通風(fēng)課程設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)題目：某礦礦體走向長(zhǎng)7～15m，采用下盤(pán)豎井階段石門(mén)開(kāi)拓，階段高40m。上部已有露天開(kāi)采，井下部分開(kāi)采深度400m。主井為箕斗井，不進(jìn)風(fēng)也不出風(fēng)。副井為罐籠井做為進(jìn)風(fēng)井。通風(fēng)系統(tǒng)為兩翼對(duì)角抽出式。采礦方法為有底柱的中深孔留礦法。作業(yè)面長(zhǎng)50m，電耙道沿走向布置，礦體薄時(shí)，布置單耙道，礦體厚時(shí)，布置雙耙道?；夭身樞蛴缮隙拢凰綖楹笸耸?。三個(gè)階段同時(shí)作業(yè)，包括礦柱回采、礦房回采和開(kāi)拓采準(zhǔn)，通風(fēng)系統(tǒng)見(jiàn)圖5。礦井年產(chǎn)礦石80萬(wàn)t，一個(gè)電耙道日出礦量270t。作業(yè)面一次爆破最大火藥量通風(fēng)時(shí)間8h。掘進(jìn)作業(yè)面按排塵計(jì)算風(fēng)量。采場(chǎng)和電耙道二次爆破火藥量3kg，通風(fēng)時(shí)間5min。工作面分布，東西兩翼相同，合計(jì)工作面數(shù)（包括備用作業(yè)面）如表8，井巷規(guī)格見(jiàn)表9。夏季反向自然風(fēng)壓126Pa。21114123956784圖51出礦平巷掘進(jìn)、采準(zhǔn)火藥庫(kù)11表9巷道長(zhǎng)度巷道斷面巷道周界0.0500.0100.0100.0100.0100.0100.0100.00812412435032017-1排風(fēng)井8″7.0410.82二、通風(fēng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容及步驟..................................4三、設(shè)計(jì)內(nèi)容..............................................4第一節(jié)、礦床的開(kāi)拓方案及采礦方法的選擇.................4第二節(jié)、初步擬定通風(fēng)系統(tǒng)...............................5第三節(jié)、風(fēng)量計(jì)算.......................................7參考文獻(xiàn).................................................213一、課程設(shè)計(jì)的性質(zhì)、目的、任務(wù)及基本要求術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，遵照《礦山安全規(guī)程》以及其他相應(yīng)的有關(guān)規(guī)定，以求建立一個(gè)安全、穩(wěn)定、可靠的經(jīng)濟(jì)合理的通風(fēng)系統(tǒng)，保證井下各工作最大的經(jīng)濟(jì)效益。二、通風(fēng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容及步驟1.礦床的開(kāi)拓方案及采礦方法選擇；2.初步擬定通風(fēng)系統(tǒng)；3.風(fēng)量計(jì)算；4.風(fēng)量的分配；5.全礦通風(fēng)阻力計(jì)算；6.風(fēng)量調(diào)節(jié)；7.風(fēng)機(jī)的選型；8.通風(fēng)費(fèi)用的計(jì)算；9.防塵措施；三、設(shè)計(jì)內(nèi)容：第一節(jié)、礦床的開(kāi)拓方案及采礦方法選擇根據(jù)設(shè)計(jì)原始資料以及礦床的賦存條件：礦體厚度為7—15m，采用下盤(pán)豎井階段石門(mén)開(kāi)拓，階段高40m。上部已有露天開(kāi)采，井下部分開(kāi)采深度400m。采礦方法為有底柱的中深孔留礦法。作業(yè)面長(zhǎng)50m，電耙道沿走向布置，礦體薄時(shí)，布置單耙道，礦體厚時(shí)，布置4包括礦柱回采、礦房回采和開(kāi)拓采準(zhǔn)，通風(fēng)系統(tǒng)為兩翼對(duì)角抽出式。第二節(jié)、初步擬定通風(fēng)系統(tǒng)目前金屬礦山常用的通風(fēng)系統(tǒng)根據(jù)進(jìn)風(fēng)井與回風(fēng)井的位置關(guān)系可以分為以下幾種布置方式，有中央式、對(duì)角式以及混合式；其中，離不得小于30m；兩翼對(duì)角式布置時(shí)，入風(fēng)井布置在礦體一翼，回風(fēng)井布置在礦體的另一翼。中央式布置的優(yōu)缺點(diǎn)：可以很快聯(lián)通，因此，投產(chǎn)比較快；井筒延生比較方便，可以先向下掘進(jìn)回風(fēng)井，在自下而上的掘進(jìn)入風(fēng)井。缺點(diǎn)：采用中央式通風(fēng)時(shí)，風(fēng)路比較長(zhǎng)，扇風(fēng)機(jī)所承擔(dān)的壓力比采時(shí)，風(fēng)流容易短路，因而造成大量的漏風(fēng)；當(dāng)其他地方?jīng)]有安全出口時(shí)，井下如果發(fā)生安全事故，危險(xiǎn)性比較大。對(duì)角式布置的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：負(fù)壓較小并且比較穩(wěn)定，漏風(fēng)量比較小，通風(fēng)簡(jiǎn)單可靠，56第三節(jié)、風(fēng)量計(jì)算（1）工作面需風(fēng)量：A、采場(chǎng)工作面風(fēng)量的計(jì)算：（a）按爆破后排煙計(jì)算風(fēng)量:V500A的需風(fēng)量：Q2.3式1）lgKtVt其中A：一次爆破的藥量V：回采工作面的空間t:通風(fēng)時(shí)間，一般取1800sKt：紊流擴(kuò)散系數(shù)，一般為0.8-1.0。由設(shè)計(jì)的采礦方法可得采場(chǎng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)：礦塊沿礦體走向布置，礦塊長(zhǎng)度一般為50-60m，由于該礦體的小值：50m。礦塊斜長(zhǎng)一般為40-60m,階段高度一般在20-30m之間。那么礦塊斜長(zhǎng)取40m，則階段高度取13.7m。那么采場(chǎng)的最大空?qǐng)鲶w積：V=50×40×2=40003根據(jù)一天的產(chǎn)量為500t，那么僅需要一個(gè)采場(chǎng)單獨(dú)作業(yè)就可以滿足一天的生產(chǎn)量。由于礦石的堅(jiān)固性系數(shù)f=8，經(jīng)查鑿巖爆破教材可知，炸藥單耗為2kg/m。3那么一次爆破的藥量：A=爆破的實(shí)方體積×炸藥單耗=（500÷1.2÷2.8）×27=298kg那么根據(jù)公式一：V500A=2.3×（4000/（0.9×Q2.3lgKtVt1800））×lg（500×298÷4000）=536m3/min（b）按排除粉塵計(jì)算風(fēng)量S則采場(chǎng)需風(fēng)量：Q..................公式200.772n其中：S0：硐室入風(fēng)口斷面積42n:射流受限系數(shù)，扁平硐室n=b/B,這里的B為入風(fēng)口寬度的一般；那么在該采礦方法的采場(chǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，由設(shè)計(jì)參數(shù)可知b=1.0m；B=50m經(jīng)計(jì)算：Q=4/（0.772+4.1）=135m3/min（c）按排柴油設(shè)備排放的廢氣計(jì)算風(fēng)量。使用柴油設(shè)備時(shí)的風(fēng)如下n................................公式30式中Q－坑內(nèi)柴油設(shè)備的需風(fēng)量，m3/min；q－單位功率的風(fēng)量指標(biāo)，q＝2.8-3.0，m3/（馬00力·min）；N－各種柴油設(shè)備按使用時(shí)間的百分比的總馬力數(shù)N＝N1K1+N2K2+N3K3+……+NnKn，馬力N1、N2、N3、……、Nn－各柴油設(shè)備的額定功率，馬力；8Kn－時(shí)間系數(shù)，即各種柴油設(shè)備每小時(shí)在坑內(nèi)作業(yè)的時(shí)間百分?jǐn)?shù)，％。算法。綜上可知，采場(chǎng)的需風(fēng)量為三種算法中的最大值：Q=536采場(chǎng)m3/minB、硐室需風(fēng)量計(jì)算：電耙絞車硐室：由設(shè)計(jì)的采礦方法圖紙可知，該采礦方法的一個(gè)采場(chǎng)中布置了3個(gè)電耙絞車硐室,電耙絞車類型為3DPJ-30耙礦絞車。其工作參數(shù)為2JPB-30型耙礦絞車主要參數(shù)：電機(jī)功率：30KW主繩平均拉力：28KN卷筒直徑：1600mm容繩量：85m外形尺寸：鋼絲繩直徑：16m1650*820*700mm總重量：1155kg則絞車硐室的需風(fēng)量為：Q1＝3×0.46×∑N=3×0.46×28=38.6m3/min井下炸藥庫(kù)：炸藥庫(kù)需風(fēng)，一般應(yīng)有貫穿風(fēng)流通過(guò)，貯存量在8t以上時(shí)，供風(fēng)量為100－150m3/min，貯存量在8t以下時(shí)，供風(fēng)量為50－100m3/min。由于一天的生產(chǎn)能力為500t，則井下所需儲(chǔ)存的炸藥量不會(huì)太多，應(yīng)該在8t以下，則炸藥庫(kù)的需風(fēng)量在50-100m3/min，取Q2=70m3/min。9豎井卷?yè)P(yáng)機(jī)硐室：選用卷?yè)P(yáng)機(jī)型號(hào)為JZ中單筒卷?yè)P(yáng)機(jī)，具體為JZ15m3/min電機(jī)車庫(kù)所需風(fēng)量，一般保持1－1.5m3/s的通過(guò)風(fēng)量。此處取為Q4=1.5m3/s；合計(jì)為90m3/min則綜上：硐室的總的需風(fēng)量為：Q=Q1+Q2+Q3+Q4=38.6+70+42+90=240.6m3/minC、掘進(jìn)獨(dú)頭的需風(fēng)量：道的風(fēng)量，則有按照爆破炮煙計(jì)算：QSrtp其中1800sl:巷道長(zhǎng)度r由設(shè)計(jì)的采礦方法圖可知L=40m=50m，斷面積A=4m2，一次爆破炸藥量算法同采場(chǎng)通風(fēng)時(shí)的計(jì)算過(guò)程：A=S×（進(jìn)尺）×（炸藥單耗）=4×2×2=16kg19那么Q16404m/s32m/min3/min33180019p1Q5041636m1800p2合計(jì)為二者之和：68m3/min按照排塵計(jì)算：Q=u×S0.25m/s則Q=0.25×4=1m3/s；合60m3/min那么按照排塵計(jì)算的獨(dú)頭需風(fēng)量為120m3/min綜合上面三種用風(fēng)地點(diǎn)的需風(fēng)量要求，則全礦的需風(fēng)量Q：總Q==536+241+120=897（m3/min）Q總（2）全礦總風(fēng)量：由于綜合漏風(fēng)系數(shù)取全礦=897×1.5=1345.5m3/min取整可得總風(fēng)量為1346m3/min,約合：22.4m3/s第四節(jié)、礦井風(fēng)量分配（1）、風(fēng)量分配的基本要求1、回采工作面的風(fēng)量應(yīng)按照最大計(jì)算風(fēng)量進(jìn)行分配；備采工作面的風(fēng)量按回采工作面的50%風(fēng)量分配；掘進(jìn)工作面按局部通風(fēng)計(jì)算風(fēng)量進(jìn)行分配；2、井下炸藥庫(kù)、充電硐室、破碎硐室、主溜井等應(yīng)獨(dú)立供風(fēng)，按計(jì)算風(fēng)量分配，回風(fēng)應(yīng)導(dǎo)入總回風(fēng)道；3、礦井通風(fēng)系統(tǒng)為多井口進(jìn)風(fēng)時(shí)，各進(jìn)風(fēng)風(fēng)路的風(fēng)量，對(duì)專題量；對(duì)非專題，可根據(jù)進(jìn)風(fēng)巷道可能漏風(fēng)狀況、巷道風(fēng)阻、進(jìn)風(fēng)巷道行分配；4、一切需風(fēng)工作面和有風(fēng)流通過(guò)的井巷，其風(fēng)速必須符合安全規(guī)程規(guī)定。（2）、風(fēng)量分配的方法1、新建礦井的風(fēng)量分配在設(shè)計(jì)階段，新建礦井的漏風(fēng)地點(diǎn)和漏風(fēng)量一般難以確切預(yù)計(jì)。因此，采用不考慮各地段漏風(fēng)量，而采用風(fēng)量備用系數(shù)的方法進(jìn)行：區(qū)段所有井巷），應(yīng)在設(shè)計(jì)計(jì)算需風(fēng)量的基礎(chǔ)上乘以風(fēng)量備用系數(shù)，進(jìn)行分配。通風(fēng)網(wǎng)路結(jié)構(gòu)示意圖上，漏風(fēng)風(fēng)路可用一條通大氣的插入線來(lái)表示；通風(fēng)時(shí)，在回風(fēng)段的始點(diǎn)上畫(huà)一條漏風(fēng)風(fēng)路連通大氣使礦井風(fēng)量平衡。2、改擴(kuò)建礦井的風(fēng)量分配改擴(kuò)建礦井有條件時(shí)，應(yīng)測(cè)出通風(fēng)網(wǎng)路內(nèi)各區(qū)段的實(shí)際漏風(fēng)量。量。出漏風(fēng)風(fēng)路并連通大氣。若無(wú)漏風(fēng)資料（實(shí)測(cè)資料），則應(yīng)進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，摸清坑內(nèi)外老硐、空區(qū)、裂隙等漏風(fēng)點(diǎn)大體情況，再結(jié)合通風(fēng)方式考慮風(fēng)量分配，或按新建礦山風(fēng)量分配方法進(jìn)行。漏措施，在進(jìn)行風(fēng)量分配時(shí)，應(yīng)考慮到堵漏措施這一因素。故設(shè)計(jì)漏風(fēng)量往往應(yīng)低于實(shí)測(cè)漏風(fēng)量。第五節(jié)、全礦通風(fēng)阻力的計(jì)算：由于風(fēng)阻（沿程阻力）的計(jì)算公式：LPS3LPiiinhRQtQQ222S3ii1ihh局部阻力的計(jì)算公式：jt那么根據(jù)通風(fēng)的網(wǎng)路圖計(jì)算各阻力可得結(jié)果如下表所示：表2摩擦風(fēng)阻計(jì)算表巷道編號(hào)R(N·（m3/s）h/pa度L，面S，界P，4mm″″″″巷0井子子″″井″脈″巷″″″″″由上表計(jì)算可知，全礦的最大通風(fēng)阻力（沿程）：H沿程+15.66+19.46+69.35+66.49+76.46+39.49+156.38=1147.51pa局部阻力：h=147.51×0.3=344.253pa那么全礦的總阻力h=1147.51+344.253=1491.763pa第六節(jié)、風(fēng)量調(diào)節(jié)壓，需要在哪些巷道安設(shè)調(diào)節(jié)設(shè)施，采用何種調(diào)節(jié)方法即可。出最優(yōu)調(diào)節(jié)方法，并進(jìn)行具體計(jì)算。1、風(fēng)窗調(diào)節(jié)的計(jì)算風(fēng)窗面積按下式計(jì)算：當(dāng)Sw/S≤0.5時(shí)：Sw=m2當(dāng)SW/S0.5時(shí)：Sw=m2或SW=m2或SW=m2Q——安設(shè)風(fēng)窗巷道的風(fēng)量（按需分配的），m3/s；S——安設(shè)調(diào)節(jié)風(fēng)窗處的巷道斷面積，m2；hw——調(diào)節(jié)風(fēng)窗所造成的局部阻力，mmH2O；Rw——調(diào)節(jié)風(fēng)窗所造成的局部風(fēng)阻，kμ。S1'=或S1'=S1m2式中：S1'——擴(kuò)大后的巷道斷面；——巷道摩擦阻力系數(shù)（擴(kuò)大后的）；L——巷道長(zhǎng)度（擴(kuò)大段）；C——常數(shù)，梯形巷道C=4.03~4.28；三心拱C=3.8~4.06；半圓拱C=3.78~4.11；R1'——L長(zhǎng)巷道擴(kuò)大斷面積后的風(fēng)阻值。P'1=CR1'——需降低風(fēng)阻巷道的風(fēng)阻值；1'——新支護(hù)的摩擦阻力系數(shù)；S1、P1、L1——巷道的斷面積，周長(zhǎng)及長(zhǎng)度。2、輔扇調(diào)節(jié)的計(jì)算（1）、有風(fēng)墻的輔扇力之差值，即為輔扇的工作風(fēng)壓HB，或輔扇所在的閉合網(wǎng)孔中風(fēng)壓路所需要的風(fēng)量QB，即為輔扇的風(fēng)量。（2）、無(wú)風(fēng)墻的輔扇風(fēng)量，無(wú)風(fēng)墻輔扇的有效風(fēng)壓（用于克服巷道阻力的部分能量）可按下式計(jì)算：ΔH=KmmH2O其中：Hv——輔扇出口的動(dòng)壓，；——輔扇出口的風(fēng)速，m/s；——輔扇出口的斷面（安裝引射器時(shí)為引射器出口斷面）；S——輔扇安設(shè)處的巷道斷面，m2；K——實(shí)驗(yàn)系數(shù)，它與輔扇在巷道中的安裝條件有關(guān)。該值變化于1.5~1.8，安裝條件較好時(shí)取大值。第七節(jié)、風(fēng)機(jī)的選型：扇風(fēng)機(jī)的風(fēng)量：Q=1.1×22.4=24.6m3/s扇風(fēng)機(jī)的壓力：hh+h=100+30=130p其中扇風(fēng)機(jī)出口動(dòng)壓損失取30p此時(shí)的風(fēng)阻：R=h/Q=130/24.6=0.215NS/m222以及下表，易知，扇風(fēng)機(jī)選用:ff52388.4120.8123ηηη：分別為電動(dòng)機(jī)、變壓器、電線的數(shù)出功率，123IeW=（52388.4×1.5）/165000=0.5元/噸A單位采掘礦石量的通風(fēng)電耗：T?S?D?We=千瓦小時(shí)/噸?A7.5小時(shí)/班，局扇取6小時(shí)/班S－扇風(fēng)機(jī)每晝夜運(yùn)轉(zhuǎn)的班數(shù)；3班D－每年工作天數(shù)（天/年）；330天A－本通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)的年采掘礦石量（噸/年）；165000噸W－扇風(fēng)機(jī)輸入功率（千瓦）；18.5KW經(jīng)計(jì)算：e=(7.5×3×330×18.5)/165000=0.83千瓦小時(shí)/噸?年產(chǎn)萬(wàn)噸耗風(fēng)量：Q?扇g=/S/萬(wàn)噸/年Am3式中：——扇風(fēng)機(jī)工作量，/S；25m3/sQm3扇經(jīng)計(jì)算g=（25×10000）/16.5=151516/S/萬(wàn)噸/年m3第九節(jié)、防塵措施9.1礦山粉塵及其防治礦山粉塵不僅是構(gòu)成礦塵爆炸隱患、成為作業(yè)人員職業(yè)病和生產(chǎn)環(huán)境惡化之源，還會(huì)加速機(jī)械磨損，縮短精密儀器使用壽命，降低工作場(chǎng)所能見(jiàn)度，增加工傷事故的發(fā)生。9.2礦山粉塵防治技術(shù)干式鑿巖捕塵）濕式鑿巖是國(guó)內(nèi)外巖巷掘進(jìn)行之有效的基本防塵方法。在無(wú)法實(shí)施濕式鑿巖時(shí)，如巖石遇水會(huì)膨脹、巖石裂隙發(fā)育、實(shí)施濕技術(shù)。9.2.2、爆破防塵（水炮泥、放炮噴霧）水泡泥：水炮泥袋是煤礦井下放炮除塵、預(yù)防電火花用的專用產(chǎn)布在空氣中，可起到降塵、降溫和吸收有毒有害氣體的作用。放炮噴霧：這是簡(jiǎn)單有效的降塵措施，