通风课程设计完整版带图纸cad.doc

目录第一章 矿井通风系统的确定21.1 概况21.2 矿井通风系统21.2.1 通风系统及通风方式的确定21.2.2 进风井及回风井的布置方式及坐标位置31.2.3 主扇工作方式及安装地点31.2.4 中段通风网络结构与采场通风方法3第二章 矿井风量计算42.1 风量计算42.1.1矿井总风量计算42.2 风量分配62.3 风速校验72.4 通风制度7第三章 矿井通风阻力计算83.1 全矿总风压计算83.1.1 矿井通风阻力计算83.1.2矿井自然风压计算103.1.3全矿总负压10第四章 风机选型114.1矿井通风设备的选择114.2矿井通风设备的选型124.3反风方式12第五章 通风费用计算125.1单位采掘矿石量的通风电耗125.2年产万吨耗风量13参 考 文 献14第一章 矿井通风系统的确定1.1 概况王寺峪铁矿位于迁西县三屯营镇王寺峪村北沟，属个体企业。本次通风设计是为开采水平方向为矿区拐点坐标控制的范围，垂直深度为+380m+300m之间的矿体，矿岩稳固的急倾斜矿体倾角为75，矿体走向长500m左右，矿石平均品位TFe24.18%，矿体平均厚度5.0m，矿体呈层状、透镜状产出。开采范围内可采矿石矿量为66.26万t，设计年产铁矿石5万t，属小型矿山。矿石不结块、不自燃。采用浅孔留矿法，阶段高度为40m，普通漏斗电耙出矿底部结构。矿区位于王寺峪复向斜的西翼，区内构造比较简单，多属成矿后期小断层，多为平移断层，规模小，没有破坏矿体的断裂构造，矿体连续性较好。矿区位于燕山南麓山区，标高在340m以上，地势较起伏。开拓方案的选择主要根据矿山地形地质条件和矿体赋存条件。王寺峪铁矿地势较为起伏，矿体埋藏较深。综合考虑采用下盘竖井开拓，阶段高度为40m。主井布置在矿体下盘，岩石移动界线20m以外，井筒中心坐标为：X4465296，Y39597938，Z432。井筒净直径4.0m，井深137m（含井底水窝），提升高度132m。运输巷均采用单轨运输，脉内布置。矿体垂直方向采用下行式开采；水平方向采用后退式开采。一个阶段回采即可达到设计生产能力。1.2 矿井通风系统 1.2.1 通风系统及通风方式的确定矿区位于燕山南麓山区，标高在340m以上，地势较起伏，矿体埋藏较深。开拓方案采用下盘竖井开拓。矿体走向长500m左右，矿岩稳定，为小型矿山，据采矿设计手册第二卷下P1566表2-16-2考虑采用全矿集中通风方式，以主井进风，风井回风的对角式通风方式，抽出式通风方法1.2.2 进风井及回风井的布置方式及坐标位置主井布置在矿体的下盘，岩石移动界线20m以外，主井井筒中心坐标为：X4465296，Y39597938，Z432。井筒净直径4.0m，井深137m（含井底水窝），提升高度132m。风井布置在矿体下盘侧翼，岩石移动界线20m以外，井筒中心坐标为：X4465092，Y39597698，Z482。井筒净直径2.5m，采用喷射混凝土支护，井深142m。内设梯子间，兼作第二安全出口。1.2.3 主扇工作方式及安装地点主扇工作方式采用矿用抽出式。选择两台扇风机安装在风井井口，一台使用，一台备用。1.2.4 中段通风网络结构与采场通风方法（1）中段通风网络结构中段通风网络由中段进风道、中段回风道和全体工作面所在巷道联结而成。每个中断至少要有一条可靠的进风道和回风道。中段进风道的作用连通中段生产作业区与矿井总进风道，使本中段工作面都能从矿井总进风道得到新鲜风流。（2）采场通风由主井进入井下的新鲜风流，由矿块人行天井，通过联络道进入采场，冲洗工作面。污风由另一侧的联络道到天井进入回风巷，通过回风井排至地表。图1 通风网络示意图第二章 矿井风量计算 2.1 风量计算2.1.1矿井总风量计算1、回采工作面风量（依据地下开采毕业设计参考资料）按排除炮烟计算浅孔留矿采矿法属巷道形采场，计算公式如下：式中：Q采场排烟需风量，m3/s；t 通风时间，取2000s；S采场横断面积，10m2；L0采场长度，40m；N 采场中炮烟达到允许浓度时，风流交换倍数，取12。则Q=4010=2.30m3/s按排尘风速计算式中：Q进入采场的风量，m3/s；S作业地点的过风断面，10m2；v工作面要求的排尘风速，据采矿设计手册第二卷下P1586取v=0.35m/s。则Q=100.4=4 m3/s。根据以上计算取大值，即Q4m3/s。同时回采工作面数为2个，故回采工作面总需风量为Qh42=8m3/s。2、备采工作面风量计算根据采矿设计手册第二卷下P1590，该矿备采工作面可简单密封，故备采工作面风量取回采工作面风量的二分之一，即Q=4m3/s。3、掘进工作面风量计算矿井总体设计对掘进工作面的数量和分布，一般根据采掘比大致确定，根据采矿设计手册第二卷下P1590表2-16-16取Q=3.5 m3/s。4、硐室需风量计算本矿井下设水泵房硐室、炸药库、矿石装载硐室等硐室，井下设水泵房硐室及充电硐室等分风不计入矿井总风量，炸药库需风量取2 m3/s，装载硐室需风量取1.5m3/s。则计入矿井总回风量的硐室为Qd3.5m3/s。5、计算全矿总风量矿井的总风量为各采掘工作面、各需风硐室、掘进工作面以及矿井漏风量之和。根据采矿设计手册第二卷下P 1583，Q=kk（Q+ QQ+ Q）Q矿井总风量，m3/s；Q回采工作面所需风量，m3/s；Q备采工作面所需风量，m3/s；Q硐室需风量，m3/s；Q掘进工作面风量，m3/s；k外部漏风系数取1.15；k外部漏风系数取1.05；则Q1.151.05（8+4+3.5+3.5）=22.94 m3/s2.2 风量分配根据以上计算所得的风量以及通风系统中的漏风，对需风网按用风点的需风量强制分风，对进回风井的风量进行自然分风，要尽可能避免工作面的串连，其风速以及有风流通过巷道中的风速，必须满足安全规程的要求。各巷道或采场的分风量如表1。表1 风量分配顺序号巷道名称风量（Q）1-2主井（4.0m ）22.942-3车场22.943-4石门22.944-5运输巷11.405-6天井、联络道46采场46-7天井、联络道45-8运输巷11.408-9天井、联络道49采场49-10天井、联络道410-11回风巷11.4011-12回风石门11.4012-13回风竖井11.402.3 风速校验根据各巷道及采场工作面、掘进工作面的断面供风量及允许风速，经计算均符合风速要求。2.4 通风制度采用连续不间断的通风制度，各独头巷掘进或矿块天井掘进时，采用局扇压入式通风方式。第三章 矿井通风阻力计算3.1 全矿总风压计算3.1.1 矿井通风阻力计算查采矿设计手册矿床开采卷，根据公式式中：hi井巷通风摩擦阻力，Pa； Ri巷道的摩擦风阻，Ns2/m3； S巷道的通风断面，m2； P巷道通风断面的周边长度，m； L巷道长度，（指通过同一风量的相同断面和支护类型相同的巷道长度），m； qi巷道的通过风量，m3/s； 巷道的通风摩擦阻力系数，Ns2/m4。各阶段摩擦阻力系数及阻力计算见表2。表2 通风最困难时期通风阻力顺序号巷道名称阻力系数a(10)巷道周长P(m)巷道断面S（m）巷道长度L(m)风量（Q）巷道负压（Pa）风速(m/s）1-2主井（4.0m ）4812.5612.5613222.9421.131.832-3车场1012.610.864522.942.332.113-4石门109.666.355022.949.933.614-5运输巷109.666.3516011.407.841.805-6天井、联络道456.62.74149.891.486采场4014104040.360.46-7天井、联络道456.62.74149.891.485-8运输巷109.666.3534011.4016.671.808-9天井、联络道456.62.74149.891.489采场4014104040.360.49-10天井、联络道456.62.74149.891.4810-11回风巷107.7450022.94316.575.7411-12回风石门107.747822.9449.385.7412-13回风竖井257.854.914222.94124.664.68合计588.82由表81可知，H588.82Pa。表3 通风最容易时期通风阻力顺序号巷道名称阻力系数a(10)巷道周长P(m)巷道断面S（m）巷道长度L(m)风量（Q）巷道负压（Pa）风速(m/s）1-2主井（4.0m ）4812.5612.5613222.9421.131.832-3车场1012.610.864522.942.332.113-4石门109.666.355022.949.933.614-5运输巷109.666.3516011.407.841.805-6天井、联络道456.62.74149.891.486采场4014104040.360.45-8运输巷109.666.3534011.4016.671.808-9天井、联络道456.62.74149.891.489采场4014104040.360.410-11回风巷107.7450022.94316.575.7411-12回风石门107.747822.9449.385.7412-13回风竖井257.854.914222.94124.664.68合计537.83由表3可知，H=537.83Pa风速校验：查采矿设计手册3表1-3-23，回采工作面风速不得小于0.25m/s，不得大于4m/s，根据各巷道及采场工作面、掘进工作面的断面供风量及允许风速，经计算均符合风速要求。3.1.2矿井自然风压计算由于主井与风井位置标高、环境温度相差不大，故忽略自然风压。3.1.3全矿总负压矿井总负压尾矿井通风摩擦阻力加上通风局部阻力，局部阻力一般为矿井通风摩擦总阻力的1020。根据公式HkjH式中：kj局部阻力总系数，取k=1.15故通风困难时 H1.15588.82677.14Pa故通风容易时 H=1.15537.83=618.51Pa第四章 风机选型 4.1矿井通风设备的选择（1）风机的计算风量查采矿设计手册矿山机械卷，根据公式QjKQ式中：Qj风机计算风量，m3/s； K通风装置的漏风系数，取K1.15； Q矿井所需风量，Q22.94m3/s。故Qj1.1522.94=26.38。（2）风机的计算风压，其中。式中：Hj风机的计算风压， Pa； H矿井通风阻力，677.14 Pa； 通风装置阻力，取150Pa； hc消声装置阻力，取50Pa； Hz自然风压，忽略； Hd扩散器动力损失，动压损失系数，一般取0.25-0.45，取=0.3，V回风井平均风速，4 m/s，空气密度，取1.2kg /m3 。故Hj677.14+150+50+0.341.22=877.69Pa。4.2矿井通风设备的选型根据扇风机的工作点Hj877.69Pa，Qj26.38m3/s，在扇风机特性曲线图上选择适当的扇风机。查采矿设计手册矿山机械卷表1102，选择扇风机轴流式K55-12。主要参数：型号为K55-12；风量15-30m3/s；全压550-1325Pa；电机型号：Y225S-4；n1480r/min；N37kw。选择两台扇风机安装在风井井口，一台使用，一台备用。4.3反风方式反风利用选用的轴流式扇风机反转来完成。为了保证通风及行人安全，矿山设两个安全出口，在主井、回风井内均设梯子间。采场天井也设人行梯子，且保证每个采场均有至少两个安全出口，井下避灾线路要照明良好，路标明确，畅通无阻。第五章 通风费用计算5.1单位采掘矿石量的通风电耗e = 千瓦小时/吨式中：T扇风机每班运转的时数，主扇取7.5小时/班； S扇风机每昼夜运转的班数，连续生产每昼夜3班； D每年工作天数（天/年），取330天/年； A本通风系统内的年采掘矿石量（吨/年），取5万吨/年 W扇风机输入功率（千瓦），取39 KW。e=5.8千瓦小时/吨。5.2年产万吨耗风量g = /S/万