礦井通風(fēng)與安全課程設(shè)計(1)

1、.河南理工大學(xué) 能源學(xué)院礦井通風(fēng)與安全課程設(shè)計課程設(shè)計題目：平煤八礦120萬t新井通風(fēng)設(shè)計小組成員：郭浩浩、高超、郭帥鋒 班級：采礦工程2011-1班 指導(dǎo)教師：杜鋒 日期：2014年6月.;目錄前言1礦井通風(fēng)設(shè)計概述21.1礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征21.1.1礦區(qū)概述21.1.2 煤層地質(zhì)概況21.1.3 井田范圍2 1.1.4礦井生產(chǎn)任務(wù)21.1.5礦井開拓與開采2 1.2巷道布置與采煤方法21.2.1 帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)21.2.2 采煤方法31.2.3回采巷道布置31.2.4部分井巷特征參數(shù)32礦井通風(fēng)系統(tǒng)擬定42.1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求42.2礦井通風(fēng)方式的選擇42.2.1現(xiàn)行

2、的礦井通風(fēng)方式42.2.2礦井通風(fēng)方式的選擇62.2.3礦井通風(fēng)方式技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較72.2.3.1技術(shù)比較72.2.3.2經(jīng)濟(jì)比較72.3礦井通風(fēng)機(jī)工作方法的選擇92.3.1自然通風(fēng)92.3.2機(jī)械通風(fēng)93采區(qū)通風(fēng)113.1通風(fēng)系統(tǒng)的整體要求113.2采區(qū)上山通風(fēng)系統(tǒng)確定113.2.1輸送機(jī)上山進(jìn)風(fēng)113.2.2軌道上山進(jìn)風(fēng)113.2.3 本礦井進(jìn)風(fēng)上山的選擇113.3回采工作面通風(fēng)方式113.3.1現(xiàn)行的回采工作面通風(fēng)系統(tǒng)113.3.2 本礦井回采工作面的通風(fēng)系統(tǒng)選擇143.3.3上行風(fēng)與下行風(fēng)的對比分析144.1掘進(jìn)工作面通風(fēng)方式174.1.1壓入式通風(fēng)174.1.2抽出式通風(fēng)174.1.

3、3混合式通風(fēng)184.2 煤巷掘進(jìn)工作面需風(fēng)量194.2.1按壓入式通風(fēng)方式通風(fēng)時194.2.2按瓦斯涌出量計算194.2.3按人數(shù)計算204.2.4炸藥量計算204.2.5按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算205 礦井風(fēng)量計算與分配215.1礦井總風(fēng)量的計算215.1.1按井下同時工作的最多人數(shù)計算215.1.2按采煤、掘進(jìn)、硐室及其他地點(diǎn)實(shí)際需風(fēng)量215.1.2.1綜采工作面實(shí)際需風(fēng)量計算215.1.2.2備用工作面需要風(fēng)量計算235.1.2.3 掘進(jìn)工作面需風(fēng)量235.1.2.4硐室需風(fēng)量計算235.1.2.5其他巷道所需風(fēng)量計算235.1.2.6 Kt的確定235.2礦井風(fēng)量分配245.2.1分配原則245

4、.2.2分配方法245.3風(fēng)速驗(yàn)算256礦井通風(fēng)阻力計算276.1礦井通風(fēng)阻力計算原則276.2礦井通風(fēng)容易時期和困難時期的確定276.2.1通風(fēng)最容易時期276.2.2通風(fēng)最困難時期286.3礦井通風(fēng)阻力及等積孔的計算296.3.1通風(fēng)容易時期306.3.2通風(fēng)困難時期316.3.3通風(fēng)難易程度判斷327礦井通風(fēng)設(shè)備選型337.1通風(fēng)機(jī)選型基本原則337.2自然風(fēng)壓337.3選擇主要通風(fēng)機(jī)337.3.1主要通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)壓347.3.2主要通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量347.3.3礦井總風(fēng)阻347.3.4主要通風(fēng)機(jī)選擇357.4電動機(jī)377.5礦井主要通風(fēng)設(shè)備要求387.6通風(fēng)附屬裝置及其安全技術(shù)387.6

5、.1通風(fēng)附屬裝置387.6.2通風(fēng)設(shè)備的安全技術(shù)要求398結(jié)論39 前言礦井通風(fēng)設(shè)計是學(xué)完礦井通風(fēng)課程后進(jìn)行，是學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是對學(xué)生進(jìn)行的一次綜合性專業(yè)設(shè)計訓(xùn)練。通過課程設(shè)計使學(xué)生獲得以下幾個方面能力，為畢業(yè)設(shè)計打下基礎(chǔ)。1、進(jìn)一步鞏固和加深我們所學(xué)礦井通風(fēng)理論知識，培養(yǎng)我們設(shè)計計算、工程繪圖、計算機(jī)應(yīng)用、文獻(xiàn)查閱、運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范、報告撰寫等基本技能。2、培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動手能力及獨(dú)立分析和解決工程實(shí)際的能力。3、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、嚴(yán)肅認(rèn)真的治學(xué)態(tài)度和理論聯(lián)系實(shí)際的工作作風(fēng)。依照老師精心設(shè)計的題目，按照大綱的要求進(jìn)行，要求我們在規(guī)定的時間內(nèi)獨(dú)立完成計算，繪圖及編寫說明書等全

6、部工作。 設(shè)計中要求嚴(yán)格遵守和認(rèn)真貫徹煤炭工業(yè)設(shè)計政策、煤礦安全規(guī)程、煤礦工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范以及國家制定的其它有關(guān)煤炭工業(yè)的方針政策，設(shè)計力爭做到分析論證清楚，論據(jù)確鑿，并積極采用切實(shí)可行的先進(jìn)技術(shù)，力爭使自己的設(shè)計達(dá)到較高水平，但由于本人水平有限，難免有疏漏和錯誤之處，敬請老師指正。1礦井通風(fēng)設(shè)計概述1.1礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征1.1.1礦區(qū)概述 平煤八礦位于平頂山礦區(qū)東部，北依焦贊山，南臨程平路，東與許昌襄城縣毗連，距市區(qū)十二公里,屬平頂山衛(wèi)東區(qū)管轄。井田東以沙河為界，西與十二礦相鄰，南以各煤組露頭為界，北部以該礦丁、戊、己煤層底板等高線為界。井內(nèi)的氣象參數(shù)按表1.1所列的平均值選取。表1.

7、1空氣平均密度一覽表季節(jié) 地點(diǎn)進(jìn)風(fēng)井筒（kg/m3）出風(fēng)井筒（kg/m3）冬1.211.20夏1.201.19 1.1.2 煤層地質(zhì)概況 單一煤層，傾角15，煤層厚4.27m，相對瓦斯涌出量為1.788m3/t,為低瓦斯礦井。該礦井采煤層屬于自然發(fā)火煤層，各煤層均具有自燃發(fā)火危險性，自燃發(fā)火期為13個月。 1.1.3 井田范圍 設(shè)計第一水平深度-550m，走向長度7010m，雙翼開采，每翼長350m。 1.1.4、礦井生產(chǎn)任務(wù) 設(shè)計年產(chǎn)量為1.2Mt，礦井第一水平服務(wù)年限為55a。 1.1.5 礦井開拓與開采采用立井開拓，井筒置于工業(yè)場地之中。本礦井采用雙立井-550m單水平上下山開采。單水平

8、開采本設(shè)計的開采水平設(shè)在井田中央的550米，集中大巷布置在550m水平開采范圍-250850m。主立井采用箕斗提煤；副立井采用罐籠提升矸石，升降人員、設(shè)備、材料。為了均衡礦井初期和后期的生產(chǎn)運(yùn)輸量，縮短通風(fēng)網(wǎng)路，決定將井筒的位置設(shè)于井田中央的位置，采用立井開拓方式開鑿二個立井，即主井、副井。設(shè)計主要開拓大巷均布置于煤層底板巖層中，錨噴支護(hù)，考慮通風(fēng)要求，適當(dāng)加大斷面。其斷面均采用半圓拱型，大巷布置在各層煤下部的巖石中便于維護(hù)。礦井為立井開拓，煤炭由運(yùn)輸大巷運(yùn)至井底煤倉，后經(jīng)箕斗提升運(yùn)至地面；物料經(jīng)副井運(yùn)至井底車場，經(jīng)井底車場由電機(jī)車牽引運(yùn)到采（帶）區(qū)；少量矸石由礦車直接排運(yùn)到非通行的巷道橫貫中

9、。1.2巷道布置與采煤方法1.2.1 采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)采區(qū)（一采區(qū)）傾斜長度為1628m，區(qū)段平巷采用單巷布置，在回采下區(qū)段時，采用留小煤柱的沿空掘巷。首采區(qū)工作面長度取215m，區(qū)段上平巷為4.5m，下平巷寬度為4.5m，區(qū)段小煤柱寬度約8m。根據(jù)八礦現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)，工作面平均氣溫為22。開采首采區(qū)（一采區(qū)）時，采用沿空掘巷準(zhǔn)備下一個工作面的回采巷道，為工作面接替做好準(zhǔn)備。待首采區(qū)（一采區(qū)）全部采完后，第二個工作面已經(jīng)準(zhǔn)備出來，可以投入生產(chǎn)。依次類推。按照區(qū)段的順序進(jìn)行開采，開采順序如下：一采區(qū)三采區(qū)五采區(qū)二采區(qū)四采區(qū)六采區(qū)。1.2.2 采煤方法主采煤層選用綜采開采工藝，走向長壁全部垮落

10、一次采全高的采煤方法。工作面的推進(jìn)方向確定為后退式。根據(jù)工作面的關(guān)鍵參數(shù)，選用MXA-300/3.8D型雙滾筒采煤，平均采高3.35m。前刮板輸送機(jī)采用SGZ-830/630，后刮板輸送機(jī)采用SGZ764/500。采煤機(jī)截深0.6m，其工作方式為雙向割煤，追機(jī)作業(yè)，工作面端頭進(jìn)刀方式。工作面用先移架后推溜的及時支護(hù)方式。1.2.3回采巷道布置工作面回采巷道采用單巷布置；兩平巷設(shè)計均為矩形斷面，斷面13.8m2采用沿空掘巷施工。采用1000 mm寬的膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤；無極繩絞車斜巷運(yùn)料、運(yùn)設(shè)備；輔助運(yùn)輸巷鋪設(shè)軌道，通過設(shè)備車輛。 1.2.4部分井巷特征參數(shù)表1.2部分井巷特征參數(shù)巷道名稱長度(m)

11、斷面（m2）周長（m）副井井筒23.7517.27軌道大巷12.6813.48軌道上山16.4313.04區(qū)段運(yùn)輸平巷13.214.8工作面11.9116.04區(qū)段回風(fēng)平巷13.214.8回風(fēng)大巷15.4311.34回風(fēng)井19.6315.722礦井通風(fēng)系統(tǒng)擬定2.1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求選擇任何通風(fēng)系統(tǒng)，都要符合投產(chǎn)快、出煤較多、安全可靠、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)合理等原則。具體地說，要適應(yīng)以下基本要求：1礦井至少要有兩個同地面的安全出口；2進(jìn)風(fēng)井口要有利于防洪，不受粉塵有害氣體的污染；3北方礦井，井口需裝供暖設(shè)備；（本礦井即北方礦井，應(yīng)安裝供暖設(shè)備）4總回風(fēng)巷要體現(xiàn)“專巷專用”的原則，不得作為運(yùn)煤、運(yùn)

12、料、行人通道；5工業(yè)廣場不得受扇風(fēng)機(jī)的噪音干擾；6裝有皮帶機(jī)、箕斗的井筒不得作為主要進(jìn)風(fēng)井；7可以獨(dú)立通風(fēng)的礦井，采區(qū)盡可能獨(dú)立通風(fēng)，采取之間實(shí)現(xiàn)并聯(lián)通風(fēng)；8通風(fēng)系統(tǒng)要為防瓦斯、火、塵、水、及高溫創(chuàng)造條件；9通風(fēng)系統(tǒng)要有利于深水平式或后期通風(fēng)系統(tǒng)的發(fā)展變化。2.2礦井通風(fēng)方式的選擇選擇通風(fēng)方案的考慮因素選擇任何通風(fēng)方式都需要符合投產(chǎn)較快、出煤較快、安全可靠和技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理等原則。選擇礦井通風(fēng)方式時，應(yīng)考慮以下兩種因素：1.技術(shù)因素：煤層賦存條件、埋藏深度、井田特征、礦井瓦斯涌出及自然發(fā)火傾向等級。2.經(jīng)濟(jì)因素：井巷工程量、通風(fēng)運(yùn)行費(fèi)、設(shè)備裝備費(fèi)。2.2.1現(xiàn)行的礦井通風(fēng)方式礦井通風(fēng)方式根據(jù)回風(fēng)井

13、的位置的不同，可分為中央并列式、中央分列式、兩翼對角式、采區(qū)式和混合式通風(fēng)中選擇，以下為各方案的示意圖。方案一：中央并列式風(fēng)井主副井都位于中央工業(yè)廣場上，副井進(jìn)風(fēng)，風(fēng)井回風(fēng)，如圖2.1。圖2.1 中央并列式通風(fēng)方式方案二：中央邊界式進(jìn)風(fēng)井位于井田走向中央，回風(fēng)井位于井田淺部邊界走向的中央，如圖2.2。圖2.2 中央邊界式通風(fēng)方式方案三：兩翼對角式進(jìn)風(fēng)井位于井田的中央，回風(fēng)井設(shè)在井田兩翼的上部邊界，如圖2.3。圖2.3 兩翼對角式通風(fēng)方式方案四：分區(qū)對角通風(fēng)方式每一個分區(qū)域內(nèi)均設(shè)置進(jìn)風(fēng)井及回風(fēng)井，構(gòu)成獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)，見圖2.4.1和2.4.2。圖2.4.1 分區(qū)對角抽出式通風(fēng)方式圖2.4.2 分

14、區(qū)對角壓入式通風(fēng)方式方案五 混合式通風(fēng)方式混合式是進(jìn)風(fēng)井與出風(fēng)井由三個以上井筒按上述各種方式混合組成。包括：中央分列與兩翼對角混合式、中央并列與中央分列混合式等。圖2.5 混合式通風(fēng)方式2.2.2礦井通風(fēng)方式的選擇下面對這幾種通風(fēng)方式的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)適用條件列表比較，見表2.1.表2.1 通風(fēng)方式比較通風(fēng)方式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用條件中央并列式初期投資較少，工業(yè)場地布置集中，管理方便，工業(yè)場地保護(hù)煤柱少，構(gòu)成礦井通風(fēng)系統(tǒng)的時間短風(fēng)路較長，風(fēng)阻較大，采空區(qū)漏風(fēng)較大煤層傾角大，埋藏深，但走向長度并不大，而且瓦斯、自然發(fā)火都不嚴(yán)重中央邊界式通風(fēng)阻力較小，內(nèi)部漏風(fēng)小，增加一個安全出口，工業(yè)廣場沒有主要通風(fēng)機(jī)的噪音

15、影響，從回風(fēng)系統(tǒng)鋪設(shè)防塵灑水管路系統(tǒng)比較方便。建井期限略長，有時初期投資稍大煤層傾角較小，埋藏較淺，走向長度不大，而且瓦斯、自然發(fā)火比較嚴(yán)重兩翼對角式封路較短，阻力較小，采空區(qū)的漏風(fēng)較小，比中央并列式安全性更好建井期限略長，有時初期投資稍大煤層走向較大，井型較大，煤層上部距地表較淺，瓦斯和自然發(fā)火嚴(yán)重的新礦井分區(qū)對角式通風(fēng)線路短、幾個分區(qū)域可以同時施工的優(yōu)點(diǎn)外，更有利于處理礦井事故、運(yùn)送人員設(shè)備也方便工業(yè)場地分散、占地面積大、精通保護(hù)煤柱較多井田面積較大、局部瓦斯含量大，采區(qū)離工業(yè)廣場比較遠(yuǎn)。混合式井田范圍大、多煤層、多水平開采礦井，一般用于老礦井的改造及擴(kuò)建2.2.3礦井通風(fēng)方式技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比

16、較2.2.3.1技術(shù)比較通過對礦井煤層進(jìn)行初步分析，該礦井為低瓦斯礦井，開采煤層屬于自燃發(fā)火煤層，各煤層均具有自燃發(fā)火危險性。井田東西走向長為7.01公里，南北傾斜寬約為3.36公里，煤層傾角平均為150度，煤厚平均4.27米。綜合考慮各種通風(fēng)方式的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合本礦井煤層的實(shí)際情況，對比各種通風(fēng)方式的適應(yīng)條件，初步判斷：中央邊界式和兩翼對角式相對于中央并列式、分區(qū)對角式、混合式通風(fēng)有明顯的技術(shù)優(yōu)勢，能滿足該礦井的實(shí)際生產(chǎn)需要。下將進(jìn)行經(jīng)濟(jì)對比，從中央邊界式和兩翼對角式中選取出最經(jīng)濟(jì)的通風(fēng)方式。日產(chǎn)量 120*90%/300=0.36萬噸=3600噸刀產(chǎn)量 247*0.6*3.5*1.4=726

17、.18噸日進(jìn)刀數(shù) 3600/726.18=4.95刀5刀工作面日推進(jìn)長度 5*0.6=3刀東一采區(qū) 一個工作面開采時間（1301+1076.6）/2）/3=396天 開采工作面數(shù)1523/247=6.176個 服務(wù)年限396*6/300=7.92年西一采區(qū) 一個工作面開采時間（1320+947.4）/2）/3=378天 開采工作面數(shù)1059/247=4.284個 服務(wù)年限378*4/300=5.04年東三采區(qū) 一個工作面開采時間（1533+1432）/2）/3=494天 開采工作面數(shù)1183/247=4.795個 服務(wù)年限494*5/300=8.23年西三采區(qū) 一個工作面開采時間（1532+1

18、700）/2）/3=539天 開采工作面數(shù)1160/247=4.75個 服務(wù)年限539*5/300=8.98年根據(jù)通風(fēng)實(shí)際要求知，設(shè)計服務(wù)年限為25年的通風(fēng)方式，故在25年內(nèi)，可開采東一采區(qū)6個工作面、西一采區(qū)4個工作面、東三采區(qū)4個工作面、西三采區(qū)3個工作面。驗(yàn)算，（396*6+378*4+494*4+539*3）/300=25年，符合要求。2.2.3.2經(jīng)濟(jì)比較中央邊界式和兩翼對角式的經(jīng)濟(jì)比較主要從巷道開拓費(fèi)用、巷道維護(hù)費(fèi)用及通風(fēng)設(shè)施購置費(fèi)用等方面考慮。（備注：為了方便比較，減小比較的復(fù)雜程度，更加簡明的進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，下述的經(jīng)濟(jì)對比中，巷道開拓及維護(hù)費(fèi)用只比較兩方案中不同（或多出）巷道，相

19、同巷道不再做經(jīng)濟(jì)比較。兩翼對角式，回風(fēng)大巷工程量：1300m,回風(fēng)井工程量：280+330=610m；中央邊界式，回風(fēng)大巷工程量：1531+1409+137=3077m，回風(fēng)井工程量：380m。(1)工程掘進(jìn)費(fèi)用比較表2.2井巷掘進(jìn)費(fèi)用方案項(xiàng)目兩翼對角式中央邊界式工程項(xiàng)目工程量（m）單價（元/m）費(fèi)用（萬元）工程量（m）單價（元/m）費(fèi)用（萬元）回風(fēng)大巷13004000520307740001203.8回風(fēng)井6101000061038010000380合計11301610.8(2)井巷維護(hù)費(fèi)用比較表2.3井巷維護(hù)費(fèi)用比較方案項(xiàng)目兩翼對角式中央邊界式工程項(xiàng)目工程量（m）單價（元/m）費(fèi)用（萬元）

20、工程量（m）單價（元/m）費(fèi)用（萬元）回風(fēng)大巷13009011.730779027.693回風(fēng)井6101207.323801204.56合計19.0232.253(3)通風(fēng)設(shè)備購置費(fèi)用中央邊界式通風(fēng)設(shè)備購置費(fèi)用礦井主通風(fēng)機(jī)、配套電機(jī)設(shè)備購置費(fèi)按100萬元計算，主要通風(fēng)機(jī)房必須安裝兩套主要通風(fēng)機(jī)及配套電機(jī)。一套工作，一套備用，則共需要設(shè)備費(fèi)用1002=200萬元。風(fēng)機(jī)房、風(fēng)硐、擴(kuò)散器、防爆門、反風(fēng)設(shè)施等通風(fēng)設(shè)施的土建費(fèi)按50萬元計算，則建一風(fēng)機(jī)房需要250萬元。兩翼對角式通風(fēng)設(shè)備購置費(fèi)用礦井主通風(fēng)機(jī)、配套電機(jī)設(shè)備購置費(fèi)按70萬元計算，主要通風(fēng)機(jī)房必須安裝兩套主要通風(fēng)機(jī)及配套電機(jī)。一套工作，一套備

21、用，則共需要設(shè)備費(fèi)用704=280萬元。風(fēng)機(jī)房、風(fēng)硐、擴(kuò)散器、防爆門、反風(fēng)設(shè)施等通風(fēng)設(shè)施的土建費(fèi)按50萬元計算，則建一風(fēng)機(jī)房需要380萬元。表2.4 通風(fēng)設(shè)備購置費(fèi)用方案項(xiàng)目兩翼對角式（萬元）中央邊界式（萬元）通風(fēng)設(shè)備費(fèi)380250(4)通風(fēng)總費(fèi)用比較表2.5 通風(fēng)總費(fèi)用比較方案項(xiàng)目兩翼對角式（萬元）中央邊界式（萬元）井巷掘進(jìn)費(fèi)11301610.8井巷維護(hù)費(fèi)19.0232.253通風(fēng)設(shè)備費(fèi)380250總費(fèi)用1152.021893.053本礦井設(shè)計為120萬噸礦井，同時為低瓦斯礦井，兩翼對角式和中央邊界式進(jìn)行粗略的經(jīng)濟(jì)比較，中央邊界式需要掘進(jìn)回風(fēng)大巷，掘進(jìn)費(fèi)用太多，且維護(hù)費(fèi)用高，因此本礦井通風(fēng)方

22、式選為兩翼對角式通風(fēng)。2.3礦井通風(fēng)機(jī)工作方法的選擇礦井通風(fēng)方法是指產(chǎn)生通風(fēng)動力的方法，有自然通風(fēng)法和機(jī)械通風(fēng)法。2.3.1自然通風(fēng)利用自然因素產(chǎn)生的通風(fēng)動力使空氣在井下巷道內(nèi)流動的通風(fēng)方法叫做自然通風(fēng)。2.3.2機(jī)械通風(fēng)利用通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生通風(fēng)動力使空氣在井下巷道內(nèi)流動的通風(fēng)方法叫做機(jī)械通風(fēng)。按通風(fēng)機(jī)的工作方式將礦井通風(fēng)系統(tǒng)分為抽出式、壓入式和壓抽混合式三種。表2.6 通風(fēng)方式分類對比表通風(fēng)方式適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)抽出式優(yōu)點(diǎn)：井下風(fēng)流處于負(fù)壓狀態(tài)，當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)時，井下的風(fēng)流壓力提高肯那個使采空區(qū)沼氣涌出量減少，比價安全；漏風(fēng)量小，通風(fēng)管理較簡單；與壓入式比，不存在過度到下水平時期通風(fēng)系

23、統(tǒng)和風(fēng)量變化的因素缺點(diǎn)：當(dāng)?shù)孛嬗行〗阉輩^(qū)井和采取溝通時，抽出式會不小窖積存的有害氣體抽到井下使有效礦井風(fēng)量減少。壓入式低瓦斯礦的第一水平，礦井地面地形復(fù)雜、高低起伏，無法在高山上設(shè)置扇風(fēng)機(jī)，總回風(fēng)巷無法連通或維護(hù)困難的條件優(yōu)缺點(diǎn)：1）壓入式的優(yōu)缺點(diǎn)與抽出式相反，能用一部分回風(fēng)把小窖塌陷區(qū)的有窖氣體壓入到地面；2）進(jìn)風(fēng)線路漏風(fēng)大，管理困難；3）風(fēng)阻大，風(fēng)量調(diào)節(jié)困難；4）由第一水平的壓入式過度到深部水平的抽出式有一定的困難；5）通風(fēng)機(jī)使井下風(fēng)流處于正壓狀態(tài)，當(dāng)通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時，風(fēng)流壓力降低，有可能使采空區(qū)瓦斯用動量增加。我國煤礦安全規(guī)程規(guī)定，礦井必須采用機(jī)械通風(fēng)。由于風(fēng)流與圍巖的熱交換作用使機(jī)械

24、通風(fēng)的回風(fēng)井中一年四季中氣溫變化不大，而地面進(jìn)風(fēng)井中氣溫則隨季節(jié)變化，兩者綜合作用的結(jié)果，導(dǎo)致一年中自然風(fēng)壓隨季節(jié)發(fā)生周期性的變化。所以自然通風(fēng)不能代替機(jī)械通風(fēng)，因?yàn)樽匀伙L(fēng)壓隨季節(jié)發(fā)生周期性的變化，大小、方向都不穩(wěn)定。該礦井為低瓦斯礦井，采用抽出式通風(fēng)時，當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)時，井下風(fēng)流的壓力提高，可能使采空區(qū)瓦斯涌出量減少，有利于瓦斯管理，比較安全；該礦開采煤層屬于自燃發(fā)火煤層，各煤層均具有自燃發(fā)火危險性，自燃發(fā)火期為13個月。采用抽出式通風(fēng)時，外部漏風(fēng)量少，通風(fēng)管理比較簡單；由于該煤礦每個采區(qū)存在不同的開采水平，與壓入式通風(fēng)相比，抽出式通風(fēng)不存在向下水平過渡時期改變通風(fēng)方法的困難。所以

25、，該礦井采用抽出式通風(fēng)。3采區(qū)通風(fēng)3.1通風(fēng)系統(tǒng)的整體要求采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的主要組成單元，也是采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分，它包括采區(qū)進(jìn)、回風(fēng)和工作面進(jìn)、回風(fēng)巷道的布置方式，采區(qū)通風(fēng)路線的連接形式，以及采區(qū)通風(fēng)設(shè)備和通風(fēng)構(gòu)筑物的設(shè)置等基本內(nèi)容，它主要取決于采區(qū)巷道布置和采煤方法，同時要滿足全礦通風(fēng)的特殊要求。采區(qū)通風(fēng)的合理與否不僅影響采區(qū)內(nèi)的風(fēng)量分配，發(fā)生事故時的風(fēng)流控制，生產(chǎn)的順利完成，而且影響到全礦井的通風(fēng)質(zhì)量和安全狀況。在通風(fēng)系統(tǒng)中，要能保證采區(qū)風(fēng)流的穩(wěn)定性，盡量避免角聯(lián)風(fēng)路，盡量減少采區(qū)漏風(fēng)量，新鮮風(fēng)流在風(fēng)路上被加熱和污染的程度小，回采工作面和掘進(jìn)工作面都應(yīng)該獨(dú)立通風(fēng)。采區(qū)布置

26、獨(dú)立的回風(fēng)道，實(shí)行分區(qū)通風(fēng)。采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)既要保證質(zhì)量，安全可靠，又要經(jīng)濟(jì)合理。3.2采區(qū)上山通風(fēng)系統(tǒng)確定一個采區(qū)布置兩條上山時，可用軌道上山進(jìn)風(fēng)、輸送機(jī)上山回風(fēng)；也可用輸送機(jī)上山進(jìn)風(fēng)、軌道上山回風(fēng)。3.2.1輸送機(jī)上山進(jìn)風(fēng)采用輸送機(jī)上山進(jìn)風(fēng)，軌道上山回風(fēng)的通風(fēng)系統(tǒng)，容易引起煤塵飛揚(yáng)，使進(jìn)風(fēng)流的煤塵濃度增大；煤炭在運(yùn)輸過程中所涌出的瓦斯，可使進(jìn)風(fēng)流的瓦斯?jié)舛仍龈?，影響工作面的安全衛(wèi)生條件，輸送機(jī)設(shè)備所散發(fā)的熱量，使進(jìn)風(fēng)流溫度升高。3.2.2軌道上山進(jìn)風(fēng)采用軌道上山進(jìn)風(fēng)、輸送機(jī)上山回風(fēng)的通風(fēng)系統(tǒng)，雖能避免上述的缺點(diǎn)，但輸送機(jī)設(shè)備處于回風(fēng)流中，軌道上山的上部和中部甩車場都要安裝風(fēng)門，風(fēng)門數(shù)目較多。3

27、.2.3 本礦井進(jìn)風(fēng)上山的選擇該礦井為低瓦斯礦井，該礦開采煤層屬于自燃發(fā)火煤層。雖然軌道上山進(jìn)風(fēng)輸送機(jī)設(shè)備處于回風(fēng)流中，軌道上山的上部和中部甩車場都要安裝風(fēng)門，風(fēng)門數(shù)目較多但軌道上山進(jìn)風(fēng)不易引起煤塵飛揚(yáng)，不易引起瓦斯積聚，進(jìn)風(fēng)流風(fēng)流質(zhì)量好，煤塵、瓦斯?jié)舛鹊?，風(fēng)流溫度低，有利于工作面的安全衛(wèi)生條件。所以，該礦區(qū)采用軌道上山進(jìn)風(fēng)，輸送機(jī)上山回風(fēng)的通風(fēng)方式。3.3回采工作面通風(fēng)方式3.3.1現(xiàn)行的回采工作面通風(fēng)系統(tǒng)長臂工作面在我國的應(yīng)用最廣，采用這種工作面的礦井產(chǎn)量占全國回踩總產(chǎn)量的85%以上。工作面的通風(fēng)方式因瓦斯涌出量、開采工作條件和開采技術(shù)而異。按工作面進(jìn)、回風(fēng)巷的數(shù)量和位置，可分為U型、Y型

28、、E型、W型、Z型等通風(fēng)方式，其中U型應(yīng)用最為普遍。表3.1 工作面通風(fēng)方式比較通風(fēng)系統(tǒng)示意圖優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用條件U型(1)對了解煤層賦存情況、掌握瓦斯、火災(zāi)的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律較為有利；(2)由于巷道均維護(hù)在媒體中，因而巷道的漏風(fēng)率較少。(1)煤炭自然威脅較大；(2)上隅角瓦斯?jié)舛雀?。多適用于瓦斯涌出量不大、不易自然發(fā)火的煤層開采中。Y型(1)采空區(qū)的瓦斯，通過巷旁支護(hù)流入回風(fēng)平巷，較好地解決了回采工作面上隅角的瓦斯超限之患；(2)工作面上、下端均處于進(jìn)風(fēng)流中，改善了作業(yè)環(huán)境；(3)實(shí)行沿空留巷，可提高采區(qū)回收率。需要邊界準(zhǔn)備專用回風(fēng)上山，增加了巷道掘進(jìn)、維護(hù)費(fèi)用。瓦斯涌出量大的工作面Z型(1)與前

29、進(jìn)式U型相比，巷道的采掘工程量較少；(2)進(jìn)、回風(fēng)巷只需在一側(cè)采空的條件下維護(hù)；(3)采區(qū)內(nèi)進(jìn)、回風(fēng)巷的總長度近似不變，有利于穩(wěn)定風(fēng)阻、改善通風(fēng)。 需要邊界準(zhǔn)備專用回風(fēng)上山，增加了巷道維護(hù)和掘進(jìn)費(fèi)用。W型(1)減少了巷道的開掘和維護(hù)費(fèi)用。(2)風(fēng)阻小，風(fēng)量大，漏風(fēng)量小，利于防火。(3)便于回收安裝維修采煤設(shè)備。(4)當(dāng)中間平巷進(jìn)風(fēng)且設(shè)運(yùn)輸機(jī)時，既保證了運(yùn)輸設(shè)備處于新鮮風(fēng)流中，又保證了進(jìn)、回風(fēng)巷的總斷面比較接近，故在近水平煤層的綜采工作面中應(yīng)用較廣。在近水平煤層綜采工作面中應(yīng)用較廣。E型（1）下平巷和下部工作面回風(fēng)速度降低，故可抑制煤塵的產(chǎn)生。（2）與U型通風(fēng)方式相比，可使上部工作面氣溫降低。（

30、1）采空區(qū)的空氣流動相應(yīng)發(fā)生了變化，迫使采空區(qū)的瓦斯較集中地從上部回采工作面的上隅角涌出，使該處時常處于瓦斯超限狀態(tài)。僅適用于低瓦斯礦井。U+L型(1) 可減少采煤工作面回風(fēng)流中的瓦斯排放量和防止上隅角瓦斯超限；(2)尾巷不作回風(fēng)用時可用于鉆孔施工、鋪設(shè)管路抽放瓦斯，還可用于下一鄰近工作面的進(jìn)風(fēng)巷。適用于瓦斯涌出量大的采煤工作面。其他隨煤層開采條件、開采技術(shù)、瓦斯賦存、自然發(fā)火傾向性的不同，還可采用X、H、雙Z型等通風(fēng)方式。這些通風(fēng)方式是在實(shí)踐中不斷發(fā)展、豐富起來的。3.3.2 本礦井回采工作面的通風(fēng)系統(tǒng)選擇礦井為低瓦斯礦井，瓦斯絕對涌出5.596m3/min，相對涌出量1.788m3/t。該

31、礦開采煤層屬于自燃發(fā)火煤層，各煤層均具有自燃發(fā)火危險性，自燃發(fā)火期為13個月。采用U型通風(fēng)方式對了解煤層賦存情況、掌握瓦斯、火災(zāi)的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律較為有利，且由于巷道均維護(hù)在媒體中，因而巷道的漏風(fēng)率較少。雖然煤炭自然威脅較大，上隅角瓦斯?jié)舛雀?，但根?jù)八礦現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)，工作面平均氣溫為22，且低瓦斯，所以煤炭自然和瓦斯?jié)舛冗_(dá)到爆炸點(diǎn)的可能性不大。U型后退式通風(fēng)方式多適用于瓦斯涌出量不大、不易自然發(fā)火的煤層開采中。U型通風(fēng)方式布置方便，通風(fēng)簡單，U型后退式通風(fēng)上下順槽均維護(hù)在煤體中，漏風(fēng)量小，瓦斯、煤炭自然方向與風(fēng)流方向一直，有利于降低工作面瓦斯?jié)舛取Ｇ襏型后退式通風(fēng)巷道開拓費(fèi)用低。所以，該礦井采用

32、U型后退式通風(fēng)方式。3.3.3上行風(fēng)與下行風(fēng)的對比分析圖3.1 通風(fēng)方式表3.2 工作面風(fēng)向比較工作面 風(fēng)向定義優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)上行風(fēng)當(dāng)采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷道水平低于回風(fēng)巷道水平時，采煤工作面的風(fēng)流沿工作面的傾斜方向由下向上流動，稱上行通風(fēng)。(1) 瓦斯比空氣輕，有一定的上浮力，其自然流動的方向和上行風(fēng)流的方向一致利于帶走瓦斯，在正常風(fēng)速(大于0.50.8m/s)下，瓦斯分層流動和局部積聚的可能性較小。(2) 采用上行風(fēng)時，工作面運(yùn)輸平巷中的運(yùn)輸設(shè)備位于新鮮風(fēng)流中，安全性較好。(3) 工作面發(fā)生火災(zāi)時，采用上行風(fēng)在起火地點(diǎn)發(fā)生瓦斯爆炸的可能性比下行風(fēng)要小些。(4) 除淺礦井的夏季之外，采用上行風(fēng)時，采區(qū)進(jìn)

33、風(fēng)流和回風(fēng)流之間產(chǎn)生的自然風(fēng)壓和機(jī)械風(fēng)壓的作用方向相同，對通風(fēng)有利。(1) 上行風(fēng)流方向與運(yùn)煤方向相反，易引起煤塵飛揚(yáng)，使采煤工作面進(jìn)風(fēng)流及工作面風(fēng)流中的煤塵濃度增大。(2) 煤炭運(yùn)輸過程中放出的瓦斯進(jìn)入工作面，使進(jìn)風(fēng)流和工作面風(fēng)流瓦斯?jié)舛壬?，影響了工作面衛(wèi)生條件。(3) 采用上行鳳時，進(jìn)風(fēng)風(fēng)流流經(jīng)的路線較長，且上行風(fēng)比下行風(fēng)工作面的氣溫要高些。下行風(fēng)當(dāng)采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷道水平高于回風(fēng)巷道水平時，采煤工作面的風(fēng)流沿工作面的傾斜方向由上向下流動，稱上行通風(fēng)。(1) 采煤工作面及其進(jìn)風(fēng)流中的煤塵、瓦斯?jié)舛认鄬^小些。(2) 采煤工作面及其進(jìn)風(fēng)流中的空氣被加熱的程度較小。(3) 下行風(fēng)流方向與瓦斯自

34、然流向相反，不易出現(xiàn)瓦斯分層流動和局部積聚的現(xiàn)象。(1) 運(yùn)輸設(shè)備在回風(fēng)巷道中運(yùn)轉(zhuǎn)，安全性較差。(2) 工作面一旦起火，產(chǎn)生的火風(fēng)壓和下行風(fēng)工作面的機(jī)械風(fēng)壓作用方向相反，使工作面風(fēng)量減少，瓦斯?jié)舛壬?，下行風(fēng)在起火地點(diǎn)引起瓦斯爆炸的可能性比上行風(fēng)要大些，滅火工作困難一些。(3) 除淺礦井的夏季之外，采區(qū)進(jìn)風(fēng)流和回風(fēng)流之間產(chǎn)生的自然風(fēng)壓和機(jī)械風(fēng)壓的作用方向相反，降低了礦井通風(fēng)能力，而且一旦主要通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，工作面的下行風(fēng)流就有停風(fēng)或反風(fēng)(或逆轉(zhuǎn))的可能。綜上所述，上行通風(fēng)和下行通風(fēng)各有利弊，盡管一般認(rèn)為上行通風(fēng)稍優(yōu)于下行通風(fēng)，但國內(nèi)外有此礦井為了降低工作面溫度減少工作面的瓦斯和煤塵濃度，采用下

35、行通風(fēng)也取得了較好的效果。結(jié)合該礦井開采煤層屬于自燃發(fā)火煤層，各煤層均具有自燃發(fā)火危險性，自燃發(fā)火期為13個月。工作面一旦起火，上行通風(fēng)起火地點(diǎn)發(fā)生瓦斯爆炸的可能性比下行通風(fēng)要小，且上行通風(fēng)瓦斯流動的方向與風(fēng)量方向一致，瓦斯分層流動和集聚的可能性小，故采區(qū)采用上行通風(fēng)方式。4掘進(jìn)通風(fēng)局部通風(fēng)機(jī)是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的一個重要組成部分，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)計規(guī)則如下：(1) 礦井和采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)為局部通風(fēng)創(chuàng)造條件；(2) 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)；(3) 盡量采用先進(jìn)技術(shù)先進(jìn)的低噪、高效型局部通風(fēng)機(jī)；(4) 壓入式通風(fēng)易采用柔性風(fēng)筒，抽出式通風(fēng)易采用帶

36、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；(5) 當(dāng)一臺風(fēng)機(jī)不能滿足通風(fēng)要求時可考慮選用兩臺或多臺風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)行。4.1掘進(jìn)工作面通風(fēng)方式礦井新建、擴(kuò)建或生產(chǎn)時，都要掘進(jìn)巷道，在掘進(jìn)工程中，為了稀釋和排出自煤（巖）體涌出量的有害氣體、爆破產(chǎn)生的炮煙和礦塵，以及創(chuàng)造良好的氣候條件，必須對獨(dú)頭掘進(jìn)工作面進(jìn)行通風(fēng)。掘進(jìn)通風(fēng)總的可以分為總風(fēng)壓通風(fēng)法和局部動力通風(fēng)法。出于掘進(jìn)面通風(fēng)必須做到風(fēng)質(zhì)好，風(fēng)量穩(wěn)定等多方面的考慮。本設(shè)計決定采用局部動力通風(fēng)，采用局部通風(fēng)機(jī)進(jìn)行掘進(jìn)的通風(fēng)。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，局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)是由局部通風(fēng)機(jī)和風(fēng)筒組成一體進(jìn)行通風(fēng)，按其工作

37、方式分為：壓入式通風(fēng)，抽出式通風(fēng)和混合式通風(fēng)。4.1.1壓入式通風(fēng)局部通風(fēng)機(jī)和啟動裝置安裝在離掘巷道口10m外的進(jìn)風(fēng)側(cè)，局部通風(fēng)機(jī)把新鮮風(fēng)流經(jīng)風(fēng)筒壓送到掘進(jìn)工作面，污風(fēng)沿巷道排出。具體布置示意圖如圖4.1。圖4.1 壓入式通風(fēng)4.1.2抽出式通風(fēng)這種通風(fēng)方式是把局部通風(fēng)機(jī)安裝在離巷道口10m以外的回風(fēng)側(cè)。新鮮風(fēng)流沿巷道流入，污風(fēng)通過鐵風(fēng)筒由局部通風(fēng)機(jī)排出，抽出式通風(fēng)見圖4.2。圖4.2 抽出式通風(fēng)4.1.3混合式通風(fēng)混合式通風(fēng)的布置如圖4.3所示，其中壓入式風(fēng)筒出風(fēng)口與工作面的距離仍應(yīng)小于有效射程長度，抽出式風(fēng)筒吸收風(fēng)口與工作面的距離和壓入式局部通風(fēng)機(jī)所在位置有關(guān)。壓入式局部通風(fēng)機(jī)可隨工作面的

38、推進(jìn)及時向前移動，與工作面距離保持在40-50米左右。抽出式風(fēng)筒吸風(fēng)口應(yīng)超前壓入式局部通風(fēng)機(jī)10米以上，同時其風(fēng)筒吸風(fēng)口距工作面的距離還應(yīng)大于炮煙拋擲長度，一般為30米左右，混合式通風(fēng)機(jī)見圖4.3。圖4.3 混合式通風(fēng)由于混合式通風(fēng)適用于大斷面長距離的巖巷掘進(jìn)通風(fēng)的較好方式，由于采煤工作面屬于普通斷面，短距離巖巷掘進(jìn)，因此本次設(shè)計只考慮壓入式和抽出式兩種方式。壓入式通風(fēng)與抽出式通風(fēng)優(yōu)缺點(diǎn)比較：（1）抽出式通風(fēng)時，污濁風(fēng)流必須通過局部通風(fēng)機(jī)，極不安全。而壓入式通風(fēng)時，局部通風(fēng)機(jī)安設(shè)在新鮮風(fēng)流中，通過局部通風(fēng)機(jī)的為新鮮風(fēng)流，故安全性高。（2）抽出式通風(fēng)有效吸程小，排出工作面炮煙的能力較差；壓入式通

39、風(fēng)風(fēng)筒出口射流的有效射程達(dá)，排出工作面炮煙和瓦斯的能力強(qiáng)。（3）抽出式通風(fēng)由于炮煙從風(fēng)筒中排出，不污染巷道中的空氣，故勞動衛(wèi)生條件好。壓入式通風(fēng)時炮煙沿巷道流動，勞動衛(wèi)生條件較差，而且排出炮煙的時間長。（4）抽出式通風(fēng)只能使用剛性風(fēng)筒或帶剛性圈的柔性風(fēng)筒，壓入式通風(fēng)可以使用柔性風(fēng)筒。從以上比較可以看出，兩種通風(fēng)方式各有利弊，壓入式通風(fēng)安全可靠性較好，故在煤礦中得到廣泛應(yīng)用。為了保證掘進(jìn)工作面的安全生產(chǎn)，本礦井設(shè)計采用壓入式掘進(jìn)通風(fēng)。4.2 煤巷掘進(jìn)工作面需風(fēng)量各掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量計算如下：4.2.1按壓入式通風(fēng)方式通風(fēng)時 （4-1）式中：Qy采用壓入式通風(fēng)時，稀釋、排除掘進(jìn)巷道炮煙所需風(fēng)量，m

40、3/min；A為同時爆破的炸藥量，Kg，最大為6.5Kg；S掘進(jìn)巷道的凈斷面積，16 m3,；L從工作面至炮煙濃度稀釋至安全濃度的距離，可用下式計算：L=400A/S，則L=4006.5/16=162.5(備注：此處的支護(hù)方式對巷道的開掘面積的影響較小，故此處開掘巷道凈斷面積取16m2)t掘進(jìn)巷道的通風(fēng)時間，一般取20-30min,取20min。m3/min4.2.2按瓦斯涌出量計算根據(jù)礦井安全規(guī)程規(guī)定，按工作面回風(fēng)風(fēng)流中沼氣的濃度不得超過1%的要求計算，即：Qb=qb*kb*(1-kg) （4-2）式中：Qb掘進(jìn)工作面實(shí)際需風(fēng)量，m3/min；qb掘進(jìn)工作面瓦斯的平均絕對涌出量, 5.60

41、m3/min；Kb掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出量不均衡的風(fēng)量系數(shù)，取1.5；Kg礦井瓦斯抽放率，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般取60-80 %。根據(jù)規(guī)程規(guī)定:回采工作面瓦斯涌出量大于5 ，掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量大于3 時，僅靠通風(fēng)排除瓦斯是不合理的，本礦井的掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出量為2.88 m3/min，未超過3 m3/min，在保證安全的前提之下，為了盡量減少工程量，按照規(guī)程規(guī)定，本礦井可以不進(jìn)行瓦斯抽放。 掘進(jìn)工作面需風(fēng)量：5.601.5(1-0.8)=168 4.2.3按人數(shù)計算按每人每分鐘所需風(fēng)量和掘進(jìn)工作面的最多人數(shù)計算工作面所需風(fēng)量。 （4-3）式中：4每人每分鐘供給4 m3的規(guī)定風(fēng)量，m3/min；N該掘

42、進(jìn)工作面同時工作的最多人數(shù)，取30人。故掘進(jìn)工作面風(fēng)量：4.2.4炸藥量計算巖石大巷的掘進(jìn)一般采用炮掘，所以風(fēng)量計算要按照炸藥量計算。 （4-4）式中：25使用一克炸藥的供風(fēng)量，m3/min；A該掘進(jìn)工作面一次爆破所使用的最大炸藥量，取6.5。由以上四中方法計算的掘進(jìn)巷道所需風(fēng)量最大值為：4.2.5按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算（1）按煤礦安全規(guī)程規(guī)定煤巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量滿足：式中S為煤巷掘進(jìn)巷道斷面積，13.2m2；Qmin=15*13.2=198m3/min Qmax=240*13.2=3168m3/min由風(fēng)速驗(yàn)算可知，Q= 168 m3/min，不符合風(fēng)速要求。根據(jù)配風(fēng)經(jīng)驗(yàn)取250 m3/min，經(jīng)風(fēng)

43、速驗(yàn)算符合要求。（2）按照煤礦安全規(guī)程規(guī)定巖巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量滿足：式中S為巖巷掘進(jìn)巷道斷面積，15.43 m2；按照以上方法1、3、4（式中S取代為18m2）可以計算出巖巷掘進(jìn)最大需風(fēng)量為162.5m3/min，滿足要求。5 礦井風(fēng)量計算與分配5.1礦井總風(fēng)量的計算礦井總風(fēng)量是井下各個工作地點(diǎn)有效風(fēng)量和各條風(fēng)路上的漏風(fēng)的總和。本設(shè)計采用按實(shí)際需要由里往外細(xì)致配風(fēng)的計算方法。生產(chǎn)礦井總風(fēng)量按以下要求風(fēng)別計算，并取其中的最大值。5.1.1按井下同時工作的最多人數(shù)計算井下工作人員呼吸所需風(fēng)量：式中：N井下同時工作的最多人數(shù)；礦井通風(fēng)系數(shù)，一般可取1.21.25本礦井井下同時作業(yè)的最多人數(shù)為400人

44、，礦井通風(fēng)系數(shù)取1.20則：Q=44001.20=1920m3/min5.1.2按采煤、掘進(jìn)、硐室及其他地點(diǎn)實(shí)際需風(fēng)量采煤、掘進(jìn)、硐室及其他地點(diǎn)實(shí)際需風(fēng)量的總和： （5-1）式中：采煤工作面和備用工作面實(shí)際需要風(fēng)量的總和，；掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量的總和，；硐室實(shí)際需要風(fēng)量的總和，；除了采煤、掘進(jìn)和硐室地點(diǎn)外其他需要通風(fēng)地點(diǎn)風(fēng)量總和，。Kt礦井通風(fēng)系數(shù)，包括礦井內(nèi)部漏風(fēng)和配風(fēng)不均勻等因素抽出式一般可取Kt=1.151.20，本礦井通風(fēng)方法為中央并列式，因此取Kt=1.20；5.1.2.1綜采工作面實(shí)際需風(fēng)量計算每個采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量，應(yīng)按瓦斯(或二氧化碳）涌出量、工作面氣溫、風(fēng)速和人數(shù)等規(guī)定

45、分別計算，然后取其中最大值。（1）按瓦斯涌出量計算 Qai100*qkai，m3/min式中， Qai回采工作面實(shí)際需風(fēng)量，m3/min； qs回采工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中瓦斯的平均絕對涌出量，m3/min； kai采面瓦斯涌出不均衡通風(fēng)系數(shù)。qs=1.788*3600/（24*600）=4.47 m3/minQai=100*4.47*1.4=625.8 m3/min（2）按工作面溫度選擇適宜的風(fēng)速進(jìn)行計算采煤工作面應(yīng)有良好的勞動氣候條件，溫度和風(fēng)速應(yīng)符合表5.1要求。表5.1 采煤工作面空氣溫度與風(fēng)速對應(yīng)表工作面溫度/1818202023232626282830工作面風(fēng)速/ms-10.30.80.

46、81.01.01.51.51.81.82.52.53.0配風(fēng)調(diào)整系數(shù)/Kap0.901.001.0-1.11.1-1.251.25-1.41.4-1.6Qai60*Vai*Sai，m3/min式中， Qai回采工作面實(shí)際需風(fēng)量，m3/min； Vai第i個采煤工作面風(fēng)速，m/s； Sai第i個采煤工作面的平均斷面積，m2。Qai60*1.3*11.91=928.98 m3/min（3）按工作面同時作業(yè)人數(shù)計算Qai4*N，m3/min式中，Qai回采工作面實(shí)際需風(fēng)量，m3/min；N井下同時工作的最多人數(shù)，人;4以人數(shù)為計算單位的供風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)，m3/min；Qai4*40=160，m3/min（4

47、）按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算按最低風(fēng)速0.25m/s： Qai=15* Sai，m3/min按最高風(fēng)速4m/s： Qai=240* Sai，m3/min式中， Qai回采工作面實(shí)際需風(fēng)量，m3/min； Sai第i個采煤工作面的平均斷面積，m2。按最低風(fēng)速0.25m/s： Qai=15* 11.91=178.65，m3/min按最高風(fēng)速4m/s： Qai=240* 11.91=2858.4，m3/min在風(fēng)速驗(yàn)算范圍內(nèi)對以上風(fēng)量進(jìn)行比較取最大值，最終綜采工作面風(fēng)量為928.98 m3/min，滿足要求。5.1.2.2備用工作面需要風(fēng)量計算備用工作面的需風(fēng)量通常取與之產(chǎn)量相同的回采面風(fēng)量的一半。因此，可得：

48、Qdi=928.98*50%=464.49 m3/min5.1.2.3 掘進(jìn)工作面需風(fēng)量由4.2的計算結(jié)果可得一個煤巷掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量為250 m3/min，一個巖巷掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量取162.5 m3/min。又本設(shè)計采區(qū)達(dá)產(chǎn)時，共有 2 煤巷，因此：掘進(jìn)工作面需風(fēng)量=250*2=500 m3/min5.1.2.4硐室需風(fēng)量計算由于所給的礦井資料中，沒有硐室的相應(yīng)參數(shù)，無法進(jìn)行計算，所以只能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值計算需風(fēng)量：（1） 井下火藥庫: 100 m3/min;（2） 絞車房: 80 m3/min;（3） 變電所: 中央100m3/min，采區(qū)80 m3/min;（4） 檢修硐室：100 m3/

49、min;（5） 其它硐室：150 m3/min100+80+100+80+100+150= 610 m3/min5.1.2.5其他巷道所需風(fēng)量計算其他巷道需風(fēng)量主要指對行人斜巷和維護(hù)巷道的實(shí)際配風(fēng)，按經(jīng)驗(yàn)可取回采面、掘進(jìn)頭、硐室風(fēng)量的5%,因此：928.98+2502+610)5 % = 101.95 m3/min5.1.2.6 Kt的確定Kt是礦井漏風(fēng)系數(shù)，是反映井下通風(fēng)構(gòu)筑物及通風(fēng)管理水平的一個綜合性指標(biāo)，礦井采用兩翼對角式通風(fēng)方式，由表5.2可查出Kt=1.15 。表5.2 礦井通風(fēng)系數(shù)表通風(fēng)方式Kt取值中央并列式1.201.25中央分列式或混合式1.151.20對角式或分區(qū)式通風(fēng)1.1

50、01.15綜上所述，按采煤、掘進(jìn)、硐室及其他地點(diǎn)實(shí)際需風(fēng)量的總和計算得礦井所需風(fēng)量總和為：Q(Qai+Qbi+Qci+Qdi)Kwz，m3/min式中: Qai各回采工作面和備用工作面所需風(fēng)量之和，m3/min ； Qbi各掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量之和； Qci各峒室所需風(fēng)量之和； Qdi除上述各用風(fēng)地點(diǎn)外，其它巷道所需風(fēng)量之和； Kwz礦井風(fēng)量備用系數(shù)，包括礦井內(nèi)部漏風(fēng)和配風(fēng)不均勻等因素影響，礦井通風(fēng)方式有關(guān)，一般可取1.151.25。對于中央并列式，1.25；中央分列式和混合式，1.2；對角式，1.15。Q(928.98+464.49+250*2+610+101.95)1.15 = 2996.2

51、3m3/min綜合兩種計算方法，取其最大值，所以，整個礦井總需風(fēng)量為2996.23 m3/min。5.2礦井風(fēng)量分配5.2.1分配原則（1）各用風(fēng)地點(diǎn)風(fēng)量按前述分配；（2）對于掘進(jìn)工作面風(fēng)量，一般根據(jù)巷道斷面的大小，送風(fēng)距離，煤巖巷三個因素并按所選局部通風(fēng)機(jī)性能供風(fēng)；（3）井下火藥庫、變電所、絞車房應(yīng)單獨(dú)供風(fēng)；（4）分配的風(fēng)量，各巷道的瓦斯和有害氣體的濃度，應(yīng)根據(jù)規(guī)程要求不得超過規(guī)定限度；5.2.2分配方法根據(jù)礦井實(shí)際需要按照由里向外的原則進(jìn)行配風(fēng)，其中：逆風(fēng)則將各用風(fēng)地點(diǎn)風(fēng)量值乘以1.15可得各用風(fēng)地點(diǎn)實(shí)際風(fēng)量；采煤工作面配風(fēng)只需配計算的風(fēng)量即可；上下平巷的風(fēng)量需乘以1.15；順風(fēng)流而下，分風(fēng)地點(diǎn)需加上其它風(fēng)路風(fēng)量分配給分風(fēng)前的風(fēng)路，直至確定風(fēng)量。根據(jù)實(shí)際需要由里向外的原則配風(fēng)，先定井下采掘工作面、火藥庫、硐室、等各用風(fēng)地點(diǎn)的有效風(fēng)量，再加上逆風(fēng)流方向和各風(fēng)路上的允許漏風(fēng)量，得到礦井的總風(fēng)量。 （1）采煤工作面，