马临煤矿90万吨通风设计_课程设计.docx

矿井通风与安全课程设计马临煤矿90万吨通风设计1 矿井设计概况1.1 矿区概述及井田地质特征1.1.1矿区概述马临煤矿位于贵州省遵义地区北部的习水县东皇镇关坪村。距习水县城3。井内的气象参数按表1所列的平均值选取。表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1.231.20夏1.211.231.1.2 井田地质特征井田走向长最长6.5、最短5.5、平均约为6.0，倾向宽最大2.3、最小0.45，平均约为2.2，面积约为13.2。准采深度上起+1400，下抵+750，垂深650，西采区西翼上部因煤层走向变化影响，下部受河流及村庄的限制，准采深度相对较小，平均约为400。1.1.3 煤层特征本矿井可采煤层有c8煤层，其煤层平均厚度为3m，具体参见图1 综合地质柱状图。2009年重庆煤科院对矿井瓦斯涌出量鉴定结果，全矿井最大绝对瓦斯涌出量为13.83m3/min,最大相对瓦斯涌出量为7.30m3/t，矿井瓦斯等级应定为低瓦斯矿井。据煤的自燃发火倾向测试结果，各煤层均属不自燃发火煤层（三级）。1.2 井田开拓1.2.1 井田境界与储量矿井地质资源量：c8煤65.31（mt），工业储量58.8（mt）， 矿井可采储量52.99（mt），本矿井设计生产能力为90万t/年。工业广场的尺寸为300m400m的长方形，结合本矿井实际，其工广场地处于井田中央、平硐口附近井田境界外缘，无需留设工广保护煤柱。1.2.2 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限本矿井设计生产能力按年工作日330天计算，“三八”工作制，即两班采煤，一班准备，每班净工作时间为8，净提升时间为16小时。本矿井的设计生产能力为90万吨/年,矿井服务年限为49年。图1 综合地质柱状图1.2.3 井田开拓根据井筒位置，工业场地的布置：以平硐井口为中心，向东西两侧各拓展400。，宽200，工广置于井田开采边界外，无需留设工广保护煤柱。平硐+斜井（风井）双水平、上下山开拓。井田内煤层赋存总趋势是北高南低，煤层倾角平均在17左右，较为平缓，在走向和倾斜方向起伏变化不大，井田内近4/5的范围内c8煤层底板标高高差在650左右。根据煤层的赋存特点，将井田划分为二个水平，第一水平为+1100至+1400水平垂高为+300，倾斜长1080；第二水平为+1100至+750，水平垂高350，倾斜长1080。采用平硐-斜井开拓：平硐为主井承担全矿井进风、行人、运输排水及管线敷设的全部任务，作为通达地面的一个安全出口；风井为斜井，承担整个采区的回风任务，作为矿井另一个通达地面的安全出口。考虑到井田面积较小（分为东西两个采区），经过经济和技术比较后矿井通风方式确定为分区式通风，在井田每个采区的北部边界中部各掘一个回风斜井，兼作本采区通达地面的安全出口。根据煤层的赋存特点、煤层顶底板的岩性及煤层硬度，确定运输大巷布置在距煤层底板30的岩石中。运输大巷承担整个采区通风、运输、行人、排水及管线敷设的全部任务。1.3巷道布置与采煤方法1.3.1 带区巷道布置及生产系统马临煤矿东采区东起0号勘探线，西止井田中央6号勘探线，下抵+750等高线，上至煤层露头，走向长约3.1，倾斜宽约2.2，采区面积约6.82。划分为2个水平开采，水平划分线以+1100水平为界，一水平为上山开采，二水平为下山开采。根据井田开拓方式和采区准备方式，根据井田水平及采区划分，一水平东采区平均走向长度约为3000，平均倾斜长度为1080。l=（采区斜长上边界煤柱区段保护煤柱巷道宽度）/ 6 =（10803555652）/ 6=160。矿井首采1181采煤工作面位于一水平东采区东翼，工作面运输机巷标高+1353.56，工作面轨道巷（回风巷）标高+1400.2，工作面倾斜长160m。东采区上山部分煤层赋存稳定，平均厚度3.0，平均倾角17，适宜建设高产高效矿井，因此本设计采用一矿一面达产。首采区布置在东采区上山部分，根据采区再划分结果，共划分6个区段，双翼布置并按从东到西、由上至下（下行开采）的顺序开采。首采区共布置12各采煤工作面，首采工作面为1181工作面，位于采区东翼，其接替工作面为1182工作面。因此，采区工作面接替顺序为：11811182118311841185118611871189118101181111812。工作面命名按：水平采区+煤层编号+工作面序号的方式进行。1.3.2 采煤方法主采煤层选用综采开采工艺，倾斜长壁全部垮落一次采全高的采煤方法。工作面的推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、mg200/500qwd型双滚筒采煤机、sgz730/400型刮板输送机、szb-764/132型转载机、pcm110型破碎机、ssj1000型带式输送机。采煤机截深0.6m，其工作方式为双向割煤，追机作业，工作面端头进刀方式。工作面用先移架后推溜的及时支护方式。1.3.3回采巷道布置回采巷道的布置方式常有：单巷布置、双巷布置。回采工作面布置2条巷道，即区段运输巷（进风兼运煤）和区段轨道巷（回风兼材料设备运输），回采工作面巷道参照煤层走向定向跟煤层顶、底板变坡掘进（坡度不得超过17），巷道断面为梯形。东翼采区工作面推采至距轨道上山30处停采，西翼采区推采至运输上山30处停采。工作面运输巷和轨道巷均采用梯形断面，净断面17.5，掘进断面18.8。1.3.4部分井巷特征参数表2部分井巷特征参数井巷名称长度(m)断面（m2）周长（m）平硐18.0016.85运输大巷18.0016.85石门及车场18.0016.85轨道上山10.0612.36+1352轨道石门10.0612.361181运输顺槽16.0016.851181综采面14.4016.001181回风顺槽17.5016.85+1400东绕道10.0612.36+1400回风石门10.0612.36专用回风上山10.0612.36回风斜井10.0612.36引风道6.807.132 矿井通风系统拟定2.1通风系统拟定原则和要求2.1.1通风系统拟定原则拟定矿井通风系统应严格遵循安全可靠、投产较早、出煤较多，通风基建费用和经营费用之总和最低以及便于管理。矿井通风网络结构合理：集中进回风线路要短，通风总阻力要小，多阶段时作业时，主要人行运输巷道和工作点上的污风不串联。 内外部漏风少。 通风构筑物和风流调节设施及辅助通风机要少。 充分利用一切可用的通风井巷，使专用通风井巷工程量最少。通风动力消耗少，通风费用低。2.1.2通风系统拟定基本要求选择任何通风系统，都要符合投产快、出煤多、安全可靠、技术经济指标等原则，具体地说，要适应以下基本要求：矿井至少要有两个通向地面的安全出口；进风井口要有利于防洪，不受粉尘有害气体污染；北方矿井，井口需装供暖设备；总回风巷不得作为主要行人道；工业广场不得受主要通风机的噪音干扰；装有皮带机的井筒不得兼作回风井；装有箕斗的井筒不得作为主要进风井；可以独立通风的矿井，采区尽可能独立通风；通风系统要为防瓦斯、火、尘、水以及高温创造条件；通风系统要有利于深水平或后期通风系统的发展变化。2.2矿井通风方式的选择2.2.1选择通风方式的考虑因素选择任何通风方式都需要符合投产快、出煤多、安全可靠和技术经济合理等原则，选择矿井通风方式时，应考虑以下两种因素：自然因素：煤层赋存条件、埋藏深度、冲击层深度、矿井瓦斯等级。经济因素：井巷工程量、通风运行费、设备装备费。2.2.2矿井通风方案矿井通风方式根据回风井的位置的不同,可分为中央并列式、中央分列式、两翼对角式、采区式和混合式通风方式，以下为前四种方案的示意图。方案一：中央并列式风井主副井都位于中央工业广场上，副井进风，风井回风，如图2.1。图2.1 中央并列式通风方式1主井 2副井 3运输大巷 4回风大巷 5回风石门方案二：中央分列式两回风井位于井田边界的两翼，副井进风，风井回风，如图2.2。图2.2 中央分列式通风方式1主井 2副井 3运输大巷 4回风大巷 5回风石门方案三：两翼对角式进风井位于井田的中央，回风井设在井田两翼的上部边界，如图2.3。图2.3 两翼对角式通风方式1主井 2副井 3运输大巷 4回风大巷 5回风石门方案四：采区式通风方式每一个分区域均设置进风井及回风井，构成独立的通风系统，如图2.4。图2.4 采区式通风方式1主井 2副井 3运输大巷 4回风石门2.2.3通风方式的选择各种通风方式的特点、优缺点及适用条件进行对比，见表2.1。表2.1 各种通风方式对比类型通风系统适用条件及优缺点中央式中央并列式进风井与回风井沿井田走向及倾斜均大致并列于井田的中央，两井底可以开掘到同一水平，也可将回风井只掘至回风水平（一般适用于较小型矿井）。投产初期暂未设置边界安全出口，煤层倾角大，走向长度不长（一般小于4km），埋藏深，而且瓦斯、自然发火不严重的矿井。1.初期投资少，出煤快，采区生产集中，便于管理；2.节省风井工业场地，占地少，比在井田内打边界风井压煤少；3.便于井筒延伸，为深部通风提供有利条件；4.风流折返流动路线长，通风阻力大，且进出风井之间的漏风较大，通风费用高；5.工业场地风机噪音大。中央分列式进风井大致位于井田走向中央，回风井大致位于井田浅部边界沿走向的中央，在倾斜方向上两井相隔一段距离，回风井的井底高于进风井的井底煤层倾角较小，埋藏较浅，走向长度不大而瓦斯和自然发火较严重的矿井。1.与并列式相比，这种方式较安全，2.建井期两井深部延伸，通风不困难，风流路线短，风阻小；内部漏风小，有利对瓦斯、自然发火的管理。3.工业广场没有噪音和污风的污染，回风井系统设备防尘管理比较方便。4.多一个风井场地，压煤较多对角式两翼对角式进风井大致位于井田走向的中央，回风井位于沿浅部走向的两翼附近（沿倾斜走向的浅部）。如果只有一个回风井，且进、回风分别位于惊天的两翼称为单翼对角式。适用于走向长度较大（一般大于4km），井田面积大，产量高，煤层上部距地表浅，瓦斯和自然发火严重的矿井。1.由于风流路线较短，阻力和漏风小，所以各采区风阻比较稳定；2.矿井总风压稳定，工业广场不受污染，比中央分列式安全性更好；3.但初期投资较大，建井期较长，管理相对分散，发生事故时反风较困难。注：对有瓦斯喷出或有煤与瓦斯突出矿井，应采用对角式的通风系统。分区对角式通风井大致位于井田走向的中央，每个采区各有一个回风井，无总回风巷。适用于煤层距地表浅，地表高低起伏较大，无法开采浅部总回风巷，而且表土层没有沙层，便于开掘小风井。1.各分区与独立的通风线路，互相不影响而且通风阻力小，建井工期段；2.利于安全生产；分区风井多，占场地多，通风机管理分散。注：对有瓦斯喷出或有煤与瓦斯突出矿井，应采用对角式的通风系统。混合式混合式进风井与回风井有3个以上井筒，有中央并列式和对角式混合、中央并列和分列式混合、中央分列式和对角式混合等适用于走向距离很长以及老矿井的深部开采与扩建；多煤层、多井筒、多水平开采，有利于矿井分区分期投资；大型矿井井田范围较大，产量大或采用分区开拓的矿井分区式分区回风进风井大致位于井田走向的中央，在采区开掘回风井，并分别安设通风机分区抽出适用于煤层距地表较浅，或地表高低起伏较大，无法开凿浅部的总回风道。在开采第一水平时，只能采用这种分区回风方式。另外矿井走向长，多煤层开采，高温矿井，亦有采用此方式对有瓦斯喷出或有煤与瓦斯突出的矿井应采用分区通风系统此外，还适用于高瓦斯矿井和具有一定条件的大型矿井分区回风各分区有独立的进回风井系统。但与中央进风系统大巷没有通风设施隔绝1.各分区有独立的通风线路，互不影响，便于管理2.建井工期短3安全生产好4分区进风井多，需增加风井场地，通风机管理分散2.3 矿井通风方案技术经济比较2.3.1技术比较由于该矿为低瓦斯矿井,煤层不具有自燃倾向性,通过初步的技术比较,方案一和方案四比方案二和方案三有更明显的优势。2.3.2经济比较方案一和方案四两通风方案的经济主要从巷道开拓工程量、费用及巷道维护费用、通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的部分，相同部分不作比较。井巷掘进费用：分区式通风方式井巷掘进费用没有回风大巷的开拓，而中央并列式的回风大巷路线较长耗费的费用远远多于分区式通风，而且分区式通风的回风斜井路线较短，费用较低井巷维护费用比较：分区式通风井巷维护较少，费用优于中央并列式开拓通风设施购置费用比较：都适用一台主要通风机，价钱一样从以上比较可以看出，分区式在经济上要优于中央并列式。综合技术和经济两方面的比较，总体上分区式通风方式优于中央并列式通风方式，故本矿井采用分区式通风系统。2.4矿井主要通风机工作方法空气之所以能在矿井巷道中流动，是因为分流的始末点间存在能量差，若这种能量差有通风机提供，则称为机械通风；若是由矿井自然条件产生的，则称为自然通风。但自然风压一般较小且随季节变化，难以满足矿井通风的要求，因此煤矿安全规程第一百二十一条规定：矿井必须采用机械通风。按通风机的工作方式将矿井通风系统分为压入式、抽出式、抽压混合式3类，其使用条件和优缺点分析见表2-6。表2.6 通风方式比较通风方式优点缺点适用条件及优缺点抽出式1井下风流处于负压状态，当主要通风机因故障停止运转时，井下的风流压力提高可能使采空区瓦斯涌出量减少，比较安全。2漏风量小，通风管理较简单。3与压入式比较，不存在过度到下水平时期通风系统和风量变化的困难。当地面有小窑塌陷区并和采空区沟通时，抽出式会把小窑积存的有害气体抽到井下使有效风量减少。是当前通风方式的主要形式，适应性较广泛，尤其对高瓦斯矿井，更有利于对瓦斯的管理，也适用于矿井走向长，开采面积大的矿井。压入式能用一部分回风把小窑塌陷区的有害气体压到地面。1进风线路漏风大，管理困难。风阻大、风量调节困难。2.由第一水平的压入式过渡到深部水平的抽出式有一定困难。3.通风机使井下风流处于正压状态，当通风机停止转动时，风流压力降低，又可能使采空区瓦斯涌出量增加。低瓦斯矿的第一水平，矿井地面比较复杂，高差起伏，无法在高山上设置通风机。总回风巷无法连通或维护困难的条件下混合式可产生较大的通风，能适应大阻力矿井需要压力。通风管理困难。一般新建矿井和高瓦斯矿井不宜采用，只是个别用于老井延伸或改建的低瓦斯矿井。压入式通风与抽出式通风优缺点比较： (1)抽出式主要通风机使风流处于负压状态，当一旦主要通风机因故停止运转时，井下风流的压力提高，有可能使采空区瓦斯涌出量减少，比较安全； (2)压入式主通风机使井下风流处于正压状态，当主要通风机听转时，风流压力降低，有可能使采空区瓦斯涌出量增加，比较危险 (3)压入式通风时，须在矿井总进风巷设置若干构筑物，使通风管理工作比较困难，通风线路漏风大；(4) 当地面有小窑坍塌区和采区沟通时，抽出式会把小窑积存的有害气体抽到下水平，使矿井有效风量减小，采用压入式，能用一部分回风把小窑坍塌陷区的有害气体压入到地面；(5) 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费用都较抽出式小；(6)在由压入式通风机过渡到深水平抽出式通风时，有一定的困难，过渡时期是新旧水平同时生产，路线较长，有时还需要额外增掘一些井巷工程，使过渡期限拉得过长，用抽出式通风，就没有这些缺点。正因为抽出式有着独自的优点，井下风流处于负压状态，当主要通风机因故障停止运转时，井下的风流压力提高有可能使采空区沼气涌出量减少，比较安全；漏风量小，通风管理较简单；与压入式相比，不存在过渡到下水平时期通风系统和风量变化的困难，本矿地质构造简单，为低瓦斯矿井，自燃发火危险小，走向较长，开采面积较大，由于矿井为平硐斜井上下山开拓，故压入式通风没有应用的可能性，所以矿井通风机工作方法为抽出式。3. 带区通风带区通风系统是矿井的基本组成部分，它包括带区进回风和工作面进回风巷道的布置方式，带区通风路线的连接方式以及采区通风设备的和通风构筑物的设置等基本内容。它主要取决于带区巷道布置和采煤方法，同时要满足通风的特殊要求。在通风系统中，要能保证采区风流的稳定性，尽量避免角联风路，尽量减少采区漏风量，并有利于采空区瓦斯的合理排放及防止采空区浮煤自燃，新鲜风流在风路上被加热和污染的程度小，回采工作面和掘进工作面都应该独立通风。带区布置独立的回风道，实行分带通风。带区通风系统既要保证质量，安全可靠，又要经济合理。带区通风系统的合理与否不仅影响采区内的风量分配，发生事故时的风流控制，工作面的安全生产，而且影响到全矿的通风质量和安全状况。3.1带区进、回风上山的通风系统两种通风方式比较工作面运料斜巷进风，新鲜风流不受煤炭释放的瓦斯、煤尘污染及放热影响，运料斜巷的绞车房易于通风。工作面运输斜巷进风，由于风流方向与运煤方向相反，易于引起煤尘飞扬，运输煤炭释放大量瓦斯，可使进风流的煤尘和瓦斯浓度增大，影响工作面的安全卫生条件；输送机设备所散发的热量，使风流温度增高。此外须在运料斜巷的下部车场内安设风门，此外运输矿车来往频繁，需要加强管理，防止风流短路。该矿井各煤层均无煤尘爆炸危险，各煤层均属不自燃发火煤层，所以没有太大的安全隐患。因此在该矿井的设计中两种通风方式都可以使用，一般采用工作面运输斜巷进风。3.2 回采工作面通风方式选择采煤工作面通风系统要求（1）回采工作面与掘进工作面都应独立通风。（2）风流稳定。在矿井通风系统中，回采工作面分支应尽量避免处在角联分支或复杂网络的内联分支上；当无法避免时，应有保证风流稳定的措施。（3）漏风少。应尽量减小回采工作面的内部及外部漏风，特别应避免从外部向回采工作面的漏风。（4）回采工作面的调风设施可靠。（5）保证风流畅通。3.2.1长壁采煤工作面的通风方式工作面的通风方式视瓦斯涌出量、开采工作条件和开采技术而异，按工作面进回风巷的数量和位置，可分为u形、y形、e形、w形、z形等通风方式，其中u形应用最为普遍。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型在采区后退式回采方式中,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，工作面上隅角易积聚瓦斯，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。y型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，可以防止工作面上隅角瓦斯聚集及保证足够的风量。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巷上山，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；巷道采准工作量小了；采区内进风总长基本不变，有利于稳定风阻；无上隅角瓦斯积聚问题，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，增加了巷道的维护费用和掘进费用。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，在该巷撤、安装、维护采煤设备等有良好的环境；同时，易于稀释工作面瓦斯，使上隅角瓦斯不易于积聚，排放炮烟、煤尘速度快。“u”型通风系统布置方便，通风简单，工作面可采用后退式回采。上、下顺槽在煤体中维护，漏风量小，风流流动为上行方向，上、下顺槽布置于煤体中，漏风量小；瓦斯自然流动方向和风流方向一致，有利于较快降低工作面瓦斯浓度。开掘井巷费用低，同时结合煤层的储存形式，本设计在回采工作面应用“u”型通风系统。4掘进通风系统设计开掘井巷时，为了稀释和排除自煤（岩）体涌出的有害气体、爆破产生的炮烟和矿尘以及保持良好的气候条件，必须利用其他动力对掘进工作面进行不间断的通风，该矿井设计达产时，配备两个掘进头。4.1掘进通风系统的设计原则（1）矿井和采区通风系统设计应为掘进通风创造条件。（2）掘进通风系统要安全可靠、经济合理、技术先进。（3）尽量采用先进技术先进的低噪、高效型局部通风机。（4）压入式通风宜采用柔性风筒，抽出式宜用带刚性骨架的可伸缩风筒或完全刚性的风筒。风筒材质应选择阻燃、抗静电型。（5）当一台风机不能满足通风要求时可考虑选用两台或多台风机联合运行。4.2掘进通风方法选择向独头掘进巷道进行通风的方法按照动力形式不同，可分为局部通风机通风、矿井全压通风和引射器通风。由掘进通风系统的设计原则，采用局部通风机通风的掘进通风方式。局部通风机通风方式利用局部风机做动力，通过风筒导风的方法，是目前掘进通风的主要的办法。局部通风机的常用通风方式有压入式、抽出式和压抽混合式。局部通风机通风的三种通风方式布置方式、优缺点见下表4-1。表4.1 掘进头通风方式及其优缺点局部通风机通风方式布置方式示意图优缺点适用条件压入式1.压入式通风时，局部通风井巷及其附属电器设备布置在新鲜风流中，污风不通过局部通风机，安全性好。2.压入式通风风筒出口风速和有效射程均比较大，可防止瓦斯层状聚集及提高散热效果。3.压入式通风时，污风沿井巷缓慢流动，掘进巷道越长，排污风俗越慢，受污染时间越久。4.压入式通风可采用柔性风筒，其成本低，质量轻，便于运输。当以排除瓦斯为主的煤巷、半煤岩巷掘进通风。抽出式1.抽出式通风时，喊瓦斯的污风通过局部风机，若局部风机防爆性出现问题，则非常危险。2.抽出式通风有效吸程小，掘进施工中难以保证风筒吸入口到工作面的距离在有效吸程之类，抽出式风量少，工作面排污风所需时间长，速度慢。3.抽出式通风时，巷道壁面涌出的瓦斯随风流流向工作面，安全性差。4.抽出式通风时，新鲜风流沿巷道进入工作面，整个井巷空气清新，劳动环境好。5.抽出式通风的风筒承受负压作用，必须使用刚性或带刚性骨架的可伸缩风筒，成本高，质量大，运输不便。当以排除粉尘为主的井巷掘进通风。压抽混合式1.混合式通风兼有压入式和抽出式两者优点。2.混合式通风的主要的缺点是降低了压入式与抽出式两列风筒重叠段巷道内的风量。3.容易出现循环风。大断面长距离岩巷掘进通风。本矿井因是带区布置，较三条大巷的岩巷掘进量，区段巷道的煤巷掘进量大，因此掘进通风主要煤巷的掘进通风，对应上述三种掘进通风方式的优缺点及使用条件，我们选定压入式局部通风机通风方式。4.3掘进工作面所需风量计算每个独立通风的掘进工作面实际需要风量，应按照瓦斯或者二氧化碳涌出量、炸药用量、局部风机实际吸风量、风速和人数等规定要求分别进行计算，并取其中最大值。4.3.1按压入式通风方式通风时 （4-1）式中：采用压入式通风时，稀释、排出掘进巷道炮烟所需风量，；a为同时爆破的炸药量，；最大为6.5；s掘进巷道的净断面积，m2；16.00m2；l从工作面至炮烟浓度稀释至安全浓度的距离，可用下式计算，则，l=4006.5/16.00=162.5mt掘进巷道的通风时间，一般取20-30，这里取20。4.3.2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%的要求计算，即： （4-2）式中： 掘进工作面实际需风量，； 该掘进工作面瓦斯的平均绝对涌出量，6；该掘进工作面的瓦斯涌出不均衡的风量系数，根据实际观测1.5矿井瓦斯抽放率，为80%。工作面需风量：4.3.3按人数计算按每人每分钟所需风量和掘进工作面的最多人数计算工作面所需风量计算： （4-3）式中：4每人每分钟供给4 的规定风量，； n该掘进工作面同时工作的最多人数，取30人。故连采机掘进工作面风量：4.3.4按炸药量计算岩石大巷的掘进一般采用炮掘，所以风量计算要按照炸药量计算： （4-4）式中：25使用一千克炸药的供风量，； a该掘进工作面一次爆破所使用的最大炸药量，取6.5。由以上四种方法计算的掘进巷道所需风量最大值为：4.3.5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：式中：s为煤巷掘进巷道断面积，16.00；qmin=1516=240m3/minqmax=24016=3840m3/min由风速验算可知，不符合风速要求。根据配风经验取250。（2）按照煤矿安全规程规定岩巷掘进工作面的风量满足：式中：s为岩巷掘进巷道断面积，18.00；in按照以上方法1、3、4可以计算出岩巷掘进最大需风量162.5，不满足风速验算要求。对于岩巷掘进根据配风经验取200，经风速验算符合要求。4.4掘进通风设备选型4.4.1风筒选择的原则：选用风筒要与局部通风机选型一并考虑。原则是：(1) 风筒直径能保证最大通风长度时，局部通风机供风量能满足工作面通风的要求。(2) 风筒直径主要取决于送风量及送风距离。4.4.2风筒的选择因我们选择的是压入式通风，所以我们选择的是柔性风筒，掘进通风的柔性风筒有帆布、胶布、人造革等，柔性风筒重量轻，易于储运和搬运，连接和悬吊比较方便，胶布和人造革风筒防水性能好，且胶布风筒造价比较低，因此原则胶皮风筒，其具体参数见表4.2。表4.2 胶皮风筒参数风筒类型风筒直径（）接头方法百米风阻节长壁厚风筒质量胶皮风筒1000双反边2301.24.0(1) 风筒风阻风筒的风阻包括摩擦风阻和局部风阻，由其百米风阻值得风筒风阻为：式中：风筒长度，取；风筒百米风阻，取则： (2) 风筒的漏风率柔性风筒的漏风风量备用系数值可用下式计算： （4-5）式中：柔性风筒的漏风风量备用系数； 局部通风机的供风量，；风筒末端的风量，；风筒100m长度的漏风率，取0.5%，百米漏风率可以从表4.3中查取； 风筒总长度，m。表4.3 柔性风筒百米漏风率风筒接头类型风筒100m漏风率%胶接0.10.4多反边0.40.6多层反边插接3.0512.8则：4.4.3局部通风机选型（1）局部通风机工作风量 （4-6）式中：风筒的漏风风量备用系数，根据上面计算为1.08；掘进工作面所需风量，；则局部通风机工作风量为：。（2）局部通风机工作风压压入式局部通风机工作全风压为： （4-7）式中：局部通风机工作全风压，；风筒总风阻，根据上面计算取；局部通风机工作风量，根据上面计算为；掘进工作面所需风量，根据上面计算为空气密度，风筒直径，。则局部通风机的工作风压为：(4) 局部通风机的选择局部通风机分为轴流式和离心式两种，轴流式通风机具有体积小，便于安装和串联运转，效率高等优点。根据上述计算所得的局部通风机风量和工作全风压选取型矿用防爆压入式对旋轴流式局部通风机，主要技术参数如表4.3表4.4 型矿用防爆压入式对旋轴流式局部通风机主要技术参数型号规格功率风 量全压最高全压效率噪声4.5掘进通风技术管理和安全措施（1）保证工作面有足够的新鲜风流局部通风机通风时，无论是工作和交接班都不准停风或减少风量。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，提高设备的安装质量。（2）保证局部通风机的安全运转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，局部通风机吸风量必须小于全风压供给该处的风量，以免发生循环风。防止局部通风机电动机烧坏，采用qc83-80型磁力启动器。局部通风机和机电设备须配有延时风电闭锁装置。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，以保证局部通风机连续运转。（3）局部通风机的管理工作，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 矿井总风量的计算 矿井总风量是井下各个工作地点的有效风量和各条风路上的漏风的总和。本设计采用按实际需要由里往外细致配风的算法。生产矿井总进风量按以下要求分别计算，并取其中的最大值。5.1.1按井下同时工作的最多人数计算：式中：井下同时工作的最多人数，700人； 矿井通风系数，一般可取1.21.25，本设计取1.25。本矿井井下同时作业的最多人数为700人，则（）5.1.2按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需要风量的总和计算：首先计算出各用风地点的风量，再乘以一定的系数，得出总风量。即：式中：回采工作面所需风量之和，； 掘进工作面所需风量之和，； 备用工作面所需风量之和，； 独立通风硐室所需风量之和， 其他巷道所需风量之和， 矿井通风系数，抽出式矿井取1.21.25，本设计取1.2。（1）回采工作面的需风量回采工作面用风量应按瓦斯、二氧化碳涌出量和爆破后有害气体产生量以及工作面气温、风速和人数等规定分别计算，然后取其中的最大值。按瓦斯涌出量计算：根据规程规定，按采煤工作面回风流中瓦斯浓度不超过1%的要求计算，公式如下：式中：第个回采工作面需风量，；回采工作面回风流中的平均瓦斯绝对涌出量，6瓦斯涌出不均衡系数，取1.5；按工作面温度选择适宜的风速计算 采煤工作面应有良好的气候条件，其进风流气温和风速应符合表5.1的要求，由煤矿规程规定，井下采掘工作面的气温须不高于26。则取该矿工作面气温为24。采煤工作面风速取。表5.1 采煤工作面温度与对应风速调整系数kap采煤工作面空气温度()采煤工作面风速(m/s)配风调整系数（kap）180.30.80.9018200.81.01.0020231.01.51.001.1023261.51.81.101.2526281.82.51.251.428302.53.01.41.6回采工作面实际需风量按下式计算：，式中：第个回采工作面风速，；第个采煤工作面的平均断面积，为17.40。（）按工作面同时作业人数就算：，式中：采煤工作面同时工作的最多人数，综采工作面一般为40人； 4没人最少需要的风量，（）综上所述，回采工作面的需风量取最大值为1879按风速进行验算： 按最低风速验算，各个采煤工作面的最低风量（）：， 按最高风速验算，各个采煤工作面的最低风量（）： ，则综采工作面： 按最低风速验算：按最高风速验算：可见回采工作面的需风量取为满足要求，求矿井只有一个综采工作面，则（2）掘进工作面的需风量本设计采区达产时，配备4个煤巷掘进头，其中2个用于带区运输平巷掘进和带区运料平巷掘进，2个用于备采工作面的准备。2个岩巷掘进头，一条辅助运输大巷，一条胶带回风大巷。由前面计算可知煤巷掘进单位需风量为250，岩巷掘进单位需风量为200。则（3）备用工作面所需风量备用工作面的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按工作面不积聚瓦斯为原则配风，但工作面风速不应小于15。本设计矿井采用第一种，即为与之产量相同的回采面风量的一半：而矿井设一个备用工作面，则（4）各硐室的需风量火药库：绞车房：变电所：中央；采区充电硐室：机电泵房：（5）其他巷道所需风量之和其他巷道需风量主要指对行人斜巷和维护巷道的实际配风量，按经验取回采面、掘进头、硐室风量之和的5%，即 （6）的确定是矿井漏风系数是反映井下通风构筑物及通风管理水平的一个综合性指标，矿井采用中央并列式通风，由表5.2可以查=1.10。表5.2 矿井通风系数表通风方式km取值中央并列式1.201.25中央分列式或混合式1.151.20对角式或分区式通风1.101.15综上所述，按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需要风量的总和计算得矿井所需风量总和为： 5.2 矿井风量分配5.2.1 分配原则各用风地点风量按前述分配。对于掘进工作面风量，一般根据巷道断面的大小，送风距离，煤岩巷三个因素并按所选拒不通风机性能供风。井下火药库，变电所，绞车房应单独供风。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，不得超过规定限度。5.2.2分配方法根据矿井总风量按采区布置分配的用风量。从总风量中减去，余下的风量与漏风量按采区的产量比例进行分配。此部分风量可作为采区内增加新的用风地点或采区接替所需要保留的人行巷和维护巷道用风。5.2.3具体风量分配（见表5.3）表5.3 风量分配表通风地点数量单位需风量（m3/min）总风量（m3/min）回采工作面118791879备用工作面1940940掘进头煤巷2250500岩巷2200400硐室变电所2100/80180绞车房280160火药库1100100充电硐室18080机电泵房18080q其他186总计4505总风量（包含k）49555.3风速验算根据每条巷道的分风量和巷道的断面积，求出每条巷道内的实际风速，然后与规程规程规定的各类巷道的最大和最下允许风速进行比较，如果不超限，说明所取风量满足要求。各种巷道的事宜风速表5.4和5.5所示。表5.4 巷道适宜风速序号巷道名称适宜风速（m/s）1运输大巷、主石门、井底车场4.55.02回风大巷、回风石门、回风平硐5.56.53采区进风巷、进风上山3.54.54采区回风巷、回风上山4.55.55采区运输巷、胶带输送机中巷3.03.56采煤工作面1.52.5表5.5 其他各类巷道适宜风速井巷名称允许风速（m/s）最低最高无提升设备的风井和井筒-15专为升降物料的井筒-12风桥-10升降人员和物料的井筒-8主要进、回风巷道-8架线电机车巷道1.08运输机巷道、采区进、回风巷道0.256回采工作面、掘进中的煤巷和半煤岩巷0.254掘进中岩巷0.154其他人行巷道0.15-各巷道的实际风速见矿井井巷风速计算表（表5.4），与巷道适宜风速进行比较，如表5.6，在其范围内，故风速符合要求。表5.6 巷道风速验算结果序号巷道名称净断面积风量风速校核sqvm2m3/minm/s1平硐18.0049554.58v8m/s,满足要求2运输大巷18.0049554.58v8m/s,满足要求3石门及车场18.0049554.58v8m/s,满足要求4轨道上山10.0620593.41v6m/s,满足要求5+1352轨道石门10.0619203.18v6m/s,满足要求61181运输顺槽16.0019202.000.25v6m/s,满足要求71181综采面14.4019202.220.25v4m/s,满足要求81181回风顺槽17.5019201.820.25v6m/s,满足要求9+1400东绕道10.0619203.18v6m/s,满足要求10+1400回风石门10.0619203.18v8m/s,满足要求11专用回风上山10.0650008.20v10m/s,满足要求12回风斜井10.0650008.20v10m/s,满足要求13引风道6.80500012.25v15m/s,满足要求6 矿井通风阻力计算矿井通风阻力的大小是选择通风设备的主要依据,所以,在选择矿井主要通风机之前,必须首先计算通风阻力。按照经过巷道时产生阻力的方式不同，可分摩擦阻力和局部阻力。摩擦阻力一般占通风阻力的90%左右，它是矿井通风设计选择主要通风机的主要参数。主要通风机的选择，工作风压要满足最大的阻力，因此先确定容易、困难时期的最大阻力路线。6.1 通风阻力的计算原则矿井通风的总阻力不应超过2940pa。矿井井巷的局部阻力，新建矿井（包括扩建矿井独立的扩建区）宜按井巷摩擦阻力的10%计算，扩建矿井则宜按井巷摩擦阻力的15%计算。矿井通风网络中较多的并联系统，计算阻力时，应以其中阻力最大的路线作为依据。应计算出困难时期的最大阻力和容易时期的最小阻力，使所选用的风机既能满足困难时期的通风需要，又能在通风容易时工况合理。6.2 通风容易时期和困难时期的确定所谓矿井通风容易时期和通风困难时期是指在一台主要通风的服务年限内(1530年),矿井阻力最小的时期(通常在达产初期)和最大的时期(通常在生产后期)。本矿井采用分区式通风， 在位于井田落差中部水平开凿平硐，为整个矿井的总进风通道，乏风从各采区的回风斜井回风。矿井通风容易时期为建井初期第一水平达产时期，矿井通风困难时期为第二水平达产时期。(1) 通风容易时期路线：主平硐口 主平硐 运输大巷主石门轨道上山 1352轨道石门 1181工作面运输顺槽1181综采工作面 1181工作面回风顺槽 +1100绕道 +1100回风石门及联络巷专用回风上山 回风斜井 。123591314151617181019对应容易时期的通风系统立体示意图（图6.1）和通风网络图（图6.2）。图6.1 通风容易时期通风系统立体图1主井 2副井 3东回风井 4井底车场 5轨道大巷 6运输大巷7回风石门 8、9带区运料平巷 10分带轨道斜巷 11分带工作面12分带运输斜巷 13、14带区运输平巷15回风斜巷 16绞车房17煤巷掘进头18材料车场 图6.2 通风容易时期通风网络图（2）通风困难时期路线：副井