矿井通风与安全-课程设计说明书.doc

1、I课程设计说明书题目名称： 矿井通风与安全 摘 要本设计煤矿矿井通风系统的设计是新建矿井，煤层赋存较深，表土层厚，井田范围内，地质条件简单，涌水量和瓦斯涌出量大，有突出危险，设计年产量0.4Mt/a，矿井煤层设计服务年限为 20a。本矿井开拓采用立井开拓方式，矿井通风采用两翼对角式通风方式。矿井主要通风机采用抽出式通风方式。矿井布置 2 个采煤工作面，1 个掘进工作面。回采工作的采煤方法采用走向长壁采煤法，采煤工作面推进方向采用后退式。矿井总风量为 6618m3/s，通风容易时期总阻力为 2226.07 Pa，通风困难时期期总阻力为 2635.455Pa，通风机选用 FBCDZ-6-22 通风

2、机型抽出式轴流风机 4 台，2 台工作，2 台备用。选用电动机的功率为 656.33KW。矿井在通风容易时期等积孔为 0.97m2,通风困难时期等积孔为 0.91m2,均属中阻力矿井。设计中严格遵守和认真贯彻煤炭工业设计政策 、 煤矿安全规程 、 煤矿工业矿井设计规范以及国家制定的其它有关煤炭工业的方针政策，设计力争做到分析论证清楚，论据确凿，并积极采用切实可行的先进技术，力争使自己的设计达到较高水平，但由于本人水平有限，难免有疏漏和错误之处，敬请老师指正。关键词：两翼对角式 抽出式 矿井总风量 等积孔I目 录摘要 .I1.矿井基本概述 .11.1 井田概况 .11.2 采煤方法 .12.拟定

3、矿井通风系统 .12.1 矿井的通风系统 .42.2 矿井通风路线 .52.3 矿井通风机的通风方式 .53.计算与分配矿井总风量 .53.1 矿井需风量的计算原则 .53.2 矿井需风量的计算方法 .53.2.1 按井下同时工作最多人数计算 .53.2.2 采煤工作面需风量的计算 .63.2.3 掘进工作面需风量计算 .83.2.4 硐室需风量计算 .83.2.5 其他巷道需风量的计算 .103.2.6 矿井总风量计算 .104.计算矿井通风总阻力 .114.1 矿井通风总阻力的计算原则 .114.2 矿井通风总阻力的计算方法 .124.3 矿井等积孔的计算 .124.4 绘制矿井通风网络图

4、 .155.选择矿井通风设备 .155.1 基本要求 .155.2 主要通风机的选择 .175.3 电动机的选择 .186.通风耗电费用概算 .196.1 主要通风机的耗电量 .196.2 局部通风机的耗电量 .196.3 通风总耗电量 .196.4 吨煤通风总耗电量 .206.5 吨煤通风耗电成本 .21致 谢 .22参考文献 .2301.矿井基本概述1.1 井田概况（1）煤层地质概况 单一煤层，倾角 15-18，煤层厚 4m，相对瓦斯涌出量为 12m3/t,煤尘有爆炸危险。（2）井田范围 设计第一水平深度 200m，走向长度 5600m，双翼开采，每翼长 2800m。（3）矿井生产任务 设

5、计年产量为 0.4Mt，矿井第一水平服务年限为 20a。 （4）矿井开拓与开采 用竖井主要石门开拓，在底板开围岩平巷，其开拓系统如图 1-1 所示。拟采用两翼对角式通风。采区巷道布置见图 1-2。全矿井有 2 个采区同时生产，分上、下分层开采，共有 4 个采煤工作面，1 个备用工作面。为准备采煤有 4 条煤巷掘进，采用 4 台局部通风机通风，不与采煤工作面串联。 井下同时工作的最多人数为 180 人。回采工作面最多人数为 26 人，温度t=22，瓦斯绝对涌出量为 3.0m3/min。放炮破煤，一次爆破最大炸药量为2.0kg。有 1 个大型火药库，独立回风。1.2 采煤方法1.采煤工艺：走向长壁

6、普通机械化采煤； 2.巷道布置：主、副井布置在井田的中央，通过主要石门与东西向的运输大巷相连通。总回风巷布置在井田的上部边界，回风井分别布置在上山采区No.5、No.6 上部边界中央(如图 1.2)形成两翼对角式通风系统通风方式: 1. 矿井通风方式：抽出式通风。 2. 局部通风方式：压入式通风。图 1.1 采区划分示意图1图 1.2 采区巷道布置示意图表 1.1 井巷尺寸及支护形式 区 段 丼巷名称 断面形状 支护形式 断面积 长度 m备注1-2 副井 圆形 混凝土碹 直径 D=5 320 双罐笼提升设用梯子间2-3 车场绕道 半圆拱 料石碹 9.7 503-4 车场绕道 半圆拱 料石碹 9

7、.7 704-5 主石门 半圆拱 料石碹 11.0 805-6 煤层运输大巷 半圆拱 料石碹 11.0 5676-7 煤层运输大巷 半圆拱 料石碹 11.0 1357-8 采区下部车场 半圆拱 锚喷 7.8 858-9 采区轨道上山 梯形 工字钢 6.3 5009-10 采区轨道上山 梯形 工字钢 6.3 26910-11 下区段回风平巷 梯形 工字钢 5.5 3011-12 联络巷 梯形 木支护 5.1 1012-13 区段运输平巷 梯形 工字钢 5.5 67513-14 采煤工作面 矩形 单体柱铰接梁采高 2.2 最大控顶距 4.2 最小控顶距 3.213514-15 区段回风平巷 工字钢

8、 5.5 675 胶带输送机（落地）15-16 绕道 梯形 木支护 5.1 50216-17 区段回风平巷 梯形 工字钢 5.5 3017-18 运输上山 半圆梯形 料石碹工字钢7.3 6.3 1518-19 运输上山 半圆梯形 料石/工字钢 7.3 6.3 1519-20 矿井总回风巷 半圆拱 料石碹 7.8 280020-21 风井 圆形 料石碹 D=4 929-11 运输上山 梯形 工字钢 6.3 119 设用梯子间11-12 运输上山 梯形 工字钢 6.3 10 落地胶带输送机12-25 运输上山 梯形 工字钢 6.3 280 落地胶带输送机32. 拟定矿井通风系统2.1 矿井的通风系

9、统根据煤层倾角较大，井田走向大于 4km，井型比较大，而瓦斯涌出量比较大的新建矿井，宜采用两翼对角式通风。矿井主要进风井为位于井田中央的副井，总回风巷布置在井田的上部边界，回风井分别布置在上山采区 No.5、No.6 上部边界中央，形成两翼对角式通风系统。表 2.1 两翼对角式优缺点两翼对角式风流在井下的流动线路是直向式，风流线路短，阻力小。内部漏风少中。安全出口多，抗灾能力强。便于风量调节，矿井风压比较稳定。工业广场不受回风污染和通风机噪声的危害井筒安全煤柱压煤多，初期投资大，投产较晚煤层走向大于 4km，井型较大，瓦斯与发火严重的矿井；或低瓦斯矿井，煤层走向较长，产量较大的矿井2.2 矿井

10、通风路线 1图 2.1 通风网络系统图4采区工作面通风系统：新鲜风流从地面经副井（1-2）进入井下，经车场绕道(2-3、3-4)，主石门(4-5)，主要运输大巷（5-6、6-7） ，采区下部车场（7-8） ，采区轨道上山（8-9、9-10） ，下区段回风平巷（10-11） ，联络巷（11-12） ，区段运输平巷（12-13） ，清洗工作面后，污风经区段回风平巷（14-15） ，绕道（15-16） ，区段回风平巷（16-17） ，运输上山（17-18） ，回风石门（18-19） 、总回风巷（19-20） ，回风井（20-21）排入大气。 掘进工作面通风系统：新鲜风流从地面经副井（1-2）进入井下

11、，经井底车场(2-3、3-4)，主石门(4-5)，主要运输大巷（5-6） ，采区下部车场（7-8） 、采区轨道上山（8-9、9-10） ，下区段回风平巷（10-11） ，联络巷（11-12） ，清洗工作面后，污风经运输上山，回风石门（18-19） 、总回风巷（19-20） ，回风井（20-21）排入大气。2.3 矿井通风机的通风方式表 2.2 抽出式与压入式通风的优缺点通风方式 使用条件及优缺点抽出式优点：井下风流处于负压状态，当主要通风机因故停止运转时，井下的风流压力提高可能使采空区沼气涌出量减少，比较安全；漏风量少，通风管理较简单；与压入式相比，不存在过渡到下水平时期通风系统和风量变化的困

12、难。缺点：当地面有小窑塌陷区和采区沟通时，抽出式会使小窑存积的有害气体抽到井下使矿井有效风量减少。压入式低瓦斯矿的第一水平，矿井地面地形复杂、高差起伏，无法在高山上设置扇风机。总回风巷无法连通或维护苦难时期的条件下优缺点：（1）压入式的优缺点与抽出式相反，能用一部分回风把小窑塌陷区的有害气体压入到地面；（2）进风线路漏风大，管理苦难；（3）风阻大，风量调节困难；（4）由第一水平的压入式过渡到深部水平的抽出式有一定的困难；（5）通风机使井下风流处于负压状态，当通风机停止运转时，风流压力降低，有可能使采空区瓦斯涌出量增加。该矿井属于高瓦斯矿井，主要通风机安设在回风井口，在抽出式主要通风机的作用下，

13、整个矿井通风系统处在低于当地大气压力的负压状态。当主要通风机因故停止运转时，井下风流的压力提高，可以控制有毒有害气体的涌出量，通风比较安全。故采用抽出式通风。53. 计算与分配矿井总风量3.1 矿井需风量的计算原则矿井需风量应按照“由里往外”的计算原则，由采、掘工作面、硐室和其它用风地点的实际最大需风量总和，再考虑一定的备用风量系数后，计算出矿井总风量。按该用风地点同时工作的最多人数计算，每人每分钟供给风量不得少于4m3/min。按该用风地点风流中的瓦斯、二氧化碳和其它有害气体浓度、风速以及温度等都符合煤矿安全规程的有关规定分别计算，取其最大值。3.2 矿井需风量的计算方法矿井所需风量按以下方

14、法计算，并取其中最大值。3.2.1 按井下同时工作的最多人数计算Q 矿=4NK （式3.1）=41801.15=828 m3/min式中：Q 矿矿井总供风量，m3/min；N井下同时工作的最多人数，人；4每人每分钟供风标准，m3/min；K矿井通风系数，包括矿井内部漏风和分配不均匀等因素。采用压入式和中央并列式通风时，可取 1.201.25；采用中央分列式或混合式通风时，可取 1.151.20；采用对角式或区域式通风时，可取 1.101.15。上述备用系数在矿井产量 T0.9Mt/a 时取小值；T0.90Mt/a 时取大值。3.2.2 采煤工作面需风量的计算采煤工作面的需风量应按下列因素分别计算，并取其中最大值。（1）按瓦斯（二氧化碳）涌出量计算（式40CHKQ采3.2）=10031.5=450 m3/min