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1、中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院本科生课程设计报告课程设计名称：矿山安全设计报告姓名：张垒学号：1010120110专业年级：消防工程2010班级：消防工程2010班指导教师：谭波职称：讲师起止日期：2013年12月8日至2013年12月15日中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院本科生课程设计任务书专业年级消防工程2010班级消防工程2010班学号1010120110学生姓名张垒任务下达日期：2013年12月8日课程设计日期：2013年12月8日至2013年12月15日课程设计主要内容和要求：(1)矿井总需风量估算要求：按照矿井实际情况计算通风困难时期、通风容易时期的矿井需风量(2)矿
2、井通风总阻力估算(通风困难时期、通风容易时期)要求：根据需风量分配巷道风量，计算最大阻力路线的通风阻力。考虑自然风压、计算矿井等积孔(3)选择合适主扇要求：从风机库中选择合适的风机。(4)计算通风费用要求：按照你们宿舍电价计算通风日常费用。(5)给出通风报表要求：设计一张通风报表，将计算数据统计进去指导教师签字:1指导教师评语学院意见:中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院本科生课程设计评阅书成绩：指导教师签名：月日签章:目录一、矿井需风量地点情况4二、最大阻力线5三、矿井通风系统的选择6（一）矿井通风系统的作用6（二）矿井通风系统的组成和结构6（三）通风系统的设计原则7（四）矿井通风系统的类
3、型及其适用条件8（五）各类矿井通风系统的优缺点及适用条件9（六）回采工作面的通风系统选择11（七）矿井井下通风设施及构筑物布置13四、矿井风量计算14（一）风量计算的标准及原则14（二）风量计算15.23五、矿井通风阻力的计算（一）摩擦阻力系数a24（二）摩擦阻力的计算27（三）局部阻力计算30（四）矿井通风总阻力计算30（五）降低通风阻力31（六）自然风压32（七）矿井等积孔36六、矿井通风设备的选择37（一）扇风机选型的依据37（二）扇风机选择38（三）通风设备选型39矿井通风系统课程设计某矿井属低瓦斯矿井，瓦斯含量极低，煤尘具有爆炸性，总含量最大值为0.188m3/t（16层煤），而煤层
4、的最小残存瓦斯量为12.5m3/t。采煤工作面空气温度，按1518C,工作面平均断面积为9.5m2,机械化采煤，交接班时23人。掘进面采用机掘，每班不超过10人，平均风温约为20Co巷道布置图课堂布置。一、矿井需风量地点情况如下：表5.6矿井用风地点计算表在舁厅P用风点数量一2015备用工作面1一2014综米工作面1三掘进工作回综掘11四主排水泵房1五井下爆炸材料发放碉室1六变电所1小计七其它巷道用风，占上述小计的5%（容易时期）其它巷道用风，占上述小计20%（困难时期）八备用25%合计、最大阻力线（从进口到地面），根据巷道类型与巷道矿井需风量计算表5.14东井通风阻力计算表序号巷道名称支护形
5、式aX10-4P(mDL(mDS2mQm3/shfPa1副井碎砌13.0120011.42井底车场巷道锚喷17.42000.021.2区段3轨道巷锚喷11.1550.09.542014工作面运输巷锚网15.41400.09.552014工作回综采支架20.0160.08.66工作面回风巷锚网15.41200.09.57中部车场回风巷锚喷9.5600.06.3东回风8斜井锚喷15.11680.015.215%局部阻力三、矿井通风系统的选择矿井通风系统主要考虑以下因素：依据井田精确地质报告所提供的开采技术条件；矿井设计生产能力；矿井开拓方式和采取布置；采煤年进度计划图；矿井巷道断面图；矿井各水平服
6、务年限。（一）矿井通风系统的作用从井下采掘作业要求、矿内空气成分及气候条件的变化规律、有毒有害气体及粉尘的特性和他们对人体的影响来看，进行通风换气是最有效的途径。一般情况下，自然通风难以持续、稳定、有效的解决上述问题，因此，所有矿山必须建立完善的机械通风系统。在风机动力的作用和通风设施的控制下，地表新鲜空气由进风井巷进入矿井，经有关井巷供给各个工作面，不断地去稀释和冲淡这些有害物质，使之达到无害程度，污浊空气经回风道从回风井巷排出地表，这就是矿井通风系统的运转过程。它的任务是：1）保证井下工作面有足够的氧气；2）把井下产生的有毒有害气体及矿尘稀释到无害程度并排出矿外；3）给井下工作面创造良好的
7、气候条件。因此，矿井通风系统是矿井开拓、开采系统中，为了实现通风目的和任务，向井下各作业地点供给新鲜空气，排出井下产生的污浊空气，调节井下气候条件而专门统筹规划、设计构建的由通风网络、通风动力和通风控制设施组成的工程体系总称。（二）矿井通风系统的组成和结构从系统组成来看，矿井通风系统由通风网络、通风动力和通风控制设施三大部分有机构成。通风网络就是由风流流经的所有井巷构成的、相互关联的、复杂的、网络状的井巷集合体。通风动力即为矿井风流流动提供能量的主扇、辅扇、自然压差等动力源组成的动力结构体系。通风控制设施就是控制有害漏风，并使供入井下的风流按生产需求进行分配的风门、风窗、风桥、风桥、辅扇、空气
8、幕、导风板等一系列调节控制设施。其中，辅扇具有双重功能，既属于通风动力，又属于调控设施。从系统结构来看，矿井通风系统可划分为三大部分，即进风部分、回风部分和用风部分，各部分担任着不同的职能。进风部分把地表新风送入用风部分供工作面使用，回风部分负责把用风部分产生的污浊风排出地表。用风部分负责调解和分配进风部分送入的新鲜空气，并把工作面产生的炮烟粉尘等有毒有害物质稀释排入回风部分，使作业环境达到安全卫生的要求6。（三）通风系统的设计原则在设计矿井通风系统的构建方案时，应严格遵循技术效果良好、运行安全可靠、基建费用和经营费用低以及便于管理的原则，即：1）系统宏观构建规划合理，既有利于通风，又与矿井开
9、采规划、开拓方案相辅相成；2）通风方式及压力分布合理，有利于有害气体和粉尘的排出与控制；3）矿井供风量合理，既有一定余量，又不过大浪费；4）通风网络结构合理，能将生产要求的风量送到每一个工作面，并将工作面用过的污风快捷的排出地表；井巷工程量少，通风阻力小，污风不用联；5）分风调控简便易行，分风均衡性、稳定性、可靠性好，有害漏风少，有效风量率和风速合格率高；6）设备选型合理，安装使用简便，购置费低，运行效率高；7）通风构筑物和风流调节设施尽量少；8）充分利用一切可用于通风的井巷和通道，使专用通风井巷工程量最小；9）通风动力消耗少，通风费用低;10）适应生产变化的能力强，现场应用和管理的难度不大，
10、能够管好、用好（四）矿井通风系统的类型及其适用条件按进、回风井在井田内的位置不同，通风系统可分为中央式、对角式、区域式及混合式。1）中央式进、回风井均位于井田走向中央。根据进、回风井的相对位置，又分为中央并列式和中央边界式（中央分列式）。（1）中央并列式进风井和回风并大致并列在井田走向的中央，两井底可以开掘到第一水平，也可将回风井只掘至回风水平。后者一般适用于较小型矿井。（2）中央边界式进风井大致位于井田走向中央，回风井大致位于井田浅部边界走向中央、在倾斜方向上两井相隔一段距离，回风井的井底高于进风井的井底。2）对角式（1）两翼对角式进风井大致位于井田走向中央，两个回风井位于井田边界的两翼（沿
11、倾斜方向浅部），称为两翼对角式。如果只有一个回风井，且进、回风分别位于井田的两翼称为单翼对角式。（2）分区对角式进风井位于井田走向的中央，在各采区开掘一个回风井，无总回风巷。3）区域式在井田的每一个生产区域开凿进、回风井，分别构成独立的通风系统。4）混合式由上述诸种方式混合组成。例如：中央分列与两翼对角混合式，中央并列与两翼对角混合式等等。按通风机的工作方式来划分，通风方式有压入式、抽出式和压抽混合式3种，各自特点如下：1）抽出式主扇使井下风流处于负压状态，一旦主扇因故停止运转时，井下风流的压力提高，有可能使采空区瓦斯涌出量减少，比较安全；2）压入式主扇使井下处于正压状态，当主扇停止工作时，风
12、流压力降低，有可能使采空区瓦斯涌出量增加，比较危险；3）压入式通风时，须在矿井总回风路线上设置若干构筑物，压入式通风管理工作比较困难，漏风较大；4）在地面小窖塌陷区分布较广，并和采区相沟通的条件下，用抽出式通风，会把小窖积存的有害气体抽到井下，同时使通过主扇的一部分风流短路，总进风量和工作面有效风量都会减少，用压入式通风，则能用一部分回风流把小窖塌陷区的有害气体带到地面。5）如果能够防止总回风路线的漏风，则压入式主扇的规格尺寸和通风电力费用都较抽出式实效；6）在压入式通风过渡到深水平抽出时，有一定的困难，过渡时期是新旧水平同时生产，战线较长，有时还需额外增掘一些井巷工程，使过渡期限拉的过长，用
13、抽出式通风，就没有这些缺点；7）用压抽混合式时，设备过多，管理复杂，新井设计时一般不考虑用这种方法。（五）各类矿井通风系统的优缺点及适用条件各类型矿井通风系统的优缺点及适用条件如表5.1所示表5.1各种通风方式特性对比7通风方式优点缺点适用条件进、回风井均布置Tfcrhrh.nr广风流在井下的流动适用于煤层倾角大，埋仕T大,业物内，地面建筑和供电集中，建井期限较短，便于贯通，初期投资少，出煤快，护井煤柱较小。矿井反风容易，便于管理。路线为折返式，风藏深，井田走向长度小中流路线长，阻力于4Km瓦斯与自然发央并大，井底布场附近漏风大。工业广场火都不严重的矿井。冶金矿山当矿脉走向不太中央式列受主要通风机噪声长，或受地形地质条件的影响和回风风流的污染严重。限制，在两翼不宜开掘风井时使用。中通风阻力较小，内部漏风较小。工业尸品木灰土31；甬171风流在井下的流动适用于煤层倾角较小、央路线为折返式，风埋藏较浅，井田走向长边界式）吻/、文土罗起机噪声的影响及回风风流的污染。流线路长，阻力较大。度不大，瓦斯与自然发火比较严重的优升。回风井数量较多，井田范围大，地质和地混通风能力大，布置通风设备较多面地形复杂；或产量合较灵活，适应性大，瓦斯突出量大的矿式强。井。风流在井下的流动线路是直向式，风两翼对角式流线路短，阻力小
