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1、矿井通风与空气调节课程设计 学 院： 矿业学院 专 业： 矿物资源工程 班 级： 081班 姓 名： 王成 学 号： 080801110341 指导教师： 潘奇志老师 2012 年 1 月 5 日 目 录1、设计矿井概况- 3 -1.1煤层赋存条件- 3 -1.2矿井巷道布置- 3 -1.3矿井开采技术条件- 3 -1.4矿井安全条件- 3 -2通风系统- 4 -2.1通风方式- 4 -2.2通风方法- 4 -2.3上下山布置- 4 -2.4采区通风设施- 4 -2.5采面通风方式- 5 -2.6通风网络- 5 -3矿井风量计算与分配- 5 -3.1风机服务范围确定- 5 -3.2需风量计算-
2、 5 -3.2.1按井下最多工作人数- 6 -3.2.2按各需风点实际需风量分别计算- 7 -3.2.3 矿井总风量的确定- 11 -3.3风量分配- 11 -4矿井通风阻力与通风特性- 12 -4.1容易、困难时期阻力路线确定- 12-4.2矿井通风阻力计算- 12 -5通风设备选型- 17 -5.1局部通风机选型- 17 -5.2主要通风机选型- 18 -5.2.1 风机选型- 18 -5.2.2 电动机选型- 20 -参考文献 - 21 -1、设计矿井概 1.1煤层赋存条件 该矿井地处山区，设计开采M煤层，该煤层赋存于二叠系下统龙潭组（P3l）地层中下部，为该地层唯一可采煤层。 M煤层平
3、均倾角14，赋存较稳定，无夹矸，平均煤厚3.0m，平均容重1.49m3/t，直接顶、底板均为粉砂岩，厚度58m，老顶、老底均为砂岩。煤的变质程度较高，煤的牌号为无烟煤，煤的工业分析结果见表4；煤层具有自燃倾向性（I级，容易自燃，自燃发火期56个月）与煤尘爆炸危险性；煤层瓦斯含量25m3/tr，无突出危险性，依据处于同一地质单元的相邻矿井开采情况，估计井下井下以45万t/a设计规模开采时瓦斯涌出情况见表5。表4 M煤层煤质指标表煤层编号工业分析结果Mt(%)Ad(%)Vdaf(%)FCd(%)St,d(%)Qnet,ar(MJ/kg)M2.3612.176.1077.220.3929.935.1
4、表5 预计开采时瓦斯涌出量表序号瓦斯来源涌出范围涌入区域预计涌出量1一采区采面采面进回风巷、采面、采面后方采空区采面813m3/t2一采区掘进巷道掘进巷道、掘进迎头掘进巷道1.01.8m3/min3采（老）空区回采结束后已密闭的采空区与老空区采区进回风流01m3/min 1.2矿井巷道布置 矿井设计生产能力45万t/a，开拓系统布置有主平硐、副平硐与回风斜井三条井筒。井田内划分为两个采区，首采一采区；一采区开采期间，井下布置的回风下山通过回风联络巷与回风斜井相连。 1.3矿井开采技术条件 采用走向长壁采煤法，采煤工艺为高档普采，采煤机截深0.6m；正常开采期间，井下采掘比1:2，掘进工作面掘进
5、工艺为炮掘、机掘；井下煤炭运输主要采用胶带输送机运送，材料、设备、矸石采用矿车运输。 1.4矿井安全条件 煤层具有自燃倾向性（I级，容易自燃，自燃发火期56个月）与煤尘爆炸危险性；煤层瓦斯含量25m3/tr，无突出危险性。 井下气温：寒冷时，进风井风流平均气温3，井下采面温度一般不超过16，回风温度15；炎热时，进风井风流平均气温25，井下采面温度一般不超过22，回风温度20。2通风系统 2.1通风方式 该矿井才用中央并列式通风。由巷道布置图可知，其进风井于回风井沿井田走向及倾斜角度均大致并列于井田的中央，故该矿井通风方式为中央并列式通风。 2.2通风方法 该矿井采用抽出式通风。抽出式通风是当
6、前通风方法中的主要形式，适应性较广泛，尤其对高瓦斯矿井，更有利于对瓦斯的管理，可以使井下风流处于负压状态，当主要通风机因故停止运转时，井下的风流压力提高可能使采空区瓦斯涌出量减少，比较安全。且漏风量小，通风管理较简单。该矿井煤层瓦斯含量25m3/tr，矿井瓦斯等级为高瓦斯矿井，采用抽出式比压入式有利。 2.3上下山布置 由于该矿井瓦斯等级为高瓦斯，煤层具有自燃倾向性（I级，容易自燃，自燃发火期56个月）与煤尘爆炸危险性。根据我国煤矿安全规程规定，高瓦斯矿井必须要设有专用的回风巷，即该矿布置轨道下山，运输下山和回风下山。 采区进、回风下山采用轨道下山、输送机下山进风、回风下山回风的通风系统，共3
7、条下山。轨道下山的下部车场可不设风门，车辆通过方便，进风风流不受运煤和瓦斯污染，含煤尘较少；输送机下山进风，其风流方向于运煤路线相同而方向相仿，所以风门较少，比较容易控制风流；但工程量较大。 2.4采区通风设施 为了保证风流按拟定路线流动，必须在巷道中设置相应的通风设施（构筑物）以用于引导风流、截断风流或控制风流，通风构筑物有风桥、密闭、风门等。根据实际需要，本矿井只需设置相应的风门，详见表2-1，2-2。 表2-1 通风容易时期风门设置表序号安设位置风门类型风门组数1风井安全出口双向风门12掘进运输巷双向风门13掘进回风巷双向风门14区段甩车场双向风门15回风联络巷双向风门16井底车场调节风
8、门1 表2-2 通风困难时期风门设置表序号安设位置风门类型风门组数1风井安全出口双向风门12掘进运输巷双向风门13掘进回风巷双向风门14区段甩车场双向风门15回风联络巷双向风门26井底车场调节风门1 风门设置要求： 1) 避免在弯道和倾斜巷道中设置风门； 2) 风门的前后5m内支架完好，门墙厚不小于0.45m，四周掏槽深0.20.3m； 3) 结构严密，漏风少，向关门方向缓倾斜8085； 4）风门应迎风流开启，通过矿车的巷道，两组两风门间距应大于一串车长度，并能使风门正常开启和关闭； 5）风门要求设置两组，含正反向风门各两道，两道正向风门必须连锁，一道打开，另一道必须关闭； 6）安全出口风门必
9、须设置双向联锁风门； 7）风门等通风构筑物的设置应坚固稳定，并加强通风管理，及时进行检查和维修。 2.5采面通风方式 该矿井采面采用W型通风方式。由于该矿井为高瓦斯矿井，瓦斯涌出量大，需风量大，且该矿井无突出危险；所以采用W型通风方式较合适。 2.6通风网络 采面风流路线：新鲜风流从主副平硐进入轨道下山中部车场1301采面运输顺槽1301采面1301采面回风顺槽回风下山回风联络巷回风斜井引风道地面。3矿井风量计算与分配3.1风机服务范围确定根据矿井的服务年限确定风机的服务年限，服务范围为整个矿井。 3.2需风量计算 按井下最多工作人数 式中：矿井总供风量，m3/min； 井下同时工作的最多人数
10、见表3-1，人； 每人每分钟供风标准，m3/min； 矿井通风系数，包括矿井内部漏风和分配不均匀等因素。采用压入 式或中央并列式痛风时，可取1.201.25；采用中央分列式或混合式通风时，可取1.151.20；采用对角式或分区式通风时，可取1.101.15。上述备用系数在矿井产量T90104t/a时取小值；T90104t/a时取大值。本矿井采用中央式通风，T=45104t/a90104t/a，故取大值K=1.25。 表3-1 采煤工作面同时工作的最多人数采煤机司机2人班组长1人溜子/皮带司机2人电工1人瓦检员1人安全员1人支柱工4人辅助8人合计20人 按各需风点实际需风量分别计算 1） 采煤工
11、作面需风量计算 采煤工作面应按瓦斯（或二氧化碳）涌出量、工作面温度、炸药用量、同时工作的最多人数分别计算，取其中最大值，并用风速验算。 按瓦斯（或二氧化碳）涌出量计算 式中：一、二采区采煤工作面需要风量，m3/min； 一、二采区采煤工作面绝对瓦斯涌出量，m3/min； 工作面因瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，即该工作面瓦斯绝对涌出量的最大值与平均值之比。通常，机采工作面可取1.21.6；炮采工作面可取1.42.0；水采工作面可取2.03.0。被采面回采工艺为高档普采，取Kc=1.4。 按工作面温度计算 采煤工作面应有良好的气候条件，其进风流气温和风速应符合表3-1的要求。 采煤工作面的需要风量
12、计算可按下式计算 式中：回采工作面适宜风速，m/s；本矿井井下采面温度不超过22，取Vs=1.4。 回采工作面平均有效断面，按最大和最小控顶有效断面的平均值计算，m2； 工作面长度系数，按表3-2选取。本采区1301采面长度为100m，故取Ki=1.0。表3-1 采煤工作面空气温度与风速对应表 表3-2 采煤工作面长度风量系数表采煤工作面进风流气温（）采煤工作面风速(m/s)采煤工作面长度(m)工作面长度风量系数500.8150.30.550800.915180.50.8801201.018200.81.01201501.120231.01.51501801.223261.51.81801.301.40 按工作人员数量计算 式中：每人每分钟应供给的最低风量，m3/min； 采煤工作面同时工作的最多人数。（见表3-1） 按风速验算 根据煤矿安全规程规定，回采工作面最低风速为0.25m
