1、本科毕业论文（20 届）布尔台矿主通风设备选型及布置设计所在学院 专业班级 矿山机电 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 辽宁工程技术大学毕业设计（论文）1摘要本文是针对布尔台矿矿井通风系统、主通风设备选型以及主通风机房布置进行设计。根据其井田概况和开拓方式，采用分区式两翼对角式通风系统，分别在两翼设由回风斜井和孙定霍洛回风立井，通风机工作方式使用抽出式。结合井下通风网络，分别确定容易期和困难期的通风阻力，分配采掘工作面、硐室等风量，得出总需风量。在可选的轴流式通风机系列中预选出具体型号，确定工况点，进行方案对比，从而选取适宜的通风机。同时，选择相应的电机，设计出配套的扩散器、消
2、音装置，并完成主通风机房布置的设计。最终，做到能排出井下的毒性、窒息性以及爆炸性气体及粉尘，保障提供给矿井新鲜风量，在满足矿井生产需要的同时，极大地节约成本，避免不必要的经济损失和资源浪费，为矿井长期的服务做好保障。关键词：主通风机；工况点；选型2AbstractThis paper is for the Bu Er Tai Colliery mine ventilation system, the main ventilation and the main ventilation room layout design. According to the mining situation an
3、d development mode, the partition type two-way diagonal ventilation system, respectively in the two wings of the design from the return air shaft and the Sun Huo Luo return air shaft, ventilation machine used out of style. Combined with the underground ventilation network, the ventilation resistance
4、 of the easy stage and the difficult stage is determined respectively, and the air quantity of the mining face, chamber is allocated, and the total air demand is obtained. In the optional axial fan series, the specific model is selected, and the operating point is determined, and the scheme is compa
5、red, so the suitable ventilator is selected. At the same time, select the appropriate motor, design supporting the diffuser, silencing device and complete main ventilation room layout design. Eventually, do to discharge of underground toxicity, asphyxia and explosive gas and dust, guarantee to provi
6、de fresh air volume of mine, in meet the needs of the mine production at the same time, greatly saving cost, avoid unnecessary economic losses and waste of resources, mine long-term service to do for protection.Key words：Main ventilator ；Operating point ；Selection；辽宁工程技术大学毕业设计（论文）3目录1 绪论 .61.1 矿井通风机
7、发展与现状 .61.2 通风设备选型的目的和意义 .61.3 布尔台矿井田概况 .71.4 布尔台矿地质特征 .71.5 矿井储量、年产量及服务年限 .91.5.1 井田储量 .92.5.2 矿井年产量及服务年限 .91.6 井田开拓 .91.6.1 开拓方式 .91.6.2 井底车场及硐室 .101.6.3 开采顺序 .112 布尔台矿矿井通风系统计算 .132.1 矿井通风设计原则 .132.2 矿井通风系统选择 .132.2.1 通风机工作方式选择 .132.2.2 风井设置 .132.2.3 掘进通风及硐室通风 .142.2.4 矿井瓦斯涌出预测及矿井瓦斯等级确定 .142.3 矿井风
8、量、负压和等积孔计算 .142.3.1 矿井风量计算 .142.3.2 矿井负压计算 .192.3.3 等积孔计算 .272.4 通风设施、防止漏风和降低风阻的措施 .282.4.1 通风设施 .282.4.2 防止漏风设施 .282.4.3 降低风阻设施 .292.5 反风方式 .293 布尔台矿矿井主通风设备选型 .303.1 通风设备选型依据 .303.2 通风机预选 .303.2.1 通风机风量计算 .303.2.2 通风机风压计算 .303.2.3 通风机选型方案比较 .313.2.4 通风机选型确定 .383.3 电动机选型分析 .393.3.1 通风机的轴功率 .393.3.2
9、电动机的输出功率 .393.3.3 电动机容量及台数确定 .403.3.4 电动机经济性的计算 .404 通风机辅助装置设计 .424.1 扩散器设计 .424.2 消声装置设计 .435 通风设备布置设计 .485.1 主通风机房布置 .485.2 机房布置方案 .486 结论 .49致谢 .504参考文献 .51附录 A.52附录 B.59辽宁工程技术大学毕业设计（论文）51 绪论1.1 矿井通风机发展与现状当今煤炭仍是世界各国工业经济发展的主要能源，所以采矿历史悠久，矿井通风史也随之产生。用于矿井的主要有轴流式和离心式两类通风机，以前全部用离心式。但轴流式通风机具有结构简单紧凑、体积小、
10、重量轻，同时工作效率高，尤其是大型轴流式通风机，效率可达到 85，还有翼角调整装备，便于机械性能调节和进行反风这些优点，所以现在大部分矿井都采用轴流式通风机。国内的矿井通风机发展取得了重大成果，目前国内对通风机大小，使用占地的面积，通风和反风的动态性能和运行效率，调节范围宽，加速性能进行了很大的改进，通过对矿井通风中的特性曲线进行深入研究，研发了几款适合国内矿井生产需要的通风机，并且根据国内的现有的科技技术进行改革创新，对研发的通风机进行了系统性的升级改革，达到节约资源，减少成本的目的。国外的在对通风机的调节范围、加速性能以及运行效率进行了很大的改进。调节方式有停车调节和液压自动调节，转子叶片
11、用高强度的铝合金制成，重量轻、防火防爆性能明显提高。而且风机性能好、负偏差极小、曲线准确、结构合理、不用单独设置反风风道、效率高，还配带闸阀和消音器等，同时，噪音小、占地面积较少易于场地布置。1.2 通风设备选型的目的和意义当井下风量不足则会引起瓦斯积聚，工作环境温度升高，缺氧等造井下成人员伤害问题，而风量过剩也会导产生不良的影响，如漏风量大，动力被过度消耗，井下冷却过度，巷道内矿尘飞扬，引发煤的自燃等问题。所以，矿井通风设计合理与否对矿井的安全生产以及经济效益具有长期而重要的影响。矿井通风设备选型是矿井设计的主要内容之一，目的是保障提供给矿井新鲜风量，来冲淡并排出井下的毒性、窒息性以及爆炸性
12、气体及粉尘，来保证井下风流的质量，达到符合国家安全卫生标准造成良好的工作环境，防止各种伤害和爆炸事故，从而保障井下人员身体健康，保证生命安全。同时，研究和完善矿井通风设备选型及其调节方式，并且合理可靠地选择矿井通风设备,可以在满足矿井生产需要的同时，极大地节约成本，避免不必要的经济损失和资源浪费，可以为矿井长期的服务做好保障。通风机使用一段时间我们应该进行适当的维修和保养调节，保证通风机正常工作，不会随时间的推移,损6耗更多的经济和能源消耗，又能安全生产。1.3 布尔台矿井田概况1）位置布尔台井田地理座标为：东经 10949491100511，北纬 392143 393053。井田的东北和东部
13、边缘紧邻金烽寸草塔矿和万利寸草塔矿。东西长 3.922.1km,南北宽 2.216.9km。其面积 192.86km2。东西长 3.922.1km,南北宽 2.216.9km。其面积 192.86km2。2）地形地貌本井田位于鄂尔多斯高原之东部。井田内地形沿大柳塔、石圪台到伊旗阿镇公路的梁部高，向北东、南西两侧变低。井田内海拔标高一般在 1300m 左右，最高标高为1421m，最低标高为 1163m，最大高差达 258m 左右。井田内地形复杂，沟谷纵横。由于受毛乌素沙漠的影响，本井田的东北部多被风积沙覆盖，风积沙呈新月形沙丘、垄岗状沙丘、沙堆等风成地貌。除此而之外其它沟谷山梁上也分布有大小不等
14、的沙丘。3）地表水井田内水系有乌兰木伦河及其支流呼和乌素沟、西乌兰木伦河。乌兰木伦河是区内常年性地表迳流，其水量受大气降水影响，夏秋季大、冬春季小。该河最大洪流量为9760m3/s，平水期流量一般为 3.13m3/s。该河水自北向南流经陕西省汇入窟野河后注入黄河。西乌兰木伦河和呼和乌素沟亦基本为常年溪流，流量随季节而变化，雨季较大，冬季锐减。4）气象本区气候特征为：冬寒时间长，夏热时间短，秋季凉爽多雨，春季风沙较大，多为西北风，最大风速可达 24 m/s。年降雨量少，蒸发量大，霜冰期较长。夏季最高气温达 36.6；冬季最低气温达27.9；年降雨量多集中在 7、8、9 这三个月，年降雨量为 19
15、4.7531.6，平均为 357.3；年蒸发量 2297.42833.7，平均为 2457.4，为降雨量的 410 倍。结冰期一般为 10 月初到次年 4 月底，冰冻期长达半年之久，最大冻土深度可达1.71。本区夏季风小。一般为 23 级。春冬两季风大，常在 4 级以上，最大可达 10 级。风向多为西北，最大风速可达 25m/s。辽宁工程技术大学毕业设计（论文）71.4 布尔台矿地质特征1）区域地层及构造依照华北地层区划分图，东胜煤田被高头窑、乌审旗、准格尔三个小区分割。布尔台详查区位于乌审旗小区。本区域大地构造单元属于鄂尔多斯台向斜，其轮廓为一极其平缓、开阔的不对称向斜，向斜轴部偏西，东翼较
16、宽缓，西翼较陡。向斜四周构造复杂，内部构造简单。东胜煤田基本构造形态为一向南西倾斜的单斜构造，岩层倾角 13，褶皱断层不发育，但局部有小的波状起伏，无岩浆岩侵入，属构造简单型煤田。2）井田地层及构造本井田位于东胜煤田中南部，其基本构造形态为一单斜构造。含煤岩系地层厚度161.64249.83，平均 206.32，区内东部地层厚度最小为 173.28，南部最小厚度为161.64，西北部最大厚度为 249.83。全区含煤地层厚度从总体来说，有从东到西、从南向北逐渐增厚之趋势。岩层走向约 NW20，倾向约 SW70，倾角一般均小于 3。区内具有宽缓的波状起伏，但未发现断层和较大褶皱，无岩浆岩侵入。从
17、煤层底板等高线上看，等高线形态浅部变化较大，沿走向大致呈“S” 形，但起伏角很小。含煤地层为侏罗系中下统延安组，含有 2、3、4、5、6 五个煤组 1031 层煤，平均含煤 18 层左右。其中可计算储量的煤层有 10 层。它们自上而下分别为：2 煤组的 2-2 上、2-2 中煤层；3 煤组的 3-1、3-2 煤层；4 煤组的 4-1 煤层；5 煤组的 5-1、5-2 煤层；6 煤组的 6-1 中，6-2 中、6-2 下煤层。其中 3-1、5-1、5-2 、6-2 中为全区可采或大部可采煤层；2-2 上、 2-2 中、 3-2、4-1 、6-1 中、6-2 下为局部可采煤层；2-1 中、4-1
18、下及其它未编号煤层无工业开采价值。煤层总厚 12.0134.68，平均 20.14。可采煤层总厚7.2422.18，平均 13.34。延安组地层平均总厚为 206.32，含煤系数 9.8%，可采含煤系数 6.5%。3）含煤地层本井田含煤地层为侏罗系中下统延安组，其煤系基底为三迭系上统延长组。煤层总厚 12.0134.68，平均 20.14。可采煤层总厚 7.2422.18，平均 13.34。延安组地层平均总厚为 206.32，含煤系数 9.8%，可采含煤系数 6.5%。含煤地层由陆源碎屑岩组成，其岩性组合为各级粒度的砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层呈规律性交替出现。岩相由河流相、湖泊三角洲相，湖相组成
19、，为一套大型内陆盆地含煤建造。4）瓦斯与煤尘8通过对钻孔中各煤层瓦斯含量和成分进行测定，煤层中瓦斯的含量很低在0.010.47ml/g 燃。瓦斯成分中可燃气均小于 48%，都在二氧化碳氮气带及氮气沼气带里，均属瓦斯风化带。区内各主要煤层干燥无灰基挥发分产率在 30%以上，因此区内煤尘有爆炸的可能性。同时区内各煤层变质程度低，挥发分较高，且含有黄铁矿结核或薄膜，给煤层自燃提供了有利条件1.5 矿井储量、年产量及服务年限1.5.1 井田储量据井田内煤层赋存的工业利用价值，确定参加储量计算的煤层共有 10 层煤。共获得煤炭资源储量 3314.53M t，其中: 探明的 25.43Mt，控制的资源量
20、840.89 Mt，推断的资源量 2448.21Mt。矿井设计可采储量是矿井设计资源储量减去工业场地和主要井巷煤柱的煤量后乘以采区回采率。但由于本井田内煤层较多，各煤层厚度的变化较大，根据 5厚煤层采区回采率为 75%，中厚煤层采区回采率为 80%，薄煤层采区回采率为 85%。经计算矿井风井场地和主要井巷的保护煤柱量（大巷煤柱按 60 m 留设）为74.73Mt，开采损失煤量为 544.83Mt，矿井设计可采储量为 2035.94Mt。2.5.2 矿井年产量及服务年限1）矿井工作制度矿井设计年工作日为 300 天，每天三班工作制，两班生产一班准备，净提升时间为14 小时。2）矿井设计生产能力矿井储量是决定矿井设计生产能力的基础因素之一。本井田内共有地质资源量3314.53Mt，工业资源量 2824.89Mt，设计资源储量 2655.50Mt，设计可采储量2035.94Mt。3）矿井服务年限按 20.0 Mt/a 的生产能力，考虑 1.3 的储量备用系数，其服务年限为 78.3a。1.6 井田开拓1.6.1 开拓方式井田属高原侵蚀性丘陵地貌，大部分的地区为低矮山丘，地面地形标高为11631421m，主采煤层赋存深度在 136483m 和 196561m 之间。采用立井开拓运输
