通风课程设计

矿井通风 课程设计 学号： 20089217105 姓名：单晓亭 指导老师：何廷山 班级：通风与安全 0801 班 日期： 2010 年 6 月 21 2010 年 7 月 2 目录 第一章 矿井概况 3 第二章 矿井通风系统 6 第三章 矿井总风量计算与分配 7 第一节 矿井 矿井需风量计算原 则 7 第二节 需风量计算方法 8 第三节 矿井总风量的分配 12 第四章 矿井通风阻力计算 12 第一节 矿井通风总阻力计算的原则 12 第二节 矿井通风总阻力计算的方法 13 第三节 绘制矿井通风网络图 25 第五章 选择矿井通风设备 25 第一节 选第二节 主要 通风机的选择 25 第四节 第二节 主要通风机的选择 26 第五节 第三节 选择电动机 28 第六节 通风耗电费用概算 29 第七节 矿井通风系统评述 30 第一章 矿井概况 一、矿井 通风 设计 矿井通风设计是整个矿井设计的主要组成部分，是保证矿井安全生产的重要一环，矿井通风设计的基本任务是建立一个安全可靠、技术先进、经济合理的矿井通风系统。 1、矿井设计的主要 依据：矿区气候资料、井田地质地形、煤层瓦斯风化带垂深、各煤层瓦斯含量、瓦斯压力及梯度、煤层自然发火倾向、发火周期、煤尘爆炸危险性及爆炸指数、矿井设计生产能力及服务年限、矿井开拓方式及采区布置、回采顺序、开采方法等。 2、矿井通风设计应满足一下要求： （ 1）、将足够的新鲜空气有效的送到井下工作场所，保证生产和创造良好的工作条件。 （ 2）、通风系统简单、风流稳定、易于管理、具有抗灾能力。 （ 3）、发生事故时，风流易于控制 ，人员便于撤出。 （ 4）、有符合规定的井下安全环境监测系统或检测措施。 （ 5）、系统的基建投 资省、营运费用低、综合经济效益好。 二、矿井基本情况介绍 1、煤层地质概况 该煤层为单一煤层，倾角 25，煤层厚度为 4m，相对瓦斯涌出量为 13m3 t，煤尘具有爆炸危险。 2、井田范围 井田走向长 7200m，采用双翼开采，每翼长 3600m，现设计第一水平开采深度为 240m。 3、矿井生产任务 矿井设计年产量为 0.6Mt，属于中型矿井，矿井第一服务年限为 23a。 4、矿井开拓与开采 该矿井采用竖井主要石门开拓，在底板开围岩平巷，其开拓系统如图 1 所示。拟采用两翼对角式通风，在 7、 8 两采区中央上部边界开回风井，其采区划分见图2.采区巷道布置见图 3.全矿井有两个采区同时生产，分上、下分层开采，共有 4 个采煤工作面， 1 个备用工作面。为准备采煤有 4 条煤巷掘进，采用 4 台局部通风机通风，不与采煤工作面串联。井下同时工作的最多人数为 380 人。回采工作面最多人数为 38，温度 t 20 ,瓦斯绝对涌出量为 3.2m3 /min.掘进工作面最多人数为 15人，瓦斯绝对涌出量为 1.2m3 /min，放炮落煤，一次爆破最大炸药量为 2.4kg。有一个大型火药库，需要独立回风。 5、井巷尺寸及其支付情况 区段 井巷名称 井巷特征及支护情况 巷长 m 断面积 m2 12 副井 两个罐笼，有梯子间，风井直径 D=5m 240 23 主要运输石门 三心拱，混凝土碹，壁面抹浆 120 9.5 34 主要运输石门 三心拱，混凝土碹，壁面抹浆 80 9.5 45 主要运输巷 三心拱，混凝土碹，壁面抹浆 450 7.0 56 运输机上山 梯形水泥棚 135 7.0 67 运输机上山 梯形水泥棚 135 7.0 78 运输机顺槽 梯形木支架 d=22cm， =2 420 4.8 89 联络眼 梯形木支架 d=18cm， =4 30 4.0 910 上分层顺槽 梯形木支架 d=22cm， =2 80 4.8 1011 采煤工作面 采高 2m控顶距 24m，单体液压，机采 110 6.0 1112 上分层顺槽 梯形木支架 d=22cm， =2 80 4.8 1213 联络眼 梯形木支架 d=18cm， =4 30 4.0 1314 回风顺槽 梯形木支架 d=22cm， =2 420 4.8 1415 回风石门 梯形水泥棚 30 7.5 1516 主要回风道 三心拱，混凝土碹，壁面抹浆 2700 7.5 1617 回风井 混凝土碹（不平滑），风井直径 D=4m 70 图 1 开拓系统图 图 2 采区布置图 图 3 巷道布置图 第二章 通风系统 矿井通风系统是矿井进、回风井在井田的布置方式，主要通风机及其工作方法，通风网络和风流控制设施的总称。规程规定：矿井必须有完整的独立通风系统，必须按实际风量核定矿产量。 1、矿井采用竖井主要石门开拓，在底板开围岩平巷即水平运输大巷，其开拓系统如图 1 所示。根据矿井开拓开采设计，采用两翼对角式通风。矿井主要进风井为主井和副井，位于井田中央附近。在 7、 8 采区中央上部边界开回风井，其采区划分见图 2。矿井主要通风机采用抽出式通风。全矿井有两个采区同时生产，分上、下层开采其方法为机采，共有 4 个采煤工作面， 1 个备用工作面。为准备采煤有 4条煤巷掘进，采用 4 台局部通风机通风，不与采煤工作面串联，采用放炮落煤的掘进方式。井下火药库实行独立回风。 2、主要工作面及火药库通风系统 （ 1）、采区工作 面通风系统：新鲜风流从地面经副井（ 12）进入井下，经井底车场 (2)、主要运输石门 (23、 34)、主要运输大巷（ 45）、采区下部车场（ 5）、运输上山（ 56、 67）、区段运输顺槽（ 78）、上层采煤工作面（ 1011）。清洗工作面后，污风经区段回风平巷（ 1314）、回风石门（ 1415）、主要回风巷道（ 1516）回风井（ 1617）排入大气。 （ 2）。备用工作面通风系统：新鲜风流从地面经副井（ 12）进入井下，经井底车场 (2)、主要运输石门 (23、 34)、主要运输大巷（ 45）、采区下部车场 （ 5）、运输上山（ 56、 67）、区段运输顺槽（ 78）、上层采煤工作面（ 1011）。清洗工作面后，污风经区段回风平巷（ 1314）、回风石门（ 1415）、主要回风巷道（ 1516）回风井（ 1617）排入大气。 （ 3）火药库通风系统： 新鲜风流从地面经副井（ 12）进入井下，经井底车场 (2)、主要运输石门 (23)、火药库、轨道上山、回风石门（ 1415）、主要回风巷道（ 1516）回风井（ 1617）排入大气。 （ 4）、掘进工作面通风系统：新鲜风流从地面经副井（ 12）进入井下，经井底车场 (2)、主要运输石门 (23、 34)、主要运输大巷（ 45）、采区下部车场（ 5）、运输上山（ 56）、掘进工作面。清洗工作面后，污风流入轨道上山、回风石门（ 1415）、主要回风巷道（ 1516）回风井（ 1617）排入大气 。 3、矿井通风系统示意图见图纸 第三章 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做多人数计算，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、矿井需风量计算方法 1、 按井下同时工作的最多人数计算 Q矿=4NK =4 380 1.10 =1672m3 /min =27.87m3 /s 式中 Q矿 矿井总需风量， m3 /s N 井下同时工作的最多人数，人 4 每人每分钟供风标准。 m3 /min K 矿井通风系数，包括矿井内部漏风和分配不均匀等因素。采用压入式和中央并列式通风时。可取 1.20 1.25；采用中央分列式或混合式通风时，可取1.15 1.20；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 0.9Mt/a 时取小值； T 0.90Mt/a 时取大值。综合上述 K 取 1.10 。 2、按采煤、掘进、硐室等处实际需风量计算 、采煤工作面需风量的计算 (1、按瓦斯（二氧化碳）涌出量计算： Q采=100Q瓦K瓦=100 3.2 1.4 =448m3 /min =7.47m3 /s 式中 Q采 采煤工作面需风量， m3 /s； Q瓦 采煤工作面瓦斯（二氧化碳）绝对涌出量， 3.2m3 /min； K瓦 采煤工作面因瓦斯（二氧化碳）涌出量不均匀的备用系数，即工作面绝对涌出量的最大值与平均值之比。通常，机采工作面可取 1.2 1.6；炮采工作面可取 1.4 2.0；水采工作面可取 2.0 3.0。综合上述 K瓦取 1.4。 (2)、按工作面进风流温度计算 采煤工作面进风流气温 t=20对应采煤工作面风速为 1.0m/s。采煤工作面的需风量按下式计算： Q采=60V采S采K采=60 1.0 6 1 =360m3 /min =6m3 /s 式中 V采 采煤工作面适宜风速，为 1.0m/s； S采 采煤工作面平均有效断面积， m2 ，按最大和最小控顶有效断面积的平均值计算 ,为 6m2 ； K采 采煤工作面长度风量系数，由采煤工作面长度决定。采煤工作面长度为110 米，所以工作面长度风量系数为 1.0； (3)、按工作面同时工作的最多人数计算 Q采=4n采=4 38 =152m3 /min =2.53m3 /s 式中 4 每人每分钟应供给的最低风量， m3 /min n采 采煤工作面同时工作的最多人数； (4)、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 90m3 /min 1.5m3 /s 按最高风速验算各个采煤工作面的最大风量： Q采 60 4S采 60 4 6 1440m3 /min 24m3 /s 综合上述采煤工作面的需风量取 7.47m3 /s。备用工作面需风量取 3.74m3 /s。采煤工作面、备用工作面需风量之和为 采Q=4 7.47 3.74=33.62m3 /s 、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掘=100 1.2 1.9 =228m3 /min =3.8m3 /s 式中 Q掘 掘进工作面实际需风量， m3 /min Q瓦 掘进工作面平均绝对瓦斯涌出量， m3 /min K掘 掘进工作面因瓦斯涌出量不均匀的备用风量系数。即掘进工作面最大绝对瓦斯涌出量与平均绝对瓦斯涌出量之比。通常，机掘工作面取 1.5 2.0；炮掘工作面取 1.8 2.0。因为这些工作面为炮掘，所以取 1.9。 （ 2）、按掘进工作面同时工作最多人数计算： Q掘=4n掘=4 15 =60m3 /min =1m3 /s 式中 n掘 掘进工作面同时工作的最多人数，人 （ 3）、按炸药使用量计算： Q掘=25A掘=25 2.4 =60m33 /min =1m3 /s 式中 25 使用 1kg 炸药的供风量， m3 /min A掘 掘进工作面一次爆破使用的最大炸药量， kg （ 4）、按局部通风机吸风量计算： Q掘=Q通IK通=150 1 1.3 =195 m3 /min =3.25 m3 /s 式中 Q掘 掘井工作面局部通风机额定风量， m3 /min。（本矿井局部通风机为BKJ66-11No3.6 其额定风量为 150 m3 /min，功率为 2.5kW） 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环风的风量备用系数，一般取 1.2 1.3.本矿取1.3。 （ 5）、按风速进行验算： 因为这些掘进工作面是按煤巷掘进，所以应满足： 60 0.25 S掘 Q掘 60 4 S掘72 Q掘 1152m3 /min 1.2 Q掘 19.2m3 /s 综合上述掘进工作面需风量取 3.8m3 /s。掘进工作面需风量之和为 掘Q=3.84=15.2m3 /s。 、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）、井下爆炸材 料库 通常大型火药库的供风量为 100 150m3 /min,中小型为 60 100m3 /min。该矿井为大型火药库取 120m3 /min 即 2m3 /s。 （ 3）、机电硐室 采区小型机电硐室的需风量，可按经验值确定风量。一般为 60 80m3 /min。采区绞车房可按经验值 30 80 给定，本矿井取 60m3 /min。大型变电所可按经验值 60 90m3 /min 给定，小型变电所可按 30 60m3 /min 给定，采区变电所取 60m3 /min。机电硐事需风量 Q机硐=2 60+2 60m3 /min=240m3 /min 即 4m3 /s 、因为没有进行瓦斯抽放，所以其他巷道的需风量不考虑。 、矿井总风量计算： 矿井总进风量应按采煤、掘进、独立通风硐室及其他地点实际需风量的总和计算。 Q矿=（ 采Q+掘Q+硐Q+其他Q） K =(33.62+15.2+2+4) 1.15 =63.05m3 /s 式中 采Q 采煤工作面、备用工作面需风量之和 掘Q 掘进工作面需风量之和 硐Q 独立通风硐室需风量之和 其他Q 其他用风地点需风量之和 K 矿井通风系数。采用对角式通风时， K=1.10 1.15，取 K=1.15。 三、矿井总风量的分 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、洞室数目等分配到各采区，再按一定比例分配到其他用风地点，用以维护巷道和保证行人安全。风量分配后，应对 井下各通风巷道的风速进行验算，使其符合规程对风速的要求。 (1)、 其具体 方法如下： Q余=Q总-掘Q-硐室Q=63.05-15.2-6 =41.85m3 /s 井下有 4 个采煤工作面， 1个备用工作面，备用工作面的需风量为采煤工作面的一半，所以 Q采=Q余/4.5=9.3m3 /s。 （ 2）、其风量具体分配见通风系统图 。 第四章 矿井通风总阻力计算 一、 矿井通风总阻力计算的原则 （ 1）、如果矿井服务年限不长 (10 20 年 )，选择达到设计产量后通风容易和困难两个时期分别计算其通风阻力；若矿井服务年限较长（ 30 50 年 ） ，只计算前 15 25年通风容易和困难两个时期的通风阻力。为此，必须先绘出两个时期的通风网络图。 （ 2）、通风容易和困难两个时期总阻力的计算，应沿着这两个时期的最大通风阻力风路 ，分别计算各段井巷的通风阻力，然后累加起来，作为这两个时期的矿井通风总阻力。最大通风阻力风路可根据风量和巷道参数（断面积、长度等 ） 直接判断确定，不能直接确定的应选几条可能最大的路线进行计算比较。 （ 3）、矿井通风总阻力不应超过 2940Pa 。 （ 4）、矿井井巷的局部阻力，新建矿井（包括扩建矿井独立通风的扩建区）宜按井巷摩擦阻力的 10%计算；扩建矿井宜按井巷摩擦阻力的 15%计算。 二、矿井通风总阻力的计算方法 矿井通风总阻力是指风流由进风井口止，沿一条通路（风流路线）各个分支的摩擦阻力和局部阻力的总和，简称矿 井总阻力，用 hm表示。 对于有两台或多台主要通风机工作的矿井，矿井通风阻力应该按每台主要通风机所服务的系统分别计算。 通风路线的确定： （ 1）、 容易时期的最大风阻风路： 东翼：副井主要运输石门主要运输巷运输机上山运输机顺槽联络眼上分层顺槽采煤工作面上分层顺槽联络眼回风顺槽回风石门主要回风道回风井 对应于矿井通风容易时期通风系统图用序号表示为 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 西翼：副井主要运输石门主要运输巷运输机上山运输 机顺槽联络眼上分层顺槽采煤工作面上分层顺槽联络眼回风顺槽回风石门主要回风道回风井 对应于矿井通风容易时期通风系统图用序号表示为 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 （ 2）、 困难时期的最大风阻风路： 东翼：副井主要运输石门主要运输巷运输机上山运输机顺槽联络眼上分层顺槽采煤工作面上分层顺槽联络眼回风顺槽回风石门主要回风道回风井 对应于矿井通风困难时期通风系统图用序号表示为 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 西翼：副井主要运输石门主要运输巷运输机上山运输机顺槽联络眼上分层顺槽采煤工作面上分层顺槽联络眼回风顺槽回风石门主 要回风道回风井 对应于矿井通风困难时期通风系统图用序号表示为 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 （ 3）、计算方法： 沿矿井通风容易和困难两个时期通风阻力最大的风路（入风井口到风硐之前），分别用下式计算各段井巷的摩擦阻力： h摩=3SaLU =Q2 ,Pa 式中： Hf巷道摩擦阻力， Pa. 巷道摩擦阻力系数， Ns2/m4 L井巷长度， m. Q通过井巷的风量， m3/s U井巷净断面周长， m. S井巷净断面积， S2 a 值可以从表中查得，或选用相似矿井的实测数据。 将各段井巷的摩擦阻力累加后并乘以考虑局部阻力系数即为两个时期的井巷通风总阻力。即 h阻难=(1.1 1.15)摩难h,Pa h阻易=(1.1 1.15)摩易h,Pa 其计算表格如下 ： 矿井通风容易时期东翼井巷摩擦阻力计算表 序号 巷道名称 支护形式 a/Ns2/m4 L/m U/m S/m2 S3/m6 R/Ns2/m8 Q/m3/s Q2/m6/s2 h 摩/Pa v/m/s 1 副井 两个罐笼，有梯子间，风井 直径D=5m 0.045 240 15.7 19.6 7529.5 0.022519 63.05 3975.3 89.521 3.217 2 主要运输石门 三心拱，混凝土碹，壁面抹浆 0.0035 120 11.94 9.5 857.38 0.005847 63.05 3975.3 23.242 6.637 3 主要运输石门 三心拱，混凝土碹，壁面抹浆 0.0035 80 11.94 9.5 857.38 0.003898 61.05 3727.1 14.527 6.426 4 主要运输巷 三心拱，混凝土碹，壁面抹浆 0.0035 450 10.4 7 343 0.047732 32.85 1079.12 51.509 4.693 5 运输机上山 梯形水泥棚 0.014 135 11.23 7 343 0.061891 32.85 1079.12 66.788 4.693 6 运输机上山 梯形水泥棚 0.014 135 11.23 7 343 0.061891 25.25 637.563 39.459 3.607 7 运输机顺槽 梯形木支架d=22cm，=2 0.012 420 9.152 4.8 110.59 0.417083 13.95 194.603 81.165 2.906 8 联络眼 梯形木支架d=18cm，=4 0.01576 30 8.32 4 64 0.061464 9.3 86.49 5.316 2.325 9 上分层顺槽 梯形木支架d=22cm，=2 0.012 80 9.152 4.8 110.59 0.079444 9.3 86.49 6.8712 1.938 10 采煤工作面 采高 2m 控顶距24m ，单体液压，机采 0.045 110 10 6 216 0.229167 9.3 86.49 19.821 1.55 11 上分层顺槽 梯形木支架d=22cm，=2 0.012 80 9.152 4.8 110.59 0.079444 9.3 86.49 6.8712 1.938 12 联络眼 梯形木支架d=18cm，=4 0.01576 30 8.32 4 64 0.061464 9.3 86.49 5.316 2.325 13 回风顺槽 梯形木支架d=22cm，=2 0.012 420 9.152 4.8 110.59 0.417083 13.95 194.603 81.165 2.906 24 14 回风石门 梯形水泥棚 0.014 30 11.65 7.5 421.88 0.011596 31.85 1014.42 11.763 4.247 15 主要回风道 三心拱，混凝土碹，壁面抹浆 0.0035 2700 10.78 7.5 421.88 0.241472 32.85 1079.12 260.58 4.38 16 回风井 混凝土碹（不平滑），风井直径 D=4m 0.00784 70 12.56 12.6 2000.4 0.003446 32.85 1079.12 3.7185 2.607 总阻力 767.63 矿井通风容易时期西翼井巷摩擦阻力计算表 序号 巷道名称 支护形式 a/Ns2/m4 L/m U/m S/m2 S3/m6 R/Ns2/m8 Q/m3/s Q2/m6/s2 h 摩/Pa v/m/s 1 副井 两个罐笼，有梯子间，风井直径D=5m 0.045 240 15.7 19.6 7529.5 0.02252 63.05 3975.303 89.52 3.22 2 主要运输石门 三心拱，混凝土碹，壁面抹浆 0.0035 120 11.94 9.5 857.38 0.00585 63.05 3975.303 23.24 6.64 3 主要运输石门 三心拱，混凝土碹，壁面抹浆 0.0035 80 11.94 9.5 857.38 0.0039 61.05 3727.103 14.53 6.43 4 主要运输巷 三心拱，混凝土碹，壁面抹浆 0.0035 450 10.4 7 343 0.04773 28.2 795.24 37.96 4.03 5 运输 机上山 梯形水泥棚 0.014 135 11.23 7 343 0.06189 28.2 795.24 49.22 4.03 6 运输机上山 梯形水泥棚 0.014 135 11.23 7 343 0.06189 20.6 424.36 26.26 2.94 7 运输机顺槽 梯形木支架d=22cm， =2 0.012 420 9.152 4.8 110.59 0.41708 9.3 86.49 36.07 1.94 8 联络眼 梯形木支架d=18cm， =4 0.0158 30 8.32 4 64 0.06146 9.3 86.49 5.316 2.33 9 上分层顺槽 梯形木支架d=22cm， =2 0.012 80 9.152 4.8 110.59 0.07944 9.3 86.49 6.871 1.94 10 采煤工作面 采高 2m控顶距24m，单体液压，机采 0.045 110 10 6 216 0.22917 9.3 86.49 19.82 1.55 11 上分层顺槽 梯形木支架d=22cm， =2 0.012 80 9.152 4.8 110.59 0.07944 9.3 86.49 6.871 1.94 12 联络眼 梯形木支架d=18cm， =4 0.0158 30 8.32 4 64 0.06146 9.3 86.49 5.316 2.33 13 回风顺槽 梯形木支架d=22cm， =2 0.012 420 9.152 4.8 110.59 0.41708 9.3 86.49 36.07 1.94 14 回风石门 梯形水泥棚 0.014 30 11.65 7.5 421.88 0.0116 29.2 852.64 9.887 3.89 15 主要回风道 三心拱，混凝土碹，壁 面抹浆 0.0035 2700 10.78 7.5 421.88 0.24147 30.2 912.04 220.2 4.03 16 回风井 混凝土碹（不平滑），风井直径D=4m 0.0078 70 12.56 12.6 2000.4 0.00345 30.2 912.04 3.143 2.4 17 总阻力 590.3 矿井困难时期西翼井巷摩擦阻力计算表 序号 巷道名称 支护形式 a/Ns2/m4 L/m U/m S/m2 S3/m6 R/Ns2/m8 Q/m3/s Q2/m6/s2 h 摩/Pa v/m/s 1 副井 两个罐笼，有梯子间，风井直径D=5m 0.045 240 15.7 19.6 7529.5 0.02252 63.05 3975.303 89.52 3.22 2 主要运输石门 三心拱，混凝土碹，壁面抹浆 0.0035 120 11.94 9.5 857.38 0.00585 63.05 3975.303 23.24 6.64 3 主要运输石门 三心拱，混凝土碹，壁面抹浆 0.0035 80 11.94 9.5 857.38 0.0039 61.05 3727.103 14.53 6.43 4 主要运输巷 三心拱，混凝土碹，壁面抹浆 0.0035 3150 10.4 7 343 0.33413 28.2 795.24 265.7 4.03 5 运输机上山 梯形水泥棚 0.014 135 11.23 7 343 0.06189 28.2 795.24 49.22 4.03 6 运输机上山 梯形水泥棚 0.014 135 11.23 7 343 0.06189 20.6 424.36 26.26 2.94 7 运输机顺槽 梯形木支架d=22cm， =2 0.012 420 9.152 4.8 110.59 0.41708 9.3 86.49 36.07 1.94 8 联络眼 梯形木支架d=18cm， =4 0.0158 30 8.32 4 64 0.06146 9.3 86.49 5.316 2.33 9 上分层顺槽 梯形木支架d=22cm， =2 0.012 80 9.152 4.8 110.59 0.07944 9.3 86.49 6.871 1.94 10 采煤工作面 采高 2m控顶距24m，单体液压，机采 0.045 110 10 6 216 0.22917 9.3 86.49 19.82 1.55 11 上分层顺槽 梯形木支架d=22cm， =2 0.012 80 9.152 4.8 110.59 0.07944 9.3 86.49 6.871 1.94 12 联络眼 梯形木支架d=18cm， =4 0.0158 30 8.32 4 64 0.06146 9.3 86.49 5.316 2.33 13 回风顺槽 梯形木支架d=22cm， =2 0.012 420 9.152 4.8 110.59 0.41708 9.3 86.49 36.07 1.94 14 回风石门 梯形水泥棚 0.014 30 11.65 7.5 421.88 0.0116 27.2 852.64 9.887 3.89 15 主要回风道 三心拱，混凝土碹，壁面抹浆 0.0035 0 10.78 7.5 421.88 0 30.2 912.04 0 4.03 16 回风井 混凝土碹（不平滑），风井直径D=4m 0.0078 70 12.56 12.6 2000.4 0.00345 30.2 912.04 3.143 2.4 17 总阻力 596.5 矿井通风困难时期东翼井巷摩擦阻力计算 序号 巷道名称 支护形式 a(Ns2/m4 L/m U/m S/m2 S3/m6 R/Ns2/m8 Q/m3/s Q2/m6/s2 h摩/Pa vm/s 1 副井 两个罐笼，有梯子间，风井直径D=5m 0.045 240 15.7 19.6 7530 0.022519 63.05 3975.3 89.52 3.22 2 主要运输石门 三心拱，混凝土碹，壁面抹浆 0.0035 120 11.94 9.5 857.4 0.005847 63.05 3975.3 23.24 6.64 3 主要运输石门 三心拱，混凝土碹，壁面抹浆 0.0035 80 11.94 9.5 857.4 0.003898 61.05 3727.1 14.53 6.43 4 主要运输巷 三心拱，混凝土碹，壁面抹浆 0.0035 3150 10.4 7 343 0.334125 32.85 1079.12 360.6 4.69 5 运输机上山 梯形水泥棚 0.014 135 11.23 7 343 0.061891 32.85 1079.12 66.79 4.69 6 运输机上山 梯形水泥棚 0.014 135 11.23 7 343 0.061891 25.25 637.563 39.46 3.61 7 运输机顺槽 梯形木支架d=22cm， =2 0.012 420 9.152 4.8 110.6 0.417083 13.95 194.603 81.17 2.91 8 联络眼 梯形木支架d=18cm， =4 0.01576 30 8.32 4 64 0.061464 9.3 86.49 5.316 2.33 9 上分层顺槽 梯形木支架d=22cm， =2 0.012 80 9.152 4.8 110.6 0.079444 9.3 86.49 6.871 1.94 10 采煤工作面 采高 2m控顶距24m，单体液压，机采 0.045 110 10 6 216 0.229167 9.3 86.49 19.82 1.55 11 上分层顺槽 梯形木支架d=22cm， =2 0.012 80 9.152 4.8 110.6 0.079444 9.3 86.49 6.871 1.94 12 联络眼 梯形木 支架d=18cm， =4 0.01576 30 8.32 4 64 0.061464 9.3 86.49 5.316 2.33 13 回风顺槽 梯形木支架d=22cm， =2 0.012 420 9.152 4.8 110.6 0.417083 13.95 194.603 81.17 2.91 14 回风石门 梯形水泥棚 0.014 30 11.65 7.5 421.9 0.011596 31.85 1014.42 11.76 4.25 15 主要回风道 三心拱，混凝土碹，壁面抹浆 0.0035 0 10.78 7.5 421.9 0 32.85 1079.12 0 4.38 16 回风井 混凝土碹（不平滑），风井直径D=4m 0.00784 70 12.56 12.6 2000 0.003446 32.85 1079.12 3.718 2.61 17 总阻力 816.1 等积孔： 矿井通风难易程度分级 矿井通风难易程度 矿井总风阻 Rm/Ns2m -s 等积孔 A/m2 容易 0.355 2 中等 0.355 1.420 1 2 困难 1.420 1 等级孔计算 时期 地区 风量 m3/s 风压 Pa 总 风 压 Pa 等积孔 m2 容易时期 东翼 32.85 882.78 763.55 2.716 西翼 28.2 678.8 困难时期 东翼 32.85 938.52 796.52 2.659 西翼 28.2 686 根据计算，本矿井两翼在容易和困难时期，其通风难易程度都在中等以上。 三、矿井通风网络图（见附图） 第五章 选择矿井通风设备 一、选择矿井通风设备的基本要求 (1)、矿井每个装备 主要通风机的风井，均要在地面装设两套同等能力的通风设备，其中一套工作，一套备用，交替工作。 （ 2）、选择的通风设备应能满足第一个开采水平各个时期的工况变化，并使通风设备长期高效运行。当工况变化较大时，应根据矿井分期间及节能情况，分期选择电动机。 （ 3）、通风机能力应留有一定的余量。轴流式、对旋式通风机在最大设计负压和 风量时，叶轮叶片的运转角应逼允许范围小 5；离心式通风机的选型设计转速不宜大于允许最高转速的 90%。 （ 4）、进、出风井井口的高差在 150m 以上，或进、出风井井口标高相同，但井深 400m 以上时， 宜计算矿井的自然风压。 二、主要通风机的选择 1、计算通风机的风量 Q1 考虑到外部漏风（即井口防爆门及主要通风机附近的反风门等处的漏风），主要通风机风量可用下式计算： Qf K Q 式中： Qf主扇工作风量； m3/S Q矿井所需风量 m3/S K 漏风系数。风井无提升任务时取 1.1；箕斗井兼作回风井时取1.15；回风井兼作升降人员时取 1.2.该矿井回风井 无提升任务所以取为 1.1。 容易时期：东翼 Qf 1.10 Q 1.10 32.85 36.135m3/s 西翼 Qf 1.10 Q 1.10 28.2 31.02 m3/s 困难时期：东翼 Qf 1.10 Q 1.10 32.85 36.135 m3/s 西翼 Qf 1.10 Q 1.10 28.2 31.02 m3/s 2、计算通风机的风压 H通全(或 H通静) 因为轴流式通风机提供的大多是静压曲线，本矿选用轴流式通风机，所以只计算 H通静。通风机的静压和自然风压都来克服矿井通风总阻力和风硐阻力。 H通静 H自= h阻+h硐风硐阻力一般不超过 100Pa 200Pa,本矿井取 150Pa。 因为本矿井开采深度在 400m 以内且进回风井高度相差不大 ，所以不用考虑自然风压。因此对于抽出式通风矿井： 轴流式通风机： 容易时期 H通静小=h阻易+h硐 东翼： H通静小=882.78+150 =1032.78 Pa 西翼： H通静小=678.8+150 =828.8 Pa 困能时期 H通静大=h阻难+h硐东翼： H通静大=938.52+150 =1088.52 Pa 西翼： H通静大=686+150 =836 Pa 3、 计算通风机的工作风阻 因为选择抽出方式所以用静压特性曲线： R通小 H通静小/Q2f R通大 H通静大/Q2f 容易时期： 东 R1 H通静小/Q2f 1032.78/36.1352 0.791 Ns2/m4 西 R2 H通静小/Q2f 828.8/31.22 0.851 Ns2/m4 困难时期： 东 R3 Hsd max/Q2f 1088.52/36.1352 0.837 Ns2/m4 西 R4 Hsd max/Q2f 836/31.22 0.86Ns2/m4 2)确定通风机的实际工况点在通风机特性曲线图中做通风机工作风阻 曲线，与风压曲线的交点即为实际工况点。 风机工况点特性曲线 (见 附 图 )参数见表一、表二： 表一 参数 地点 时期 风机 转速 叶片安装角 风量 (m3/s) 风压 (Pa) 输入 效率 型号 r/min 理论 实际 理论 实际 功率 (kw) (%) 西翼 困难 BDNo18 740 33 /30 31.02 34.4 836 1017.69 45.72 75 容易 BDNo18 740 33 /30 31.02 34.5 828.8 1012.9 45.7 75 表二 参数 地点 时期 风机 转速 叶片安装角 风量 (m3/s) 风压 (Pa) 输入 效率 型号 r/min 理论 实际 理论 实际 功率 (kw) (%) 东翼 困难 BDNo18 600 36 /33 36.135 39 1088.52 1273.1 57.14 79.4 容易 BDNo18 740 36 /33 36.135 39.5 1032.78 1234.16 55.72 79 通风机 个体特性曲线图（ 见附图 ） 与两个时期的矿井阻力曲线图（见 附图 ）。 3.选择通风机 根据计算的矿井通风容易时期 Q1 、 H通静小（或 H通静大）和困难时期 Q1 、 H通静小（或H通静大），在通风机的个体特性图表上选择合适的主要通风机。 4.选择电动机 根据矿井通风容易和困难时期主要通风机的输入功率（ P通小和 P通大）计算出电动机的输出功率 Neo。 东 P通小 H通静小 Qf/1000 s 1032.78 36.135/(1000 0.75) 49.76 Kw P通大 H通静大 Qf/1000 s 1088.52 36.135/(1000 0.75) 52.44 Kw 西 P通小 H通静小 Q f/1000 s 828.8 31.02/(1000 0.794) 32.78Kw P通大 H通静大 Qf/1000 s 836 31.02/(1000 0.791) 32.8Kw 电动机的台 数及种类 当 P通小 0.6 P通大时，可选一台电动机，电动机功率为 )/( treekPP 通大电 当 P通小 0.6 P通大时，可选两台电动机，电动机功率为 初期 )/(treekPPP 通大通小电小后期 按 式计算 式中ek电动机容量备用系数，ek 1.1 1.2； e电动机效率，e 0.9 0.95（大型电机取较高值）； tr传动效率，电动机与通风机直联时tr 1，皮带传动时tr 0.95。 东翼 P通小 0.6 P通大所以选择一台电动机，电动机的功率为 )/(treekPP 通大电=52.44 1.2/（ 0.9 1） =69.92 Kw 西翼 P通小 0.6 P通大所以选择一台电动机，电动机的功率为 )/(treekPP 通大电=32.8 1.2/（ 0.9 1） =43.73 Kw 电动机型号参数见表一： 表一 地点 时期 电动机型号 额定功率 /kW 效率 额定电压 /V 东翼 容易 YB280M-8 75 0.9 380 困难 西翼 容易 YB280M-8 55 0.9 380 困难 第六章 通风耗电费用概算 （ 1）、主要通风机的耗电 量 E=365 24 P电动机/（ K电变缆） 式中 E 主要通风机的耗电量 , kW h P电动机 主要通风机的电动机的功率， kW K电 电动机容量备用系数， K电 1.1 1.2； 变 变压器效率，可取 0.95 缆 电缆输电效率，取决于电缆长度和每米电缆耗损，在0.90 0.95 内选取。本矿选 0.9。 东翼 E2 =8760 75/（ 1.2 0.95 0.9） =640351 kW h 西翼 E4=8760 55/（ 1.2 0.95 0.9） =469591 kW h (2)、局部通风机的耗电量 E1 =4 365 24 P电动机=8760 2.5 4 =87600 kW h P电动机 局部通风机的电动机的功率， kW (3)、通风总耗电量 E总= E4 + E1 + E2 =640351+469591+87600 =1197542 kW h （ 4）、吨煤通风耗电量 E3= E总/T =1197542 /600000 =2 kW h 式中 T 矿井年产量， t (5)、吨煤通风耗电成本 W= E3 D =2 1 =2 元 式中 D 电价， 1 元 /（ kW h） 第七章 矿井通风系统评述 1、系统的合理性： 合理的矿井通风系统是利用通风动力，以最经济的方式，向井下各用风地点提供足量的新鲜空气，提供适宜的温度、湿度，保持良好的气候条件，以保证井下作业人员的生命安全和改善劳动环境的需要，采取符合实际的矿井通风方式、矿井通风方法和矿井通风网络。并且要求在发生灾害时，能及时而有效地控制风向及 风量，并配合其它措施，将事故控制在一定范围内，防止灾害的进一步扩大。 本矿井采用两翼对角式的通风方式，其优点是： 风流在井下的流动线路是直向式， 比较稳