接头时 接接n =0.005.这里取0.01 ；计算得：接P =1十(1-34x 0.01)=1.52漏因此 q =1.52 x 421.47=640.63
10、m3 /min通第五章 风筒选择一、风筒的类型掘进通风使用的风筒分为硬质风筒和柔性风筒两类 （1）、硬质风筒铁风筒坚固耐用，使用时间长，但是铁风筒成本高，易腐蚀，装卸不变 近几年生产的玻璃钢风筒虽比铁风筒轻便抗腐蚀性强，但是成本颇高。 （2）、柔性风筒主要有帆布风筒、胶布风筒和人造革风筒等。柔性风筒的优点是轻便， 拆卸、搬运容易，接头少。缺点是强度低，易损坏，使用时间短，且只能用 于压入式通风。故本设计中采用柔性风筒，风筒规格如下：直径/mm节长/m壁厚/mm风筒质量/（kg m-1）风筒断面/ m2300101.21.30.071400101.21.60.126500101.21.90.19
11、6600101.22.30.283800101.23.20.5031000101.24.00.785二、风筒接头柔性风筒的接头方式插接、单反边接头、双反边接头、活三环多反边接 头、螺圈接头等多种形式。插接方式最简单，但漏风大；反边接头漏风较小, 不易涨开，但局部风阻大；后两种接头漏风较小，风阻小，但易涨开，拆装 比较麻烦，通常在长距离掘进通风时采用，在本设计中采用插接接头，简图 如下：二、风筒的漏风1、漏风系数的计算漏风系数如下: 柔性风筒的P值可用下式计算:漏式中n风筒接头数，个(340十10=34)耳-每个接头的漏风率，插接时耳=0.010.02，螺旋反边接头时 接接n =0.005.这里
12、取0.01 ；计算得：接P =1十(1-34x 0.01)=1.52漏因此 q =1.52 x 421.47=640.63 m3 /min通Q 二、Q Q = *640.63 421.47 二 519.62 m3 /min阻通岀2、风筒的有效风率 掘进工作面风量占局部通风机工作风量的百分数称为有效风量率P 。有效耳 二 _2出 X100% = 421.47 x 100% = 66% 漏 Q640.63通3、漏风率风筒漏风量占局部通风机工作风量的百分数称为有效风量率耳。漏耳=1- p =1-66%二34%漏有效耳虽能反映风筒的漏风情况，但是不能作为对比指标。故常用百米漏风率耳 漏漏100表示：耳
13、 二耳 /L=34%/340x100=10% 漏100 漏根据计算以及表格内容，选择直径为800mm，节长10m，壁厚1.2mm，质量为1.9kg/m，断面为0.503m2的胶布风筒4、风筒的阻力（1）沿程摩檫阻力计算R 摩=6.5XaXL/D5=6.5X0.003X340/0.8 5=20.10NXs2msR摩一风筒的沿程摩擦阻力，NXs2/m8；a风筒的摩擦阻力系数，取0.003 n S2/m4；L风筒全长，取340m；D风筒直径，取0.8 m；2)接头局部风阻计算R 接二nXgX y/ (2XgXS2 )=34 X 0.15X1.2/ (2 X 9 . 8 X 0 . 5 032)=1.
14、23N X s2/msR接一风筒接头风阻，NXs2/m8；2与其相对应的局部阻力系数，取0.15 Kg.S2/m4 ； n接头个数，取34；Y空气相对密度，取1.2kg/m3；S 风筒断面，取0.503m2；g重力加速度，9.8m/s2；3)弯头局部阻力计算R =nX2Xy/(2XgXS2)弯=1X1.1X1.2/(2X9.8X0.5032)=0.27 NXs2m8R 风筒弯头风阻NXs2三m8弯2与其相对应的弯头局部阻力系数，取1.1 Kg.S2/m4 n弯头个数1个；Y空气相对密度1.2kg/m3S 风筒断面0.503m2g重力加速度 9.8m/s2（4）出口阻力计算RjE出 Xy /gXD4 出= 1.0X1.2/9.8X0.8 4= 0.30Kg.S2/m4R出一出口阻力N.S2/msY空气相对密度1.2 kg/m3g重力加速度9.8m/s2D
