礦井通風設(shè)計課程設(shè)計礦井通風模擬設(shè)計

1、課程設(shè)計報告（論文）設(shè)計課題： 礦井通風模擬設(shè)計 專業(yè)班級： 2009級采礦工程 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 設(shè)計時間： 2012年6月18日 x x x 學(xué)院呼倫貝爾學(xué)院x x技術(shù)學(xué)院 礦井通風模擬設(shè)計 課程設(shè)計任務(wù)書姓 名：專 業(yè)：煤礦開采技術(shù)班 級：指導(dǎo)教師：職 稱：學(xué)生課程設(shè)計題目：礦井通風模擬設(shè)計已知技術(shù)參數(shù)和設(shè)計要求：已知礦井自然條件；礦井生產(chǎn)條件；鄰近生產(chǎn)礦井與通風設(shè)計有關(guān)的經(jīng)驗數(shù)據(jù)或統(tǒng)計資料及風量計算方法；各種技術(shù)經(jīng)濟參數(shù)、性能的資料以及有關(guān)法規(guī)與政策規(guī)定。要求：（1）將足夠的新鮮空氣有效地送到井下工作場所，保證生產(chǎn)和創(chuàng)造良好的勞動條件；（2）通風系統(tǒng)簡單，風流穩(wěn)定，易于管理，具有

2、抗災(zāi)能力；（3）發(fā)生事故時，風流易于控制，人員便于撤出；（4）有符合規(guī)定的井下環(huán)境及安全檢測系統(tǒng)或檢測措施；（5）通風系統(tǒng)的基建投資省，營運費用低、綜合經(jīng)濟效益好。所需儀器設(shè)備：成果驗收形式：參考文獻：時間安排指導(dǎo)教師： 教研室主任： 2011年11月4日x x x學(xué)院 礦井通風模擬設(shè)計 課程設(shè)計成績評定表專業(yè)：煤礦開采技術(shù) 班級：09級專科 學(xué)號 姓名： 課題名稱礦井通風模擬設(shè)計設(shè)計任務(wù)與要求任務(wù)：（1）確定礦井通風系統(tǒng)；（2）礦井風量計算和風量分配（3）礦井通風阻力計算（4）選擇通風設(shè)備（5）概算礦井通風費用要求：（1）將足夠的新鮮空氣有效地送到井下工作場所，保證生產(chǎn)和創(chuàng)造良好的勞動條件；

3、（2）通風系統(tǒng)簡單，風流穩(wěn)定，易于管理，具有抗災(zāi)能力；（3）發(fā)生事故時，風流易于控制，人員便于撤出；（4）有符合規(guī)定的井下環(huán)境及安全檢測系統(tǒng)或檢測措施；（5）通風系統(tǒng)的基建投資省，營運費用低、綜合經(jīng)濟效益好。指導(dǎo)教師評語課程小組評定評定成績： 課程負責人： 年 月 日目 錄第一章礦井通風設(shè)計的內(nèi) 容1二 煤層地質(zhì)概述1三 擬定礦井通風系統(tǒng)3四 計算和分配礦井總風量3 五 計算礦井通風總阻力6六 選擇礦井通風設(shè)9七 礦井通風費用概算10 前言 礦井通風設(shè)計是礦井設(shè)計的重要組成部分，是確保設(shè)計礦井安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。礦井通風設(shè)計是在礦井開拓、開采設(shè)計的基礎(chǔ)上進行的，主要包括礦井通風系統(tǒng)的選擇、礦井

4、總風量和總阻力的計算，礦井主要通風機及其附屬設(shè)施的選擇等1 礦井通風設(shè)計內(nèi)容和要求1.1 設(shè)計的內(nèi)容（1) 擬定礦井通風系統(tǒng)（2) 礦井總風量計算和風量分配（3) 礦井通風阻力計算（4) 選擇通風設(shè)備（5) 概算礦井通風費用1.2 設(shè)計的要求（1） 滿足礦井生產(chǎn)安全需要，將足夠的新鮮空氣有效地送到井下各用風地點（2） 通風系統(tǒng)簡單、安全可靠、風流穩(wěn)定、易于管理，具有較強的抗災(zāi)能力（3） 礦井一旦發(fā)生災(zāi)害事故，風流易于控制，作業(yè)人員便于撤離（4） 有符合規(guī)定的井下環(huán)境及安全監(jiān)測系統(tǒng)或監(jiān)測措施（5） 通風系統(tǒng)的基建投資省，運營費用低，綜合經(jīng)濟效果好2 煤層地質(zhì)概述單一煤層，傾角25，煤層厚度4m，

5、采煤工作面絕對瓦斯涌出量3.6m3/min，溫度為20，同時工作的最多人數(shù)為24人，掘進工作面瓦斯涌出量9.2m3/min，同時工作人數(shù)為20人。井田范圍：設(shè)計第一水平深度240m，走向長度7200m,雙翼開采，每翼長3600m。礦井生產(chǎn)任務(wù)：設(shè)計年產(chǎn)量60萬t,礦井第一水平服務(wù)年限為23a。礦井開拓與開采：用豎井主要石門開拓，在底板開掘巖平巷，其開拓系統(tǒng)如圖1-1所示。擬采用兩翼對角式通風，no7、no8兩采區(qū)中央上部邊界開回風井，其采區(qū)劃分見圖1-2.采區(qū)巷道布置間圖1-3。全礦井有兩個采區(qū)同時生產(chǎn)，分上、下分層開采，共有4個采煤工作面。1個備用工作面。為準備采煤有4條煤巷掘進，采用4臺1

6、1kw局部通風機通風，不與采煤工作面串聯(lián)，井下同時工作的最多人數(shù)為380人。有一個大型火藥庫1500m，獨立回風。井巷尺寸及其支護情況見表1-1。附表1-1 巷道尺寸及其支護情況巷道區(qū)段序號巷道名稱井巷特征及支護情況斷面積/m2計算長度/m1-2副井兩個罐籠，有梯子間，風井直徑d=5m2402-3主要運輸石門三心拱，混凝土碹，壁面抹漿9.51203-4主要運輸石門三心拱，混凝土碹，壁面抹漿9.5804-5主要運輸石門三心拱，混凝土碹，壁面抹漿7.04505-6運輸機上山梯形水泥棚7.01356-7運輸機上山梯形水泥棚7.51357-8運輸機順槽梯形木支架d=22cm, 254008-9聯(lián)絡(luò)眼梯

7、形木支架d=18cm, 44.0309-10上分層順槽梯形木支架d=22cm, 24.88010-11采煤工作面采高2m,控頂距2 4m，金屬支架，機組采煤6.011011-12上分層順槽梯形木支架d=22cm, 24.88012-13聯(lián)絡(luò)眼梯形木支架d=18cm, 44.03013-14回風順槽梯形木支架d=22cm, 2540014-15回風石門梯形水泥棚7.53015-16主要回風巷三心拱，混凝土碹，壁面抹漿7.5250016-17回風井混凝土碹（不平滑），回風井直徑d=4m703 擬定礦井通風系統(tǒng)3.1 礦井通風方法采用抽出式理由：由于本礦井為高瓦斯礦井。采用抽出式通風，當主要通風機因

8、故障停止運轉(zhuǎn)時，井下空氣的絕對壓力增高，在短時間內(nèi)可以抑制采空區(qū)和煤壁瓦斯涌出，有利于安全；抽出式通風礦井在主要進風道無需安設(shè)風門，便于運輸、行人，通風管理簡單。3.2 礦井通風方式采用中央邊界式理由：中央邊界式通風方式工業(yè)廣場內(nèi)無主要通風機嘈聲影響，通風阻力較小，安全性好，地面漏風少，有利于瓦斯和自然發(fā)火的管理，而且適應(yīng)于走向長度不大，煤層傾角較小，埋藏較淺，瓦斯。發(fā)火比較嚴重的礦井。4 計算和分配礦井總風量 q礦=（q采i+q掘i+q硐i）k備式中：q采i采煤工作面和各備用工作面所需風量之和，m3/min； q掘i掘進工作面所需風量之和，m3/min； q硐i硐室所需風量之和，m3/min

9、； k備礦井通風系統(tǒng)備用系數(shù)，宜取1.151.25；4.1 采煤工作面所需風量按瓦斯涌出量計算 q采=100 q瓦采 k瓦采式中：q采采煤工作面所需風量，m3/min； q瓦采采煤工作面瓦斯絕對涌出量，m3/min； k瓦采采煤工作面因瓦斯涌出不均勻的備用系數(shù)，通常機采工作面取1.21.6；炮采工作面取1.42.0；水采工作面取2.03.0； q采=100 3.61.5=540 m3/min；按工作面進風流溫度計算 q采=60 v采 s采k采 式中:v采采煤工作面風速，按其進風流溫度從表1中取，m/s； s采采煤工作面有效通風斷面，取最大和最小控頂距時的有效斷面的平均值，m2 k采 采煤工作面

10、長度風量系數(shù)，按表2采煤工作面長度風量系數(shù)表中?。槐? 采煤工作面進風流氣溫、風速對應(yīng)表采煤工作面進風流氣溫/c采煤工作面風速/（m/s）1515181820202323260.30.50.50.80.81.01.01.51.51.8表2 采煤工作面長度風量系數(shù)表采煤工作面長度/m工作面長度風量系數(shù)1800.80.91.01.11.21.31.4q采=60161=360 m3/min按工作人員數(shù)量計算 q采=4n采式中： n采 采煤工作面同時工作最大人數(shù)，個； q采=424=96 m3/min 按風速進行驗算 q采600.25s采q采604s采 90 m3/min q采 1440 m3/min

11、 綜上所述：取其最大值q采 =540 m3/min所以：q采備 =270 m3/minq采 =4540+270=2430 m3/min4.2 掘進工作面所需風量 按瓦斯涌出量計算 q掘=100q瓦掘k瓦掘式中：q掘掘進工作面的需風量，m3/min； q瓦掘掘進工作面的絕對瓦斯涌出量，m3/min；k瓦掘掘進工作面的瓦斯涌出量不均勻時備用風量系數(shù)，一般可取1.52.0；q掘=1009.21.5=1380 m3/min 按工作人員數(shù)量計算 q掘=4n掘 式中：掘進工作面同時工作時的最多人數(shù)，個；q掘=420=80 m3/min 按局部通風機吸風量計算本設(shè)計預(yù)選型號為bkj6611系列局部通風機，參

12、考按瓦斯涌出量計算的結(jié)果去q局=300 m3/min q掘=41201.3=624 m3/min 按風速進行驗算600.25s掘 q掘 604s掘54m3/min q掘 1440 m3/min綜上所述：取其最大值1380 m3/minq掘 =41368=5320 m3/min4.3 硐室所需風量 爆破材料庫所需風量q爆破材料庫=4v/60式中: q爆破材料庫井下爆破材料庫所需風量，m3/min；v井下爆破材料庫的體積，m3；q爆破材料庫=41500/60=100 m3/minq中央變電所=120 m3/minq采區(qū)陪電室=80 m3/minq軌道上山絞車房=60 m3/min硐= q爆破材料庫

13、 + q中央變電所+ q采區(qū)陪電室+ q軌道上山絞車房=100+120+80+60=360 m3/min所以： q其它=（q采i+q掘i+q硐i）k備 =（2432+5320+360）5%=405.6 m3/minq礦=（q采i+q掘i+q硐i+q其它）k備 =（2432+5320+360+405.6）1.2=10221.12m3/min4.4 礦井風量的分配q采=q采-（q掘+q硐+q其它+q備）=10221.12-（5320+360+270+405.6）=3865.52 m3/min4.5 計算各采煤工作面應(yīng)分配的風量q=q采/(t采+1/2t備)=3865.52/（1479.45+1/2

14、164.384）=2.48由于本礦井現(xiàn)有綜采面生產(chǎn)，一個備用綜采工作面。 q采=qt采=2.481479.45/4=917.259 m3/minq備=qt備=2.48164.384=407.67 m3/min5 計算礦井通風總阻力礦井總風量：3096 m3/min=51.6 m3/s綜采工作面風量：1128 m3/min=18.8 m3/s備用綜采工作面風量：564 m3/min=9.4 m3/s掘進工作面風量：360 m3/min=6 m3/s中央變電所風量：120 m3/min=2 m3/s爆破材料庫風量：72 m3/min=1.2 m3/s采區(qū)配電室風量：72 m3/min=1.2 m3

15、/s絞車房風量：60 m3/min=1 m3/s 5.1 確定通風困難和容易時期及其阻力最大路線由于礦井服務(wù)年限較長，所以只對上山階段進行礦井通風總阻力計算，上山階段只有兩個采區(qū)且布置相同，礦井達到設(shè)計產(chǎn)量后，在開采每個采區(qū)的最上面一個區(qū)段時通風路線最長，風量也比較集中，此時礦井通風阻力最大，即為通風困難時期，最大阻力路線為：12345678910111314151617當?shù)V井在開采每個采區(qū)最下面一個區(qū)段的工作面時，采區(qū)上山巷道縮短，而且備用工作面和兩個綜掘工作面已轉(zhuǎn)入新采區(qū)準備，生產(chǎn)采區(qū)風量減少，此時礦井通風阻力最小，即為通風容易時期，最大阻力線路為：123456910111316175.2

16、 繪制通風困難和容易時期通風網(wǎng)絡(luò)圖5.3 計算通風困難和容易時期總阻力分別沿著兩個時期阻力最大的路線用下式計算各短巷道的摩擦阻力，將結(jié)果填入附表。 h摩=luq2/s3式中：各巷道的摩擦阻力系數(shù)，ns2/m4l各巷道的長度，mu各巷道的斷面周長，m，可用u=c(s)1/2 計算。s各巷道的斷面積，m2q分配到各巷道的風量，m3/s然后將各段井巷的摩擦阻力累加起來，求的兩個時期的摩擦總阻力摩難和摩易 ，再乘以考慮局部阻力的系數(shù)，即可得出兩個時期礦井通風阻力。 h阻易=1.15摩易，pa h阻難=1.20摩難，pa表3 礦井通風困難時期阻力計算表區(qū)段巷道名稱支護形式/(ns2/m4)l/mu/m1

17、-2副井兩個罐籠，有梯子間，風井直徑d=5m0.0035240152-3主要運輸石門三心拱，混凝土碹，壁面抹漿0.0030120123-4主要運輸石門三心拱，混凝土碹，壁面抹漿0.003080124-5主要運輸石門三心拱，混凝土碹，壁面抹漿0.0030450105-6運輸機上山梯形水泥棚0.01135116-7運輸機上山梯形水泥棚0.01135117-8運輸機順槽梯形木支架d=22cm, 20.01064009.38-9聯(lián)絡(luò)眼梯形木支架d=18cm, 40.01583089-10上分層順槽梯形木支架d=22cm, 20.010780910-11采煤工作面采高2m,控頂距2 4m，金屬支架，機組

18、采煤0.031109.511-12上分層順槽梯形木支架d=22cm, 20.0107809.112-13聯(lián)絡(luò)眼梯形木支架d=18cm, 40.01583026.313-14回風順槽梯形木支架d=22cm, 20.01074009.314-15回風石門梯形水泥棚0.01301115-16主要回風巷三心拱，混凝土碹，壁面抹漿0.003250010.5416-17回風井混凝土碹（不平滑），回風井直徑d=4m0.00397013.8續(xù)表3s/ m2q/(m/s)h摩/pa9.68526.979.5170.35146.229.5168.6895.587.084.347.377.084.34307.977

19、.083298.26541.56424.08.54.274.88.55.016.08.54.494.88.55.09541.5548.427.584.6756.087.584.671343.3184.671357h阻=15140.44 =5140.44 pa54 礦井通風等積孔的計算amax=1.19q通/( r難)1/2 =1.19170.352/( 5140.44)1/2 =2.38m2 5.5 風硐阻的力計算：h硐 =200 pa 6 選擇礦井通風設(shè)備6.1 計算主要通風機風量 q扇=k外q總 =1.1170.352=171.45 m3/s6.2 計算主要通風機風壓h通靜max=h阻ma

20、x+h自=5140.44+50=5190.44 pa6.3 初選主要通風機根據(jù)計算所得的各時期的主要通風機的風壓、風量、工作風阻從通風機特性曲線中選62a1411no24型（n=1000r/min，葉片數(shù)z=16）軸流式通風機，其主要技術(shù)特性如表4 所示。點并未正好落在通風需插入葉片安裝角度25的風壓特性曲線。表4 主要通風機主要技術(shù)特征表通風機型號動輪直徑/m葉片安裝角/轉(zhuǎn)數(shù)/rmin-1風壓/pa風量/ m3/s效率輸入功率/kw62a1411no242.42510005190.44170.350.8510406.4 選擇通風機計算通風機輸入功率p通入max=h通maxq通/1000通=5190170.3610000.85=1040kw7 礦井通風費用概算 噸煤通風成本是通風設(shè)計和管理的重要指標。統(tǒng)計和分析成本的構(gòu)成是探索減低成本、提高企業(yè)經(jīng)濟效益必不可少的基礎(chǔ)資料。7.1 噸煤的通風電費7.1.1 通風機耗電量7.1.1.1 主要通風機耗電量e主 礦井通風困難時期共選一臺主要通風機時，其耗電量為 e=8760p電max/k電變纜，kw*h式中 變變壓器效率，可取0.95； 纜電纜輸電效率，取決于電纜長度和每米電纜耗損，可在0.90-0.95內(nèi)選取。 礦井通風困難時期共選兩臺主要通風機時，其耗電量為 e=4380*p電max/k電h變h纜，kw