八礦丁一采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、 八礦己一采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)專 業(yè)：采礦工程班 級(jí)：09 級(jí)姓 名：冀 廣 宇目 錄第一章 采區(qū)概況第二章 采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)一、采區(qū)進(jìn)回風(fēng)上山的選擇二、采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷與回風(fēng)巷的布置三、采煤工作面上行風(fēng)與下行風(fēng)的選擇第三章 采區(qū)所需風(fēng)量的確定一 、采煤工作面所需風(fēng)量的計(jì)算 二 、備用工作面所需風(fēng)量的計(jì)算三 、掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量的計(jì)算四 、采區(qū)硐室所需風(fēng)量的計(jì)算五 、采區(qū)總需風(fēng)量的計(jì)算第四章 計(jì)算礦井通風(fēng)總阻力一 、礦井通風(fēng)總阻力的計(jì)算原則二 、計(jì)算兩個(gè)時(shí)期的摩擦阻力第五章 選擇礦井通風(fēng)設(shè)備一 、選擇主要通風(fēng)機(jī)二 、選擇電動(dòng)機(jī)第六章 概算礦井通風(fēng)費(fèi)用一、設(shè)備折舊費(fèi)二、動(dòng)力費(fèi)用三、工資費(fèi)用四、材料消耗費(fèi)

2、五、井巷工程折舊費(fèi)和維護(hù)費(fèi)六、通風(fēng)儀表的購置費(fèi)和維修費(fèi) 第一章采區(qū)概況序號(hào)項(xiàng)目內(nèi)容說明1采區(qū)位置該采區(qū)位于八礦井田西翼，西起十礦己組煤層保護(hù)煤柱線，東至工業(yè)廣場己組煤保護(hù)煤柱線，地面無高大建筑物及水體，僅有進(jìn)礦公路及礦區(qū)鐵路。2地質(zhì)條件礦井雙翼分采區(qū)開采，開采單一煤層。井田走向長2km，傾斜長1km，煤層厚度平均2m，傾角15度，容重1.42t/m3。煤層無露頭，黃土與沖擊層覆蓋厚度為50米。主采煤層頂板為1m泥巖（或泥質(zhì)頁巖），直接頂為2m的砂巖，老頂為4m的頁巖。（附：煤巖層綜合柱狀圖）巖，老頂為43開采條件立井單水平開采，地面標(biāo)高0米，水平標(biāo)高-200米4自然災(zāi)害條件采區(qū)瓦斯相對(duì)涌出量8

3、m3/min，正常涌水量10m3/min，煤層自燃發(fā)火期12個(gè)月，煤塵爆炸性指數(shù)為18。5設(shè)計(jì)年限礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)量60萬噸，服務(wù)年限5年。6采掘工作面布置采區(qū)內(nèi)布置綜采工作面1個(gè)，備用采面1個(gè)，掘進(jìn)工作面2個(gè)。煤巖層綜合柱狀圖己一采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)圖第二章 采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)一 、 采區(qū)進(jìn)回風(fēng)上山的選擇采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的主要組成單元, 包括：采區(qū)進(jìn)風(fēng)、回風(fēng)和工作面進(jìn)、回風(fēng)巷道組成的風(fēng)路連接形式及采區(qū)內(nèi)的風(fēng)流控制設(shè)施。 （一）、采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求 1、每一個(gè)采區(qū)， 都必須布置回風(fēng)道，實(shí)行分區(qū)通風(fēng)。 2、采煤和掘進(jìn)工作面應(yīng)獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)。有特殊困難必須串聯(lián)通風(fēng)時(shí)應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。 3、煤層傾角大于12

4、°的采煤工作面采用下行通風(fēng)時(shí)，報(bào)礦總工程師批準(zhǔn)， 4、采煤和掘進(jìn)工作面的進(jìn)風(fēng)和回風(fēng)，都不得經(jīng)過采空區(qū)或冒落區(qū)。 （二）、采區(qū)進(jìn)風(fēng)上山與回風(fēng)上山的選擇 上（下）山至少要有兩條；對(duì)生產(chǎn)能力大的采區(qū)可有3條或4條上山。 比較：軌道上山進(jìn)風(fēng)，新鮮風(fēng)流不受煤炭釋放的瓦斯、煤塵污染及放熱影響，輸送機(jī)上山進(jìn)風(fēng)，運(yùn)輸過程中所釋放的瓦斯，可使進(jìn)風(fēng)流的瓦斯和煤塵濃度增大，影響工作面的安全衛(wèi)生條件。采區(qū)內(nèi)部設(shè)軌道、皮帶、回風(fēng)三條上山，采用“兩進(jìn)一回”的通風(fēng)方式，其中軌道、皮帶上山進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)上山專用回風(fēng)。二、 采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷與回風(fēng)巷布置 （一）、采煤工作面上行風(fēng)與下行風(fēng)選擇上行通風(fēng)和下行通風(fēng)是指風(fēng)流在傾斜

5、井巷中特指采煤工作面而言流動(dòng)的方向。向上流動(dòng)的叫上行風(fēng)，向下流動(dòng)的叫下行風(fēng)。它們的優(yōu)缺點(diǎn)是： 、下行風(fēng)的方向與瓦斯自然流向相反，二者易于混合且不易出現(xiàn)瓦斯分層流動(dòng)和局部積存的現(xiàn)象； 、上行風(fēng)比下行風(fēng)工作面的氣溫要高； 、下行風(fēng)比上行風(fēng)所需要的機(jī)械風(fēng)壓要大；、下行風(fēng)在起火地點(diǎn)瓦斯爆炸的可能性比上行風(fēng)要大。我國絕大多數(shù)礦井的采煤工作面采用“上行風(fēng)”，因此八礦己一采區(qū)采煤工作面采用“上行風(fēng)”。（二）、采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷與回風(fēng)巷布置八礦己一采區(qū)采煤工作面采用“U”型通風(fēng)方式，進(jìn)風(fēng)巷布置在皮帶運(yùn)輸巷，回風(fēng)巷布置在風(fēng)巷，主要原因是由于：1、 通風(fēng)系統(tǒng)簡單、可靠；2、 皮帶運(yùn)輸巷機(jī)電設(shè)備多，作為進(jìn)風(fēng)巷，可以有

6、效避免因電器設(shè)備失爆等原因而帶來的災(zāi)害事故；第二章 采區(qū)所需風(fēng)量的確定一、 采煤工作面所需風(fēng)量的計(jì)算每個(gè)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)等因素分別進(jìn)行計(jì)算，取其中最大值。下面對(duì)己15-11010采面所需風(fēng)量進(jìn)行計(jì)算。1、按瓦斯涌出量計(jì)算Q采=100×q瓦采×K采通=100×2.27×1.5=340.5(m3/min）式中：Q采工作面實(shí)際需要風(fēng)量（m3/min）q瓦采采面瓦斯絕對(duì)涌出量（m3/min），2.27m3/minK采通瓦斯涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)，取1.52、根據(jù)勞動(dòng)氣象條件計(jì)算：Q采=QK×Kt

7、×Kh×K1=340×1.8×1.2×1.1=807.84（m3/min）式中：QK基本風(fēng)量，氣溫超過26時(shí)，QK取330至360，本工作面取340。Kt工作面溫度系數(shù)，K1=at-b其中：t為工作面溫度，在26至30度時(shí)，a取0.2275，b取4.555,本工作面溫度按28度預(yù)計(jì)，則Kt=0.2275×28-4.555=1.8Kh工作面高度系數(shù)，Kh=CHA=1.0×2.0×0.6=1.2式中：C支護(hù)方式系數(shù)，綜采取1.0H采高2.0mA工作面有效斷面系數(shù)取0.55-0.6K1工作面走向長度系數(shù)，本工作面取1.1

8、3、按人數(shù)計(jì)算實(shí)際需要風(fēng)量：Q采=4×K×N=4×1.5×100=600m3/min式中：N工作面同時(shí)工作最多人數(shù)100人 K-風(fēng)量備用系數(shù)，取1.5綜合以上三種計(jì)算，確定該工作面風(fēng)量為810m3/min。4、按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算 Qmax=4×60Smin×K=4×60×2.0×3.615×0.75=1301.4 m3/minQmin=1/4×60Smax×K=0.25×60×2.0×4.215×0.75=98.8m3/min式中：Smax

9、、Smin為最大、最小有效通風(fēng)面積，K：有效斷面積系數(shù) 取0.75。所以工作面風(fēng)量確定為810m3/min。二、備用工作面所需風(fēng)量的計(jì)算根據(jù)備用工作面的供風(fēng)量通常取其條件相似的生產(chǎn)工作面的需風(fēng)量之半的原則，己15-11020備采面所需風(fēng)量是己15-11010采面所需風(fēng)量的一半，即405 m3/min，運(yùn)用風(fēng)速演算，備采工作面風(fēng)量完全可以滿足規(guī)程規(guī)定最低風(fēng)速要求。三、掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量的計(jì)算每個(gè)獨(dú)立通風(fēng)的掘進(jìn)工作面實(shí)際需風(fēng)量，應(yīng)按瓦斯或二氧化碳涌出量、炸藥用量、風(fēng)速和人數(shù)等規(guī)定要求分別進(jìn)行計(jì)算，取其中的最大值，再按局部通風(fēng)機(jī)吸入風(fēng)量定全風(fēng)壓供風(fēng)量。下面對(duì)己15-11030風(fēng)巷所需風(fēng)量進(jìn)行計(jì)算。1

10、、按瓦斯涌出量計(jì)算Q掘=100×q瓦掘×K掘通=100×1.44×1.8=259.2m3/min式中：Q掘 掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量（m3/min）Q瓦掘掘進(jìn)工作面的瓦斯平均絕對(duì)涌出量（m3/min）q掘通掘進(jìn)工作面瓦斯涌出不均衡系數(shù)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際觀察結(jié)果確定，取1.5-2.0。取1.8。2、按炸藥用量計(jì)算Q掘=（7.35-25）×A=（7.35-25）×5.2=130（m3/min）式中：A掘進(jìn)工作面一次爆破的最大炸藥用量（Kg） 炸藥系數(shù)取值，一般情況一次全斷面爆破取較小值，分次爆破取較大值。3、按人數(shù)計(jì)算實(shí)際需要風(fēng)量：Q掘=4

11、15;N=4×30=120m3/min式中：N掘進(jìn)工作面同時(shí)工作最多人數(shù)，30人4、按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算 Qmax=4×60Smin =4×60×2.0×8=1735.2m3/minQmin=1/4×60Smax =0.25×60×2.0×8=98.8m3/min式中：Qmax、Qmin為最大、最小風(fēng)速。所以工作面風(fēng)量確定為260m3/min，因此該掘進(jìn)工作面選用28KW局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)。5、全風(fēng)壓供風(fēng)量計(jì)算按以上四條計(jì)算后的最大風(fēng)量作為掘進(jìn)工作面的需風(fēng)量Q掘，那么該工作面的全風(fēng)壓供風(fēng)量為：Q掘供=N×

12、Q吸+9S大=1×260+9×8=332（m3/min）式中：Q吸局部通風(fēng)機(jī)的實(shí)際吸入風(fēng)量（m3/min），局部通風(fēng)機(jī)選型以Q掘?yàn)橐罁?jù)，并且Q吸不小于Q掘。 N向掘進(jìn)工作面同時(shí)供風(fēng)的局部通風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)，取1臺(tái)。 S大風(fēng)機(jī)至掘進(jìn)工作面回風(fēng)口之間的巷道最大斷面積（m2），取8 m2。由于己15-11030機(jī)巷工作面生產(chǎn)基本狀況與己15-11030風(fēng)巷相似，所以兩個(gè)掘進(jìn)工作面的全風(fēng)壓供風(fēng)量為664 m3/min。四、采區(qū)硐室所需風(fēng)量計(jì)算采區(qū)硐室所需風(fēng)量需按不同類型進(jìn)行計(jì)算。1、爆破材料庫實(shí)際需風(fēng)量，應(yīng)按每小時(shí)4次換氣量計(jì)算：Q爆=0.07×V=0.07×120=8

13、4（m3/min）式中：V包括聯(lián)絡(luò)巷在內(nèi)的庫房空間總體積（m3）。2、其它硐室實(shí)際需風(fēng)量，按經(jīng)驗(yàn)值給定：采區(qū)絞車房及變電硐室為60-80 m3/min充電硐室為100-200 m3/min己一采區(qū)井下現(xiàn)有存放爆破炸藥庫1個(gè)，需風(fēng)量84 m3/min；絞車房1個(gè)，需風(fēng)量80 m3/min；變電所1個(gè)，需風(fēng)量80 m3/min；采區(qū)硐室合計(jì)需風(fēng)量244 m3/min。五、采區(qū)總需風(fēng)量計(jì)算采區(qū)總需風(fēng)量計(jì)算應(yīng)按下列要求分別計(jì)算，取其中最大值。1、按井下同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算：Q需=4×N×K礦通=4×200×1.25=1000（m3/min）式中：Q需采區(qū)總需風(fēng)

14、量（m3/min） N井下同時(shí)工作的最多人數(shù)（人） K礦通礦井通風(fēng)系數(shù)，包括礦井內(nèi)部漏風(fēng)和配風(fēng)不均勻的因素 K礦通=1.20-1.25，取1.252、按采煤、掘進(jìn)、硐室及其它地點(diǎn)實(shí)際需要風(fēng)量的總和計(jì)算：Q需=（Q采+Q掘+Q硐+Q備）×K礦通=（810+664+244+405）×1.25=2653.75（m3/min）按以上兩條計(jì)算后的最大風(fēng)量作為采區(qū)的總需風(fēng)量Q需，那么己一采區(qū)的總需風(fēng)量為2653.75 m3/min。第三章 計(jì)算礦井通風(fēng)總阻力一、阻力測定原則1、礦井通風(fēng)設(shè)的總阻力，不應(yīng)超過2940Pa。 2、礦井井巷的局部阻力，新建礦井按井巷摩擦阻力的10%計(jì)算，擴(kuò)建礦

15、井宜按井巷摩擦阻力的15%計(jì)算。通風(fēng)阻力測定的基本內(nèi)容是通過測量各類型巷道的通風(fēng)阻力和風(fēng)量，以標(biāo)定它們的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)阻值和摩擦阻力系數(shù)值，做為礦井通風(fēng)技術(shù)管理的基本資料，同時(shí)，了解各個(gè)通風(fēng)路線上的阻力分布情況。二、阻力測定方法采用氣壓計(jì)基點(diǎn)法進(jìn)行測量：將兩臺(tái)同型號(hào)的氣壓計(jì)帶至地面井口附近或井底車場，同時(shí)讀取壓力值，然后一臺(tái)留 在原地，每隔一段時(shí)間(510min)讀取壓力值，另一臺(tái)沿測咪記錄測壓時(shí)間，并讀取壓力值，其兩點(diǎn)間的通風(fēng)阻力可用下式計(jì)算：hr1-2= K1(P1,-P2)- K2(P01- P02)+ 1V12/2-1V12/2+12g(Z1,-Z2)式中：hr1-2-兩點(diǎn)間的通風(fēng)阻力，paP

16、1,P2-分別為井下測量氣壓計(jì)在巷道內(nèi)沿風(fēng)流方向的如測點(diǎn)和末測點(diǎn)的壓力值，paP01, P02-分別為讀取壓力值時(shí)，基點(diǎn)校正氣壓計(jì)的相應(yīng)讀值，paK1, K2-分別為井下測量用氣壓計(jì)與基點(diǎn)校正氣壓計(jì)的食品校正系數(shù)；V1, V2-分別為始、末測點(diǎn)處的風(fēng)速，m/s1, 2,-分別為始、末測點(diǎn)的空氣密度，Kg/m3Z1, Z2-分別為始、末測點(diǎn)的標(biāo)高，m；1-2, -分別為始、末測點(diǎn)的的空氣的平均密度，Kg/m3三、圖紙資料的準(zhǔn)備根據(jù)2006年1月份采掘工程平面圖和通風(fēng)系統(tǒng)圖和當(dāng)月的通風(fēng)報(bào)表，繪制成通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖，根據(jù)礦井實(shí)際情況，對(duì)網(wǎng)絡(luò)圖進(jìn)行適當(dāng)簡化，其節(jié)點(diǎn)的合并與取舍主要以能夠真實(shí)地反映通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)

17、結(jié)構(gòu)，又能夠便于測量和計(jì)算為依據(jù)，節(jié)點(diǎn)標(biāo)高由地測部門提供。四、選擇測定路線和確定測點(diǎn)根據(jù)礦井實(shí)際情況，每一回路確定一條主測路線，以控全礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，主測路線以外的分支根據(jù)實(shí)際風(fēng)量、斷面、支護(hù)形式采用計(jì)算機(jī)模擬掛網(wǎng)解算，算法采用牛頓迭代法。五、儀器設(shè)備精密數(shù)字氣壓計(jì)兩臺(tái)高中速風(fēng)表各兩塊秒表2個(gè)干濕球溫度計(jì)2個(gè)皮尺2個(gè)計(jì)算表格若干人員組織與分工測量時(shí)將人員分成兩組，即地面觀測組和井一測量組 ，其中井下測量組 負(fù)責(zé)測壓、測風(fēng)、巷道斷面、長度、溫度和記錄工作，地面組負(fù)責(zé)地面氣壓的觀測，地面每5分鐘一個(gè)記錄。六、數(shù)據(jù)的整理和計(jì)算對(duì)所測數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，其中密度公式 =0.003484P/T(1-0.378P

18、s/P)式中：密度，KG/M3P空氣壓力pa相對(duì)濕度%Ps飽合洪水蒸氣壓力pa根據(jù)2007年度八礦通風(fēng)阻力測定，礦井通風(fēng)阻力為1650Pa。第五章 選擇礦井通風(fēng)設(shè)備一、礦井通風(fēng)設(shè)備的要求： 1、礦井必須裝設(shè)兩套同等能力的主通風(fēng)設(shè)備，其中一套作備用。 2、選擇通風(fēng)設(shè)備應(yīng)滿足第一開采水平各個(gè)時(shí)期工況變化，并使通風(fēng)設(shè)備長期高效率運(yùn)行。 3、風(fēng)機(jī)能力應(yīng)留有一定的余量。 4、進(jìn)、出風(fēng)井井口的高差在150m以上，或進(jìn)、出風(fēng)井井口標(biāo)高相同，但井深400m以上時(shí)，宜計(jì)算礦井的自然風(fēng)壓。二、概述八礦風(fēng)井現(xiàn)安裝2K58-No24-35型，轉(zhuǎn)速為741r/min的軸流式風(fēng)機(jī)，電機(jī)額定功率為500KW。大型主要通風(fēng)機(jī)

19、的服務(wù)年限一般在25年左右。為了使其在整個(gè)服務(wù)年限內(nèi)的工況點(diǎn)始終處于較合理的范圍內(nèi)，選擇風(fēng)機(jī)時(shí)必需考慮風(fēng)機(jī)所工作系統(tǒng)的通風(fēng)容易和困難兩個(gè)時(shí)期。三、選型依據(jù)在對(duì)全礦井產(chǎn)量規(guī)劃和采掘工作面接替認(rèn)真進(jìn)行安排的基礎(chǔ)上，制定了八礦風(fēng)井通風(fēng)容易時(shí)期的通風(fēng)系統(tǒng)方案7n和八礦風(fēng)井通風(fēng)困難時(shí)期方案8n，并應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)對(duì)其進(jìn)行了模擬。根據(jù)模擬結(jié)果的通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量和風(fēng)壓參數(shù)，按照通常選擇風(fēng)機(jī)及其配套電機(jī)的原則，提出了風(fēng)機(jī)選擇的建議。選擇風(fēng)機(jī)的主要參數(shù)如表所示：風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)及電機(jī)功率計(jì)算表時(shí)期風(fēng)量m3/s風(fēng)壓Pa電機(jī)效率%傳動(dòng)效率%空氣效率%備用系數(shù)電機(jī)功率KW輸入功率KW容易時(shí)期9012500.850.980.61.2982552困難時(shí)期10215500.90.980.81.21714689初期電機(jī)功率N= =1297KW，根據(jù)2004年8月25日匯報(bào)會(huì)上集團(tuán)公司和八礦意見，選擇BDK-10-36型或具有相同性能的其它類型風(fēng)機(jī)。第六