2020 矿井通风设计

通风安全学课程设计 学号： 201705820973 姓名： 唐志诚 院系： 环境与资源学院 班级： 安全工程二班 指导老师： 柳建 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。 目录 一、矿井概况 二、拟定矿井通风系统 三、风量的计算与分配 四、矿井通风阻力计算 五、矿井通风设备的选择 六、概算矿井通风费用 矿井通风学课程设计201705820810 2017安全工程2班 唐志成一、矿井概况某矿井地质与开拓开采情况如下，试进行矿井通风设计。井田走向长8400m，煤层倾角=1518，相对瓦斯涌出量为6.10学号的后二位（如学号的后二位为21，则相对瓦斯量为6.21）m3t，煤尘具有爆炸危险性。矿井开拓开采情况如下：（1） 矿井生产能力与服务年限。矿井生产能力为0.6Mta，服务年限46a。（2） 矿井开拓方式与采区划分。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（见附图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。矿井开拓系统如附图2所示。主、副井布置在井田的中央，通过主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。 附图1 附图2 采煤方法。采区巷道布置如附图3所示。矿井有两个采区同时生产，共3个采煤工作面，其中两个生产，一个备用；采煤方法为走向长壁机械化采煤。工作面长150m，采高2.2m，采用全部垮落法管理顶板，最大控顶距4.2m，最小控顶距2.6m；最大班工作人数26人；作业形式为两采一准。每个采区各有两个煤巷掘进工作面，采用打眼放炮破煤。 附图3 （3） 矿井工作制度。矿井年工作日300d，工作制度为“三八”作业。井下最大班工作人数120人。（4） 井巷尺寸及支护情况见题附表1 附表-1 井巷尺寸及支护形式区段井巷名称断面形状支护形式断面积/m2长度/m备注1-2副井园形混凝土碹直径D=5320双罐笼梯子间2-3车场绕道半园拱料石碹9.7503-4车场绕道半园拱料石碹9.7704-5主石门半园拱料石碹11805-6煤层运输大巷半园拱料石碹115506-7煤层运输大巷半园拱料石碹111357-8(6-7)采区下部车场半园拱锚喷7.8858-9(7-8)采区轨道上山梯形工字钢6.35009-10(8-13)采区轨道上山梯形工字钢6.32691011(13-14)下区段回风平巷梯形工字钢5.53011-12(14-15)联络巷梯形木支架5.11012-13(20-21) (15-16)区段运输平巷梯形工字钢5.565013-14(21-22) (16-17)采煤工作面矩形单体液压支柱金属铰接梁采高2.2，最大控顶距4.2，最小控顶距2.615014-15(22-24) (17-18)区段回风平巷工字钢5.5650落地胶带运输机15-16(18-24)绕道梯形木支架5.15016-17(24-25)区段回风平巷梯形工字钢5.53017-18(25-26)运输上山半园拱料石砌碹6.31518-19(2627)运输上山半园拱料石砌碹6.31519-20(27-28)矿井总回风巷半圆拱料石碹7.8270020-21(28-29)风井圆形料石碹D=492设有梯子9-11运输上山梯形工字钢6.3119落地胶带运输机11-12运输上山梯形工字钢6.310落地胶带运输机12-25运输上山梯形工字钢6.3280落地胶带运输机5-6煤层运输大巷半圆拱料石碹11.0650 二、拟定矿井通风系统该矿井为改扩建矿井通风设计。由于风井数目有限，难以增加，其系统结构采用单元通风，将两个采区看成两个独立的单元。已知采用的进风井与出风井布置方式为两翼对角式通风系统。由于煤矿是具有自燃危险的矿井，且具有放射体气体比如“氡”危害，矿井主扇可采用抽出式通风，已知副井数据，副井进风。其矿井大型主要扇风机可安在地表，选取两台主通风机，安装在两个风井处的地表。这样地表安装、检修和管理都比较方便;当井下发生火灾时，便于采取停风、反风或控制风量等通风措施;井下发生灾变事故时，地面主扇比较安全可靠，不易受到损害。为了确保卫生的工作条件，且车场巷道有一定的长度，可采用轨道上山进风、运输上山回风。由于受到限制，采煤工作面采用U形通风方式。故矿井通风系统布置如下:通风容易时期:12314151718192021；通风困难时期:123456781314(15161718)or(19202122)242529通风方式与通风设施 矿井的通风方式为两翼对角式。通风设施主要有三类:引导风流的设施，如风桥，反风装置；隔断风流的设施，如井口防爆门，隔断风门，挡风墙；调节或控制风量的设施，如调节风门，调节风窗。采区通风系统的通风设施主要有风桥，挡风墙，风门等。三、风量的计算与分配（一）、矿井风量计算原则 矿井需风量，按下列要求分别计算，并必须采取其中最大值:（）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；（）按采煤、掘进、硐室及其他实际需要风量的总和进行计算。（二）矿井需风量的计算1、按井下同时工作的最多人数计算:Qm=4NKm式中:Qm矿井的总需风量(m3/min) ；N井下同时作业的最多人数；Km矿井通风系数，取1、151、25，取1.25，N=120；代入数据得：Qm=600m3/min。2、按采煤、掘进、硐室及其他实际需要风量的总和进行计算采煤工作面的风量应该按下列因素分别计算，取其最大值，以风速验算 (1)按瓦斯涌出量计算：Qwi100q采kgwi式中：Qwi第i个采煤工作面需要风量，m3/min；q采工作面回风流中平均瓦斯绝对涌出量，相对瓦斯涌出量为6.10m/t，矿井生产能力为0.6Mta，矿井年工作日300d，计算得q=8.47m/min；kgwi第i个采煤工作面因瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，炮采工作面kgwi=1.42.0，取1.4；代入数据得：Qwi=100x8.47x1.4=1185.8m3/min=19.8m/s。(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计算。采煤工作面的需要风量按下式计算：Q采16070%V采S采k1k2式中：Q采回采工作面实际需要风量；60单位换算产生的系数；70%有效通风断面系数；V采采煤工作面风速,查采煤工作面进风流气温与对应风速表，温度为20取1.15m/s采煤工作面进风流温度/采煤工作面风速 /m.s-1<150.30.51518 0.50.818200.81.020231.01.523261.51.8S采采煤工作面的平均断面：K1工作面采高调整系数，查采煤工作面采高调整系数表，由于采高2.2m可取1.1；采高/m<2.02.02.5>2.5及放顶煤面系数K11.01.11.2K2工作面长度调整系数，查采煤工作面长度调整系数表，由于工作面长度150m可取1.2；采煤工作面长度/m长度调整系数K2150.815800.80.9801201.01201501.11501801,2>1801.301.40共三个采煤工作面，S=M采高x（L最大控顶距+L最小控顶距）/2=7.48代入数据得Q=6070%1.157.481.11.2=477m3/min。(3)按使用炸药量计算：Qwi=25Awi式中:25每使用1kg炸药的供风量，m3/min；Awi 1第i个采煤工作面一次爆破使用的最大炸药量，取5kg；代入数据得Qwi=255=125m3/min。(4)按工作人员数量计算：按回采工作面人数验算Q采14N(m3/min) 式中: 4每人需风量：m3/min；N工作面同时作业的最多人数；代入数据得Q=4x26=104m3/min。(5)按带走柴油设备所排出的热量计算。按同时作业机台数每千瓦供风量4立方米每分钟标准计算，其表达式为:Qr=4Nr/60=Nr/15；Nr=K1N1+KrNrQr带走掘进工作面柴油设备所排放的热量所需的风量(m3/s)，Nr带走所有柴油设备