礦井通風(fēng)課程設(shè)計(jì)

1、題目2：某煤礦井田東西走向長(zhǎng)約3 Km ，南北傾向?qū)捈s1.7Km，井田面積約4.5519Km2，井田總體呈單斜構(gòu)造，煤層傾角大部分小于15，屬緩傾斜煤層。頂板為黑色泥巖，致密而均一，底板為灰白色細(xì) 中粒砂巖，煤層厚度0.84 6.12米，平均5.9米，以鏡煤、亮煤為主，含黃鐵礦，煤層夾矸0 3 層，傾角1014。礦井煤層自燃發(fā)火期為1 個(gè)月，自燃趨勢(shì)較突出的是2 月 3 月。煤塵具有爆炸性，爆炸指數(shù)為40.3%。礦井屬低瓦斯礦井。設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為90 萬(wàn) t/年。礦井采用斜井單水平上下山開(kāi)拓，礦井的采煤方法為走向長(zhǎng)壁，采煤工藝為綜采放頂煤。采用中央邊界式通風(fēng)方式。風(fēng)井設(shè)在采區(qū)的邊界。主、副井進(jìn)風(fēng)

2、，風(fēng)井回風(fēng)。采區(qū)采用軌道上山、運(yùn)輸上山進(jìn)風(fēng)，專(zhuān)用回風(fēng)巷回風(fēng)。工作面采用U型后退式開(kāi)采，采煤工作面風(fēng)流流動(dòng)形式是上行通風(fēng)。綜放面平均控頂距為3.96m，實(shí)際采高4.1 m，工作面面長(zhǎng)150米，工作面溫度20，回采工作面同時(shí)作業(yè)人數(shù)最多90人。 礦井掘進(jìn)工作面平均瓦斯涌出量為1.2 m3/min ， 掘進(jìn)工作面一次炸破所用的最大炸藥量7.2kg，掘進(jìn)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)40人。1.82.0。此處取2.0礦井通風(fēng)課程設(shè)計(jì)第一章、局部通風(fēng)設(shè)計(jì)（一）設(shè)計(jì)原則及掘進(jìn)通風(fēng)方法的選擇1、設(shè)計(jì)原則根據(jù)開(kāi)拓、開(kāi)采巷道布置、掘進(jìn)區(qū)域煤巖層的自然條件以及掘進(jìn)工藝，確定合理的局部通風(fēng)方法及其布置方式，選擇風(fēng)筒類(lèi)型和

3、直徑，計(jì)算風(fēng)筒出入口風(fēng)量，計(jì)算風(fēng)筒通風(fēng)阻力，選擇局部通風(fēng)機(jī)。局部通風(fēng)是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，其新風(fēng)取自礦井主風(fēng)流，其污風(fēng)又排入礦井主風(fēng)流。其設(shè)計(jì)原則可歸納如下：礦井和采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)為局部通風(fēng)創(chuàng)造條件；局部通風(fēng)系統(tǒng)要安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理和技術(shù)先進(jìn)；盡量采用技術(shù)先進(jìn)的低噪、高效型局部通風(fēng)機(jī)；壓人式通風(fēng)宜用柔性風(fēng)筒，抽出式通風(fēng)宜用帶剛性骨架的可伸縮風(fēng)筒或完全剛性的風(fēng)筒。風(fēng)筒材質(zhì)應(yīng)選擇阻燃、抗靜電型。當(dāng)一臺(tái)風(fēng)機(jī)不能滿(mǎn)足通風(fēng)要求時(shí)可考慮選用兩臺(tái)或多臺(tái)風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)行。進(jìn)通風(fēng)方法的選擇掘進(jìn)通風(fēng)方法分為利用礦井內(nèi)總風(fēng)壓通風(fēng)和利用局部動(dòng)力設(shè)備通風(fēng)的方法，局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)是礦井廣泛采用的掘進(jìn)通風(fēng)方法，它是

4、由局部通風(fēng)機(jī)和風(fēng)筒（或風(fēng)障）組成一體進(jìn)行通風(fēng)，按其工作方式可分為：1）壓入式通風(fēng)2）抽出式通風(fēng)3）混合式通風(fēng)壓入式通風(fēng)新風(fēng)經(jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)，安全系數(shù)高，可用柔性風(fēng)筒，柔性風(fēng)筒重量輕，易于貯存和搬運(yùn)，連接和懸吊也簡(jiǎn)單，膠布和人造革風(fēng)筒防水性能好，是大多數(shù)礦井局部通風(fēng)的選擇，結(jié)合本設(shè)計(jì)故選擇壓入式通風(fēng)。（二）掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量計(jì)算及設(shè)計(jì)根據(jù)規(guī)程規(guī)定：礦井必須采用局部通風(fēng)措施工作面所需風(fēng)量按下列因素分別計(jì)算，取其最大值。斯（二氧化碳）涌出量計(jì)算 TOC o 1-5 h z 100 Q CH 4 K 掘3Q 掘m /s60式中： Q 掘 掘進(jìn)工作面實(shí)際需風(fēng)量，m3/s；Qch4掘進(jìn)工作面平均絕對(duì)瓦斯涌出量，m

5、3/s；K 掘 掘進(jìn)工作面因瓦斯涌出量不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)。即掘進(jìn)工作面最大絕對(duì)瓦斯涌出量與平均絕對(duì)瓦斯涌出量之比。通常，機(jī)掘工作面取1.52.0；炮掘工作面取所以：Q 掘 =100 3.2 2.0/60=10.7( m3/s)2)按炸藥使用量計(jì)算Q掘25A掘 /60 ( m3/min)式中：25使用1 炸藥的供風(fēng)量，m3/s；A 掘 掘進(jìn)工作面一次炸破所用的最大炸藥量，。所以： Q 掘 =25 7.2/60=3( m3/s)3)按工作人員數(shù)量計(jì)算Q掘 4N 掘 /60式中： N 掘 掘進(jìn)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，人所以：Q 掘 =4 40/60=2.67( m3/s)Q 掘 取其最大值: 2

6、40( m3/min)根據(jù)上述計(jì)算，應(yīng)選取所有風(fēng)量中的最大值，故按排瓦斯所需風(fēng)量為該掘進(jìn)巷道的需風(fēng)量，大小為 240 m3/min。4)按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算掘進(jìn)工作面的最小風(fēng)速：0.25 8.6=2.15( m3/s)掘進(jìn)工作面的最大風(fēng)速：4 8.6=34.4( m3/s)2.15(m3/s) 小于 9.6( m3/s) 小于 33.6( m3/s)故符合要求。2、掘進(jìn)面的設(shè)計(jì)1)巷道斷面掘進(jìn)斷面取8.6m22)支護(hù)形式在上下順槽內(nèi)，巷道支護(hù)形式采用工字鋼支護(hù)(三)掘進(jìn)通風(fēng)設(shè)備選擇1、風(fēng)筒的選擇1)風(fēng)筒的種類(lèi)掘進(jìn)通風(fēng)使用的風(fēng)筒有金屬風(fēng)筒和帆布、膠布、人造革等柔性風(fēng)筒。柔性風(fēng)筒重量輕，易于貯存和搬運(yùn)，

7、連接和懸吊也簡(jiǎn)單，膠布和人造革風(fēng)筒防水性能好，且柔性風(fēng)筒適于壓入式通風(fēng)，本設(shè)計(jì)通風(fēng)長(zhǎng)度750 米，因此可選用直徑為1000 的膠布風(fēng)筒。風(fēng)筒特性如表5-4。表1風(fēng)筒類(lèi)別風(fēng)筒直徑接頭方式百米風(fēng)阻Ns2/m8節(jié)長(zhǎng)膠布風(fēng)筒400單反邊131.3210m膠布風(fēng)筒600雙反邊15.8830m膠布風(fēng)筒1000雙反邊2.050m1)風(fēng)筒漏風(fēng)備用系數(shù)柔性風(fēng)筒的pq值用下式計(jì)算：pq11 nLei式中：n接頭數(shù)；在這里L(fēng) ei一個(gè)接頭的漏風(fēng)率，插接時(shí)取n=750 50=150.01 0.02；反邊連接時(shí)取0.005。在這里取0.005所以pq=1 (1 15 0.005)=1.0811所以Qf= pq Qh=1

8、.0811 10.7=11.57 (m3/s)風(fēng)筒漏風(fēng)量占局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量的百分?jǐn)?shù)：QlQf QhLel 100% f h 100%QfQf所以：Ls=(11.57 10.7) 11.57=7.52%( 2)風(fēng)筒有效風(fēng)量掘進(jìn)工作面風(fēng)量占局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量的百分?jǐn)?shù)：QhQfQlpe h 100% f l 100% (1 Le) 100% eQfQfe所以ps=(1 7.52%) 100%=92.48%通過(guò)風(fēng)筒的風(fēng)量Q 即： QQfQh=11.13(m3/s)2、局部通風(fēng)機(jī)的選擇、確定局部通風(fēng)機(jī)的工作參數(shù)：( 1 ) 、局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量Qf根據(jù)掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量Qh 和風(fēng)筒的漏風(fēng)情況，用下式計(jì)

9、算局部通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)量。QfpqQh即Qf= pq Qh=1.0811 11.13=12.03 (m3/s)= 721.8( m3/min)、局部通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)壓hf壓入式通風(fēng)時(shí)，設(shè)風(fēng)筒出口動(dòng)壓損失為hv，則局部通風(fēng)機(jī)的全壓Ht為Qh2HtRfQf Qh hv Rf QfQh 0.811h4vD4式中：Rf壓入式風(fēng)筒的總風(fēng)阻。Rf=2 750 100=15所以Ht=15 12.03 11.13 0.811 1.2 (10.7) 2 14=2119.83(pa)、局部通風(fēng)機(jī)選型：根據(jù)需要的Qf、 Ht、值在局部通風(fēng)機(jī)特性曲線(xiàn)上，確定局部通風(fēng)機(jī)的合理工作范圍，選擇長(zhǎng)期運(yùn)行效率高的局部通風(fēng)機(jī)。查課本

10、表6 3 8 得選擇的局部通風(fēng)機(jī)為：BK J66 11NO6.3 型功率： 42kw轉(zhuǎn)速： 2950r/min ， 動(dòng)輪直徑：0.63m。第二章、風(fēng)量計(jì)算及風(fēng)量分配（一）礦井需風(fēng)量計(jì)算對(duì)設(shè)計(jì)礦井的風(fēng)量，可按兩種情況分別計(jì)算：一種是新礦區(qū)無(wú)鄰近礦井通風(fēng)資料可參考時(shí)，礦井需要風(fēng)量應(yīng)按設(shè)計(jì)中井下同時(shí)工作的最多人數(shù)和按噸煤瓦斯涌出量的不同的噸煤供風(fēng)量計(jì)算，并取其中最大值。在礦井設(shè)計(jì)中噸煤瓦斯涌出量的計(jì)算，根據(jù)在地質(zhì)勘探時(shí)測(cè)定煤層瓦斯含量，結(jié)合礦井地質(zhì)條件和開(kāi)采條件另一種是依據(jù)鄰近生產(chǎn)礦井的有關(guān)資料，按生產(chǎn)礦井的風(fēng)量計(jì)算方法進(jìn)行。其原則是：礦井的供風(fēng)量應(yīng)保證符合礦井安全生產(chǎn)的要求，使風(fēng)流中瓦斯、二氧化碳

11、、氫氣和其它有害氣體的濃度以及風(fēng)速、氣溫等必須符合規(guī)程有關(guān)規(guī)定。創(chuàng)造良好的勞動(dòng)環(huán)境，以利于生產(chǎn)的發(fā)展。課程設(shè)計(jì)是在收集實(shí)習(xí)礦井資料基礎(chǔ)上進(jìn)行的，故可按此種方法計(jì)算礦井風(fēng)量。即按生產(chǎn)礦井實(shí)際資料，分別計(jì)算設(shè)計(jì)礦井采煤工作面、掘進(jìn)工作面、硐室等所需風(fēng)量，得1、生產(chǎn)工作面、備用工作面每個(gè)回采工作面實(shí)際需要風(fēng)量，應(yīng)按瓦斯、二氧化碳涌出量和爆破后的有害氣體產(chǎn)生量以及工作面氣溫、風(fēng)速和人數(shù)等規(guī)定分別進(jìn)行計(jì)算，然后取其中最大值。本設(shè)計(jì)礦井屬低瓦斯礦井。（1）、低瓦斯礦井的采煤工作面按氣象條件或瓦斯涌出量（用瓦斯涌出量計(jì)算，采用高瓦斯計(jì)算公式）確定需要風(fēng)量，其計(jì)算公式為：Qc Qjb Kcg Kcc Kcw式

12、中：Qc采煤工作面需要風(fēng)量，m3/s；Qjb不同采煤方式工作面所需的基本風(fēng)量，m3/s。Qjb工作面控頂距工作面實(shí)際采高70%（工作面有效斷面積） 適宜風(fēng)速 （不小于1m/s） ；Kcg回采工作面采高調(diào)整系數(shù)（見(jiàn)表2） ；Kcc回采工作面長(zhǎng)度調(diào)整系數(shù)（見(jiàn)表3） ；Kcw回采工作面溫度調(diào)整系數(shù)（見(jiàn)表4） 。表 2K cg回采工作面采高調(diào)整系數(shù)采高200長(zhǎng)度調(diào)整系數(shù)（K 長(zhǎng) ）1.01.01.31.31.5表 4K cw回采工作面溫度與對(duì)應(yīng)風(fēng)速調(diào)整系數(shù)回采工作面空氣溫度（）采煤工作面風(fēng)速（m/s）配風(fēng)調(diào)整系數(shù)K 溫180.30.80.9018 200.81.01.0020 231.0 1.51.0

13、0 1.1023 261.5 1.81.10 1.2526 281.8 2.51.25 1.428 302.53.01.41.6代入公式得QcQ jb K cg K cc K cw=3.96 4.1 0.7 1.0 1.5 1 1=17.05(m 2/s)(2)、按工作面溫度選擇適宜的風(fēng)速進(jìn)行計(jì)算QcVc Sc式中：Vc采煤工作面風(fēng)速，m/s；見(jiàn)表5Sc采煤工作面的平均斷面積，m2。所以：Qc=1.0 3.96 4.1 0.7=11.37 （ m3/s）表 5 采煤工作面風(fēng)速回采工作面空氣溫度（）采煤工作面風(fēng)速（ m/s）配風(fēng)調(diào)整系數(shù)K溫此處取1.0 121.76 0.6=72.46所以 N

14、電出 =121.76 1=121.76N電入 =(1.1 121.76) 0.92=145.58 ( kw)查電動(dòng)機(jī)技術(shù)手冊(cè)合適的電動(dòng)機(jī)為：JS 400S3 8 功率 160Kw 轉(zhuǎn)數(shù) 740r/min 效率 92.5 功率因數(shù)0.85.第五章、概算礦井通風(fēng)費(fèi)用及評(píng)價(jià)、噸煤的通風(fēng)電費(fèi)噸煤的通風(fēng)電費(fèi)為主要通風(fēng)機(jī)年耗電費(fèi)及井下輔助通風(fēng)機(jī)、局部通風(fēng)機(jī)電費(fèi)之和除以年產(chǎn)量，可用下公式計(jì)算D(If Ia)式中： E主要通風(fēng)機(jī)年耗電量，元/t；D 電價(jià)，元；T礦井年產(chǎn)量，t；If礦井主要通風(fēng)機(jī)年耗電量；通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期共選一臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí)：Nemax 365 24IffecvH式中： e 主要通風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)

15、效率，取0.90； c傳動(dòng)效率，直接傳動(dòng)時(shí)取1.0； 變壓器的效率 取 0.80； H 電線(xiàn)的輸出功率 取 0.95If=( 144.02 365 24) ( 0.9 1 0.8 0.95)=1844466.7Ia礦井局部通風(fēng)機(jī)與輔助通風(fēng)機(jī)年耗電量Ia=( 42 365 24)(1 1 0.8 0.95 )=518684.21E= 1( 1844466.7 518684.21 ) 900000=2.63(元 /t)、礦井等積孔、總風(fēng)阻2R 礦易 =h 阻易 /Q 扇2R 礦難 =h 阻難 /Q 扇式中： R 礦易 、 R 礦難 容易時(shí)期和困難時(shí)間的全礦總風(fēng)阻，Ns2/m 可知，容易時(shí)期和困難時(shí)

16、期礦井通風(fēng)難易程度都為中等。R 礦易 =1561.12 57.07 2=0.4793R 礦難 =1967.04 57.07 2=0.6039Q 礦易A礦易1.19h礦易Q礦難A礦難1.19h礦難式中： A 礦易 、 A 礦難 容易時(shí)間、困難時(shí)期全礦通風(fēng)等積孔， m2A 礦易 =( 1.19 57.07 )1561.12 1/2 =1.72A 礦難 = (1.19 57.07) 1967.04 1/2=1.53礦井通風(fēng)難易程度評(píng)價(jià)見(jiàn)依據(jù)見(jiàn)表8表8等積孔()風(fēng)阻Ns 2/m8礦井通風(fēng)阻力等級(jí)礦井通風(fēng)難易程度評(píng)價(jià)1.44大阻力礦難1-21.44-0.36中阻力礦中20.36小阻力礦易【參考文獻(xiàn)】：王德明 礦井通風(fēng)與安全M 北京 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社。國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局煤礦安全規(guī)程北京： 煤炭工業(yè)出版社2004年 11 月。張國(guó)樞 通風(fēng)安全學(xué)M 徐州 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社2004.4 。朱銀昌 煤礦安全工程設(shè)計(jì)M 北京 : 煤炭工業(yè)出版社1995.7 。金朝陽(yáng) 現(xiàn)代采礦工程設(shè)計(jì)全書(shū)M 北京 : 當(dāng)代中國(guó)出版社2004.5 。煤礦固定機(jī)械M 北京 : 煤炭工業(yè)出版社。xxxx 大學(xué) xxxx 學(xué)院 礦井通風(fēng)課程設(shè)計(jì)姓名 學(xué)號(hào) 專(zhuān)業(yè)班級(jí)附圖 ：151 2采 區(qū) 煤 倉(cāng) 下 山 1411 采軌 道采區(qū) 變 電 所運(yùn)輸下山1201 回 風(fēng) 平 巷120