煤矿通风设计-内蒙古煤炭研究所

矿井通风一、通风方式和通风系统根据已确定的开拓方式，矿井通风系统为中央并列式(进、回风井在同一工业场地内)，通风方式为机械抽出式。二、风井数目、位置、服务范围及服务时间本矿井共设两个进风井，一个回风井。主斜井、副斜井、回风斜井位于井田北部同一个工业场地，三条井筒服务于全矿井各水平，服务年限同矿井服务年限。三条井筒均为矿井的安全出口。三、掘进通风和硐室通风掘进工作面均采用单巷掘进，通风设备采用局部通风机，电机功率11 kW，通风方式采用压入式，独立供风。井下独立通风的硐室有井底水泵房及变电所。消防材料库布置于进风风流中，采用串联通风。四、矿井风量、风压及等积孔计算（一）矿井风量计算矿井总需风量，为各用风地点配风量的总和，再乘以风量分配不均匀系数。各用风地点包括采煤工作面、掘进工作面、机电硐室及其它用风地点。根据煤矿安全规程第103条的规定，各用风地点的配风标准按下列要求分别计算，并取其中最大值作为各用风地点的配风标准。1、根据煤矿安全规程按最大班下井人数计算Q总 = 4NK = 4501.35=270m3/min式 中： N 最大班下井人数 50人； K 风量备用系数，取1.35。2、根据煤矿安全规程按矿井总进风量计算Q=（Q采+Q掘+Q柴+Q硐+Q它）K式 中： Q采采煤工作面实际需要风量的总和，m3/min； Q掘掘进工作面实际需要风量的总和，m3/min； Q柴稀释柴油机车废气需风量之和，m3/s； Q硐硐室实际需要风量的总和，m3/min； Q它矿井除了采煤、掘进工作面和硐室实际需要风量的总和外，其它井巷需要风量的总和，m3/min； K风量备用系数，取1.2。（1）采煤工作面实际需要风量 按CH4（或CO2）涌出量计算Q采100qCO2K采=1001.51.4=210(m3/min)式 中： Q采采煤工作面需风量，m3/min； q CO2采煤工作面瓦斯（二氧化碳）绝对涌出量，根据计算，取二氧化碳绝对涌出量1.5 m3/min； K采采煤工作面瓦斯（二氧化碳）涌出不均匀备用风量系数，取1.4。 按人数计算Q采=4N=41248(m3/min)式 中： 4每人每分钟供给的风量不得小于4m3/min； N工作面同时工作的最多人数，N取12。 按工作面气温与风速的关系计算Q采= 60VcScKi= 600.9121.1=713m3/min式 中： Vc 回采工作面适宜风速，取0.9m/s； Sc 回采工作面平均有效断面，12； Ki工作面长度系数，取1.1。依据以上计算，参考本地区同类工作面配风标准，本矿井采煤工作面的配风量为713m3/min。 采煤备用工作面所需风量采煤工作面同时考虑一个备用工作面。按经验备用工作面所需风量为回采面的50，故备用工作面风量确定为356m3/min。 按风速进行校核0.2560Sc=0.256014=210m3/min460Sc=46014=3360m3/min210 m3/min924m3/min 3360m3/min式 中 Sc 回采工作面平均有效断面，14。Q采=713+356=1069m3/min（2）掘进工作面总风量Q掘移交生产时，矿井共配备二个需独立配风的综掘工作面。 按局扇实际吸风量计算Q综掘QfIKf20011.2240m3/min式 中： Qf局扇实际风量，局扇型号为YBT-11型，11 kW，根据局扇型号确定: Qf200m3/min； I同时运转局扇个数； Kf风量配备系数，取1.2。按炸药量计算：Q掘25A m3/min式 中： A掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量，取A=2.0kg； Q掘=252.0=50m3/min 按人数计算Q掘=4N=41248(m3/min)式 中： 4每人每分钟供给的风量不得小于4m3/min； N掘进工作面同时工作的最多人数,取12； 根据以上计算选取最大值为掘进工作面需风量，因此，综掘工作面需风量取240m3/min。 按风速计算按最高、最低风速验算，必须满足0.25m/sV掘4m/s。V掘= Q掘/ S掘=240/9.625m3/min =0.42m3/s式 中 Q掘-掘进工作面最大风量,取240m3/min； S掘掘进工作面净断面积，S掘9.6m2。故有0.25m/sV掘4m/s经验算风速符合要求。 掘进工作面供风量Q掘2Q综掘=480m3/min 按单位功率的需风量指标计算Q胶=q0N式 中： Q胶稀释胶轮车有害气体所需风量, m3/min; q0单位功率的供风指标,取4.0m3/min; N各类胶轮车同时使用最大总功率，取195kW。则：Q胶4195780m3/min。 按胶轮车供风叠加法计算，WQC-3J型防爆无轨胶轮车（N=65kW）单独给风量按每千瓦5.4m3/min供风，巷道中多台胶轮车同时工作时通风量按叠加法计算，第一台按100计算，第二台按75计算，第3台以及第3台以后均按50% 计算，本设计按三台胶轮车同时在井下运行计算风量。则：Q胶5.465+5.46575%+5.46550%789.75m3/min。取最大者：Q胶789.75m3/min（4）硐室所需风量本矿井下独立通风硐室有中央变电所及水泵房。中央变电所: 60m3/min水泵房：60 m3/min则Q硐= 60+60= 120 m3/min（5）其它井巷所需风量其它井巷所需风量按矿井总风量的3%计算。则：Q它=（Q采+Q掘+Q胶+Q硐）3%=（1069+480+789.75+120）3%=74m3/min。根据矿井采掘队组配置，矿井配置一个回采队，二个掘进队。按以上风量分配计算，矿井总需风量为：Q =（Q采+Q掘+Q胶+Q硐+Q它）K（1069480789.7512074）1.253166m3/min53m3/s（二）矿井风量分配矿井配风标准见表5-2-1。矿井用风地点配风标准表表5-2-1序号用风地点所需风量单位个数总风量备注1回采工作面780m3/min17802回采备用面480m3/min13903综掘工作面300m3/min26004变电所、水泵房120m3/min11205胶轮车及其它巷道1308m3/min12906主斜井进风1200m3/min12007副斜井进风1980m3/min1980（三）矿井负压计算矿井负压计算详见表5-2-2及表5-2-3。矿井通风容易时期负压Hmin= 731.13Pa矿井通风困难时期负压Hmax=1991.61Pa（四）等积孔计算式 中： Ai各通风系统的等积孔，m2 ； Qi各通风系统的风量，m3/s； Hi各通风系统的通风负压，Pa。通风容易时期等积孔为：2.33m22m2。通风困难时期等积孔为：1.41m22m2。故矿井通风容易时期难易程度为容易、通风困难时期难易程度为中等。 8内蒙古自治区煤炭科学研究所矿井通风容易时期通风阻力计算表表5-2-2序号巷道名称支 护 方 式摩擦阻力系数 （NS2/m4）长 度 L (m)净周长 P （m）净断面 S （m2）S3 (m2)3风 量 Q (m3/s)Q2 (m3/s)2风 速V （m/s）阻 力 h （Pa）备 注1主斜井混凝土0.03439010.9 8.3571.79 204002.423.5425-1煤运输大巷锚喷0.012125411.8 8.5614.13 204002.4115.6535-1煤运输顺槽锚杆0.014126613.2 10.41124.86 6.542.250.68.794工作面支架0.03315016.0 121728.00 131691.17.7565-1煤回风顺槽锚杆0.014119212.4 9.4830.58 131691.442.1075-1煤回风大巷锚喷0.010318011.8 8.5614.13 5126016.092.6685-1煤回风大巷锚喷0.010365411.8 8.5614.13 5328096.2363.578回风斜井混凝土0.00336010.9 8.3571.79 5328092.510.60小 计664.66局部阻力（10%）66.47总阻力731.13矿井通风困难时期通风阻力计算表表5-2-3序号巷道名称支 护 方 式摩擦阻力系数 （NS2/m4）长 度 L (m)净周长 P （m）净断面 S （m2）S3 (m2)3风 量 Q (m3/s)Q2 (m3/s)2风 速V （m/s）阻 力 h （Pa）备 注1主斜井混凝土0.034335610.9 8.3571.79 204002.493.1126-2煤运输大巷锚喷0.012272911.8 8.5614.13 204002.4251.6936-2煤运输顺槽锚杆0.01496013.2 10.41124.86 6.542.250.66.664工作面支架0.03315013.4 7343.00 131691.932.6866-2煤回风顺槽锚杆0.01497712.4 9.4830.58 131691.434.5176-2煤回风大巷锚喷0.0103245111.8 8.5614.13 5328096.21362.578回风斜井混凝土0.003316610.9 8.3571.79 5328092.529.33小 计1810.56局部阻力（10%）181.06总阻力1991.61 14五、井下通风设施及构筑物布置建立通风系统，除了要有通风巷道和风机设备外，还须在井上下适宜的地点，安设必要的通风构筑物，引导、隔断和控制风流，保证风流按照需要，定向、定量地流动。设计主要的通风构筑物有：1、风 门在有人、车通行，但需隔断风流的巷道中，必须安设风门，其中进、回风井之间和主要进回风巷之间的每个联络巷中，必须安设两道联锁的正向风门和2道反向风门。根据使用条件不同，风门的建造材料有木板或木材与金属材料混合结构，也有完全用金属材料制成的。按风门的启动方式，分为普通风门和自动风门。为防止漏风，设置风门时应注意下列事项：（1）安设风门地点的选择，要求前后5m内支护完好，无空帮空顶。（2）门垛四周均要掏槽，槽深在煤中不小于0.3m，在岩石中不小于0.2m；门垛厚不小于0.45m。门垛上的电缆和管道封堵严密。如有水沟，要在水沟中设小门。木门板厚不小于30mm。门板要错口接缝。（3）风门应迎风开启，使门扇与门框紧密贴合，门扇与门框接触处应做成沿口，并设衬垫。（4）风门要求设两道以上，在有车辆运输通过处，两道风门间距离应大于车辆长度。（5）进、回风井之间和主要进、回巷之间，需要使用的联络巷中，必须安设两道联锁正向和两道反向的风门，防止在反风时风流短路。（6）倾斜运输巷中，不应设置风门。如果必须设置风门，应安设自动风门或设专人管理，并有防止车辆或风门碰撞人员以及车辆碰坏风门的安全设施。2、挡风墙在不允许风流通过，也不需要行人行车的巷道，应设置挡风墙，将风流截断。按挡风墙的结构及服务年限不同，分为永久性挡风墙和临时性挡风墙。永久挡风墙一般设置在大巷和上（下）山进、回风巷之间的横川中以及综采工作面进风和回风顺槽之间的横川中，永久风墙用实心混凝土块或砖块砌成，砂浆抹缝，在进风巷一侧墙面抹上砂浆。进、回风井之间和主要进、回风巷之间的联络巷中，必须砌筑永久挡风墙。工作面及采区采完后，应修筑永久挡风墙予以封闭。3、风 桥在进、回风巷道交叉地点，为了避免风流短路，应设置风桥，使进、回风隔开。当均为进风巷的胶带巷和辅助运输巷相交时，也要设置风桥，但此时为运输所要求。风桥上方巷道采用锚喷或锚网喷、锚索联合支护，下方巷道两侧墙为混凝土浇筑，其顶部为配有工字钢梁的混凝土板，为防止漏风，在混凝土板上方填0.5m-1.0m的黄土。对于服务时间不长的风桥，风桥上方的巷道仅作回风使用，则其下方的巷道两壁可用空心混凝土砌块砌成，壁面抹砂浆，顶部覆盖经防腐处理后的波纹钢板。风桥前后支护应加固。其通风阻力应不大于147Pa。4、调节风门木制，用于调节通过巷道的风流大小，安设在独立通风硐室的回风通道内，大巷、盘区上（下）山端头等需要调节风流的巷道中。5、风 帘采用不燃性材料制作，主要设在综掘工作面有关巷道，用于疏导风流。控制风流的风门、调节风门等设施的质量标准和有关管理制度，由公司统一制定。其布置位置见通风系统示意图C1843-171-12。六、防止漏风及降低风阻的措施防止漏风的主要措施有：每组风门均为两道正向和两道反向风门组成，风门不得设置在斜巷内。进、回风巷道间尽量减少联络巷，采空区要及时封闭