通风设计说明书内容.doc

第一章 采区地质概况1. 采区概况该采区位于该矿第一水平，开采2号煤层。采区上以-400为界，下以-700为界，右以断层为界，左以保护煤柱为界。采区走向长2900m，倾斜长度2100m，煤层走向为东西走向，煤层平均厚度为11m，倾角平均7左右，煤的密度为1.33t/m，地面无需保护地物，邻近采空区对本采区无影响。井底车场位于采区的左上侧，水平运输大巷在本采区岩层中。2. 采区煤层及其顶底板特征煤层的自燃发火期为6个月，煤层顶板无伪顶，直接顶为厚度8.0m的细沙岩（III类），基本顶厚为11m厚度的石灰岩（II类）。煤层底板为砂页岩。3. 采区瓦斯.相对涌水量.煤质 采区瓦斯相对涌出量为15m/t，正常涌水量120m/h。煤尘具有爆炸性，煤质中硬。第二章 采区通风系统第1节 采区进回风上山的选择 1.采区的运输上山进风，轨道上山回风的采区通风系统，这种通风系统，由于风流方向与运煤方向相反，容易造成煤尘飞扬，煤炭在运输过程中所涌出的瓦斯，使进风流中的瓦斯浓度和煤尘浓度增大，影响工作面得安全卫生条件；运输上山电气设备所散发的热量，使进风流温度升高。 2.采区的轨道上山进风，运输上山回风的采区通风系统，这种通风系统轨道上山的绞车房易于通风，但输运设备处于回风流中，对机电设备管理不利。第2节 采煤工作面进风巷与回风巷的布置 这种通风方式系统取消了采区上山，与走向长壁工作面通风系统相比，具有系统简单，通风路线短，风流方向转折变化少，通风设施少，漏风少等优点。 新鲜风流从运输大巷进风行人斜巷分带运输斜巷工作面分带回风斜巷材料巷回风大巷第3节 采煤工作面上行风与下行风的选择 1.采区的下行风是指沿采煤工作面得风流由标高低的地方向标高高的地方流动的方式。 从排放瓦斯的角度看采用上行通风时瓦斯不易于风流混合。风流的方向与运煤的方向相反易引起煤尘飞扬，从而增加工作面风流中德 煤尘浓度，是工作面风流瓦斯浓度增大。上行通风时采空区涌出的瓦斯大部分积聚在上偶角，加之瓦斯与风流不易混合，造成上偶角经常瓦斯积聚超限。在夏季除浅矿井外，采用上行通风时，采区进风流和回风流之间产生的自然风压和机械风压的作用方向相反。 2.采区的上行风是指沿采煤工作面得风流由标高高的地方向标高低的地方流动的方式。 从排放瓦斯的角度看下行通风时，瓦斯自然流动方向与风流方向相反，易于混合，不易于出现瓦斯分层流动和局部积存的现象。运输过程产生的煤尘和产生的瓦斯随风流进入采区回风巷中。采煤工作面的瓦斯量比上行通风时小，上偶角不易产生瓦斯积聚现象，且采空区的瓦斯有较多一部分是从采空区的漏风侧排出，减少了涌入工作面得瓦斯量。运输设备在回风流中，机电设备散发的热量不影响工作面气温。采用下行通风时，运输设备在工作面回风流中运转，安全性较差。 第三章 采区所需风量的确定第1节 采煤工作面所需风量的计算1、 采区所需风量的计算1.矿井按照一个回采工作面布置，风量计算内容如下：.按瓦斯（二氧化碳浓度）涌出量确定需要风量：按照瓦斯涌出量计算 Q采=100q采 Kgw =1000.4811.6 =76.96 m3 /min式中：Q采为回采工作面需风量 （m3 /min）； q采 为回采工作面回风巷风流中瓦斯平均绝对涌出量； Kgw为采煤工作面瓦斯涌出不均匀的通风系数，取1.60。2.按回采工作面同时作业最多人数计算需要风量，每人供风量4 m3/min： Q=4Nw =428 =112m3 /min式中：4为每人每分钟应供给的最低风量（m3 /min）； Nw 为采煤工作面同时工作的最多人数取28（个）；3.按工作面温度选择适宜的风速进行计算：Q采=60V采S采Ki=6016.01= 360m3/min式中：V采按其进风流温度采煤工作面的适宜风速，取1m/s； S采采煤工作面平均断面积，6.0m2； Ki工作面长度系数，取1.0。 4.综采工作面所需风量确定 Q=VS =26 =12m3/s=720m3/min式中：V综采工作面的风速 S综采煤工作面平均断面积，6.0m2； 5.按风速进行验算按最低风速验算Qmin=15S综采=156.0=90m3/min按最高风速验算Qmax=240S综采=2406.0=1440m3/minQmin Q采Qmax经验算风量符合要求，本工作面风量不少于720m3 /min。第二节 备用工作面所需风量的计算 1.综采工作面所需风量确定的一半 Q=VS =26 =12m3/s=720m3/min 7202=360m3/min 式中：V综采工作面的风速 S综采煤工作面平均断面积，6.0m2；备用工作面风量为360m3/min 第三节 掘进工作面所需风量的计算矿井按照三个掘进工作面布置,风量计算如下： 1.按瓦斯涌出量计算Q1=100QWCKCT式中：QWC-工作面瓦斯或二氧化碳绝对涌出量，根据瓦斯等级鉴定结果为0.481 m3/min。KCT-掘进工作面的备用系数；无实测资料时，取2.0则：Q1=1000.4812.0=96.20m3/min。 2.按炸药使用量计算Q2=25A式中：25-稀释每千克炸药产生炮眼所需风量m3/min。A-掘进工作面一次性爆破使用最大炸药量，按照巷道掘进取最大一次爆破用炸药量为取2.70Kg。Q2=252.70=67.50 m3/min。 3.按掘进工作面同时工作最多人数计算Q3=4NK式中：N-工作面同时工作最多人数，按照9人计算。 K-矿井通风系数，取1.2Q3=491.2=43.20m3/min 4.按局部通风机的实际吸风量计算Q4=Q局I=1801=180 m3/min式中：Q局-掘进工作面局部通风机的实际吸风量，m3/min。根据以上计算结果调整为180m3/min。I-掘进工作面同时通风的局部通风机台数，本矿为1台。根据以上计算，工作面需风量取180 m3 /min。 5.风筒采用抗静电、阻燃风筒，直径600mm，风筒必须吊挂平整，逢环必挂。缓慢拐弯，保证风流稳定。 6.风量验算：a、按照掘进工作面的最低风量验算：Q煤15S煤=155.40=81 m3/minb、按照掘进工作面的最高风量验算：Q岩240S岩=2405.40=1296 m3/mi经验算风量符合要求，每个掘进工作面风量不少于180 m3 /min。第3节 采区硐室需风量计算 1.采区内绞车房： 绞车房需要风量暂时定：3m3 /min，最后根据风量分配进行调整。 2.其它用风地点： 需要风量暂时定：3m3 /min，最后根据风量分配进行调整。 第五节 采区总需风量计算 1.矿井总进风量： Q总=（Q采+Q掘+Q硐+Q其它）K矿通 =（360+1803+3+3）1.20 =1087.20m3/min =18.12 m3/s矿井总进风量确定为18.12m3/s 第4章 计算矿井通风总阻力第1节 矿井通风总阻力的计算原则 计算矿井通风阻力时，应分别计算出通风机服务年限内通风容易时期和困难时期的最小阻力和最大阻力。选择达到设计产量条件下的通风机服务年限内，通风容易和通风困难两个时期通风最大阻力线路，沿途计算出各段井巷的通风阻力，然后分别累加，得出和。据此选用的主要通风机既能满足通风困难时期（）的要求，又能在通风容易时期内保证合理使用。在计算时，需先绘出各个时期的通风网络图。 上述两个时期的矿井通风网络中有较多的并联系统，且较难以确定哪个并联系统的通风阻力最大，可选取几条风量较大路线较长的线路分别计算并进行比较，以确定出各时期的最大通风阻力线路作为计算依据。 计算时，要先分析出各个计算系统中自然分配风量和按需分配分量的分支，然后再分别按各自分配的风量计算各分支的通风阻力。 为了减少矿井的外部漏风和主要通风机运转费用，防止因主要通风机的风压过大引起煤炭自燃发火，以及避免因主要通风机选型太大使通风费用加大，矿井通风最困难时期的通风阻力不宜过大（一般不超过3000Pa，特大型矿井除外），必要时须对某些局部区域采取降阻措施。 计算矿井通风总阻力时，可不考虑风路沿途的漏风和局部阻力。因不考虑漏风所计算得到的矿井摩擦总阻力比实际漏风存在所产生的矿井摩擦总阻力约大20%25%。而矿井的局部阻力一般为矿井摩擦总阻力的15%25%。但是，如果矿井中局部阻力较多，且位于大风速区域内，则应将计算出的矿井摩擦总阻力加大10%20%。 计算矿井总阻力时，如果考虑漏风，应将计算路线上的摩擦阻力与局部阻力同时计算出来，将其累加即得矿井总阻力。计算时，对有漏风的区段须用平均风量计算其阻力。这种计算方法较麻烦，并且漏风情况难以准确估计，所以新设计矿井一般不采用。 第二节 计算两个时期的摩擦阻力 两个时期的摩擦阻力计算： 根据计算公式可知：，Q=VS,。 （1）1-2段的计算： 运输大巷支护方式为混凝土砌碹、外抹灰浆，L=1940m，U=7.8m,S=4m，,Q=12，Pa，V=3m/s。 （2）2-3段的计算： 运输斜巷支护方式为锚喷支护，L=1010m，U=8.7m，S=5m，Q=15，Pa，V=3m/s。 （3）3-4段的计算： 综采工作面支护方式为支撑掩护式支架， ，L=200m，U=10.2m，S=6m，Q=18，Pa，V=3m/s。 （4）4-5段的计算： 轨道斜巷支护方式为锚喷支护，L=940m，U=7.8m，S=4m，Q=12，Pa，V=3m/s。 （5）5-6段的计算： 回风大巷支护方式为混凝土砌碹、外抹灰浆，L=2176m，U=7.8m，S=4m，Q=12，Pa，V=3m/s。 第3节 列出表格选取段序号选取段名称支护形式 L/mU/mS/m/（）Q/（）Q/()V/(m/s)-运输大巷砌碹19407.84640.71121441013-运输斜巷锚喷支护10108.7512571522515753-综采工作面支撑掩护式支架20010.262163183249723-轨道斜巷锚喷支护9407.8464101214414403- 回风大巷砌碹21767.84640.8121441153 （6）计算两时期的总阻力： = =1.15101 =116.15Pa = =1.201575 =1890Pa式中：、-矿井通风容易时期、通风困难时期的总阻力，Pa； 、-矿井通风容易时期、通风困难时期的总摩擦阻力，Pa； -局部阻力系数，一般取=1.0，当风路中局部阻力物较多且位于 大风速区时，取=1.11.2，计算时取=1.15，计算 时取=1.20。 （7）风硐阻力的计算 对风硐的要求是通风阻力一般不超过100Pa200Pa。故风硐的通风阻力不必计算，可取=200Pa。第5章 选择矿井通风设备第1节 选择主要通风机由于条件限制，矿井无法测定计算自然风压和开采期采区远近对总风量的影响。 1.计算主要通风机风量 主要通风机风量按下式计算 = 1.0818.12 = 19.57 = 1174.18 式中 -矿井总风量，； -外部漏风系数，抽出式通风时，风井有提升任务=1.10；无提升任务=1.05；压入式通风时，风井有提升任务=1.15，无提升任务=1.1。 2.计算主要通风机风压 抽出式通风时，两个时期的主要通风机静风压和分别为 =+，Pa =16.15+200 =216.15Pa =+，Pa =1890+200 =2190Pa 式中：、-通风容易时期和通风困难时期的矿井通风阻力，Pa； -风硐的通风阻力，Pa。 第2节 选择电动机 1.计算通风机输入功率 （1）通风容易时期输入功率的计算 2.8kw式中 -通风容易时期主要通风机的输入功率，KW； -通风容易时期主要通风机风压，Pa； -主要通风机风量，； -主要通风机得工作效率（依工况点取值），应当使=0.70.75。 （2）通风困难时期输入功率的计算 = =44KW 式中 -通风困难时期主要通风机的输入功率，KW； -通风困难时期主要通风机风压，Pa； -主要通风机风量，； -主要通风机得工作效率（依工况点取值），应当使=0.70.75。 2.计算电动机功率 当0.6时，前期、后期各选一台电动机。 （1）电动机功率为 14KW式中 -电动机功率，KW； -电动机容量备用系数，取1.11.2； -电动机效率。取0.90.94（大型电机取较大值）； -传动效率，直接传动取1，皮带传动取0.95。 = =54KW式中 -电动机功率，KW； -电动机容量备用系数，取1.11.2； -电动机效率。取0.90.94（大型电机取较大值）； -传动效率，直接传动取1，皮带传动取0.95。选择的主要风机为：由煤矿地面用防爆抽出式串联轴流通风机性能参表可知选择机号NO11轴流式通风机2台，1台工作，1台备用。转速n=1450工况点M：=19.57，=2190Pa功率=44KW。 选择电机：通风机和电动机是直接转动。根据=44KW，n=1450，选取电机2台，1台工作，1台备用。电机参数为n=1450，功率为=45KW第6章 概算矿井通风费用第1节 计算每吨煤的通风电费 1.吨煤通风电费计算 矿井通风容易时期和困难时期共选2台主要通风机时，其耗电量为 上面可取。 E=4380（）/（） =4380（54+14）/（1.10.950.9） =326683KWh式中 -变压器效率，可取0.95； -电缆输电效率，取决于电缆长度和每米电缆损耗，可在0.900.95内选取。2.吨煤通风电费计算 吨煤通风电费为 =3266