北石礦東三采區(qū)通風(fēng)課程設(shè)計(jì)

1、北石礦東三采區(qū)通風(fēng)課程設(shè)計(jì)第一章 采區(qū)概況 一、本章內(nèi)容的資料來源 設(shè)計(jì)任務(wù)書；采區(qū)煤層地板等高線；剖面圖；儲(chǔ)量圖；煤層綜合柱狀圖；井上下對(duì)照?qǐng)D等。二、本章說明書內(nèi)容1.采區(qū)概述該采區(qū)位于北石礦第二水平，開采3號(hào)煤層。采區(qū)上以-160為界，下以-360為界，左以f5斷層和相鄰采區(qū)為界，右以f6和f7斷層為界。采區(qū)走向長1700m，傾斜長度900m，煤層為東西走向，煤層平均厚度為3.5m，傾角平均13o左右，煤的密度為1.42t/m3地面無需保護(hù)地物。2.采區(qū)煤層及其頂?shù)装逄卣髅簩拥淖匀话l(fā)火期為6個(gè)月，煤層頂板無偽頂，直接頂為厚度6.0m的細(xì)沙巖，基本頂厚度為15m厚度的粗砂巖。煤層底板為中砂巖

2、，3.采區(qū)瓦斯、相對(duì)涌水量、媒質(zhì)采區(qū)瓦斯相對(duì)涌水量16m3/t，正常涌水量160 m3/h煤塵具有爆炸性。媒質(zhì)中硬。4.采區(qū)儲(chǔ)量及服務(wù)年限 采區(qū)可采儲(chǔ)量為747.3萬t/a，采區(qū)的年生產(chǎn)能力情況大約為120萬t/a,按這種情況大約可采7年。 5.采取巷道布置 掘進(jìn)工作面數(shù)目有2個(gè)。為了減少煤柱損失提高采出率，利于滅災(zāi)并提高經(jīng)濟(jì)效益，根據(jù)所給地質(zhì)條件及采礦工程設(shè)計(jì)規(guī)劃，在第一開采水平中，把為該采區(qū)服務(wù)的運(yùn)輸大巷布置在距地板巖石20m處位于地板等高線-360.5處。 第二章 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）山至少有兩條，對(duì)于生產(chǎn)能力較大的采區(qū)可以有3到4條上山。軌道上山進(jìn)風(fēng)，運(yùn)輸上山

3、回風(fēng)。依據(jù)：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 放熱的影響。運(yùn)輸機(jī)上山進(jìn)風(fēng)，運(yùn)輸過程中所釋放的瓦斯，使進(jìn)風(fēng)流的瓦斯、煤塵濃度增大，將影響工作面的安全工作問題。、二、 采區(qū)工作面進(jìn)風(fēng)巷與回風(fēng)巷的布置區(qū)段運(yùn)輸平巷和區(qū)段回風(fēng)平巷分別為進(jìn)風(fēng)與回風(fēng)巷，在采區(qū)運(yùn)輸巷進(jìn)風(fēng)可使風(fēng)量經(jīng)過工作面，將沖洗工作面的煤塵與瓦斯經(jīng)過回風(fēng)巷到回風(fēng)石門到大氣中，也可使工人呼吸新鮮空氣，也保證了工作面的瓦斯含量控制在瓦斯允許范圍之內(nèi)。三、 采煤工作面上行風(fēng)與下行風(fēng)的選擇上行風(fēng)與下行風(fēng)是指風(fēng)流方向與煤層傾向的關(guān)系而言。當(dāng)采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷標(biāo)高低于回風(fēng)巷標(biāo)高時(shí)，采煤工作面風(fēng)流沿工作面傾斜向上流動(dòng)，此種稱為上行風(fēng)，反

4、之為下行風(fēng)。依據(jù)：1.下行風(fēng)的方向與瓦斯自然流向相反，二者易于混合且不利于出現(xiàn)瓦斯分層流動(dòng)和局部積聚的現(xiàn)象。2.上行風(fēng)比下行風(fēng)工作面的氣溫要高。3.下行風(fēng)比上行風(fēng)所需的機(jī)械風(fēng)量要大。4.下行風(fēng)在瓦斯起火地點(diǎn)爆炸的可能性要比下行風(fēng)大。第三章 采區(qū)所需風(fēng)量的確定一、采煤工作面所需風(fēng)量的計(jì)算1、工作面的風(fēng)量應(yīng)按下列因素進(jìn)行計(jì)算，取其最大值。（1）按瓦斯涌出量計(jì)算： q = 100 q k 式中： q 第i個(gè)采煤工作面需要風(fēng)量，m/min q 第i個(gè)采煤工作面瓦斯絕對(duì)涌出量，m/min k 第i個(gè)采煤工作面因瓦斯涌出不均勻的備用系 數(shù)，通常機(jī)采工作面取k=1.2 1.6，炮 采工作面取k=1.4 2.

5、0 ，水采工作面取 k=2.0 3.0 q = 100 16 1.5 = 2400m/min (2)按工作面進(jìn)風(fēng)流溫度計(jì)算 采煤工作面應(yīng)有良好的氣候條件.其進(jìn)風(fēng)流溫度可根據(jù)風(fēng)流溫度預(yù)測方法進(jìn)行計(jì)算。其氣溫與風(fēng)速應(yīng)符合表中的要求。采煤工作面的需風(fēng)量可按下式進(jìn)行計(jì)算： q = 60 v sk式中: v 第i個(gè)采煤工作面的風(fēng)速，按其進(jìn)風(fēng)流溫度從表3-1中取，m/s ； s 第i個(gè)采煤工作面有效通風(fēng)斷面，取最大和最小控頂距時(shí)的有效斷面的平均值，； k 第i個(gè)工作面的長度風(fēng)量系數(shù)，按表3-2選??；表3-1采煤工作面進(jìn)風(fēng)流氣溫、風(fēng)速對(duì)應(yīng)表采煤工作面進(jìn)風(fēng)流氣溫/ 采煤工作面風(fēng)速/(m/s)< 150.

6、30.5 15 180.50.8 18 200.81.0 20 231.01.5 23 261.51.8表3-2采煤工作面長度風(fēng)量系數(shù)表采煤工作面長度 工作面長度風(fēng)量系數(shù)< 150.8 50 800.9 80 1201.0 120 1501.1 150 1801.2 > 1801.301.40 q = = 2304m/min （3）按使用炸藥量計(jì)算： q = 25 × a式中： 25 每使用1炸藥量的供風(fēng)量，m/min； a 第i個(gè)采煤工作面一次使用的最大炸藥量，。 （4）按工作人員數(shù)量計(jì)算： q = 4 × n式中： 4 每人每分鐘應(yīng)供給的最低風(fēng)量。m/min

7、； n 第i個(gè)采煤工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，個(gè)。 q = 4 × （5）按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算： 按風(fēng)速驗(yàn)算各個(gè)采煤工作面的風(fēng)量： q60×0.25×s q60×4×s60×0.25×21.5 q60×4×21.5 322.5 q5160經(jīng)驗(yàn)算知采煤工作面所需風(fēng)量為2400 m/min；二、備用工作面所需風(fēng)量的計(jì)算備用工作面的供風(fēng)量，通常取其條件相似的生產(chǎn)工作面的需風(fēng)量之半。當(dāng)采煤工作面不富裕時(shí)，也可按工作面不聚集瓦斯為原則進(jìn)行配風(fēng)，但工作面風(fēng)速不應(yīng)小于0.25m/s。三、掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量的計(jì)算：煤巷、半煤巖和

8、巖巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量，應(yīng)按下列因素進(jìn)行計(jì)算，取其最大值。（1） 按瓦斯涌出量計(jì)算： q = 100×q×k式中： q 第i個(gè)掘進(jìn)工作面的需風(fēng)量，m/min； q 第i個(gè)掘進(jìn)工作面的絕對(duì)瓦斯涌出量；m/min； k 第i個(gè)掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出不均勻和備用風(fēng)量系數(shù)一般情況下可取1.5-2.0。 q = 100×16×1.5 = 2400 m/min （2）按炸藥量計(jì)算： q = 25×a式中： 25 使用1炸藥的供風(fēng)量，m/min； a 第i個(gè)掘進(jìn)工作面一次爆破所用的最大炸藥量，。 q = 25×（3）按局部通風(fēng)機(jī)吸風(fēng)量計(jì)算： q = &

9、#215;k式中： q第i個(gè)掘進(jìn)工作面同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的局部通風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量之和。 k為防止局部通風(fēng)機(jī)吸循環(huán)風(fēng)的風(fēng)量備用系數(shù)，一般情況取1.21.3；進(jìn)風(fēng)巷道中無瓦斯涌出時(shí)1.2，有瓦斯涌出時(shí)取1.3. q = (4)按工作人員數(shù)量進(jìn)行計(jì)算： q = 4×n式中： n第i個(gè)掘進(jìn)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，個(gè)。 q = 4× （4）按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算： 各個(gè)巖巷掘進(jìn)工作面應(yīng)滿足： 60×0.15×sq60 ×4×s 各個(gè)煤巷和半煤巖巷掘進(jìn)工作面風(fēng)量應(yīng)滿足： 60×0.15×sq60 ×4×s 式中： s第i個(gè)掘進(jìn)

10、工作面巷道的凈斷面積，。 60×0.15× q60 ×4×四、 采區(qū)硐室需風(fēng)量計(jì)算：（1） 機(jī)電硐室需風(fēng)量： 發(fā)熱量大的機(jī)電硐室，按硐室中運(yùn)行的機(jī)電設(shè)備發(fā)熱量進(jìn)行計(jì)算，即 q= 式中： q第i個(gè)機(jī)電硐室的需風(fēng)量，m/min； 機(jī)電硐室中運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)（變壓器）總功率，kw； 機(jī)電硐室的發(fā)熱系數(shù)； 空氣密度，一般取1.25/m； c空氣的定壓比熱，一般可取1kj/kg·k； 機(jī)電硐室進(jìn)回風(fēng)流的溫差，。 采區(qū)變電所及變電硐室，可按經(jīng)驗(yàn)值確定需風(fēng)量，即 q= 6080機(jī)電硐室中運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的總功率為1000kw，機(jī)電硐室的發(fā)熱系數(shù)查表得。即 q= 70

11、m/min（2） 爆破材料庫需風(fēng)量： q= 式中： q井下爆破材料庫需風(fēng)量，m/min v井下爆破材料庫的體積，m q= （3） 充電硐室需風(fēng)量： 按其回風(fēng)流中氫氣濃度小于0.5計(jì)算，即 q= 200·q式中： q第i個(gè)充電硐室在充電時(shí)產(chǎn)生的氫氣量，m/min。 q= 200五、 礦井總風(fēng)量計(jì)算： 礦井的總進(jìn)風(fēng)量，應(yīng)按采煤、掘進(jìn)、硐室及其它地點(diǎn)實(shí)際需要風(fēng)量的總和計(jì)算，即 q= （+）×k式中： 采煤工作面和備用工作面所需風(fēng)量之和，m/min； 掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量之和，m/min； 硐室所需風(fēng)量之和，m/min。 k礦井通風(fēng)系統(tǒng)（包括礦井內(nèi)部漏風(fēng)和配風(fēng)不均勻因素） 備用系數(shù)，

12、宜取1.151.25。 q= 第四章 計(jì)算礦井通風(fēng)總阻力一、礦井通風(fēng)總阻力的計(jì)算原則:1、 礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)的總阻力，不得超過2940pa；2、 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，擴(kuò)建礦井按井巷摩擦阻力的15計(jì)算。二、計(jì)算兩個(gè)時(shí)期的摩擦阻力: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)分支摩擦阻力和局部阻力的總和，為礦井總阻力，用h表示。對(duì)于礦井有兩臺(tái)或多臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)，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)年限范圍內(nèi)，隨著采煤工作面及采區(qū)的接替變化，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

13、路線時(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)選幾條最大的可能的路線計(jì)算總阻力，然后確定該時(shí)期的礦井總阻力。兩個(gè)摩擦阻力時(shí)期為通風(fēng)容易時(shí)期和通風(fēng)困難時(shí)期。計(jì)算時(shí)要出各個(gè)計(jì)算系統(tǒng)中自然分配風(fēng)量和按所需分配風(fēng)量的分支，然后在按各自分配的風(fēng)量計(jì)算各分支支的通風(fēng)阻力。計(jì)算礦井通風(fēng)總阻力時(shí)，可不必考慮風(fēng)路沿途的漏風(fēng)和局部阻力。因不考慮漏風(fēng)所計(jì)算得到的礦井摩擦總阻力比實(shí)際漏風(fēng)存在所產(chǎn)生的礦井摩擦總阻力約為2025。而礦井的局部阻力一般為礦井摩擦總阻力的1525。但是，礦井中局部阻力較多，且位于大風(fēng)速區(qū)域內(nèi)，則應(yīng)將計(jì)算出的礦井摩擦總阻力加大1020表4-1井巷摩擦阻力計(jì)算表井巷名稱支架形式an·s/ml/mu/m s/ms/m qm/s h/pav/（m/s）立井u型長鋼梁135156 108 51212 5923 1.5 計(jì)算兩個(gè)時(shí)期的總阻力: h= kh h= kh式中： h、h礦井通風(fēng)容易時(shí)期、通風(fēng)困難時(shí)期的總阻力，p； h、h礦井通風(fēng)容易、困難時(shí)期總摩擦阻力，p； k局部阻力的系數(shù)，一般取k= 1.0，當(dāng)風(fēng)路阻力物較多且位于的風(fēng)速區(qū)時(shí)，取k= 1.11.2，計(jì)算h時(shí)取k= 1.15，計(jì)算h時(shí)取k= 1.20.第五章 選擇礦井通風(fēng)設(shè)備一、 礦井通風(fēng)設(shè)備選擇中的要求1、 礦井必須裝設(shè)兩臺(tái)同等能力的通風(fēng)機(jī)，其中一臺(tái)作為備用。2、 選擇通風(fēng)機(jī)設(shè)備應(yīng)滿足第一開采水平各個(gè)時(shí)