礦井智能通風(fēng)與安全課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)

《礦井智能通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)課程中文名稱(chēng)：《礦井智能通風(fēng)與安全》課程設(shè)計(jì)課程英文名稱(chēng)：CourseDesignforMineIntelligentVentilationandSafety課程編號(hào)：020040101適用專(zhuān)業(yè)：智能采礦工程設(shè)計(jì)周數(shù)：1周學(xué)分?jǐn)?shù)：1學(xué)分課程類(lèi)別：必修應(yīng)開(kāi)課學(xué)期：第六學(xué)期一、課程設(shè)計(jì)目的與任務(wù)（一）課程設(shè)計(jì)的目的通過(guò)課程設(shè)計(jì)加深對(duì)礦井智能通風(fēng)與安全和其它課程所學(xué)專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)的理解，并綜合利用所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，對(duì)礦井智能通風(fēng)系統(tǒng)，風(fēng)量的計(jì)算與分配，通風(fēng)設(shè)施的設(shè)置等內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生的通風(fēng)設(shè)計(jì)能力，分析與解決實(shí)際問(wèn)題的能力，獨(dú)立工作的能力，以及繪圖能力，為采礦工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)和學(xué)生今后從事礦井智能通風(fēng)與安全方面的工作打下良好的基礎(chǔ)。（二）課程設(shè)計(jì)的任務(wù)根據(jù)給定的設(shè)計(jì)資料和條件，完成礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)選、礦井需風(fēng)量的計(jì)算與風(fēng)量分配、礦井通風(fēng)阻力計(jì)算、礦井通風(fēng)設(shè)備選型。二、課程設(shè)計(jì)要求（一）基本要求根據(jù)給定的設(shè)計(jì)資料和條件，運(yùn)用礦井智能通風(fēng)的基礎(chǔ)理論、基本規(guī)律，能夠根據(jù)不同類(lèi)型礦井通風(fēng)系統(tǒng)的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求，按照礦井通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和步驟，優(yōu)選礦井通風(fēng)系統(tǒng)，繪制通風(fēng)系統(tǒng)示意圖和網(wǎng)絡(luò)圖，計(jì)算礦井需風(fēng)量和通風(fēng)總阻力，完成通風(fēng)設(shè)備選型。（二）具體設(shè)計(jì)項(xiàng)目?jī)?nèi)容及要求1.礦井通風(fēng)方式與通風(fēng)系統(tǒng)的選擇（1）礦井必須為完整的獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)；（2）新建高瓦斯礦井、突出礦井、煤層容易自燃礦井及有熱害的礦井應(yīng)當(dāng)采用分區(qū)式通風(fēng)或者對(duì)角式通風(fēng)；初期采用中央并列式通風(fēng)的只能布置一個(gè)采區(qū)生產(chǎn)。（3）礦井通風(fēng)系統(tǒng)圖繪制，必須標(biāo)明風(fēng)流方向、風(fēng)量和通風(fēng)設(shè)施的安裝地點(diǎn)；（4）繪制對(duì)應(yīng)的礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖；2.礦井風(fēng)量計(jì)算（1）風(fēng)量計(jì)算依據(jù)：供給煤礦井下任何用風(fēng)地點(diǎn)的新鮮風(fēng)量，應(yīng)依照①和②進(jìn)行計(jì)算，并取其最大值，作為該用風(fēng)地點(diǎn)的供風(fēng)量。①按該用風(fēng)地點(diǎn)同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算，每人每分鐘供給風(fēng)量不得少于4m②按該用風(fēng)地點(diǎn)的風(fēng)流中瓦斯、二氧化碳、氫氣和其他有害氣體的濃度、風(fēng)速及溫度等都符合《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)各項(xiàng)規(guī)定要求，分別計(jì)算，取其最大值。（2）設(shè)計(jì)原則與方法：礦井或采區(qū)的供風(fēng)量，均按礦井或采區(qū)各個(gè)實(shí)際用風(fēng)地點(diǎn)，按照風(fēng)量計(jì)算依據(jù)，分別計(jì)算出各個(gè)用風(fēng)地點(diǎn)的實(shí)際最大需風(fēng)量，從而求出礦井或采區(qū)的風(fēng)量總和，再考慮一定的備用風(fēng)量系數(shù)后，作為礦井或采區(qū)的供風(fēng)量。即“由里往外”的計(jì)算原則，由采據(jù)工作面、確室和其他用風(fēng)地點(diǎn)計(jì)算出各個(gè)采區(qū)需風(fēng)量，最后計(jì)算出全礦井總風(fēng)量。3.礦井通風(fēng)阻力計(jì)算按照礦井通風(fēng)容易、困難時(shí)期，分別計(jì)算礦井通風(fēng)系統(tǒng)阻力。4.礦井通風(fēng)設(shè)備選型及噸煤通風(fēng)電費(fèi)計(jì)算（1）根據(jù)計(jì)算得到的通風(fēng)機(jī)理論工況參數(shù)，對(duì)初選通風(fēng)機(jī)進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和安全性比較；（2）優(yōu)選滿(mǎn)足礦井通風(fēng)需要，技術(shù)先進(jìn)、效率高和運(yùn)作費(fèi)用低的通風(fēng)機(jī)型號(hào)和轉(zhuǎn)速。（3）在通風(fēng)機(jī)性能曲線(xiàn)圖上，標(biāo)示出理論工況點(diǎn)和實(shí)際工況點(diǎn)及工況參數(shù)。三、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及資料某新設(shè)計(jì)高瓦斯礦井，位于地勢(shì)平坦的中原地區(qū)，已知設(shè)計(jì)基礎(chǔ)條件如下：（1）煤層地質(zhì)情況：井田總體呈單斜構(gòu)造，開(kāi)采單一煤層，傾角15°，煤層平均厚度3.5m，為不易自燃煤層,煤塵有爆炸危險(xiǎn)。（2）井田范圍：設(shè)計(jì)第一水平深度380,走向長(zhǎng)度L約為km，傾斜長(zhǎng)度為1.6km；（3）礦井生產(chǎn)任務(wù)：設(shè)計(jì)年產(chǎn)量A為萬(wàn)。（4）礦井開(kāi)拓與開(kāi)采：立井單水平上下山開(kāi)拓，在底板巖層中開(kāi)掘巖石大巷，雙翼采區(qū)準(zhǔn)備，按照“一井一面”布置生產(chǎn)，采掘比為1:2。井下同時(shí)工作的最多人數(shù)為260人。工作面進(jìn)風(fēng)流溫度20℃，回采工作面同時(shí)作業(yè)人數(shù)最多76人。經(jīng)過(guò)瓦斯抽采后，需經(jīng)通風(fēng)稀釋的平均瓦斯絕對(duì)涌出量為回采工作面3-4.9m3/min（自選），掘進(jìn)工作面1-2.9m3/min（自選），掘進(jìn)工作面一次炸破所用的最大炸藥量6kg，掘進(jìn)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)25人。（5）阻力最大和最小時(shí)自然風(fēng)壓分別為50Pa和150Pa。主要通風(fēng)機(jī)裝置（含風(fēng)硐）阻力取120Pa。（6）部分井巷尺寸及支護(hù)情況見(jiàn)表1。表1井巷尺寸及支護(hù)情況井巷名稱(chēng)井巷特征及支護(hù)情況斷面積m2長(zhǎng)度m副井圓形，罐籠，有梯子間，直徑5.5m，混凝土碹計(jì)算確定程序確定主要運(yùn)輸石門(mén)拱形，混凝土碹，壁面抹漿16200主要運(yùn)輸巷拱形，混凝土碹，壁面抹漿16計(jì)算確定軌道上山拱形，錨網(wǎng)索14計(jì)算確定皮帶上山拱形，錨網(wǎng)索14計(jì)算確定專(zhuān)用回風(fēng)上山拱形，錨噴14計(jì)算確定工作面平巷梯形，錨桿12計(jì)算確定采煤工作面矩形，液壓支架，控頂距4.2~5.2m，綜采計(jì)算確定150回風(fēng)石門(mén)梯形，錨噴840主要回風(fēng)大巷拱形，混凝土碹，壁面抹漿8計(jì)算確定回風(fēng)井混凝土碹（不平滑），風(fēng)井直徑D=4m計(jì)算確定程序確定圖1開(kāi)拓方案剖面示意圖圖2開(kāi)拓開(kāi)采布局方案平面示意圖（上山部分）圖3開(kāi)拓開(kāi)采布局方案平面示意圖（下山部分）四、課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)編寫(xiě)提綱（一）封面、目錄封面要求：統(tǒng)一模板，標(biāo)注好課程名稱(chēng)，班級(jí)學(xué)號(hào)姓名，指導(dǎo)教師姓名、職稱(chēng)等信息。目錄自動(dòng)生成至二級(jí)標(biāo)題。（二）摘要概述課程設(shè)計(jì)過(guò)程和基本參數(shù)，重點(diǎn)對(duì)課程設(shè)計(jì)中的風(fēng)量計(jì)算結(jié)果、阻力計(jì)算結(jié)果、風(fēng)機(jī)選型結(jié)果、電機(jī)選型結(jié)果進(jìn)行闡述。（三）礦井概況根據(jù)設(shè)計(jì)要求，結(jié)合學(xué)生的學(xué)號(hào)信息，闡述本次設(shè)計(jì)所需的礦井基本條件，如礦井生產(chǎn)能力、走向長(zhǎng)度、煤層傾角、煤層厚度、埋深等基礎(chǔ)信息。同時(shí)需要介紹礦井的開(kāi)拓巷道系統(tǒng)布置平剖面圖、各類(lèi)型井巷的相關(guān)支護(hù)參數(shù)、尺寸參數(shù)等。（四）礦井通風(fēng)方式與通風(fēng)系統(tǒng)的選擇簡(jiǎn)述礦井的通風(fēng)方式類(lèi)型，并根據(jù)題目給出的礦井基礎(chǔ)參數(shù)和相關(guān)設(shè)計(jì)要求，選擇出合適的礦井通風(fēng)方式以及通風(fēng)系統(tǒng)。（五）礦井風(fēng)量計(jì)算分別通過(guò)以下兩種方法對(duì)礦井需風(fēng)量進(jìn)行計(jì)算，并采用兩者中的最大值，并對(duì)各主要用風(fēng)地點(diǎn)進(jìn)行風(fēng)量分配。1.按井下同時(shí)工作最多人數(shù)計(jì)算，沒(méi)人每分鐘供給風(fēng)量不得少于4m3。2.按采煤、掘進(jìn)、硐室及其他實(shí)際需風(fēng)量的總和進(jìn)行計(jì)算。（六）礦井通風(fēng)阻力計(jì)算根據(jù)設(shè)計(jì)的礦井通風(fēng)系統(tǒng)，分別確定礦井通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期的通風(fēng)系統(tǒng)，并繪制通風(fēng)容易和困難時(shí)期的通風(fēng)系統(tǒng)圖和網(wǎng)絡(luò)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)路的阻力分別計(jì)算兩種時(shí)期的礦井總阻力。（七）礦井通風(fēng)設(shè)備選型計(jì)算根據(jù)前面計(jì)算的礦井總需風(fēng)量和總阻力，進(jìn)一步計(jì)算主要通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)量和工作風(fēng)壓，確定理論工況點(diǎn)和實(shí)際工況點(diǎn)，選擇合適的主要通風(fēng)機(jī)和電機(jī)。（八）設(shè)計(jì)感言主要闡述本次設(shè)計(jì)的真實(shí)經(jīng)歷感想，還存在的不足之處和有益的建議等等。（九）參考文獻(xiàn)列出本次課程設(shè)計(jì)中用到的主要參考文獻(xiàn)。五、注意事項(xiàng)1.設(shè)計(jì)條件唯一，請(qǐng)自行刪除無(wú)關(guān)部分。計(jì)算通風(fēng)系統(tǒng)總阻力時(shí)必須采用Excel等軟件完成，在提交紙質(zhì)說(shuō)明書(shū)的同時(shí)提交一份電子版，包括Excel計(jì)算表格及詳細(xì)參數(shù)。2.每人設(shè)計(jì)中基礎(chǔ)數(shù)據(jù)要不同，礦井條件說(shuō)明中自己依據(jù)下列要求進(jìn)行選?。海?）走向長(zhǎng)度L=學(xué)號(hào)末四位數(shù)字逆序排列組成的數(shù)值+5000m.如：學(xué)號(hào)為311202010329，則走向長(zhǎng)度L為9230+5000=14230m。（2）生產(chǎn)能力A和采區(qū)一翼走向長(zhǎng)度的取值六、設(shè)計(jì)依據(jù)和參考資料（含教學(xué)參考書(shū)或在線(xiàn)資源）1.張國(guó)樞等編著，《通風(fēng)安全學(xué)》（第二版）（高等教育“十二五”規(guī)劃教材），中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2011.7。2.安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局