東北大學(xué)礦井通風(fēng)教(學(xué))案安全課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)

1、.東北大學(xué)礦井通風(fēng)與除塵課程設(shè)計(jì)班級(jí)：安全工程 1302姓名：薄星宇學(xué)號(hào)： 20131423指導(dǎo)教師 ：秦華禮.專業(yè)學(xué)習(xí)資料.2016 年 11 月目錄前言4一、礦井概況41 地質(zhì)概況42 開(kāi)拓方式及開(kāi)采方法5二、礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)71通風(fēng)方式71）通風(fēng)方式簡(jiǎn)介72）通風(fēng)方式選擇82礦井通風(fēng)方法103通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)11三、采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)121采取進(jìn)風(fēng)上山與回風(fēng)上山的選擇121)軌道上山進(jìn)風(fēng) ，運(yùn)輸機(jī)上山回風(fēng)122)運(yùn)輸上山進(jìn)風(fēng) 、軌道上山回風(fēng)133)兩種通風(fēng)方式比較132采煤工作面上行風(fēng)與下行風(fēng)的確定141）采煤工作面通風(fēng)系統(tǒng)要求142）采煤工作面通風(fēng)系統(tǒng)分類14.專業(yè)學(xué)習(xí)資料.3）采煤工作面通風(fēng)系統(tǒng)選

2、定.16四、通風(fēng)設(shè)備的安全技術(shù)要求 .16五、通風(fēng)附屬裝置及其安全技術(shù) .181反風(fēng)裝置 .182防爆門(mén) .183擴(kuò)散器 .194風(fēng)硐 .195消音裝置 .19六、相關(guān)計(jì)算 .201采煤工作面需風(fēng)量的計(jì)算 .202掘進(jìn)工作面需風(fēng)量的計(jì)算 .223硐室需風(fēng)量的計(jì)算 .234全礦井總需風(fēng)量計(jì)算 .245礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算 .256礦井等積孔的計(jì)算 .277礦井通風(fēng)設(shè)備的選擇 .298概算礦井通風(fēng)費(fèi)用 .32礦井通風(fēng)與除塵課程設(shè)計(jì).專業(yè)學(xué)習(xí)資料.前言采礦工業(yè)是我國(guó)的基礎(chǔ)工業(yè)，它在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位，煤炭是我國(guó)一次能源的主體。我國(guó)煤炭生產(chǎn)以井下開(kāi)采為主，其產(chǎn)量占煤炭總產(chǎn)量的95% 。而地下作業(yè)

3、首先面臨的是通風(fēng)問(wèn)題，在礦井生產(chǎn)過(guò)程中要有源源不斷的新鮮空氣送到井下各個(gè)作業(yè)地點(diǎn)，以供人員呼吸 ，以稀釋和排除井下各種有毒有害氣體和礦塵 ，創(chuàng)造良好的礦內(nèi)環(huán)境，保障井下作業(yè)人員的身體健康和勞動(dòng)安全。 向井下供應(yīng)新鮮的空氣和良好的供風(fēng)系統(tǒng)是分不開(kāi)的，所以在礦井建設(shè)的過(guò)程中一定要設(shè)計(jì)優(yōu)良的通風(fēng)系統(tǒng)，這樣不僅可以滿足井下供風(fēng)的要求，還能很好的節(jié)約礦井通風(fēng)的費(fèi)用。本文是針對(duì)礦井的建設(shè)，提出了行之有效的通風(fēng)系統(tǒng)，采用兩翼對(duì)角式的通風(fēng)方式 ，在采區(qū)采用軌道上山進(jìn)新風(fēng)，運(yùn)輸上山回污風(fēng)的通風(fēng)方法，并起在工作面采用上行通風(fēng)。風(fēng)別計(jì)算了通風(fēng)容易時(shí)期和通風(fēng)困難時(shí)期的風(fēng)量和風(fēng)壓，并以此為基礎(chǔ)選用了礦井主要通風(fēng)機(jī)和電機(jī)

4、，設(shè)計(jì)的通風(fēng)系統(tǒng)滿足了礦井通風(fēng)的要求 。一、礦井概況1 地質(zhì)概況該礦井地處平原 ，地面標(biāo)高 +150m ，井田走向長(zhǎng)度5km ，傾斜方向長(zhǎng)度3.3km 。井田上界以標(biāo)高 -165m 為界，下界以標(biāo)高 -1020m 為界，兩邊以斷層為界，井田內(nèi)煤層賦存穩(wěn)定 ，井田可采儲(chǔ)量約1.08 億噸 。井田有兩個(gè)開(kāi)采煤層，為 k1 、 k2 ，在井田范圍內(nèi) ，煤層賦存穩(wěn)定 ，煤.專業(yè)學(xué)習(xí)資料.層傾角 15 0 ，各煤層厚度 、間距及頂?shù)匕鍘r性參見(jiàn)綜合柱狀圖1-1 ：圖 1-1 綜合柱狀圖2 開(kāi)拓方式及開(kāi)采方法礦井相對(duì)瓦斯涌出量為6.6 m3 / T ，煤層有自然發(fā)火危險(xiǎn) ，發(fā)火期為 16 18個(gè)月，煤塵有爆

5、炸性 ，爆炸指數(shù)為 36% 。根據(jù)開(kāi)拓開(kāi)采設(shè)計(jì)確定，采用立井多水平上下山開(kāi)拓，第一水平標(biāo)高-380m ，傾斜長(zhǎng)為 825 ×2m ，服務(wù)年限為 27 年，因?yàn)樽呦蜉^短 ，兩翼各布置一個(gè)采區(qū) 。 每個(gè)采區(qū)上山和下山部分各分為五個(gè)區(qū)段回采。每采區(qū)各布置一個(gè)綜采工作面和一個(gè)高檔普采工作面，工作面長(zhǎng)度150m ，區(qū)段平巷及區(qū)段煤柱15m ，綜采工作面產(chǎn)量在 k1 煤層時(shí)為 1620t/d ，在 k2 煤層時(shí)為 1935t/d ，日進(jìn) 6 刀，截深 0.6m ，高檔普采工作面產(chǎn)量在 k1 煤層時(shí)為 1080t/d ，在 k2 煤層時(shí)為1290t/d ，日進(jìn) 4 刀，截深 0.6m ，東翼還另布

6、置一備用的高檔普采工作面。采區(qū)軌道上山均布置在k2 煤層的底板穩(wěn)定細(xì)砂石中，區(qū)段回風(fēng)平巷與運(yùn)輸上山，區(qū)段運(yùn)輸平巷與軌道上山采用石門(mén)連接，為了保證生產(chǎn)正常接替，前期.專業(yè)學(xué)習(xí)資料.東西兩翼各安排兩個(gè)獨(dú)立通風(fēng)的煤層平巷掘進(jìn)頭，后期東西兩翼各安排兩個(gè)獨(dú)立通風(fēng)的煤層平巷掘進(jìn)頭和一個(gè)巖石下山掘進(jìn)頭。東西兩翼各有一個(gè)絞車房、變電所 、火藥庫(kù) ，亦需獨(dú)立通風(fēng) 。 井為箕斗井提煤用，井為罐籠井升降人員、材料、矸石，也作為進(jìn)風(fēng)井用 ，并設(shè)有梯子間 。在開(kāi)采的時(shí)候先開(kāi)采k1 煤層，之后開(kāi)采 k2 煤層，并且按照先上山開(kāi)采后下山開(kāi)采的順序 。 并且另普采和綜采面相互交替的順序，保證同一采區(qū)能夠同時(shí)向下推進(jìn) 。部分巷

7、道名稱 、長(zhǎng)度、支護(hù)形式 ，斷面幾何特征參數(shù)列入表1。井內(nèi)的氣象參數(shù)按表3 所列的平均值選取 ，除綜采工作面采用4 6 工作制外，其它均采用三八工作制 。井下同時(shí)作業(yè)的最多人數(shù)為700 人，綜采工作面同時(shí)作業(yè)最多人數(shù)40 人，高檔普采工作面同時(shí)作業(yè)最多人數(shù)60 人。.專業(yè)學(xué)習(xí)資料.二、礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)是礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的主要組成部分，它包含礦井通風(fēng)方式、通風(fēng)方法和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò) 。1 通風(fēng)方式我們從事生產(chǎn)活動(dòng)的煤礦，按照礦井進(jìn)風(fēng)井和回風(fēng)井的位置關(guān)系，一般把礦井通風(fēng)方式分為四種基本類型：中央式通風(fēng) 、對(duì)角式通風(fēng) 、區(qū)域式和混合式通風(fēng)。1）通風(fēng)方式簡(jiǎn)介1.1 中央式通風(fēng)： 中央式通風(fēng)方式又可分為

8、中央并列式和中央分列式(又稱中央邊界式 )兩種 。中央并列式通風(fēng)方式是進(jìn)風(fēng)井和回風(fēng)井都布置在礦區(qū)井田的中央，兩風(fēng)井相隔很近（一般相距30 50米）。中央分列式通風(fēng)方式是進(jìn)風(fēng)井布置在礦區(qū)井田中央，而回風(fēng)井則布置在礦區(qū)井田上部邊界沿走向的中央，回風(fēng)井相隔一定距離。1.2 對(duì)角式通風(fēng) ： 對(duì)角式通風(fēng)方式又可分為兩翼對(duì)角式和分區(qū)對(duì)角式兩種。兩翼對(duì)角式是進(jìn)風(fēng)井布置在礦區(qū)井田的中央，兩個(gè)風(fēng)井分別布置在礦區(qū)井田兩翼上部；分區(qū)對(duì)角式是各個(gè)采區(qū)的上部都開(kāi)回風(fēng)井，不開(kāi)主要回風(fēng)巷 ，這種方式叫分區(qū)對(duì)角式 。1.3區(qū)域式通風(fēng) ：在井田的每個(gè)生產(chǎn)區(qū)域各布置進(jìn)、回風(fēng)井 ，分別構(gòu)成獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng).專業(yè)學(xué)習(xí)資料.1.4 混合

9、式通風(fēng) ： 混合式通風(fēng)方式是中央式和對(duì)角式組合成的一種混合式通風(fēng)方式 ，例如中央并列式與兩翼對(duì)角式組合；中央分列式與兩翼對(duì)角式組合等 。2）通風(fēng)方式選擇中央式通風(fēng)方式與對(duì)角式通風(fēng)方式相比較，中央式通風(fēng)方式的回風(fēng)井筒少，工業(yè)廣場(chǎng)比較集中 ；當(dāng)進(jìn)風(fēng)井口及井底車場(chǎng)附近發(fā)生火災(zāi)需要反風(fēng)時(shí)，反風(fēng)容易 ；但通風(fēng)路線長(zhǎng) ，并且隨著向邊界采區(qū)開(kāi)采通風(fēng)阻力會(huì)不斷增加 ，加上兩風(fēng)井靠得近 ，進(jìn)、回風(fēng)井之間的風(fēng)壓差大 ，所以漏風(fēng)較大，易引發(fā)煤炭自燃 。兩翼對(duì)角式風(fēng)流在井下的流動(dòng)線路是直向式，風(fēng)流線路短 ，阻力小。內(nèi)部漏風(fēng)少 ，安全出口多 ，抗災(zāi)能力強(qiáng) 。便于風(fēng)量調(diào)節(jié) ，礦井風(fēng)壓比較穩(wěn)定 。工業(yè)廣場(chǎng)不受回風(fēng)污染和通風(fēng)

10、機(jī)噪聲的危害。井筒安全煤柱壓煤多 ，初期投資大 ，投產(chǎn)較晚 。適用于煤層走向大于4km ，井型較大，瓦斯與發(fā)火嚴(yán)重的礦井 ；或低瓦斯礦井 ，煤層走向較長(zhǎng) ，產(chǎn)量較大的礦井1）礦井通風(fēng)方式選擇的主要影響因素礦井總開(kāi)拓布置；煤層賦存狀況；煤層瓦斯含量 ；煤層自燃傾向性；小窯塌陷漏風(fēng)情況 ；地形條件等 。2）礦井通風(fēng)方式選擇的選擇依據(jù)礦井生產(chǎn)的技術(shù)條件及礦井通風(fēng)基礎(chǔ)資料：如礦井瓦斯等級(jí) ；各煤層瓦斯含量及涌出量 ；煤塵爆炸性 ；煤層自然發(fā)火傾向性等 ；.專業(yè)學(xué)習(xí)資料.礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力和有效服務(wù)年限；礦井開(kāi)拓方式 、初期采區(qū)布置 ；采掘工作面數(shù)量 ；礦井各水平標(biāo)高和服務(wù)年限；采煤年進(jìn)度計(jì)劃圖 ；各水平

11、、各采區(qū)產(chǎn)量分配及接替情況；井巷斷面積和支護(hù)方式 ；鄰近生產(chǎn)礦井有關(guān)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或統(tǒng)計(jì)資料。3）礦井通風(fēng)方式選擇的選擇原則每一個(gè)礦井必須有完整獨(dú)立的礦井通風(fēng)系統(tǒng)；杜絕礦井間的串聯(lián)通風(fēng)；箕斗提升井或裝有皮帶運(yùn)輸機(jī)的井筒不應(yīng)兼做進(jìn)風(fēng)井；每一個(gè)生產(chǎn)水平和每一采區(qū)都必須布置單獨(dú)的回風(fēng)道，實(shí)現(xiàn)分區(qū)獨(dú)立通風(fēng) ；所選擇的通風(fēng)路線對(duì)井下工作人員應(yīng)具有最大的安全性，即：一旦礦井發(fā)生事故時(shí) ，有利于風(fēng)流控制 ，便于人員撤退 ；井下每一水平到上一水平和每個(gè)采區(qū) ，都必須至少布置兩個(gè)便于行人的安全出口，并同通到地面的安全出口相連接；盡可能使每個(gè)采區(qū)的設(shè)計(jì)能力相均衡、阻力相近 ；避免過(guò)多的風(fēng)量調(diào)節(jié)；盡量減少通風(fēng)構(gòu)筑物設(shè)施的

12、數(shù)量；盡量避免對(duì)角風(fēng)路 ；防止風(fēng)流漏風(fēng)或風(fēng)流反向 ；井下的爆破材料庫(kù)必須有單獨(dú)的通風(fēng)系統(tǒng)；多風(fēng)機(jī)抽出式通風(fēng)時(shí) ，為確保風(fēng)機(jī)聯(lián)合遠(yuǎn)行時(shí)的穩(wěn)定性，總進(jìn)風(fēng)道的斷面不宜過(guò)小 （必要時(shí)進(jìn)行風(fēng)巷允許風(fēng)速的驗(yàn)算）；應(yīng)盡量降低公.專業(yè)學(xué)習(xí)資料.共風(fēng)路段的阻力 。最終選定兩翼對(duì)角式通風(fēng)方式（如下圖）。2 礦井通風(fēng)方法主要通風(fēng)機(jī)的工作方式有抽出式、壓入式和壓抽混合式抽出式通風(fēng) ：是當(dāng)前常用的通風(fēng)方式，適應(yīng)性強(qiáng) ，有利于瓦斯管理 ，適用于礦井走向長(zhǎng)，開(kāi)采面積大的礦井 。井下風(fēng)流處于負(fù)壓狀態(tài)，漏風(fēng)量小 ，管理簡(jiǎn)單。當(dāng)有塌陷區(qū)或于別的采區(qū)溝通時(shí)，會(huì)把有害氣體帶到井下， 使礦井有效風(fēng)量減少 。主要通風(fēng)機(jī)安設(shè)在回風(fēng)井口，在

13、抽出式主要通風(fēng)機(jī)的作用下，整個(gè)礦井通風(fēng)系統(tǒng)處在低于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ呢?fù)壓狀態(tài)。當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，井下風(fēng)流的壓力提高 ，比較安全 。壓入式通風(fēng) ：低瓦斯礦的第一水平，礦井地面地形復(fù)雜，高差起伏 ，無(wú)法在高山上設(shè)置通風(fēng)機(jī) ?？偦仫L(fēng)巷無(wú)法連同或維護(hù)困難的條件下。與抽出的優(yōu)缺點(diǎn)相反 ，進(jìn)風(fēng)路線漏風(fēng)大 。 管理困難 ，風(fēng)阻大，風(fēng)量調(diào)節(jié)困難 。 井下風(fēng)流處于.專業(yè)學(xué)習(xí)資料.正壓狀態(tài) ，通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) ，采空區(qū)瓦斯會(huì)涌向工作面。主要通風(fēng)機(jī)安設(shè)在入風(fēng)井口，在壓入式通風(fēng)機(jī)的作用下，整個(gè)礦井通風(fēng)系統(tǒng)處在高于當(dāng)?shù)卮髿獾恼龎籂顟B(tài)。在冒落裂隙通達(dá)地面時(shí)，壓入式通風(fēng)礦井采區(qū)的有害氣體通過(guò)塌陷區(qū)向外停止漏出。當(dāng)主要

14、通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，井下風(fēng)流的壓力降低 。 采用壓入式通風(fēng)時(shí) ，須在礦井總進(jìn)風(fēng)路線上設(shè)置若干通風(fēng)構(gòu)筑物，使通風(fēng)管理難度加大 ，且漏風(fēng)嚴(yán)重 。混合式通風(fēng) ：可產(chǎn)生較大的通風(fēng)阻力，適應(yīng)大阻力礦井，但通風(fēng)管理困難，一般新建礦井和高瓦斯礦井不宜采用。但是個(gè)別用于老井延深或改建的低瓦斯礦井 。所以，通過(guò)比較并且考慮到該礦井為高瓦斯礦井，選擇抽出式通風(fēng) ，通風(fēng)管理較容易 ，安全可靠性好 。3 通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)礦井風(fēng)流按照生產(chǎn)要求在井巷中流動(dòng)時(shí),風(fēng)流分岔 ,匯合線路的結(jié)構(gòu)形式,叫通風(fēng)網(wǎng)絡(luò) 。由于礦井開(kāi)采方式和采區(qū)巷道布置不同，通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)連接方式也就不一樣。 一般把礦井或采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)中風(fēng)流分流、匯合的線路結(jié)構(gòu)形式統(tǒng)稱為通風(fēng)網(wǎng)

15、絡(luò) 。 由于礦井開(kāi)采方式和采區(qū)巷道布置不同，通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)連接方式也就不一樣。大致可分為串聯(lián) 、并聯(lián)、角立案和復(fù)雜連接四縱類型。.專業(yè)學(xué)習(xí)資料.三、采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)1采取進(jìn)風(fēng)上山與回風(fēng)上山的選擇1) 軌道上山進(jìn)風(fēng) ，運(yùn)輸機(jī)上山回風(fēng)如圖3 1 所示 ，新鮮風(fēng)流由進(jìn)風(fēng)大巷 采區(qū)進(jìn)風(fēng)石門(mén) 下部車場(chǎng) 軌道上山 。故下部車場(chǎng)繞道中不設(shè)風(fēng)門(mén)。軌道上山的上部及中部車場(chǎng)凡與回風(fēng)巷連接處，均設(shè)置風(fēng)門(mén)與回風(fēng)隔離，為此車場(chǎng)航道要有一定的長(zhǎng)度，以及決通風(fēng)與運(yùn)輸?shù)拿堋?專業(yè)學(xué)習(xí)資料.2) 運(yùn)輸上山進(jìn)風(fēng) 、軌道上山回風(fēng)如圖 3 2，運(yùn)輸上山進(jìn)風(fēng)時(shí) ，風(fēng)流與煤流方向相反 。運(yùn)輸機(jī)上山的下部與進(jìn)風(fēng)大巷間必須設(shè)聯(lián)絡(luò)巷入風(fēng)，禁止從溜煤眼

16、進(jìn)風(fēng) 。 運(yùn)輸上山的中部 、上部與回風(fēng)巷或回風(fēng)上山連接的巷道中均設(shè)置風(fēng)門(mén)或風(fēng)墻。軌道上山回風(fēng) ，它與各區(qū)段回風(fēng)巷與回風(fēng)石門(mén)連通。為了將軌道上山與采區(qū)進(jìn)風(fēng)巷隔離，其下部車場(chǎng)中應(yīng)設(shè)兩道風(fēng)門(mén)，風(fēng)門(mén)間隔不應(yīng)小于一列車長(zhǎng)度；否則運(yùn)料與通風(fēng)發(fā)生矛盾，風(fēng)門(mén)易于被破壞或敞開(kāi) ，導(dǎo)致工作面風(fēng)量不足 ，可能引發(fā)事故 。3) 兩種通風(fēng)方式比較軌道上山進(jìn)風(fēng) ，新鮮風(fēng)流不受煤炭釋放的瓦斯、煤塵污染及放熱影響，軌道上山的絞車房易于通風(fēng)；變電所設(shè)在兩上山之間，其回風(fēng)口設(shè)調(diào)節(jié)風(fēng)窗，利用兩上山間風(fēng)壓差通風(fēng)。運(yùn)輸機(jī)上山進(jìn)風(fēng) ，由于風(fēng)流方向與運(yùn)煤方向相反，容易引起煤塵飛揚(yáng) ，.專業(yè)學(xué)習(xí)資料.煤炭在運(yùn)輸過(guò)程中所釋放的瓦斯，可使進(jìn)風(fēng)流

17、的瓦斯和煤塵濃度增大，影響工作面的安全衛(wèi)生條件；運(yùn)輸機(jī)設(shè)備所散發(fā)的熱量，使進(jìn)風(fēng)流溫度升高。此外，須在軌道上山的下部車場(chǎng)內(nèi)安設(shè)風(fēng)門(mén)，此處運(yùn)輸?shù)V車來(lái)往頻繁，需要加強(qiáng)管理，防止風(fēng)流短路 。進(jìn)、回風(fēng)上山的選擇應(yīng)根據(jù)煤層賦存條件、開(kāi)采方法以及瓦斯 、煤塵及溫度等具體條件通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。一般認(rèn)為 ，在瓦斯煤塵危險(xiǎn)性大的采區(qū)，采用軌道上山進(jìn)風(fēng) ，運(yùn)輸上山回風(fēng)的采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)較為合理。2采煤工作面上行風(fēng)與下行風(fēng)的確定1 ）采煤工作面通風(fēng)系統(tǒng)要求（1）回采工作面要獨(dú)立通風(fēng) 。（2）風(fēng)流穩(wěn)定 。 在礦井通風(fēng)系統(tǒng)中 ，回采工作面分支應(yīng)盡量避免處在角聯(lián)分支或復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)聯(lián)分支上；當(dāng)無(wú)法避免時(shí) ，應(yīng)有保證風(fēng)流穩(wěn)定

18、的措施。（3）漏風(fēng)少 。應(yīng)盡量減小回采工作面的內(nèi)部及外部漏風(fēng)，特別應(yīng)避免從外部向回采工作面的漏風(fēng) 。（4）會(huì)才工作面的調(diào)風(fēng)措施可靠。（5）保證風(fēng)流暢通 。2 ）采煤工作面通風(fēng)系統(tǒng)分類1 、U 型通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)點(diǎn)： U 型后退式通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，巷道施工維修量少 ，工作面漏風(fēng)少 ，風(fēng)流穩(wěn)定 ，易于管理 。缺點(diǎn)：上隅角瓦斯易超限 ，工作面進(jìn)回風(fēng)巷要提前掘進(jìn)，維護(hù)工作量大 。2 、Z 型通風(fēng)網(wǎng)絡(luò).專業(yè)學(xué)習(xí)資料.優(yōu)點(diǎn)： Z 型后退式通風(fēng)系的工作面采空區(qū)瓦斯不會(huì)用如工作面，而使用如回風(fēng)巷，工作面采空區(qū)回風(fēng)側(cè)能用鉆孔抽放瓦斯但進(jìn)風(fēng)側(cè)不抽放瓦斯。缺點(diǎn)：該通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)需沿空支護(hù)巷道和控制經(jīng)過(guò)采空區(qū)的漏風(fēng)。3 、Y 型

19、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)點(diǎn)：工作面采用 Y 型通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)會(huì)使回風(fēng)道風(fēng)量加大，上隅角和回風(fēng)道瓦斯不易超限 ，并可在上部進(jìn)風(fēng)道內(nèi)抽放瓦斯。缺點(diǎn)：采空區(qū)流過(guò)的氧氣較多從而易發(fā)火。4 、W 型通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)點(diǎn)：在中間巷道布置抽放瓦斯鉆孔時(shí)，抽放孔由于處在抽放區(qū)域的中心，因而抽放率比采用U 型通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)工作面提高50% 。5 、雙 Z 型通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)點(diǎn) : 雙 Z 型后退式通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的上下入風(fēng)平巷布置在煤體中，漏風(fēng)攜的瓦斯不進(jìn)入工作面 ，工作面比較安全 。缺點(diǎn)：雙 Z 型通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的工作面有一段是下行通風(fēng)，并且需要設(shè)置邊界上山，維護(hù)在采空區(qū)的巷道在支護(hù)上還需要防止漏風(fēng)。6 、H 型通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)點(diǎn)：工作面風(fēng)量大 ，采空區(qū)瓦斯不涌向工作

20、面，氣象條件好 ，增加了工作面的安全出口 ，工作面機(jī)電設(shè)備在新鮮風(fēng)流巷道中，通風(fēng)阻力小 ，在采空區(qū)抽放瓦斯 。易于控制上隅角的瓦斯 。缺點(diǎn)：沿空護(hù)巷困難 ，由于有附加巷道，可能影響通風(fēng)的穩(wěn)定性，管理復(fù)雜。.專業(yè)學(xué)習(xí)資料.3 ）采煤工作面通風(fēng)系統(tǒng)選定由于該礦井要求東西兩翼各布置兩個(gè)工作面，所以在上下山的一側(cè)開(kāi)采一個(gè)區(qū)段 ，沒(méi)有兩個(gè)臨近工作面同時(shí)開(kāi)采的條件，所以不使用W 型通風(fēng)方式；Y 型和 E 型有巷道在采空區(qū) ，這樣給巷道的維護(hù)帶來(lái)困難，此礦為低瓦斯礦井所以不必要使用這樣方式來(lái)防止上隅角瓦斯超限，所以可以不使用這兩種通風(fēng)方式 ，同樣也不使用 U 型前進(jìn)式通風(fēng)方式 。E 型巷道要開(kāi)采三條通風(fēng)巷道

21、，這樣開(kāi)采是合理的 ，但是和 U 型后退式相比需要多開(kāi)采一條巷道，所以在該礦井的通風(fēng)設(shè)計(jì)中選用U 型后退式 。四、通風(fēng)設(shè)備的安全技術(shù)要求按照有關(guān)原則 ，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)科技人員的經(jīng)驗(yàn)，可對(duì)通風(fēng)設(shè)備提出以下幾點(diǎn)安全技術(shù)要求 ：主通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性能好，主通風(fēng)機(jī)的穩(wěn)定性運(yùn)轉(zhuǎn)與否決定著礦井通風(fēng)系統(tǒng)的安全可靠程度。通風(fēng)設(shè)備的自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)完備。主要通風(fēng)機(jī)和局部通風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)很重要；風(fēng)門(mén)失控會(huì)造成風(fēng)流短路和通風(fēng)系統(tǒng)紊亂，危及井下生產(chǎn)的安全。所以，它們要安裝自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)。反風(fēng)系統(tǒng)的靈活程度要高。進(jìn)行反風(fēng)是井下發(fā)生火災(zāi)、爆炸事故時(shí)防止災(zāi)害擴(kuò)大的重要設(shè)施，主要通風(fēng)機(jī)必須安裝反風(fēng)設(shè)施，并能在10min內(nèi)改變巷道內(nèi)風(fēng)流方向

22、且風(fēng)量不小于正常值的40 。防爆裝置要有很高的完善程度。它是防止瓦斯 、煤塵爆炸傳播的有效方法。當(dāng)?shù)V井開(kāi)采煤塵具有爆炸性危險(xiǎn)和瓦斯含量高的煤層時(shí)，其兩翼 、相.專業(yè)學(xué)習(xí)資料.臨的采區(qū) 、煤層和工作面 ，都要設(shè)置水棚或巖粉棚實(shí)行隔離。.專業(yè)學(xué)習(xí)資料.五、通風(fēng)附屬裝置及其安全技術(shù)為了保證主扇運(yùn)轉(zhuǎn)的安全可靠，除扇風(fēng)機(jī)機(jī)體外 ，仍需設(shè)置一系列附屬裝置，如反風(fēng)裝置 、防爆門(mén)、風(fēng)硐和擴(kuò)散器等 。1反風(fēng)裝置礦井反風(fēng)就是當(dāng)?shù)V井發(fā)生突變的時(shí)候及時(shí)使風(fēng)流反向發(fā)展的應(yīng)變措施 。反風(fēng)裝置就是使正常風(fēng)流反向的設(shè)施車場(chǎng)發(fā)生火災(zāi)或瓦斯煤塵爆炸時(shí)，為了避免大量的CO，控制災(zāi)害和災(zāi)情的。當(dāng)進(jìn)風(fēng)井附近和井底和 CO2 等有害氣體

23、進(jìn)入采掘空間 ，危及井下工人的生命安全，則利用反風(fēng)裝置迅速使風(fēng)流逆轉(zhuǎn)。本設(shè)計(jì)選取2K58 型軸流風(fēng)機(jī) ，這種風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)后的風(fēng)量可以達(dá)到正常時(shí)期風(fēng)量的40%，故不須設(shè)置反風(fēng)裝置進(jìn)行反風(fēng)。本礦每年進(jìn)行反風(fēng)演習(xí)一次，每季度都要檢查反風(fēng)功能，保證隨時(shí)可用 。2防爆門(mén)為保護(hù)風(fēng)機(jī) ，在風(fēng)井井口設(shè)置鐘形防爆門(mén)。防爆門(mén)放入井口圈的凹內(nèi)，槽中盛水以防漏風(fēng) ，深度必須大于防爆門(mén)的內(nèi)外壓差。如圖 5-1 所示圖 5-11- 防爆井蓋 ； 2- 密封液槽 ； 3- 滑輪； 4- 平衡重錘 ； 5- 壓腳 ； 6- 風(fēng)硐.專業(yè)學(xué)習(xí)資料.3擴(kuò)散器本設(shè)計(jì)選用由圓錐形內(nèi)筒和外筒構(gòu)成的環(huán)狀擴(kuò)散器，它可以將風(fēng)機(jī)出口的大部分速壓轉(zhuǎn)變

24、為靜壓，以減少風(fēng)機(jī)出風(fēng)口的速壓損失，提高風(fēng)機(jī)的靜壓 。如圖 5-2 所示圖 5-2軸流式通風(fēng)機(jī)擴(kuò)散器4風(fēng)硐風(fēng)硐是礦井主扇和出風(fēng)井之間的一段聯(lián)絡(luò)巷道，風(fēng)硐通風(fēng)量很大 ，其內(nèi)外壓差較大 ，因此要特別注意減小風(fēng)硐阻力和防止漏風(fēng)。5消音裝置采用設(shè)計(jì)的消聲裝置后，可以滿足 工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的90dB(A) 限值的要求 。 消聲裝置對(duì)主要通風(fēng)機(jī)的阻力損失影響小,防塵、防潮及降噪效果明顯 ,可適用于不同地區(qū),無(wú)論是寒冷干燥的北方地區(qū),還是炎熱潮濕的南方地區(qū)選用不同的材料組合,均可使消聲裝置保持良好的聲學(xué)性能,它可以廣泛的應(yīng)用于煤礦主要通風(fēng)機(jī)的消聲降噪。.專業(yè)學(xué)習(xí)資料.六、相關(guān)計(jì)算1 采煤工作面需風(fēng)量

25、的計(jì)算對(duì)于低瓦斯礦井 ，采煤工作面可根據(jù)氣象條件，采用以下公式進(jìn)行計(jì)算 ：Qh =Q f·Kh ·Kl·Kt式中Qf 不同采煤方法工作面所需的基本量，? /s ；Qf =L（工作面控頂距 ）×M （工作面實(shí)際采高 ）×70 % ×v（適宜風(fēng)速 ）；Kh 回采工作面采高調(diào)整系數(shù)；Kl 回采工作面長(zhǎng)度調(diào)整系數(shù)；Kt 回采工作面溫度與對(duì)應(yīng)風(fēng)速調(diào)整系數(shù)。回采工作面風(fēng)量計(jì)算調(diào)整系數(shù)詳見(jiàn)下表：表 1 回采工作面采高調(diào)整系數(shù)Kh采高 /m202.0 2.52.05.0 及放頂煤工作面系數(shù) Kh1.01.11.5表 2 回采工作面長(zhǎng)度調(diào)整系數(shù)Kl工作

26、面長(zhǎng)度 /m80 150150 200 200系數(shù) Kl1.01.0 1.31.31.5表 3 回采工作面溫度與對(duì)應(yīng)風(fēng)速調(diào)整系數(shù)Kt.專業(yè)學(xué)習(xí)資料.工作面空氣溫度 / 回采工作面風(fēng)速 /m.s-1配風(fēng)調(diào)整系數(shù) Kt 201.01.0020231.01.51.001.1023261.51,81.101.2526281.82.51.251.4028302.53.01.401.60表 3 采煤工作面合理風(fēng)速采煤工作面空氣溫度 （）采煤工作面合理風(fēng)速 （ m/s ） 180.5 0.818200.8 1.020231.0 1.523261.5 1.8表 4 各種礦及其采掘工作面溫度礦名稱采掘工作面溫度

27、 （）煤礦26金屬礦27化學(xué)礦26鈾礦26?。篕h=1.5m ；.專業(yè)學(xué)習(xí)資料.工作面長(zhǎng)度為 150m ，即 Kl=1.0 ；Kt =1.25 ；L（工作面控頂距 ）= 煤柱高度 =15m ；M （工作面實(shí)際采高 ）= 煤層厚度 =240m ；v（適宜風(fēng)速 ） =1.5 1.8，取 1.8 m/s ；煤礦，采掘工作面溫度為26。即：Qh=Q f ·Kh·Kl·Kt=L （工作面控頂距 ）×M （工作面實(shí)際采高 ）×70 % ×v（適宜風(fēng)速 ）·Kh·Kl·Kt=15 ×240×70 %

28、 ×1.8×1.5×1.0×1.25=8505 ? /s按回采工作面同時(shí)作業(yè)最多人數(shù)計(jì)算需風(fēng)量以人數(shù)為單位 ，按每人每分鐘供給不小于4 ? 的規(guī)定風(fēng)量供風(fēng) 。按下式計(jì)算 ：Qhi=4 ·Ni式中Ni 回采工作面同時(shí)作業(yè)最多人數(shù)，人。井下同時(shí)作業(yè)的最多人數(shù)為700 人，綜采工作面同時(shí)作業(yè)最多人數(shù)40 人，高檔普采工作面同時(shí)作業(yè)最多人數(shù)60 人。取 Ni=60 。Qhi=4 ·Ni=4 ×60=240 ? /min=4? /s2 掘進(jìn)工作面需風(fēng)量的計(jì)算按瓦斯或二氧化碳涌出量計(jì)算.專業(yè)學(xué)習(xí)資料.根據(jù)煤礦安全規(guī)程 規(guī)定，掘進(jìn)工作面回

29、風(fēng)流中瓦斯?jié)舛炔怀^(guò)1 %的要求計(jì)算。即Qji =100 ·qji ·Ki式中Qji 第 i 個(gè)掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量，? /s ；qji 掘進(jìn)工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中瓦斯或二氧化碳的絕對(duì)涌出量，? /s ；Ki 掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出不均衡系數(shù)，該值應(yīng)從實(shí)測(cè)和統(tǒng)計(jì)中得出，一般可取 1.52.0。qji=6.6 m 3/s ；（礦井相對(duì)瓦斯涌出量 ）取 Ki=1.5 。即：Qji=100 ·qji ·Ki=100 ×6.6×1.5=990 ? /s3 硐室需風(fēng)量的計(jì)算硐室需風(fēng)量應(yīng)該按照礦井各個(gè)獨(dú)立通風(fēng)硐室需風(fēng)量總和計(jì)算：Qd=Qd1+Qd2+

30、Qd3+Qdn式中Qd 所有獨(dú)立通風(fēng)硐室需風(fēng)量總和，? /s ；Qd1 ，Qd2 ，Qd3Qdn 不同獨(dú)立通風(fēng)硐室需風(fēng)量，? /s 。機(jī)電酮室須設(shè)在進(jìn)風(fēng)流中。酮室深度不超過(guò)6m，入門(mén)寬度不小于1.5m 者，可用擴(kuò)散通風(fēng) 。 個(gè)別機(jī)電酮室經(jīng)礦總工程帥批準(zhǔn)，可設(shè)在回風(fēng)流中 ，但其中瓦斯?jié)舛炔坏贸^(guò) 0.5%，并應(yīng)安裝瓦斯自動(dòng)檢測(cè)報(bào)警斷電裝置。發(fā)熱量大的機(jī)電硐室如水泵房、中央變電所 、壓氣機(jī)房等 ，其風(fēng)量的供給以能實(shí)現(xiàn)硐室降溫為目的。硐室內(nèi)機(jī)電設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的熱使硐室進(jìn)、回風(fēng)產(chǎn)生溫.專業(yè)學(xué)習(xí)資料.差，這項(xiàng)溫差所反映的室內(nèi)風(fēng)流所吸收熱量應(yīng)和機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的發(fā)熱量相等。即：Qdj= A ·Nt &

31、#183;/（3600 ·Cp·t）式中 Qd 獨(dú)立通風(fēng)硐室需風(fēng)量 ，? /s ；A 一個(gè) kW ·h 的電量變?yōu)闊崃康漠?dāng)量 ，A=3600KJ/kW ·h；Nt 硐室中機(jī)電設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的總功率 ， kW ；硐室中機(jī)電設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)熱系數(shù) ，一般從實(shí)測(cè)中得出 ，水泵房取0.020.04，壓氣機(jī)房取 0.20 0.23；Cp 空氣的定壓比熱 ，一般取 1.0006KJ/kg ·K； t 硐室進(jìn)、回風(fēng)溫差 ，K。即： A=3600KJ/kW ·h ； Nt= 112.2kW ； =0.2 ； Cp=1.0006KJ/kg·K ；t=2

32、 。Qdj= A ·Nt ·/（3600 ·Cp·t）=3600 ×112.2 ×0.2/ （3600 ×1.0×1.0006 ×2）=11213.3 ? /s4 全礦井總需風(fēng)量計(jì)算Qt=K （Qh+ Qb+ Qj+ Qd+ Qq ）式中 Qt 礦井總風(fēng)量 ，? /s ；Qh 回采工作面需風(fēng)量的總和 ，? /s ；Qb 備用工作面需風(fēng)量的總和 ，? /s ；Qj 掘進(jìn)工作面需風(fēng)量的總和 ，? /s ；Qd 獨(dú)立通風(fēng)硐室需風(fēng)量的總和 ，? /s ；.專業(yè)學(xué)習(xí)資料.Qq 礦井除采 、掘硐室以外的其他巷道需風(fēng)量

33、的總和，? /s ；K 礦井風(fēng)量備用系數(shù)（抽出式通風(fēng)取1.15 1.20 ，壓入式通風(fēng)取1.25 1.3）選取通風(fēng)機(jī)工作方法為抽出式礦井通風(fēng)方法，即取 K=1.0 。Qh=8505 ? /s ； Qb=1/2 Qh=4252.5? /s ；Qji=990 ? /s ； Qdj=11213.3? /sQt =K（Qh + Qb+ Qj+ Qd+ Qq ）=1.0 ×（8505+4252.5+990+11213.3）=24960.8 ? /s5 礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算原則礦井通風(fēng)設(shè)的總阻力 ，不應(yīng)超過(guò) 2940Pa。礦井井巷的局部阻力 ，新建礦井按井巷摩擦阻力的10%計(jì)算，

34、擴(kuò)建礦井宜按井巷摩擦阻力的15% 計(jì)算 。礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算礦井通風(fēng)總阻力 ：風(fēng)流由進(jìn)風(fēng)井口起 ，到回風(fēng)井口止 ，沿一條通路 （風(fēng)流路線）各個(gè)分支的摩擦阻力和局部阻力的總和，簡(jiǎn)稱礦井總阻力 ，用 hm 表示。對(duì)于礦井有兩臺(tái)或多臺(tái)風(fēng)主要通風(fēng)機(jī)工作，礦井通風(fēng)阻力按每臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)所服務(wù)的系統(tǒng)分別計(jì)算。在主要通風(fēng)機(jī)的服務(wù)年限內(nèi)，隨著采煤工作面及采區(qū)接替的變化，通風(fēng)系統(tǒng)的總阻力也將因之變化。當(dāng)根據(jù)風(fēng)量和巷道參數(shù)直接判定最大總阻力路線.專業(yè)學(xué)習(xí)資料.時(shí)，可按該路線的阻力計(jì)算礦井總阻力；當(dāng)不能直接判定時(shí)，應(yīng)選幾條可能是最大的路線進(jìn)行計(jì)算比較，然后定出該時(shí)期的礦井總阻力。礦井通風(fēng)系統(tǒng)總阻力最小時(shí)稱通風(fēng)容易時(shí)期

35、。通風(fēng)系統(tǒng)總阻力最大時(shí)亦稱為通風(fēng)困難時(shí)期 。對(duì)于通風(fēng)困難和容易時(shí)期，要分別畫(huà)出通風(fēng)系統(tǒng)圖。按照采掘工作面及硐室的需要分配風(fēng)量 ，再由各段風(fēng)路的阻力計(jì)算礦井總阻力。計(jì)算方法 ：期東、西兩翼的通風(fēng)阻力最大路線，分別用下式算出各段巷道的摩擦阻力。Hf LUQ2/S3 ，Pa式中：Hf 巷道摩擦阻力 ， Pa.L 井巷長(zhǎng)度 ，mQ 通過(guò)井巷的風(fēng)量 ，m3/sU 井巷凈斷面周長(zhǎng) ，m.S 井巷凈斷面積 ， S2另外，工作面漏風(fēng)取 210 ，樂(lè)譜其余風(fēng)量均勻分配給各個(gè)風(fēng)門(mén)或風(fēng)窗。全礦通風(fēng)摩擦阻力計(jì)算如下表：表時(shí)期地點(diǎn)西翼（ Pa）東翼容易時(shí)期1156.81321.1困難時(shí)期1378.31503西翼容易時(shí)期

36、通風(fēng)總阻力：.專業(yè)學(xué)習(xí)資料.H1=1.02 ×hr min = 1.20 ×1156.8=138.2Pa西翼困難時(shí)期通風(fēng)總阻力：H1 =1.15 ×h r mar =1.15 ×1378.3=1585Pa東翼容易時(shí)期通風(fēng)總阻力：H2 =1.02 ×h r min =1.20 ×1321.1=1585.3 Pa東翼困難時(shí)期通風(fēng)總阻力：H2 =1.15 ×h r mar =1.15 ×1503=1728.5 Pa6 礦井等積孔的計(jì)算礦井等積孔是用用來(lái)表示井巷或礦井的通風(fēng)難易程度。其計(jì)算步驟如下 ：R=h r/Q f2式中：R 礦井通風(fēng)，NS2/m 3Hr 礦井總阻力 ，PaQf 礦井總風(fēng)量 ，m 3 /s（ 1）容易時(shí)期 ：西翼：R12=0.54