礦井通風(fēng)課程設(shè)計

中國礦業(yè)大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院礦井通風(fēng)與平安課程設(shè)計小組成員：設(shè)計題目新三礦120萬t/a新井通風(fēng)設(shè)計班級指導(dǎo)教師成績?nèi)掌谀夸汿OC\o"1-2"\h\u249041礦井設(shè)計概況 1136261.1礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征 1119701.2井田開拓 1250301.3巷道布置與采煤方法 2109672礦井通風(fēng)系統(tǒng)擬定 398502.1通風(fēng)系統(tǒng)擬定原那么和要求 3305892.2礦井通風(fēng)方式的選擇 480372.3礦井通風(fēng)方案技術(shù)經(jīng)濟比擬 7252852.4礦井主要通風(fēng)機工作方法 89063帶區(qū)通風(fēng) 9194553.1帶區(qū)進(jìn)、回風(fēng)上山的通風(fēng)系統(tǒng) 9286753.2回采工作面通風(fēng)方式選擇 10211774掘進(jìn)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計 11106294.1掘進(jìn)通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計原那么 1199314.2掘進(jìn)通風(fēng)方法選擇 11283314.3掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量計算 13189114.5掘進(jìn)通風(fēng)技術(shù)管理和平安措施 1725495礦井風(fēng)量計算與分配 18220325.1礦井總風(fēng)量的計算 1821405.2礦井風(fēng)量分配 21250645.3風(fēng)速驗算 2298436礦井通風(fēng)阻力計算 2330006.1通風(fēng)阻力的計算原那么 24233376.2通風(fēng)容易時期和困難時期確實定 24264396.3礦井通風(fēng)阻力計算 27110226.4礦井通風(fēng)總阻力 29248327礦井通風(fēng)設(shè)備選型 30200357.1礦井通風(fēng)設(shè)備選型要求 30246767.2礦井自然風(fēng)壓 31181057.3通風(fēng)機選擇 31323207.4電動機選擇 3356387.5礦井主要通風(fēng)設(shè)備要求 34229947.6通風(fēng)附屬裝置及其平安技術(shù) 35231768礦井通風(fēng)費用概算 36275918.1噸煤通風(fēng)電費 36222298.2通風(fēng)設(shè)備的折舊費和維修費 37282818.3專用通風(fēng)巷道的維護費 38157658.4通風(fēng)員工工資費用 38278668.5噸煤通風(fēng)本錢 38115689結(jié)論 3821993參考文獻(xiàn) 391礦井設(shè)計概況1.1礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征1〕礦區(qū)概述峰峰集團新三礦位于河北省邯鄲市西南部，隸屬邯鄲市峰峰礦區(qū)管轄。礦井北以技術(shù)邊界與泉頭井田相鄰；南至F26號斷層與梧桐莊井田分界；西至技術(shù)邊界與三礦井田相隔；東至F8號斷層與九龍礦相望。井內(nèi)的氣象參數(shù)按表1所列的平均值選取。表1空氣平均密度一覽表季節(jié)地點進(jìn)風(fēng)井筒〔kg/m3〕出風(fēng)井筒〔kg/m3〕冬1.181.16夏1.251.202〕井田地質(zhì)特征井田南北平均長4.9km，東西平均寬3.7km，井田面積18.13km2。3〕煤層特征本礦井可采煤層有2煤層，其煤層平均厚度為4.2m，具體參見圖1綜合地質(zhì)柱狀圖。根據(jù)精查地質(zhì)報告的瓦斯地質(zhì)資料，新三礦瓦斯絕對涌出量32m3/min，相對涌出量10.82m3/t，因此，本煤層按高瓦斯煤層設(shè)計。據(jù)煤芯煤樣爆炸性實驗：煤塵爆炸指數(shù)9.74%,不具有爆炸危險性。據(jù)煤芯煤樣測定結(jié)果，本煤層都沒有自然發(fā)火傾向。煤層自燃等級屬于不易自燃。1.2井田開拓1〕井田境界與儲量礦井地質(zhì)資源量：2#煤110.55〔Mt〕，礦井工業(yè)儲量108.34〔Mt〕，礦井可采儲量80.63〔Mt〕，本礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為120萬t/年。工業(yè)廣場的尺寸為300m×400m的長方形，工業(yè)廣場的煤柱量為335(萬t)。2〕礦井工作制度、設(shè)計生產(chǎn)能力及效勞年限本礦井設(shè)計生產(chǎn)能力按年工作日330天計算，“三八”工作制，即二班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備，每班凈工作時間為8小時，凈提升時間為16小時。本礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力為120萬噸/年,礦井效勞年限為51.69年。圖1綜合地質(zhì)柱狀圖3〕井田開拓工業(yè)場地的位置選擇在主、副井井口附近，即井田中央。根據(jù)工業(yè)場地占地面積指標(biāo)，確定地面工業(yè)場地的占地面積為12公頃，形狀為矩形，長邊平行于井田走向，長為400m，寬為300m。選用立井單水平開拓暗斜井延深，一水平劃分為兩個帶區(qū)，二水平劃分為四個帶區(qū)。井底車場為梭式車場，井口標(biāo)高為+166m。立井井口設(shè)在井田中央即井田儲量中央，一水平布置三條主要運輸巖石大巷，二水平采用暗斜井延深至-370m水平后，設(shè)置二條主要運輸巷、一條回風(fēng)巷，兩條運輸大巷均布置在煤層底板巖石中，回風(fēng)大巷在煤層中沿煤層地板走向布置。主副井井筒設(shè)在井田中央靠近煤層的上部。設(shè)主副井、風(fēng)井各一個。礦井通風(fēng)方式為中央并列式，主、副井進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)井回風(fēng)，通風(fēng)機工作方式為抽出式。1.3巷道布置與采煤方法1〕帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計首采帶區(qū)〔一帶區(qū)〕位于井田北翼，大巷西部。開拓巷道布置三條大巷，三條大巷采用兩進(jìn)一回的通風(fēng)方式。工作面采用”U”型通風(fēng)，分帶運輸斜巷出煤兼進(jìn)風(fēng)，與帶區(qū)運輸大巷、軌道大巷相連，分帶回風(fēng)斜巷運料兼回風(fēng)，與帶區(qū)回風(fēng)大巷相連。上分帶運輸斜巷與下分帶回風(fēng)斜巷間距12m。三條大巷之間間距30m。兩側(cè)留設(shè)30m保護煤柱。首采帶區(qū)走向長度1600米，傾向平均2080米，煤層厚4.2m，傾角6～10°，屬近水平煤層或緩斜煤層。由于煤層較厚，采用綜合機械化采煤法。根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：綜采工作面長度一般不小于150m。但結(jié)合本礦井的實際情況，帶區(qū)工作面的長度為175m可以滿足產(chǎn)量的要求，又因設(shè)備技術(shù)先進(jìn)，故確定帶區(qū)工作面的長度為180m。各條帶之間留設(shè)12m保護煤柱，采用雙巷掘進(jìn)的方法掘進(jìn)回采巷道。根據(jù)新三礦煤層的賦存條件，適宜建設(shè)高產(chǎn)高效礦井，因此本設(shè)計采用一礦一面達(dá)產(chǎn)。開采首帶區(qū)時，在其相鄰北側(cè)開掘準(zhǔn)備及回采巷道，為工作面接替做好準(zhǔn)備。待首采帶區(qū)一分帶全部采完后，相鄰北側(cè)分帶工作面已經(jīng)準(zhǔn)備出來，可以投入生產(chǎn)，依次類推。因此，設(shè)計的工作面接替順序為順采。2〕采煤方法主采煤層選用綜采開采工藝，傾斜長壁全部垮落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)選用配套設(shè)備：液壓支架ZZ4000/18/38、，ZC186—ZZ38的采煤機、刮板輸送機SGZ—764/264A、SZB-764/132型轉(zhuǎn)載機、PCM110型破碎機、SSJ1000/2×160型帶式輸送機。采煤機截深0.6m，其工作方式為雙向割煤，追機作業(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方式。3〕回采巷道布置工作面回采巷道采用單巷布置；兩斜巷設(shè)計均為矩形斷面，采用沿空掘巷施工。采用1000mm寬的膠帶輸送機運煤；無極繩絞車斜巷運料、運設(shè)備；輔助運輸巷鋪設(shè)軌道，通過設(shè)備車輛。4〕局部井巷特征參數(shù)表2局部井巷特征參數(shù)〔其他井巷參數(shù)自行設(shè)計、計算或在相關(guān)圖紙上提取〕井巷名稱長度(m)斷面〔m2〕周長〔m〕副井33.1720.41井底車場15.615軌道大巷15.615帶區(qū)車場15.615分帶進(jìn)風(fēng)斜巷15.615分帶運輸斜巷13.215.2工作面19.3217.6分帶軌道斜巷13.215.2回風(fēng)道13.215.2回風(fēng)大巷15.615礦井回風(fēng)石門15.615風(fēng)井19.6315.72礦井通風(fēng)系統(tǒng)擬定2.1通風(fēng)系統(tǒng)擬定原那么和要求1〕通風(fēng)系統(tǒng)擬定原那么擬定礦井通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)嚴(yán)格遵循平安可靠、投產(chǎn)較早、出煤較多，通風(fēng)基建費用和經(jīng)營費用之總和最低以及便于管理。礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)合理：集中進(jìn)回風(fēng)線路要短，通風(fēng)總阻力要小，多階段同時作業(yè)時，主要人行運輸巷道和工作點上的污風(fēng)不串聯(lián)。(1)內(nèi)外部漏風(fēng)少。(2)通風(fēng)構(gòu)筑物和風(fēng)流調(diào)節(jié)設(shè)施及輔助通風(fēng)機要少。(3)充分利用一切可用的通風(fēng)井巷，使專用通風(fēng)井巷工程量最少。(4)通風(fēng)動力消耗少，通風(fēng)費用低。2〕通風(fēng)系統(tǒng)擬定根本要求〔1〕每個礦井和階段水平之間都必須有2個平安出口。〔2〕進(jìn)風(fēng)井巷與采掘工作面的進(jìn)風(fēng)流的粉塵濃度不得大于0.5mg/m3?！?〕新設(shè)計的箕斗井和混合井禁止作進(jìn)風(fēng)井，已作進(jìn)風(fēng)井的箕斗井和混合井必須采取凈化措施，使進(jìn)風(fēng)流的含塵量符合上述要求?！?〕主要回風(fēng)井巷不得作人行道，井口進(jìn)風(fēng)不得受礦塵和有毒有害氣體污染，井口排風(fēng)不得造成公害?！?〕礦井有效風(fēng)量率應(yīng)在60%以上?！?〕采場、二次破碎巷道和電耙道，應(yīng)利用貫穿風(fēng)流通風(fēng)，電耙司機應(yīng)位于風(fēng)流的上風(fēng)側(cè)，有污風(fēng)串聯(lián)時，應(yīng)禁止人員作業(yè)?！?〕井下硐室和炸藥庫，必須設(shè)有獨立的回風(fēng)道?！?〕主要通風(fēng)機一般應(yīng)設(shè)反風(fēng)裝置，要求10min內(nèi)實現(xiàn)反風(fēng)。2.2礦井通風(fēng)方式的選擇1〕選擇通風(fēng)方案的因素選擇通風(fēng)方式應(yīng)根據(jù)礦井的實際情況，結(jié)合各種通風(fēng)方式的特點及使用條件，并考慮以下兩種因素：(1)自然因素：煤層賦存條件、埋藏深度、沖擊層深度、瓦斯等級。(2)經(jīng)濟因素：井巷工程量、通風(fēng)運行費用、設(shè)備裝備費用。2)礦井通風(fēng)方案礦井通風(fēng)方式根據(jù)回風(fēng)井的位置的不同,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)方式，以下為前四種方案的示意圖。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1——主井2——副井3——運輸大巷4——回風(fēng)大巷5——回風(fēng)石門方案二：中央分列式兩回風(fēng)井位于井田邊界的兩翼，副井進(jìn)風(fēng)，風(fēng)井回風(fēng)，如圖2.2。圖2.2中央分列式通風(fēng)方式1——主井2——副井3——運輸大巷4——回風(fēng)大巷5——回風(fēng)石門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1——主井2——副井3——運輸大巷4——回風(fēng)大巷5——回風(fēng)石門方案四：采區(qū)式通風(fēng)方式每一個分區(qū)域均設(shè)置進(jìn)風(fēng)井及回風(fēng)井，構(gòu)成獨立的通風(fēng)系統(tǒng)，如圖2.4。圖2.4采區(qū)式通風(fēng)方式1——主井2——副井3——運輸大巷4——回風(fēng)石門3〕通風(fēng)方式的選擇各種通風(fēng)方式的特點、優(yōu)缺點及適用條件進(jìn)行比照，見表2.1。表2.1各種通風(fēng)方式比照類型通風(fēng)系統(tǒng)適用條件及優(yōu)缺點中央式中央并列式進(jìn)風(fēng)井與回風(fēng)井沿井田走向及傾斜均大致并列于井田的中央，兩井底可以開掘到同一水平，也可將回風(fēng)井只掘至回風(fēng)水平〔一般適用于較小型礦井〕。投產(chǎn)初期暫未設(shè)置邊界平安出口，煤層傾角大，走向長度不長〔一般小于4km〕，埋藏深，而且瓦斯、自然發(fā)火不嚴(yán)重的礦井。1.初期投資少，出煤快，采區(qū)生產(chǎn)集中，便于管理；2.節(jié)省風(fēng)井工業(yè)場地，占地少，比在井田內(nèi)打邊界風(fēng)井壓煤少；3.便于井筒延伸，為深部通風(fēng)提供有利條件；4.風(fēng)流折返流動路線長，通風(fēng)阻力大，且進(jìn)出風(fēng)井之間的漏風(fēng)較大，通風(fēng)費用高；5.工業(yè)場地風(fēng)機噪音大。中央分列式進(jìn)風(fēng)井大致位于井田走向中央，回風(fēng)井大致位于井田淺部邊界沿走向的中央，在傾斜方向上兩井相隔一段距離，回風(fēng)井的井底高于進(jìn)風(fēng)井的井底煤層傾角較小，埋藏較淺，走向長度不大而瓦斯和自然發(fā)火較嚴(yán)重的礦井。1.與并列式相比，這種方式較平安，2.建井期兩井深部延伸，通風(fēng)不困難，風(fēng)流路線短，風(fēng)阻?。粌?nèi)部漏風(fēng)小，有利對瓦斯、自然發(fā)火的管理。3.工業(yè)廣場沒有噪音和污風(fēng)的污染，回風(fēng)井系統(tǒng)設(shè)備防塵管理比擬方便。4.多一個風(fēng)井場地，壓煤較多對角式兩翼對角式進(jìn)風(fēng)井大致位于井田走向的中央，回風(fēng)井位于沿淺部走向的兩翼附近〔沿傾斜走向的淺部〕。如果只有一個回風(fēng)井，且進(jìn)、回風(fēng)分別位于驚天的兩翼稱為單翼對角式。適用于走向長度較大〔一般大于4km〕，井田面積大，產(chǎn)量高，煤層上部距地表淺，瓦斯和自然發(fā)火嚴(yán)重的礦井。1.由于風(fēng)流路線較短，阻力和漏風(fēng)小，所以各采區(qū)風(fēng)阻比擬穩(wěn)定；2.礦井總風(fēng)壓穩(wěn)定，工業(yè)廣場不受污染，比中央分列式平安性更好；3.但初期投資較大，建井期較長，管理相對分散，發(fā)生事故時反風(fēng)較困難。注：對有瓦斯噴出或有煤與瓦斯突出礦井，應(yīng)采用對角式的通風(fēng)系統(tǒng)。分區(qū)對角式通風(fēng)井大致位于井田走向的中央，每個采區(qū)各有一個回風(fēng)井，無總回風(fēng)巷。適用于煤層距地表淺，地表上下起伏較大，無法開采淺部總回風(fēng)巷，而且表土層沒有沙層，便于開掘小風(fēng)井。1.各分區(qū)與獨立的通風(fēng)線路，互相不影響而且通風(fēng)阻力小，建井工期段；2.利于平安生產(chǎn)；分區(qū)風(fēng)井多，占場地多，通風(fēng)機管理分散。注：對有瓦斯噴出或有煤與瓦斯突出礦井，應(yīng)采用對角式的通風(fēng)系統(tǒng)?；旌鲜交旌鲜竭M(jìn)風(fēng)井與回風(fēng)井有3個以上井筒，有中央并列式和對角式混合、中央并列和分列式混合、中央分列式和對角式混合等適用于走向距離很長以及老礦井的深部開采與擴建；多煤層、多井筒、多水平開采，有利于礦井分區(qū)分期投資；大型礦井井田范圍較大，產(chǎn)量大或采用分區(qū)開拓的礦井分區(qū)式分區(qū)回風(fēng)進(jìn)風(fēng)井大致位于井田走向的中央，在采區(qū)開掘回風(fēng)井，并分別安設(shè)通風(fēng)機分區(qū)抽出適用于煤層距地表較淺，或地表上下起伏較大，無法開鑿淺部的總回風(fēng)道。在開采第一水平時，只能采用這種分區(qū)回風(fēng)方式。另外礦井走向長，多煤層開采，高溫礦井，亦有采用此方式對有瓦斯噴出或有煤與瓦斯突出的礦井應(yīng)采用分區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)此外，還適用于高瓦斯礦井和具有一定條件的大型礦井分區(qū)回風(fēng)各分區(qū)有獨立的進(jìn)回風(fēng)井系統(tǒng)。但與中央進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)大巷沒有通風(fēng)設(shè)施隔絕1.各分區(qū)有獨立的通風(fēng)線路，互不影響，便于管理2.建井工期短3平安生產(chǎn)好4分區(qū)進(jìn)風(fēng)井多，需增加風(fēng)井場地，通風(fēng)機管理分散2.3礦井通風(fēng)方案技術(shù)經(jīng)濟比擬1〕技術(shù)比擬由于該礦為高瓦斯礦井,煤層不具有自燃傾向性且煤層走向長度較大,通過初步的技術(shù)比擬,方案一和方案三比方案二和方案四有更明顯的優(yōu)勢。2〕經(jīng)濟比擬方案一和方案三兩通風(fēng)方案的經(jīng)濟主要從巷道開拓工程量、費用及巷道維護費用、通風(fēng)設(shè)施購置費用和通風(fēng)電費等方面考慮，巷道開拓及維護費用只比擬兩個方案中不同或多出的局部，相同局部不作比擬。(1)井巷掘進(jìn)費用比擬中央并列式：方案工程兩翼對角式中央并列式工程工程工程量〔m〕單價〔元/m〕費用〔萬元〕工程量〔m〕單價〔元/m〕費用〔萬元〕回風(fēng)大巷5523.4840002209.3924271.3340001708.532回風(fēng)井1054.56100001054.56527.2810000527.28合計3263.9522235.812(2)井巷維護費用比擬方案工程兩翼對角式中央并列式工程工程工程量〔m〕單價〔元/m〕費用〔萬元〕工程量〔m〕單價〔元/m〕費用〔萬元〕回風(fēng)大巷5523.489049.714271.339038.44回風(fēng)井1054.5612012.66527.281206.33合計62.3744.77(3)通風(fēng)設(shè)施購置費用比擬方案工程兩翼對角式〔萬元〕中央并列式〔萬元〕通風(fēng)設(shè)備費250×2250(4)通風(fēng)總費用比擬方案工程兩翼對角式〔萬元〕中央并列式〔萬元〕井巷掘進(jìn)費3263.952235.81井巷維護費62.3744.77通風(fēng)設(shè)備費500250總費用3826.322530.58從上表中可以看出，中央并列式在經(jīng)濟上要優(yōu)于兩翼對角式。綜合技術(shù)和經(jīng)濟兩方面的比擬，總體上中央并列式通風(fēng)方式優(yōu)于兩翼對角式通風(fēng)方式，故本礦井采用中央并列式通風(fēng)系統(tǒng)。2.4礦井主要通風(fēng)機工作方法空氣之所以能在礦井巷道中流動，是因為分流的始末點間存在能量差，假設(shè)這種能量差有通風(fēng)機提供，那么稱為機械通風(fēng)；假設(shè)是由礦井自然條件產(chǎn)生的，那么稱為自然通風(fēng)。但自然風(fēng)壓一般較小且隨季節(jié)變化，難以滿足礦井通風(fēng)的要求，因此《煤礦平安規(guī)程》第一百二十一條規(guī)定：礦井必須采用機械通風(fēng)。按通風(fēng)機的工作方式將礦井通風(fēng)系統(tǒng)分為壓入式、抽出式、抽壓混合式3類，其使用條件和優(yōu)缺點分析見表2-6。表2.6通風(fēng)方式比擬通風(fēng)方式優(yōu)點缺點適用條件及優(yōu)缺點抽出式1．井下風(fēng)流處于負(fù)壓狀態(tài)，當(dāng)主要通風(fēng)機因故障停止運轉(zhuǎn)時，井下的風(fēng)流壓力提高可能使采空區(qū)瓦斯涌出量減少，比擬平安。2．漏風(fēng)量小，通風(fēng)管理較簡單。3．與壓入式比擬，不存在過度到下水平時期通風(fēng)系統(tǒng)和風(fēng)量變化的困難。當(dāng)?shù)孛嬗行「G塌陷區(qū)并和采空區(qū)溝通時，抽出式會把小窯積存的有害氣體抽到井下使有效風(fēng)量減少。是當(dāng)前通風(fēng)方式的主要形式，適應(yīng)性較廣泛，尤其對高瓦斯礦井，更有利于對瓦斯的管理，也適用于礦井走向長，開采面積大的礦井。壓入式能用一局部回風(fēng)把小窯塌陷區(qū)的有害氣體壓到地面。1．進(jìn)風(fēng)線路漏風(fēng)大，管理困難。風(fēng)阻大、風(fēng)量調(diào)節(jié)困難。2.由第一水平的壓入式過渡到深部水平的抽出式有一定困難。3.通風(fēng)機使井下風(fēng)流處于正壓狀態(tài)，當(dāng)通風(fēng)機停止轉(zhuǎn)動時，風(fēng)流壓力降低，又可能使采空區(qū)瓦斯涌出量增加。低瓦斯礦的第一水平，礦井地面比擬復(fù)雜，高差起伏，無法在高山上設(shè)置通風(fēng)機。總回風(fēng)巷無法連通或維護困難的條件下混合式可產(chǎn)生較大的通風(fēng)，能適應(yīng)大阻力礦井需要壓力。通風(fēng)管理困難。一般新建礦井和高瓦斯礦井不宜采用，只是個別用于老井延伸或改建的低瓦斯礦井。根據(jù)精查地質(zhì)報告的瓦斯地質(zhì)資料，井田中各煤層沼相對瓦斯涌出量10.82m3/t，屬高瓦斯礦井；又根據(jù)鑒定結(jié)果，2#煤煤塵不具有自燃傾向性且礦井為中型礦井，而通風(fēng)機的抽出式工作方式有漏風(fēng)量少和通風(fēng)管理簡單，不存在過渡到下水平時期通風(fēng)系統(tǒng)和風(fēng)量變化的困難等優(yōu)點，所以選擇通風(fēng)機的工作方式為抽出式。3帶區(qū)通風(fēng)帶區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)是礦井的根本組成局部，它包括帶區(qū)進(jìn)回風(fēng)和工作面進(jìn)回風(fēng)巷道的布置方式，帶區(qū)通風(fēng)路線的連接方式以及采區(qū)通風(fēng)設(shè)備的和通風(fēng)構(gòu)筑物的設(shè)置等根本內(nèi)容。它主要取決于帶區(qū)巷道布置和采煤方法，同時要滿足通風(fēng)的特殊要求。在通風(fēng)系統(tǒng)中，要能保證采區(qū)風(fēng)流的穩(wěn)定性，盡量防止角聯(lián)風(fēng)路，盡量減少采區(qū)漏風(fēng)量，并有利于采空區(qū)瓦斯的合理排放及防止采空區(qū)浮煤自燃，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)該獨立通風(fēng)。帶區(qū)布置獨立的回風(fēng)道，實行分帶通風(fēng)。帶區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)既要保證質(zhì)量，平安可靠，又要經(jīng)濟合理。帶區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)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，工作面的平安生產(chǎn)，而且影響到全礦的通風(fēng)質(zhì)量和平安狀況。3.1帶區(qū)進(jìn)、回風(fēng)上山的通風(fēng)系統(tǒng)兩種通風(fēng)方式比擬工作面運料斜巷進(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，運料斜巷的絞車房易于通風(fēng)。工作面運輸斜巷進(jìn)風(fēng)，由于風(fēng)流方向與運煤方向相反，易于引起煤塵飛揚，運輸煤炭釋放大量瓦斯，可使進(jìn)風(fēng)流的煤塵和瓦斯?jié)舛仍龃?，影響工作面的平安衛(wèi)生條件；輸送機設(shè)備所散發(fā)的熱量，使風(fēng)流溫度增高。此外須在運料斜巷的下部車場內(nèi)安設(shè)風(fēng)門，此外運輸?shù)V車來往頻繁，需要加強管理，防止風(fēng)流短路。該礦井各煤層均無煤塵爆炸危險，各煤層均屬不自燃發(fā)火煤層，所以沒有太大的平安隱患。因此在該礦井的設(shè)計中兩種通風(fēng)方式都可以使用，一般采用工作面運輸斜巷進(jìn)風(fēng)。3.2回采工作面通風(fēng)方式選擇采煤工作面通風(fēng)系統(tǒng)要求〔1〕回采工作面與掘進(jìn)工作面都應(yīng)獨立通風(fēng)?！?〕風(fēng)流穩(wěn)定。在礦井通風(fēng)系統(tǒng)中，回采工作面分支應(yīng)盡量防止處在角聯(lián)分支或復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)聯(lián)分支上；當(dāng)無法防止時，應(yīng)有保證風(fēng)流穩(wěn)定的措施?！?〕漏風(fēng)少。應(yīng)盡量減小回采工作面的內(nèi)部及外部漏風(fēng)，特別應(yīng)防止從外部向回采工作面的漏風(fēng)。〔4〕回采工作面的調(diào)風(fēng)設(shè)施可靠?！?〕保證風(fēng)流暢通。1〕長壁采煤工作面的通風(fēng)方式工作面的通風(fēng)方式視瓦斯涌出量、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形、Y形、E形、W形、Z形等通風(fēng)方式，其中U形應(yīng)用最為普遍。表3.1回風(fēng)工作面主要通風(fēng)系統(tǒng)比擬通風(fēng)系統(tǒng)示意圖優(yōu)缺點及適用條件U型在采區(qū)后退式回采方式中,這種通風(fēng)方式具有風(fēng)流系統(tǒng)簡單、漏風(fēng)小等優(yōu)點，但風(fēng)流線路長，變化大，工作面上隅角易積聚瓦斯，工作面進(jìn)風(fēng)巷一次掘進(jìn)，維護量大，這種通風(fēng)方式，如果瓦斯不太大，工作面通風(fēng)能滿足要求，即可采用。Y型當(dāng)采煤工作面產(chǎn)量大和瓦斯涌出量大時，采用這種方式可以稀釋回風(fēng)流中的瓦斯。對于綜采工作面，上下平巷均進(jìn)新鮮風(fēng)流有利于上下平巷安裝機電設(shè)備，可以防止工作面上隅角瓦斯聚集及保證足夠的風(fēng)量。這種通風(fēng)方式使用于瓦斯涌出量大的工作面，但需要邊界準(zhǔn)備專用回風(fēng)巷上山，增加了巷道掘進(jìn)、維護費用?！癠”型通風(fēng)系統(tǒng)布置方便，通風(fēng)簡單，工作面可采用后退式回采。上、下順槽在煤體中維護，漏風(fēng)量小，風(fēng)流流動為上行方向，上、下順槽布置于煤體中，漏風(fēng)量??；瓦斯自然流動方向和風(fēng)流方向一致，有利于較快降低工作面瓦斯?jié)舛?。開掘井巷費用低，同時結(jié)合煤層的儲存形式，本設(shè)計在回采工作面應(yīng)用“U”型通風(fēng)系統(tǒng)。4掘進(jìn)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計開掘井巷時，為了稀釋和排除自煤〔巖〕體涌出的有害氣體、爆破產(chǎn)生的炮煙和礦塵以及保持良好的氣候條件，必須利用其他動力對掘進(jìn)工作面進(jìn)行不間斷的通風(fēng)，該礦井設(shè)計達(dá)產(chǎn)時，配備兩個掘進(jìn)頭。4.1掘進(jìn)通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計原那么〔1〕礦井和采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)為掘進(jìn)通風(fēng)創(chuàng)造條件。〔2〕掘進(jìn)通風(fēng)系統(tǒng)要平安可靠、經(jīng)濟合理、技術(shù)先進(jìn)?！?〕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?！?〕壓入式通風(fēng)宜采用柔性風(fēng)筒，抽出式宜用帶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)機不能滿足通風(fēng)要求時可考慮選用兩臺或多臺風(fēng)機聯(lián)合運行。4.2掘進(jìn)通風(fēng)方法選擇向獨頭掘進(jìn)巷道進(jìn)行通風(fēng)的方法按照動力形式不同，可分為局部通風(fēng)機通風(fēng)、礦井全壓通風(fēng)和引射器通風(fēng)。由掘進(jìn)通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計原那么，采用局部通風(fēng)機通風(fēng)的掘進(jìn)通風(fēng)方式。局部通風(fēng)機通風(fēng)方式利用局部風(fēng)機做動力，通過風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)的方法，是目前掘進(jìn)通風(fēng)的主要的方法。局部通風(fēng)機的常用通風(fēng)方式有壓入式、抽出式和壓抽混合式。局部通風(fēng)機通風(fēng)的三種通風(fēng)方式布置方式、優(yōu)缺點見下表4-1。表4.1掘進(jìn)頭通風(fēng)方式及其優(yōu)缺點局部通風(fēng)機通風(fēng)方式布置方式示意圖優(yōu)缺點適用條件壓入式1.壓入式通風(fēng)時，局部通風(fēng)井巷及其附屬電器設(shè)備布置在新鮮風(fēng)流中，污風(fēng)不通過局部通風(fēng)機，平安性好。2.壓入式通風(fēng)風(fēng)筒出口風(fēng)速和有效射程均比擬大，可防止瓦斯層狀聚集及提高散熱效果。3.壓入式通風(fēng)時，污風(fēng)沿井巷緩慢流動，掘進(jìn)巷道越長，排污風(fēng)俗越慢，受污染時間越久。4.壓入式通風(fēng)可采用柔性風(fēng)筒，其本錢低，質(zhì)量輕，便于運輸。當(dāng)以排除瓦斯為主的煤巷、半煤巖巷掘進(jìn)通風(fēng)。抽出式1.抽出式通風(fēng)時，喊瓦斯的污風(fēng)通過局部風(fēng)機，假設(shè)局部風(fēng)機防爆性出現(xiàn)問題，那么非常危險。2.抽出式通風(fēng)有效吸程小，掘進(jìn)施工中難以保證風(fēng)筒吸入口到工作面的距離在有效吸程之類，抽出式風(fēng)量少，工作面排污風(fēng)所需時間長，速度慢。3.抽出式通風(fēng)時，巷道壁面涌出的瓦斯隨風(fēng)流流向工作面，平安性差。4.抽出式通風(fēng)時，新鮮風(fēng)流沿巷道進(jìn)入工作面，整個井巷空氣清新，勞動環(huán)境好。5.抽出式通風(fēng)的風(fēng)筒承受負(fù)壓作用，必須使用剛性或帶剛性骨架的可伸縮風(fēng)筒，本錢高，質(zhì)量大，運輸不便。當(dāng)以排除粉塵為主的井巷掘進(jìn)通風(fēng)。壓抽混合式1.混合式通風(fēng)兼有壓入式和抽出式兩者優(yōu)點。2.混合式通風(fēng)的主要的缺點是降低了壓入式與抽出式兩列風(fēng)筒重疊段巷道內(nèi)的風(fēng)量。3.容易出現(xiàn)循環(huán)風(fēng)。大斷面長距離巖巷掘進(jìn)通風(fēng)。本礦井因是帶區(qū)布置，較三條大巷的巖巷掘進(jìn)量，區(qū)段巷道的煤巷掘進(jìn)量大，因此掘進(jìn)通風(fēng)主要煤巷的掘進(jìn)通風(fēng)，對應(yīng)上述三種掘進(jìn)通風(fēng)方式的優(yōu)缺點及使用條件，我們選定壓入式局部通風(fēng)機通風(fēng)方式。4.3掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量計算每個獨立通風(fēng)的掘進(jìn)工作面實際需要風(fēng)量，應(yīng)按照瓦斯或者二氧化碳涌出量、炸藥用量、局部風(fēng)機實際吸風(fēng)量、風(fēng)速和人數(shù)等規(guī)定要求分別進(jìn)行計算，并取其中最大值。1〕按壓入式通風(fēng)方式通風(fēng)時〔4-1〕式中：—采用壓入式通風(fēng)時，稀釋、排出掘進(jìn)巷道炮煙所需風(fēng)量，；A—為同時爆破的炸藥量，；最大為6.5；S—掘進(jìn)巷道的凈斷面積，；15.60；L—從工作面至炮煙濃度稀釋至平安濃度的距離，可用下式計算，那么，L=400×6.5/15.60=166.67mt—掘進(jìn)巷道的通風(fēng)時間，一般取20-30，這里取20。2〕按瓦斯涌出量計算根據(jù)《礦井平安規(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：〔4-2〕式中：—掘進(jìn)工作面實際需風(fēng)量，；—該掘進(jìn)工作面瓦斯的平均絕對涌出量，5；—該掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出不均衡的風(fēng)量系數(shù)，根據(jù)實際觀測1.5—礦井瓦斯抽放率，為80%。工作面需風(fēng)量：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)量計算：〔4-3〕式中：4—每人每分鐘供應(yīng)4的規(guī)定風(fēng)量，；N—該掘進(jìn)工作面同時工作的最多人數(shù)，取40人。故連采機掘進(jìn)工作面風(fēng)量：4〕按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—使用一千克炸藥的供風(fēng)量，；A—該掘進(jìn)工作面一次爆破所使用的最大炸藥量，取6.5。由以上四種方法計算的掘進(jìn)巷道所需風(fēng)量最大值為：5〕按風(fēng)速進(jìn)行驗算〔1〕按《煤礦平安規(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，13.2；由風(fēng)速驗算可知，不符合風(fēng)速要求。根據(jù)配風(fēng)經(jīng)驗取300?！?〕按照《煤礦平安規(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，15.60；按照以上方法1、3、4可以計算出巖巷掘進(jìn)最大需風(fēng)量180，不滿足風(fēng)速驗算要求。4.4掘進(jìn)通風(fēng)設(shè)備選型1〕風(fēng)筒選擇的原那么：選用風(fēng)筒要與局部通風(fēng)機選型一并考慮。原那么是：(1)風(fēng)筒直徑能保證最大通風(fēng)長度時，局部通風(fēng)機供風(fēng)量能滿足工作面通風(fēng)的要求。(2)風(fēng)筒直徑主要取決于送風(fēng)量及送風(fēng)距離。2〕風(fēng)筒的選擇因我們選擇的是壓入式通風(fēng)，所以我們選擇的是柔性風(fēng)筒，掘進(jìn)通風(fēng)的柔性風(fēng)筒有帆布、膠布、人造革等，柔性風(fēng)筒重量輕，易于儲運和搬運，連接和懸吊比擬方便，膠布和人造革風(fēng)筒防水性能好，且膠布風(fēng)筒造價比擬低，因此原那么膠皮風(fēng)筒，其具體參數(shù)見表4.2。表4.2膠皮風(fēng)筒參數(shù)風(fēng)筒類型風(fēng)筒直徑〔〕接頭方法百米風(fēng)阻節(jié)長壁厚風(fēng)筒質(zhì)量膠皮風(fēng)筒1000雙反邊2301.24.0(1)風(fēng)筒風(fēng)阻風(fēng)筒的風(fēng)阻包括摩擦風(fēng)阻和局部風(fēng)阻，由其百米風(fēng)阻值得風(fēng)筒風(fēng)阻為：式中：—風(fēng)筒長度，??；—風(fēng)筒百米風(fēng)阻，取那么：(2)風(fēng)筒的漏風(fēng)率柔性風(fēng)筒的漏風(fēng)風(fēng)量備用系數(shù)值可用下式計算：〔4-5〕式中：—柔性風(fēng)筒的漏風(fēng)風(fēng)量備用系數(shù)；—局部通風(fēng)機的供風(fēng)量，；—風(fēng)筒末端的風(fēng)量，；—風(fēng)筒100m長度的漏風(fēng)率，取0.5%，百米漏風(fēng)率可以從表4.3中查??；—風(fēng)筒總長度，m。表4.3柔性風(fēng)筒百米漏風(fēng)率風(fēng)筒接頭類型風(fēng)筒100m漏風(fēng)率%膠接0.1~0.4多反邊0.4~0.6多層反邊插接3.0512.8那么：3〕局部通風(fēng)機選型〔1〕局部通風(fēng)機工作風(fēng)量〔4-6〕式中：—風(fēng)筒的漏風(fēng)風(fēng)量備用系數(shù)，根據(jù)上面計算為；—掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量，；那么局部通風(fēng)機工作風(fēng)量為：?！?〕局部通風(fēng)機工作風(fēng)壓壓入式局部通風(fēng)機工作全風(fēng)壓為：〔4-7〕式中：—局部通風(fēng)機工作全風(fēng)壓，；—風(fēng)筒總風(fēng)阻，根據(jù)上面計算?。弧植客L(fēng)機工作風(fēng)量，根據(jù)上面計算為；—掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量，根據(jù)上面計算為—空氣密度，—風(fēng)筒直徑，。那么局部通風(fēng)機的工作風(fēng)壓為：局部通風(fēng)機的選擇局部通風(fēng)機分為軸流式和離心式兩種，軸流式通風(fēng)機具有體積小，便于安裝和串聯(lián)運轉(zhuǎn)，效率高等優(yōu)點。根據(jù)上述計算所得的局部通風(fēng)機風(fēng)量和工作全風(fēng)壓選取型礦用防爆壓入式對旋軸流式局部通風(fēng)機，主要技術(shù)參數(shù)如表4.3表4.4型礦用防爆壓入式對旋軸流式局部通風(fēng)機主要技術(shù)參數(shù)型號規(guī)格功率風(fēng)量全壓最高全壓效率噪聲4.5掘進(jìn)通風(fēng)技術(shù)管理和平安措施〔1〕保證工作面有足夠的新鮮風(fēng)流=1\*GB3①局部通風(fēng)機通風(fēng)時，無論是工作和交接班都不準(zhǔn)停風(fēng)或減少風(fēng)量。=2\*GB3②提高有效風(fēng)量。應(yīng)減少導(dǎo)風(fēng)設(shè)施的漏風(fēng)，減低導(dǎo)風(fēng)設(shè)施的風(fēng)阻，要采用接頭嚴(yán)密漏風(fēng)小的反邊接頭法，及時修補風(fēng)筒和堵補風(fēng)筒針眼，選用大直徑風(fēng)筒，提高設(shè)備的安裝質(zhì)量?！?〕保證局部通風(fēng)機的平安運轉(zhuǎn)=1\*GB3①局部通風(fēng)機必須有專人負(fù)責(zé)管理，局部通風(fēng)機和啟動裝置必須裝在進(jìn)風(fēng)道中，距回風(fēng)口不小于10m，局部通風(fēng)機吸風(fēng)量必須小于全風(fēng)壓供應(yīng)該處的風(fēng)量，以免發(fā)生循環(huán)風(fēng)。=2\*GB3②防止局部通風(fēng)機電動機燒壞，采用QC83-80型磁力啟動器。=3\*GB3③局部通風(fēng)機和機電設(shè)備須配有延時風(fēng)電閉鎖裝置。=4\*GB3④安設(shè)瓦斯自動檢測報警斷電裝置，局部通風(fēng)機應(yīng)采用雙回路供電，以保證局部通風(fēng)機連續(xù)運轉(zhuǎn)?！?〕局部通風(fēng)機的管理工作，主要是保證局部通風(fēng)機平安正常運轉(zhuǎn)，減少漏風(fēng)，降低風(fēng)筒阻力，提高工作面的有效風(fēng)量，加強局部通風(fēng)機管理及檢查。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的有效風(fēng)量和各條風(fēng)路上的漏風(fēng)的總和。本設(shè)計采用按實際需要由里往外細(xì)致配風(fēng)的算法。生產(chǎn)礦井總進(jìn)風(fēng)量按以下要求分別計算，并取其中的最大值。1)按井下同時工作的最多人數(shù)計算：式中：——井下同時工作的最多人數(shù)，700人；——礦井通風(fēng)系數(shù)，一般可取1.2～1.25，本設(shè)計取1.25。本礦井井下同時作業(yè)的最多人數(shù)為700人，那么〔〕2)按采煤、掘進(jìn)、硐室及其他地點實際需要風(fēng)量的總和計算：首先計算出各用風(fēng)地點的風(fēng)量，再乘以一定的系數(shù)，得出總風(fēng)量。即：式中：——回采工作面所需風(fēng)量之和，；——掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量之和，；——備用工作面所需風(fēng)量之和，；——獨立通風(fēng)硐室所需風(fēng)量之和，——其他巷道所需風(fēng)量之和，——礦井通風(fēng)系數(shù)，抽出式礦井取1.2～1.25，本設(shè)計取1.25。〔1〕回采工作面的需風(fēng)量回采工作面用風(fēng)量應(yīng)按瓦斯、二氧化碳涌出量和爆破后有害氣體產(chǎn)生量以及工作面氣溫、風(fēng)速和人數(shù)等規(guī)定分別計算，然后取其中的最大值。①按瓦斯涌出量計算：根據(jù)《規(guī)程》規(guī)定，按采煤工作面回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛炔怀^1%的要求計算，公式如下：式中：——第個回采工作面需風(fēng)量，；——回采工作面回風(fēng)流中的平均瓦斯絕對涌出量，6——瓦斯涌出不均衡系數(shù)，取1.5；②按工作面溫度選擇適宜的風(fēng)速計算采煤工作面應(yīng)有良好的氣候條件，其進(jìn)風(fēng)流氣溫和風(fēng)速應(yīng)符合表5.1的要求，由煤礦《規(guī)程》規(guī)定，井下采掘工作面的氣溫須不高于26。那么取該礦工作面氣溫為25。采煤工作面風(fēng)速取。表5.1采煤工作面溫度與對應(yīng)風(fēng)速調(diào)整系數(shù)Kap采煤工作面空氣溫度()采煤工作面風(fēng)速(m/s)配風(fēng)調(diào)整系數(shù)〔Kap〕<180.3～0.80.9018～200.8～1.01.0020～231.0～1.51.00～1.1023～261.5～1.81.10～1.2526～281.8～2.51.25～1.428～302.5～3.01.4～1.6回采工作面實際需風(fēng)量按下式計算：，式中：——第個回采工作面風(fēng)速，；——第個采煤工作面的平均斷面積，為19.32?！病尝郯垂ぷ髅嫱瑫r作業(yè)人數(shù)就算：，式中：——采煤工作面同時工作的最多人數(shù)，綜采工作面一般為40人；4——每人最少需要的風(fēng)量，〔〕綜上所述，回采工作面的需風(fēng)量取最大值為2087④按風(fēng)速進(jìn)行驗算：按最低風(fēng)速驗算，各個采煤工作面的最低風(fēng)量〔〕：，按最高風(fēng)速驗算，各個采煤工作面的最低風(fēng)量〔〕：，那么綜采工作面：按最低風(fēng)速驗算：按最高風(fēng)速驗算：可見回采工作面的需風(fēng)量取為滿足要求，該礦井只有一個綜采工作面即可達(dá)產(chǎn)，那么〔2〕掘進(jìn)工作面的需風(fēng)量本設(shè)計采區(qū)達(dá)產(chǎn)時，配備4個煤巷掘進(jìn)頭，其中2個用于帶區(qū)運輸平巷掘進(jìn)和帶區(qū)運料平巷掘進(jìn)，2個用于備采工作面的準(zhǔn)備。2個巖巷掘進(jìn)頭，一條輔助運輸大巷，一條膠帶回風(fēng)大巷。由前面計算可知煤巷掘進(jìn)單位需風(fēng)量為300，巖巷掘進(jìn)單位需風(fēng)量為250。那么〔3〕備用工作面所需風(fēng)量備用工作面的需風(fēng)量通常取與之產(chǎn)量相同的回采面風(fēng)量的一半。當(dāng)采區(qū)風(fēng)量不富裕時也可按工作面不積聚瓦斯為原那么配風(fēng)，但工作面風(fēng)速不應(yīng)小于15。本設(shè)計礦井采用第一種，即為與之產(chǎn)量相同的回采面風(fēng)量的一半：而礦井設(shè)一個備用工作面，那么〔4〕各硐室的需風(fēng)量①火藥庫：②絞車房：③變電所：中央；采區(qū)④充電硐室：⑤機電泵房：〔5〕其他巷道所需風(fēng)量之和其他巷道需風(fēng)量主要指對行人斜巷和維護巷道的實際配風(fēng)量，按經(jīng)驗取回采面、掘進(jìn)頭、硐室風(fēng)量之和的5%，即〔6〕確實定是礦井漏風(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)，礦井采用中央并列式通風(fēng)，由表5.2可以查。表5.2礦井通風(fēng)系數(shù)表通風(fēng)方式Km取值中央并列式1.20～1.25中央分列式或混合式1.15～1.20對角式或分區(qū)式通風(fēng)1.10～1.15綜上所述，按采煤、掘進(jìn)、硐室及其他地點實際需要風(fēng)量的總和計算得礦井所需風(fēng)量總和為：5.2礦井風(fēng)量分配1)分配原那么①各用風(fēng)地點風(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拒不通風(fēng)機性能供風(fēng)。③井下火藥庫，變電所，絞車房應(yīng)單獨供風(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。2)分配方法①根據(jù)礦井總風(fēng)量按帶區(qū)布置分配的用風(fēng)量。②從總風(fēng)量中減去，余下的風(fēng)量與漏風(fēng)量按帶區(qū)的產(chǎn)量比例進(jìn)行分配。此局部風(fēng)量可作為帶區(qū)內(nèi)增加新的用風(fēng)地點或帶區(qū)接替所需要保存的人行巷和維護巷道用風(fēng)。3)具體風(fēng)量分配〔見表5.3〕表5.3風(fēng)量分配表通風(fēng)地點數(shù)量單位需風(fēng)量〔m3/min〕總風(fēng)量〔m3/min〕回采工作面120872087備用工作面11043.51043.5掘進(jìn)頭煤巷43001200巖巷2250500硐室變電所2100/80180絞車房280160火藥庫1100100充電硐室1150150機電泵房18080∑Q其他241.5總計5742總風(fēng)量〔包含K〕6316.25.3風(fēng)速驗算根據(jù)每條巷道的分風(fēng)量和巷道的斷面積，求出每條巷道內(nèi)的實際風(fēng)速，然后與規(guī)程規(guī)程規(guī)定的各類巷道的最大和最下允許風(fēng)速進(jìn)行比擬，如果不超限，說明所取風(fēng)量滿足要求。各種巷道的事宜風(fēng)速表5.4和5.5所示。表5.4巷道適宜風(fēng)速序號巷道名稱適宜風(fēng)速〔m/s〕1運輸大巷、主石門、井底車場4.5～5.02回風(fēng)大巷、回風(fēng)石門、回風(fēng)平硐5.5～6.53采區(qū)進(jìn)風(fēng)巷、進(jìn)風(fēng)上山3.5～4.54采區(qū)回風(fēng)巷、回風(fēng)上山4.5～5.55采區(qū)運輸巷、膠帶輸送機中巷3.0～3.56采煤工作面1.5～2.5表5.5其他各類巷道適宜風(fēng)速井巷名稱允許風(fēng)速〔m/s〕最低最高無提升設(shè)備的風(fēng)井和井筒-15專為升降物料的井筒-12風(fēng)橋-10升降人員和物料的井筒-8主要進(jìn)、回風(fēng)巷道-8架線電機車巷道1.08運輸機巷道、采區(qū)進(jìn)、回風(fēng)巷道0.256回采工作面、掘進(jìn)中的煤巷和半煤巖巷0.254掘進(jìn)中巖巷0.154其他人行巷道0.15-各巷道的實際風(fēng)速見礦井井巷風(fēng)速計算表〔表5.4〕，與巷道適宜風(fēng)速進(jìn)行比擬，如表5.6，在其范圍內(nèi)，故風(fēng)速符合要求。表5.6巷道風(fēng)速驗算結(jié)果序號巷道名稱凈斷面積風(fēng)量風(fēng)速校核SQVm2m3/minm/s1副井井筒33.176316.23.17V<8m/s,滿足要求2井底車場15.66316.26.75V<8m/s,滿足要求3軌道大巷15.66316.26.75V<8m/s,滿足要求4帶區(qū)車場15.64663.84.98V<6m/s,滿足要求5帶區(qū)運料平巷15.63569.53.81V<6m/s,滿足要求6分帶軌道斜巷13.220872.640.25≤V≤6m/s,滿足要求7工作面19.3220871.800.25≤V≤4m/s,滿足要求8分帶運輸斜巷13.220872.640.25≤V≤6m/s,滿足要求9帶區(qū)運輸平巷15.63569.53.81V<6m/s,滿足要求10運輸大巷15.66316.26.75V<8m/s,滿足要求11回風(fēng)石門15.66316.26.75V<8m/s,滿足要求12風(fēng)井19.636316.25.45V<8m/s,滿足要求6礦井通風(fēng)阻力計算礦井通風(fēng)阻力的大小是選擇通風(fēng)設(shè)備的主要依據(jù),所以,在選擇礦井主要通風(fēng)機之前,必須首先計算通風(fēng)阻力。按照經(jīng)過巷道時產(chǎn)生阻力的方式不同，可分摩擦阻力和局部阻力。摩擦阻力一般占通風(fēng)阻力的90%左右，它是礦井通風(fēng)設(shè)計選擇主要通風(fēng)機的主要參數(shù)。主要通風(fēng)機的選擇，工作風(fēng)壓要滿足最大的阻力，因此先確定容易、困難時期的最大阻力路線。6.1通風(fēng)阻力的計算原那么①礦井通風(fēng)的總阻力不應(yīng)超過2940Pa。②礦井井巷的局部阻力，新建礦井〔包括擴建礦井獨立的擴建區(qū)〕宜按井巷摩擦阻力的10%計算，擴建礦井那么宜按井巷摩擦阻力的15%計算。③礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中較多的并聯(lián)系統(tǒng)，計算阻力時，應(yīng)以其中阻力最大的路線作為依據(jù)。④應(yīng)計算出困難時期的最大阻力和容易時期的最小阻力，使所選用的風(fēng)機既能滿足困難時期的通風(fēng)需要，又能在通風(fēng)容易時工況合理。6.2通風(fēng)容易時期和困難時期確實定所謂礦井通風(fēng)容易時期和通風(fēng)困難時期是指在一臺主要通風(fēng)的效勞年限內(nèi)(15～30年),礦井阻力最小的時期(通常在達(dá)產(chǎn)初期)和最大的時期(通常在生產(chǎn)后期)。本礦井采用中央并列式通風(fēng)方式通風(fēng)，在開拓時期從煤田中央沿煤層走向開掘二條巖石大巷，再在巖石大巷的兩側(cè)劃分帶區(qū)。北一分帶為首采面，然后回采南二、北三帶區(qū)，再回采北五、南四帶區(qū)。然后南六采區(qū)和北九帶區(qū)交替回采。根據(jù)設(shè)計要求，通風(fēng)困難時期為回采北七帶區(qū)，北十一帶區(qū)為備采面，同時掘進(jìn)北十三和南八工作面。(1)通風(fēng)容易時期路線：副井井底車場軌道石門軌道大巷材料車場帶區(qū)進(jìn)風(fēng)煤門帶區(qū)運料平巷分帶軌道斜巷工作面分帶運輸斜巷帶區(qū)運輸平巷回風(fēng)石門東回風(fēng)井?！?9111519201724262518133〕對應(yīng)容易時期的通風(fēng)系統(tǒng)立體示意圖〔圖6.1〕和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖〔圖6.2〕。圖6.1通風(fēng)容易時期通風(fēng)系統(tǒng)立體圖1——主井2——副井3——東回風(fēng)井4——井底車場5——軌道大巷6——運輸大巷7——回風(fēng)石門8、9——帶區(qū)運料平巷10——分帶軌道斜巷11——分帶工作面12——分帶運輸斜巷13、14——帶區(qū)運輸平巷15——回風(fēng)斜巷16——絞車房17——煤巷掘進(jìn)頭18——材料車場圖6.2通風(fēng)容易時期通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖〔2〕通風(fēng)困難時期路線：副井井底車場二水平軌道石門二水平軌道大巷二水平材料車場二水平帶區(qū)進(jìn)風(fēng)煤門二水平帶區(qū)運料平巷二水平分帶軌道斜巷工作面二水平分帶運輸斜巷二水平帶區(qū)運輸平巷二水平回風(fēng)石門西回風(fēng)井。〔292933373832394041314228〕對應(yīng)困難時期的通風(fēng)系統(tǒng)立體示意圖〔圖6.3〕和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖〔圖6.4〕。圖6.3通風(fēng)困難時期通風(fēng)系統(tǒng)立體圖1——主井2——副井3——西回風(fēng)井4——二水平井底車場5——二水平軌道大巷6——二水平運輸大巷7——二水平回風(fēng)石門8、9——二水平帶區(qū)運料平巷10——二水平分帶軌道斜巷11——二水平分帶工作面12——二水平分帶運輸斜巷13、14——二水平帶區(qū)運輸平巷15——二水平回風(fēng)斜巷16——絞車房17——二水平煤巷掘進(jìn)頭18——二水平材料車場圖6.4通風(fēng)困難時期通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖6.3礦井通風(fēng)阻力計算礦井通風(fēng)阻力包括摩擦阻力和局部阻力。摩擦阻力是風(fēng)流與井巷周壁摩擦以及空氣分子間的擾動和摩擦而產(chǎn)生的阻力，由此阻力引起的風(fēng)壓損失是摩擦阻力損失。摩擦阻力按下式計算：式中：——井巷摩擦阻力系數(shù)，；——井巷長度，；——井巷凈斷面周變長，——通過井巷的風(fēng)量，；——井巷凈斷面，。各井巷的摩擦阻力計算結(jié)果見表6.1、表6.2。

表6.1礦井通風(fēng)容易時期井巷通風(fēng)阻力計算表巷道區(qū)段井巷說明支護方式LSUQh合mm2mNs2/m4m3/minPa2——9副井鋼筋混凝土砌碹55033.1720.414006316.2136.349——11井底車場錨噴60015.615726316.2189.1511——15軌道石門錨噴51015.615726316.2160.7815——19軌道大巷半圓拱形料石砌碹12015.615856316.244.6619——20材料車場錨噴26815.6151503569.556.2220——17帶區(qū)運料平巷錨網(wǎng)2015.6151503569.54.2017——24分帶軌道斜巷錨網(wǎng)158313.2015.23402087281.8424——26工作面綜采支架21419.3217.6150208729.7226——25分帶運輸斜巷錨網(wǎng)166013.2015.20150208799.0925——18帶區(qū)運輸平巷錨網(wǎng)47315.60151503569.585.6318——13回風(fēng)石門錨網(wǎng)46415.6015.001506316.2127.3813——3東回風(fēng)井錨網(wǎng)50819.6315.701506316.2104.25容易時期通風(fēng)系統(tǒng)最大通風(fēng)阻力1319.25表6.2礦井通風(fēng)困難時期井巷通風(fēng)阻力計算表巷道區(qū)段井巷說明支護方式LSUQh合mm2mNs2/m4m3/minPa2——9副井鋼筋混凝土砌碹78533.1720.444006947.82235.819——29井底車場錨噴60015.615726947.8281.0129——33二水平軌道石門錨噴2382.1515.615726947.82353.6733——37二水平軌道大巷半圓拱形料石砌碹2679.3215.615856947.82421.1037——38二水平材料車場錨噴186.4215.6151503926.4516.5138——32二水平帶區(qū)運料平巷錨網(wǎng)221515.6151503926.45247.5232——39二水平分帶軌道斜巷錨網(wǎng)161013.215.203402295.797.2139——40工作面綜采支架21419.3217.61502295.74.8840——41二水平分帶運輸斜巷錨網(wǎng)153013.215.201502295.740.7641——31二水平帶區(qū)運輸平巷錨網(wǎng)200015.6151503926.45251.7331——42二水平回風(fēng)石門錨網(wǎng)136.4015.6015.001506947.8228.9742——28西回風(fēng)井錨網(wǎng)752.9619.6315.701506947.8285.64困難時期通風(fēng)系統(tǒng)最大通風(fēng)阻力2314.656.4礦井通風(fēng)總阻力沿著通風(fēng)容易和困難時期的風(fēng)流路線，依次計算各段路線的摩擦阻力，然后找出通風(fēng)阻力最大路線，得到容易和困難時期的總摩擦阻力和，再加上局部阻力，因初建礦井局部阻力取擦阻力的10%，擴建礦井取總摩擦阻力的15%，得到兩個時期的礦井總阻力和。通風(fēng)容易時期總阻力：通風(fēng)困難時期總阻力：礦井等積孔：式中：——礦井風(fēng)量，；——礦井通風(fēng)阻力，Pa。礦井通風(fēng)總風(fēng)阻用下式計算：式中：——礦井通風(fēng)容易、困難時期總風(fēng)阻，；——通風(fēng)容易、困難時期總風(fēng)量，；——通風(fēng)容易、困難時期的總阻力，。礦井通風(fēng)阻力是選擇主要通風(fēng)機的重要因素，計算出通風(fēng)阻力的大小，就能確定所需通風(fēng)壓力的大小，并以此作為選擇通風(fēng)設(shè)備的依據(jù)?？捎孟卤砼袛嗟V井通風(fēng)的難易程度：表6.4礦井通風(fēng)難易程度評價等積孔〔m2〕風(fēng)阻〔Ns/m8〕通風(fēng)阻力等級難易程度評價<1>1.416大阻力礦難1～21.416～0.355中阻力礦中>2<0.355小阻力礦易那么通過計算可知：(1)礦井總阻力：通風(fēng)容易時期總阻力：通風(fēng)困難時期總阻力：(2)礦井等積孔通風(fēng)容易時期：通風(fēng)困難時期：(3)礦井總風(fēng)阻通風(fēng)容易時期：通風(fēng)困難時期：由表6.4，可知本礦通風(fēng)容易時期、通風(fēng)困難時期均為通風(fēng)容易礦井。7礦井通風(fēng)設(shè)備選型7.1礦井通風(fēng)設(shè)備選型要求礦井通風(fēng)設(shè)備選型的任務(wù)是根據(jù)通風(fēng)設(shè)計參數(shù)，在已有的風(fēng)機系列產(chǎn)品中選擇適合風(fēng)機型號、轉(zhuǎn)速和與之匹配的電機。所選的風(fēng)機必須具有平安可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)良好等優(yōu)點。根據(jù)《煤礦工業(yè)礦井設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》等技術(shù)文件的有關(guān)規(guī)定，進(jìn)行通風(fēng)機設(shè)備選型時，應(yīng)符合以下要求：=1\*GB3①風(fēng)機的效勞年限盡量滿足第一水平通風(fēng)要求，并適當(dāng)照顧第二水平通風(fēng)；在風(fēng)機的效勞年限內(nèi)其工況點應(yīng)在合理的工作范圍之內(nèi)。=2\*GB3②當(dāng)風(fēng)機效勞年限內(nèi)通風(fēng)阻力變化較大時，可考慮分期選擇電機，但初裝電機的使用年限不小于5年。=3\*GB3③風(fēng)機的通風(fēng)能力應(yīng)留用一定充裕量。在最大設(shè)計風(fēng)量時，軸流式風(fēng)機的葉片安裝角一般比允許的最大值小5。風(fēng)機的轉(zhuǎn)速不大于額定值的90%。=4\*GB3④考慮風(fēng)量調(diào)節(jié)時，應(yīng)盡量防止使用風(fēng)硐閘門調(diào)節(jié)。=5\*GB3⑤正常情況下，主風(fēng)機不采用聯(lián)合運轉(zhuǎn)。7.2礦井自然風(fēng)壓礦井進(jìn)、回風(fēng)井空氣柱的容重差以及高度差和其他自然因素所形成的壓力成為自然風(fēng)壓，它對礦井的主要通風(fēng)機的工況點會產(chǎn)生一定的影響，因此設(shè)計中考慮了自然風(fēng)壓的影響。自然風(fēng)壓用下式計算：式中：：礦井自然風(fēng)壓,Pa；：地面與井底車場的標(biāo)高差，m；：進(jìn)風(fēng)井筒與出風(fēng)井筒空氣平均密度差，Kg/m3，見表7.1。為了簡化計算，在自然風(fēng)壓計算中，井下各處的空氣密度均認(rèn)為是進(jìn)風(fēng)井和回風(fēng)井的空氣密度的平均值表7.1空氣平均密度一覽表季節(jié)地點進(jìn)風(fēng)井筒〔Kg/m3〕出風(fēng)井筒〔Kg/m3〕冬1.181.16夏1.251.20計算得出：通風(fēng)容易時：冬季自然風(fēng)壓為：夏季自然風(fēng)壓為：通風(fēng)困難時：冬季自然風(fēng)壓為：夏季自然風(fēng)壓為：可見，冬季和夏季自然風(fēng)壓均有利于礦井自然通風(fēng)。7.3通風(fēng)機選擇1〕通風(fēng)機的工作風(fēng)量由于外部漏風(fēng)〔即井口防爆門及主要通風(fēng)機附近的反風(fēng)門等處的漏風(fēng)〕，風(fēng)機風(fēng)量應(yīng)大于礦井風(fēng)量式中：——主要通風(fēng)機的工作風(fēng)量，m3/min；——礦井需風(fēng)量，m3/min；——漏風(fēng)系數(shù)，取1.1。那么：容易時期：困難時期：2〕通風(fēng)機風(fēng)壓容易時期：困難時期：式中：——軸流式通風(fēng)機工作風(fēng)壓，Pa；——通風(fēng)機附屬裝置阻力，Pa，取100。為了拓寬主要通風(fēng)機的工作范圍，在通風(fēng)容易時期應(yīng)選在夏季，通風(fēng)困難時期應(yīng)選在冬季。那么：容易時期：困難時期：3〕通風(fēng)機工作風(fēng)阻容易時期：困難時期：4〕通風(fēng)機的選擇在通風(fēng)機特性曲線圖上繪制通風(fēng)機的工作曲線,風(fēng)阻曲線與通風(fēng)機特性曲線的交點即為通風(fēng)機的實際工作點。根據(jù)作圖可以得到通風(fēng)機的各個參數(shù)，見表7.2。表7.2通風(fēng)機實際工作參數(shù)時期葉片安裝角轉(zhuǎn)速〔r/min〕風(fēng)壓〔Pa〕風(fēng)量〔m3/s〕效率〔%〕輸入功率〔kW〕容易40o7501297.06121.5868280困難45o7502623.14119.8578415圖7.1通風(fēng)機裝置性能曲線7.4電動機選擇1〕電動機功率的計算按通風(fēng)容易時期和困難時期分別計算通風(fēng)機所需輸入功率，：式中數(shù)據(jù)均按實際工況點參數(shù)計算，代入數(shù)據(jù)可得：2〕電動機臺數(shù)及種類確實定當(dāng)時，可以選一臺電動機，電動機功率為：當(dāng)時，選兩臺電動機，電動機功率為：初期：后期：式中：——電動機容量備用系數(shù)，取1.1～1.2；——電動機效率，取0.9～0.94〔大型電機取較高值〕；——傳動效率，電動機與通風(fēng)機直接連接時取1，皮帶傳動時取0.95。，故應(yīng)選兩臺電動機〔容量備用系數(shù)取1.15；電動機效率取0.92；電動機與通風(fēng)機直接連接，傳動效率取1〕，那么電動機功率為：根據(jù)以上計算，查閱電動機選型手冊，確定選用如下表所示電動機。表7.3通風(fēng)機電動機選型型號功率〔kW〕定子電流〔A〕效率〔%〕轉(zhuǎn)速(rpm)啟動方式Y(jié)500-440029.2293.01483直接啟動Y500-456039.793.61485直接啟動7.5礦井主要通風(fēng)設(shè)備要求①主要通風(fēng)機必須安裝在地面，裝有通風(fēng)機的井口必須封閉嚴(yán)密，其外部漏風(fēng)率在無提升設(shè)備時不得超過5%，有提升設(shè)備時不得超過15%；②主要通風(fēng)機必須保證經(jīng)常運轉(zhuǎn)；③主要通風(fēng)機必須裝備兩套同等能力的通風(fēng)機，其中一套作備用。在建井期間可裝備一套通風(fēng)機和一部備用電動機。備用通風(fēng)機或備用電動機和配套通風(fēng)機，必須能在10min內(nèi)開動。礦井不得采用局部通風(fēng)機群作為主要通風(fēng)機用。在特殊條件下，做臨時使用時，必須報主要通風(fēng)機管理部門，制定措施，報省〔區(qū)〕煤炭局批準(zhǔn)；④裝有主要通風(fēng)機的出風(fēng)井口，應(yīng)安裝防爆門；⑤主要通風(fēng)機至少每月由礦井機電部門檢查一次。改變通風(fēng)機轉(zhuǎn)數(shù)或風(fēng)葉角度時，必須報礦總工程師批準(zhǔn)；⑥進(jìn)風(fēng)井口必須布置在不受粉塵、灰土、有害和高溫氣體侵入的地方；進(jìn)風(fēng)井筒冬季結(jié)冰，對工人健康和提升設(shè)施有一定的危害，必須設(shè)暖風(fēng)設(shè)備；⑦回采工作面和掘進(jìn)工作面都應(yīng)獨立通風(fēng)，特殊情況下串聯(lián)通風(fēng)必須符合《煤礦平安規(guī)程》第117條有關(guān)規(guī)定；⑧完善礦井通風(fēng)系統(tǒng)，合理分配風(fēng)量，降低并控制負(fù)壓，以減少漏風(fēng)，每個面回采結(jié)束，要將其兩順槽就近連通并及時加以密閉，使采空區(qū)處于均壓狀態(tài)。7.6通風(fēng)附屬裝置及其平安技術(shù)1〕風(fēng)機附屬裝置礦井反風(fēng)就