渠丽宏矿井通风课程设计

矿业大学矿井通风与安全课程设计班级:函授2015采矿工程学号:177150025姓名:渠丽宏指导老师:谢育卿2016年11月8日目录一、矿井基本概况.......................................................................................2二、拟定矿井通风系统...............................................................................5三、矿井总风量计算与分配.......................................................................5四、矿井通风总阻力计算...........................................................................8五、选择矿井通风设备.............................................................................121前言《矿井通风》设计是学完《矿井通风》课程后进行，是学生理论联系实际的重要实践教学环节，是对学生进行的一次综合性专业设计训练。通过课程设计使学生获得以下几个方面能力，为毕业设计打下基础。1．进一步巩固和加深我们所学矿井通风理论知识，培养我们设计计算、工程绘图、计算机应用、文献查阅、运用标准与规范、报告撰写等基本技能。2．培养学生实践动手能力及独立分析和解决工程实际的能力。3．培养学生创新意识、严肃认真的治学态度和理论联系实际的工作作风。依照老师精心设计的题目，按照大纲的要求进行，要求我们在规定的时间内独立完成计算，绘图及编写说明书等全部工作。设计中要求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。2一、矿井基本概况1．煤层地质概况单一煤层，倾角15°-18°，相对瓦斯涌出量为8m3/t,煤尘有爆炸危险。2．井田范围走向长度8400m。3．矿井生产任务年产量为0.9Mt，矿井服务年限为46a。4．矿井开拓方式及采区划分矿井采用立井单水平上下山分区式开拓。全矿井共划分12个采区，上山部分6个（见题图9-1），下山部分6个。上山部分服务年限25a，下山部分服务年限21a。矿井开拓系统如题图9-2所示。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，形成两翼对角式通风系统。5．开拓系统图、采区布置图、巷道布置图、以及井巷尺寸及其。1-1上山采区划分示意图3巷道布置示意图1-3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=5320双罐笼提升设用梯子间2-3车场绕道半圆拱料石碹9.7503-4车场绕道半圆拱料石碹9.7704-5主石门半圆拱料石碹11.0805-6煤层运输大巷半圆拱料石碹11.05676-7煤层运输大巷半圆拱料石碹11.01357-8采区下部车场半圆拱锚喷7.8858-9采区轨道上山梯形工字钢6.350049-10采区轨道上山梯形工字钢6.326910-11下区段回风平巷梯形工字钢5.53011-12联络巷梯形木支护5.11012-13区段运输平巷梯形工字钢5.567513-14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5.5675胶带输送机（落地）15-16绕道梯形木支护5.15016-17区段回风平巷梯形工字钢5.53017-18运输上山半圆梯形料石碹工字钢7.36.31518-19运输上山半圆梯形料石工字钢7.36.31519-20矿井总回风巷半圆拱料石碹7.8280020-21风井圆形料石碹D=4929’-11’运输上山梯形工字钢6.3119设用梯子间11’-12’运输上山梯形工字钢6.310落地胶带输送机12’-25’运输上山梯形工字钢6.3280落地胶带输送机5-6’煤层运输大巷半圆拱料石碹11．0702落地胶带输送机5二、拟定矿井通风系统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。1．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，经井底车场(2)、主要运输石门(2~3、3~4)、主要运输大巷（4~5）、采区下部车场（5）、运输上山（5~6、6~7）、区段运输顺槽（7~8）、上层采煤工作面（10~11）。清洗工作面后，污风经区段回风平巷（13~14）、回风石门（14~15）、主要回风巷道（15~16）回风井（16~17）排入大气。2．备用工作面通风系统：新鲜风流从地面经副井（1~2）进入井下，经井底车场(2)、主要运输石门(2~3、3~4)、主要运输大巷（4~5）、采区下部车场（5）、运输上山（5~6、6~7）、区段运输顺槽（7~8）、上层采煤工作面（10~11）。清洗工作面后，污风经区段回风平巷（13~14）、回风石门（14~15）、主要回风巷道（15~16）回风井（16~17）排入大气。3．火药库通风系统：新鲜风流从地面经副井（1~2）进入井下，经井底车场(2)、主要运输石门(2~3)、火药库、轨道上山、回风石门（14~15）、主要回风巷道（15~16）回风井（16~17）排入大气。4．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，经井底车场(2)、主要运输石门(2~3、3~4)、主要运输大巷（4~5）、采区下部车场（5）、运输上山（5~6）、掘进工作面。清洗工作面后，污风流入轨道上山、回风石门（14~15）、主要回风巷道（15~16）回风井（16~17）排入大气。三、矿井总风量计算与分配（一）矿井需风量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、硐室和其他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。1．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。2．按该用风地点风流中的瓦斯、二氧化碳和其他有害气体浓度、风速以及温度等都符合《规程》的有关规定分别计算，取其最大值。（二）矿井需风量的计算方法矿井需风量按以下方法计算，并取其中最大值。1．按进下同时工作的最多人数计算Q矿=4NK=4×120×1.10=528m3/min式中Q矿——矿井总需风量，m3/minN——井下同时工作的最多人数，人；4——矿井通风系数，包括矿井内部漏风和分配不均等因素。采用压入式和中央并列式通风时，可取1.20~1.25;采用对角式或区域式通风时，可取1.10~1.15。上述备用系数在矿井产量T≧0.90Mt/a时取大值。62．按采煤、掘进、硐室等处实际需风量计算1）采煤工作面需风量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：根据矿井总产量算出矿井每分钟产煤量为：1.71t，瓦斯绝对涌出量为：1.73×8=13.84m3/minQ采=100Q瓦K瓦=100×13.84×1.6=2214.4m3/min式中Q采——采煤工作需要风量，m3/min；Q瓦——采煤工作面瓦斯（二氧化碳）绝对涌出量，m3/min；K瓦——采煤工作面因瓦斯（二氧化碳）涌出量不均匀的备用风量系数，即该工作面炮采工作面可取1.4~2.0;水采工作面可取2.0~3.0。生产矿井可根据各个工作面正常生产条件时，至少进行五昼夜的观测，得出五个比值，取其最大值。（2）按工作面进风流温度计算；采煤工作面应有良好的气候条件，其进风流温度可根据风流温度预测方法进行计算。其气温与风速应符合表1的要求表3-1采煤工作面空气温度与风速对应表采煤工作面进风流气温/℃采煤工作面风速/（m/s）＜1515~1818~2020~2323~260.3~0.50.5~0.80.8~1.01.0~1.51.5~1.8采煤工作面的需风量按下式计算：Q采=60v采S采K采，m3/min=60×1.0×8.14×1.2=586.08m3/min式中v采——采煤工作面适宜风速，m/sS采——采煤工作面平均有效断面积，㎡，按最大和最小控顶有效断面积的平均值计算；K采——采煤工作面长度风最系数，（3）按炸药使用量计算：Q采=25A采，m3/min=25×10=250m3/min式中25——每使用1kg炸药的供风量，m3/minA采——采煤工作面一次爆破使用的最大炸药量，kg（4）按工作人员数量计算：Q采=4n采，m3/min=4×26=104m3/min式中4——每人每分钟供给的最低风量，m3/min7n采——采煤工作面同时工作的最多人数，人。（5）按风速验算：按最低风速验算各个采煤工作面的最小风量：Q采≧60×0.25S采，m3/min=60×0.25×8.14=122.1m3/min按最高风速验算各个采煤工作面的最大风量：Q采≦60×4S采，m3/min=60×4×8.14=1953.6m3/min2）掘进工作面需风量计算煤巷、半煤岩巷和岩巷掘进工作面的需风量，应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：Q掘=100Q瓦K瓦=100×0.42×1.5=60m3/min（2）按炸药量使用最计算：Q掘=25A掘，m3/min=25×10=250m3/min（3）按局部通风机吸风量计算：Q掘=Q通IK通，m3/min=200×1×1.2=240m3/min式中Q通——掘进工作面局部通风机额定风量（表3），I——掘进工作面同时运转的局部通风机台数，台：K通——防止局部通风机吸循球风的风量备用系数，一般取1.2~1.3,进风巷中无瓦斯涌出时取1.2，有瓦斯涌出时取1.3。（4）按工作人员数量计算：Q掘=4n掘，m3/min=4×10=40m3/min（5）按风速进行验算；岩巷掘进工作面的风量应满足：60×0.15×S掘≦Q掘≦60×4×S掘由上式得43.2m3/min≦Q掘≦1152m3/min煤巷、半煤岩巷掘进工作面的风量应满足：60×0.25×S掘≦Q掘≦60×4×S掘=72m3/min≦Q掘≦1152m3/min根据上面的计算掘进工作面的风量应取其最大值。8Q掘=250m3/min72m3/min≦Q掘≦1152m3/min所以，Q掘=250m3/min符合上述要求。3）硐室需风量各个独立通风的硐室供风量，应根据不同的硐室分别计算。（1）井下爆破材料库按经验值计算，小型矿井一般80~100m3/min，大型矿井一般100~150m3/min。（2）充电硐室通常充电硐室的供风量不得小于100m3/min。（3）机电硐室采区小型机电硐室，可按经验值确定风量，一般为60~80m3/min。（4）其它巷道需风量计算新建矿井，其他用风巷道的总风量难以计算时，也可按采煤，掘进，硐室的需风量总和的3%~5%估算。（5）矿井总风量计算；KQQQQQ其他硐掘采矿=(2214.4×2+250×4+285+82.5)×1.1=6375.9m3/min。通过计算所得；矿井总风量为6375.9m3/min3．矿进总风量的分配1）分配原则矿井总风量确定后，分配到各用风地点的风量，应不得低于其计算的需风量；所有巷道都应分配一定的风量；分配后的风量，应保证井下各处瓦斯及有害气体浓度、风速等满足《规程》的各项要求。2）分配的方法首先按照采区布置图，对各采煤、掘进工作面、独立回风硐室按其需风量配给风量，余下的风量按采区产量、采掘工作面数目、硐室数目等分配到各