矿井通风课程设计

中国矿业大学安全工程学院矿井通风与安全课程设计课程设计题目：晋华宫矿90万t/a新井通风设计1矿井设计概况 11.1矿区概述及井田地质特征 11.2井田开拓 11.3巷道布置与采煤方法 32矿井通风系统拟定 42.1矿井通风系统基本要求 42.2矿井主要通风机的工作方法 52.3矿井通风方案 62.4矿井通风方式的选择 73盘区通风 94掘进通风 4.1掘进方法的确定 4.2掘进工作面通风方式 4.3煤巷掘进工作面需风量 4.4掘进通风设备选型 4.5掘进通风机技术管理和安全措施 5矿井风量计算与分配 5.1矿井总风量计算 5.2矿井风量分配 216矿井通风阻力计算 236.1矿井通风阻力计算原则 236.2矿井最大阻力线路 236.3矿井通风阻力计算 286.4矿井通风总阻力 296.5矿井总风阻、等积孔的计算 7矿井通风设备选型 7.1矿井自然风压 7.2主要通风机选择 7.2电动机选型 7.3矿井主要通风设备要求 7.4通风附属装置及其安全技术 7.5特殊灾害的防治措施 8矿井通风费用概算 8.1吨煤通风费 8.2通风设备的折旧费和维修费 8.3通风员工工资费用 8.4专为通风服务的井巷工程折旧费和维护费 408.5吨煤通风成本 40 41附件1矿井开拓平面图 42附件2矿井容易时期通风系统立体图 43附件3矿井困难时期通风系统立体图 44…1矿井设计概况1.1矿区概述及井田地质特征1)矿区概述晋华宫井田交通方便，旧高山至大同的铁路专线及109国道公路沿十里河通过本井田，在大同北可接京包线，南可连北同蒲线，东去大秦线可通往全国各地。井田北为甘庄乡镇联营煤矿，东界北段为青磁窑逆断层，东界中段与大同市青磁窑煤矿毗邻，东界南段与马武山矿相邻，西界北段、南段与云岗矿相邻，中段与大同市吴官屯煤矿及云岗石窟保护煤柱相接，南界与同煤集团忻州窑矿及大同市乡镇煤矿相邻。井内的气象参数按表1.1所列的平均值选取。表1.1空气平均密度一览表季节地点进风井筒(kg/m³)出风井筒(kg/m³)冬夏2)井田地质特征方向的最大长度为6.36km,最小长度为5.71km,平均长度为6.03km。煤层的倾角最大为16°,最小为2°,平均为9°,井田平均水平宽度为6.03km,水平面积为17.3平方公里。3)煤层特征本矿井可采煤层有12-2煤层，其煤层平均厚度为5.1m,具体参见图1.1综合地质柱状图。2004年鉴定全矿井的瓦斯相对涌出量5.92m3/t,绝对涌出量46.45m3/min,二氧化碳相对涌出量5.53m3/t,绝对涌出量43.37m3/min。2005年鉴定全矿井的瓦斯相对涌出量2006年本矿各煤层的煤尘爆炸危险性鉴定，定性分析火焰长度最大超过400mm,各煤层均有煤尘爆炸危险性，晋华宫矿属于有煤尘爆炸危险性煤层的矿井，生产中须做好洒矿井地质资源量：12-2#煤129.67(Mt),矿井工业储量124.95(Mt),矿井可采储量86.03(Mt),本矿井设计生产能力为90万t/年。工业广场的尺寸为3.50m×400m的长方形，工业广场的煤柱量为273(万t)。一班准备，每班工作8小时，净提升时间为16小时。本矿井的设计生产能力为90万吨/地层单位层厚柱状标志层及煤层编号岩石名称岩性简述统组Q第四系Q全新统细砂、粉砂、粘土质砂褐黄色、含螺蛳、蚌壳化石，近地表为耕植土壤粘土、砂质粘土棕黄色夹浅灰绿色、顶部含有钙质铁锰质结核更新统细砂、粘土、砂质粘土浅黄色及浅灰绿色、灰白色上第三系N古粘土、砂质粘土棕黄色、灰绿色，顶部富含钙质铁锰结核中砂、细砂及少量粗砂灰白色、浅黄色，砂层结构松散粘土、薄层砂灰绿色、灰白色，粘土可塑性强二叠生系P界上统上石盒子组泥岩、粉砂岩颜色变杂，紫色绿色增多煤颜色变杂，紫色绿色增多煤颜色变杂，紫色绿色增多煤80.16泥岩、粉砂岩颜色变杂，紫色绿色增多下统下石盒子组K3砂岩灰到、深灰色、炭屑或植物化石碎片4号煤2.35泥岩、砂岩铝质泥岩浅灰色到暗红色、中厚层状、含有铁质结核下统组组砂岩、粉砂岩、泥岩6号煤灰黑～黑色、条带状、层状结构、碎块3.04砂岩、粉砂岩、泥岩石炭上统太原组泥岩、粉砂岩、砂岩灰到、深灰色、炭屑或植物化石碎片C3t图1.1综合地质柱状图3)井田开拓井田主采煤层为12-2号煤层，煤层倾角平缓9°,为近水平煤层，故设计为单水平开化不大，且煤质硬度大。故矿井开拓大巷布置在煤层中，留大煤柱护巷，大巷间距60m。由于矿井瓦斯涌出量大，为满足回风需要，布置两条回风大巷，再布置一条主运输大巷，斜井单水平开拓(井筒位于井田中央),主、副井井筒均为斜井开拓，布置于井田中1)盘区巷道布置及生产系统设计首采盘区(一盘区)位于井田中南部。走向长平均3543m,倾向长平均1496m。盘区内划分十九个区段，工作面长180m,四条顺槽均为5m宽，3.5m高。段之间依次开采，首采工作面为12101工作面，然后依次开采下一个区段。在采空区上覆岩层移动稳定后，利用连采机采用房柱式采煤法回收煤柱。回收率按50%计算。盘区内各工作面采用两进两回偏Y型通风系统，即：工作面西侧(进风侧)布置两条进风巷，东侧(回风侧)布置两条回风巷。2)采煤方法进方向确定为后退式。根据工作面的关键参数选用配套设备：液压支架ZZ4000/18/38、型破碎机、SSJ1200/2×250型带式输送机。采煤机截深0.63m,其工作方式为双向割煤，3)回采巷道布置回采巷道采用一般的U型布置方式，即一条区段运输平巷和一条的坡度，以利于排水；方向要求直或分段取直，利于运煤；沿中线定向取直或分段取直。表1.2部分井巷特征参数井巷名称长度(m)副斜井井底车场辅助运输大巷进风顺槽工作面联络巷回风顺槽回风大巷一段回风大巷二段回风大巷三段回风立井1)每个矿井特别是地震区、多雷区的矿井，至少要有两个通到地面的安全出口，各个出口之间的距离不得小于30m,新建和改建的矿井，如果采用中央并列式通风时，还要2)进风井口要避免污风、尘土、炼焦气体，矸石燃烧气体等的侵入。进风井口距离矿井的总回风道不得作为主要人行道；地面主要通风机和回风流的噪音都不得造成公害；且要在当地历年来洪水位的最高标高以上(大中型和小型矿井分别超过当地百年和50年内3)箕斗井一般不应兼作进风井或出风井。如果井上、下装卸装置和井塔有完善的封闭措施，其漏风率不超过15%,并有可靠的降尘设施，箕斗井可以兼作出风井；若井筒中风速不超过6m/s,有可靠的降尘措施，保证粉尘浓度符合工业卫生标准，箕斗井可以兼作4)所有矿井都要采用机械通风，主要通风机和分区主要通风机必须安装在地面。但有战备的特殊要求时，可以考虑装在井下。新设计矿井不5)不宜把两个可以独立通风的矿井合并为一个通风系统。若有几个出风井，则自采区流到各个出风井的风流需保持独立；各工作面的回风在进入采区回风道之前、各采区的回风在进入回风水平之前都不能任意贯通，下水平的回风流和上水平的进风流必须严格隔6)采用多台分区主要通风机通风时，为了保持联合运转的稳定性，总进风道的断面不宜过小，尽可能减少公共风路的风阻。各分区主要通风机的回风流、中央主要通风机和7)要充分注意降低通风费用，为此，主要风道的断面不宜过小，并做到壁面光滑，尽可能少用通风构筑物，同时也要重视降低基建8)要符合采区通风和掘进通风的若干要求，要满足防治瓦斯、火、尘、水和高温对2.2矿井主要通风机的工作方法煤矿主要通风机的工作方法基本上分为抽出式与压入式两种，现将两种工作方法的适1)抽出式主要通风机使井下风流处于负压状态，一旦主要通风机因故停止运转，井下风流处于正压状态，当主要通风机停转时，风流2)采用压入式通风时，须在矿井总进风路线上设置若干构筑物，使通风管理工作比3)在地面小窑塌陷区分布较广，并和采区相沟通的条件下，用抽出式通风，会把小窑积存的有害气体抽到井下，同时使通过主要通风机的一部分风流短路，总面有效风量都会减少；用压入式通风，则能用一部分回风流把小窑塌陷区的有害4)如果能够严防总进风路线上的漏风，则压入式主要通风机的规格尺寸和通风电力5)在由压入式通风过渡到深水平抽出式通风时，有一定困难，因为过渡时期是新旧水平同时产生，战线较长，如果某环节因故出现问题，就6)想把压入式主要通风机直接变为抽出式主要通风机，比较困难，有时还须额外增2.3矿井通风方案选择任何通风方式都需要符合投产快、出煤较多、安全可靠和技术经济合理等原则。2)矿井通风方案矿井通风方式根据回风井的位置的不同，可风流隔开，出风井的井口一般用防爆门紧闭；还要在岩石中做条回风石门m—n,煤层倾角越大、总回风石门越短，反之越长，如图2.1。机设在出风井口附近；在井田走向的中央开凿主井和副井，如图2.2。图2.2中央分列式通风方式主要通风机设在出风井口附近。为了开采深水平，有时把两翼风井和沿走向的边界附近。用斜井和平峒开拓时，可把立井改为斜井和平峒，如图2.3。图2.3两翼对角式通风方式方案四：分区对角式进风井大致位于井田走向的中央，在每个采区各掘一个小回风井，并分别安设分要通风机，可不必做总回风道，构成独立的通风系统，如图2.4。图2.4分区对角式通风方式2.4矿井通风方式的选择1)技术比较表2.1通风方式的比较通风方式优点缺点适用条件中央并列式初期投资较少、出煤较快、护井煤柱较小，便于延深井简。风路较长，阻力较大，采空区的漏风较大。煤层倾角大、埋藏深，但走向长度不大(≤4km),瓦斯、自然发火都不严重。中央分列式通风阻力较小，内部漏风小，工业广场没有主要通风机的噪音影响，安全性要好。建井期限略长，有时初期投资稍大。煤层倾角较小，埋藏较浅，走向长度不大(≤4km),而且瓦斯，自然发火比较严重的新建矿井。两翼对角式风路较短，阻力较小，采空区的漏风较小，比中央并列式安全性更好。初期投资大，建井期限长，投产较较大、煤层上部距地面较浅、瓦斯和自然发火严重的新建矿井。分区对角式每个采区各有独立通风路线，互不影响，安全性好；通风线路短、几个分区域可以同时施工的优点外，更有利于处理矿井事故运送人员设备也方便。初期投资大，建井期限长，投产较晚。工业场地分散、占地面积大、井筒保护煤柱较煤层距地表浅，或因地表高低起伏较大，无法开掘浅部的总回风道的矿井。由于本矿井煤层走向不大(≤4km),埋藏较浅，煤层的倾角较小，为高瓦斯矿井，各煤层均有煤尘爆炸危险性，没有自燃倾向性。根据该矿井田地质特征和煤尘特征，结合上2)经济比较风设施购置费用和通风电费等方面考虑。巷道开拓及维护费用只比较两个方案中不同(或多出)巷道，相同巷道不再作经济比较，经济比较见表2.2至2.5。(1)进行工程掘进费用比较表2.2井巷掘进费用方案项目中央分列式两翼对角式工程项目工程量单价(元/m)费用(万元)工程量单价(元/m)费用(万风井风硐(前期)风井风硐(后期)00回风大巷(前期)回风大巷(后期)合计4143万元4377.6万元(2)井巷维护费用表2.3井巷维护费用比较项目方案中央分列式两翼对角式工程项目工程量单价(元/m)费用(万元)工程量单价(元/m)费用(万元)回风大巷回风井合计90.6万元94.08万元(3)通风设备购置费用矿井主通风、配套电机设备购置费按100万元计算，主要通风机房必须安装两套主要风硐、扩散器、防爆门、反风设施等通风设施的土建费按50万元计算，则建一风机房需要250万元。两方案的经济比较见表2.4。表2.4通风设备购置费用方案项目中央分列式两翼对角式通风设备费250万元250×2=500万元(4)通风总费用比较通风总费用见表2.5。表2.5通风总费用比较方案项目中央分列式(万元)两翼对角式(万元)井巷掘进费41434377.6井巷维护费94.08通风设备费总费用4483.64971.68由于本矿井设计为90万t的大型矿井，同时为高瓦斯突出矿井，对通风量要求较高，方案二和方案三进行粗略的经济比较，两种方案相差不是很多。但两翼对角式比中央分列盘区通风系统是矿井通风系统的主要组成单元，也是盘区生产系统的重要组成部分，它包括采区进、回风和工作面进、回风巷道的布置方式，盘区通风路线的链接形式，以及盘区通风设备和通风构筑物的设置等基本内容。它主要取决于盘区巷道布置和采煤方法，在通风系统中要能保证各盘区风流的稳定性，尽量避免角联风路，尽量1)回采工作面通风系统长壁工作面在我国应用最广，其产量占全国回采总量的85%以上。工作面的通风方式图优缺点和适用条件(由于工作面为后退式开采，故各种通风形式只有考虑后退式),如下见表3.1。表3.1回风工作面主要通风系统比较通风系统示意图优缺点及适用条件U型在区内后退式回采方式中，这种通风方式具有风流系统简单、漏风小等优点，但风流线路长，变化大。工作面上偶角易积聚瓦斯，工作面进风巷一次掘进，维护量大。这种通风方式，如果瓦斯不太大，工作面通风能满足要求，即可采用。E型与U型通风方式相比，可使上部工作面气温降低。但采空区的空气流动相应发生了变化，迫使采空区的瓦斯较集中地从上部回采工作面的上隅角涌出，使该处时常处于瓦斯超限状态，故仅适用于低瓦斯矿井。型一一当采煤工作面产量大和瓦斯涌出量大时，采用这种方式可以稀释回风流中的瓦斯，对于综采工作面，上下平巷均进新鲜风流有利于上下平巷安装机电设备，可以防止工作面上偶角瓦斯积聚及保证足够的风量。这种通风方式使用于瓦斯涌出量大的工作面，但需要边界准备专用回风上山，增加了巷道掘进、维护费用。Z型回风巷为沿空巷，可以提高煤炭回采率；巷道采准工作量小；采区内进风总长度基本不变，有利于稳定风阻；无上偶角瓦斯积聚问题，但是回风巷常出现沼气超限的情况；同时也需要在边界准备专用回风上山，增加了行道的维护和掘进费用。W型当采用对拉式工作面时，可以采用上下平巷同时进风和中间巷道回风的方式。采用此种方式有利于满足上下工作面同采，实现集中生产的需要。这种通风方式的主要特点是不用设置第二条风道；若上下端平巷进风，在该巷只撤、安装维护采煤设备等又良好的环境，同时，易于稀释工作矿井安全通风设计面瓦斯，使上偶角瓦斯不易于积聚，排放炮烟、煤尘速度快。2)通风构筑物(1)风桥(2)挡风墙(3)风门(4)调节风窗调节风窗用以增加巷道的局部阻力，以调节用风地点的风量，本设计主要通风机(5)测风站4掘进通风4.1掘进方法的确定4.2掘进工作面通风方式风筒组成一体进行通风，按其工作方式分为：压入式通1)压入式通风局部通风机和启动装置安装在离掘巷道口10m外风筒压送到掘进工作面，污风沿巷道排出。具体布置示意图如图4.1。图4.1压入式通风2)抽出式通风入，污风通过铁风筒由局部通风机排出，抽出式通风见图4.2。图4.2抽出式通风3)混合式通风混合式通风的布置如图4.3所示，其中压入式风筒出风口与工作面的距离仍应小于有入式局部通风机可随工作面的推进及时向前移动，与工作面距离保持在40-50米左右。抽出式风筒吸风口应超前压入式局部通风机10米以上，同时其风筒吸风口距工作面的距离由于混合式通风适用于大断面长距离的岩巷掘进通风的较好方式，由于采煤工作面属于普通断面，短距离岩巷掘进，因此本次设计只考虑压入式和抽出式两种方式。压入式通风与抽出式通风优缺点比较：(1)抽出式通风时，污浊风流必须通过局部通风机，极不安全。而压入式通风时，(2)抽出式通风有效吸程小，排出工作面炮烟的能力较差；压入式通风风筒出口射(4)抽出式通风只能使用刚性风筒或带刚性圈的柔性风筒，压入式通风可以使用柔从以上比较可以看出，两种通风方式各有利弊，但压入式通风安全可靠性较好，煤矿中得到广泛应用。综合本井田的瓦斯浓度、掘进4.3煤巷掘进工作面需风量各掘进工作面所需风量计算如下：1)按压入式通风方式通风时Q=7.8×√A(LS)²/t2)按瓦斯涌出量计算根据《矿井安全规程》规定，按工作面回风风流中沼气的浓度不得超过1%的要求计K₈—矿井瓦斯抽放率，为80%。Q=100×5.5×1.5×(1-0.8)=165m³/m3)按人数计算4—每人每分钟供给4m³的规定风量，m³/min;N—该掘进工作面同时工作的最多人数，取30人。Q=4×30=120m³/min4)炸药量计算Q=25×6.5=162.5m³/minQ=165m³/min5)按风速进行验算(1)按《煤矿安全规程》规定煤巷掘进工作面的风量满足：Q=240Sm³/min由风速验算可知，Q=165m³/min不符合风速要求。根据配风经验取250m³/min,经风(2)按照《煤矿安全规程》规定岩巷掘进工作面的风量满足：0=9Sm³/minQn=9×10.2=91.8m³/min按照以上方法1、2、3、4(式中S取代为10.2m²)可以计算出岩巷掘进最大需风量为165m³/min,不满足要求。对于岩巷掘进根据配风经验取200m³/min,经风速验算符合要4.4掘进通风设备选型1)风筒的选择表4.1。表4.1风筒规格及接头形式风筒类型风筒直径接头方法百米风阻节长壁厚风筒质量胶片风筒双反边(1)风筒风阻风筒的风阻包括摩擦风阻和局部风阻，风筒长度为1500m,由于联络巷间距为200m,(2)风筒的漏风率矿井安全通风设计P—风筒100m长度的漏风率，%,百米漏风率可从表4.2中查取；风筒接头类型风筒100m漏风率p/%胶接0.1-0.4多反边0.4-0.6多层反边插接(1)局部通风机工作风量Q:φ—风筒的漏风风量备用系数，根据上面的计算取1.1;(2)局部通风机工作风压压入式局部通风机工作全风压H(Pa)为矿井安全通风设计(3)局部通风机的选择矿用局部通风机分为轴流式和离心式两种，轴流式局部通风机具有体积小，便于安装和串联运转，效率等优点。本设计根据局部通风机工作风量Q和工作全风压H,选取FD-No5/15型轴流式风机，其工作参数见表4.3。风机类型功率电压转速级数风量风压FD-No5/1524.5掘进通风机技术管理和安全措施(1)局部通风机通风时，无论是工作和交接班都不准停风或减少风量。(2)提高有效风量。应减少导风设施的漏风，减低导风设施的风阻，要采用接头严密漏风小的反边接头法，及时修补风筒和堵补风筒针眼，选用大直径风筒，提高通风设备的(1)局部通风机必须有专人负责管理，局部通风机和启动装置必须装在进风道中，距回风口不小于10m,局部通风机吸收风量必须小于全风压供给该处的风量，以免发生循环(2)防止局部通风机电动机烧坏，采用QC83-80型磁力启动器。(3)局部通风机和机电设备必须配有延时风电闭锁装置。(4)安设瓦斯自动检测报警断电装置，局部通风机应采用双回路供电，以保证局部通主要是保证局部通风机安全正常运转，减少漏风，降低风筒阻力，提高工作面的有效风量，加强局部通风机管理及检查。5矿井风量计算与分配5.1矿井总风量计算矿井总风量是井下各个工作地点有效风量和各条风路上的漏风的总和。本设计采用按1)按井下同时工作的最多人数计算本矿井下同时作业的最多人数为700人，则Q=4×700×1.25=3500m³/minQ=(ZO+Zo+ZO+Zo+Zo)×K,m³/minZo₄—硐室实际需要风量的总和，m³/min;Zo₄—除了采煤、掘进和硐室地点外其他需要通风地点风量总和，m³/min。(1)综采工作面实际需要风量计算每个采煤工作面实际需要风量，应按瓦斯(或二氧化碳)涌出量、工作面气温、风根据《煤矿安全规程》规定，按采煤工作面回风巷风流中瓦斯的浓度不得超过1%的Q=100×q×Km³/minK—第i个采煤工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，它是各个采煤工作面瓦斯绝对涌出量的最大值与其平均值之比，须在各个工作面正常生产条件下，至少进行5昼夜的观测，测出5个比值，取其最大值。通常机采工作面可取K=1.2~1.6;炮采工作面可取Kai=1.4~12。Q=100×10.57×1.2=1268m³/min采煤工作面空气温度/℃采煤工作面风速/m·s-¹配风调整系数/KapO=60×V×Sm³/minSa—第i个采煤工作面的平均断面积，m²对于综采一次采全高工作面，取温度为25℃,则风速为1.7m/s,采煤工作面面积为Q=60×1.7×20.1=2050m³/minQ=4N,m³/min4—每人每分钟供给4m³的规定风量，m³/minQ=4×40=160m³/min风量为2050m³/min。Sa₁—第i个采煤工作面的平均断面积，m²综采一次采全高工作面的面积为20.1m²,代入上式301.5=15×20.1≤Q≤240×20.1=4824m³/minZO₄=2050m³/min(2)备用工作面需要风量计算备用工作面所需风量通常取与之产量相同的回采面风量的一半。当采区风量不富裕时也可以按工作面不积聚瓦斯为原则配风，但工作面风速不应小于15m³/minQ=2050/2=1025m³/minZO₀=1025m³/min(3)掘进工作面需风量计算采机煤层平巷掘进头，后期东区仍为两个独立通风的煤层平巷掘进根据掘进工作面需风量计算可知一个煤巷掘进工作面所需风量为250m³/min.Zo₁=2×250=500m³/min(4)硐室需风量计算《煤矿安全规程》规定，大型爆破材料库风量不得小于100m³/min,中小型不得小于60m³/min,本设计中取100m³/min。Zo=100+80+150+120+200=650m³/min(5)其他巷道所需风量计算Zo≥60×0.25×S×2m³/min第21页Zo=60×0.25×20.3×2=609m³/min(6)矿井总风量Q=(2050+1025+500+650+609)×1.2=5801m³/min根据上述方法计算取较大者，得出矿井总风量为5801m³/min。5.2矿井风量分配1)分配原则(1)各用风地点风量按前述分配(3)井下火药库，变电所，绞车房应单独供风。(4)分配的风量，各巷道的瓦斯和有害气体的浓度，应根据《规程》要求不得超过2)分配方法(2)从总风量中减去ZQ、ZQ、ZQ、ZQ、ZQ,余下风量与漏风量按采取的产量3)具体风量分配表5.2风量分配表用风地点数量单位需要风量(m³/min)总风量回采工作面备用工作面掘进工作面2火药库变电所1检修硐室充电硐室1矿井安全通风设计其他硐室1其他巷道1总计总风量(m³/min)4)风速验算井巷名称允许风速(m/s)最低最高无提升设备的风井和风硐专为升降物料的井硐风桥—升降人员和物料的井硐—8主要进回风巷—8架线电机车巷道8运输机巷道、采区进回风巷6回采工作面、掘进中的煤巷和半煤巷4掘进中岩巷4其他行人巷道表5.4井巷中风流风速验算表井巷名称断面(m²)风速(m/s)是否符合要求副斜井符合井底车场符合辅助运输大巷符合进风顺槽符合工作面符合联络巷符合回风顺槽符合回风大巷符合回风立井符合按照进过巷道是产生阻力的方式不同，可分摩擦阻力和局部阻力风阻力的90%左右，它是矿井通风设计选择主要通风机的主要参数。6.1矿井通风阻力计算原则(1)矿井通风的总阻力，不应超过2940Pa;(2)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；(3)矿井通风网路中有很多的并联系统，计算总阻力时，应以其中阻力最大的路线(5)应计算出困难时期的最大阻力和容易时期的最小阻力，使所选用的主要通风机6.2矿井最大阻力线路当开采一盘区最后一个区段是，,通风路线短，通风阻力小，确定为通风容易时期。当二盘区第一个区段刚投入生采时，通风线路长，通风阻力大，确定此时为通风困难时期(1)通风容易时期副井井口2→3→4→5→13→16→18→19→20→22→25→26→27(2)通风困难时期副井井口2→3→4→29→31→32→33→35→43→45→24→26→27矿井安全通风设计6.2通风容易时期网络图矿井安全通风设计矿井安全通风设计掘进面43备采面33回采面36.4通风困难时期网络图6.3矿井通风阻力计算以及空气分子间的扰动和摩擦而产生的阻力，由此阻力引起的风压损失是摩擦阻力损失。h,=aLUQ²/S³,(Pa)各井巷的摩擦阻力计算结果见表6.1,表6.2。表6.1矿井通风最容易时期井巷通风阻力计算表序号起点终点井巷名称支护形式LSUQmm123副井混凝234车场及硐室锚喷345主要运输大巷锚喷45主要运输大巷锚喷5主要运输大巷锚喷6进风顺槽锚网7联络巷锚喷8工作面支架9回风顺槽锚网回风大巷锚喷联络巷锚喷回风立井混凝合计第29页矿井安全通风设计序号起点终点井巷名称支护形式LSUQmm²mm³/sPa123副井混凝96.7234车场及硐室锚喷96.7230.934主要运输大巷锚喷4进风顺槽锚网43.85工作面支架6回风顺槽锚网46.77回风大巷锚喷8回风大巷锚喷43.359回风大巷锚喷48.35联络巷锚喷48.35回风立井混凝96.7合计6.4矿井通风总阻力沿着通风容易和困难时期的风流路线，依次计算各段路线的摩擦阻力hfi,然后分别累摩擦阻力的10%,扩建矿井取总摩擦阻力的15%,得到两个时期的总阻力hme和hmd。由表6.1和表6.1计算出矿井不同时期的通风阻力代入式6.2、式6.3,求出两个时期h=1.1×868.6=955.5Pa<2940Pah=1.15×1306.3=1502.2Pa<2940Pa6.5矿井总风阻、等积孔的计算(1)矿井风阻计算值如下：R=h/Q²h—矿井总阻力，Pa;R=h/Q²=955.5/96.7²=0.102183N·s²/m⁸(2)等积孔的计算等积孔是用一个与井巷或者矿井风阻值相当的理想孔的面积值来衡量井巷或矿井通风难易程度的概念，它是反映井巷或矿井通风阻力和风量依存关系的数值。A=1.19×Q/√hA=1.19×Q/√h=1.19×96.7/√955.5=3.7227m²A=1.19×Q/√h=1.19×96.7/√1502.2=2.9690m²等积孔越大说明通风越容易，值越小，通风越困难。根据《采矿设计手册》对矿井通风阻力等级分类标准判断各个时期的通风难易程度。通风容易时期和通风困难时期的通风难易程度评价见表6.3。等积孔/m²风阻/N·s².m-通风阻力等级难易程度评价>1.416大阻力矿难0.354~1.416中阻力矿中<0.354小阻力矿易由式6.4、式6.5求出的R和A值见表6.4。表6.4通风难易程度计算表时期风量/m³.s总阻力/Pa风阻/N·s²·m-*等积孔/m²难易程度容易时期容易困难时期容易7.1矿井自然风压表7.1空气平均密度一览表进风井筒(kg/m³)出风井筒(kg/m³)冬季/kg·m-3)夏季/kg·m³)7.2主要通风机选择1)主要通风机工作风压(1)通风容易时期在通风容易时期应计算最大的帮助主要通风机的自然风压。故根据自hm=955.5-313.6+100=741.9Pa(2)通风困难时期h=1502.2+156.8+100=1759Pa因有外部漏风(防爆门和通风机风硐漏风)通过主要通风机的风量Qr必大于矿井总风Qn=1.1×96.7=106.37m³/sQ=1.1×96.7=106.37m³/s困难时期通风机工况点4)选择主要通风机表7.2主要通风机工作参数一览表容易时期困难时期风量(m³/s)风压Pa风量(m³/s)风压Pa(1)风机的效率不低于0.7;(2)实际风压不能超过最大风压的0.9倍。矿井选择2K56矿用轴流式通风机No.30型n=500r/min,在该风机的特性曲线上绘制从而求得2K56No.30型轴流式风机性能参数，见表7.3。表7.32K56No.30型轴流式风机性能参数型号时期叶片安装转速风压风量m³/s效率%输入功容易时期困难时期h(×9.8h(×9.8Pa)Q/m².s¹7.2电动机选型由于Nmin/Nmax=161.7/305.2=0.53<0.6,可选两台台电动机，故通风容易与困难时期N₀=Nmin×k₄/(η₄×η)=161.7×1.1/(0.92×1)=193.3kWN₀=Nm×k₄/(η₄×η)=305.2×1.1/(0.95×1)=353.4kW(7.6)ke—电动机容量备用系数，取1.1~1.2,本矿取1.1;ne—电动机效率，可取0.9~0.94,本矿取0.93,大型电动机取高值；根据电动机的输出功率和输入功率以及主要通风机要求的转速选择型号为Y355L1-2时期型号额定功率额定电流转速效率Ar/min%容易YB-400S-8困难YB2-400M-27.3矿井主要通风设备要求(1)主要通风机必须安装在地面，装有同烦恼过机的井口必须封闭严密，其外部漏风率在无提升设备时不得超过5%,有提升设备时不得超过15%(2)主要通风机必须保证经常运转；(3)主要通风机必须装置两套同等能力的通风机，其中一套作备用。在建井期间可装置一套通风机和一部备用电机。备用通风机或备用电机和配套通风机，必须能在10min(4)装有主要通风机的出口井口，应安装防爆门；(5)主要通风机至少每个月由矿井机电部门检查1次，改变通风机转数或风叶角度时，必须报矿总工程师批准；(6)进风井口必须布置在不受粉尘、灰尘、有害和高温气体侵入的地方；进风井筒(7)回采工作面和掘进工作面都应独立通风，特殊情况下串联通风必须符合《煤炭安全规程》第117条规定；(8)完善矿井通风系统，合理分配风量，降低矿井控制负压，以减少漏风，每个面7.4通风附属装置及其安全技术矿井反风就是当矿井发生突变的时候及时使风流反向，控制灾害和(1)反风装置则利用反风装置迅速使风流逆转。本设计选取了62A14-11-No24型轴流风机，这种风机反(2)防爆门为保护风机，在风井井口设置钟形防爆梦，防爆门放入井口圈的凹内，槽中盛水以防漏风，深度必须大于防爆门的内外压差。如图7.2所示。图7.2防爆盖示意图(3)扩散器本设计选用由圆锥形内筒和外筒构成的环状扩散器，它可以将风机出口的大部风速压4)防水措施(4)风硐风硐是矿井主要通风机和出风井之间的一段联络巷，风硐通风量很大，其内外压差较(5)消音装置《规程》规定矿井主要通风机噪音不得超过90dB,本设计采用主动式消音装置，把部7.5特殊灾害的防治措施1)瓦斯管理措施(1)严格执行《安全技术操作规程》第四章第一节《煤矿安全规程》的有关规定。(2)设专职瓦斯员对工作面每班巡回检测不得少于两次，发现问题及时汇报处理，(3)在采煤工作面以及与其相互连接的上下平巷设置瓦斯报警仪，检测风流中瓦斯(4)严格掌握风量分配，保证各个工作面和机电硐室有足够的新风流。(5)按井下在册人员配备隔离式自救器。(6)按规程规定设置反风装置，风机能在规定时间内反风并达到规定风量。(7)严禁在工作面两道再掘超过3m的硐室。(8)采后按规定时间回收，密闭，注浆。2)煤尘的防治(1)掘进机与采煤机都必须配备有可靠的降尘装置，掘进头风机要设防尘器。(2)利用环境安全监测系统，及时测定风流中的风尘浓度。(3)奖励防尘、洒水、降尘系统，对煤流各转载点必须经常喷雾洒水。(4)对于容易积存煤尘之处，应定期进行清理。(