通风设计陈可夯

呼伦贝尔学院 工程技术学院 矿井通风设计 08 级采矿工程 本 1 设计评语 成 绩 姓 名 XXX 指导教师 XXX班 级 XXXXXX 任课教师 XXX学 号 XXXXXXXXX 呼伦贝尔学院 工程技术学院 矿井通风设计 08 级采矿工程 本 2 目录目录 一 矿井通风设计的内容与要求 3 二 矿井通风设计的内容与要求 5 三 矿井风量计算 6 四 矿井通风总阻力计算 10 五 矿井通风设备的选择 11 六 概算矿井通风费用 13 呼伦贝尔学院 工程技术学院 矿井通风设计 08 级采矿工程 本 3 1 1 矿井通风设计的内容与要求 矿井通风设计的内容与要求 矿井通风设计的主要依据是 矿区气象资料 井田地质地形 煤层瓦斯风化 带垂深 各煤层瓦斯含量 瓦斯压力及梯度等 煤层自然发火倾向 发火周期 煤尘爆炸危险性及爆炸指数 矿井设计生产能力及服务年限 矿井开拓方式及 采区巷道布置 回采顺序 开采方法 矿井巷道断面图册 矿区电费等 1 1 矿井通风设计的内容包括 1 确定矿井通风系统 2 矿井风量计算和风量分配 3 矿井通风阻力计算 4 选择通风设备 5 概算矿井通风费用 1 2 矿井通风设计满足以下要求 1 将足够的新鲜空气有效地送到井下工作场所 保证生产和创造良好 的劳动条件 2 通风系统简单 分流稳定 易于管理 具有抗灾能力 3 发生事故时 风流易于控制 人员易于撤出 4 有符合规定的井下环境及安全监测系统或检测措施 5 通风系统的基建投资省 运营费用低 综合经济效益好 1 3 矿井概况 某矿井 井田走向长度 3 89km 倾斜长度 1 98m 单一煤层 煤层厚度 2 6m 煤层倾角 相对瓦斯涌量 10 4 采煤工作面绝对瓦斯涌出量 5 6 掘进工 作面绝对瓦斯涌出量 1 8 煤层无自然发火和煤尘爆炸危险 呼伦贝尔学院 工程技术学院 矿井通风设计 08 级采矿工程 本 4 二二 优选矿井通风系统优选矿井通风系统 一 矿井通风系统的要求 1 每一矿井必须有完整的独立通风系统 2 进风井口应按全年风向频率 必须布置在不受粉尘 煤尘 灰尘 有 害气体和高温气体侵入的地方 3 箕斗提升井或装有胶带输送机的井筒不应兼做进风井 如果兼做进 风井使用 必须采取措施 满足安全的要求 4 多风机通风系统 在满足风量按需分配的前提下 各主要通风机的 工作风压应接近 当通风机之间的风压相差较大时 应减小共用风路的风压 使其不超过任何一个通风机风压的 30 5 每一个生产水平和每一个采区 都必须布置回风巷 实行分区通风 6 井下爆破材料库必须有单独的新鲜风流 回风风流必须直接引入矿 井的总回风巷或主要回风巷中 7 井下充电室必须用单独的新鲜风流通风 回风风流应引入回风巷 二 确定矿井通风系统 依据矿井通瓦斯涌出量 矿井设计生产能力 煤层赋存条件 表土层厚度 井田面积 地温 煤层自燃倾向性及兼顾中后期生产需要等条件 提出多个技 术上可行的方案 通过优化或技术经济比较后确定矿井通风系统 矿井通风系 统应具有较强的抗灾能力 当井下一旦发生灾害性事故后 所确定的通风系统 能将灾害控制在最小范围 并能迅速恢复正常生产 通风机采用抽出式工作方式 矿井通风方式为边界通风 呼伦贝尔学院 工程技术学院 矿井通风设计 08 级采矿工程 本 5 三三 矿井风量计算矿井风量计算 一 矿井风量计算原则 矿井需风量 按下列要求分别计算 并采取其中最大值 1 按井下同时工作最多人数计算 每人每分钟供给风量不得少于 4 3 m 2 按采煤 掘进 硐室及其他实际需要风量的总和进行计算 二 矿井需风量的计算 1 采煤工作面需风量的计算 采煤工作面的风量应该按下列因素分别计算 取其最大值 1 按瓦斯涌出量计算 100 8 1 3 1040 式中 第 i 个采煤工作面需要风量 wi Qmin 3 m 第 i 个采煤工作面瓦斯绝对涌出量 gwi Qmin 3 m 第 i 个采煤工作面因瓦斯涌出不均匀的备用风量系 gwi k 数 它是该工作面瓦斯绝对涌出量的最大值与平均值之比 生产矿井可根 据各个工作面正常生产条件时 至少进行 5 昼夜的观测 得出 5 个比值 取其最大值 通常机采工作面取 炮采工作面取 水采工作面取 2 按工作面进风流温度计算 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表的要求 T 15 8 所以风速为 0 5 0 8C 0 采煤工作面空气温度与风速对应表 1 sm 采煤工作面进风气温采煤工作面风速 150 3 0 5 15 180 5 0 8 18 200 8 1 0 20 231 0 1 5 23 261 5 1 8 采煤工作面的需要风量按计算 60 1 16 1 2 1152 呼伦贝尔学院 工程技术学院 矿井通风设计 08 级采矿工程 本 6 式中 第 i 个采煤工作面的风速 按其进风流温度从表 中选 wi 取 m s 第 i 个采煤工作面有效通风断面 取最大和最小控顶时 wi S 有效断面的平均值 第 i 个工作面的长度系数 可按表选取 wi k 采煤工作面长度风量系数表 采煤工作面长度 工作面长度风量系数 1801 30 1 40 3 按使用炸药量计算 25 9 225 式中 25 没使用 1kg 炸药的供风量 min 3 m 第 i 个采煤工作面一次爆破使用的最大炸药量 kg wi A 4 按工作人员数量计算 Qwi 4 nwi 4 30 120 式中 4 每人每分钟应供给的最低风量 min 3 m 第 i 个采煤工作面同时工作的最多人数 个 wi n 5 按风速进行验算 按最低风速验算各个采煤工作面的最小风量 60 0 25 16 240 按最高风速验算各个采煤工作面的最大风量 60 4 14 3840 采煤工作面有串联通风时 按其中一个最大需风量计算 备用工作面亦 按上述要求 并满足瓦斯 二氧化碳 风流温度和风速等规定计算风量 且 不得低于其回采时需风量的 所以取 1152m3 min 呼伦贝尔学院 工程技术学院 矿井通风设计 08 级采矿工程 本 7 2 掘进工作面需风量计算 1 按瓦斯涌出量计算 Qhi 100 Q ghi ghi k 式中 Qhi 工作面得需风量 min 3 m Q ghi 掘进工作面得绝对瓦斯涌出量 取 Qg 8 min 3 m ghi k 掘进工作面瓦斯涌出不均匀和备用系数 取 1 7 则 Qhi 100 8 1 7 1360 2 按炸药量计算 Qhi 25 hi A 25 9 225 式中 25 使用 1 炸药得供风量 min 3 m hi A 掘进工作面一次爆破所用最大炸药量 3 按局部通风机吸风量计算 Qhi 200 1 2 240ikQ hfhfi 式中 掘进工作面通风机额定风量 局部风机型号为 hfi Q JBT 52 则 Q1 200 防止局部通风机吸循环风得风量备用系数取 Kh 1 2 hfi k 各种局部通风机的额定风量各种局部通风机的额定风量 风机型号额定风量 m 3 min1 JBT 51 5 5KW 150 JBT 52 11KW 200 JBT 61 14KW 250 JBT 62 28KW 300 4 按工作人数计算 Qhi 4 nhi 4 20 80 式中 nhi 第 i 个掘进工作面同时工作的最多人数 人 5 按风速进行验算 各个巷道掘进工作面最小风量 呼伦贝尔学院 工程技术学院 矿井通风设计 08 级采矿工程 本 8 60 0 15 14 126 hihi SQ 15 0 60 各个煤巷或半煤巷掘进工作面最小风量 60 0 25 14 210 dihi SQ 25 0 60 60 4 14 3360 hihi SQ 460 取最大风量 Qhi 1360 m3 min 时符合风速要求 3 硐室需风量计算 1 机电硐室 采区个硐室得风量可按经验值来确定 又结合本矿实际低瓦斯矿得实际情况 确定为 采区绞车房 Q1q 60 变电室 Q2 60 爆破器材室 Q3 80 则硐室总需风 量为 Q 硐 200 机电硐室发热系数 表 机电硐室名称发热系数 空气压缩机房 0 20 0 23 水泵 0 01 0 03 变电所 绞车房 0 02 0 04 按经验值取 70 m3 min 2 爆破材料库 Qri 4 V 60 4 200 60 133 式中 Qri 库房容积 m3 3 充电硐室 Qri 200 qrhi 200 0 6 120 式中 qrhi 第 i 个充电硐室在充电时产生的氢气量 m3 min 所以取 133 m3 min 4 其他用风巷道得需风量计算 1 按瓦斯涌出量计算 Qoi 133 Q gi Koi 式中 Qoi 其他用风巷道瓦斯涌出量 取 Q gi 8 取 Koi 1 25 则 Qoi 133 8 1 25 1330 2 按最低风速验算 Qoi 60 0 15 14 126 所以取 1330 m3 min 5 矿井总风量计算 矿井的总进风量 应按采煤 掘进 硐室及其它地点实际需风量的总和计 呼伦贝尔学院 工程技术学院 矿井通风设计 08 级采矿工程 本 9 算 KQQQQQ 它硐掘采矿 1152 1360 133 1330 1 1 4372 m3 min 72 9m3 s 式中 Q采 采煤工作面 备用工作面需风量之和 m3 min Q掘 掘进工作面需风量之和 m3 min Q硐 独立通风硐室需风量之和 m3 min Q它 其它用风地点需风量之和 m3 min K 矿井通风系数 当采用压入式或中央并列式通风时 K 1 2 1 25 当采用中央分列式或混合式通风时 K 1 15 1 20 当采用对角式或区域式通风时 K 1 10 1 15 矿井年产量 T 0 9Mt 时 取小值 T 0 9 Mt 时 取大值 四四 矿井通风总阻力计算矿井通风总阻力计算 一 矿井通风总阻力计算原则 1 矿井通风总阻力 不应超过 2940 Pa 2 矿井井巷的局部阻力 新建矿井 包括扩建矿井独立通风的扩建区 宜 按井巷摩擦阻力的 10 计算 扩建矿井宜按井巷摩擦阻力的 15 计算 二 矿井通风总阻力计算 通风容易使时期总阻力 hme 1 1 1 15 hfe 通风困难使时期总阻力 hmd 1 1 1 15 hfd hf hfi h hfi fi luQ luQ2 2 S S2 2 hme 1 15 200 230 hmd 870 1 15 1000 呼伦贝尔学院 工程技术学院 矿井通风设计 08 级采矿工程 本 10 五五 矿井通风设备的选择矿井通风设备的选择 一 矿井通风设备的要求 1 矿井必须设计两套同等能力的主要通风设备 其中一套备用 2 选择通风机应满足第一开采水平各个时期工况变化 并使设备长期高 效率运行 当工况变化较大时 根据矿井分期时间及节能情况 应分期选择电 动机 3 通风机能力应留有一定的余量 轴流式通风机在最大设计负压和风量 时 轮叶运转角度应比允许范围小 5o 离心式风机的选择设计转速不宜大于允 许最高转速的 90 4 进 出风井井口的高差在 150 米以上 或进 出风井井口标高相同 但井深 400 米以上时 宜计算矿井的自然风压 二 主要通风机的选择 1 计算通风机风量 由于外部漏风 风机风量 Qt 大于矿井风量 Qm Q f k Qm 1 1 4372 4809 式中 式主要通风机得工作风量 f Q 是矿井需风量 m Q K 是漏风损失系数 风井不做提升用时取 1 1 箕斗井 兼做回风用时取 1 15 回风并兼做升降人员时取 1 2 K 漏风损失系数 取 K 1 1 2 计算风机风压 轴流式通风机 提供的大多是静压曲线 容易时期 自硐 小 阻 小 静 hhhH 1000 200 150 1050Pa 困难时期 自硐 大 阻 大 静 hhhH 1000 200 50 1250pa 矿井总阻力为 1000pa 通风机附属装置的各部分阻力 取 hd 200 Pa 自然风压在困难和容易时期分别为 50pa 和 150pa 呼伦贝尔学院 工程技术学院 矿井通风设计 08 级采矿工程 本 11 离心式通风机 提供的大多是全压曲线 容易时期 自扩硐 小 阻 小 全 hhhhH 1000 200 50 150 1100pa 困难时期 自扩硐 大 阻 大 全 hhhhH 1000 200 50 50 1300pa 3 初选通风机 根据设计工况点初选通风机 在 BD 系列风机特性曲线风量标 Q 72 9 m3 s 点 处 做 Q 轴垂线 在风压坐标 H 1050Pa 和 H 1250Pa 处做 Q 轴平行线 三条线 段分别相交与和两点 选择两个工况点均在合理工作范围内的风机 BDNo 22 BDNo 26 风机装置符合要求 因为设计工况点不是恰好在所选风机 的特性曲线上 所以应根据通风机的工作阻力 确定其实际工况点 4 求通风机的实际工况点 1 计算通风机的工作风阻 用静压特性曲线时 R sd min 1050 72 9 2 0 1976 R sd max 1250 72 9 2 0 2352 用全压特性曲线时 Rtd min 1100 72 9 2