第七章 矿井与采区通风设计.ppt

1,孙明新Tel矿井通风基础知识,四川矿山安全技术培训中心多媒体课件,二OO八年十一月,7.1矿井通风系统设计7.2采区通风系统设计7.3矿井通风设备的选择7.4矿井通风费用,七、矿井与采区通风系统设计,矿井通风设计是整个矿井设计内容的重要组成部分，是保证安全生产的重要一环。必须密切配合其它生产环节，周密考虑，精心设计。新建矿井在进行开拓、开采设计的同时，还要对通风进行设计。生产矿井随着开拓、开采的发展变化，也要进行通风设计。这两类通风设计的内容和方法基本相似。矿井通风设计的依据是：矿井的安全条件(包括矿井瓦斯等级、各煤层的瓦斯含量、煤尘爆炸性、煤的自燃性等)，矿井设计的生产能力，矿井的开拓方式和采煤方法，采煤的年进度计划，矿井和各水平的服务年限；各种技术经济参数、性能的资料和有关法规与政策规定。,7.1矿井通风设计,矿井总风量是井下各个工作地点的有效风量和各条风路上的漏风量的总和。一、生产矿井所需风量生产矿井所需的风量是根据“由里往外”的原则确定的。即根据实际情况先计算井下各个工作地点(如采掘工作面、火药库、充电硐室、等)所需的有效风量，得出矿井的总回风量(或总进风量)；加上抽出式主要通风机井口和附属装置的允许漏风量(即矿井外部漏风量)，得出抽出式主要通风机的总风量。对于压入式通风的矿井，则在所确定的矿井总进风量中加上矿井外部漏风量，得出压入式主要通风机的总风量。,矿井所需风量按以下方法计算，并取其中最大值。,（一）按井下同时工作的最多人数计算Q=4NK矿通（8-1）式中Q矿井总进风量，m3/min；N井下同时工作的最多人数，人；4每人每分钟供风标准，m3/min；K矿通矿井通风系数，取1.201.25,6,（二）按采煤、掘进、硐室等处实际需风量计算,采煤工作面需风量的计算采煤工作面的需风量应按下列因素分别计算，并取其中最大值。（1）按瓦斯（二氧化碳）涌出量计算Q采=100qCH4K采通/C(8-2)式中Q采-采煤工作需要风量，m3/min；qCH4-采煤工作面瓦斯（二氧化碳）绝对涌出量，m3/min；K采通-采煤工作面因瓦斯（二氧化碳）涌出量不均匀的备用风量系数，即该工作面瓦斯绝对涌出量的最大值与平均值之比。通常，机采工作面可取1.21.6；炮采工作面可取1.42.0；水采工作面可取2.03.0。生产矿井可根据各个工作面正常生产条件时，至少进行五昼夜的观测，得出五个比值，取其最大值。C-采煤工作面回风流中允许的最大瓦斯含量，%，C=1,7,（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8-1的要求,8,采煤工作面的需风量按下式计算：,v采-采煤工作面的风速，m/s；S采-采煤工作面平均有效断面，按最大和最小控顶有效断面的平均值计算，m2；K采-采煤工作面长度风量系数，按表8-2选取。,=,9,10,（3）按炸药使用量计算,=,式中25-每使用1炸药的供风量，m3/minA-采煤工作面一次炸破使用的最大炸药量，。,11,（4）按工作人员数量计算,式中4-每人每分钟应供给的最低风量，m3/min；N采-采煤工作面同时工作的最多人数，人。,=,12,（5）按风速验算按最低风速验算各个采煤工作面的最小风量：,按最高风速验算各个采煤工作面的最大风量：,600.25,604,13,需要说明的问题：,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需风量，且不得低于其回采时需风量的50%。,14,（2）、掘进工作面需风量计算掘进工作面的风量，应按下列因素分别计算，取其最大值。,1）按瓦斯（二氧化碳）涌出量计算,=,Q掘-掘进工作面实际需风量，m3/min；qch4-掘进工作面平均绝对瓦斯涌出量，m3/min；K掘-掘进工作面因瓦斯涌出量不均匀的备用风量系数。即掘进工作面最大绝对瓦斯涌出量与平均绝对瓦斯涌出量之比。通常，机掘工作面取1.52.0；炮掘工作面取1.82.0。,15,2）按炸药使用量计算同工作面那个计算公式,16,3）按局部通风机吸风量计算,Q掘-掘进工作面的需风量，m3/min；K通-为防止局部通风机吸循环风的风量备用系数，一般取1.21.3，进风巷中无瓦斯涌出时取1.2，有瓦斯涌出时取1.3。,=,17,18,4)按工作人员数量计算,式中N掘-掘进工作面同时工作的最多人数，人。,=,19,5）按风速进行验算,岩巷掘进工作面的风量应满足：600.15煤巷、半煤岩巷掘进工作面的风量应满足：600.25S掘Q掘604S掘S掘-掘进巷道净断面积，m2。,Q掘,604S掘,20,3）硐室需风量,各个独立通风的硐室供风量，应根据不同的硐室分别计算。机电硐室、爆破材料库、其他硐室,21,4）其他巷道需风量的计算,1）按瓦斯（二氧化碳）涌出量计算2）按最低风速计算（通风行人巷道风速0.15m/s）,22,23,二、新设计矿井风量的计算,对于无瓦斯或高瓦斯新设计的矿井，矿井总风量按下式计算，即Q=qTK对于高瓦斯矿井，按回风流中瓦斯浓度不超过0.75%来考虑：Q=0.0926q瓦TK,24,三、矿井总风量的分配,1、分配原则矿井总风量确定后，分配到各用风地点的风量，应不得低于其计算的需风量；所有巷道都应分配一定的风量；分配后的风量，应保证井下各处瓦斯及有害气体浓度、风速等满足煤矿安全规程的各项要求。,25,2、分配的方法,首先按照采区布置图，对各采煤、掘进工作面、独立回风硐室按其需风量配给风量，余下的风量按采区产量、采掘工作面数目、硐室数目等分配到各采区，再按一定比例分配到其它用风地点，用以维护巷道和保证行人安全。风量分配后，应对井下各通风巷道的风速进行验算，使其符合煤矿安全规程对风速的要求。,26,四、矿井通风总阻力的计算,矿井通风阻力是选择矿井主要通风机的重要依据之一。（一）、矿井通风总阻力计算原则（1）矿井通风系统阻力应按技术条件规定的执行。,27,（2）、局部阻力按照摩擦阻力的1015%计算。（3）、困难时期、容易时期的判定。（4）、多台风机联合工作，应按每台主要通风机所服务的系统分别来进行计算。,28,（二）、矿井总阻力计算,（1）、计算两个时期的摩擦阻力（2）、计算两个时期的通风阻力、总风阻和等积孔。,29,7.2采区通风设计,一、采区通风的要求规程对采区通风有如下规定（1）、生产水平和采区必须实行分区通风；准备采区必须在采区构成通风系统后，方可开掘其他巷道；采煤工作面必须在采区构成完整的通风、排水系统后，方可开采；采区进、回风巷必须贯穿整个采区，严禁一段为进风巷、一段为回风巷。,30,（2）、采掘工作面应实行独立通风（3）、有煤（岩）和瓦斯（二氧化碳）突出的采煤工作面不得采用下行通风。（4）、采掘工作面的进风和回风不得经过采空区和冒顶区。（5）、机电硐室的要求：（6）、采掘工作面的空气温度不得超过26C，机电硐室不得超过30C(7)、改变采区通风系统时，应报矿总工程师批准,31,二、采区通风设计的步骤,1、确定采区通风系统2、确定采区需风量（1）采区总风量计算由三部分组成：各采煤工作面、掘进工作面、独立回风硐室，采区风量备用系数，一般取1.21.25,32,（2）、采区的总风量分配1）计算需分配给采煤工作面的风量，2）计算各采煤工作面和备用工作面的风量,33,(3)风速校验各巷道风速需符合规程的相关规定,34,3、采区通风阻力及总风阻的计算,（1）、采区通风阻力的计算原则：选择一条通风量最大、路线最长的风路进行计算1）计算摩擦阻力,35,36,2）采区总阻力：考虑局部阻力h总=K局*h摩K局一般取1.111.15,37,（2）计算采区总风阻采区总风阻为：R=h总/Q总2,38,采区内通风构筑物需合理设置风门、调节风窗及风桥等通风构筑物。注意事项：1）风门不能设在通过矿车的倾斜巷道内和双轨巷道内，两道风门之间的距离应大于一列车的长度；2）调节风窗的位置应合理选择，一般应设在回风巷3）进回风巷道之间的联络巷必须构筑永久性风墙4）风桥的断面足够大，保证风量的通过,39,7.3矿井通风设备的选择,矿井通风设备是指主要通风机和电动机一、选择矿井通风设备的基本要求（5点）二、主要通风机的选择（1）、计算通风机的风量（2）、计算主要通风机风压全风压和自然风压共同克服阻力（计算方法）,40,（3）、选择主要通风机利用容易时期和困难时期的工作参数，在通风机个体特性曲线上进行选择。A：判别两个时期的工况点是否都在通风机的合理工作范围内。B：绘制两个