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1、矿井通风与安全课程设计目录1矿井通风系统的确定21.1概述21.2矿井通风系统22矿井风量计算及确定72.1采煤工作面需风量的计算72.2矿井风量的分配113矿井通风阻力计算 123.1绘制通风系统图123.2矿井通风总阻力计算124通风机选型154.1自然风压154.2选择主要通风机154.3选择电动机175概算矿井通风费用及评价 186矿井灾害防治措施20参考文献221矿井通风系统的确定1.1概述某煤矿井田范围走向长7.42km，倾斜宽0.661.47km，井田面积约8.53 km2。 位于背斜南翼，为一般平缓的单斜构造，地层产状走向近东西向，倾向南，倾角10-25。， 一般为16。左右。
2、矿井生产能力为90万t/a。矿井采用中央竖井，煤层分组采区上山布置的开拓方式，单翼对角式通风。矿井 通风难易时期的系统示意图见后。井田设三个井筒:主井、副井、风井。地面标高+200m。 全矿井划分为两个水平，第一水平标高一150m，第二水平标高一350m，回风水平标高 +45+50m。第一水平东西运输大巷布置在煤层的底板岩石中，距煤层30m，通过水 平大巷开拓煤层的全部上山采区。矿井采用走向长壁开采方式。该矿是高瓦斯矿井，瓦斯涌出量较大，为安全起见，用“品”字形布置三条上山。 采用综合机械化放顶煤采煤。采煤工作面的平均断面积8.1 m2,回采工作面温度一般 在21，回风巷风流中瓦斯（或二氧化碳
3、）的平均绝对涌出量为5.65m3/min，三四 班交接时人数最多66人；掘进工作面平均绝对瓦斯涌出量3.75m3/min，掘进工作面 同时工作的最多人数18人，一次爆破炸药用量4.3kg。1.2矿井通风系统1.2.1矿井通风方式根据前述矿井的地质概况，开拓方式及开采方法，提出本矿井前25年左右的矿 井通风系统方案为：中央边界式、两翼对角式和分区对角式。表1-1通风方式图示适用条件及优缺点中央边界式通风阻力较小，内部漏风较小。工 业广场不受主要通风机噪声的影响及回 风风流的污染风流在井下的流动线路为折返式， 风流线路长，阻力较大适用于煤层倾角较小、埋藏较浅， 井田走向长度不大，瓦斯与自然发火比
4、较严重的矿井两翼对角式风流在井下的流动线路是直向式， 风流线路短，阻力小。内部漏风少中。 安全出口多，抗灾能力强。便于风量调 节，矿井风压比较稳定。工业广场不受 回风污染和通风机噪声的危害井筒安全煤柱压煤多，初期投资大， 投产较晚煤层走向大于4km，井型较大，瓦 斯与发火严重的矿井；或低瓦斯矿井， 煤层走佛长，产量较大的矿井分区式%每个米区有独立通风线，互不影响， 便于风量调节，安全出口多，抗灾能力 强，建井工期短，初期投资少，出煤快占用设备多，管理分散，矿井反风 困难煤层埋藏浅，或因地表高低起伏大， 无法开掘总回风巷经过上表的粗略的技术比较，考虑到本矿井为高瓦斯矿井，瓦斯涌出量较大，和 粗略
5、的经济比较，所以综上述考虑采用单翼对角式比较合理。1.2.2采区通风方式1、确定采区的通风方式并作技术比较采区应该有足够的供风量，并按需分配到各个采、掘工作面。为此采区通风系统 就满足以下要求：一个采区，都必须布置回风巷，实行分区通风。采煤工作面和掘进工作面都应采用独立通风。采煤工作面和掘进工作面的进风和回风，都不得经过采空区和冒落区。本矿井各采区设置三条上山即运输机上山、回风上山及轨道上山。由于本矿井是高瓦斯矿井，瓦斯涌出量较大，为了安全起见，用“品”字形布置三 条上山。即轨道上山、运输机上山进风，回风上山回风。2、采煤工作面通风方式确定采煤工作面的通风方式并作技术比较：工作面的回采顺序有前
6、进式和后退式，前进式与后退式相比，回采时不用提前掘 出回采巷道，可以边采边掘，但是回采巷道的上、下顺槽的维护费用多。并且新鲜风 流首先通过采空区，漏风严重，且风流会带着采空区涌出的瓦斯进入工作面，容易使 瓦斯超限。考虑到本矿井是高瓦斯矿井，瓦斯涌出量较大，前进式通风更容易引起瓦 斯超限，增加通风管理难度，故考虑采用后退式回采顺序。由于本矿井的准备巷道是三条上山，故采用U型通风，再加上本矿井的煤层倾 角16，属于中等，并且本矿井瓦斯绝对涌出量为5.65m3/min，属于中等偏上，由 于瓦斯比空气轻，为了减少在上隅角产生瓦斯积聚，因此采用上行通风方式。1.2.3主要通风机工作方法确定主要通风机的工
7、作方法并做技术比较：主要通风机的工作方式有抽出式、压入式和压抽混合式通风方式分为抽出式、压入式和混合式。采区通风必须满足煤矿安全规程的规定。每一个生产水平和每一个采区，都 必须布置回风道，实行分区通风。回采工作面和掘进工作面都应采用独立通风。对于 煤层倾角大的回采工作面应采用上行通风。采煤工作面和掘进工作面的进风和回风，都不得经过采空区和冒落区。表1 2通风方式图示适用条件及优缺点抽出式是当前常用的通风方式，适应性 强，有利于瓦斯管理，适用于矿井 走向长，开采面积大的矿井。井下 风流处于负压状态，漏风量小，管 理简单。当有塌陷区或于别的采区 沟通时，会才把有害气体带到井下， 使矿井有效风量减少
8、压入式低瓦斯矿的第一水平，矿井地面 地形复杂，高差起伏，无法在高山 上设置通风机。总回风巷无法连同 或维护困难的条件下。与抽出的优 缺点相反，进风路线漏风大。管理 困难，风阻大，风量调节困难。井 下风流处于正压状态，通风机停止 运转时，采空区瓦斯会涌向工作 面。混合式可产生较大的通风阻力，适应大阻 力矿井，但通风管理困难，一般新 建矿井和高瓦斯矿井不宜采用。但 是个别用于老井延深或改建的低 瓦斯矿井。抽出式：主要通风机安设在回风井口，在抽出式主要通风机的作用下，整个 矿井通风系统处在低于当地大气压力的负压状态。当主要通风机因故停止运转时，井下风流的压力提高，比较安全。压入式：主要通风机安设在入
9、风井口，在压入式通风机的作用下，整个矿井 通风系统处在高于当地大气的正压状态。在冒落裂隙通达地面时，压入式通风矿 井采区的有害气体通过塌陷区向外停止漏出。当主要通风机运转时，井下风流的 压力降低。采用压入式通风时，须在矿井总进风路线上设置若干通风构筑物，使 通风管理难度加大，且漏风严重。所以，通过比较并且考虑到该矿井为高瓦斯矿井，选择抽出式通风，通风管理较 容易，安全可靠性好。2矿井风量计算及确定2.1采煤工作面需风量的计算1、采煤工作面的风量应按下列因素分别计算，取其最大值i按瓦斯涌出量计算（规程2010第一百三十六条）Qwi=100Qgwi 乂 七（2一D其中：Qwi第i个采煤工作面需要风
10、量,m3/min;Qgwi 第i个采煤工作面瓦斯绝对涌出量，m3/min；K第i个采煤工作面瓦斯涌出不均匀的风量备用系数，它是该工作面瓦 斯绝对涌出量的最大值和平均值的比值。生产矿井可以根据各工作面正常生产条件 时，至少进行5昼夜的观测，得出5个值，取其最大值。通常机采工作面取3阿=1.21.6； 炮采工作面取K .=1.42.0；水采工作面取K .=2.03.0。综合考虑K .取1.3Q = 100 x 5.65 x 1.6 = 904m3/minii按工作面进风流温度计算(2-2)回采工作面应有良好的气候条件，其气温和风速的关系应符合下表的要求。回采工作面的空气温度（c）回采工作面的风速（
11、m/s）150.30.515180.50.818200.81.020231.01.523261.51.8表2-1Qw广 60 X Vwi X Swi X Kwi其中Vwi第i个采煤工作面的平均风速，按其进风流温度从上表选，m/s；Swi第i个采煤工作面有效通风断面，取最大和最小控顶时有效断面平均值，m2；Kwi第i个采煤工作面的长度系数，从下表中选择。表2-2采煤工作面的长度/m采煤工作面的长度风量系数K w i1801.31.4Q . = 60 x V. x S . x K . = 60 x 1.2 x 8.1 x 1.2 = 699.84m3/miniii按使用炸药量计算Q = 25A (
12、2-3)其中：25一每使用1kg炸药的供风量，m3/min；Awi第i个采煤工作面一次爆破使用的最大炸药量，kg。Q = 25A = 25 x 4.3 = 107.5m3/miniv按工作人员人数计算Q = 4N (2-4)其中：4一每人每分钟应供给的最低风量，m3/min；N 第i个采煤工作面同时工作的最多人数，个。Q = 4N = 4 x 66 = 264m3/minv按风速进行验算(规程2010第一百零一条)按最低风速验算采煤工作面的最小风量：Q . 60 x 0.25 x S . = 60 x 0.25 x 8.1 = 121.5m3/min按最高风速验算采煤工作面的最大风量：Q . 60 x 0.15 x Sh. = 60 x 0.15 x 9 = 108m3/min按最高风速验算各掘进工作面的最小风量：Qh. 60x 4xSh. = 60 x 4x9 = 2160m3/min式中Sh.一第.个掘进巷道工作面巷道的净断面积，m2。根据风速验算掘进工作面的风量符合要求。用以上几种方法对掘进工作面进行计算，选择最大值作为掘进工作面所需风量即 675m3/m.n3、硐室所需风量的计算采区各硐室的风量可按经验值来确定，即采区
