张垒 矿井通风系统设计.doc

第 0 页 共 41 页中 国 矿 业 大 学 （ 北 京 ） 资 源 与 安 全 工 程 学 院本 科 生 课 程 设 计 报 告课程设计名称： 矿山安全设计报告 姓 名： 张 垒 学 号： 1010120110 专业年级： 消防工程 2010 班 级：消防工程 2010 班 指导教师： 谭 波 职 称： 讲 师 起止日期： 2013 年 12 月 8 日 至 2013 年 12 月 15 日中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院矿山安全课程设计第 1 页 共 41 页中 国 矿 业 大 学 （ 北 京 ） 资 源 与 安 全 工 程 学 院本 科 生 课 程 设 计 任 务 书专业年级 消防工程 2010 班级 消防工程 2010班 学号 1010120110 学生姓名 张 垒 任务下达日期：2013 年 12 月 8 日课程设计日期：2013 年 12 月 8 日至 2013 年 12 月 15 日课程设计主要内容和要求：（1）矿井总需风量估算要求：按照矿井实际情况计算通风困难时期、通风容易时期的矿井需风量（2）矿井通风总阻力估算（通风困难时期、通风容易时期）要求：根据需风量分配巷道风量，计算最大阻力路线的通风阻力。

考虑自然风压、计算矿井等积孔（3）选择合适主扇要求：从风机库中选择合适的风机4）计算通风费用要求：按照你们宿舍电价计算通风日常费用5）给出通风报表要求：设计一张通风报表，将计算数据统计进去指导教师签字：中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院矿山安全课程设计第 2 页 共 41 页中 国 矿 业 大 学 （ 北 京 ） 资 源 与 安 全 工 程 学 院本 科 生 课 程 设 计 评 阅 书指导教师评语成绩： 指导教师签名： 年 月 日学院意见：签章： 年 月 日中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院矿山安全课程设计第 3 页 共 41 页目录一、矿井需风量地点情况........................................................4二、最大阻力线................................................................5三、矿井通风系统的选择........................................................6（一）矿井通风系统的作用...................................................6（二）矿井通风系统的组成和结构.............................................6（三）通风系统的设计原则...................................................7（四）矿井通风系统的类型及其适用条件.......................................8（五） 各类矿井通风系统的优缺点及适用条件..................................9（六）回采工作面的通风系统选择............................................11（七）矿井井下通风设施及构筑物布置........................................13四、矿井风量计算.............................................................14（一）风量计算的标准及原则................................................14（二）风量计算............................................................15五、矿井通风阻力的计算..................................................... .23（一）摩擦阻力系数 α ......................................................24（二）摩擦阻力的计算......................................................27（三）局部阻力计算........................................................30（四）矿井通风总阻力计算..................................................30（五）降低通风阻力........................................................31（六）自然风压............................................................32（七）矿井等积孔..........................................................36六、矿井通风设备的选择.......................................................37（一）扇风机选型的依据....................................................37（二）扇风机选择..........................................................38（三）通风设备选型........................................................39中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院矿山安全课程设计第 4 页 共 41 页矿井通风系统课程设计某矿井属低瓦斯矿井，瓦斯含量极低，煤尘具有爆炸性，总含量最大值为 0.188 m3/t（16 层煤），而煤层的最小残存瓦斯量为 1～2.5 m3/t。

采煤工作面空气温度，按15～18℃，工作面平均断面积为 9.5m2 ，机械化采煤，交接班时 23人掘进面采用机掘，每班不超过 10人，平均风温约为 20℃巷道布置图课堂布置一、矿井需风量地点情况如下：表 5.6 矿井用风地点计算表序号 用风点 数量一 2015备用工作面 1二 2014综采工作面 1综 掘 1三 掘进工作面综掘 1四 主排水泵房 1五 井下爆炸材料发放硐室 1六 变电所 1小计其它巷道用风，占上述小计的 5%（容易时期）七其它巷道用风，占上述小计 20%（困难时期）八 备用 25%合计中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院矿山安全课程设计第 5 页 共 41 页二、最大阻力线（从进口到地面），根据巷道类型与巷道矿井需风量计算表 5.14 东井通风阻力计算表序号巷道名称 支护形式α×10-4P（m）L（m）Sm2Qm3/shf Pa1 副井 砼砌 13.0 1200 11.42 井底车场 巷道 锚喷 17.4 2000.0 21.23区段轨道巷锚喷 11.1 550.0 9.54 2014工作面运输巷 锚网 15.4 1400.0 9.552014工作面综采支架 20.0 160.0 8.66 工作面回 风巷 锚网 15.4 1200.0 9.57 中部车场 回风巷 锚喷 9.5 600.0 6.38东回风斜井锚喷 15.1 1680.0 15.2合计15%局部阻力总计中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院矿山安全课程设计第 6 页 共 41 页三、矿井通风系统的选择 矿井通风系统主要考虑以下因素：依据井田精确地质报告所提供的开采技术条件；矿井设计生产能力；矿井开拓方式和采取布置；采煤年进度计划图；矿井巷道断面图；矿井各水平服务年限。

一）矿井通风系统的作用从井下采掘作业要求、矿内空气成分及气候条件的变化规律、有毒有害气体及粉尘的特性和他们对人体的影响来看，进行通风换气是最有效的途径一般情况下，自然通风难以持续、稳定、有效的解决上述问题，因此，所有矿山必须建立完善的机械通风系统在风机动力的作用和通风设施的控制下，地表新鲜空气由进风井巷进入矿井，经有关井巷供给各个工作面，不断地去稀释和冲淡这些有害物质，使之达到无害程度，污浊空气经回风道从回风井巷排出地表，这就是矿井通风系统的运转过程它的任务是：1）保证井下工作面有足够的氧气；2）把井下产生的有毒有害气体及矿尘稀释到无害程度并排出矿外；3）给井下工作面创造良好的气候条件因此，矿井通风系统是矿井开拓、开采系统中，为了实现通风目的和任务，向井下各作业地点供给新鲜空气，排出井下产生的污浊空气，调节井下气候条件而专门统筹规划、设计构建的由通风网络、通风动力和通风控制设施组成的工程体系总称二）矿井通风系统的组成和结构从系统组成来看，矿井通风系统由通风网络、通风动力和通风控制设施三大部分有机构成通风网络就是由风流流经的所有井巷构成的、相互关联的、复杂的、网络状的井巷集合体通风动力即为矿井风流流动提供能量的主扇、辅扇、自然压差等动力源组成的动力结构体系。

通风控制设施就是控制有害漏风，并使供入井下的风流按生产需求中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院矿山安全课程设计第 7 页 共 41 页进行分配的风门、风窗、风桥、风桥、辅扇、空气幕、导风板等一系列调节控制设施其中，辅扇具有双重功能，既属于通风动力，又属于调控设施从系统结构来看，矿井通风系统可划分为三大部分，即进风部分、回风部分和用风部分，各部分担任着不同的职能进风部分把地表新风送入用风部分供工作面使用，回风部分负责把用风部分产生的污浊风排出地表用风部分负责调解和分配进风部分送入的新鲜空气，并把工作面产生的炮烟粉尘等有毒有害物质稀释排入回风部分，使作业环境达到安全卫生的要求 [6]三）通风系统的设计原则在设计矿井通风系统的构建方案时，应严格遵循技术效果良好、运行安全可靠、基建费用和经营费用低以及便于管理的原则，即：1）系统宏观构建规划合理，既有利于通风，又与矿井开采规划、开拓方案相辅相成；2）通风方式及压力分布合理，有利于有害气体和粉尘的排出与控制；3）矿井供风量合理，既有一定余量，又不过大浪费；4）通风网络结构合理，能将生产要求的风量送到每一个工作面，并将工作面用过的污风快捷的排出地表；井巷工程量少，通风阻力小，污风不串联；5）分风调控简便易行，分风均衡性、稳定性、可靠性好，有害漏风少，有效风量率和风速合格率高；6）设备选型合理，安装使用简便，购置费低，运行效率高；7）通风构筑物和风流调节设施尽量少；8）充分利用一切可用于通风的井巷和通道，使专用通风井巷工程量最小；9）通风动力消耗少，通风费用低；中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院矿山安全课程设计第 8 页 共 41 页10）适应生产变化的能力强，现场应用和管理的难度不大，能够管好、用好。

四）矿井通风系统的类型及其适用条件按进、回风井在井田内的位置不同，通风系统可分为中央式、对角式、区域式及混合式1）中央式进、回风井均位于井田走向中央根据进、回风井的相对位置，又分为中央并列式和中央边界式（中央分列式）1）中央并列式进风井和回风井大致并列在井田走向的中央，两井底可以开掘到第一水平，也可将回风井只掘至回风水平后者一般适用于较小型矿井2）中央边界式进风井大致。