矿井通风工程设计

1.设计题目................................................................................22.设计原始材料........................................................................23.矿井通风系统........................................................................33.1矿井通风系统的选择....................................................33.2矿井通风系统的要求....................................................34.2.1回采工作面所需风量的计算................................54.2.2掘进工作面所需风量的计算................................64.2.3硐室实际所需风量及其他用风地点所需风量.....74.2.4矿井总风量计算....................................................75.矿井阻力计算........................................................................85.1矿井总阻力....................................................................96.等积孔计算............................................................................97.灾害预防及安全装置..........................................................107.1瓦斯预防....................................................................107.2爆炸预防......................................................................117.3火灾防治......................................................................127.4矿尘防治......................................................................127.5矿山防水......................................................................131.设计题目：《某矿通风工程设计》2.设计原始材料：本矿井采用中央并列式通风系统：副井进风、风井回风。矿井通风方式为抽出式。矿井采用4个立井开拓服务全井田，服务年限与矿井服务年限相当为11.7a，一个进风副井，一个回风立井。矿井采煤工作面采用全面负压通风，由工作main运输顺槽进风，工作面轨道顺槽回风，工作面通风系统为U型。（1）井下同时工作的最多人数，76人，K取1.25；（2）回采工作面：q采----采煤工作面绝对瓦斯涌出量，平均0.57m3/min;Kc----工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，取2.0；进风流气温为21度；Sc----采煤工作面的平均断面积，5.3m2；工作面长度为110m；35人劳动；（3）掘进工作面：按照四个掘进工作面考虑风量，两个开拓煤巷掘进工作面，两个采取接替煤巷掘进工作面。煤巷掘金工作面瓦斯绝对涌出量，抽放后平均为0.18m3/min；次爆破最大炸药量，取A=8.5Kg；按劳动定员为10人；掘进工作面风机额定风量为200m3/min；取S掘=5.3m2；（4）硐室实际需风量：井下火药发放硐室：2m3/s；采区变电所配风：2m3/s；井下绞车房：2m3/s。（5）其他用风地点所需风量：sQ/3m2其他。3.矿井通风系统矿井通风系统是矿井生产系统的重要组成部分，其设计合理与否对全矿井的安全生产及经济效益具有长期而重要的影响。3.1矿井通风系统的选择矿井通风系统应根据矿井设计生产能力、煤层赋存条件、表土壤厚度、井田面积、地温、矿井瓦斯涌出量、煤层自燃倾向性等条件，在确保矿井安全、兼顾中、后期生产需要的前提下，通过对多个可行矿井通风系统方案进行技术经济比较后确定。中央式通风系统具有井巷工程量少、初期投资省的优点。因此矿井初期宜优先采用，有煤与瓦斯突出危险的矿井、高瓦斯矿井、煤层易自燃的矿井及有热害的矿井，应采用对角式或分区对角式通风；当井田面积较大时，初期采用中央式通风，逐步过渡为对角式或分区对角式。矿井通风方法一般采用抽出式。当地形复杂、露头发育老窖多、采用多风井通风有利时，可采用压入式通风。3.2矿井通风系统的要求（1）每一个矿井必须有完整的独立通风系统。（2）进风井口应按全年风向频率，必须布置在不受的粉尘、煤尘、灰尘、有害气体和高温气体侵入的地方。（3）箕斗提升井或装有胶带输送机的井筒不应兼做进风井，如果兼作进风井使用，必须采取措施，满足安全的要求。(4)多风机通风系统，在满足风量按需分配的前提下，各主要通风机的工作风压直接近，当通风机之间的风压相差较大时，应减小共用风路的风压，使其不超过任何一个通风机风压的30%(5）每一个生产水平和每一采区，都必须布置回风巷·实行分区通风。(6)井下爆破材料库必须有单独的新鲜风流，回风风流必须直接引人矿井的总回风巷或主要回风巷中。(7)井下充电室必须用单独的新鲜风流通风，回风风流应引人回风巷。3.3确定矿井通风系统根据矿井瓦斯涌出量、矿井设计生产能力、煤层赋存条件、表土层厚度、井田面积、地温、煤层自燃倾向性及兼顾中后期生产需要等条件，提出多个技术上可行的方案，通过优化或技术经济比较后确定矿井通风系统。矿井通风系统应具有较强的抗灾能力，当井下一旦发生灾害性事故后所选择的通风系统能将灾害控制在最小范围，并能迅速恢复正常生产。4.矿井风量计算4.1矿井风量计算原则矿井需风量，按下列要求分别计算，并采取其中最大值。(1)按井下同时工作最多人数计算，每人每分钟供给风量不得少于4m3（2）按采煤、掘进、硐室及其他实际需要风量的总和进行计算。4.2矿井需风量的计算井下同时工作的最多人数为76人；Q=4*76=304m3/min4.2.1回采工作面所需风量的计算回采工作面的风量应该按照下列因素分别计算，取其最大值。（1）按瓦斯涌出量计算Q采=0.57m3/minKc=2.0Qw=100*Q采*Kc=100*0.57*2.0=114m3/min（2）按工作面进风流温度计算进风流温度为21°;由表一可得Vw=1.0m/s;Sc=5.3m2;工作面长度为110m，有表二可得Kw=1.0；Qw=60*Vw*Sc*Kw=60*1*5.3*1=318m3/min（3）按工作人员计算回采工作面劳动人数为35人；Qw=4*nw=4*35=140m3/min（4）按风速进行验算按最低风速验算各个采煤工作面的最小风量：Qw≧60*0.25*Sw=60*0.25*5.3=79.5m3/min按最高风速验算各个采煤工作面的最大风量：Qw≦60*4*Sw=60*4*5.3=1272m3/min回采工作面所需风量为318m3/min。4.2.2掘进工作面所需风量的计算煤巷、半煤岩和岩巷掘进工作面的风量，应按下列因素分别计算，取其最大值。（1）按瓦斯涌出量计算煤巷掘进工作面瓦斯绝对涌出量，抽放后平均为0.18m3/min；掘进工作面的瓦斯涌出不均匀和备用风量系数Kgh=2.0；Qh≧100*Qgh*Kgh=100*0.18*2=36m3/min（2）按炸药量计算次爆破最大炸药量Ah=8.5Kg；Qh=25*Ah=25*8.5=212.5m3/min（3）按局部通风机吸风量计算掘进工作面风机额定风量为200m3/min;局部通风机吸循环风的风量系数Kbf=1.2；Qh=Qhf*Khf=200*1.2=240m3/min（4）按工作人员数量计算掘进工作面劳动人数为10人；Qh=4*nh=4*10=40m3/min（5）按风速进行验算按最小风速验算，各个岩巷掘进工作面最小风量：Qh≧60*0.15*Sh=60*0.15*5.3=47.7m3/min各个煤巷或半煤岩巷掘进工作面的最小风量：Qh≧60*0.25*Sh=60*0.25*5.3=79.5m3/min按最高风速验算，各个掘进工作面的最大风量：Qh≦60*4*Sh=60*4*5.3=1272m3/min掘进工作面所需风量为240m3/min。4.2.3硐室实际所需风量及其他用风地点所需风量井下火药发放硐室：2m3/s=120m3/min;采区变电所配风：2m3/s=120m3/min;井下绞车房：2m3/s=120m3/min;硐室所需风量Qd=120*3=360m3/min其他用风地点所需风量：2m3/s=120m3/min;4.2.4矿井总风量计算Qm=Km*(Qwt+Qht+Qrt+Qot)式中：Km为考虑矿井通风系数，包括内部漏风和分配不均匀等因素。根据《采矿工程设计手册》可知：当采用压入式或中央并列式通风时Km=1.20~1.25当采用中央分列式或混合式通风时Km=1.15~1.20当采用对角式或分区式通风时Km=1.10~1.15本矿井采用中央并列式通风，取1.2；容易时期：Q=1.1*（318+240+360+120）=1141.8m3/min=19.03m3/s困难时期：Q=1.2*（318+240+360+120）=1245.6m3/min=20.76m3/s5.矿井阻力计算通风容易时期阻力计算表序号巷道名称支护方式aU(m)L(m)S(m)Q(m)V(m/s)H(Pa)1副井砌喧0.003611.0110.09.62353.65.9942井底车场锚喷0.00110.5188.07.7314.04.1553轨道下山锚喷0.00110.9180.08.3313.73.2984轨道下山锚喷0.00110.9250.78.3364.36.1765炮采工作面进风巷锚喷0.0019.460.06.3121.90.3256运输顺槽U型钢0.00279.41360.05.3122.333.3867工作面金属支架0.0059.3120.05.2122.35.7158轨道顺槽U型钢0.00179.41334.05.3122.320.6199炮采工作面回风巷锚喷0.0019.426.06.3121.90.14110皮带下山锚喷0.00110.9316.68.3364.37.82211总回风巷锚喷0.00110.974.88.3435.22.63712总回风巷锚喷0.00110.991.08.3455.43.51313风井砌碹0.00048.2111.05.3457.84.95214合计98.73315另加10%的局部阻力9.8733通风困难时期阻力计算表序号巷道名称支护方式aU(m)L(m)S(m)Q(m）V(m/s)H(Pa)1副井砌碹0.003611.0110.09.62353.65.9942井底车场锚喷0.00110.5188.07.7314.04.1553轨道下山锚喷0.00110.9180.08.3313.73.2984轨道下山锚喷0.00110.6348.18.3364.38.6005+50m车场锚喷0.00110.5120.07.7364.73.5776+50m轨道大巷锚喷0.00110.5706.07.7364.721.0447轨道下山锚喷0.00110.9390.08.3344.18.5948炮