礦井智能通風(fēng)與安全課程設(shè)計指導(dǎo)書

《礦井智能通風(fēng)與安全》課程設(shè)計指導(dǎo)書課程中文名稱：《礦井智能通風(fēng)與安全》課程設(shè)計課程英文名稱：CourseDesignforMineIntelligentVentilationandSafety課程編號：020040101適用專業(yè)：智能采礦工程設(shè)計周數(shù)：1周學(xué)分?jǐn)?shù)：1學(xué)分課程類別：必修應(yīng)開課學(xué)期：第六學(xué)期一、課程設(shè)計目的與任務(wù)（一）課程設(shè)計的目的通過課程設(shè)計加深對礦井智能通風(fēng)與安全和其它課程所學(xué)專業(yè)理論知識的理解，并綜合利用所學(xué)的專業(yè)知識，對礦井智能通風(fēng)系統(tǒng)，風(fēng)量的計算與分配，通風(fēng)設(shè)施的設(shè)置等內(nèi)容進行設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生的通風(fēng)設(shè)計能力，分析與解決實際問題的能力，獨立工作的能力，以及繪圖能力，為采礦工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計和學(xué)生今后從事礦井智能通風(fēng)與安全方面的工作打下良好的基礎(chǔ)。（二）課程設(shè)計的任務(wù)根據(jù)給定的設(shè)計資料和條件，完成礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)選、礦井需風(fēng)量的計算與風(fēng)量分配、礦井通風(fēng)阻力計算、礦井通風(fēng)設(shè)備選型。二、課程設(shè)計要求（一）基本要求根據(jù)給定的設(shè)計資料和條件，運用礦井智能通風(fēng)的基礎(chǔ)理論、基本規(guī)律，能夠根據(jù)不同類型礦井通風(fēng)系統(tǒng)的特點和設(shè)計要求，按照礦井通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計方法和步驟，優(yōu)選礦井通風(fēng)系統(tǒng)，繪制通風(fēng)系統(tǒng)示意圖和網(wǎng)絡(luò)圖，計算礦井需風(fēng)量和通風(fēng)總阻力，完成通風(fēng)設(shè)備選型。（二）具體設(shè)計項目內(nèi)容及要求1.礦井通風(fēng)方式與通風(fēng)系統(tǒng)的選擇（1）礦井必須為完整的獨立通風(fēng)系統(tǒng)；（2）新建高瓦斯礦井、突出礦井、煤層容易自燃礦井及有熱害的礦井應(yīng)當(dāng)采用分區(qū)式通風(fēng)或者對角式通風(fēng)；初期采用中央并列式通風(fēng)的只能布置一個采區(qū)生產(chǎn)。（3）礦井通風(fēng)系統(tǒng)圖繪制，必須標(biāo)明風(fēng)流方向、風(fēng)量和通風(fēng)設(shè)施的安裝地點；（4）繪制對應(yīng)的礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖；2.礦井風(fēng)量計算（1）風(fēng)量計算依據(jù)：供給煤礦井下任何用風(fēng)地點的新鮮風(fēng)量，應(yīng)依照①和②進行計算，并取其最大值，作為該用風(fēng)地點的供風(fēng)量。①按該用風(fēng)地點同時工作的最多人數(shù)計算，每人每分鐘供給風(fēng)量不得少于4m②按該用風(fēng)地點的風(fēng)流中瓦斯、二氧化碳、氫氣和其他有害氣體的濃度、風(fēng)速及溫度等都符合《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)各項規(guī)定要求，分別計算，取其最大值。（2）設(shè)計原則與方法：礦井或采區(qū)的供風(fēng)量，均按礦井或采區(qū)各個實際用風(fēng)地點，按照風(fēng)量計算依據(jù)，分別計算出各個用風(fēng)地點的實際最大需風(fēng)量，從而求出礦井或采區(qū)的風(fēng)量總和，再考慮一定的備用風(fēng)量系數(shù)后，作為礦井或采區(qū)的供風(fēng)量。即“由里往外”的計算原則，由采據(jù)工作面、確室和其他用風(fēng)地點計算出各個采區(qū)需風(fēng)量，最后計算出全礦井總風(fēng)量。3.礦井通風(fēng)阻力計算按照礦井通風(fēng)容易、困難時期，分別計算礦井通風(fēng)系統(tǒng)阻力。4.礦井通風(fēng)設(shè)備選型及噸煤通風(fēng)電費計算（1）根據(jù)計算得到的通風(fēng)機理論工況參數(shù)，對初選通風(fēng)機進行技術(shù)、經(jīng)濟和安全性比較；（2）優(yōu)選滿足礦井通風(fēng)需要，技術(shù)先進、效率高和運作費用低的通風(fēng)機型號和轉(zhuǎn)速。（3）在通風(fēng)機性能曲線圖上，標(biāo)示出理論工況點和實際工況點及工況參數(shù)。三、設(shè)計數(shù)據(jù)及資料某新設(shè)計高瓦斯礦井，位于地勢平坦的中原地區(qū)，已知設(shè)計基礎(chǔ)條件如下：（1）煤層地質(zhì)情況：井田總體呈單斜構(gòu)造，開采單一煤層，傾角15°，煤層平均厚度3.5m，為不易自燃煤層,煤塵有爆炸危險。（2）井田范圍：設(shè)計第一水平深度380,走向長度L約為km，傾斜長度為1.6km；（3）礦井生產(chǎn)任務(wù)：設(shè)計年產(chǎn)量A為萬。（4）礦井開拓與開采：立井單水平上下山開拓，在底板巖層中開掘巖石大巷，雙翼采區(qū)準(zhǔn)備，按照“一井一面”布置生產(chǎn)，采掘比為1:2。井下同時工作的最多人數(shù)為260人。工作面進風(fēng)流溫度20℃，回采工作面同時作業(yè)人數(shù)最多76人。經(jīng)過瓦斯抽采后，需經(jīng)通風(fēng)稀釋的平均瓦斯絕對涌出量為回采工作面3-4.9m3/min（自選），掘進工作面1-2.9m3/min（自選），掘進工作面一次炸破所用的最大炸藥量6kg，掘進工作面同時工作的最多人數(shù)25人。（5）阻力最大和最小時自然風(fēng)壓分別為50Pa和150Pa。主要通風(fēng)機裝置（含風(fēng)硐）阻力取120Pa。（6）部分井巷尺寸及支護情況見表1。表1井巷尺寸及支護情況井巷名稱井巷特征及支護情況斷面積m2長度m副井圓形，罐籠，有梯子間，直徑5.5m，混凝土碹計算確定程序確定主要運輸石門拱形，混凝土碹，壁面抹漿16200主要運輸巷拱形，混凝土碹，壁面抹漿16計算確定軌道上山拱形，錨網(wǎng)索14計算確定皮帶上山拱形，錨網(wǎng)索14計算確定專用回風(fēng)上山拱形，錨噴14計算確定工作面平巷梯形，錨桿12計算確定采煤工作面矩形，液壓支架，控頂距4.2~5.2m，綜采計算確定150回風(fēng)石門梯形，錨噴840主要回風(fēng)大巷拱形，混凝土碹，壁面抹漿8計算確定回風(fēng)井混凝土碹（不平滑），風(fēng)井直徑D=4m計算確定程序確定圖1開拓方案剖面示意圖圖2開拓開采布局方案平面示意圖（上山部分）圖3開拓開采布局方案平面示意圖（下山部分）四、課程設(shè)計說明書編寫提綱（一）封面、目錄封面要求：統(tǒng)一模板，標(biāo)注好課程名稱，班級學(xué)號姓名，指導(dǎo)教師姓名、職稱等信息。目錄自動生成至二級標(biāo)題。（二）摘要概述課程設(shè)計過程和基本參數(shù)，重點對課程設(shè)計中的風(fēng)量計算結(jié)果、阻力計算結(jié)果、風(fēng)機選型結(jié)果、電機選型結(jié)果進行闡述。（三）礦井概況根據(jù)設(shè)計要求，結(jié)合學(xué)生的學(xué)號信息，闡述本次設(shè)計所需的礦井基本條件，如礦井生產(chǎn)能力、走向長度、煤層傾角、煤層厚度、埋深等基礎(chǔ)信息。同時需要介紹礦井的開拓巷道系統(tǒng)布置平剖面圖、各類型井巷的相關(guān)支護參數(shù)、尺寸參數(shù)等。（四）礦井通風(fēng)方式與通風(fēng)系統(tǒng)的選擇簡述礦井的通風(fēng)方式類型，并根據(jù)題目給出的礦井基礎(chǔ)參數(shù)和相關(guān)設(shè)計要求，選擇出合適的礦井通風(fēng)方式以及通風(fēng)系統(tǒng)。（五）礦井風(fēng)量計算分別通過以下兩種方法對礦井需風(fēng)量進行計算，并采用兩者中的最大值，并對各主要用風(fēng)地點進行風(fēng)量分配。1.按井下同時工作最多人數(shù)計算，沒人每分鐘供給風(fēng)量不得少于4m3。2.按采煤、掘進、硐室及其他實際需風(fēng)量的總和進行計算。（六）礦井通風(fēng)阻力計算根據(jù)設(shè)計的礦井通風(fēng)系統(tǒng)，分別確定礦井通風(fēng)容易時期和困難時期的通風(fēng)系統(tǒng)，并繪制通風(fēng)容易和困難時期的通風(fēng)系統(tǒng)圖和網(wǎng)絡(luò)圖。按照采掘工作面及硐室的需要分配風(fēng)量，再由各段風(fēng)路的阻力分別計算兩種時期的礦井總阻力。（七）礦井通風(fēng)設(shè)備選型計算根據(jù)前面計算的礦井總需風(fēng)量和總阻力，進一步計算主要通風(fēng)機的工作風(fēng)量和工作風(fēng)壓，確定理論工況點和實際工況點，選擇合適的主要通風(fēng)機和電機。（八）設(shè)計感言主要闡述本次設(shè)計的真實經(jīng)歷感想，還存在的不足之處和有益的建議等等。（九）參考文獻列出本次課程設(shè)計中用到的主要參考文獻。五、注意事項1.設(shè)計條件唯一，請自行刪除無關(guān)部分。計算通風(fēng)系統(tǒng)總阻力時必須采用Excel等軟件完成，在提交紙質(zhì)說明書的同時提交一份電子版，包括Excel計算表格及詳細(xì)參數(shù)。2.每人設(shè)計中基礎(chǔ)數(shù)據(jù)要不同，礦井條件說明中自己依據(jù)下列要求進行選?。海?）走向長度L=學(xué)號末四位數(shù)字逆序排列組成的數(shù)值+5000m.如：學(xué)號為311202010329，則走向長度L為9230+5000=14230m。（2）生產(chǎn)能力A和采區(qū)一翼走向長度的取值六、設(shè)計依據(jù)和參考資料（含教學(xué)參考書或在線資源）1.張國樞等編著，《通風(fēng)安全學(xué)》（第二版）（高等教育“十二五”規(guī)劃教材），中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2011.7。2.安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局