七台河市立新煤矿矿井通风设计说明书.doc

课程设计 论文 任务书课程设计 论文 任务书 一 设计题目一 设计题目 立新煤矿二采区通风系统设计 二 设计内容二 设计内容 根据立新煤矿的地质条件 煤层赋存情况 矿井生产系统以及整个矿井的瓦 斯涌出情况 先确定了该矿的矿井通风系统 然后通过计算确定了该矿所需的总 风量和矿井总阻力 最后选择了合适的通风机 三 进度安排三 进度安排 第十六周 收集资料 第十七周 绘图 第十八周 绘图和编制说明书 第十九周 设计说明书的修改 整理和打印 第二十周 准备答辩 四 参考文献四 参考文献 1 中华人民共和国煤炭工业部 煤矿矿井设计规范 中国计划出版社 1994 2 孙宝铮 矿井开采设计 中国矿业大学出版社 1986 3 黄元平 矿井通风 中国矿业大学出版社 1986 4 国家煤矿安全监察局 煤矿安全规程 煤炭工业出版社 2001 5 煤矿矿井采矿设计手册 编写组 采矿设计手册 下 煤炭工业出版社 1982 6 张幼蒂 矿井系统工程 中国矿业大学出版社 2000 五 成果形式五 成果形式 1 立新煤矿二采区通风系统说明书一份 2 立新煤矿二采区通风系统图 安全工程学院成绩评定表安全工程学院成绩评定表 安全教研室安全教研室 指指 导导 教教 师师 评评 语语评评 定定 成成 绩绩 指导教师 指导教师 教研室主任 教研室主任 摘要 矿井通风设计是整个矿井设计内容中的重要组成部分 是保证安全生产的重要环节 因此 必须周密考虑 精心设计 力求实现预期要过 本文通过对确定矿井通风系统 矿 井总风量的计算与分配 矿井通风阻力计算 选择通风设备 概算通风费用等问题的研究 与分析 深化了矿井通风设计中相关环节的设计与应用 关键词关键词 矿井通风系统 矿井通风设备 矿井通风相关数据计算 目目 录录 1 矿区概述及井田地质特征矿区概述及井田地质特征 错误 未定义书签 1 1 矿区概述 错误 未定义书签 错误 未定义书签 1 1 1 地理位置 错误 未定义书签 错误 未定义书签 1 1 2 地形 地势及水文 错误 未定义书签 错误 未定义书签 1 1 3 矿井气候条件 错误 未定义书签 错误 未定义书签 1 2 井田地质特征 1 1 2 1 煤系地层概述 1 1 2 2 井田范围及勘探程度 1 1 2 3 地质构造 1 1 3 煤层特征 1 1 3 1 煤层情况分述如下 2 1 3 2 煤层特征 2 2 井田境界及储量井田境界及储量 2 2 1 井田境界 2 2 2 井田的工业储量 2 2 3 井田可采储量 2 2 3 1 井田储量的确定原则和主要依据 2 2 3 2 可采储量的计算 3 3 矿井工作制度及设计生产能力 服务年限矿井工作制度及设计生产能力 服务年限 3 3 1 矿井工作制度 3 3 2 矿井设计生产能力及服务年限 3 4 井田的开拓及基本巷道布置井田的开拓及基本巷道布置 4 4 1 矿井开拓 4 4 1 1 影响开拓方式的因素 4 4 1 2 井筒开拓方式的选择 4 4 1 3 井筒位置 数目及坐标的确定 4 4 1 4 开拓系统综述 5 4 2 矿井基本巷道 5 4 2 1 主井 副井及风井 5 4 2 2 井底车场 5 4 2 3 采区巷道和峒室 5 4 2 4 主要巷道布置 5 4 3 采煤方法和矿井运输 提升系统 5 5 矿井通风系统矿井通风系统 5 5 1 矿井通风系统的选择 5 5 1 1 选择矿井通风系统的原则 5 5 1 2 矿井通风系统的选择 5 5 1 3 矿井通风方式的选择 6 5 1 4 采区通风系统的选择 7 5 2 矿井需风量的计算 7 5 2 1 风量计算的标准和原则 7 5 2 2 瓦斯涌出量的计算 7 5 2 3 矿井风量计算 8 5 2 4 矿井总风量计算 12 5 2 5 矿井总风量分配 12 5 2 6 风量分配后的风速校核 13 5 3 矿井通风阻力的计算 14 5 3 1 摩擦阻力计算 14 5 3 2 摩擦阻力系数 a 的确定 14 5 3 3 采煤工作面 a 的确定 14 5 3 4 摩擦阻力的具体计算 14 5 3 5 局部阻力的计算 15 5 3 6 自然风压 15 5 3 7 矿井通风总阻力 15 5 3 8 矿井等积孔 15 5 3 9 通风构筑物 16 5 4 扇风机的选择 16 5 4 1 选择原则及步骤 16 5 4 2 扇风机的选择 16 5 4 3 主扇工况点 16 5 5 电动机选型 16 参考文献参考文献 17 第第 1 1 章章 矿区及安全概况井田地质特征矿区及安全概况井田地质特征 1 11 1 矿区概矿区概述述 1 1 11 1 1 地理位置 地理位置 立新煤矿位于七台河矿区西部 距七煤公司约十二公里 行政区划属黑龙 江省七台河市立新区管辖 地理坐标为北纬45 46 45 47 东经 130 30 130 31 井田东西走向长约 5 5km 南北倾斜宽约 2 5km 面积约 13 75km2 1 1 2 地形 地势及水文地形 地势及水文 矿区地形属于漫岗及丘陵地形 地势特点西高东低 地表平均标高 170m 240m 七台河发源于本区南部山区 为倭肯河支流 河宽20m 左右 水深 0 3m 左右 平常期流量为 0 5 1 5m3 s 洪水期流量为 10 200 m3 s 属季节性河流 该河位于本区西部 泾流方向由南向北 垂直煤系地层走 向 基本切割本矿区全部煤系地层 对矿区的开发有一定的影响 1 1 3 矿井气候条件 矿井气候条件 矿区属于大陆性气候 最高气温31 C 最低气温 34 C 年降水量 370 631mm 左右 冻结期由 11 月至次年 4 月末 冻结深度一般为 2 0m 风向多西风 最大风速为25m s 1 21 2 井田地质特征井田地质特征 1 2 1 煤系地层概述煤系地层概述 井田内的地质构造以断层为主 根据多年来生产实践和勘探资料及各小 煤矿的揭露 现确定井田内的断层共有二组 现分述如下 第一组与煤层走向斜交 走向一般在N30 50 W 属张性断层 断层面比较平直 倾角一般在55 70 左右 为正断层 是划分井田矿 界的主要构造 第二组与煤层走向斜交 局部近于平行 走向N45 80 E 属压 扭性断层 常被第一组切割 这组断层在井田内不太发育 1 2 2 井井田田范范围围及及勘勘探探程程度度 立新煤矿煤系地层属上侏罗统鸡西群含煤地层 主要由城子河组上部和 穆棱组下部组成 下部界限从47 煤层底板开始 上至 44 煤层 地层厚 度 850m 共含煤 2 层 总厚度 7 2m 穆棱组平行不整合于城子河组之上 以 47 煤层底板含砾粗砂岩为城子河组和穆棱组分界 根据岩性特征和含煤 性 本矿区的地层主要在城子河组第五段和第九段之间 立新煤矿地处勃利煤田 勃利煤田位于我国新华夏系第二隆起带 双鸭 山 七台河 鸡西中生代坳陷中部 是一个弧形构造 立新矿位于弧形构 造西翼 区内地层总体向南倾斜 煤层走向由N60 W 渐变为 EW 方向 煤层倾角由北向南逐渐变大 井田中部煤层倾角15 20 井田南部煤 层倾角 20 30 整个井田为一向南倾斜呈弧形展布的单斜构造 1 2 3 地质构造 地质构造 1 1 断断层层和和褶褶曲曲情情况况 褶皱常为线状褶皱 一般背斜较为紧密 向斜较为宽缓 二者常相间排 列 构成隔挡式褶皱组合 并控制着煤炭赋存的基本特征 断裂线性特征明显 近东西向断裂一般线性明显 延伸较远 切割较深 为本区主要断裂 常为走向断裂 北西向断裂线性明显 延伸较远 常为 走滑平移断裂 北东和北北东向断裂发育较少 这些断裂多为正断层 只 有少量逆断层分布于煤田西南部的平超矿区 关口勘查区等 它们往往成 组出现 正断层在剖面上常呈阶梯状 地堑状 地垒状 逆断层在剖面上 常组成迭瓦状 这些断层及其组合不但调整 分割着褶皱构造 也直接控 制着煤系的赋存状态 2 2 火火成成岩岩侵侵入入情情况况 地质填图 钻探 地震和矿井生产中未发现岩浆岩及岩溶陷落柱 1 3 煤层特征煤层特征 1 3 1 煤煤层层情情况况分分述述如如下下 立新煤矿开采的煤层主要位于侏罗系鸡西群城子河含煤组 本组共有中 厚煤层 2 组 为了清楚起见 现将各煤层厚度 结构 容重和顶底板情况 分层 以文字叙述如下 1 44 煤层 煤层厚度 3 51 3 69m 平均煤层厚度 3 60m 煤层结构 简单 赋存稳定 无夹石 全区发育 容重1 50T m3 顶板为中细砂岩 伪顶为 0 1m 的煤泥岩或含炭泥岩 底板为粉砂岩 2 47 煤层 煤层厚度 3 55 3 65m 平均煤层厚度 3 60m 平均倾角 16 全区发育 属 于稳定的中厚煤层 结构单一 容重 1 50T m3 顶板为粉砂岩或泥岩 底板为粉砂岩 灰 分在 20 左右 煤层特征详见表 1 1 表 1 1 煤层特征表 1 3 2 煤煤层层特特征征 露头风化带 它影响矿区划分 对开采北部煤层不利 但却是矿区北部接受西部岩溶 水和富康泉群地下 地表水的富水断层和导水通道 对矿井水的赋存和疏排起重要作用 一 煤的物理性质 立新煤矿内的煤层是由高等植物所形成的腐植煤 其肉眼煤岩成分主要 是亮煤 暗煤 夹镜煤丝带 丝炭较少 黑色光亮 内生裂隙发育 质脆 黑色 条带状 层状结构 其煤岩类型多为光亮型 半亮型和半暗型 镜 下鉴定为 煤岩组成多是凝胶物基质体 色鲜红 以镜煤化物质为主 树 脂胶体占次要地位 矿物杂质多见 主要是石英 长石 高岭石 方解石 和云母 尤其以长石和粘土质泥岩多见 二 煤的化学性质 原煤灰分变化较大 一般在20 30 超过 30 的情况也常见 净 煤灰分一般在 10 左右 胶质层厚度一般在8 15mm 挥发分一般在 30 39 硫含量一般在 0 2 左右 磷含量一般在 0 01 0 02 属低 硫 低磷煤 发热量一般在7000J kg 左右 根据化验资料 按照中国煤 炭分类国家标准 本矿区的各煤层挥发分差距不大 胶质层厚度也基本相 近 主要以煤的粘结指数GRI 为依据 GRI 65 的定为气煤 GRI 65 的定为 1 3 焦煤 本矿区参与储量计算煤层均为1 3 焦煤 煤的变质作用 以区域变质作用为主 各煤层的工业牌号及工业指标参见煤层标定牌号测 试结果汇总表 经七煤公司化验室和立新选煤厂化验室化验 本矿各煤层多属中等可选 煤 主要工业用途以冶金用煤为主 火电厂作动力用煤次之 煤厚 m 层 次 最小最大平均 层平均间 距 m 稳定性发育范围顶板底板 443 513 693 6020 稳定全区发育 粉砂 岩 细砂 岩 473 553 653 6020稳定全区发育 细砂 岩 细砂 岩 第第 2 章章井田境界及储量井田境界及储量 2 1 井田境界井田境界 立新煤矿的远景储量开发区为桃七三区 位于本矿区南部2 5km 处 桃七三区的勘探区范围为 东与桃山矿生产区相邻 西部以F6断层为界 北与东风矿生产区相邻 南以 600m 为界 东西走向长 5 5km 南北倾斜 宽 2 5km 面积约 13 75km2 2 2 井田工业储量 井田工业储量 矿井工业储量是指平衡表内A B C 级储量的总和 矿井设计储量是 矿井工业储量减去设计计算的断层煤柱 防水煤柱 井田境界煤柱和已有 的地面建筑物 构筑物需要留设的保护煤柱等永久煤柱损失量后的储量 矿井可采储量是指矿井设计储量减去工业场地保护煤柱 矿井井下主要巷 道及上下山保护煤柱后乘以采区回采率的储量 计算公式如下 块段储量 块段面积 1 cos 平均倾角 块段平均厚度 容重 通过等高线块段法计算本井田工业储量为196 2Mt 2 3 井井田田可可采采储储量量 2 3 1 井井田田储储量量的的确确定定原原则则和和主主要要依依据据 立新煤矿井田范围内可计算的煤层有44 47 二层 各煤层储量计算 边界与井田境界基本一致 矿井储量是指矿井内所埋藏的数量 具有工业 价值的煤炭数量 它不仅包含着煤矿在地下埋藏的数量 而且还表示煤炭 的质量 反映井田的勘探程度及开采技术条件 矿井储量可分为矿井地质 储量 矿井工业储量和矿井可采储量 2 3 2 井井田田可可采采储储量量的的计计算算 计算公式如下 ZK ZC P C 2 1 式中 ZK 可采储量 ZC 工业储量 P 永久煤柱损失 C 采区回采率 回采要求 中厚煤层不应小于80 薄煤层不应小于 85 经各煤 层可采储量计算 汇总计算得本设计井田可采储量为128 1Mt 第三章第三章 矿井工作制度及设计生产能力 服矿井工作制度及设计生产能力 服 务年限务年限 3 1 矿井工作制度 矿井工作制度 立新煤矿矿井年工作日确定为330 天 矿井每日净提升 16 小时 采 用三八工作制制度 2 2 2 矿井设计生产能力及服务年限 矿井设计生产能力及服务年限 1 矿矿井井生生产产能能力力的的确确定定 矿井生产能力的大小主要根据井田储量 煤层赋存状况 地质条件等情 况来确定 还应该考虑到当前及今后市场的需煤量 本矿井的生产能力定 为 1 5Mt a 2 矿矿井井服服务务年年限限 矿井服务年限计算公式如下 T Z A k 2 2 式中 Z 矿井设计可采储量 Mt A 矿井生产能力 Mt a k 矿井储量备用系数 k 1 3 1 5 根据本矿井实际情况 取k 1 4 T Z A k 12810 2 150 1 4 61 年 根据 采矿工程设计手册 关于矿井服务年限的规定 本矿井生产能 力 1 5Mt a 服务年限 61 年符合规定 第四章第四章 井田的开拓及基本巷道布置井田的开拓及基本巷道布置 4 1 矿井开拓矿井开拓 4 1 1 影响开拓方式的因素 影响井田开拓方式的因素很多 主要因素包括 1 地形地质条件 矿体 赋存条件 如本矿体的厚度 倾角 偏角 走向长度和埋藏深度等 2 地质 构造破坏 如断层 破裂带等 3 矿石和围岩的物理力学性质 如坚固性 稳固性等 4 矿区水文地质条件 如地表水 地下水 河流湖泊等 5 地 表地形条件 如地面运输条件 地面工业场地布置 地面岩体崩落和移动范围 外不交通条件 农田分布情况等 6 总体设计和矿井生产能力要求等 4 1 2 井筒开拓方式的选择 在一定的井田地质条件 开采技术条件下 矿井开拓巷道有多种布置方式 开拓巷道的布置方式通称为开拓方式 矿井开拓就井筒形式来说 一般有以下几种形式 平硐 立井 斜井和 混合式 下面就几种形式进行技术分析 然后进行确定采用哪种开拓方式 平硐开拓的优点是井下出煤不需要提升转载即可由平硐直接外运 因而运 输环节和运输设备少 系统简单 费用低 但一般就适用于煤层埋藏较浅 平硐适合在较高的山岭 丘陵或沟谷地区 很显然 这种开拓方式不适合 本矿井 立井与斜井相比 立井开拓的适用性很强 一般不受煤层倾角 厚度 瓦 斯 水文等自然条件的限制 立井井筒短 提升速度快 提升能力大 对 辅助提升特别有利 对井型特大的矿井 可采用大断面的立井井筒 装备 两套提升设备 井筒的断面很大 可满足大风量的要 由于井筒短 通风 阻力小 对深井更为有利 本井田的煤层埋藏较深 地表附近的冲积层30 米比较薄 用立井开拓 不会造成影响 再有一大好处就是井筒开凿以后 其维护费用较低 对煤 炭提升极为有利 对于本矿井来说 平硐和斜井都是不适合的 所以混合式就更不能采用 根据 矿井设计规范 规定 煤层埋藏较深 表土层较厚 水文地质条 件复杂及主要可采煤层赋存比较稳定 储量比较丰富等特点 本设计采用 立井开拓 4 1 3 井筒位置 数目及坐标的确定 考虑到本矿井瓦斯含量低 煤层赋存较深 选用中央并列式通风 中 央并列式通风适用于生产能力不很大 瓦斯含量低的矿井 但矿井通风阻 力大 所以该井田设三个井筒 主井 副井 风井 2 井筒位置 井筒沿井田走向的位置 a 井筒设在井田储量的中央 可使沿井田走向的井下运输工作量最小 b 井筒设在井田中央时 两翼产量分配 风量分配比较均衡 通风网络较 短 通风阻力较小 c 井筒设在井田中央时 两翼分担产量比较均衡 各水平两翼开采结束时 间比较接近 井筒沿井田倾向的位置 从保护井筒和工业广场煤柱的损失看 愈靠近浅部 煤柱的损失愈小 愈 靠近深部 煤柱损失愈大 因此 井筒沿倾向应位于井田中上部 便于布置地面工业广场的井筒位置 a 要有足够的场地 便于布置矿井地面生产系统及其工业建筑物和构筑 物 b 要有较好的工程地质和水文地质条件 尽可能避开滑坡 崩岩 溶洞 流沙层 采空区等不良地段 这样既便于施工 也可以防止自然灾害的侵 袭 c 要便于矿井供电 给水和运输 并使附近有便于建筑居民区 排矸设 施等地点 d 要避免工业广场和井筒受水患 井筒位置应高于当地最高洪水水位 e 充分利用地形 使地面生产系统 工业场地总平面布置及地面运输合 理 并尽可能是平整工业场地的工程量最少 图 3 1 主井断面图 图 3 2 洒水管 压风管 信号通讯电缆 排水管 动力电 缆 副井断面图 图 3 3 风井断面图 4 1 4 开拓系统综述 本矿井开拓系统是指为全矿井 一个水平或若干采区服务的巷道 如井筒 井底车场 主要石门 运输大巷和回风大巷 或总回风道 主要风井等 1 井 筒数目的确定 2 开采水平的确定 3 4 2 矿井基本巷道矿井基本巷道 本矿井的基本巷道有井筒 运输大巷 回风大巷 回风井 4 2 1 主井和风井 考虑到煤的地质条件 赋存条件和交通运输的方便 主井和风井均位于井 田的一侧 4 2 2 井底车场 本矿井因井型小 且为立井开拓 所以采用立井环式井底车场 4 2 3 采区巷道和峒室 本井因井型小 硐室只有绞车房 4 2 4 主要巷道布置 本矿井主要巷道有运输大巷 轨道上山 运输上山 专用回风井 4 3 采煤方法和矿井运输 提升系统 采煤方法为走向长壁后退式 支护为金属支护顶板 矿井运输采用绞车 采煤工作面采用炮采 主井为箕斗提升 副井为罐笼提升 第五章第五章 矿井通风系统矿井通风系统 5 1 矿井通风系统的选择 5 1 1 选择矿井通风系统的原则 总的原则应贯彻 安全第一 预防为主 综合治理 的方针 并有利于 加快井下污风的及时排出 有利于节约电力 5 1 2 矿井通风系统的选择 根据邻近矿井的数据及实际勘探资料 可以推算出本设计矿井属低瓦斯矿井 煤炭部于 1984 年制定的 关于改革矿井开拓布置的若干技术规定 本设计矿 井采用中央并列式通风系统 进回风井均位于井田一侧 具有井巷工程量小 初期投资省的优点 矿井通风系统包括 通风方式 进 出风井的布置方式 通风方法 矿井主通风机的工作方法 通风网路 中央式通风系统可细分为 中央并列抽出式 中央并列压入式 中央分列抽出式 中央分列压入式 对角式通风系统可细分为 两翼对角式 两翼对角抽出式 两翼对角压入式 分区对角式 分区对角抽出式 分区对角压入式 5 1 3 矿井通风方式的选择 新建矿井多数是在中央并列式 中央分列式 两翼对角式和分区对角式等 方式中进行选择 混合式是前几种方式的发展 多在老矿井的改建 扩建时使 用 选择矿井通风方式一般是针对服务范围来确定的 如果矿井的服务年限不 长 10 20a 则服务范围为整个矿井 如果矿井范围较大 服务年限较长 30 50a 则只考虑头 15 25a 的开采范围作为服务范围 这时服务范围往往 是第一水平 或者包括第一 第二水平在内 对于服务范围之外的后期通风系 统 设计中只作粗略的考虑 1 中央并列式的使用条件 煤层倾角大 埋藏深 但走向长度不大 4km 瓦斯 自然发火都不严重 在此条件下 采用中央并列式是比较合理 的 2 中央分列式的适用条件 一般地说 这种通风方式适用于煤层倾角较 小 埋藏较浅 走向长度不大 4km 而且瓦斯 自然发火比较严重的新建 矿井 与中央并列式相比 这种通风方式的安全性要好 3 两翼对角式的适用条件 该种布置方式 指对角风井位于浅部边界附近 者 适用于煤层走向较大 超过 4km 井型较大 煤层上部距地面较浅 瓦斯和 自然发火严重的新建矿井 安全性较中央分列式还好 但初期投资更大 有些 瓦斯等级不高 但煤层走向较长 产量较大的新矿井 也可采用这种通风方式 4 分区对角式的适用条件 煤层距地表浅 或因地表高低起伏较大 无法 开掘浅部的总回风道 因会穿出地面 在此条件下 开采第一水平时 只能采 用分区通风的布置方式 每个采区各有独立通风路线 互不影响 是这种通风 方式的主要优点 对于一个实际条件下的矿井 往往有几种通风系统都可考虑 从技术分析和经 济比较两方面考虑选定系统 矿井主要通风机的工作方式有三种 压入式 抽出式 混合式 本设计矿 井采用抽出式的主扇工作方式 其原因如下 1 生较大的通风阻力 且风机设备多 管理复杂 2 二采区离主井井口较远 通风过程中的摩擦阻力和局部阻力较大 3 抽出式通风由于井下风流处于负压状态 当主要通风机因故停止运转 时 井下风流压力提高 可使采空区瓦斯涌出量减少 比较安全 4 当相邻矿井或采区相互贯通时 会把相邻矿井或采区积聚的有害气体 抽到本矿井下 使矿井有效风量减小 抽出式是目前我国煤矿广泛采用的通风方式 特别适用于高瓦斯矿井和开 采范围较大的矿井 综合上述 且根据本设计矿井的实际情况 确定本矿井的通风方式为分区 对角抽出式 分区对角抽出式 进风井大致位于井田走向的中央 在每个采区各掘一个 小回风井 并分别安设抽出式分区主要通风机 可不必做总回风道 5 1 4 采区通风系统的选择 拟定通风系统的具体要求有 1 每个矿井和阶段水平之间都必须有两个安全出口 2 进风井巷与采掘工作面的进风流的粉尘浓度不得大与 0 5mg m3 3 新设计的箕斗井和混合井禁止作进风井 已作进风井的箕斗井和混合井必 须采取净化措施 使进风流的含尘量达到上述要求 4 主要回风井巷不得作人行道 井口进风不得受矿尘和有毒有害气体污染 井口排风不得造成公害 5 矿井有效风量率应在 60 以上 6 采场 二次破碎巷道和电耙道 应利用贯穿风流通风 电耙司机应位于风 流的上风侧 有污风串联时 应禁止人员作业 矿井通风系统确定后 还要 确定服务范围内的通风容易和通风困难两个时期的位置 确定采区内的通风系统 即确定采用轨道上山还是运输上山进风 确定采煤工作面采用 U 型 Z 型 Y 型还是 W 型通风系统 这些都要经过技术 经济比较才能确定 确定掘进头的数目和位置 绘制两个时期的通风系统图 立体图和网络图 5 25 2 矿井风量计算及分配矿井风量计算及分配 5 2 1 矿井风量计算原则矿井风量计算原则 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 每人每分钟共计风量不得少于 4m 2 按采煤 掘进 硐室及其他实际需要风量的总和进行计算 5 1 2 矿井需风量的计算矿井需风量的计算 5 1 2 1 采煤工作面需风量的计算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 取得最大值 1 按瓦斯涌出量计算 Q 采 100 q 采 ki 式中 Q 采 采煤工作面需要风量 q 采 采煤工作面的瓦斯绝对涌出量 q 采 日产量 6 6 24 60 k1 煤层时 综采面最大 q 采 1935 6 6 24 60 1935 6 6 1440 8 87 普采面最大 q 采 1290 6 6 24 60 1290 6 6 1440 5 91 ki 采煤工作面因瓦斯涌出量不均匀的备用系数 它是该工作瓦斯绝对涌出量的最大值 与平均值之比 通常机采工作面取 1 2 1 6 取 1 2 则 综采 Q 采 100 8 87 1 2 1064 4 普采 Q 采 100 5 91 1 2 709 2 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 2 1 的要求 表 2 1 采煤工作面空气温度与风速对应表 采煤工作面进风流气温 采煤工作面风速 m s 1 15 15 18 18 20 20 23 23 26 0 3 0 5 0 5 0 8 0 8 1 0 1 0 1 5 1 5 1 8 采煤工作面的需要风量可按下式计算 Q 采 60VaiSaiKi 式中 Vai 采煤工作面的风速 由于本矿井地处平原 采煤工作面进风流气温取 20 按其进风流温度选取风速 1 0m s Sai 回采工作面平均有效断面 普采取 9 4 m2 综采取 7 8 m2 Ki 工作面长度系数 工作面长 150m 按表 2 2 采煤工作面长度风量系数表取 1 1 普采 Q 采 60 1 0 9 4 1 1 620 4 综采 Q 采 60 1 0 7 8 1 1 514 8 表 2 2 采煤工作面长度风量系数表 采煤工作面长度 m工作面长度风量系数 Kwi 180 0 8 0 9 1 0 1 1 1 2 1 30 1 40 3 工作人员数量计算 Qw 4 N 式中 4 每人每分钟应供给的最低风量计算单位标准 m3 min N 工作面同时工作的最多人数 人 综采 Qw 4 N 4 40 160m3 min 普采 Qw 4 N 4 60 240m3 min 4 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 Qw 60 0 25 Sw 按最高风速验算各个采煤工作面的最大风量 Qw 60 4 Sw 按最低风速验算最小风量 高档普采 60 0 25 9 4 141 m3 min 综采 60 0 25 7 8 117 m3 min 按最高风速验算最大风量 高档普采 60 4 9 4 2256 m3 min 综采 60 4 7 8 1872 m3 min 117 m min Qw 1872 m min 141 m min Qw 2256 m min 综上 1064 3 m min Qw 1872 m min 709 5 m min Qw 2256 m min 根据风速验算各个工作面的风量见表 2 3 可知各风量均满足要求 表 2 3 采煤工作面需风量确定表 单位 m3 min 按瓦斯计算按进风流 计算 按最多人数计 算 最小风速要求最大风速 要求 综采10685621601171872 普采7086772401412256 备注 因此综采工作面最大值为 1068 普采工作面最大值为 708 5 采煤工作面实际需要总风量 根据以上几种计算方法 取综采工作面最大值为 1068 普采工 作面最大值为 708 普采备用工作面也按上述要求 并满足瓦斯 二氧化碳 风流温度和 风速等规定计算需风量 且不得低于其回采时需风量的 50 因此其通风量取回采时的 50 即为 708 50 354 采煤实际总需风量应按矿井各个回采工作面实际需风量的总和计算 即 Q 2 1068 2 708 354 3906 5 1 2 2 掘进工作面需风量的计算掘进工作面需风量的计算 煤巷 半煤岩和岩巷掘进工作面的风量 应按下列因素分别计算 取其最大值 1 按瓦斯涌出量计算 按瓦斯涌出量计算掘进工作面实际需风量的计算公式为 式中 Qhi 第 i 个掘进工作面实际需风量 m3 min Qghi 第 i 个掘进工作面的瓦斯绝对涌出量 日进尺 4 8m 断面 9 6 m2 掘进面瓦斯绝对涌出量 Qghi 4 8 9 6 1 28 6 6 24 60 58 98 6 6 1440 0 27 Kghi 第 i 个掘进工作面的瓦斯涌出不均匀风量备用系数 一般取 1 5 2 0 取 1 5 则 Qhi 100 0 27 1 5 40 5 m3 min 2 按局部通风机吸风量计算 式中 Qhhfi 第 i 个掘进工作面同时运转的局部通风机额定风量的总和 所选掘进通风 机为 JBT 52 11KW 此值为 200 m3 min 参见表 2 4 Khfi 为防止局部通风机循环风的风量备用系数 一般取 1 2 1 3 有瓦斯涌出取 1 2 则 各个掘进面风量要求 Qhi 200 1 2 240 m3 min 表 2 4 各种局部通风机的额定风量 风机型号额定风量 m3 min 1 JBT 51 5 5KW JBT 52 11KW JBT 61 14KW JBT 62 28KW 150 200 250 300 3 按风速进行验算 按最小风速验算 各个岩巷掘进工作面最小风量 Qhi 60 0 15 Shi 60 0 15 10 1 90 9 m3 min 各个煤巷或半煤巷掘进工作面的最小风量 Qhi 60 0 25 Sdi 60 0 25 9 6 144 m3 min 按最高风速验算 各个掘进工作面的最大风量 岩巷 Qhi 60 4 Shi 60 4 10 1 2424 m3 min 煤巷 Qhi 60 4 Shi 60 4 9 6 2304 m3 min 式中 Shi 第 i 个掘进工作面巷道的净断面积 m2 表 2 5 掘进工作面需风量确定表 单位 m3 min 按瓦斯计算按局部通风机吸风 量计算 最小风速要求最大风速要求 岩巷 24090 92424 煤巷40 52401442304 备注 因此掘进工作面的需风量为 240 m3 min 3 掘进工作面总需风量 根据以上计算取最大值 240 m3 min 为保证生产接续 为了保证生产正常接替 前期东西 两翼各安排两个独立通风的煤层平巷掘进头 后期东西两翼各安排两个独立通风的煤层平 巷掘进头和一个岩石下山掘进头 则 容易时期 Q 掘 240 4 960m3 min 困难时期 Q 掘 240 6 1440m3 min 5 1 2 3 硐室所需风量计算硐室所需风量计算 井下独立通风的每个硐室所需风量 应根据各类硐室分别计算 主要包括中央变电所 水 泵房 爆破材料库 采区变电所 绞车房等 总风量应为各硐室风量之和 各硐室风量按 照经验选取 则 式中 Q 硐 硐室总需风量 m3 min Qi 硐 第 i 个硐室需风量 m3 min 根据经验 又结合本矿为低瓦斯矿的实际情况确定为 井下中央变电所取 160m3 min 水 泵房取 110m3 min 爆破材料库取 100m3 min 采区变电所取 60m3 min 采区绞车房供给 新鲜风流 60 m3 min 则 Q 硐 160 110 100 60 60 490m3 min 5 1 2 4 其他井巷实际需要风量计算其他井巷实际需要风量计算 按矿井其他用风量的总和计算 Q 它 Q 它 式中 Q 它 其他井巷的用风量 m3 min 新矿井设计其他用风巷道所需风量难以计算时 也可以采取按采煤 掘进 硐室的总和的 3 5 进行考虑 则 Q 它 0 03 3906 1440 490 175m3 min 5 1 2 5 矿井总风量计算矿井总风量计算 1 按井下同时工作最多人数计算 Q 4 N K 式中 4 每人每分钟应供给的最低风量计算单位标准 m3 min N 井下同时工作的最多人数 700 人 K 风量备用系数 对角式通风方式系统时 K 1 35 Q 4 N K 4 700 1 35 3780m3 min 2 矿井的总进风量 应按采煤 掘进 硐室及其他地点实际需要风量的总和计算 3906 1440 490 175 1 15 6913m3 min 式中 Qat 采煤工作面和备用工作面所需风量之和 m3 min Qht 掘进工作面所需风量之和 m3 min Qrt 硐室所需风量之和 m3 min Qot 其他用风地点所需风量之和 m3 min Km 矿井通风 包括矿井内部漏风和配风不均匀等因素 系数 可取 1 15 1 25 取 1 15 因此矿井的总进风量为 6913m3 min 第二节 矿井风量分配 5 2 1 分配原则分配原则 1 分配到各用风地点 包括回采面 掘进面 硐室等 的风量应不低于所计算出的需风 量 2 为维护巷道 防止坑木腐烂 金属锈蚀 以及行人安全等 所有巷道都应分配一定风 量 3 风量分配后 应保证井下各处瓦斯浓度 有害气体浓度 风速等满足 煤矿安全规程 的各项要求 矿井风量分配量 1 各个综采工作面分配风量 1068m3 min 普采工作面分配风量 708m3 min 普采备用工 作面分配风量 354m3 min 2 各个掘进工作面分配风量 240m3 min 3 硐室分配风量为 490m3 min 其中井下中央变电所取 160m3 min 水泵房取 110m3 min 爆破材料库取 100m3 min 采区变电所取 60m3 min 采区绞车房个供给新鲜 风流 60 m3 min 4 其他用风巷道所需风量 175m3 min 2 2 2 风速验算 矿井在设计的时候要考虑巷道断面对风的影响 巷道断面大风速就太慢 巷道断面小了行 人过车不方便 所以合理的设计断面选择最适宜的风速是很重要的 各种巷道适宜风速见 表 2 6 各巷道允许最大最小风速见表 2 7 表 2 6 各种巷道和采煤工作面适宜风速表 序号巷道名称适宜风速 m s 1运输大巷 主石门 井底车场4 5 5 0 2回风大巷 回风石门 回风平硐5 5 6 5 3采区回风巷 回风上山3 5 4 5 4采区进风巷 进风上山4 5 5 5 5采区运输机巷 胶带输送机巷3 0 3 5 6采煤工作面1 5 2 5 表 2 7 井巷中风流风速 m s 允许风速 井巷名称 最低最高 回采工作面 掘进面0 254 无提升设备的风井 15 专为升降物料的井筒 12 大巷1 08 根据风速计算公式 可计算出各井巷中风流的速度 如表 2 8 所示 表 2 8 主要井巷风速计算表 计算公式井巷名称风量 m3 min 净断面积 m2 风速 m s 上下顺槽10689 61 85 掘进面2409 60 42 副井691335 83 22 大巷345712 84 50 总回风巷34579 625 99 式中 v 风速 m s Q 通过巷道或工作面的总 风量 m3 min S 净 巷道或工作面净断面 积 m2 风井345712 84 50 由表中计算得出的风速可知各风量分配是可以的 某些为达到适宜的风速和理想的通风系 统以及提高对火灾的预防能力等可进行风量的调节 5 3 1 风量的调节方法和措施 5 3 1 局部风量调节 采用调节风扇 调节临时风帘等调节装置进行局部风量调节或者扩大巷道断面 降低摩擦 阻力系数 清除巷道中的局部阻力物 采用并联风路 缩短风流线路的总长度等 5 3 2 矿井总风量的调节 采用改变全矿通风机的叶轮转速 轴流式风机叶片安装角和离心式风机前导器叶片角等 来改变通风机的风压特性 从而达到调节风机所在系统总风量的目的 5 3 矿井通风阻力计算矿井通风阻力计算 3 2 1 矿井通风阻力计算原则矿井通风阻力计算原则 1 矿井通风的总阻力 不