矿井通风毕业设计.doc

山西煤炭职业技术学院矿井通风毕业设计 专业班级：矿山机电学生姓名：侯彦军 2012.5.22 目 录第一章 矿井通风系统现状11.1 二矿通风现状1 1.2 矿井生产布局1第二章 三水平通风系统设计22.1 三水平井田面积及储量2 2.2 现有井筒布置2 2.3 通风系统3 2.4 三水平工程进展及主扇挂网时间预计4第三章 三水平主扇选型原则及需要兼顾的问题4 3.1 二水平风井系统存在的问题4 3.2 三水平主扇选型遵循的原则5 3.3 三水平主扇选型需兼顾的问题5第四章 三水平瓦斯涌出量预测64.1 三水平瓦斯涌出量预测64.2 瓦斯涌出量预测6第五章 三水平各时期需风量计算7 5.1 需风量计算原则和方法11 5.2 三水平风井风机挂网初期需风量计算21第六章 矿井通风网络解算结果分析21 6.1 矿井负压分布情况22 6.2 矿井等孔计算22第七章 矿井通风网络验证22第八章 三水平主要通风机选型23 8.1 主要通风机选型参数23 8.2 通风设备选型方案比较238.3 通风机实际运行工况点238.4 主扇选型方案比较248.5 矿井反风方式、反风系统及设施29结语 存在问题30参考文献30第一章：矿井通风系统现状一、二矿通风现状矿井通风方式为中央边界式，通风方法为抽出式，由主井、管子井、皮带斜井、南斜井、西斜井进风，由己二风井回风。己二风井安装两台BDK618-8-NO.30轴流式主要通风机，配备电机功率均为2560KW，主要通风机叶片工作角度为-5，工作风量10145m3/min，负压为2950Pa，为全矿井生产服务。全矿总进风量9638m3/min、总回风量10145m3/min，总有效风量9139m3/min，有效风量率90.1%，工作风压2950Pa，等积孔3.7m2，矿井采掘工作面和各供风场所的配风量基本满足安全生产需要。二、矿井生产布局二矿现为二水平三个采区同时生产，己二采区、庚一采区、庚三采区及三水平开拓工程，各采区采掘工作面布置如下：1、己二采区采煤工作面：己16-22111综采面掘进工作面：己16.17-22100机、风巷硐室：己二变电所、己二中部变电所、己二绞车房、火药库、暗斜充电硐室、暗斜绞车房等。2、庚一采区采煤工作面：庚20-21080综采面、庚20-21090综采面掘进工作面：庚20-21020机、风巷、庚20-21050机、风巷硐室：庚一变电所、庚一中部变电所、庚一中部泵房、瓦斯抽放泵站等。3、庚三采区采煤工作面：庚20-23010综采面、庚20-F23070备用面掘进工作面：庚20-23090机、风巷、庚三皮带下山、庚三轨道下山硐室：庚三变电所、庚三中部泵房等。第二章：通风系统设计一、三水平井田面积及储量三水平位于二水平庚三采区深部。南部边界为己组煤层-350m、庚组煤层-400m底板等高线，北部边界为己、庚煤层-800m底板等高线，西部边界为34、36勘探线，东部边界为26勘探线，东西长5000m，南北宽23002500m，面积9.8km2。经估算，矿井现有边界范围被保有工业资源储量为37.106 Mt，可采储量为22.45 Mt。调整边界后深部采区资源/储量表（Mt）井田内开采煤层己、庚煤层属于中厚煤层，经计算三水平可采储量36.107Mt，服务年限为20.6a。矿井可采储量估算为58.557 Mt，地质构造简单，适合机械化开采，其服务年限为33.5a。二、现有井筒布置1、新建进风井：井筒直径D7.0m，井筒深度为904m，井筒支护形式为砼砌碹。主要用于三水平提升矸石、下料等任务兼进风井。井筒内铺设有排水管路、压风管、动力和通讯电缆，装备梯子间。2、新建回风立井：井筒直径D6.0m，井筒深度为734m，井筒支护形式为砼砌碹，装备梯子间。主要承担三水平的回风任务。3、皮带斜井（现有）皮带斜井井筒断面9m2，长度1200m，坡度146.83，支护形式上段300米料石，下段900m为锚喷。该井主要担负矿井的原煤提升、行人，兼做进风井及安全出口。4、管子井（现有）管子井井筒为立井，直径5.0m，主要担负矿井的材料运输及排矸提升，兼做进风井。矿井完全进入三水平后，仍保留该井的提升功能，少量进风维持井下部分排水功能。5、南斜井（现有） 人员上下利用南斜井架空乘人器，南斜井断面4.5m2，长度460m，坡度231013.5。该井主要担负矿井的人员运输，兼做进风井。6.西斜井（现有）大件提升利用西斜井升降，该井筒提升设备与管子井提升设备同期改造，提升机为JK-2/20型，电机功率200Kw，可满足本矿井提升所选型液压支架等大型设备。三水平维修支架等也可以从该井筒升降。7、主井（现有）主井已经报废，设备已经拆除，目前只做为进风井的作用。8、己二回风井（现有）矿井主要回风井，井筒直径D5.0m，风机型号为BDK618-8-No30，目前总排风量为10200m3/min，风压为3150Pa，担负全矿井通风任务。三、通风系统1、通风方法根据武汉设计院对三水平的设计方案及我矿二、三水平现有通风系统网络状况，三水平通风方法采用抽出式。2、通风方式三水平通风系统与二、三水平形成中央边界式的通风方式，三水平与二水平通风系统各自独立运行，形成分区通风。3、通风系统采区通风系统总体设计为“三进二回”，即三水平行人下山、皮带下山进风，轨道下山、两条专用回风巷回风。通风路线：新鲜风流自地面三水平进风井三水平行人下山、皮带下山、轨道下山采掘工作面；另一路：由二水平皮带斜井（管子井、南斜井、主井、西斜井）三水平行人下山(皮带下山、轨道下山)采掘工作面；乏风风流自工作面工作面回风顺槽三水平东、西两条专用回风下山三水平回风井地面。4、采、掘工作面和硐室通风三水平风机投入运行后己二风井风机和三水平风井风机联合运转初期，三区四面，即二水平庚一采区、己二采区、庚三采区共布置四个回采面，二水平己一采区、三水平庚一采区尚未投产，此时三水平风机开始挂网运转。回采工作面顺槽均沿煤层布置，采用“U”型通风方式，由工作面运输顺槽进风，工作面回风顺槽回风。掘进工作面采用局部通风机压入式通风。 四、工程进展及主扇挂网时间预计目前二矿三水平进、回风井井筒己施工完工，三水平回风井已于二水平庚三行人下山已贯通。三水平进风井井底车场、硐室等工程正在施工，三水平轨道下山、皮带下山己经开始对头施工。为按期完成三水平主扇挂网，二矿三水平主扇选型及主扇附属装置建设按以下时间安排进行：第三章：三水平主扇选型原则及需要兼顾的问题一、二水平风井系统存在的问题1、矿井主扇负压高。矿井为“五进一回”的通风形式，属于“大折返”通风，造成通风线路长，最长路线13500m，通风阻力大。2、根据目前矿井开采深度增加，瓦斯、地温呈逐渐上升趋势，各个采掘工作面、硐室需风量比以前明显增加。矿井通风能力紧张，不能够满足矿井安全生产需要。3、矿井高地温热害严重，需要加大采掘工作面风量二矿三水平煤层属于二级热害区，地温梯度平均2.92/100m。目前二水平庚一采区夏季采煤工作面温度高达35。以目前二矿井下通风断面及主扇运行情况分析，矿井增风较为困难。二、三水平主扇选型遵循的原则1、选用两台同一型号、同等能力的主扇，一备一用，服务年限20.6年。2、满足矿井高产高效及可持续发展，通风能力满足300400万吨的用风需求。3、在经济合理的前提下，适当提高三水平富余风量系数。采掘工作面风量配备在满足排除瓦斯、人员呼吸、爆破、风速要求外，还要最大限度的满足通风降温需求，风量计算时全矿井富余风量系数按1.5考虑。4、主扇能够在高阻力环境下安全、稳定、可靠运行。三水平采区是大垂深开采采区，垂深达到1000米以上，巷道顶板压力大，断面易收缩。如按巷道设计断面和风量配备解算出的矿井通风阻力，在三水平开采中后期随着通风断面的缩小，主扇负压将会升高，造成矿井负压高的困难通风局面。5、主扇风叶角度具有快速可调性。6、通风机具有较强的兼容性，为今后升级改造、维护提供条件。三、三水平主扇选型需兼顾的问题1、需要兼顾二水平庚一采区通风困难的问题。二矿现有一个生产水平，三个生产采区，其中庚一采区进、回风路线长，是造成二水平主扇负压持续在高位运行的主要原因。三水平主扇挂网后，三水平主扇承担庚三采区及三水平庚一采区回风，从而可以增大矿井总进风量，满足安全生产需风量。2、需要兼顾二水平己二主扇与三水平主扇联合运转时期的通风系统问题随着矿井采掘部署的安排，下一步二水平庚一采区、己一采区将成为主力采区，用风量将会大幅度增加。根据二矿2010年4月份矿井通风阻力测定及后期通风网络解算结果，二水平庚一与己一共用己二主扇回风，将会使二水平己二主扇一直处于高负压运行，这样会形成“顾此失彼”的局面。因此在进行三水平主扇选型时，需要充分考虑各风井系统风量均衡、新、老采区通风优化的问题，需兼顾以下三个时期：、三水平风机投入运行后己二风井风机和三水平风井风机联合运转初期，三区四面，即二水平庚一采区、己二采区、庚三采区共布置四个回采面，二水平己一采区、三水平庚一采区尚未投产，此时三水平风机开始挂网运转。、三水平风机投入运行后庚组煤开采初期（三水平进风井尚未贯通），四区四面，即二水平己庚一采区、己二采区、庚三采区、三水平庚一采区共布置四个回采面。、三水平风机投入运行后己组、庚组煤同时回采时期。根据二矿采掘部署可知后期将存在三水平风机担负三水平庚一和己一采区供风的情况。三水平庚一采区布置两个采面、四个掘进面；三水平己一采区布置两个采面、四个掘进面，三水平回风井担负全矿井回风。第四章：三水平瓦斯涌出量预测一、三水平瓦斯涌出量预测根据平顶山煤业集团公司一、四、六矿深部勘探报告鉴定成果，对同一煤层由南向北，瓦斯含量虽埋藏深度增加有增加的趋势。一矿己15煤层相对瓦斯涌出量46m3/d，是按高召区域管理，四矿东翼己三采区己16己17煤层标高在-364-496m之间，瓦斯相对涌出量12.11m3/td，是按高瓦斯突出区管理。二矿属于低瓦斯矿井。根据一矿、二矿边界的调整，一矿-800m以上的部分煤层划为二矿开采。由平顶山天安一矿矿井地质及补充勘探地质报告可知，一矿深部庚20煤层CH4含量最小值3.35m3/tdaf，最大值13.08m3/tdaf，平均8.21m3/tdaf；一矿深部己组煤层CH4含量最小值0.03m3/tdaf，最大值11.26m3/tdaf，平均2.53m3/tdaf。三水平按高瓦斯设计，矿井生产按高瓦斯矿井进行管理，矿井生产期间应每年进行瓦斯等级鉴定。二、瓦斯涌出量预测1、综采工作面相对瓦斯涌出量预测q采K1K2K3(WoWc)m/M式中q采开采煤层相对瓦斯涌出量，m3/t；K1围岩瓦斯涌出系数，一般K1=1.11.3；取 K1=1.20；K2工作面丢煤系数，取回采率的倒数。工作面综合回采率为95，则K21.053；K3工作面巷道瓦斯预排影响系数，按K3=（L-2h）/L计算，其中L为工作面长度，取180m，h为掘进巷道预排等值宽度；取h=10,则K30.89；m开采层厚度，1.8m；M开采层采高，采高1.8m；Wo煤层原始瓦斯含量，取最高的6m3/t作为煤层原始瓦斯含量。Wc采落煤炭运至地表时残存瓦斯含量，残存瓦斯含量取2m3/t。经计算，q采=K1K2K3(WoWc)m/M =1.201.0530.89（62.0）1.8/1.8 =4.50 m3/t。回采工作面相对瓦斯涌出量为4.50m3/t，绝对瓦斯涌出量为7.82m3/min。2、综掘工作面瓦斯涌出量预测综合机械化掘进工作面的瓦斯涌出量是由巷道煤壁瓦斯涌出量和掘进落煤瓦斯涌出量两部分组成，与煤层厚度、掘进速度、掘进端头见煤面积等因素有关。由于二矿瓦斯较低，瓦斯因素不足以决定掘进工作面的风量，综掘工作面瓦斯涌出量按综采工作面瓦斯涌出量的20估算值来计算风量，综掘掘进面瓦斯绝对涌出量为1.8 m3/min。第五章：三水平各时期需风量计算一、需风量计算原则和方法为了使三水平主扇选型符合矿井中、长期发展需要，2010年4月份对全矿井进行了通风阻力测定，对三水平挂网前通风困难时期、三水平挂网与己二主扇联合运转时期以及三水平形成系统后困难时期进行了通风网络解算。矿井通风网络解算风量确定，根据现行煤矿安全规程第一百零三条“矿井需要的风量应满足瓦斯、人员呼吸、爆破、温度、风速”之规定，按下列要求分别计算，并选取其中的最大值。（一）矿井总需风量按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需风量的总和计算Q矿=（Q采+Q掘+Q硐+Q备+Q它）K矿通 m3/min式中Q采采煤工作面实际需风量的总和 m3/minQ掘掘进工作面实际需风量的总和 m3/minQ硐硐室实际需风量的总和 m3/minQ备备用工作面实际需风量的总和 m3/minQ它其它巷道实际需风量的和 m3/minK矿通矿井通风系数，包括矿井内部漏风和配风不均匀等因素，取1.3-1.5。（二）采煤工作面需风量（要按照下列4种因素计算,取其最大值）1、按照瓦斯涌出量计算Q采100q瓦K1 Q采采煤工作面需要风量，m3/min q瓦采煤工作面瓦斯绝对涌出量，m3/min K1 采煤工作面瓦斯涌出不均衡的备用风量系数。 2、按照工作面进风温度计算采煤工作面应有良好的气候条件。其进风流温度可根据风流温度预测方法进行计算。其气温与风速应符合下表：回采工作面空气温度采煤工作面风速m/s配风调整系数K温201.01.0020231.01.51.001.1023261.51.81.101.2526281.82.51.251.428302.53.01.41.6采煤工作面的需要风量按照下式计算Q采=60VSK2V采煤工作面风速，从上表中选取S采煤工作面有效断面，取最大和最小控顶距的平均值K2采煤工作面长度系数，按照下表选取。采煤工作面长度m采煤工作面长度风量系数K21801.31.43、按照工作人数计算 Q4N式中：4每人每分钟应共给的最低风量。 N采煤工作面同时工作人数。4、按照风速进行验算（按照最低和最高风速验算）Q采应在上述之间：600.25SQ采600.15S 煤巷与半煤岩巷按照最低风速验算Q掘600.25S 按照最高风速验算Q掘604S （四）硐室需要风量计算采区变电所和采区绞车房需风量按照经验取值，一般80100m3/min，进风温度高于28，可选取150m3/min。二、三水平风井风机挂网初期需风量计算该时期为三水平风机投入运行后己二风井风机和三水平风井风机联合运转初期，三区四面，即二水平庚一采区、己二采区、庚三采区共布置四个回采面，二水平己一采区、三水平庚一采区尚未投产，此时三水平风机开始挂网运转。三水平风井风机挂网初期全矿生产布置4个综采工作面、14个掘进工作面、15个机电硐室和其它巷道，需风量：1、采煤工作面需风量计算、庚20-21050采面按瓦斯涌出量计算：Q采100q采K采通，m3/min式中：Q采采煤工作面实际需要的风量，m3/min；q采采煤工作面的瓦斯绝对涌出量，根据掘进期间瓦斯涌出量推算，取=9.3 m3/min； K采通采煤工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，取1.5；Q采1009.31.51395m3/min按工作面温度计算Q采60VcScKi，m3/min式中：Vc采煤工作面风速，预测采工作面温度在30以上，工作面在加大通风降温的同时，要考虑降温。查上表工作面风速应在2.53.0m/s之间。取3.0m/s；Sc采煤工作面的平均断面积，7.5m2；Kc工作面长度系数，取1.11；Q采603.07.51.111500m3/min按人数计算实际需风量：Q采4N，m3/min式中：N工作面同时工作的最多人数Q采430120m3/min按风速进行验算：15S采Q采240S采式中S采采煤工作面的平均断面积，综采工作面7.5m2。综采工作面：127.5Q采2040根据以上计算，庚20-21050综采工作面配风量1500m3/min，即25 m3/s。、己16-17-22040采面按瓦斯涌出量计算：Q采100q采K采通，m3/min式中：Q采采煤工作面实际需要的风量，m3/min；q采采煤工作面的瓦斯绝对涌出量，根据掘进期间瓦斯涌出量推算，取=0.72m3/min； K采通采煤工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，取1.5；Q采1000.721.5108m3/min按工作面温度计算Q采60VcScKi，m3/min式中：Vc采煤工作面风速，预测采工作面温度在28左右，工作面在加大通风降温的同时，要考虑降温。查上表工作面风速应在1.82.5m/s之间。取1.8m/s；Sc采煤工作面的平均断面积，7.4m2；Kc工作面长度系数，取1.0；Q采601.87.41.0800m3/min按人数计算实际需风量：Q采4N，m3/min式中：N工作面同时工作的最多人数Q采430120m3/min按风速进行验算：15S采Q采240S采式中S采采煤工作面的平均断面积，综采工作面7.4m2。综采工作面：111Q采1776根据以上计算，己16-17-22040综采工作面配风量800m3/min，即13.33m3/s。、己16-17-22100采面按瓦斯涌出量计算：Q采100q采K采通，m3/min式中：Q采采煤工作面实际需要的风量，m3/min；q采采煤工作面的瓦斯绝对涌出量，根据掘进期间瓦斯涌出量推算，取=1.68 m3/min； K采通采煤工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，取1.5；Q采1001.681.5252m3/min按工作面温度计算Q采60VcScKi，m3/min式中：Vc采煤工作面风速，预测采工作面温度在28以上，工作面在加大通风降温的同时，要考虑降温。查上表工作面风速应在1.82.5m/s之间。取1.8m/s；Sc采煤工作面的平均断面积，7.4m2；Kc工作面长度系数，取1.0；Q采601.87.41.0800m3/min按人数计算实际需风量：Q采4N，m3/min式中：N工作面同时工作的最多人数Q采430120m3/min按风速进行验算：15S采Q采240S采式中S采采煤工作面的平均断面积，综采工作面7.4m2。综采工作面：111Q采1776根据以上计算，己16-17-22100综采工作面配风量800m3/min，即13.33m3/s。、庚20-23090采面按瓦斯涌出量计算：Q采100q采K采通，m3/min式中：Q采采煤工作面实际需要的风量，m3/min；q采采煤工作面的瓦斯绝对涌出量，根据掘进期间瓦斯涌出量推算，取=1.44 m3/min； K采通采煤工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，取1.5；Q采1001.441.5216m3/min按工作面温度计算Q采60VcScKi，m3/min式中：Vc采煤工作面风速，预测采工作面温度在28以上，工作面在加大通风降温的同时，要考虑降温。查上表工作面风速应在1.82.5m/s之间。取1.8m/s；Sc采煤工作面的平均断面积，7.4m2；Kc工作面长度系数，取1.0；Q采601.87.41.0800m3/min按人数计算实际需风量：Q采4N，m3/min式中：N工作面同时工作的最多人数Q采430120m3/min按风速进行验算：15S采Q采240S采式中S采采煤工作面的平均断面积，综采工作面7.4m2。综采工作面：111Q采1776根据以上计算，庚20-23090综采工作面配风量800m3/min，即13.33m3/s。2、掘进工作面需风量计算、庚20-21120风、机巷 按瓦斯涌出量计算：Q掘100q瓦掘K掘通，m3/min式中：Q掘掘进工作面实际需要的风量，m3/min；q瓦掘掘进工作面的瓦斯绝对涌出量，经计算为2.4m3/min；K掘通掘进工作面瓦斯涌出不均衡的备用风量系数，机采工作面取1.5；Q掘1002.41.5208m3/min 按人数计算掘进工作面实际需要的风量：Q掘4N，m3/min式中：N掘进工作面同时工作的最多人数，取20人。则Q掘42080m3/min 按局部通风机实际吸风量计算需要风量:Q掘=Q扇Ii +15S=3651+159=500m3/min。 按风速进行验算：15S煤掘Q煤掘240S煤掘式中S煤掘煤巷掘进工作面的断面积11.08m2166.2m3/minQ煤掘2659.2m3/min综合考虑，庚20-21120风、机巷需风量为500m3/min，即8.33m3/s；、己16-17-22040风、机巷 按瓦斯涌出量计算：Q掘100q瓦掘K掘通，m3/min式中：Q掘掘进工作面实际需要的风量，m3/min；q瓦掘掘进工作面的瓦斯绝对涌出量，经计算为0.48m3/min；K掘通掘进工作面瓦斯涌出不均衡的备用风量系数，机采工作面取1.5；Q掘1000.481.572m3/min 按人数计算掘进工作面实际需要的风量：Q掘4N，m3/min式中：N掘进工作面同时工作的最多人数，取30人。则Q掘430120m3/min 按局部通风机实际吸风量计算需要风量:Q掘=Q扇Ii +15S=2721+158.5=400m3/min。 按风速进行验算：15S煤掘Q煤掘240S煤掘式中S煤掘煤巷掘进工作面的断面积11.08m2166.2m3/minQ煤掘2659.2m3/min综合考虑，己16-17-22040风、机巷需风量为400m3/min，即6.67m3/s；、庚20-23130风、机巷 按瓦斯涌出量计算：Q掘100q瓦掘K掘通，m3/min式中：Q掘掘进工作面实际需要的风量，m3/min；q瓦掘掘进工作面的瓦斯绝对涌出量，经计算为1.25m3/min；K掘通掘进工作面瓦斯涌出不均衡的备用风量系数，机采工作面取1.5；Q掘1001.251.5188m3/min 按人数计算掘进工作面实际需要的风量：Q掘4N，m3/min式中：N掘进工作面同时工作的最多人数，取30人。则Q掘430120m3/min 按局部通风机实际吸风量计算需要风量:Q掘=Q扇Ii +15S=3571+159.5=500m3/min。 按风速进行验算：15S煤掘Q煤掘240S煤掘式中S煤掘煤巷掘进工作面的断面积11.08m2166.2m3/minQ煤掘2659.2m3/min综合考虑，庚20-23130风、机巷需风量为500m3/min，即8.33m3/s；依据采掘部署安排，采区下山掘进（己一皮带下山、己一轨道下山、己一专用回风下山、庚三皮带下山、三水平庚一行人、轨道、皮带、东翼专回下山）风机均以局部通风机(215KW)吸入风量为配风依据，煤巷按500 m3/min（8.33m3/s），岩巷按400 m3/min（6.67m3/s）。3、硐室需要风量计算采区变电所和采区绞车房需风量按照经验取值，一般80100m3/min，选取100m3/min。（全矿井硐室共14个，需风量为1400 m3/min）4、其它巷道需风量为400m3/min。综合上述计算三水平风井风机挂网初期4个综采面、14个开掘工作面、15个硐室和其它巷道，需风量:Q总（Q采+Q掘+Q硐+Q其它）K矿通 m3/minQ采=15001+8003=3900m3/minQ掘=5006+4008=6200m3/minQ硐=10014=1400m3/minQ其它400 m3/min=（3900+6200+1400+400）1.3=15470 m3/min，即257.83m3/s。矿井配风量计算表序号用风点数量配风指标m3/s 小计m3/s备注1庚组综采工作面125252庚、己组综采工作面313.33403掘进工作面综掘68.33504普掘86.6753.335所有硐室141.6723.33小计191.666其他6.67合计K矿通=1.3257.83三、三水平困难时期需风量计算根据平煤股份二矿中长期发展规划，三水平达产时年生产能力300万t，采区内同时布置4个综采工作面；8个综掘工作面；10个机电硐室(包括中央泵房、中央变电所、爆炸材料库、绞车房、瓦斯抽放站、降温硐室和采区变电所等等)。由于在三水平中期，二水平庚一、己一、己二、庚三将回采结束。三水平庚一、己一采区投产，大大为缩短了三水平庚一、己一采区回风线路，降低三水平风井系统阻力，三水平主扇应同时满足挂网初期和三水平庚一、己一采区同时生产时的通风需要，以提高各风井系统主扇运行效率和稳定性。1、采煤工作面需风量计算庚20-31260、庚20-31250、己-31240、己-31310采面按瓦斯涌出量计算：Q采100q采K采通，m3/min式中：Q采采煤工作面实际需要的风量，m3/min；q采抽放后采煤工作面的瓦斯绝对涌出量，取=8.25 m3/min； K采通采煤工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，取1.5；Q采1008.251.51238m3/min按工作面温度计算Q采60VcScKi，m3/min式中：Vc采煤工作面风速，预测采工作面温度在30以上，工作面在加大通风降温的同时，要考虑降温。查上表工作面风速应在2.53.0m/s之间。取3.0m/s；Sc采煤工作面的平均断面积，7.5m2；Kc工作面长度系数，取1.34；Q采603.07.51.341800m3/min按人数计算实际需风量：Q采4N，m3/min式中：N工作面同时工作的最多人数Q采430120m3/min按风速进行验算：15S采Q采240S采式中S采采煤工作面的平均断面积，综采工作面7.5m2。综采工作面：127.5Q采2040根据以上计算，庚20-31260、庚20-31250、己-31240、己-31310综采工作面配风量1800m3/min，即30 m3/s。2、掘进工作面需风量计算、庚20-31290风、机巷、庚20-31220风、机巷、己-31200风、机巷、己-31270风、机巷 按瓦斯涌出量计算：Q掘100q瓦掘K掘通，m3/min式中：Q掘掘进工作面实际需要的风量，m3/min；q瓦掘掘进工作面的瓦斯绝对涌出量，经计算为3.0m3/min；K掘通掘进工作面瓦斯涌出不均衡的备用风量系数，机采工作面取1.5；Q掘1003.01.5450m3/min 按人数计算掘进工作面实际需要的风量：Q掘4N，m3/min式中：N掘进工作面同时工作的最多人数，取30人。则Q掘430120m3/min 按局部通风机实际吸风量计算需要风量:Q掘=Q扇Ii +15S=4651+159=600m3/min。 按风速进行验算：15S煤掘Q煤掘240S煤掘式中S煤掘煤巷掘进工作面的断面积11.08m2166.2m3/minQ煤掘2659.2m3/min综合考虑，庚20-31290风、机巷、庚20-31220风、机巷、己-31200风、机巷、己-31270风、机巷需风量为600m3/min，即10m3/s；3、硐室需要风量计算采区变电所和采区绞车房需风量按照经验取值，一般80100m3/min，选取100m3/min。（全矿井硐室共10个，需风量为1500 m3/min）4、其它巷道需风量为500m3/min。综合上述计算三水平风井风机挂网初期4个综采面、14个开掘工作面、15个硐室和其它巷道，需风量:Q总（Q采+Q掘+Q硐+Q其它）K矿通 m3/minQ采=1800m4=7200m3/minQ掘=6008=4800m3/minQ硐=10015=1500m3/minQ其它600 m3/min=（7200+4800+1500+600）1.3=18330 m3/min，即305.5m3/s。矿井配风量计算表序号用风点数量配风指标m3/s小计m3/s备注1综采工作面4301202综掘进工作面810803所有硐室151.6725小计2254其他10合计K矿通=1.3305.5第六章：矿井通风网络解算结果分析依据平煤股份二矿三水平设计服务年限为30a。通过风量计算，三水平风井风机挂网初期为通风容易时期，该时期为三水平风机投入运行后己二风井风机和三水平风井风机联合运转初期。三水平风井风机担负三水平庚一、二水平庚三采区，己二风井风机担负二水平己二、庚一、己一采区回风。己二主扇需承担供风量为160.36 m3/s，风压为3202.0Pa；三水平风机需承担供风量为87.08m3/s，风压为1781Pa；三水平困难时期为深部己、庚组煤同时回采时期，三水平风机担负全矿井回风。三水平风机需承担供风量为305.5m3/s，风压为3701Pa。一、矿井负压分布情况依据矿井各采区接替安排，三水平主扇挂网12年，三水平主扇与己二主扇联合运转时期，各风井所承担的供风量的变化以及通风系统的变化，造成矿井通风阻力也发生变化。通过网络解算得出，三水平通风容易时期负压为1780Pa，三水平通风容易时期负压为3701Pa。二、矿井等孔计算矿井等积孔按下式计算：A 式中：A矿井等积孔， Q矿井需要风量，m3/s H矿井通风负压，Pa经计算三水平风井通风容易时期等积孔为2.46m2；通风困难时期等积孔为5.97m2，矿井通风难易程度为容易。第七章：矿井通风网络验证平煤股份二矿为高阻力通风矿井，二水平己二主扇负压高是制约矿井实现跨越式发展的难题，也是省安全监察局和集团公司下文重点督办的安全隐患。造成这一后果的主要原因：1、矿井通风方式为“大折返”式通风，通风线路长。2、二水平巷道通风断面设计不合理，部分进、回风段断面小，磨擦风阻大，皮带运输巷安装机电设备后几乎占去了巷道断面的1/3。3、随着矿井向深部的延伸，矿井地压大，巷道断面收缩变形将严重，会造成通风断面无法保证要求。4、为保证三水平风井系统不在高位运行，二矿在考虑新、老风井系统匹配降阻的同时，也应充分考虑三水平风井承担全矿井时，需风量达到305.3m3/s时自身的负压高的问题。第八章 三水平主要通风机选型本矿井为高瓦斯矿井，采用抽出式通风方式，由新建进风立井进风，新建回风立井回风。一、主要通风机选型参数1、矿井所需风量通风容易时期风量为： 87.08 /s。通风困难时期风量为： 305.5 /s。2、矿井所需负压通风容易时期负压为： 1781 Pa；通风困难时期负压为： 3701 Pa。3、通风设备设置矿井三水平采用机械通风，设有进风立井及回风立井，其出口处设置主通风机。矿井进风井井口标高均为+170m，回风井井口标高为+311m。二、通风设备选型方案比较根据矿井通风要求，设计对离心式和轴流式通风设备进行了分析比较，离心式通风机虽然具有全压效率高，噪音小，设备投资少的优点，但存在占地面积大，土建工程量大，需建返风道，反风繁琐，系统总投资高，动压损失大，运行电耗高，综合运营费用多等缺点，因此设计不予推荐。根据煤矿设计规范“扇风机个体特性曲线的合理工作范围，其实际应用风压不能超过最大风压的0.9倍，静压效率不应低于0.6倍，扇风机动轮的转数不能超过它的额定转数”之规定。1、扇风机实际提供的风量为：QfQKK漏风损失系数，风井不作提升用时取1.1；箕斗井兼作回风用时取1.15；回风井升降人员时取1.2。取1.1容易时期风量：Q=1.187.08=95.79m3/s困难时期风量：Q=1.1305.5=336.05m3/s2、风机必需达到的静压：H易 =1781+178110%=1959PaH难=3701+370110%=4071Pa依据网络解算矿井挂网初期与困难时期，所需风机风量、静压，风机选型考虑以下3个方案进行比较。四、主扇选型方案比较 根据生产需求及主要通风机的性能等列出四种选型方案：（一）FBCDZ系列对旋轴流式通风机根据采区所需风量、负压，设计选型主要通风机为FBCDZ No40/21000kw型轴流式通风机，但由于我矿现使用该对旋系列主扇，型号为BDK618-8-No30，电机功率为2500kw。 主要优点是效率较高，不需另建扩散塔。在运行过程中存在以下缺点：1、检修困难，检修时需吊盖，施工工作量大。2、风叶对现场要求高，材质为不锈钢，使用中风叶易损坏。3、轴承日常检查不方便，温度传感器探头使用易出现故障。4、风叶角度调整不能实现联调，调整时间长（2小时左右），风叶运行角度大时，反风启动电流大，无法启动造成不能进行反转反风。5、安装时厂房空间要求大，土建工程量较大。6、No28型以上风机在高负压或大风叶角度下运行时，振动大，稳定性差。7、动、静平衡要求高，更换风叶时必须将风轮和全部风叶全部更换。动平衡实验需要专用设备一般必须在厂家才能完成。8、风机润滑系统落后（注油润滑）。9、矿井后期风量、负压变化大的情况下，不能很好的满足矿井通风的需求。根据以上使用情况及使用过程中存在的问题，并考虑到己四采区的实际开采需要，本论证报告不推荐BDK系列轴流式通风机做为主要通风机备选方案。（二）ANN-3120/1600N型主要通风机根据目前资料，可选用进口风机ANN型豪顿华通风机，其优点为：1、风机运行平稳，噪音小。2、风叶可实现在线自动调节，可实现在线监测。3、风机自动化控制程度高，润滑系统自动先进。4、风机叶片调整的先进性和多样性（动叶可调和静止一次可调）。5、电机直接反转反风，风机反向运行速度快。6、风机装有温度、失速、振动报警器，出现异常时，可以进行报警与停机。7、先进的进风闸门（百叶窗式）8、风机电机在入口箱的一侧，这使得风机的结构更加紧凑。缺点为：土建工程量大，一次性投资高（比同等能力风机价格高80%以上）。2、反风率较低，一般在40%左右。根据集团公司兄弟单位的使用情况，建议不予采用。（三）沈阳航空发动机研究所风机厂AGF606型轴流通风机优点为：1、风机运行平稳，噪音小。2、风叶采用高强度锻铝合金叶片，韧性好、重量轻、坚固耐用。3、风叶角度可实现停机联调（调整时间5-10分钟）。4、风机采用双级叶轮，在高负压状态下运行稳定，风机转数低，对金属材料的破坏程度低。尤其在通风困难时期能保持较高的负压、风量和效率。5、风机可安装在线监测系统，实现自动监测。6、风机效率高，可达80%以上，节电效果明显。7、采用整体式轴承箱滑油润滑，自动润滑免维护。8、采用日本原装进口轴承。9、风机采用直接反转反风，反风率高。10、售后服务及时到位。缺点为：土建工程量较大，安装精度要求高。（四）上海风机厂生产的GAF型轴流通风机优点是：1、风机质量有保证，运行稳定、噪音小。2、风机效率高，可达80%以上，节电效果明显。3、采用整体式轴承箱滑油润滑。平时容易运行，免维护。4、风机可安装在线监测系统，实现自动监测。缺点为：1、土建工程量较大，一次性投资较高。2、风机不能进行反转反风，反风时只能调整扇叶角度到124度进行正转反风，且反风启动电流大，可能造成无法启动，反风率无法计算。3、售后服务不到位，检修等工作需返厂进行。根据以上风机性能比较，结合二矿实际情况，建议选用沈阳航空发动机研究所风机厂AGF606型轴流通风机。沈阳航空发动机研究所风机厂技术方案：根据对所需购置的平煤股份二矿北风井主要通风机提出的技术要求，我厂认为选用本厂设计生产的AGF6063.01.42 型安全、高效风机完全能够满足用户的各项技术要求。AGF6063.01.42 风机主要技术参数：1 用户参数风 量 m3/s： 初期 96 中期250 后期336风 压 Pa： 初期 1960 中期3800 后期40702 设计点指标 风 量 m3/s： 250风 压 Pa ： 3900电机功率kw： 2240KW 电机型号： Y710-8 6KV电机转数r/min： 745效 率： 后期76% 中期82% 前期77%返 风 率： 50%3 机械参数动叶外径： 3000 mm轮毂直径： 1400mm叶轮级数：前期拆一级叶片；中后期2级一、 二级动叶片数：