礦井通風(fēng)與安全課程設(shè)計(jì)新莊礦90萬(wàn)t新井通風(fēng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

《礦井通風(fēng)與安全課程設(shè)計(jì)新莊礦90萬(wàn)t新井通風(fēng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《礦井通風(fēng)與安全課程設(shè)計(jì)新莊礦90萬(wàn)t新井通風(fēng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（45頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、礦井通風(fēng)與安全課程設(shè)計(jì)中國(guó)礦業(yè)大學(xué).學(xué)院礦井通風(fēng)與安全課程設(shè)計(jì)小組成員： 設(shè)計(jì)題目 新莊孜礦90萬(wàn)t/a新井通風(fēng)設(shè)計(jì)班級(jí) 指導(dǎo)教師 成績(jī) 日 期 目錄1礦井設(shè)計(jì)概況11.1礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征11.2井田開(kāi)拓11.3巷道布置與采煤方法22礦井通風(fēng)系統(tǒng)擬定42.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)基本要求42.2礦井通風(fēng)方式的選擇42.3礦井通風(fēng)方案技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較62.4通風(fēng)機(jī)的工作方法73采區(qū)通風(fēng)93.1采區(qū)上山通風(fēng)系統(tǒng)93.2回采工作面通風(fēng)方式94掘進(jìn)通風(fēng)124.1掘進(jìn)方法的確定124.2掘進(jìn)工作面通風(fēng)方式124.3煤巷掘進(jìn)工作面需風(fēng)量134.4掘進(jìn)通風(fēng)設(shè)備選型155礦井風(fēng)量計(jì)算與分配185.1礦井總風(fēng)量的計(jì)算

2、185.2礦井風(fēng)量分配216礦井通風(fēng)阻力計(jì)算236.1礦井通風(fēng)阻力計(jì)算原則236.2礦井通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期的確定236.3礦井通風(fēng)阻力計(jì)算237礦井通風(fēng)設(shè)備選型317.1選擇主要通風(fēng)機(jī)317.2電動(dòng)機(jī)選型337.3礦井主要通風(fēng)設(shè)備要求357.4通風(fēng)附屬裝置及其安全技術(shù)357.5特殊災(zāi)害的防治措施368礦井通風(fēng)費(fèi)用概算388.1噸煤通風(fēng)費(fèi)388.2通風(fēng)設(shè)備的折舊費(fèi)和維修費(fèi)398.3通風(fēng)員工工資費(fèi)用398.4專(zhuān)為通風(fēng)服務(wù)的井巷工程折舊費(fèi)和維護(hù)費(fèi)398.5噸煤通風(fēng)成本399結(jié)論40參考文獻(xiàn)411礦井設(shè)計(jì)概況1.1礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征1）礦區(qū)概述新莊孜礦位于安徽省淮南市八公山東麓，南與謝一礦相接

3、，北與孔李公司為鄰。地處東經(jīng)1164938北緯323541，行政區(qū)劃屬淮南市八公山區(qū)。井內(nèi)的氣象參數(shù)按表1所列的平均值選取。表1.1 空氣平均密度一覽表季節(jié) 地點(diǎn)進(jìn)風(fēng)井筒（kg/m3）出風(fēng)井筒（kg/m3）冬1.261.22夏1.201.252）井田地質(zhì)特征新莊孜井田東以第勘探線與李一礦井田毗鄰，西以第勘探線及人定境界與新莊孜相接，北部至勘探線間以八公山背斜軸、至勘探線，南至3-1煤層-650m底板等高線地面投影線，東西走向長(zhǎng)約6.47.4km，平均7.2km；傾斜寬：最大約2.7km，最小2.54km，平均2.6km。井田的水平面積約18.72km2。3）煤層特征本井田第三含煤組平均總厚4.

4、75m，含煤2余層；其中可采煤層3-1煤層，平均可采總厚4.25m，含煤系數(shù)為9.01%。具體參見(jiàn)圖1 綜合地質(zhì)柱狀圖。具體參見(jiàn)圖1 綜合地質(zhì)柱狀圖。本礦井達(dá)產(chǎn)時(shí)相對(duì)瓦斯涌出量為12.7m3/t。礦井東翼在開(kāi)采3-1煤層時(shí)，其絕對(duì)瓦斯涌出量最大達(dá)到108.17m3/min，最大相對(duì)瓦斯涌出量為18.3m3/t，礦井瓦斯等級(jí)應(yīng)定為高瓦斯礦井。煤層自燃傾向性等級(jí)鑒定為三級(jí)。依據(jù)礦井防滅火規(guī)范，礦井自燃危險(xiǎn)等級(jí)劃歸為二級(jí)自燃礦井。1.2井田開(kāi)拓1）井田境界及儲(chǔ)量礦井地質(zhì)資源量：31煤79.01（Mt），礦井工業(yè)儲(chǔ)量81.45（Mt）， 礦井可采儲(chǔ)量68.17（Mt），本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為90萬(wàn)t/年

5、。工業(yè)廣場(chǎng)的尺寸為315m400m的長(zhǎng)方形，工業(yè)廣場(chǎng)的煤柱量為5.7(Mt)。2）礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限本礦井年工作日330天，每天凈提升時(shí)間16小時(shí)。每天三班作業(yè)，其中兩班采煤，一班檢修，每班工作時(shí)間8小時(shí)。本礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為90萬(wàn)噸/年,礦井服務(wù)年限為57年。 圖1.1 地質(zhì)綜合柱狀圖3）井田開(kāi)拓工業(yè)廣場(chǎng)應(yīng)布置在井田儲(chǔ)量中央處，大致在井田走向中央，傾向略微偏下位置，主副井均位于工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)。風(fēng)井井筒布置在井田外。礦井為立井單水平開(kāi)采，所以將大巷布置在煤層底板下方20m處的砂巖中。主要開(kāi)拓巷道如運(yùn)輸大巷，軌道大巷均布置在底板砂巖中。煤炭由采煤工作面采區(qū)運(yùn)輸上山采區(qū)煤倉(cāng)膠帶運(yùn)輸

6、大巷井底煤倉(cāng)主井提升到地面；材料自井底車(chē)場(chǎng)軌道運(yùn)輸大巷采區(qū)下部車(chē)場(chǎng)采區(qū)軌道上山區(qū)段回風(fēng)平巷工作面。1.3巷道布置與采煤方法1）采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)首采的東翼采區(qū)走向長(zhǎng)度為36504500m。西翼采區(qū)走向長(zhǎng)度為23002700m。首采的東翼采區(qū)上山階段斜長(zhǎng)為1130m，下山階段為1080m，為保證合理的工作面長(zhǎng)度，故上山階段區(qū)段長(zhǎng)度確定為150m左右，下山階段為170m左右，區(qū)段數(shù)目為上山6個(gè)，下山6個(gè)。在同一采區(qū)內(nèi)，先采上層，后采下層；沿傾斜方向，由上向下開(kāi)采。本設(shè)計(jì)只布置一個(gè)采煤工作面達(dá)產(chǎn)，工作面的接替順序?yàn)椋涸谏仙絻梢磉M(jìn)行左右跳采接替。設(shè)計(jì)首采區(qū)（西二帶區(qū)）位于井田南部，接近井底車(chē)場(chǎng)；由

7、井底車(chē)場(chǎng)至大巷120 m處。根據(jù)西二帶區(qū)煤層地質(zhì)情況，本設(shè)計(jì)采用帶區(qū)準(zhǔn)備方式。西二帶區(qū)走向長(zhǎng)平均2357.8 m，傾向長(zhǎng)平均1940.5 m。帶區(qū)內(nèi)劃分為11個(gè)傾斜分帶，分帶平均長(zhǎng)1757.6 m。首采帶區(qū)工作面長(zhǎng)度取150 m；兩斜巷設(shè)計(jì)均為矩形斷面，其中運(yùn)煤斜巷寬為5 m，高為3.2 m；回風(fēng)斜巷寬5m，高3 .2m。2）采煤方法主采煤層選用綜采開(kāi)采工藝，走向長(zhǎng)壁綜采一次采全高采煤法。工作面的推進(jìn)方向確定為后退式。根據(jù)工作面的關(guān)鍵參數(shù)選用：選用DZ40型液壓支柱、選用MGTY750/1715-3.3D型雙滾筒采煤機(jī)、SGEC-830/500型刮板運(yùn)輸機(jī)。采煤機(jī)截深0.8m，采用采煤機(jī)雙向割

8、煤，追機(jī)作業(yè)；前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤；在工作面端頭斜切進(jìn)刀，上行下行均割煤，往返一次進(jìn)兩刀；采煤機(jī)過(guò)后先移架后推移刮板輸送機(jī)。3）回采巷道布置回采巷道采用一般的U型布置方式，即一條區(qū)段運(yùn)輸平巷和一條區(qū)段回風(fēng)平巷。4）部分井巷特征參數(shù)表1.2 部分井巷特征參數(shù)（其他井巷參數(shù)自行設(shè)計(jì)、計(jì)算或在相關(guān)圖紙上提取）井巷名稱(chēng)長(zhǎng)度(m)斷面（m2）周長(zhǎng)（m）副井井筒33.1720.41井底車(chē)場(chǎng)2018.8軌道運(yùn)輸大巷1817.9軌道上山1816區(qū)段運(yùn)輸平巷16.016采煤工作面17.2117.9區(qū)段回風(fēng)平巷16.016回風(fēng)石門(mén)2017.3風(fēng)井26.4215.7運(yùn)輸大巷、石門(mén)12.8017.792礦井通風(fēng)

9、系統(tǒng)擬定2.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)基本要求選擇任何通風(fēng)系統(tǒng)，都要符合投產(chǎn)快、出煤較多、安全可靠、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)合理等原則。具體地說(shuō)，要適應(yīng)以下基本要求：（1）礦井至少要有兩個(gè)通地面的安全出口；（2）進(jìn)風(fēng)井口要有利于防洪、不受粉塵有害集體的污染；（3）北方礦井，井口需裝供暖設(shè)備；（4）總回風(fēng)巷不得作為主要行人道；（5）工業(yè)廣場(chǎng)不得受扇風(fēng)機(jī)的噪音干擾；（6）裝有皮帶機(jī)的井筒不得兼作回風(fēng)井；（7）裝有箕斗的井筒不得兼作為主要進(jìn)風(fēng)井；（8）可以獨(dú)立通風(fēng)的礦井，采區(qū)盡可能獨(dú)立通風(fēng)；（9）通風(fēng)系統(tǒng)要為防瓦斯、火、塵、水及高溫創(chuàng)造條件；（10）通風(fēng)系統(tǒng)要有利于深水平式或后期通風(fēng)系統(tǒng)的發(fā)展變化。2.2礦井通風(fēng)方式的選擇

10、1)選擇通風(fēng)方案的考慮因素選擇任何通風(fēng)方式都需要符合投產(chǎn)快、出煤較多、安全可靠和技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理等原則。選擇礦井通風(fēng)方式時(shí)，應(yīng)該考慮以下兩種因素：（1）自然因素：煤層賦存條件、埋藏深度、沖擊層深度、礦井瓦斯等級(jí)。（2）經(jīng)濟(jì)因素：井巷工程量、通風(fēng)運(yùn)行費(fèi)、設(shè)備裝備費(fèi)。2）礦井通風(fēng)方案礦井通風(fēng)方式根據(jù)回風(fēng)井的位置的不同，可分為中央并列式、中央分列式、兩翼對(duì)角式、采區(qū)式和混合式通風(fēng)中選擇，以下為前四種方案的示意圖。方案一：中央并列式風(fēng)井主副井都位于中央工業(yè)廣場(chǎng)上，副井進(jìn)風(fēng)，風(fēng)井回風(fēng)，如圖2.1。圖2.1 中央并列式通風(fēng)方式1-主井，2-副井，3-運(yùn)輸大巷，4-回風(fēng)大巷，5-回風(fēng)石門(mén)方案二：中央分列式兩回風(fēng)

11、井位于井田邊界的兩翼，副井進(jìn)風(fēng)、風(fēng)井回風(fēng)，如圖2.2。圖2.2 中央分列式通風(fēng)方式1-主井，2-副井，3-運(yùn)輸大巷，4-回風(fēng)大巷，5-回風(fēng)石門(mén)方案3：兩翼對(duì)角式進(jìn)風(fēng)井位于井田中央，回風(fēng)井設(shè)在井田兩翼的上部邊界，如圖2.3。圖2.3 兩翼對(duì)角式通風(fēng)方式1-主井，2-副井，3-運(yùn)輸大巷，4-回風(fēng)大巷，5-回風(fēng)石門(mén)方案4：采區(qū)式通風(fēng)方式每一個(gè)分區(qū)內(nèi)均設(shè)置進(jìn)風(fēng)井和回風(fēng)井，構(gòu)成獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)，如圖2.4。圖2.4 采區(qū)式通風(fēng)方式1-主井，2-副井，3-運(yùn)輸大巷，4-回風(fēng)石門(mén)3)礦井通風(fēng)方式的選擇下面對(duì)幾種通風(fēng)方式的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件列表進(jìn)行比較，見(jiàn)表2.1。表2.1 通風(fēng)方式的比較通風(fēng)方式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適

12、用條件中央并列式初期投資少，工業(yè)場(chǎng)地布置集中，管理方便，工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱小，保護(hù)井筒的煤柱較少，構(gòu)成礦井通風(fēng)系統(tǒng)的時(shí)間短。風(fēng)路較長(zhǎng)，風(fēng)阻較大，采空區(qū)漏風(fēng)較大。煤層傾角大、埋藏深，但走向長(zhǎng)度并不大，而且瓦斯、自燃發(fā)火都不嚴(yán)重。中央分列式通風(fēng)阻力較小，內(nèi)部漏風(fēng)小，增加了一個(gè)安全出口，工業(yè)場(chǎng)的保護(hù)煤柱小，保護(hù)井筒的煤柱較少，構(gòu)成礦井通風(fēng)系統(tǒng)的時(shí)間短。建井期限略長(zhǎng)，有時(shí)初期投資稍大。煤層傾角較小，埋藏較淺，走向長(zhǎng)度不大，而且瓦斯、自然發(fā)火比較嚴(yán)重。兩翼對(duì)角式風(fēng)路較短，阻力較小，采空區(qū)的漏風(fēng)較小，比中央并列式安全性更好。建井期限略長(zhǎng)，有時(shí)初期投資稍大。煤層走向較大（超過(guò)4Km），井型較大，煤層上部都距地

13、表較淺，瓦斯和自燃發(fā)火嚴(yán)重的礦井。采區(qū)式通風(fēng)方式通風(fēng)線路短、幾個(gè)分區(qū)域可以同時(shí)施工的優(yōu)點(diǎn)外，更有利于處理礦井事故運(yùn)送人員設(shè)備也方便。工業(yè)場(chǎng)地分散、占地面積大、井筒保護(hù)煤柱較多。井田面積較大，局部瓦斯含量大，采區(qū)離工業(yè)場(chǎng)地較遠(yuǎn)。2.3礦井通風(fēng)方案技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較1）技術(shù)比較由于該礦為高瓦斯及突出礦井，自燃發(fā)火嚴(yán)重，通過(guò)初步的技術(shù)比較，方案二和方案三比方案一和方案四有更明顯的優(yōu)勢(shì)。2）經(jīng)濟(jì)比較方案二和方案三兩通風(fēng)方案的經(jīng)濟(jì)主要從巷道開(kāi)拓工程量、費(fèi)用及巷道維護(hù)費(fèi)用、通風(fēng)設(shè)施購(gòu)置費(fèi)用和通風(fēng)電費(fèi)等方面考慮。巷道開(kāi)拓及維護(hù)費(fèi)用只比較兩個(gè)方案中不同（或多出）巷道，相同巷道不再作經(jīng)濟(jì)比較，經(jīng)濟(jì)比較見(jiàn)表2.2至2

14、.5。（1）進(jìn)行工程掘進(jìn)費(fèi)用比較中央分列式，回風(fēng)大巷工程量：3080m，回風(fēng)井工程量：305m；兩翼對(duì)角式，回風(fēng)井工程量：3052=610m，回風(fēng)大巷工程量：0m。表2.2 井巷掘進(jìn)費(fèi)用方案項(xiàng)目中央分列式兩翼對(duì)角式工程項(xiàng)目工程量（m）單價(jià)（元/m）費(fèi)用（萬(wàn)元）工程量(m)單價(jià)（元/m）費(fèi)用（萬(wàn)元）回風(fēng)大巷308040001232040000回風(fēng)井3051000030561010000610合計(jì)1535萬(wàn)元610萬(wàn)元（2）井巷維護(hù)費(fèi)用表2.3 井巷維護(hù)費(fèi)用比較項(xiàng)目方案中央分列式兩翼對(duì)角式工程項(xiàng)目工程量（m）單價(jià)（元/m）費(fèi)用（萬(wàn)元）工程量（m）單價(jià)（元/m）費(fèi)用（萬(wàn)元）回風(fēng)大巷30809027.

15、720900回風(fēng)井3051203.666101207.32合計(jì)31.38萬(wàn)元7.32萬(wàn)元（3）通風(fēng)設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用礦井主通風(fēng)、配套電機(jī)設(shè)備購(gòu)置費(fèi)按100萬(wàn)元計(jì)算，主要通風(fēng)機(jī)房必須安裝兩套主要通風(fēng)機(jī)機(jī)配套電機(jī)，一套工作，一套備用，則共需要設(shè)備費(fèi)用1002=200萬(wàn)元。風(fēng)機(jī)房、風(fēng)硐、擴(kuò)散器、防爆門(mén)、反風(fēng)設(shè)施等通風(fēng)設(shè)施的土建費(fèi)按50萬(wàn)元計(jì)算，則建一風(fēng)機(jī)房需要250萬(wàn)元。兩方案的經(jīng)濟(jì)比較見(jiàn)表2.4。表2.4 通風(fēng)設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用方案項(xiàng)目中央分列式兩翼對(duì)角式通風(fēng)設(shè)備費(fèi)250萬(wàn)元2502=500萬(wàn)元（4）通風(fēng)總費(fèi)用比較通風(fēng)總費(fèi)用見(jiàn)表2.5。表2.5 通風(fēng)總費(fèi)用比較方案項(xiàng)目中央分列式（萬(wàn)元）兩翼對(duì)角式（萬(wàn)元）井巷掘

16、進(jìn)費(fèi)1535610井巷維護(hù)費(fèi)31.387.32通風(fēng)設(shè)備費(fèi)250500總費(fèi)用1816.381117.32由于本礦井設(shè)計(jì)為90萬(wàn)t的大型礦井，同時(shí)為高瓦斯突出礦井，對(duì)通風(fēng)量要求較高，方案二和方案三進(jìn)行粗略的經(jīng)濟(jì)比較，方案二需要掘進(jìn)回風(fēng)大巷，同時(shí)礦井走向達(dá)到7.2Km，走向太長(zhǎng)，掘進(jìn)費(fèi)用太多，綜上可知，方案三投資少，因此本礦井通風(fēng)方式為兩翼對(duì)角式通風(fēng)方式。2.4通風(fēng)機(jī)的工作方法礦井通風(fēng)機(jī)的工作方法有抽出式、壓入式和壓抽混合式三種，其適用條件和優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表2.6。表2.6 通風(fēng)方式的分類(lèi)通風(fēng)方式使用條件及優(yōu)缺點(diǎn)抽出式優(yōu)點(diǎn)：井下風(fēng)流處于負(fù)壓狀態(tài)，當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，井下的風(fēng)流壓力提高可能使采空區(qū)沼

17、氣涌出量減少，比較安全；漏風(fēng)量少，通風(fēng)管理較簡(jiǎn)單；與壓入式相比，不存在過(guò)渡到下水平時(shí)期通風(fēng)系統(tǒng)和風(fēng)量變化的困難。缺點(diǎn)：當(dāng)?shù)孛嬗行「G塌陷區(qū)和采區(qū)溝通時(shí)，抽出式會(huì)使小窯存積的有害氣體抽到井下使礦井有效風(fēng)量減少。壓入式低瓦斯礦的第一水平，礦井地面地形復(fù)雜、高差起伏，無(wú)法在高山上設(shè)置扇風(fēng)機(jī)?？偦仫L(fēng)巷無(wú)法連通或維護(hù)苦難時(shí)期的條件下優(yōu)缺點(diǎn)：（1）壓入式的優(yōu)缺點(diǎn)與抽出式相反，能用一部分回風(fēng)把小窯塌陷區(qū)的有害氣體壓入到地面；（2）進(jìn)風(fēng)線路漏風(fēng)大，管理苦難；（3）風(fēng)阻大，風(fēng)量調(diào)節(jié)困難；（4）由第一水平的壓入式過(guò)渡到深部水平的抽出式有一定的困難；（5）通風(fēng)機(jī)使井下風(fēng)流處于負(fù)壓狀態(tài)，當(dāng)通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，風(fēng)流壓力降低

18、，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量增加?，F(xiàn)將兩種工作方法的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比如下：（1）抽出式主要通風(fēng)機(jī)使井下風(fēng)流處于負(fù)壓狀態(tài)，當(dāng)一旦主要通風(fēng)機(jī)因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，井下風(fēng)流的壓力提高，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量減少，比較安全。（2）壓入式主要通風(fēng)機(jī)使井下風(fēng)流處于正壓狀態(tài)，當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，風(fēng)流壓力降低，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量增加，比較危險(xiǎn)。（3）采用壓入式通風(fēng)時(shí)，須在礦井總進(jìn)風(fēng)路線上設(shè)置若干構(gòu)筑物，使通風(fēng)管理工作比較困難，漏風(fēng)較大。（4）在地面小窯塌陷區(qū)分布較廣，并和采區(qū)相溝通的條件，用抽出式通風(fēng)，會(huì)把小窯積存的有害氣體抽到井下，同時(shí)使通過(guò)主要通風(fēng)機(jī)的一部分風(fēng)流短路，總進(jìn)風(fēng)量和工作面有效風(fēng)量都會(huì)減少。用壓入

19、式通風(fēng)，則能用一部分回風(fēng)風(fēng)流把小窯塌陷區(qū)的有害氣體帶到地面。（5）如果能夠嚴(yán)防總進(jìn)風(fēng)路線上的漏風(fēng)，則壓入式主要通風(fēng)機(jī)的規(guī)格尺寸和通風(fēng)機(jī)電力費(fèi)用都較抽出式為小。（6）在由壓入式通風(fēng)過(guò)渡到深水平抽出式通風(fēng)時(shí)，有一定困難，過(guò)渡時(shí)期是新舊水平同時(shí)產(chǎn)生，路線較長(zhǎng)，有時(shí)還必須額外增掘一些井巷工程，使過(guò)渡期限拉得過(guò)長(zhǎng)。用抽出式通風(fēng)，就沒(méi)有這些缺點(diǎn)。正因?yàn)槌槌鍪接兄?dú)自的優(yōu)點(diǎn)，井下風(fēng)流處于負(fù)壓裝填，當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，井下的風(fēng)流壓力提高可能使采空區(qū)沼氣涌出量減少，比較安全；漏風(fēng)量少，通風(fēng)管理較簡(jiǎn)單；與壓入式相比，不存在過(guò)渡時(shí)到下水平時(shí)期通風(fēng)系統(tǒng)和風(fēng)量變化困難。本礦井地質(zhì)構(gòu)造較簡(jiǎn)單，為高瓦斯突出礦井，自

20、燃發(fā)火危險(xiǎn)性較大，走向較長(zhǎng)，開(kāi)采面積較大，因此選用抽出式通風(fēng)方式。3采區(qū)通風(fēng)采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的主要組成單元，也是采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分，它包括采區(qū)進(jìn)、回風(fēng)和工作面進(jìn)、回風(fēng)巷道的布置方式，采區(qū)通風(fēng)路線的鏈接形式，以及采區(qū)通風(fēng)設(shè)備和通風(fēng)構(gòu)筑物的設(shè)置等基本內(nèi)容。它主要取決于采區(qū)巷道布置和采煤方法，同時(shí)要滿足全礦井通風(fēng)的特殊要求。采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的合理與否不僅影響采區(qū)內(nèi)的風(fēng)量分配，發(fā)生事故時(shí)的風(fēng)流控制，生產(chǎn)的順利完成，而且影響到全礦井的通風(fēng)質(zhì)量和安全狀況。在通風(fēng)系統(tǒng)中要能保證采區(qū)風(fēng)流的穩(wěn)定性，盡量避免角聯(lián)風(fēng)路，盡量減少采區(qū)漏風(fēng)量，新鮮風(fēng)流在風(fēng)路上被加熱和污染的程度小，回采工作面和掘進(jìn)工作面都

21、應(yīng)該獨(dú)立通風(fēng)，采區(qū)布置獨(dú)立的回風(fēng)道，實(shí)行分區(qū)通風(fēng)，采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)既要保證質(zhì)量，安全可靠，又要經(jīng)濟(jì)合理。3.1采區(qū)上山通風(fēng)系統(tǒng)采用軌道上山進(jìn)風(fēng)，新鮮風(fēng)流不受煤炭釋放的瓦斯、煤塵污染及放熱影響，但輸送機(jī)設(shè)備處于回風(fēng)流中，軌道上山的上部和中部甩車(chē)場(chǎng)都要安裝風(fēng)門(mén)，風(fēng)門(mén)數(shù)目較多。采用運(yùn)輸上山進(jìn)風(fēng)，由于風(fēng)流方向與運(yùn)煤方向相反，容易引起煤塵飛揚(yáng)，煤炭在運(yùn)輸過(guò)程中釋放的瓦斯，可使進(jìn)風(fēng)流的煤塵和瓦斯?jié)舛仍龃?，影響工作面的安全衛(wèi)生條件；輸送機(jī)設(shè)備所散發(fā)的熱量，使進(jìn)風(fēng)流溫度升高。此外，需在軌道上山的下部車(chē)場(chǎng)內(nèi)安設(shè)風(fēng)門(mén)，運(yùn)輸?shù)V車(chē)來(lái)往頻繁，需要加強(qiáng)管理，防止風(fēng)流短路。本礦井的相對(duì)瓦斯涌出量為12.7m3/t，屬于高瓦斯突

22、出礦井，結(jié)合礦井的實(shí)際條件，確定在有一個(gè)采區(qū)布置三條上山，一條是運(yùn)輸上山，一條是軌道上山，一條是回風(fēng)上山。采用軌道上山進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)上山回風(fēng)的通風(fēng)方式，運(yùn)輸上山僅進(jìn)少量新風(fēng)，供行人和維修使用。這樣布置的優(yōu)點(diǎn)是使運(yùn)輸上山的風(fēng)速較小，不致激起煤塵，也使軌道上山風(fēng)速不致太大。車(chē)輛通過(guò)方便，上山絞車(chē)房便于得到新鮮風(fēng)流，進(jìn)風(fēng)流污染少，工作面環(huán)境好。3.2回采工作面通風(fēng)方式1）回采工作面通風(fēng)系統(tǒng)工作面通風(fēng)方式的選擇與回風(fēng)的順序、通風(fēng)能力和巷道布置有關(guān)。目前工作面通風(fēng)系統(tǒng)形式主要有“U”、“Y”、“W”、“Z”形，各通風(fēng)系統(tǒng)示意圖優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件（由于工作面為后退式開(kāi)采，故各種通風(fēng)形式只有考慮后退式），如下見(jiàn)表

23、3.1。表3.1 回風(fēng)工作面主要通風(fēng)系統(tǒng)比較通風(fēng)系統(tǒng)示意圖優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件U型在區(qū)內(nèi)后退式回采方式中，這種通風(fēng)方式具有風(fēng)流系統(tǒng)簡(jiǎn)單、漏風(fēng)小等優(yōu)點(diǎn)，但風(fēng)流線路長(zhǎng)，變化大。工作面上偶角易積聚瓦斯，工作面進(jìn)風(fēng)巷一次掘進(jìn)，維護(hù)量大。這種通風(fēng)方式，如果瓦斯不太大，工作面通風(fēng)能滿足要求，即可采用。Y型當(dāng)采煤工作面產(chǎn)量大和瓦斯涌出量大時(shí)，采用這種方式可以稀釋回風(fēng)流中的瓦斯，對(duì)于綜采工作面，上下平巷均進(jìn)新鮮風(fēng)流有利于上下平巷安裝機(jī)電設(shè)備，可以防止工作面上偶角瓦斯積聚及保證足夠的風(fēng)量。這種通風(fēng)方式使用于瓦斯涌出量大的工作面，但需要邊界準(zhǔn)備專(zhuān)用回風(fēng)上山，增加了巷道掘進(jìn)、維護(hù)費(fèi)用。Z型回風(fēng)巷為沿空巷，可以提高煤炭回

24、采率；巷道采準(zhǔn)工作量?。徊蓞^(qū)內(nèi)進(jìn)風(fēng)總長(zhǎng)度基本不變，有利于穩(wěn)定風(fēng)阻；無(wú)上偶角瓦斯積聚問(wèn)題，但是回風(fēng)巷常出現(xiàn)沼氣超限的情況；同時(shí)也需要在邊界準(zhǔn)備專(zhuān)用回風(fēng)上山，增加了行道的維護(hù)和掘進(jìn)費(fèi)用。W型當(dāng)采用對(duì)拉式工作面時(shí)，可以采用上下平巷同時(shí)進(jìn)風(fēng)和中間巷道回風(fēng)的方式。采用此種方式有利于滿足上下工作面同采，實(shí)現(xiàn)集中生產(chǎn)的需要。這種通風(fēng)方式的主要特點(diǎn)是不用設(shè)置第二條風(fēng)道；若上下端平巷進(jìn)風(fēng)，在該巷只撤、安裝維護(hù)采煤設(shè)備等又良好的環(huán)境，同時(shí)，易于稀釋工作面瓦斯，使上偶角瓦斯不易于積聚，排放炮煙、煤塵速度快。2）回采工作面上下行通風(fēng)回采工作面上行通風(fēng)和下行通風(fēng)的比較見(jiàn)下表3.2，由于3-1號(hào)煤層傾角為8，根據(jù)該礦的實(shí)

25、際情況，確定回采工作面為上行通風(fēng)。3）通風(fēng)構(gòu)筑物因?yàn)樯a(chǎn)的需要，井下巷道是縱橫交錯(cuò)彼此貫通。為了使井下各用風(fēng)地點(diǎn)得到所需要的風(fēng)量，保證風(fēng)流按預(yù)定的通風(fēng)路線，就必須在某些通風(fēng)巷道的交叉口附近巷道設(shè)置通風(fēng)設(shè)施，如風(fēng)橋、擋風(fēng)墻、風(fēng)門(mén)等，以控制風(fēng)流，為了防止這些設(shè)施漏風(fēng)或風(fēng)流短路，要求對(duì)通風(fēng)設(shè)施進(jìn)行正確的設(shè)計(jì)，合理的選擇形式及位置，保證通風(fēng)設(shè)施的可靠性。（1）風(fēng)橋在進(jìn)風(fēng)與回風(fēng)流平面交叉的巷道處，必須設(shè)置風(fēng)橋，風(fēng)橋使兩支相叉的風(fēng)流隔開(kāi)，使之構(gòu)成立體交叉風(fēng)路的通風(fēng)設(shè)施。（2）擋風(fēng)墻在需要截?cái)囡L(fēng)流和不通行的巷道內(nèi)可以設(shè)置擋風(fēng)墻，按其服務(wù)年限長(zhǎng)短分為永久性和暫時(shí)性。（3）風(fēng)門(mén)風(fēng)門(mén)是建筑在人員和礦車(chē)需要通過(guò)的巷

26、道，而又不允許風(fēng)流通過(guò)的巷道，按其規(guī)定要建兩座風(fēng)門(mén)，其間距要大于運(yùn)輸車(chē)輛的長(zhǎng)度，以便一座風(fēng)門(mén)啟動(dòng)時(shí)，另一座風(fēng)門(mén)能夠關(guān)閉，不至于形成風(fēng)流短路。分為普通風(fēng)門(mén)和自動(dòng)啟動(dòng)風(fēng)門(mén)兩種。（4）調(diào)節(jié)風(fēng)窗調(diào)節(jié)風(fēng)窗用以增加巷道的局部阻力，以調(diào)節(jié)用風(fēng)地點(diǎn)的風(fēng)量，本設(shè)計(jì)主要通風(fēng)機(jī)采用抽出式工作方法，調(diào)節(jié)風(fēng)窗全部設(shè)在回風(fēng)道中。（5）測(cè)風(fēng)站用以測(cè)量全礦井總進(jìn)風(fēng)量和總回風(fēng)量以及各水平采掘區(qū)和回采工作面的進(jìn)風(fēng)量。測(cè)風(fēng)站的位置一般在比較規(guī)整的巷道內(nèi)。表3.2 回采工作面上、下行通風(fēng)適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)通風(fēng)系統(tǒng)示意圖適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)上行通風(fēng)適用條件：在煤層傾角大于12度的回采工作面，應(yīng)采用上下通風(fēng)。優(yōu)點(diǎn)：瓦斯自然流動(dòng)方向和風(fēng)流方向一

27、致，有利于較快地降低工作面瓦斯?jié)舛?。工作面平巷中的運(yùn)輸設(shè)備處于新鮮風(fēng)流中，安全性好。缺點(diǎn)：風(fēng)流方向與運(yùn)煤方向相反，引起煤塵飛揚(yáng)，增加了回采工作面的進(jìn)風(fēng)流中煤塵濃度；同時(shí)，煤炭在運(yùn)輸中放出的瓦斯又隨風(fēng)流帶到回采工作面，增加了工作面的瓦斯?jié)舛取＿\(yùn)輸設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)多產(chǎn)生的熱量隨風(fēng)流散發(fā)到回采工作面，使工作面氣溫升高。下行通風(fēng)適用條件：在沒(méi)有煤（巖）與沼氣（二氧化碳）突出危險(xiǎn)的、傾角小于12度的煤層中，可考慮采用下行通風(fēng)。優(yōu)點(diǎn)：工作面下行通風(fēng)，除了可以降低瓦斯?jié)舛群凸ぷ髅鏈囟韧?，不易出現(xiàn)瓦斯分層流動(dòng)和瓦斯積聚，還可以減少煤塵含量，降低水砂充填工作面的空氣溫度，有利于提高工作面的產(chǎn)量。缺點(diǎn)：采用下行風(fēng)時(shí)，運(yùn)

28、輸設(shè)備處于回風(fēng)巷中，安全性較差，下行風(fēng)發(fā)生瓦斯爆炸的可能性要比上行風(fēng)可能性大。4掘進(jìn)通風(fēng)掘進(jìn)巷道時(shí)，為了稀釋和排除自煤巖體內(nèi)涌出量的有害氣體，爆破產(chǎn)生的炮煙和礦塵，保持掘進(jìn)頭的良好氣候條件，必須對(duì)掘進(jìn)頭進(jìn)行獨(dú)立通風(fēng)，即向掘進(jìn)面進(jìn)入新鮮風(fēng)流，排出含有煙塵的污濁空氣。本設(shè)計(jì)采區(qū)達(dá)產(chǎn)時(shí)，配備兩個(gè)煤巷掘進(jìn)頭。4.1掘進(jìn)方法的確定本設(shè)計(jì)掘進(jìn)頭的供風(fēng)既利用局部通風(fēng)機(jī)，也利用礦井的總風(fēng)壓，此處只對(duì)局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)方法做具體分析。4.2掘進(jìn)工作面通風(fēng)方式礦井新建、擴(kuò)建或生產(chǎn)時(shí)，都要掘進(jìn)巷道，在掘進(jìn)工程中，為了稀釋和排出自煤（巖）體涌出量的有害氣體、爆破產(chǎn)生的炮煙和礦塵，以及創(chuàng)造良好的氣候條件，必須對(duì)獨(dú)頭掘進(jìn)工作

29、面進(jìn)行通風(fēng)。掘進(jìn)通風(fēng)總的可以分為總風(fēng)壓通風(fēng)法和局部動(dòng)力通風(fēng)法。出于掘進(jìn)面通風(fēng)必須做到風(fēng)質(zhì)好，風(fēng)量穩(wěn)定等多方面的考慮。本設(shè)計(jì)決定采用局部動(dòng)力通風(fēng)，采用局部通風(fēng)機(jī)進(jìn)行掘進(jìn)的通風(fēng)。局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)是礦井廣泛采用的掘進(jìn)通風(fēng)方法，局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)是由局部通風(fēng)機(jī)和風(fēng)筒組成一體進(jìn)行通風(fēng)，按其工作方式分為：壓入式通風(fēng)，抽出式通風(fēng)和混合式通風(fēng)。1）壓入式通風(fēng)局部通風(fēng)機(jī)和啟動(dòng)裝置安裝在離掘巷道口10m外的進(jìn)風(fēng)側(cè)，局部通風(fēng)機(jī)把新鮮風(fēng)流經(jīng)風(fēng)筒壓送到掘進(jìn)工作面，污風(fēng)沿巷道排出。具體布置示意圖如圖4.1。圖4.1 壓入式通風(fēng)2）抽出式通風(fēng)這種通風(fēng)方式是把局部通風(fēng)機(jī)安裝在離巷道口10m以外的回風(fēng)側(cè)。新鮮風(fēng)流沿巷道流入，污風(fēng)通過(guò)

30、鐵風(fēng)筒由局部通風(fēng)機(jī)排出，抽出式通風(fēng)見(jiàn)圖4.2。圖4.2 抽出式通風(fēng)3）混合式通風(fēng)混合式通風(fēng)的布置如圖4.3所示，其中壓入式風(fēng)筒出風(fēng)口與工作面的距離仍應(yīng)小于有效射程長(zhǎng)度，抽出式風(fēng)筒吸收風(fēng)口與工作面的距離和壓入式局部通風(fēng)機(jī)所在位置有關(guān)。壓入式局部通風(fēng)機(jī)可隨工作面的推進(jìn)及時(shí)向前移動(dòng)，與工作面距離保持在40-50米左右。抽出式風(fēng)筒吸風(fēng)口應(yīng)超前壓入式局部通風(fēng)機(jī)10米以上，同時(shí)其風(fēng)筒吸風(fēng)口距工作面的距離還應(yīng)大于炮煙拋擲長(zhǎng)度，一般為30米左右，混合式通風(fēng)機(jī)見(jiàn)圖4.3。圖4.3 混合式通風(fēng)由于混合式通風(fēng)適用于大斷面長(zhǎng)距離的巖巷掘進(jìn)通風(fēng)的較好方式，由于采煤工作面屬于普通斷面，短距離巖巷掘進(jìn)，因此本次設(shè)計(jì)只考慮壓

31、入式和抽出式兩種方式。壓入式通風(fēng)與抽出式通風(fēng)優(yōu)缺點(diǎn)比較：（1）抽出式通風(fēng)時(shí)，污濁風(fēng)流必須通過(guò)局部通風(fēng)機(jī)，極不安全。而壓入式通風(fēng)時(shí)，局部通風(fēng)機(jī)安設(shè)在新鮮風(fēng)流中，通過(guò)局部通風(fēng)機(jī)的為新鮮風(fēng)流，故安全性高。（2）抽出式通風(fēng)有效吸程小，排出工作面炮煙的能力較差；壓入式通風(fēng)風(fēng)筒出口射流的有效射程達(dá)，排出工作面炮煙和瓦斯的能力強(qiáng)。（3）抽出式通風(fēng)由于炮煙從風(fēng)筒中排出，不污染巷道中的空氣，故勞動(dòng)衛(wèi)生條件好。壓入式通風(fēng)時(shí)炮煙沿巷道流動(dòng)，勞動(dòng)衛(wèi)生條件較差，而且排出炮煙的時(shí)間長(zhǎng)。（4）抽出式通風(fēng)只能使用剛性風(fēng)筒或帶剛性圈的柔性風(fēng)筒，壓入式通風(fēng)可以使用柔性風(fēng)筒。從以上比較可以看出，兩種通風(fēng)方式各有利弊，但壓入式通風(fēng)安

32、全可靠性較好，故在煤礦中得到廣泛應(yīng)用。綜合本井田的瓦斯?jié)舛?、掘進(jìn)條件、粉塵濃度等因素，本次設(shè)計(jì)采用壓入式掘進(jìn)通風(fēng)。4.3煤巷掘進(jìn)工作面需風(fēng)量各掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量計(jì)算如下：1）按壓入式通風(fēng)方式通風(fēng)時(shí) （4.1）式中：Qy采用壓入式通風(fēng)時(shí)，稀釋、排除掘進(jìn)巷道炮煙所需風(fēng)量，m3/min；A為同時(shí)爆破的炸藥量，Kg，最大為6.5Kg；S掘進(jìn)巷道的凈斷面積，m3,16；L從工作面至炮煙濃度稀釋至安全濃度的距離，可用下式計(jì)算：L=400A/S，則L=4006.5/16=162.5t掘進(jìn)巷道的通風(fēng)時(shí)間，一般取20-30min,取20min。2）按瓦斯涌出量計(jì)算根據(jù)礦井安全規(guī)程規(guī)定，按工作面回風(fēng)風(fēng)流中沼氣的濃

33、度不得超過(guò)1%的要求計(jì)算，即： （4.2）式中：Qb掘進(jìn)工作面實(shí)際需風(fēng)量，m3/min；qb該掘進(jìn)工作面瓦斯的平均絕對(duì)涌出量，5.5 m3/min；Kb該掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出量不均衡的風(fēng)量系數(shù)，根據(jù)實(shí)際觀測(cè)為1.5；Kg礦井瓦斯抽放率，為80%。工作面需風(fēng)量：3)按人數(shù)計(jì)算按每人每分鐘所需風(fēng)量和掘進(jìn)工作面的最多人數(shù)計(jì)算工作面所需風(fēng)量。 （4.3）式中：4每人每分鐘供給4 m3的規(guī)定風(fēng)量，m3/min；N該掘進(jìn)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，取30人。故連采機(jī)掘進(jìn)工作面風(fēng)量：4）炸藥量計(jì)算巖石大巷的掘進(jìn)一般采用炮掘，所以風(fēng)量計(jì)算要按照炸藥量計(jì)算。 （4.4）式中：25使用一克炸藥的供風(fēng)量，m3/min

34、；A該掘進(jìn)工作面一次爆破所使用的最大炸藥量，取6.5。由以上四中方法計(jì)算的掘進(jìn)巷道所需風(fēng)量最大值為：5）按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算（1）按煤礦安全規(guī)程規(guī)定煤巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量滿足：式中S為煤巷掘進(jìn)巷道斷面積，16m2；由風(fēng)速驗(yàn)算可知，Q=165 m3/min不符合風(fēng)速要求。根據(jù)配風(fēng)經(jīng)驗(yàn)取250 m3/min，經(jīng)風(fēng)速驗(yàn)算符合要求。（2）按照煤礦安全規(guī)程規(guī)定巖巷掘進(jìn)工作面的風(fēng)量滿足：式中S為巖巷掘進(jìn)巷道斷面積，18 m2；按照以上方法1、2、3、4（式中S取代為18m2）可以計(jì)算出巖巷掘進(jìn)最大需風(fēng)量為162.5 m3/min，剛剛滿足要求。對(duì)于巖巷掘進(jìn)根據(jù)配風(fēng)經(jīng)驗(yàn)取200 m3/min，經(jīng)風(fēng)速驗(yàn)算符合要求。4

35、.4掘進(jìn)通風(fēng)設(shè)備選型1）風(fēng)筒的選擇掘進(jìn)通風(fēng)使用的風(fēng)筒有金屬風(fēng)筒和帆布、膠布、人造革等柔性風(fēng)筒，柔性風(fēng)筒重量輕，易于存儲(chǔ)和搬運(yùn)，連接和懸吊也較為方便，膠布和人造革風(fēng)筒防水性能好，且適合于壓入式通風(fēng)?？紤]到本設(shè)計(jì)掘進(jìn)頭距離較長(zhǎng)，為經(jīng)濟(jì)起見(jiàn)，決定使用膠片風(fēng)筒，其具體參數(shù)見(jiàn)表4.1。表4.1 風(fēng)筒規(guī)格及接頭形式風(fēng)筒類(lèi)型風(fēng)筒直徑（mm）接頭方法百米風(fēng)阻（NS2/m8）節(jié)長(zhǎng)（m）壁厚（mm）風(fēng)筒質(zhì)量（kg/m）膠片風(fēng)筒1000雙反邊13.88301.24.0（1）風(fēng)筒風(fēng)阻風(fēng)筒的風(fēng)阻包括摩擦風(fēng)阻和局部風(fēng)阻，風(fēng)筒長(zhǎng)度為1500m，由于聯(lián)絡(luò)巷間距為200m，由其百米風(fēng)阻值得風(fēng)筒總風(fēng)阻為：（2）風(fēng)筒的漏風(fēng)率柔性風(fēng)

36、筒的漏風(fēng)率風(fēng)風(fēng)量備用系數(shù)值可用下式計(jì)算： （4.5）式中：柔性風(fēng)筒的漏風(fēng)風(fēng)量備用系數(shù)；Qf局部通風(fēng)機(jī)的供風(fēng)量，m3/min；Q0風(fēng)筒末端的風(fēng)量，m3/min；P風(fēng)筒100m長(zhǎng)度的漏風(fēng)率，%,百米漏風(fēng)率可從表4.2中查取；L風(fēng)筒總長(zhǎng)度，m。表4.2 柔性風(fēng)筒百米漏風(fēng)率p風(fēng)筒接頭類(lèi)型風(fēng)筒100m漏風(fēng)率p/%膠接0.1-0.4多反邊0.4-0.6多層反邊3.05插接12.8帶入數(shù)據(jù)，則柔性風(fēng)筒的漏風(fēng)風(fēng)量備用系數(shù)為：2）局部通風(fēng)機(jī)選型（1）局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量Qa： （4.6）式中：風(fēng)筒的漏風(fēng)風(fēng)量備用系數(shù)，根據(jù)上面的計(jì)算取1.1；Qk掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量，m3/min。則局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量Qa=1.092

37、50=272.5 m3/min。（2）局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)壓壓入式局部通風(fēng)機(jī)工作全風(fēng)壓Ht（Pa）為 （4.7）式中：Ht局部通風(fēng)機(jī)工作全風(fēng)壓，Pa；R風(fēng)筒總風(fēng)阻，NS2/m8；Qa局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量，m3/s；Qk掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量，m3/s；空氣密度，kg/m3；帶入已知數(shù)據(jù)得：（3）局部通風(fēng)機(jī)的選擇礦用局部通風(fēng)機(jī)分為軸流式和離心式兩種，軸流式局部通風(fēng)機(jī)具有體積小，便于安裝和串聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)，效率等優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)根據(jù)局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量Qa和工作全風(fēng)壓Ht選取FD-No5/15型軸流式風(fēng)機(jī)，其工作參數(shù)見(jiàn)表4.3。表4.3 局部通風(fēng)機(jī)參數(shù)風(fēng)機(jī)類(lèi)型功率（KW）電壓（V）轉(zhuǎn)速（r/min）級(jí)數(shù)風(fēng)量（m3/min

38、）風(fēng)壓（Pa）FD-No5/1527.5380/66029002190-250200-32004.5掘進(jìn)通風(fēng)機(jī)技術(shù)管理和安全措施1）保證工作面有足夠的新鮮風(fēng)流（1）局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)時(shí)，無(wú)論是工作和交接班都不準(zhǔn)停風(fēng)或減少風(fēng)量。（2）提高有效風(fēng)量。應(yīng)減少導(dǎo)風(fēng)設(shè)施的漏風(fēng)，減低導(dǎo)風(fēng)設(shè)施的風(fēng)阻，要采用接頭嚴(yán)密漏風(fēng)小的反邊接頭法，及時(shí)修補(bǔ)風(fēng)筒和堵補(bǔ)風(fēng)筒針眼，選用大直徑風(fēng)筒，提高通風(fēng)設(shè)備的安裝質(zhì)量。2）保證局部通風(fēng)機(jī)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)（1）局部通風(fēng)機(jī)必須有專(zhuān)人負(fù)責(zé)管理，局部通風(fēng)機(jī)和啟動(dòng)裝置必須裝在進(jìn)風(fēng)道中，距回風(fēng)口不小于10m，局部通風(fēng)機(jī)吸收風(fēng)量必須小于全風(fēng)壓供給該處的風(fēng)量，以免發(fā)生循環(huán)風(fēng)。（2）防止局部通風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)

39、燒壞，采用QC83-80型磁力啟動(dòng)器。（3）局部通風(fēng)機(jī)和機(jī)電設(shè)備必須配有延時(shí)風(fēng)電閉鎖裝置。（4）安設(shè)瓦斯自動(dòng)檢測(cè)報(bào)警斷電裝置，局部通風(fēng)機(jī)應(yīng)采用雙回路供電，以保證局部通風(fēng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。3）局部通風(fēng)機(jī)的管理工作主要是保證局部通風(fēng)機(jī)安全正常運(yùn)轉(zhuǎn)，減少漏風(fēng)，降低風(fēng)筒阻力，提高工作面的有效風(fēng)量，加強(qiáng)局部通風(fēng)機(jī)管理及檢查。5礦井風(fēng)量計(jì)算與分配5.1礦井總風(fēng)量的計(jì)算礦井總風(fēng)量是井下各個(gè)工作地點(diǎn)有效風(fēng)量和各條風(fēng)路上的漏風(fēng)的總和。本設(shè)計(jì)采用按實(shí)際需要由里往外細(xì)致配風(fēng)的計(jì)算方法。生產(chǎn)礦井總風(fēng)量按以下要求風(fēng)別計(jì)算，并取其中的最大值。1）按井下同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算 （5.1）式中：N井下同時(shí)工作的最多人數(shù)，700人；

40、Kt礦井通風(fēng)系數(shù)，一般可取1.2-1.25，本設(shè)計(jì)取1.25。本礦井下同時(shí)作業(yè)的最多人數(shù)為700人，則2）按采煤、掘進(jìn)、硐室及其他地點(diǎn)實(shí)際需風(fēng)量的總和計(jì)算 （5.2）式中：采煤工作面和備用工作面實(shí)際需要風(fēng)量的總和，；掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量的總和，；硐室實(shí)際需要風(fēng)量的總和，；除了采煤、掘進(jìn)和硐室地點(diǎn)外其他需要通風(fēng)地點(diǎn)風(fēng)量總和，。Kt采區(qū)風(fēng)量備用系數(shù)，包括礦井內(nèi)部漏風(fēng)和配風(fēng)不均勻等因素一般可取Kt=1.21.25，取Kt =1.20；（1）綜采工作面實(shí)際需要風(fēng)量計(jì)算每個(gè)采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量，應(yīng)按瓦斯(或二氧化碳）涌出量、工作面氣溫、風(fēng)速和人數(shù)等規(guī)定分別計(jì)算，然后取其中最大值。按瓦斯涌出量計(jì)算根據(jù)

41、煤礦安全規(guī)程規(guī)定，按采煤工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中瓦斯的濃度不得超過(guò)1%的要求計(jì)算。即： （5.3）式中：第個(gè)采煤工作面的瓦斯絕對(duì)涌出量，m3/min，3101工作面= 10.65 m3/min；第個(gè)采煤工作面瓦斯涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)，它是各個(gè)采煤工作面瓦斯絕對(duì)涌出量的最大值與其平均值之比，須在各個(gè)工作面正常生產(chǎn)條件下，至少進(jìn)行5晝夜的觀測(cè)，測(cè)出5個(gè)比值，取其最大值。通常機(jī)采工作面可取Kai=1.21.6；炮采工作面可取Kai=1.412。3101工作面其按照瓦斯?jié)舛扔砍隽坑?jì)算：按工作面氣溫與風(fēng)速的關(guān)系計(jì)算：采煤工作面應(yīng)有良好的勞動(dòng)氣候條件，溫度和風(fēng)速應(yīng)符合下列要求，見(jiàn)表5.1。表5.1 采煤工作

42、面空氣溫度與風(fēng)速對(duì)應(yīng)表工作面溫度/1515181820202323262628工作面風(fēng)速/ms-10.30.50.50.80.81.01.01.51.52.02.02.5按下式計(jì)算： （5.4）式中：Vai第i個(gè)工作面風(fēng)速，m/s；Sai第i個(gè)采煤工作面的平均斷面積，m2。對(duì)于綜采一次采全高工作面，取溫度為25，則風(fēng)速為1.7m/s，采煤工作面面積為S=17.21m2，代入上式可得：按人數(shù)計(jì)算：按每人每分鐘所需風(fēng)量和工作面的最多人數(shù)計(jì)算工作面所需風(fēng)量。 （5.5）式中：4每人每分鐘供給4m3的規(guī)定風(fēng)量，m3/minNi第i個(gè)采煤工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，人已知Ni=40，可得：按照以上三種計(jì)算

43、風(fēng)量的方法，選擇計(jì)算的最大風(fēng)量，所以綜采一次采全高工作面的風(fēng)量為1755.42 m3/min。按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算： （5.6）式中：Sai第i個(gè)采煤工作面的平均斷面積，m2綜采一次采全高工作面的面積為17.21m2，代入上式所以綜采工作面的風(fēng)量為1755.42 m3/min，滿足風(fēng)速要求。（2）備用工作面需要風(fēng)量計(jì)算根據(jù)礦井資料，本礦不設(shè)備用工作面。（3）掘進(jìn)工作面需風(fēng)量計(jì)算每個(gè)獨(dú)立通風(fēng)的掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量，應(yīng)按瓦斯或二氧化碳涌出量和人數(shù)等規(guī)定要求分別進(jìn)行計(jì)算，并必須采取其中最大值。各掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量計(jì)算如下：按瓦斯涌出量計(jì)算：根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定，按工作面回風(fēng)風(fēng)流中瓦斯的濃度不得超過(guò)1的要

44、求計(jì)算。即： （5.7）式中：qbi第i個(gè)掘進(jìn)工作面的瓦斯絕對(duì)涌出量，m3/min；Kbi第i個(gè)掘進(jìn)工作面瓦斯涌出不均衡的風(fēng)量系數(shù)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際觀測(cè)的結(jié)果確定，一般機(jī)掘工作面取1.52，炮掘工作面取1.82.0， Kbi取2。掘進(jìn)工作面日出煤量按工作面日出煤量的10%計(jì)算，所以所以掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量可以計(jì)算為：按人數(shù)計(jì)算：按每人每分鐘所需風(fēng)量和工作面的最多人數(shù)計(jì)算工作面所需風(fēng)量。 （5.8）式中：4每人每分鐘供給4m3的規(guī)定風(fēng)量，m3/min；Ni第i個(gè)采煤工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，人，取40人。由以上兩種方法計(jì)算的掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量最大值為：（4）硐室需風(fēng)量計(jì)算井下火藥庫(kù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定，大

45、型爆破材料庫(kù)風(fēng)量不得小于100 m3/min，中小型不得小于60m3/min，本設(shè)計(jì)中取100m3/min。絞車(chē)房井下絞車(chē)房一般單獨(dú)供風(fēng)，從一些設(shè)計(jì)單位及部分生產(chǎn)礦井分配情況來(lái)統(tǒng)計(jì)，絞車(chē)房的一般供風(fēng)量為6080m3/min，取80m3/min為佳。因此，本設(shè)計(jì)中取80m3/min。采區(qū)變電所按煤炭安全規(guī)程要求，一般為80m3/min。充電硐室：150m3/min檢修硐室：120m3/min其它硐室：200m3/min綜上所述，硐室總風(fēng)量：（5）其他巷道所需風(fēng)量計(jì)算其它巷道所需風(fēng)量由下式計(jì)算： （5.9）式中：S其它巷道平均斷面面積，取S=12.8 m2；（6）Kt的確定Kt是礦井漏風(fēng)系數(shù)，是反

46、映井下通風(fēng)構(gòu)筑物及通風(fēng)管理水平的一個(gè)綜合性指標(biāo)，礦井采用兩翼對(duì)角式通風(fēng)方式，由表5.2可以查出Kt=1.15。表5.2 礦井通風(fēng)系數(shù)表通風(fēng)方式Kt取值中央并列式1.201.25中央分列式或混合式1.151.20對(duì)角式或分區(qū)式通風(fēng)1.101.15綜上所述，按采煤、掘進(jìn)、硐室及其他地點(diǎn)實(shí)際需要風(fēng)量的總和計(jì)算得礦井所需風(fēng)量總和為：根據(jù)上述方法計(jì)算取較大者，得出礦井總風(fēng)量為4227.2m3/min。5.2礦井風(fēng)量分配根據(jù)實(shí)際需要由里向外的原則配風(fēng)，逆風(fēng)將各用風(fēng)地點(diǎn)計(jì)算值乘以1.15就是各用風(fēng)地點(diǎn)實(shí)際風(fēng)量，采煤工作面只配計(jì)算的風(fēng)量，上下平巷的風(fēng)量乘以1.15。順風(fēng)流而下，遇到分風(fēng)地點(diǎn)則加上其它風(fēng)路的風(fēng)量

47、，一起分配給未分風(fēng)前的那條風(fēng)路，作為該風(fēng)路的分量，直至確定進(jìn)風(fēng)井的風(fēng)量。（1）采煤工作面，考慮到采煤工作面的采空區(qū)漏風(fēng)占工作面風(fēng)量的15%，工作面進(jìn)風(fēng)側(cè)平巷風(fēng)量為：Q進(jìn)=1755.421.15=2018.73 m3/min（2）掘進(jìn)面：Q掘=2211.21.15=485.76 m3/min（3）火藥庫(kù)：Q火=1001.15=115m3/min（4）絞車(chē)房：Q絞車(chē)=801.15=92 m3/min（5）采區(qū)變電所：Q機(jī)電=801.15=92 m3/min（6）充電硐室：Q充電=1501.15=172.5 m3/min（7）檢修硐室：Q檢修=1201.15=138m3/min（8）其它硐室：Q檢修

48、=2001.15=230 m3/min（9）其它巷道：Q其它1=7681.15=883.2 m3/min經(jīng)以上分配過(guò)程，礦井風(fēng)量正好分配完畢，具體風(fēng)量分配見(jiàn)表5.3，井巷風(fēng)速驗(yàn)算結(jié)果見(jiàn)表5.4。表5.3風(fēng)量分配表用風(fēng)地點(diǎn)采煤工作面平巷掘進(jìn)工作面充電硐室火 藥 庫(kù)絞 車(chē) 房采區(qū)變電所檢修硐室其它硐室其它巷道合計(jì)分配風(fēng)量/m3min-12018.73242.885172.51159292138230883.24955.8表5.4 井巷風(fēng)速驗(yàn)算表井 巷限速/ms-1有效斷面/m2風(fēng)量/m3s-1實(shí)際風(fēng)速/ms-1備注低高副井井筒1233.1782.62.49符合井底車(chē)場(chǎng)82082.64.13符合軌道

49、運(yùn)輸大巷81871.683.98符合運(yùn)輸大巷石門(mén)812.8071.685.60符合軌道上山61870.143.70符合區(qū)段運(yùn)輸平巷616.060.513.78符合采煤工作面0.25417.2160.513.52符合區(qū)段回風(fēng)平巷616.060.513.78符合回風(fēng)主石門(mén)82082.64.13符合風(fēng) 井1526.4282.65.51符合6礦井通風(fēng)阻力計(jì)算6.1礦井通風(fēng)阻力計(jì)算原則（1）礦井通風(fēng)的總阻力，不應(yīng)超過(guò)2940 Pa；（2）礦井井巷的局部阻力，新建礦井（包括擴(kuò)建礦井獨(dú)立通風(fēng)的擴(kuò)建區(qū)）宜按井巷摩擦阻力的10%計(jì)算，擴(kuò)建礦井宜按井巷摩擦阻力的15%計(jì)算；（3）礦井通風(fēng)網(wǎng)路中有很多的并聯(lián)系統(tǒng)，計(jì)

50、算總阻力時(shí)，應(yīng)以其中阻力最大的路線作為依據(jù)；（4）設(shè)計(jì)的礦井通風(fēng)阻力不宜過(guò)高，一般不超過(guò)350 mm水柱；（5）應(yīng)計(jì)算出困難時(shí)期的最大阻力和容易時(shí)期的最小阻力，使所選用的主要通風(fēng)機(jī)既滿足困難時(shí)期的通風(fēng)需要，又能在通風(fēng)容易時(shí)工況合理。6.2礦井通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期的確定礦井通風(fēng)系統(tǒng)總阻力最小時(shí)稱(chēng)通風(fēng)容易時(shí)期（通常在達(dá)產(chǎn)初期），即容易時(shí)期礦井最大阻力路線。本設(shè)計(jì)在初期開(kāi)采第一水平3號(hào)煤層時(shí)，當(dāng)平巷掘進(jìn)結(jié)束工作面采煤開(kāi)始時(shí)為通風(fēng)最容易時(shí)期，此時(shí)通風(fēng)線路較短。東一采區(qū)前期上山開(kāi)采，布置綜采一次采全高首采面3101工作面；在東一采區(qū)右翼準(zhǔn)備工作面3202；掘進(jìn)頭共兩個(gè)。其通風(fēng)容易時(shí)期的通風(fēng)系統(tǒng)立體示意

51、圖和網(wǎng)絡(luò)圖如圖6.1和圖6.3所示。通風(fēng)系統(tǒng)總阻力最大時(shí)稱(chēng)通風(fēng)困難時(shí)期（通常在生產(chǎn)后期），即困難時(shí)期礦井最大阻力路線。本設(shè)計(jì)在開(kāi)采3號(hào)煤層時(shí)，當(dāng)東一采區(qū)快要采完時(shí)，是通風(fēng)最困難的時(shí)期。此時(shí)在東一采區(qū)下山3121工作面開(kāi)采，準(zhǔn)備3222工作面。其通風(fēng)困難時(shí)期的通風(fēng)系統(tǒng)立體示意圖和網(wǎng)絡(luò)圖如圖6.2和圖6.4所示。礦井通風(fēng)最容易和最困難時(shí)期都在主要通風(fēng)機(jī)服務(wù)年限之內(nèi)。6.3礦井通風(fēng)阻力計(jì)算1）通風(fēng)最容易時(shí)期為了計(jì)算通風(fēng)最容易時(shí)期的風(fēng)壓，就首先要找到一條通風(fēng)壓力最大的通風(fēng)路線。通風(fēng)最容易時(shí)期的通風(fēng)立體圖如圖6.1所示，可以知道通風(fēng)阻力最小的風(fēng)流路線為：新風(fēng)路線：進(jìn)風(fēng)井（副井）井底車(chē)場(chǎng)及硐室運(yùn)輸大巷軌道

52、上山區(qū)段運(yùn)輸平巷采煤工作面污風(fēng)路線：區(qū)段回風(fēng)平巷回風(fēng)上山回風(fēng)石門(mén)回風(fēng)井。2）通風(fēng)最困難時(shí)期通風(fēng)最困難時(shí)期的通風(fēng)立體圖如圖6.2所示，可以知道通風(fēng)阻力最大的風(fēng)流路線為：新風(fēng)路線：進(jìn)風(fēng)井（副井）井底車(chē)場(chǎng)及硐室運(yùn)輸大巷軌道下山區(qū)段運(yùn)輸平巷采煤工作面污風(fēng)路線：區(qū)段回風(fēng)平巷回風(fēng)下山回風(fēng)上山回風(fēng)石門(mén)回風(fēng)井。42圖6.1 通風(fēng)容易時(shí)期的通風(fēng)系統(tǒng)立體圖圖6.2 通風(fēng)困難時(shí)期的通風(fēng)系統(tǒng)立體圖圖6.3 通風(fēng)容易時(shí)期的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖圖6.4 通風(fēng)困難時(shí)期的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖3）礦井通風(fēng)阻力計(jì)算礦井通風(fēng)阻力包括摩擦阻力、局部阻力和自然風(fēng)壓。摩擦阻力是風(fēng)流與井巷周壁摩擦以及空氣分子間的擾動(dòng)和摩擦而產(chǎn)生的阻力，由此阻力引起的風(fēng)壓損失

53、是摩擦阻力損失。摩擦阻力按下式計(jì)算： （6.1）式中：摩擦阻力系數(shù)，Ns2/m4；L井巷長(zhǎng)度，m；U井巷凈斷面周長(zhǎng)，m；Q通過(guò)井巷的風(fēng)量，m3/s；S井巷凈斷面積，m2；各井巷的摩擦阻力計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表6.1，表6.2。表6.1 礦井通風(fēng)最容易時(shí)期井巷通風(fēng)阻力計(jì)算表井巷區(qū)段序號(hào)井巷名稱(chēng)支護(hù)形式LSU104Qhfmm2mNs2/m4m3/sPa1-2副井混凝51233.1720.4141082.680.097784282-3車(chē)場(chǎng)及硐室錨噴5002018.89082.672.1506873-4運(yùn)輸大巷錨噴15401817.99071.68218.57210724-6軌道上山錨噴118018168570

54、.14135.37389466-8區(qū)段運(yùn)輸平巷錨網(wǎng)170016168060.51194.51506788-9綜采工作面支架15017.2117.933060.5163.645825659-10區(qū)段回風(fēng)平巷錨網(wǎng)1700161612060.51291.772601710-11甩車(chē)道錨噴18012.8017.7921060.51117.406500911-13回風(fēng)上山錨噴80181612070.1412.9570228113-14回風(fēng)石門(mén)錨噴2002017.39082.626.557593314-15回風(fēng)井混凝30526.4215.79082.615.94423387合計(jì)1228.993319表6.

55、2 礦井通風(fēng)最困難時(shí)期井巷通風(fēng)阻力計(jì)算表井巷區(qū)段序號(hào)井巷名稱(chēng)支護(hù)形式LSU104Qhfmm2mNs2/m4m3/sPa1-2副井混凝51233.1720.4141082.680.097784282-3車(chē)場(chǎng)及硐室錨噴5002018.89082.672.1506873-4運(yùn)輸大巷錨噴33101817.99071.68469.78810064-8軌道下山錨噴105018168551.4464.790691038-9區(qū)段運(yùn)輸平巷錨網(wǎng)227016168049.90666667176.68228469-10綜采工作面支架17017.2117.933049.9066666749.0671020310-11區(qū)段回風(fēng)平巷