三人行矿业学院矿井通风设计实例.doc

1.1矿井通风1.1.1矿井通风方案矿40万t/a采选工程采矿系统因矿井出口较多，通风阻力较小，属于通风容易矿井。通风系统采用统一通风系统，通风系统设置1、2、3三台风机。1风机设置于1000东坑口，待1000中段、950中段开采完毕后将1风机搬迁至760m回风井口，2#风机设置于900东坑口，3#风机设置于4矿体回风平巷中，属于全抽出式通风。通风系统新鲜风流从各中段坑口(750m、800m、850m、900m、950m)进入坑内，经中段运输巷道、采矿进路，清洗采场工作面的废风从人行材料井、辅助斜坡道排到上一中段，由1000m(760m)、950m、900m水平排出地表，通风布局见通风系统示意图。1.1.2矿井风量和阻力计算1工作面风量计算 1）按排炮烟需求计算采矿工作面主要是用无低柱分段崩落法采矿，采矿进路为独头巷到，风量按硐室型回采工作面进行计算。 Q=2.3Vlg(500A/V)/ kt 式中：Q 巷道型回采工作面风量，m3/s； A 一次爆破作业的炸药量，取50kg；V 硐室空间体积，取360m3；T 通风时间，取2400s；K 风流紊乱扩散系数，取1.1；计算结果为：Q= 0.93m3/s，取Q= 1m3/s。2）按排尘风量计算一般最低排尘风速为0.15m/s，本设计取最低排尘风速为0.25m/s,则不同断面排尘风量计算见下表：表1.1 采矿工作面排尘风量计算取值表序号作业工序断面积（m2）最低排尘风速(m/s)最低排尘风量(m3/s)设计排尘风量取值(m3/s)1回采工作90.252.253002掘进工作60.251.52503采准凿岩90.252.253003) 按主要采矿设备计算表1.2 按主要采矿设备计算取值表序号作业工序断面积（m2）使用设备设计排尘风量取值(m3/s)1回采工作9JCCY-2地下铲运机63kw/台（柴油）4002掘进工作6YTP26凿岩机2003采准凿岩9CS-100高气压潜孔钻机15kw/台（电动）4004)按排柴油设备排放的废气计算Q=qoN 式中：Q 坑内柴油设备的需风量，m3/s； qo单位功率的风量指标，qo2.83.0m3/(马力min)；N 各种柴油设备按使用时间的百分比的总马力数；柴油设备主要在进路出矿和运矿中使用，其中采场出矿采用JCCY-2地下铲运机，63kw/台（柴油）,中段运矿采用JKQ-10地下矿运卡车，104kw/台（柴油）。回采工作面需风量计算结果为：Q= 2.26m3/s，取Q= 3m3/s。5）硐室需风量计算由于矿山为小型矿山，井下硐室为斜井卷扬机硐室等，需风量取3.0 m3/s。6）工作面需风量的确定本次设计回采工作面、采准凿岩按按主要采矿设备需风量计算，掘进工作面需风量按最大的排尘风量计算，加上硐室需风量，矿井需风量计算结果见表1.3。2矿井总风量计算矿井的总的需风量应为各工作面需要的最大风量与需要独立通风的硐室的风量之和，还考虑矿井漏风、生产不均衡以及风量调节不及时等因素，给予一定的备用风量。 Qt=k(Qs+Qs1+Qd+Qr)式中： Qt总风量，m3/s； Qs回采工作面所需风量，m3/s； Qs1备用回采工作面所需风量m3/s；Qd掘进工作面所需风量，m3/s；Qr要求独立风流的硐室所需风量，m3/s；K矿井风量备用系数。计算参数的选取：K=1.32，主要考虑到有难以避免的漏风，同时也包含了风量调整不及时和生产不均衡等因素。3矿井通风阻力计算通风总阻力是指风流由地面沿任一风路流动，清洗工作面，经回风井回到地面途中所产生的摩擦阻力和局部阻力之总和。在进行通风总摩擦阻力计算时，只要选择其中一条阻力最大的连续风路，并沿着这条风路，从矿井进风口直到矿井排风口，分别计算各段井巷的摩擦阻力，然后叠加起来，即为通风总摩擦阻力。至于网路中其它一些风路（阻力较小者）则需要进行风量调节。1）通风摩擦阻力计算：巷道的通风摩擦阻力计算公式： 式中：巷道通风摩擦阻力，（pa）； 巷道的摩擦风阻，（Ns2/m8）； 巷道的通风断面，（m2），平巷、竖井均为净断面，但竖井净断面包括井筒结构件，梯子间断面在内； 巷道通风断面的周边长度，（m）； 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）； 巷道的通风风量，（m3/s）； 巷道的通风摩擦阻力系数，（Ns2/m4）。2）局部阻力和正面阻力风流经过井巷的某些局部区段时，风流速度的大小和方向发生急剧变化，引起空气微团相互间的激烈冲击和附加摩擦，形成极为紊乱的涡流现象，从而造成风流能量的损失。这种能量损失称为局部损失。风流经过上述局部区段时所产生的附加阻力，是造成局部损失的原因，这种附加阻力成为局部阻力。矿内产生局部阻力的地点有风硐、风桥、巷道拐弯与断面变化处、巷道分叉出、调节风窗、扇风机扩散器等。矿井局部阻力和正面阻力可根据总摩擦阻力进行估算。一般情况下，总局部阻力和正面阻力不超过总摩擦阻力的20%。因此，本设计局部阻力和正面阻力取摩擦阻力的20%折算计入摩擦阻力。1.1.3通风系统网络计算结果本次设计对拟定的通风系统方案进行较详细的网络计算。网络计算前需要准备的原始数据有: 巷道参数、节点坐标、矿山数据、网络参数等 ，对拟定的系统方案进行整体优化计算后,得到的通风系统风机选型结果见表1.4；矿井主要巷道自然分风结果见表1.6；通风系统主要技术指标见表1.7。1.1.4通风防尘与局部通风采场工作面未贯穿前都是独头巷道，风速为零，这些工作面的用风和排尘不能依靠机站风机解决,而应采取局部通风,目前局部通风仍采用局扇加风筒进行；通风防尘主要措施以风、水为主,本矿除尘重点在进路采场以及各中段装卸矿点，尤其是溜井系统，应加强以喷雾、洒水为主的除尘工作。矿山掘进巷道的断面积在4m2至6 m2之间，按手册选取，掘进工作面计算风量值为Q=1m3/s，考虑漏风、管理等因素，实际掘进工作面风量取值为Q=2m3/s。根据该矿生产规模和巷道情况，考虑选用的采矿方法为无底柱分段崩落法，进路可增加局扇加强通风，确定选择7台JK58-1NO4局部扇风机，局扇风机及风筒选择情况见表1.5。1.1.5通风管理本矿漏风区域较多，直通地表坑口较多，尤其是采用无底柱分段崩落法，应设风门管理，对无用途坑道进行密闭，具体情况见通风系统示意图，生产中还要注意根据生产的变动加以调整，主扇风机安装位置视中段生产情况而定，应尽量靠近采场工作面。表1.3 按主要设备、排尘风量及硐室需风量计算矿井总风量序号作业工序设备或硐室名称设备型号断面(m2)工作台数(台)同时工作系数选取风量(m3/s)总需风量(m3/s)1回采工作铲运机矿运卡车JCCY-2地下铲运机JKQ-10地下矿运卡车9314.0012.002掘进工作凿岩机YTP266612.5015.003采准凿岩凿岩机CS-100高气压潜孔钻机9214.008.004硐 室卷扬硐室等313.009.0044.00合计矿井总需风量Qi= 44.00 m3/s;综合漏风系数K=1.32 ;矿井总风量Q=KQi=58.08 m3/s表1.4 主扇风机优化选型结果及参数表风机编号风机型号工作方式风机总数风机风量风机风压有效功率额定总功率装机地点参考价格（元）(m3/s)(Pa)(kW)(kW)1#K40-8NO15抽出12240835418715001000东坑口（760风井口）45800.00元/台含电控柜扩散器2#K40-8NO15抽出12400403119681500900东坑口3#K40-8NO15抽出124003653787715004矿体回风巷3704020324500合计137400.00 备注:1.表中为通风最困难时期参数；2.风机建议选用山东淄博风机厂生产的K系列风机。表1.5 局扇风机及风筒选择情况及参数表备注:局扇风机和风筒建议选用山东淄博风机厂生产的产品局扇风机选择情况及参数表风机型号风机总数风机风量风机全压风筒直径重量电机功率参考价格（元）(m3/h)(Pa)（mm）（kg）(kW)JK58-1NO4722351648102040011555330000元/台，7台合计2310000元风筒选择情况选用400mm直径柔性（帆布）风筒，参考价格1800元/m，500m风筒合900000元表1.6 主要巷道风量自然分风结果巷道编号巷道名称断面积(m2)风量(m3/s)风速(m/s)风阻(Ns2/m8)系数(Ns2/m4)1950东坑道5.8329.985.140.02730.016402950-1000人行材料井5.005.571.150.07240.0239231000东坑道5.8322.403.840.06320.016404950-1000辅助斜坡道10.5716.831.590.00960.016405950-900辅助斜坡道10.5713.151.250.00960.016406900东坑道5.8324.004.110.13240.0164074#矿体回平巷5.8324.004.110.06780.0164084矿体900进风平巷5.8313.142.250.26510.0164094#矿体850900回风井5.8311.862.030.07240.0239210850东坑道5.8311.201.920.36770.0164011900-850辅助斜坡道10.5712.331.170.00960.0164012850西坑道5.836.311.080.47520.0164013850900人行材料井5.002.360.470.07240.0239214800东坑道5.836.311.080.77840.0164015850-800辅助斜坡道10.575.870.560.00960.0164016800西坑道5.836.311.080.83210.0164017750主平坑5.836.311.080.96520.0164018800-750辅助斜坡道10.5716.581.570.00960.0164019750西坑道5.833.940.680.65390.0164020750东坑道5.834.170.720.48920.0164021700提升斜井5.8310.401.780.38760.0164022760回风井5.0024.004.110.03420.02392表1.7 通风系统主要技术总指标序号指标名称单位指标数值1总风量m3/s70402矿井总风压Pa472263矿井总风阻Ns2/m8015504总等积孔m22965有效功率kW1845风机总效率%65007额定总功率kW458风机总数台39万吨矿石用风率m3/s万t46710装机功率（含局扇）kW83.5学 习 心 得此次矿井通风量的计算工作过程，总共由矿井通风方案，矿井通风量的计算，通风系统网络计算结果，通风防尘与局部通风，通风管理五大部分组成。而矿井风量和阻力的计算主要分为工作面风量计算和矿井总风量计算