礦井通風(fēng)與安全課程設(shè)計(jì) (2)_第1頁
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文檔簡介

1、目 錄第一章 設(shè)計(jì)依據(jù) . 1 第二章 礦井及采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng) . 2 第三章 礦井風(fēng)量計(jì)算與分配 . 錯(cuò)誤!未定義書簽。 第四章、礦井通風(fēng)阻力計(jì)算. 4 第五章 礦井通風(fēng)設(shè)備選型 . 7 第一章 設(shè)計(jì)依據(jù)一、 礦井概況礦井位于平原地區(qū),井田長7200米,雙翼開采,每翼長3600米。設(shè)計(jì)年產(chǎn)量60萬噸,礦井第一水平服務(wù)年限為23年。礦井采用豎井主要石門開拓,在煤層底板開圍巖平巷,其開拓系統(tǒng)如圖 1,已擬定采用兩翼對角式通風(fēng),在NO7,NO8兩區(qū)中央上部邊界開回風(fēng)井,其采區(qū)劃分見圖 2。采區(qū)巷道布置見圖 3,每個(gè)采區(qū)共有上層工作面2個(gè),下層工作面2個(gè),工作日產(chǎn)量均為500噸,全礦同時(shí)有4個(gè)工作面生產(chǎn)

2、即能滿足要求。備用工作面2個(gè)。井下同時(shí)工作的最多人數(shù)為380人。該礦為單一煤層,煤層厚4m,傾角25,低瓦斯礦井,3相對瓦斯涌出量為3.06m/t,煤塵有爆炸危險(xiǎn)性。二、巷道尺寸及支護(hù)情況第二章 礦井及采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)一、礦井通風(fēng)方式:對角式。二、礦井通風(fēng)方法:抽出式。第一節(jié) 采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)一、采區(qū)進(jìn)回風(fēng)上山的選擇上(下)山至少要有兩條;對生產(chǎn)能力大的采區(qū)可有3條或4條上山。1、軌道上山進(jìn)風(fēng),運(yùn)輸機(jī)上山回風(fēng)2、運(yùn)輸機(jī)上山進(jìn)風(fēng)、軌道上山回風(fēng)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,輸送機(jī)上山進(jìn)風(fēng),運(yùn)輸過程中所釋放的瓦斯,可使進(jìn)風(fēng)流的瓦斯和煤塵濃度增大,影響工作面的安全衛(wèi)生條件

3、。綜上所述,采用軌道上山進(jìn)風(fēng)、運(yùn)輸上山回風(fēng)二、采煤工作面進(jìn)、回風(fēng)巷的布置采煤工作面采用U型通風(fēng),用運(yùn)輸巷進(jìn)風(fēng),回風(fēng)巷回風(fēng),這樣布置有利于在回風(fēng)巷中布置軌道,在運(yùn)輸巷中鋪設(shè)動(dòng)力電纜,這樣布置符合煤礦安全規(guī)程中的回風(fēng)巷中不能布置動(dòng)力電纜的規(guī)定。二、采煤工作面上行風(fēng)與下行風(fēng)上行風(fēng)與下行風(fēng)是指進(jìn)風(fēng)流方向與采煤工作面的關(guān)系而言。當(dāng)采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷道水平低于回風(fēng)巷時(shí),采煤工作面的風(fēng)流沿傾斜向上流動(dòng),稱上行通風(fēng),否則是下行通風(fēng)。 優(yōu)缺點(diǎn):、下行風(fēng)的方向與瓦斯自然流向相反,二者易于混合且不易出現(xiàn)瓦斯分層流動(dòng)和局部積存的現(xiàn)象。、上行風(fēng)比下行風(fēng)工作面的氣溫要高。、下行風(fēng)比上行風(fēng)所需要的機(jī)械風(fēng)壓要大;、下行風(fēng)在起火

4、地點(diǎn)瓦斯爆炸的可能性比上行風(fēng)要大。綜上所述,根據(jù)工作面實(shí)際情況采用上行通風(fēng)。第三章 礦井風(fēng)量計(jì)算與分配一、礦井總進(jìn)風(fēng)量計(jì)算1、風(fēng)量計(jì)算(1)按最大班下井人數(shù)計(jì)算Q礦4NK其中:4每人需風(fēng)量;N最大班下井人數(shù),380人;K風(fēng)量備用系數(shù),取1.2;(2) 按采煤、掘進(jìn)、硐室及其它地點(diǎn)實(shí)際需要風(fēng)量計(jì)算1)采煤工作面風(fēng)量計(jì)算按絕對瓦斯涌出量計(jì)算采煤工作面按絕對瓦斯涌出量計(jì)算的風(fēng)量為:Q采=100 q絕k=1000.651.8=117m3/min2m3/s式中: q絕采煤工作面絕對瓦斯涌出量,按礦井的85%計(jì)算 q絕=2.601m3/min,一個(gè)按最大班出勤人數(shù)計(jì)算33Q采=4NK=4301.2=144

5、 m/min2.4 m/s式中: Q采-采煤工作面配風(fēng)量;N一個(gè)工作面采煤班下井最多人數(shù)25人;4規(guī)程規(guī)定井下每人最低供風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)4 m3min;K風(fēng)量備用系數(shù),取1.2;按一次爆破消耗的炸藥量計(jì)算Q采25A式中:A:采煤工作面一次起爆使用最大炸藥量(按每15m一段分次放炮,一次起爆最大炸藥量為9kg)。按回采工作面適宜溫度計(jì)算煤礦安全規(guī)程第一百零二條規(guī)定:生產(chǎn)礦井采掘工作面空氣溫度不得超過26。 式中 Vc-回采工作面適宜風(fēng)速m(2023時(shí)取1.0m/s);Sc-采面平均過風(fēng)面積。工作面采高2.0m,平均控頂距3.7m,平均斷面積7.4,考慮運(yùn)輸機(jī)、浮煤、支柱影響因素,有效過風(fēng)斷面積按平均斷面積

6、的85%計(jì)取,面積 6.29 ;Ki:回采工作面長度系數(shù),取0.9。3 根據(jù)以上計(jì)算,采煤工作面實(shí)際需風(fēng)量最大值為5.66m/s。按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定,按回采工作面最低風(fēng)速為0.25m/s,最高風(fēng)速為4m/s的要求進(jìn)行驗(yàn)算。即回采工作面風(fēng)量應(yīng)滿足:0.25 S采Q采4S采 (m3/s)式中 S采 采煤工作面有效過風(fēng)斷面積5.44驗(yàn)算結(jié)果:1.85Q采29.6,符合要求。根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果確定投產(chǎn)時(shí)采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量的總和3Qc=5.664=22.64m/s風(fēng)是可行的。2)備用工作面風(fēng)量計(jì)算3)掘進(jìn)工作面風(fēng)量計(jì)算按絕對瓦斯涌出量計(jì)算按一次爆破最大炸藥消耗量計(jì)算式中: A掘進(jìn)工作面

7、一次起爆炸藥消耗量,取A=5kg。按掘進(jìn)工作面作業(yè)人數(shù)計(jì)算Q=4N=412=48 m3/min=1.0 m3/s式中:N掘進(jìn)工作面作業(yè)人數(shù),按掘進(jìn)工效0.12m/工、循環(huán)進(jìn)尺1.4m計(jì)算,取N=12人;按局部通風(fēng)機(jī)實(shí)際風(fēng)量計(jì)算式中;I掘進(jìn)工作面同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的局部通風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)為1臺(tái);Kf 防止局部通風(fēng)機(jī)吸循環(huán)風(fēng)的風(fēng)量備用系數(shù),取1.25;Qf- 掘進(jìn)工作面局部通風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量,F(xiàn)BDNO6.0/215型局部通風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量為275345m3/min,取280 m3/min;按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算半煤巖巷、煤巷掘進(jìn)風(fēng)量應(yīng)滿足:0.25SQ煤掘4S (m3/min)驗(yàn)算結(jié)果: 1.13Q煤掘18,符合要求。根據(jù)以上計(jì)

8、算,選取計(jì)算中最大需風(fēng)量2.5m3/s。從以上計(jì)算結(jié)果表明,所選用的局部通風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量可以滿足各掘進(jìn)工作面需求的風(fēng)量。礦井安排4個(gè)掘進(jìn)工作面,則掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量的總和為:Q掘=42.5=10m3/s;3)硐室需風(fēng)量計(jì)算4)其它巷道風(fēng)量計(jì)算其它巷道用風(fēng)按采煤、掘進(jìn)、硐室用風(fēng)量總和的5%考慮且風(fēng)速不低于0.25m/s, 即: Q其它=(Q采+Q備采+Q掘+Q硐)5%Q其它(22.64+6.8+10+4.5)5%2.2m3/s;(3)礦井實(shí)際總需風(fēng)量計(jì)算33Q礦=(Q采+Q備采+Q掘+Q硐+Q其它)Kkt3=(22.64+6.8+10.0+4.5+2.2)1.256m/s;式中:Q礦礦井的總進(jìn)

9、風(fēng)量,Q備采采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量的總和,m3/min;3Q采采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量的總和,m/min; Q掘掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量的總和,m3/min;Q硐獨(dú)立通風(fēng)的硐室實(shí)際需要風(fēng)量的總和,m3/min;3Q其它其他井巷需要通風(fēng)風(fēng)量的總和,m/min;Kkt礦井通風(fēng)系數(shù),取1.2。 (4)風(fēng)量分配及驗(yàn)算根據(jù)礦井生產(chǎn)能力,+200m水平設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為600Kt/a,礦井生產(chǎn)時(shí)布置4個(gè)機(jī)采工3作面、4個(gè)掘進(jìn)工作面。礦井總需風(fēng)量經(jīng)以上計(jì)算取最大值:Q礦=56m/s,按先采掘后其它的原則對風(fēng)量進(jìn)行分配。礦井正式投產(chǎn)時(shí)各用風(fēng)地點(diǎn)風(fēng)量分配調(diào)整如下:見表3-3-2。 經(jīng)過風(fēng)量分配,各采掘工作面、硐室和各處

10、其它用風(fēng)地點(diǎn)通過的風(fēng)量都較計(jì)算需要風(fēng)量有不同程度的增加。風(fēng)速經(jīng)過驗(yàn)算符合煤礦安全規(guī)程的規(guī)定。詳見通風(fēng)系統(tǒng)圖。第四章、礦井通風(fēng)阻力計(jì)算一、礦井通風(fēng)摩擦阻力及局部阻力計(jì)算1、礦井通風(fēng)摩擦阻力按以下公式計(jì)算:h摩=LPQ2/S3=RQ2式中:h摩摩擦阻力,Pa;24摩擦阻力系數(shù),Ns/m; L井巷長度,m;P井巷凈斷面周長,m; Q通過井巷的風(fēng)量,m3/s; S井巷凈斷面積,m2;R井巷摩擦風(fēng)阻,Ns2/m8。在+200m水平服務(wù)期內(nèi),把通風(fēng)分為兩個(gè)時(shí)期,即開采NO701工作面的投產(chǎn)時(shí)期為通風(fēng)容易時(shí)期;當(dāng)?shù)V井開采NO7區(qū)最西面的工作面時(shí),是通風(fēng)困難期。兩個(gè)時(shí)期的礦井通風(fēng)摩擦阻力計(jì)算及局部阻力計(jì)算,詳

11、見表4-1和表4-2。其主要通風(fēng)路線為:主井、副井+200m井底車場運(yùn)輸石門運(yùn)輸大巷運(yùn)輸上山運(yùn)輸順槽聯(lián)絡(luò)眼NO701順槽NO701工作面NO701回風(fēng)巷順槽回風(fēng)石門主要回風(fēng)道回風(fēng)井引風(fēng)硐地面2、礦井的自然風(fēng)壓:礦井進(jìn)出風(fēng)口標(biāo)高基本相同,采深小于400m,不考慮自然風(fēng)壓的影響。 3、礦井通風(fēng)總阻力 :h=h摩+h局式中 h礦井通風(fēng)總阻力,Pa; h摩礦井通風(fēng)摩擦阻力,Pa;h局礦井通風(fēng)局部阻力,Pa,按摩擦阻力的15%計(jì)算。經(jīng)計(jì)算,通風(fēng)容易時(shí)期總阻力為2877.76Pa;通風(fēng)困難時(shí)期期總阻力為3614.72Pa。 4、礦井等積孔 Q562(1)、投產(chǎn)時(shí)期:A1=1.19=1.191.24(m)

12、2(2)、通風(fēng)后期:A2=1.19=1.191.02(m)22h23614.72計(jì)算結(jié)果表明,1.24m,通風(fēng)困難時(shí)期等積孔為1.02m,均屬中等通風(fēng)阻力礦井。礦井通風(fēng)阻力容易時(shí)期 表4-1礦井通風(fēng)阻力困難時(shí)期 表4-2第五章 礦井通風(fēng)設(shè)備選型一、選型依據(jù)3礦井需要風(fēng)量:Q=56m/s二、風(fēng)機(jī)選型參數(shù)計(jì)算hs通風(fēng)設(shè)備阻力,一般為100200Pa,風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)風(fēng)量與所選風(fēng)機(jī)風(fēng)量相差懸殊時(shí)取下限,否則取上限。hT礦井自然風(fēng)壓,hT=H(1-2),H為入風(fēng)口與出風(fēng)口的高差(m),1和2分別為入風(fēng)井和3出風(fēng)井的空氣容重(kg/m)。3QF=Ks.Q=1.0556=58.8(m/s)Ks礦井外部漏風(fēng)系數(shù),

13、專用通風(fēng)井取1.05。選用FBCDZ-6-No19C防爆軸流對旋式通風(fēng)機(jī)兩臺(tái),一臺(tái)工作,一臺(tái)備用。配用電機(jī)為YBFe355M1-6,額定功率Pe=2185kW,電壓U=380V,額定轉(zhuǎn)速n=980r/min,風(fēng)量Q=3582m3/s,風(fēng)壓P=10004850Pa。三、確定風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)根據(jù)上述兩方程式,用描點(diǎn)法在所選的FBCDZ-6-N013B型防爆軸流對旋式通風(fēng)機(jī)的性能曲線上,繪出末期與初期的網(wǎng)絡(luò)特性曲線,即得兩工況點(diǎn)M1和M2。見圖5-1。M133M1M2M2四、選擇電動(dòng)機(jī)Nmin=QM1HjM11000M1=205.99kW Nmax=QM2HjM21000M2N=Nmin/dmin=Nmax/Ndmax式中 ccc所選風(fēng)機(jī)功率為2185kW,可滿足要求。五、風(fēng)機(jī)的選擇根據(jù)以上計(jì)算煤礦選用4臺(tái)同等能力的主要通風(fēng)機(jī)投入運(yùn)行

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