礦井通風(fēng)畢業(yè)設(shè)計

1、 畢業(yè)論文(設(shè)計)淮南潘一礦2111（3）通風(fēng)設(shè)計 系（部）通風(fēng)與安全專業(yè) 礦井通風(fēng)與安全班 級 學(xué)生指導(dǎo)教師完 成 時 間摘 要本設(shè)計針對潘一礦的實際情況，對礦井進行通風(fēng)設(shè)計。主要介紹礦井概況及地質(zhì)特征、礦井通風(fēng)系統(tǒng)、瓦斯抽采系統(tǒng)、采區(qū)通風(fēng)設(shè)計、礦井總風(fēng)量的計算與分配、礦井通風(fēng)阻力的計算、通風(fēng)設(shè)備的選擇、礦井通風(fēng)費用的概算及通風(fēng)能力的核定。同時對安全生產(chǎn)也制定了相關(guān)的安全措施。關(guān)鍵詞：風(fēng)量計算；通風(fēng)阻力；瓦斯抽放及設(shè)施目 錄摘 要21礦井概述41.1 工作面的概況41.2 采區(qū)的布置與采煤方法的選擇91.3 通風(fēng)系統(tǒng)102 風(fēng)量的計算與分配112.1風(fēng)量計算112.2 掘進工作面需風(fēng)量132

2、.3 硐室需風(fēng)量142.4 其他巷道需風(fēng)量152.5總風(fēng)量計算153 礦井通風(fēng)阻力93.1 礦井通風(fēng)總阻力的計算原則93.2 礦井通風(fēng)阻力的計算94 礦井通風(fēng)設(shè)備的選擇114.1 礦井通風(fēng)設(shè)備的任務(wù)和要求114.2 主要通風(fēng)機的選擇114.3 局部通風(fēng)機的選擇135 概算礦井通風(fēng)費用115.1電費（W1）145.2 設(shè)備折舊費（W2）145.3 材料消耗費用（W3）145.4 通風(fēng)工作人員工資費用（W4）155.5 其他費用156 瓦斯抽采116.1 抽放方法166.1.1 高抽巷布置166.1.2 頂板走向鉆孔186.1.3 上隅角埋管206.2 抽放設(shè)備216.2.1 抽放管路226.2.

3、2 瓦斯泵406.2.3 流量計407 礦井通風(fēng)技術(shù)管理11總結(jié)25致 謝26參考文獻27411礦井概述1.1 工作面的概況潘一礦是我國自行設(shè)計，自行施工，選用設(shè)備較為先進的大型礦井，1983年12月建成投產(chǎn)，設(shè)計生產(chǎn)能力300萬噸，設(shè)計服務(wù)年限133年，分530、800米兩個水平開采，現(xiàn)正向第二水平開拓延深。我礦是高瓦斯突出礦井，絕對瓦斯涌出量113m3/min，相對瓦斯涌出量22.4m3/t，抽放率42%左右，居集團公司各礦之首。礦井共設(shè)主井、副井、南井三個進風(fēng)井和中央風(fēng)井、東風(fēng)井、新東風(fēng)井三個回風(fēng)井，采用中央并列、單翼對角混合式通風(fēng)方式和負(fù)壓抽出式通風(fēng)方法。采取立井集中運輸，分區(qū)石門開拓

4、，走向長壁全部垮落、后退式采煤方法?，F(xiàn)有1個綜放隊、2個綜采隊和一個高普隊，26個開拓掘進頭，在崗職工7251人。 潘一礦資源賦存豐富，井田東西走向長14.6公里，南北傾斜寬公里，井田面積58.4平方公里,可采儲量4.13億噸。2111（3）工作面概況概況煤層名稱13-1水 平 名 稱-530采 區(qū) 名 稱東二工作面名稱2111(3)地面標(biāo)高(m)18.021.0工作面標(biāo)高(m)-577.4-543.3地面位置泥河大壩及潘二公路。井下位置及 四 鄰采掘情況工面西起東一13-1煤軌道下山，東至開切眼，南鄰2111(3)頂區(qū)下順槽.北鄰2111(3)頂區(qū)上風(fēng)巷，2111(3)頂區(qū)工作面于

5、2000年1月回采完畢。其西方-530-800暗主斜井正在掘進，其東南方2161(1)工作面正在回采。回采對地面的設(shè)施影響影響泥河大壩、潘二公路、保溫材料廠職工住房及李圩村部分居民住房。走 向 長(m)797傾 斜 長(m)160面 積(m2)127520煤層情況煤層總厚(m)0.73.02.4煤 層 結(jié) 構(gòu) (m)煤 層 傾 角(度)7108簡單可采指數(shù)1變異系數(shù)(%)25穩(wěn) 定 程 度較穩(wěn)定本面13-1煤底分層賦存較穩(wěn)定,煤層產(chǎn)狀為195205°710°，13-1煤底分層，黑色，半亮半暗型，煤厚0.73.0m，平均約2.4m，煤層結(jié)構(gòu)簡單。煤質(zhì)情況M(%)A(%)V(%

6、)Q MJ/kgFc(%)S(%)YGR·I工業(yè)牌號2.2243526.2/0.31180QM應(yīng)以煤質(zhì)科提供為準(zhǔn)煤層頂?shù)装迩闆r頂板名稱巖 石 名 稱真厚(m)巖 性 特 征老 頂/直 接 頂再生頂板9.015.0/12.0頂分層回采時，原始頂板冒落后，壓實膠結(jié)形成，破碎，強度大大減弱。偽 頂/直 接 底砂質(zhì)泥巖、煤2.84.2/3.6灰深灰色，含植化碎片老 底粉細(xì)砂巖1.12.45/1.6淺灰灰白色，裂隙發(fā)育地質(zhì)構(gòu)造情況本面所處地段構(gòu)造較簡單，基本為一單斜構(gòu)造，煤巖層產(chǎn)狀為：195205°710°,面內(nèi)主要發(fā)育fa、fb兩條小正斷層，其產(chǎn)狀如下：構(gòu)造名稱走向(度)

7、傾向(度)傾角(度)落差(米)性質(zhì)對回采的影響程度fa2002907000.9m正較小fb2223122600.7m正較小水文地質(zhì)及防治水措施該面水文地質(zhì)條件較簡單,工作面掘進時局部地段有淋滴水現(xiàn)象。預(yù)計：最大涌水量20m3/h正常涌水量3-4m3/h影 響回 采的 其它 地質(zhì) 情況瓦 斯13-1煤層原始自然瓦斯含量為10-11 m3/T,底區(qū)瓦斯含量以通風(fēng)部門提供為準(zhǔn)。煤 塵具爆炸危險性，爆炸指數(shù)3740%煤的自燃具自然發(fā)火性，自然發(fā)火期36個月地 溫30地 壓一般普氏硬度( f )煤 層夾 矸直 接 頂直 接 底1.52.5/2.53.5儲量計算塊段號走向長( m )(游標(biāo)值)傾斜長( m

8、 )(常數(shù))斜面積(m2)煤厚(m)容重(t/m3)工 業(yè)儲 量(t)回 采 率(%)可采儲量(t)8841201060802.21.42331394933081961.2 采區(qū)的布置與采煤方法的選擇礦井采用立井單水平上下山分區(qū)式開拓。全礦井共劃分12個采區(qū)，上山部分6個，下山部分6個。上山部分服務(wù)年限25年，下山部分服務(wù)年限21年。主、副井布置在井田的中央，通過主石門與東西向的運輸大巷相連通?？偦仫L(fēng)巷布置在井田的上部邊界，回風(fēng)井分別布置在上山采區(qū)N06上部邊界中央，形成兩翼對角式通風(fēng)系統(tǒng)。 礦井有兩個采區(qū)同時生產(chǎn)，共3個采煤工作面，其中兩個生產(chǎn)，一個備用；采煤方法為走向長臂普通機械化采煤。工

9、作面長150m，采高2.2m，采用全部垮落法管理頂板，最大控頂距4.2m，最小控頂距3.2m；最大班工作人數(shù)26人；作業(yè)形式為兩采一準(zhǔn)。每個采區(qū)各有兩個煤巷掘進工作面，采用大眼放炮破煤。開拓系統(tǒng)示意圖如下：圖1 開拓系統(tǒng)示意圖1.3 通風(fēng)系統(tǒng)1、通風(fēng)系統(tǒng)：1進風(fēng)井 - 東一大巷 - 東二大巷 - 東二主石門 - 東二七階段提料眼 - 東二13槽東煤下山 - 下順槽 - 工作面 - 上風(fēng)巷 - 東二13槽煤上山 - 東二總回- 東風(fēng)井 - 地 面2進風(fēng)井 - 東一大巷 - 東二大巷 - 東二主石門 - 聯(lián)絡(luò)巷 - 東二13槽皮帶機下山- 溜煤道 -東二13槽東煤下山 - 下順槽 - 工作面 -

10、上風(fēng)巷 - 東二13槽煤上山 - 東二總回- 東風(fēng)井 - 地 面 2通風(fēng)方式與通風(fēng)設(shè)施礦井的通風(fēng)方式為兩翼對角式，布置圖如圖2.通風(fēng)設(shè)施主要有三類：一類是引導(dǎo)風(fēng)流的設(shè)施，如風(fēng)橋，反風(fēng)裝置；二類是隔斷風(fēng)流的設(shè)施，如井口防爆門，隔斷風(fēng)門，擋風(fēng)墻；三類是調(diào)節(jié)或控制風(fēng)量的設(shè)施，如調(diào)節(jié)風(fēng)門，調(diào)節(jié)風(fēng)窗。采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)設(shè)施主要有風(fēng)橋，擋風(fēng)墻，風(fēng)門等。2 風(fēng)量的計算與分配2.1風(fēng)量計算項 目單 位指 標(biāo)項 目單 位指標(biāo)礦井瓦斯等級級雙 突按瓦斯涌出量計算風(fēng)量m³/min1068.8工作面瓦斯涌出量m³/min5.7按最大班人數(shù)計算風(fēng)量m³/min720工作面瓦斯涌出量m

11、79;/t/按炸藥量計算風(fēng)量m³/min/設(shè)計日產(chǎn)量T1864.76按工作面溫度計算風(fēng)量m³/min1132.56同時工作最多人數(shù)人180一次爆破最大藥量kg/選定風(fēng)量m³/min1132.561、按瓦斯涌出量計算風(fēng)量m³/min（由通風(fēng)區(qū)提供公式及數(shù)據(jù)） 100×q采 ×采通 Q1 = m3/min C 式中： Q1 工作面所需風(fēng)量m3/min ； q采 工作面絕對瓦斯涌出量 m3/min； C 回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛?，?.8% ， 采通 采煤工作面瓦斯涌出不均勻系數(shù)。機采取：1.41.6 100×5.7×1.5Q1

12、 = =1068.8 m3/min 0.82、按工作面溫度計算風(fēng)量（由通風(fēng)區(qū)提供公式及數(shù)據(jù)） Q2 = 60× S采 × v采 式中： Q2 按工作面溫度計算所需的風(fēng)量，m3/min； v采采煤工作面風(fēng)速，當(dāng)工作面空氣溫度取26º時，風(fēng)速取2.0 m/S； S采工作面的平均通風(fēng)斷面長壁工作面按最大和最小控頂斷面積的平均值計算，掩護支架工作面取放炮前斷面積（）； 4.233.03 2.23.0Q2 = 60×××2.0=1132.56m3/min 2 23、按人數(shù)計算風(fēng)量Q3 = 4N = 4×180 =720m³/

13、min式中：Q3 -按工作面同時工作的最多人數(shù)計算所需的風(fēng)量； N-工作面同時工作的最多人數(shù)，取180人計算。4、工作面配風(fēng)量的取值 根據(jù)上面的計算，初步選定工作面風(fēng)量為：Q采 =1132.56 m³/min5、風(fēng)速驗算1）按最低風(fēng)速驗算，工作面最低風(fēng)量為： Q0.25×60×S m³/min 式中S工作面平均斷面積 故Q0.25×60×9.438 =141.57 m³/min2）按最高風(fēng)速驗算，工作面最大風(fēng)量為： Q4×60×S m³/min 故Q4×60×9.438=22

14、65.12m³/min經(jīng)驗算，工作面選定風(fēng)量為：1132.56m³/min。2.2 掘進工作面需風(fēng)量有關(guān)參數(shù)見下表通風(fēng)距離（m）有效風(fēng)量（m3/min）風(fēng)筒直徑（mm）型號功率（Kw）臺數(shù)備BT-62282節(jié)長50m掘進工作面需風(fēng)量應(yīng)按下面因素分別計算，并取其最大值。1. 按瓦斯（CO2）涌出量計算Q掘=100qk/C K瓦掘為1.52.0 取1.5q-最大瓦斯絕對涌出量，取2.0C-回風(fēng)瓦斯控制濃度，取0.8則Q掘=100×2.0×1.5/0.8=375m3/min2. 按炸藥量使用量計算根據(jù)預(yù)期爆破效果，單位炸藥消耗量為1.

15、26kg/m3則Q掘=25×A掘=25×8.14×1.26=256.4 m3/min3. 按局部通風(fēng)機吸風(fēng)量計算Q掘=Q通i×k通k通為防止局部通風(fēng)機吸循環(huán)風(fēng)的風(fēng)量備用系數(shù)，一般取1.21.3。進風(fēng)巷中無瓦斯涌出取1.2，有瓦斯涌出取1.3，這里取k通=1.3。Q掘=100×1.3=130 m3/min4. 按工作人員數(shù)量計算Q掘=4n掘=4×26=104 m3/min5. 按風(fēng)速進行驗算巖巷掘進工作面的風(fēng)量應(yīng)滿足60×0.15S掘Q掘60×4× S掘73.26 m3/minQ掘1953.6 m3/min

16、煤巷，半煤巖巷掘進工作面的風(fēng)量應(yīng)滿足60×0.25× S掘Q掘60×4× S掘122.1 m3/minQ掘1953.6 m3/min取其最大值為375 m3/min所以掘進工作面的需風(fēng)量為375 m3/min2.3 硐室需風(fēng)量1. 井下爆炸材料庫按庫內(nèi)空氣每小時更換次數(shù)計算Q硐=4V/60經(jīng)檢查爆破材料庫的體積為1800m3則Q硐=4×1800/60=120 m3/min2. 充電硐室按硐室回風(fēng)流中H2濃度0.5%計算Q硐=200Q氫=200×0.87=174 m3/min3. 機電硐室Q硐=（3600×P）/(60Cpt)

17、機電硐室的發(fā)熱系數(shù)，取0.01空氣密度，取1.25kg/m3Cp空氣的定壓比熱，取1KJ/kg.Kt機電硐室進回風(fēng)流溫度差，一般溫差2N電動機的總功率，取0.5KwQ=3600×0.01×0.5×103/60×1.25×1×2 =144 m3/min2.4 其他巷道需風(fēng)量按瓦斯（CO2）涌出量計算Q其他=133 Q其他k其他 k其他巷道的通風(fēng)系數(shù)為1.21.3,取1.2Q其他=133×1×1.2=159.6 m3/min2) 按最低風(fēng)速驗算Q其他9s m3/min=73.26 m3/min所以符合條件。2.5總風(fēng)量

18、計算Q礦=(Q采+Q掘+Q硐+Q其他) ×k備k備為通風(fēng)系統(tǒng)備用系數(shù)為1.151.25，取1.2Q礦=（3×537.2+2×1×375+120+174+144+1159.6）×1.2=4751 m3/min3 礦井通風(fēng)阻力3.1 礦井通風(fēng)總阻力的計算原則1. 礦井服務(wù)年限較長（3050年）只計算1525年通風(fēng)容易困 難兩個時期的通風(fēng)阻力。一般要求繪出兩個時期的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖。2. 通風(fēng)容易和通風(fēng)困難時期兩個時期的通風(fēng)阻力計算，應(yīng)沿著這兩個時期的最大通風(fēng)阻力的風(fēng)路，分別計算各段通風(fēng)阻力，最 后求和。3. 礦井的總阻力不應(yīng)超過2940Pa。4. 礦井井

19、巷的局部阻力，新建礦井按井巷摩擦阻力的10%計算，若擴建按礦井摩擦阻力的15%計算。3.2 礦井通風(fēng)阻力的計算容易和通風(fēng)困難兩個時期通風(fēng)阻力最大風(fēng)路，分別用下式計算各段井巷的摩擦阻力：h=aULQ2/S3;Pa各段井巷的摩擦阻力累加后乘以局部阻力系數(shù)即為兩個時期的井巷通風(fēng)總阻力。h阻易=(1.11.15)h摩易 , Pah阻難=(1.11.15)h 摩難, Pa即：井巷局部阻力系數(shù)值表S1/S210.90.80.70.60.50.40.30.20.10.010斷面變大00.010.040.090.160.250.360.490.640.810.981.0斷面變小00.050.100.150.2

20、00.250.300.350.400.450.500.55以下表格是分別計算礦井基建時期和生產(chǎn)初期的礦井總的摩擦阻力及礦井總阻力：礦井通風(fēng)阻力一覽表基建時期生產(chǎn)初期備注礦井總摩擦阻力/Pa1148.181903.08礦井總阻力/Pa1344.182099.08新建礦井局部阻力系數(shù)取1.1用下式計算兩個時期的礦井總風(fēng)阻和總等積孔：R難=h阻難/Q2 , Ns2/m8R易=h阻易/Q2 , Ns2/m8A難=1.19Q/(h阻難)1/2 , m2A易=1.19Q/(h阻易)1/2 , m2計算結(jié)果如下表：礦井不同時期礦井總風(fēng)阻R /(Ns2/m8)礦井總等積孔A /m2基建時期（通風(fēng)容易時期）1.

21、301.05生產(chǎn)時期（通風(fēng)困難時期）1.540.964 礦井通風(fēng)設(shè)備的選擇4.1 礦井通風(fēng)設(shè)備的任務(wù)和要求礦井通風(fēng)設(shè)備選擇的主要任務(wù)是，根據(jù)通風(fēng)設(shè)計參數(shù)在已有的風(fēng)機系列產(chǎn)品中，選擇適合風(fēng)機型號、轉(zhuǎn)速和與之相匹配的電機。所選的風(fēng)機必須具有安全可靠、技術(shù)先進、經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)良好等優(yōu)點。 煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范”等技術(shù)文件的有關(guān)規(guī)定，進行通風(fēng)機設(shè)備選型時，應(yīng)符合下列要求：礦井通風(fēng)設(shè)備的要求礦井必須裝設(shè)兩套同等能力的主通風(fēng)設(shè)備，其中一套備用。風(fēng)機的服務(wù)年限盡量滿足第一水平通風(fēng)要求，并適當(dāng)照顧二水平通風(fēng)；再風(fēng)機的服務(wù)年限內(nèi)其工況點應(yīng)在合理的工作范圍之內(nèi)。并使通風(fēng)設(shè)備長期高效率運行。 能力應(yīng)留有一定富余量。再最大

22、設(shè)計風(fēng)量時，軸流式通風(fēng)機的葉片安裝角一般比允許使用最大值小5°；風(fēng)機的轉(zhuǎn)速不大于額定值90%。進、出風(fēng)井井口的高差再150m以上，或進、出風(fēng)井井口標(biāo)高相同，但井深400m以上時，宜計算礦井的自然風(fēng)壓。本礦井進、出風(fēng)井井口標(biāo)高相同且井深只有320m，所以這里就不計算自然風(fēng)壓。當(dāng)風(fēng)機服務(wù)年限內(nèi)通風(fēng)阻力變化較大時，可考慮分期選擇電機，但初裝電機的使用年限吧小于5年?？紤]風(fēng)量調(diào)節(jié)時，應(yīng)盡量避免使用風(fēng)硐閘門調(diào)節(jié)。4.2 主要通風(fēng)機的選擇1. 計算通風(fēng)機風(fēng)量QQ通=kQ礦式中 Q通主要通風(fēng)機的工作風(fēng)量， Q礦礦井需風(fēng)量， k 漏風(fēng)損失系數(shù)，風(fēng)井不用作提升時取1.1通風(fēng)容易時期風(fēng)量 Q=30 m3

23、/s通風(fēng)困難時期風(fēng)量 Q=66 m3/sQ通=kQ礦=1.1×30=33 m3/s通風(fēng)困難時期風(fēng)量通風(fēng)機風(fēng)量（兩翼對角式通風(fēng)，兩翼的主要通風(fēng)機是同一型號）：Q通=kQ礦/2=1.1×66/2=36.3m3/s2. 計算通風(fēng)機風(fēng)壓通風(fēng)機全壓H通全（不考慮自然風(fēng)壓），克服礦井通風(fēng)系統(tǒng)的總阻力h阻、風(fēng)硐阻力h硐以及擴散器出口動能損失h擴。即：h通全=h阻+h硐+h擴h阻通風(fēng)系統(tǒng)的總阻力h硐通風(fēng)系統(tǒng)附屬裝置（風(fēng)硐和擴散器）的阻力h擴擴散器出口動能損失h硐=190 Pa h擴=49 Pa 式風(fēng)機提供的大多是全壓曲線，而軸流式通風(fēng)機提供的大多是靜壓曲線。因此，對于抽出式通風(fēng)機礦井：離心

24、式通風(fēng)機：容易時期 H通全易=h阻易+h硐+h擴 =1344.18+190+49=1589.18Pa困難時期 H通全難=h阻難+h硐+h擴 =2099.08+190+49=2338.08Pa 軸流式風(fēng)機：容易時期 H通靜易=h阻易+h硐 =1344.18+190=1534.18Pa困難時期 H通靜難=h阻難+h硐 =2099.08+190=2289.08Pa3. 初選通風(fēng)機 算的礦井通風(fēng)容易時期通風(fēng)機的Q通、H通靜難（或 H通全難）和礦井通風(fēng)困難通風(fēng)機的Q通、 H通靜易（或H通全易）在通風(fēng)機特性曲線上，選出滿足礦井通風(fēng)要求的通風(fēng)機。觀察2K60系列軸流式通風(fēng)機性能曲線（附圖）可知，N.18號風(fēng)

25、機基本可滿足要求，在其風(fēng)量坐標(biāo)Q=30m3/s點和Q=40m3/s分別作Q軸垂線，在風(fēng)壓坐標(biāo)Ht=1520Pa和Ht=2420Pa點分別作Q軸平行線，線段分別相交于M1和M2兩點，由圖可知，此兩個工況點均在合理工作范圍內(nèi)，故初選N.18（Z1=14,Z2=7)風(fēng)機。4. 求通風(fēng)機的實際工況點 在通風(fēng)機特性曲線上作通風(fēng)機工作風(fēng)阻曲線，與風(fēng)壓曲線的交點即為實際工況點。5. 確定通風(fēng)機的型號和轉(zhuǎn)速 機的工況參數(shù)（Q通、H、N）對初選的通風(fēng)機進行技術(shù)、經(jīng)濟和安全性比較，最后確定通風(fēng)機的型號和鉆速。通風(fēng)機的工況參數(shù)通風(fēng)時期通風(fēng)機型號葉片數(shù)/片葉輪直徑/dm工作風(fēng)量/pa工作風(fēng)壓/pa工作效率基建時期2k

26、6071834.211344.180.70生產(chǎn)初期2k6071836.872099.080.706. 電動機的選擇1 風(fēng)機的輸入功率按通風(fēng)容易和困難時期，分別計算通風(fēng)所需的輸 入功率P通小、P通大。P通小=Q通易H通靜易/1000通靜=34.21×1344.18/1000×0.7=65.69KwP通大=Q通難H通靜難/1000通靜=2099.08×36.87/1000×0.78=99.21Kw2 擇電動機當(dāng)P點小>0.6P通大65.69>59.62兩個時期各選一臺電動機，電動機的功率為： P點=P通大K點/電傳，Kw 當(dāng)P電小>0.6P

27、通大時，兩個時期各選一臺電動機，電動機的功率分別為：初期 P點小=K點（P通小P通大）1/2/電傳 =1.1×(65.69×99.21)1/2/0.9=98.67Kw后期 P電大=P通大K電大/電傳* =127.3Kw式中： K電電動機容量備用系數(shù)，K電=1.11.2；此處取1.2； 電電動機效率，電動機與通風(fēng)機直聯(lián)時，傳=1；皮帶傳動時傳=0.95，此處取1。經(jīng)計算得，P電小=98.67<P通大=127.31，因此兩時期各選一臺電動機，故選用JRQ-158型電動機，功率為380Kw。型號額定電壓額定電流功率轉(zhuǎn)速級數(shù)效率JRQ-15860004738075080.93

28、24.3 局部通風(fēng)機的選擇根據(jù)計算結(jié)果，設(shè)計選用一臺2×45Kw的局部通風(fēng)機（型號FBDYNo.7.1，功率2×45Kw，風(fēng)量920467m3/min，全壓20088057Pa）和一臺2×30Kw的局部通風(fēng)機（功率2×45Kw，風(fēng)量920467m3/min，全壓20088057Pa）符合迎頭要求。局部通風(fēng)機額定風(fēng)量風(fēng)機型號額定風(fēng)量m3/minJBT51（5.5kw）JBT52（11 kw）JBT61（14 kw）JBT62（28 kw）1502002503005 概算礦井通風(fēng)費用噸煤通風(fēng)成本是通風(fēng)設(shè)計和管理的重要經(jīng)濟指標(biāo)。一般用噸煤通風(fēng)成本，即礦井每產(chǎn)一

29、噸煤的通風(fēng)費用表示。他包括噸煤通風(fēng)電費和通風(fēng)設(shè)備折舊費、材料消耗費、工作人員的工資、專用通風(fēng)巷道折舊與維護費、儀表購置與維修費等其他通風(fēng)費用。噸煤通風(fēng)成本主要包括下列費用（生產(chǎn)初期）：5.1電費（W1）噸煤的通風(fēng)電費為主要通風(fēng)機年耗電費及井下輔助風(fēng)機、局部通風(fēng)機電費之和除以年產(chǎn)量，可用如下公式計算：W1=（E+EA）×D/T式中： E主要通風(fēng)機年耗電量，因為該礦井為兩翼中央對角式通風(fēng)，有兩臺主要通風(fēng)機同時運轉(zhuǎn)，且通風(fēng)容易時期和通風(fēng)困難時期共同選用一臺電動機，所以E=2×8760P電大K電/變纜；（Kw/h）/a。經(jīng)計算得E為3109544（Kw/h）/a。 D0.8元/Kw

30、h； T礦井年產(chǎn)量，取900000噸； EA輔助風(fēng)機和局部通風(fēng)機的耗電量，因為生產(chǎn)初期全礦井共有四臺JBT-62(28Kw)局部通風(fēng)機，所以EA=28×4×8760=981120（Kw/h）/a； v變壓器效率，可取0.95； w電纜輸電效率0.9。經(jīng)計算得噸煤的通風(fēng)電費為3.64 元/噸。5.2 設(shè)備折舊費（W2）通風(fēng)設(shè)備折舊費與設(shè)備數(shù)量、成本及服務(wù)年限有關(guān)，噸煤通風(fēng)設(shè)備折舊費 W2可用下式計算：W2=(G1+G2)/T,元 /噸式中:G1基本設(shè)備折舊費，取2300000元；G2大修理折舊費，取1000000元。經(jīng)計算得設(shè)備折舊費為3.78元/噸 。5.3 材料消耗費用（

31、W3）噸煤通風(fēng)材料費W3按下式計算：W3=C/T,元/噸式中： C通風(fēng)材料消耗總費用（包括各種通風(fēng)構(gòu)筑物的材料費、通風(fēng)機和電動機潤滑油料費等），取1700000元。5.4 通風(fēng)工作人員工資費用（W4） W4=A/T,元/噸式中：A 礦井通風(fēng)工作人員每年工資總額，取1440000元。經(jīng)計算得，通風(fēng)工作人員工資費用為1.6元/噸。5.5 其他費用專為通風(fēng)服務(wù)的井巷工程折舊費和維護費折算至噸煤的費用（W5），經(jīng)核算后得為6.8元/噸。噸煤的通風(fēng)儀表的購置費和維修費用（W6），經(jīng)核算后得為1.8元/噸。礦井通風(fēng)的總成本（W）可用下式計算： W=W1+W2+W3+W4+W5+W6經(jīng)計算得，礦井通風(fēng)的總成

32、本W(wǎng)為19.51元/噸。6 瓦斯抽采抽放效果的衡量指標(biāo)(一) 抽放濃度抽放瓦斯?jié)舛仁怯脕肀硎镜某槌鐾咚官|(zhì)量指標(biāo)。規(guī)程第148條規(guī)定：利用瓦斯時，抽放瓦斯?jié)舛炔坏牡陀?0%，且在利用瓦斯的系統(tǒng)中必須裝設(shè)有防回火、防回氣和防爆炸作用的安全裝置。不利用瓦斯，采用干式抽放瓦斯設(shè)備時，抽放瓦斯?jié)舛炔坏玫陀?5%。瓦斯?jié)舛戎笜?biāo)有時可以放映工作管理的質(zhì)量。抽放管路系統(tǒng)漏氣，必然導(dǎo)致濃度降低。從經(jīng)濟效益來看，濃度降低，消耗的瓦斯輸送費就要高，經(jīng)濟效益差。(二) 采區(qū)瓦斯抽放率 瓦斯抽放率是衡量抽放效果的重要指標(biāo)之一，可分為礦井抽放率和采區(qū)抽放率。d采 = q礦抽/q礦涌+q礦抽 = 60%d采采區(qū)瓦斯抽放率，

33、%；q采抽采區(qū)抽出的瓦斯量，m3/min;q采涌采區(qū)涌出的瓦斯量，m3/min.礦井瓦斯抽放管理規(guī)范規(guī)定：開采層預(yù)抽的礦井，礦井抽放率不小于10%；采區(qū)抽放率不小于20%；抽放鄰近層瓦斯的礦井，礦井抽放率不小于20%；采區(qū)抽放率不小于35%。6.1 抽放方法6.1.1 高抽巷布置1. 技術(shù)原理煤層頂板高位巷道（高抽巷）抽采技術(shù)就是在回采工作面煤層頂板一定位置布置一條專用巷道，采前封閉；回采期間利用抽采泵負(fù)壓動力抽采，其作用原理完全雷同與頂板走向鉆孔，通過抽采采空區(qū)頂板裂隙及冒落間內(nèi)積存的高濃度瓦斯，切斷上鄰近層瓦斯涌向工作面的通道，對采空區(qū)下部的瓦斯起到拉動作用，減少工作面瓦斯涌出，控制上隅角

34、瓦斯積聚。2. 布置方法高抽巷布置層位主要選擇在頂板破壞的裂隙帶，推廣計算機數(shù)值模擬，實驗室相似材料模擬和現(xiàn)場工程探測結(jié)果，得出頂板抽采口最佳位置，垂直煤層頂板向上825m,傾斜方向030m,在高抽巷內(nèi)每50m作一個鉆場，每個鉆場布置5個鉆孔，每個鉆孔都打進11-2煤層中，距煤層頂0.8m左右。3. 管徑和數(shù)據(jù)的選擇由采煤工作面分源治理瓦斯計算可得：瓦斯純度=絕對瓦斯涌出量×抽放率高抽巷抽采瓦斯純量為：19×50%=9.5 m3/min抽采管路內(nèi)的瓦斯?jié)舛热〗y(tǒng)計數(shù)據(jù)，高抽巷取20%,按下列公式進行計算：d高抽巷=0.1457×(Q/V)1/2=0.1475

35、5;9.5/(20%×12) 1/2=0.29m式中：d抽放管路內(nèi)徑， mQ混合氣體流量，m3/minV氣體流速，一般取1015m/s經(jīng)計算高抽巷選用內(nèi)徑為 290毫米管，可滿足工作免的抽才要求。4. 高抽巷瓦斯抽采泵的選擇：Q泵 =（Qmax×K）/(C×)Q泵（高抽巷） =（Qmax×K）/(C×) =（9.5×1.2）/(50%×0.8)=28.5 m3/min式中：Q泵抽采泵的額定流量（m3/min）Qmax最大瓦斯抽采純量(m3/min)K瓦斯綜合抽采系數(shù)，取1.2C瓦斯泵入口處瓦斯?jié)舛龋?）抽采泵的機械效率，取0

36、.8H泵=（H總+H孔+H正）×KH泵（高抽巷）=（H總+H孔+H正）×K= (1.2×9119.65)+15000+800×1.2= 32092.3 Pa式中：H泵抽采泵的壓力（Pa） H總抽采管路總阻力損失（Pa）H孔抽采孔口所需負(fù)壓（取之不低于0.015MPa）H正抽采泵出口正壓（一般為5001000Pa，取800 Pa）K抽采備用系數(shù)，取1.2;H直=9.8×（L×Q2×）/(K0×D5)H直(高抽巷)= 9.8×（L×Q2×）/(K0×D5)=9.8×22

37、10×(28.5×60)2×0.91/(0.71×405)+ 9.8×590×(28.5×60)2×0.91/(0.71×355)=1205.25Pa式中：H直直管阻力損失L抽采直管長度（m）Q抽采管內(nèi)瓦斯流量(m3/h) 含有瓦斯的混合氣體對空氣的密度）K0 綜合系數(shù)，6寸以上時取0.71；D 抽采管內(nèi)徑（cm）5. 抽采系統(tǒng)安設(shè)兩路直徑250mm的焊接管，管路接至高抽巷以里100mm,抽采口周圍5m架設(shè)木跺保護。管路接好后，外口砌筑封閉墻，用瓦石砌筑，墻垛厚度大于800mm墻四周要掏槽，并使幫、頂接實

38、，墻面要抹平不漏風(fēng)，兩路管路接入大系統(tǒng)由地面泵抽采。6. 高抽巷的施工優(yōu)點高抽巷斷面小，支護簡單，施工進度快，不用維護，管理簡單，費用低，同頂板走向鉆孔相比較，能夠提高抽采量，同時解決了頂板走向鉆孔在鉆場接替期間容易出現(xiàn)抽采量不穩(wěn)定的問題。7. 高抽巷的施工要求大量的現(xiàn)實實踐證實，應(yīng)用高抽巷要考慮一下因素：1) 高抽巷層位處于采空區(qū)裂隙帶內(nèi)，此區(qū)域透氣性好，處于瓦斯富集區(qū)，有充分的高濃度瓦斯源。2) 高抽巷的水平投影距回風(fēng)巷平行距離宜控制在1520m范圍內(nèi)，距離過近，巷道漏氣嚴(yán)重；距離過遠(yuǎn)，巷道端頭不處在瓦斯富集區(qū)，效果不好。3) 應(yīng)用高抽巷，抽采系統(tǒng)要首選大管徑，大流量，可以采用地面永久系統(tǒng)

39、，也可以采用井下移動系統(tǒng)；管路宜選擇內(nèi)徑10m以上，也可采取多路并聯(lián)。4) 高抽巷封閉嚴(yán)實，保證不漏氣。施工時要做到封閉墻周圍掏槽，見硬幫，硬底。并且要施工雙層封閉，雙層封閉之間距離大于0.5m，并注漿充填。抽采口位置距離封閉墻要大于2m，高度應(yīng)大于巷道高度的2/3，應(yīng)設(shè)有不能進入雜物保護設(shè)施。6.1.2 頂板走向鉆孔1. 技術(shù)原理頂板走向鉆孔抽采技術(shù)就是從工作面回風(fēng)巷沿走向在煤層頂板向采空區(qū)上方施工鉆孔，利用抽采泵負(fù)壓動力抽采空區(qū)頂板列席及冒落間積存的高濃度瓦斯，切斷上鄰近層瓦斯涌向工作面的通道，對采空區(qū)下部的瓦斯起到拉動作用，減少工作面瓦斯涌出，控制上隅角瓦斯集聚。2. 鉆孔確定1) 鉆場

40、層位：為了增加鉆孔有效利用長度，在采煤工作面上風(fēng)巷上幫撥門施工鉆場，先按20向上施工4m，然后再變平施工鉆機平臺，使得鉆場全部進入煤層頂板。2) 鉆場間距：鉆場間距大小，取決于兩個方面的因素。一是鉆機性能，二是地質(zhì)條件。布置鉆場時，要使鉆場避開斷層或破碎帶，一般以斷層或破碎帶為界布置；地質(zhì)條件正常，選用150型性能以上鉆機時，鉆場之間一般設(shè)計為100m。3. 施工參數(shù)1) 鉆孔數(shù)量：鉆孔數(shù)量取決于瓦斯涌出量和設(shè)計抽采率。采用91mm鉆頭，瓦斯涌出量在20m3/min以下的采煤工作面，每個鉆場一般布置6個孔；瓦斯涌出量在20m3/min以上的，則布置8個以上孔。2) 鉆孔傾角：鉆孔傾角應(yīng)考慮提高

41、鉆孔有效抽采長度。一般按68向上施工，基本使開孔10m的鉆孔保持在有效抽采范圍，同時其終孔距煤層頂板在1420m鉆孔利用率在90%以上。3) 鉆孔長度：鉆孔長度主要取決于兩個鉆場間距，同時考慮兩個鉆場意見的壓茬距應(yīng)大于25m。4) 傾向控制：鉆孔沿工作面傾向控制范圍，是根據(jù)采面采空區(qū)漏風(fēng)規(guī)律。鉆孔要位采煤面上隅角高瓦斯區(qū)域，終孔控制在上風(fēng)巷向下323m形布置。以有效上隅角瓦斯集聚，控制采空區(qū)瓦斯向外涌出。4. 管徑和數(shù)據(jù)的選擇由采煤工作面分源治理瓦斯計算可得：瓦斯純度=絕對瓦斯涌出量×抽放率頂板孔抽采瓦斯純量為：18×35%=6.3 m3/min抽采管路內(nèi)的瓦斯?jié)舛热〗y(tǒng)計數(shù)

42、據(jù)，頂板走向取15%,按下列公式進行計算：d頂板孔=0.1457×(Q/V)1/2=0.1475×6.3/(15%×15) 1/2=0.25 m式中：d抽放管路內(nèi)徑， mQ混合氣體流量， m3/minV氣體流速，一般取1015m/s經(jīng)計算頂板走向鉆孔的抽采管選用內(nèi)徑為 250 毫米管，可滿足工作免的抽才要求。5. 頂板抽采瓦斯抽采泵的選擇：Q泵 =（Qmax×K）/(C×)Q泵(頂板孔) =（Qmax×K）/(C×)=（6.3×1.2）/（35%×0.8）= 27 m3/min 式中：Q泵抽采泵的額定流量

43、（m3/min） Qmax最大瓦斯抽采純量(m3/min) K瓦斯綜合抽采系數(shù)，取1.2 C瓦斯泵入口處瓦斯?jié)舛龋?） 抽采泵的機械效率，取0.8H泵=（H總+H孔+H正）×KH泵(頂板孔) =（H總+H孔+H正）×K =(1.2+8638.5)+15000+800×1.2 =31399.4 Pa式中：H泵抽采泵的壓力（Pa）H總抽采管路總阻力損失（Pa）H孔抽采孔口所需負(fù)壓（取之不低于0.015MPa）H正抽采泵出口正壓（一般為5001000Pa，取800 Pa）K抽采備用系數(shù)，取1.2;H直=9.8×（L×Q2×）/(K0

44、5;D5)H直(頂板孔) = 9.8×（L×Q2×）/(K0×D5) =9.8×1829×(27×60)2×0.91/(0.71×255) =6173.804 Pa式中：H直直管阻力損失L抽采直管長度（m）Q抽采管內(nèi)瓦斯流量(m3/h)含有瓦斯的混合氣體對空氣的密度）K0 綜合系數(shù)，6寸以上時取0.71；D抽采管內(nèi)徑（cm）6. 封孔工藝采用聚氨酯封孔。將10m孔直徑擴至108mm后在長度為8m，直徑91mm管上卷纏5m料編織帶，將聚氨酯材料各20卷打開后充分混合，倒在編織帶上于館陶一道送入孔內(nèi)，聚氨酯發(fā)

45、泡凝固后即可。7. 頂板走向鉆孔施工應(yīng)考慮的幾個問題1) 鉆場的位置要選擇在頂板巖性穩(wěn)定，堅硬的層位上，鉆場要盡量深入煤層頂板，最好打在有效的層位中去。2) 鉆孔的開孔位置處于堅硬的巖層中，保證開孔規(guī)整。3) 選擇核實的封孔材料。4) 鉆孔于抽采管的接頭要嚴(yán)密。6.1.3 上隅角埋管1. 布置方法工作面回采前將3根2”鐵管連接起來最前面的一根做成花管。將鐵管預(yù)先埋在緊靠上風(fēng)側(cè)的采空區(qū)的頂板上。2”鐵管的一側(cè)在采空區(qū)內(nèi)，另一側(cè)用2”:剛邊軟管連接在預(yù)先鋪設(shè)在上風(fēng)巷的8”瓦斯抽采管路上。工作面向前推移時，鐵管也隨推移而后撤。上隅角埋管是通過抽采采空區(qū)上隅角瓦斯在沒有進入工作面之前及被抽走。在工作面

46、上隅角用雙抗編織帶壘道擋墻間距為10m左右，將抽采管埋入，保證所壘的墻嚴(yán)密，漏風(fēng)量小。能有效解決上隅角瓦斯集聚問題。鉆孔在切線后1325m處保持抽采，高濃度瓦斯通過鉆孔被抽出，采空區(qū)瓦斯向上隅角流動的流場分布狀況得到改變。實際應(yīng)用表明，采用頂板走向鉆孔抽采方法，上隅角瓦斯?jié)舛纫话憧刂圃?.5%以下。2. 上隅角抽采瓦斯管徑和數(shù)據(jù)的選擇采煤工作面分源治理瓦斯計算可得瓦斯純度=絕對瓦斯涌出量×抽放率上隅角抽采瓦斯純量為：15×5%=0.75 m3/min抽采管路內(nèi)的瓦斯?jié)舛热〗y(tǒng)計數(shù)據(jù)，上隅角取2%，按下列公式進行計算：d上隅角=0.1457×(Q/V)1/2=0.14

47、75×0.75/(2%×15) 1/2=0.23m式中：d抽放管路內(nèi)徑， mQ混合氣體流量， m3/minV氣體流速，一般取1015m/s 經(jīng)計算軌道順槽內(nèi)上隅角的抽采管選用內(nèi)徑為230毫米管，可滿足工作免的抽才要求。3. 上隅角瓦斯抽采泵的選擇：Q泵 =（Qmax×K）/(C×)Q泵上隅角 =（Qmax×K）/(C×)=（0.75×1.2）/(5%×0.8)= 22.5 m3/min式中：Q泵抽采泵的額定流量（m3/min）Qmax最大瓦斯抽采純量(m3/min)K瓦斯綜合抽采系數(shù)，取1.2C瓦斯泵入口處瓦斯?jié)舛?/p>

48、（%）抽采泵的機械效率，取0.8H直=9.8×（L×Q2×）/(K0×D5)H直（上隅角）= 9.8×（L×Q2×）/(K0×D5)=9.8×1929×（22.5×602×0.97777/(0.71×295)=2313.205Pa式中：H直直管阻力損失 L抽采直管長度（m） Q抽采管內(nèi)瓦斯流量(m3/h) 含有瓦斯的混合氣體對空氣的密度） K0 綜合系數(shù)，6寸以上時取0.71； D抽采管內(nèi)徑（cm）6.2 抽放設(shè)備抽放設(shè)備除鉆機、封孔裝置外，主要有管道、流量計、安全

49、裝置以及瓦斯泵等。6.2.1 抽放管路管路系統(tǒng)的選擇應(yīng)根據(jù)礦井的開拓系統(tǒng)、鉆場位置、鉆孔流量等因素確定。應(yīng)盡量做到：抽放管設(shè)于回風(fēng)道內(nèi)，鋪設(shè)在運輸?shù)纼?nèi)時，應(yīng)固定在巷道壁并有一定高度，水平段要求坡度一致以防積水堵塞。抽放瓦斯的管路由總管、分管和支管所組成，管材一般用鋼管或鑄鐵管。管徑/CM3.24.05.07.08.010.012.515.0>15.0K0.050.050.0530.0560.0580.0630.0680.0710.072管道的總阻力為H阻 =（1.11.2）H摩=（1.11.2）（H直(高抽巷)+ H直(頂板孔)+ H直（上隅角）=（1.11.2）（1205.25+617

50、3.804+2313.205）= 11630.7108 Pa式中：H阻管道總阻力，Pa;H摩最大阻力線路各段阻力之和，Pa。6.2.2 瓦斯泵抽放瓦斯采用水環(huán)式真空泵或高壓離心式鼓風(fēng)機。水環(huán)式真空泵負(fù)壓高，流量小，適用于抽出量較小、管路較長和需要較高負(fù)壓的礦井，離心式鼓風(fēng)機負(fù)壓低、流量大，適用于瓦斯抽出量大（20 m3/min1200 m3/min）、管道阻力不高（4 Pa5 Pa）的礦井。由于水環(huán)式真空泵安全性好，抽放負(fù)壓大，所以使用較廣泛。6.2.3 流量計為了全面掌握與管理井下瓦斯抽放情況，應(yīng)經(jīng)常測定鉆場、支管和總管的瓦斯抽出量。測量管路中氣體流量的方法很多，常用的有孔板流量計、文德利流量計、浮子流量計和煤氣表等?？装辶髁坑嫳容^簡單方便，目前礦井一般采用孔板流量計?？装辶髁坑嬕惭b在管道的餓直線段內(nèi)，孔板前后最好有5M以上的直線段，孔板圓孔與管道要同一圓心，端面與管道軸線垂直。7 礦井通風(fēng)技術(shù)管理一、 每個礦井必須有完整的獨立通風(fēng)系統(tǒng)。不宜把兩個可獨立通風(fēng)的礦井合并為一個通風(fēng)系統(tǒng)。二、 實行分區(qū)通風(fēng)要盡量使采掘工作面、工作地點避