1、 题 目：矿井通风课程设计学 号：12121002008姓 名：何元涛专业班级：10 级安全工程本（2）班指导教师：辛程鹏完成时间： 2013 年 7 月 16 日 资源与安全工程学院矿井通风与安全课程设计矿井通风与安全课程设计- 0 -目 录第一章 设计要求 .- 2 -第二章 设计过程 .- 3 -1、 拟定矿井通风系统 .- 3 -1.1 矿井通风系统的类型 .- 3 -1.2 矿井通风系统的选择 .- 3 -2、 局部通风设计 .- 3 -2.1 设计原则及掘进通风方法的选择 .- 3 -2.2 掘进工作面所需风量计算及设计 .- 4 -3、掘进通风设备选择 .- 5 -3.1、风筒的
2、选择 .- 5 -3.2、局部通风机的选择 .- 6 -4、 风量计算及风量分配 .- 7 -4.1 矿井需风量计算 .- 7 -4.2、掘进工作面所需风量 .- 9 -4.3、硐室实际需要风量 .- 9 -4.4、矿井总风量 .- 10 -4.5 风量分配与风速验算 .- 11 -5、矿井通风阻力计算 .- 14 -5.1 计算原则 .- 14 -5.2 计算方法 .- 15 -6、 主要通风机选型 .- 18 -6.1 自然风压 .- 18 -6.2 选择主要通风机 .- 18 -6.3、求通风机的实际工况点 .- 20 -6.4.选择电动机 .- 20 -7、概算矿井通风费用及评价 .-
3、 22 -7.1、吨煤的通风电费 .- 22 -7.2、矿井等积孔、总风阻 .- 22 -8、 矿井安全措施 .- 23 -8.1 通风 .- 23 -8.2 瓦斯防治 .- 24 -8.3 防治煤尘 .- 24 -8.4 火灾的预防措施 .- 24 -第三章 设计附图 .- 26 -参考文献： .- 26 -矿井通风与安全课程设计- 1 -第一章 设计要求已知某矿井条件如下：（1）井田东西走向长约 3Km,南白倾向宽约 1.7Km，井田面积约 4.5519Km2，井田总体呈单斜构造，煤层倾角大部分小于 15，属缓倾斜煤层。（2）煤层顶板为黑色泥岩，致密而均一，底板为灰白色细中粒砂岩，煤层厚度
4、 0.846.12 米，平均 5.9 米，以镜煤、亮煤为主，含黄铁矿，煤层夹矸 03层，倾角 1014 。（3）矿井煤层自燃发火期为 1 个月，自燃趋势较突出的是 2 月3 月。煤尘具有爆炸性，爆炸指数为 40.3%。矿井属低瓦斯矿井。（ 4） 设计生产能力为 90 万 t/年 。（5）矿井采用斜井单水平上下山开拓，矿井的采煤方法为走向长壁，采煤工艺为综采放顶煤。采用中央边界式通风方式。风井设在采区的边界。主、副井进风，风井回风。采区采用轨道上山、运输上山进风，专用回风巷回风。工作面采用 U 型后退式开采，采煤工作面风流流动形式是上行通风。综放面平均控顶距为 3.96m，实际采高 4.1 m，
5、工作面面长 150 米，工作面温度 20，回采工作面同时作业人数最多 90 人。矿井掘进工作面平均瓦斯涌出量为 1.2 m3/min，掘进工作面一次炸破所用的最大炸药量 7.2kg，掘进工作面同时工作的最多人数40 人。根据以上各已知条件，试拟定矿井通风系统，计算矿井所需风量和分配量，计算通风总阻力和选择通风机。矿井通风与安全课程设计- 2 -第二章 设计过程1、拟定矿井通风系统1.1 矿井通风系统的类型根据矿井的开拓和巷道布置，采用中央边界式通风方式。1.2 矿井通风系统的选择1.2.1 选择矿井通风系统的基本要求：要符合投产较快，出煤较多，安全可靠，技术指标合理等原则。1.2.2 选择矿井
6、的通风方式：中央边界式通风方式内部漏风较小，工业广场不受主要通风机噪声的影响，但井下风流路线长，阻力大。一般适用于瓦斯和自然发火比较严重，煤层倾角较小，埋藏较浅，走向长度不大（一般不大于4km）的矿井。1.2.3 选择矿井主要通风机的工作方法：此矿井采用压入式通风，其优点：新风经过风机，安全系数高，可用柔性风筒，柔性风筒质量轻，储存和搬运，连接和悬吊也简单，防水性好；节省风井场地，施工方便，主要通风机台数少，管理方便；开采浅部煤层时采区准备较容易，工程量少，工期短，出煤快；能用一部分回风把小窑塌陷区的有害气体压到地面。2、局部通风设计2.1 设计原则及掘进通风方法的选择2.1.1 设计原则局部
7、通风是矿井通风系统的一个重要组成部分，其新风取自矿井主风流，其污风又排入矿井主风流。其设计原则可归纳如下：(1)矿井和采区通风系统设计应为局部通风创造条件；(2)局部通风系统要安全可靠、经济合理和技术先进；(3)尽量采用技术先进的低噪、高效型局部通风机；(4)压人式通风宜用柔性风筒，抽出式通风宜用带刚性骨架的可伸缩风筒或完全刚性的风筒。风筒材质应选择阻燃、抗静电型。(5)当一台风机不能满足通风要求时可考虑选用两台或多台风机联合运行。2.1.2 掘进通风方法的选择矿井通风与安全课程设计- 3 -掘进通风方法分为利用矿井内总风压通风和利用局部动力设备通风的方法。 采用压入式通风。2.2 掘进工作面
8、所需风量计算及设计根据规程规定：矿井必须采用局部通风措施2.2.1 掘进工作面所需风量按下列因素分别计算，取其最大值。（1）按瓦斯（二氧化碳）涌出量计算m3/s （2-604掘掘 KQCH1）式中：Q 掘掘进工作面实际需风量，m 3/s；Qch4掘进工作面平均绝对瓦斯涌出量，m 3/s；K 掘掘进工作面因瓦斯涌出量不均匀的备用风量系数。即掘进工作面最大绝对瓦斯涌出量与平均绝对瓦斯涌出量之比。通常，机掘工作面取1.52.0；炮掘工作面取 1.82.0。此处取 2.0所以：Q 掘=1003.22/60=10.6(m 3/s)2）按炸药使用量计算/60(m3/s) （2-掘掘 A52）式中：25使用
9、 1炸药的供风量，m 3/s；A 掘掘进工作面一次炸破所用的最大炸药量，。所以：Q 掘=257.2/60=3(m 3/s)3)按工作人员数量计算（2-掘掘 N43） 式中：N 掘掘进工作面同时工作的最多人数，60 人所以： Q 掘=440/60=2.6(m 3/s)Q 掘取其最大值: 10.6(m 3/s)矿井通风与安全课程设计- 4 -根据上述计算，应选取所有风量中的最大值，故按排瓦斯所需风量为该掘进巷道的需风量，大小为 10.6 m3/s。4）按风速进行验算掘进工作面的最小风速：0.259.0=2.25(m3/s)掘进工作面的最大风速：49.0=36(m3/s)2.25(m3/s) 小于
10、10.6(m3/s) 小于 36(m3/s)符合要求。2.2.2、掘进面的设计1）巷道断面掘进断面取 9.0m22）支护形式在上下顺槽内，巷道支护形式采用工字钢支护3、掘进通风设备选择3.1、风筒的选择3.1.1 风筒的种类掘进通风使用的风筒有金属风筒和帆布、胶布、人造革等柔性风筒。柔性风筒重量轻，易于贮存和搬运，连接和悬吊也简单，胶布和人造革风筒防水性能好，且柔性风筒适于压入式通风，本设计通风长度 750 米，因此可选用直径为 1000的胶布风筒。风筒特性如表 3-1。表 3-1 风筒特性风筒类别 风筒直径 接头方式 百米风阻 Ns2/m8 节长胶布风筒 400 单反边 131.32 10m
11、胶布风筒 600 双反边 15.88 30m3.1.2 风筒漏风（1）风筒漏风备用系数柔性风筒的 pq 值用下式计算：矿井通风与安全课程设计- 5 -（3-eiqnLp11）式中：n接头数；在这里 n=75030=25Lei一个接头的漏风率，插接时取 0.010.02；反边连接时取0.005。在这里取 0.005所以pq=1(1250.005)=1.14285所以 Qf= pqQh=1.1428510.6=12.114(m3/s)风筒漏风量占局部通风机工作风量的百分数：（3-%1010fhfleQL2）所以：Ls=(12.11410.6)12.114=12.4%（2）风筒有效风量掘进工作面风量
12、占局部通风机工作风量的百分数：（3-%10)(10%10eflfhe LQp3）所以 ps=(112.4%)100%=87.6%通过风筒的风量 Q 即：=11.33(m3/s) （3-hf4）3.2、局部通风机的选择3.2.1、确定局部通风机的工作参数（1） 、局部通风机工作风量 Qf根据掘进工作面所需风量 Qh 和风筒的漏风情况，用下式计算局部通风机的矿井通风与安全课程设计- 6 -工作风量。（3-hqfQp5）既Qf= pqQh=1.1428511.33=12.9(m3/s)（2） 、局部通风机的工作风压 hf压入式通风时，设风筒出口动压损失为 hv，则局部通风机的全压 Ht 为（3-42
13、81.0DQRhQHhhfvft 6）式中：Rf压入式风筒的总风阻。Rf=1.9750100=14.25所以Ht=14.2512.910.60.8111.2(10.6)20.64=2792.2(pa)3.2.2、局部通风机选型：根据需要的 Qf、Ht、值在局部通风机特性曲线上，确定局部通风机的合理工作范围，选择长期运行效率高的局部通风机。查课本表 638 得选择的局部通风机为：BKJ6611NO5.0 型 功率：15kw 转速：2950r/min，动轮直径：0.5m。4、风量计算及风量分配4.1 矿井需风量计算对设计矿井的风量，可按两种情况分别计算：一种是新矿区无邻近矿井通风资料可参考时，矿井
14、需要风量应按设计中井下同时工作的最多人数和按吨煤瓦斯涌出量的不同的吨煤供风量计算，并取其中最大值。在矿井设计中吨煤瓦斯涌出量的计算，根据在地质勘探时测定煤层瓦斯含量，结合矿井地质条件和开采条件计算出吨煤瓦斯涌出量，再计算矿井需风量。矿井通风与安全课程设计- 7 -另一种是依据邻近生产矿井的有关资料，按生产矿井的风量计算方法进行。其原则是：矿井的供风量应保证符合矿井安全生产的要求，使风流中瓦斯、二氧化碳、氢气和其它有害气体的浓度以及风速、气温等必须符合规程有关规定。创造良好的劳动环境，以利于生产的发展。课程设计是在收集实习矿井资料基础上进行的，故可按此种方法计算矿井风量。即按生产矿井实际资料，分
15、别计算设计矿井采煤工作面、掘进工作面、硐室等所需风量，得出全矿井需风量，即“由里往外”计算方法。4.1.1、生产工作面、备用工作面每个回采工作面实际需要风量，应按瓦斯、二氧化碳涌出量和爆破后的有害气体产生量以及工作面气温、风速和人数等规定分别进行计算，然后取其中最大值。本设计矿井属低瓦斯矿井。(1)、低瓦斯矿井的采煤工作面按气象条件或瓦斯涌出量（用瓦斯涌出量计算，采用高瓦斯计算公式）确定需要风量，其计算公式为：（4-cwcgjbc KQ1）式中：Qc采煤工作面需要风量，m 3/s；Qjb不同采煤方式工作面所需的基本风量，m 3/s。Qjb工作面控顶距工作面实际采高70%(工作面有效断面积)适宜
16、风速（不小于 1m/s） ；Kcg回采工作面采高调整系数（见表 4-1） ；Kcc回采工作面长度调整系数（见表 4-2） ；Kcw回采工作面温度调整系数（见表 4-3） 。表 4-1 Kcg回采工作面采高调整系数采 高 200长度调整系数(K 长) 1.0 1.01.3 1.31.5矿井通风与安全课程设计- 8 -表 4-3 Kcw回采工作面温度与对应风速调整系数回采工作面空气温度（） 采煤工作面风速 （m/s） 配风调整系数 K 温18 0.30.8 0.901820 0.81.0 1.002023 1.01.5 1.001.102326 1.51.8 1.101.252628 1.82.5
17、 1.251.42830 2.53.0 1.41.6代入公式得: cwcgjbc KQ=3.964.10.71.51.511=25.57(m2/s)(2)、按工作面温度选择适宜的风速进行计算（4-ccSVQ602）式中：V c采煤工作面风速， m/s；此处取 1.3 见表 4-4 Sc采煤工作面的平均断面积，m 2。所以：Qc=1.53.964.10.7=17.04（m 3/s）表 4-4 采煤工作面风速回采工作面空气温度（） 采煤工作面风速（m/s） 配风调整系数 K 温18 0.30.8 0.901820 0.81.0 1.002023 1.01.5 1.001.102326 1.51.8 1.101.252628 1.82.5 1.251.42830 2.53.0 1.41.6(3)、按回采工作面同时作业人数每人供风不小于 4m3/min，则
