布尔台矿主通风设备选型及布置设计

摘要本文是针对布尔台矿矿井通风系统、主通风设备选型以及主通风机房布置进行设计。根据其井田概况和开拓方式，采用分区式两翼对角式通风系统，分别在两翼设由回风斜井和孙定霍洛回风立井，通风机工作方式使用抽出式。结合井下通风网络，分别确定容易期和困难期的通风阻力，分配采掘工作面、硐室等风量，得出总需风量。在可选的轴流式通风机系列中预选出具体型号，确定工况点，进行方案对比，从而选取适宜的通风机。同时，选择相应的电机，设计出配套的扩散器、消音装置，并完成主通风机房布置的设计。最终，做到能排出井下的毒性、窒息性以及爆炸性气体及粉尘，保障提供给矿井新鲜风量，在满足矿井生产需要的同时，极大地节约成本，避免不必要的经济损失和资源浪费，为矿井长期的服务做好保障。关键词主通风机；工况点；选型ABSTRACTTHISPAPERISFORTHEBUERTAICOLLIERYMINEVENTILATIONSYSTEM,THEMAINVENTILATIONANDTHEMAINVENTILATIONROOMLAYOUTDESIGNACCORDINGTOTHEMININGSITUATIONANDDEVELOPMENTMODE,THEPARTITIONTYPETWOWAYDIAGONALVENTILATIONSYSTEM,RESPECTIVELYINTHETWOWINGSOFTHEDESIGNFROMTHERETURNAIRSHAFTANDTHESUNHUOLUORETURNAIRSHAFT,VENTILATIONMACHINEUSEDOUTOFSTYLECOMBINEDWITHTHEUNDERGROUNDVENTILATIONNETWORK,THEVENTILATIONRESISTANCEOFTHEEASYSTAGEANDTHEDIFFICULTSTAGEISDETERMINEDRESPECTIVELY,ANDTHEAIRQUANTITYOFTHEMININGFACE,CHAMBERISALLOCATED,ANDTHETOTALAIRDEMANDISOBTAINEDINTHEOPTIONALAXIALFANSERIES,THESPECIFICMODELISSELECTED,ANDTHEOPERATINGPOINTISDETERMINED,ANDTHESCHEMEISCOMPARED,SOTHESUITABLEVENTILATORISSELECTEDATTHESAMETIME,SELECTTHEAPPROPRIATEMOTOR,DESIGNSUPPORTINGTHEDIFFUSER,SILENCINGDEVICEANDCOMPLETEMAINVENTILATIONROOMLAYOUTDESIGNEVENTUALLY,DOTODISCHARGEOFUNDERGROUNDTOXICITY,ASPHYXIAANDEXPLOSIVEGASANDDUST,GUARANTEETOPROVIDEFRESHAIRVOLUMEOFMINE,INMEETTHENEEDSOFTHEMINEPRODUCTIONATTHESAMETIME,GREATLYSAVINGCOST,AVOIDUNNECESSARYECONOMICLOSSESANDWASTEOFRESOURCES,MINELONGTERMSERVICETODOFORPROTECTIONKEYWORDSMAINVENTILATOR；OPERATINGPOINT；SELECTION；目录1绪论错误未定义书签。11矿井通风机发展与现状错误未定义书签。12通风设备选型的目的和意义错误未定义书签。13布尔台矿井田概况错误未定义书签。14布尔台矿地质特征错误未定义书签。15矿井储量、年产量及服务年限错误未定义书签。151井田储量错误未定义书签。252矿井年产量及服务年限错误未定义书签。16井田开拓错误未定义书签。161开拓方式错误未定义书签。162井底车场及硐室错误未定义书签。163开采顺序错误未定义书签。2布尔台矿矿井通风系统计算错误未定义书签。21矿井通风设计原则错误未定义书签。22矿井通风系统选择错误未定义书签。221通风机工作方式选择错误未定义书签。222风井设置错误未定义书签。223掘进通风及硐室通风错误未定义书签。224矿井瓦斯涌出预测及矿井瓦斯等级确定错误未定义书签。23矿井风量、负压和等积孔计算错误未定义书签。231矿井风量计算错误未定义书签。232矿井负压计算错误未定义书签。233等积孔计算错误未定义书签。24通风设施、防止漏风和降低风阻的措施错误未定义书签。241通风设施错误未定义书签。242防止漏风设施错误未定义书签。243降低风阻设施错误未定义书签。25反风方式错误未定义书签。3布尔台矿矿井主通风设备选型错误未定义书签。31通风设备选型依据错误未定义书签。32通风机预选错误未定义书签。321通风机风量计算错误未定义书签。322通风机风压计算错误未定义书签。323通风机选型方案比较错误未定义书签。324通风机选型确定错误未定义书签。33电动机选型分析错误未定义书签。331通风机的轴功率错误未定义书签。332电动机的输出功率错误未定义书签。333电动机容量及台数确定错误未定义书签。334电动机经济性的计算错误未定义书签。4通风机辅助装置设计错误未定义书签。41扩散器设计错误未定义书签。42消声装置设计错误未定义书签。5通风设备布置设计错误未定义书签。51主通风机房布置错误未定义书签。52机房布置方案错误未定义书签。6结论错误未定义书签。致谢错误未定义书签。参考文献错误未定义书签。附录A错误未定义书签。附录B错误未定义书签。1绪论11矿井通风机发展与现状当今煤炭仍是世界各国工业经济发展的主要能源，所以采矿历史悠久，矿井通风史也随之产生。用于矿井的主要有轴流式和离心式两类通风机，以前全部用离心式。但轴流式通风机具有结构简单紧凑、体积小、重量轻，同时工作效率高，尤其是大型轴流式通风机，效率可达到85，还有翼角调整装备，便于机械性能调节和进行反风这些优点，所以现在大部分矿井都采用轴流式通风机。国内的矿井通风机发展取得了重大成果，目前国内对通风机大小，使用占地的面积，通风和反风的动态性能和运行效率，调节范围宽，加速性能进行了很大的改进，通过对矿井通风中的特性曲线进行深入研究，研发了几款适合国内矿井生产需要的通风机，并且根据国内的现有的科技技术进行改革创新，对研发的通风机进行了系统性的升级改革，达到节约资源，减少成本的目的。国外的在对通风机的调节范围、加速性能以及运行效率进行了很大的改进。调节方式有停车调节和液压自动调节，转子叶片用高强度的铝合金制成，重量轻、防火防爆性能明显提高。而且风机性能好、负偏差极小、曲线准确、结构合理、不用单独设置反风风道、效率高，还配带闸阀和消音器等，同时，噪音小、占地面积较少易于场地布置。12通风设备选型的目的和意义当井下风量不足则会引起瓦斯积聚，工作环境温度升高，缺氧等造井下成人员伤害问题，而风量过剩也会导产生不良的影响，如漏风量大，动力被过度消耗，井下冷却过度，巷道内矿尘飞扬，引发煤的自燃等问题。所以，矿井通风设计合理与否对矿井的安全生产以及经济效益具有长期而重要的影响。矿井通风设备选型是矿井设计的主要内容之一，目的是保障提供给矿井新鲜风量，来冲淡并排出井下的毒性、窒息性以及爆炸性气体及粉尘，来保证井下风流的质量，达到符合国家安全卫生标准造成良好的工作环境，防止各种伤害和爆炸事故，从而保障井下人员身体健康，保证生命安全。同时，研究和完善矿井通风设备选型及其调节方式，并且合理可靠地选择矿井通风设备,可以在满足矿井生产需要的同时，极大地节约成本，避免不必要的经济损失和资源浪费，可以为矿井长期的服务做好保障。通风机使用一段时间我们应该进行适当的维修和保养调节，保证通风机正常工作，不会随时间的推移,损耗更多的经济和能源消耗，又能安全生产。13布尔台矿井田概况1）位置布尔台井田地理座标为东经10949491100511，北纬392143393053。井田的东北和东部边缘紧邻金烽寸草塔矿和万利寸草塔矿。东西长39221KM,南北宽22169KM。其面积19286KM2。东西长39221KM,南北宽22169KM。其面积19286KM2。2）地形地貌本井田位于鄂尔多斯高原之东部。井田内地形沿大柳塔、石圪台到伊旗阿镇公路的梁部高，向北东、南西两侧变低。井田内海拔标高一般在1300M左右，最高标高为1421M，最低标高为1163M，最大高差达258M左右。井田内地形复杂，沟谷纵横。由于受毛乌素沙漠的影响，本井田的东北部多被风积沙覆盖，风积沙呈新月形沙丘、垄岗状沙丘、沙堆等风成地貌。除此而之外其它沟谷山梁上也分布有大小不等的沙丘。3）地表水井田内水系有乌兰木伦河及其支流呼和乌素沟、西乌兰木伦河。乌兰木伦河是区内常年性地表迳流，其水量受大气降水影响，夏秋季大、冬春季小。该河最大洪流量为9760M3/S，平水期流量一般为313M3/S。该河水自北向南流经陕西省汇入窟野河后注入黄河。西乌兰木伦河和呼和乌素沟亦基本为常年溪流，流量随季节而变化，雨季较大，冬季锐减。4）气象本区气候特征为冬寒时间长，夏热时间短，秋季凉爽多雨，春季风沙较大，多为西北风，最大风速可达24M/S。年降雨量少，蒸发量大，霜冰期较长。夏季最高气温达366；冬季最低气温达279；年降雨量多集中在7、8、9这三个月，年降雨量为19475316，平均为3573；年蒸发量2297428337，平均为24574，为降雨量的410倍。结冰期一般为10月初到次年4月底，冰冻期长达半年之久，最大冻土深度可达171。本区夏季风小。一般为23级。春冬两季风大，常在4级以上，最大可达10级。风向多为西北，最大风速可达25M/S。14布尔台矿地质特征1）区域地层及构造依照华北地层区划分图，东胜煤田被高头窑、乌审旗、准格尔三个小区分割。布尔台详查区位于乌审旗小区。本区域大地构造单元属于鄂尔多斯台向斜，其轮廓为一极其平缓、开阔的不对称向斜，向斜轴部偏西，东翼较宽缓，西翼较陡。向斜四周构造复杂，内部构造简单。东胜煤田基本构造形态为一向南西倾斜的单斜构造，岩层倾角13，褶皱断层不发育，但局部有小的波状起伏，无岩浆岩侵入，属构造简单型煤田。2）井田地层及构造本井田位于东胜煤田中南部，其基本构造形态为一单斜构造。含煤岩系地层厚度1616424983，平均20632，区内东部地层厚度最小为17328，南部最小厚度为16164，西北部最大厚度为24983。全区含煤地层厚度从总体来说，有从东到西、从南向北逐渐增厚之趋势。岩层走向约NW20，倾向约SW70，倾角一般均小于3。区内具有宽缓的波状起伏，但未发现断层和较大褶皱，无岩浆岩侵入。从煤层底板等高线上看，等高线形态浅部变化较大，沿走向大致呈“S”形，但起伏角很小。含煤地层为侏罗系中下统延安组，含有2、3、4、5、6五个煤组1031层煤，平均含煤18层左右。其中可计算储量的煤层有10层。它们自上而下分别为2煤组的22上、22中煤层；3煤组的31、32煤层；4煤组的41煤层；5煤组的51、52煤层；6煤组的61中，62中、62下煤层。其中31、51、52、62中为全区可采或大部可采煤层；22上、22中、32、41、61中、62下为局部可采煤层；21中、41下及其它未编号煤层无工业开采价值。煤层总厚12013468，平均2014。可采煤层总厚7242218，平均1334。延安组地层平均总厚为20632，含煤系数98，可采含煤系数65。3）含煤地层本井田含煤地层为侏罗系中下统延安组，其煤系基底为三迭系上统延长组。煤层总厚12013468，平均2014。可采煤层总厚7242218，平均1334。延安组地层平均总厚为20632，含煤系数98，可采含煤系数65。含煤地层由陆源碎屑岩组成，其岩性组合为各级粒度的砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层呈规律性交替出现。岩相由河流相、湖泊三角洲相，湖相组成，为一套大型内陆盆地含煤建造。4）瓦斯与煤尘通过对钻孔中各煤层瓦斯含量和成分进行测定，煤层中瓦斯的含量很低在001047ML/G燃。瓦斯成分中可燃气均小于48，都在二氧化碳氮气带及氮气沼气带里，均属瓦斯风化带。区内各主要煤层干燥无灰基挥发分产率在30以上，因此区内煤尘有爆炸的可能性。同时区内各煤层变质程度低，挥发分较高，且含有黄铁矿结核或薄膜，给煤层自燃提供了有利条件15矿井储量、年产量及服务年限151井田储量据井田内煤层赋存的工业利用价值，确定参加储量计算的煤层共有10层煤。共获得煤炭资源储量331453MT，其中探明的2543MT，控制的资源量84089MT，推断的资源量244821MT。矿井设计可采储量是矿井设计资源储量减去工业场地和主要井巷煤柱的煤量后乘以采区回采率。但由于本井田内煤层较多，各煤层厚度的变化较大，根据5厚煤层采区回采率为75，中厚煤层采区回采率为80，薄煤层采区回采率为85。经计算矿井风井场地和主要井巷的保护煤柱量（大巷煤柱按60M留设）为7473MT，开采损失煤量为54483MT，矿井设计可采储量为203594MT。252矿井年产量及服务年限1）矿井工作制度矿井设计年工作日为300天，每天三班工作制，两班生产一班准备，净提升时间为14小时。2）矿井设计生产能力矿井储量是决定矿井设计生产能力的基础因素之一。本井田内共有地质资源量331453MT，工业资源量282489MT，设计资源储量265550MT，设计可采储量203594MT。3）矿井服务年限按200MT/A的生产能力，考虑13的储量备用系数，其服务年限为783A。16井田开拓161开拓方式井田属高原侵蚀性丘陵地貌，大部分的地区为低矮山丘，地面地形标高为11631421M，主采煤层赋存深度在136483M和196561M之间。采用立井开拓运输环节多，井筒施工工艺复杂，对于高产高效特大型矿井来说，提升潜力是有限的；本井田煤层赋存较浅，辅助运输是可采用无轨胶轮车连续运输，参照与本井田同处一个煤田的神东矿区建设千万吨级高产高效矿井经验，本矿井应采用斜井平硐综合开拓方式。初期建五个井筒主斜井、副平硐、回风斜井及进、回风立井各一个,一、二水平同时生产，分水平（煤组）布置主运输大巷，并分别与主斜井胶带输送机搭接，经主斜井出井口。井筒特征表WELLTUBECHARACTERISTICTABLE表21序号名称主斜井副平硐回风斜井孙定霍洛进风立井孙定霍洛回风立井X437193585343720893644371872926436871745543687282821井口座标（M）Y37419206929374192424423741921796537414862546374149256562井口标高（M）11760117601176013403134003井筒方位角（度）2828302092094井筒倾角度1351390905井筒深度或斜长（M）63715065334003400净5054506060表土60646069696井筒宽度或直径（M）掘进基岩5256526868净173200168283283表土2572912523853857断面积（M2）掘进基岩199229180363363表土钢筋砼碹钢筋砼碹钢筋砼碹钢筋砼碹钢筋砼碹8支护形式基岩挂网锚喷挂网锚喷挂网锚喷砼砌碹砼砌碹表土拱400墙500拱400墙5004005005009支护厚度MM基岩10010012040040010井筒提升运输设备强力胶带机无轨胶轮车台阶、扶手梯子间162井底车场及硐室1）井底车场主斜井和大巷的煤炭运输均采用带式输送机运输，辅助运输为无轨胶轮车运输，所以本矿井井底不设传统意义上的井底车场，只在必要地段设置车辆通行的错车道即可。2）硐室在副平硐底设有井下主变电所、主排水泵房、水仓等井底硐室。硐室采用半圆拱断面，以砼砌碹支护为主，通道采用矩形断面，锚喷支护，水仓采用半圆拱断面，锚喷支护。井下水仓设置2条，其中一条主水仓，一条副水仓，定期清理。水仓净断面积106M2，水仓长度为473M，可满足矿井涌水量要求并留有适当富裕。由于本矿井井下大巷掘进采用连采机组双巷掘进，措施工程巷道断面大，所以井下消防材料库、移动空压机站、移动制氮站等均利用施工措施巷。井底硐室工程量详见下表井底硐室工程量一览表ALISTOFENGINEERINGQUANTITIESOFTHEBOTTOMHOLECHAMBER表22工程量长度掘进体积（M3）序号井巷名称支护型式（M）煤巷岩巷合计备注1主变电所硐室料石砌碹5108828822主变电所通道锚喷2902522523防火栅栏两用门硐室（3个）砼砌碹1524244主排水泵房硐室料石砌碹3106796795主排水泵房通道锚网喷4003483486主排水泵房配水巷料石砌碹15050507主排水泵房配水井料石砌碹11277778主排水泵房吸水井料石砌碹5617179入仓平巷锚网喷27429329310入仓斜巷锚喷32019019038111水仓锚喷47315630563012沉淀池料石砌碹1111小计716882993468645163开采顺序本矿井煤层层数较多，各煤层之间存在压茬关系且间距不大，设计为两个水平同时回采，其中只有51煤是特厚煤层，为保证矿井设计生产能力，必须确保51煤的正常接续，因此平面上的开采顺序为一盘区二盘区三盘区四盘区五盘区六盘区七盘区，根据实际生产情况七盘区可以作为矿井稳产的备用区域提前开采。盘区内的开采顺序同一水平内从上到下逐层开采。每个盘区所包含的可采煤层，及该煤层的可采储量见下表。盘区内可采煤层及可采储量一览表ALISTOFRECOVERABLECOALSEAMSANDRECOVERABLERESERVESINTHEDISCREGION表23单位MT煤层11盘区12盘区13盘区14盘区15盘区16盘区17盘区小计22上18256996605942722中5871078999165856861357061084931煤51557160315929844882567562783529332煤172242094935163912505一水平小计57429960598315847155037449758968074二煤层21盘区22盘区23盘区24盘区25盘区26盘区27盘区小计41煤173210432110307833411130451煤74031437053011432317938499327636709152煤182033109773934139266012093水平小计109551768627819300200489463676490488煤层31盘区32盘区33盘区34盘区35盘区36盘区37盘区小计61中85410532443435062中37796638147810066633619035412926562下10142675168496811417三水平小计4593765217456174116017243598445032合计2035942布尔台矿矿井通风系统计算21矿井通风设计原则矿井通风设计主要任务是根据矿床开采要求，基于开拓方案和采矿方法等生产条件，规划设计一个可靠、经济合理的矿井通风系统，使通风网络动力机械调控设施密切配合，把新风送入井下并分配到每一个工作面，将有毒有害气体与粉尘稀释并排出矿外，为矿井安全生产提供通风保障2。矿井通风设计时综合考虑矿井开拓的布置、煤层赋存的状、煤层瓦斯的含量、煤层自燃的可能性、矿井漏风情况、地形条件等影响因素，严格按照矿井通风方式选择的选择依据3和原则3。22矿井通风系统选择根据布尔台矿井资料，该矿井井田东西长39221KM，南北宽22169KM，为一向南西倾斜构造，煤层赋存稳定，煤层倾角通常为13，可采煤层10层，且煤层埋藏浅。根据地质报告提交的瓦斯测定结果煤层瓦斯含量在001047ML/G，瓦斯含量极低，属于低瓦斯矿井。根据煤田地方煤炭地质报告论述煤层为容易自然煤层，堆放厚度25M以上，在夏季时间30天之久便有自燃现象。区内各主要煤层干燥无灰基挥发分产率均在30以上，因此区内煤尘有爆炸的可能性5。终上所述根据矿井瓦斯涌出量，矿井设计生产能力，煤层赋存条件等因素,所以对于煤层走向长度超过4KM，井型较大，煤层上部距地面较浅，有自然发火和煤尘爆炸可能性的布尔台矿井，根据矿井开拓方式、盘区布置及接替安排，结合现有生产系统及通风系统，通风系统初后期均为分区式两翼对角式通风系统。221通风机工作方式选择矿井通风机工作方式初设抽出式、压入式和压抽混合式三种方案。根据抽出式、压入式和压抽混合式的优缺点1，结合布尔台矿瓦斯含量、煤层瓦斯涌出量以及开采方式和采区布置等实际情况，最终方案一，即抽出式。222风井设置初期共设有5个井筒。其中用回风斜井、孙定霍洛回风立井回风，用主斜井、副平硐及孙定霍洛进风立井进风。回风斜井主要服务于一盘区，孙定霍洛进、回风立井主要服务于一盘区、二盘区和六盘区，孙定霍洛回风立井初期主要服务于一盘区和二盘区，因此对于孙定霍洛回风立井的容易及困难通风仅考虑初期状况。主斜井和副平硐服务于整个矿井。后期在各相应的盘区应设专用进回风立井，初步考虑将设置明安木独进、回风立井，主要服务于三盘区和四盘区；同时设置石拉塔进、回风立井，主要服务五盘区。223掘进通风及硐室通风综合矿井开采条件，在巷道掘进过程中选择压入式局部通风机进行通风。在双巷掘进时配备2台局部通风机、在三巷掘进时配备3台局部通风机，同时每个掘进的工作面均配备一台局部通风机，作为备用6。井下的主变电所和充电硐室都采用独立通风方式，其它的硐室选择用串联通风方式或者扩散通风方式，以确保安全生产。224矿井瓦斯涌出预测及矿井瓦斯等级确定布尔台矿区各煤层的瓦斯含量比较低，但是产量很大。综合考虑各矿初期采煤层埋藏的深度、赋存的条件、开拓的方式及开采的工艺、生产的规模以及矿井通风方式等因素，为了确保矿井的安全生产，设计31煤取最大值047ML/G可燃质、51煤取最大值025ML/G可燃质。预测本矿井开采时的最大瓦斯涌出量，并以此确定矿井瓦斯等级和进行通风系统设计。综合考虑回采工作面、回采工作面、矿井和掘进工作面的瓦斯涌出量预测以及对生产盘区相对瓦斯涌出量的预测，经计算分析，本矿井相对瓦斯涌出量为0536M3/T，最大绝对瓦斯涌出量为251M3/MIN。因此7，布尔台矿区所以矿井瓦斯等级均为低瓦斯。23矿井风量、负压和等积孔计算231矿井风量计算1按井下同时工作的最多人数计算（21）33413580/15/QNKMINS总式中Q总矿井总风量，M3/S；4每人每分钟供风标准，4M3/MIN；N交接班时同时下井人数，135人；K漏风系数，15。2）按采、掘工作面、硐室及其它地点实际需风量计算综采工作面所需风量Q采A按瓦斯涌出量计算（22）10QKC采采式中Q采采煤工作面需要风量，M3/MIN；Q采采煤工作面绝对瓦斯涌出量；KC备用风量系数，取16。31煤33153670284165/81/QMINS采51煤3391082/2460IS采B按工作面温度计算采煤工作面空气温度按1823考虑，对应的工作面适宜风速为0815M/S。Q采60V采S采M3/S（23）式中V采采煤工作面适宜风速，1015M/S，取10M/S；S采采煤工作面的平均有效断面，31煤工作面计算平均为172M2，51煤工作面计算平均为245M2。31煤Q采60101721032M3/MIN172M3/S51煤Q采60102451470M3/MIN245M3/SC按最大班作业人数计算Q采4N，M3/MIN（24）式中N采煤工作面同时工作的最多人数，取交接班时30人；Q采430120M3/MIN20M3/SD按风速进行验算验算条件025S采Q采40S采,M3/S（25）31煤025172Q采40172，则Q采43688M3/S51煤025245Q采40245，则Q采6198M3/S综合以上几个因素，结合神东矿区工作面配风经验，51煤综采工作面需风量取Q采140M3/S（2400M3/MIN）；31煤综采工作面需风量取Q采230M3/S（1800M3/MIN）。回采工作面配风按51煤1个厚煤层工作面、31煤2个中厚煤层工作面考虑。同时31煤综采工作面考虑一个备用工作面，备用工作面风量取20M3/S（1200M3/MIN）；51煤综采工作面也考虑一个备用工作面，备用工作面风量取30M3/S（1800M3/MIN）。2）掘进工作面所需风量Q掘投产时即达产，配备五个连续采煤机工作面。按瓦斯（或二氧化碳）涌出量计算Q掘100Q掘KD（26）式中Q掘掘进工作面实际需风量，M3/MIN；Q掘掘进工作面平均绝对瓦斯涌出量，M3/MIN；KD掘进工作面因瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，通常机掘工作面取1520。31煤Q11盘区运输巷10011320226M3/MIN38M3/S51煤Q11盘区运输巷100070520141M3/MIN24M3/S按掘进工作面最大人员数量计算Q掘4NJ41040M3/MIN067M3/S（27）根据巷道最大掘进断面218M2，风量应满足以下要求15S掘Q掘240S掘（28）327M3/MINQ掘5232M3/MIN，即55M3/SQ掘872M3/S本设计根据实际经验及邻近矿井配风，确定连采工作面风量为1820M3/S（10801200M3/MIN，用于掘进时取小，用于回采时取大），普掘工作面风量为5M3/S（300M3/MIN）；掘进工作面配风按五个连采面和一个普采面考虑。3）独立通风硐室所需风量Q硐井下主变电所、充电硐室等硐室配风按最小允许风速计算9SQ硐240S（井下主变电所断面S13M2）（29）117M3/MINQ硐3120M3/MIN，即195M3/SQ掘52M3/S设计硐室配风量合计取6M3/S（360M3/MIN）。4）无轨胶轮车需风量Q车本矿井辅助运输系统采用无轨胶轮车，其尾气中的有害气体主要为CO2、CO。煤矿安全规程规定采掘工作面的进风流中，氧气浓度不低于20，二氧化碳浓度不超过05。有害气体的浓度不超过下规定。矿井有害气体最高允许浓度MINEHARMFULGASMAXIMUMALLOWABLECONCENTRATION表31名称最高允许浓度（）一氧化碳CO00024氧化氮（换算成二氧化氮NO2）000025二氧化硫SO200005硫化氢H2S000066氨NH30004首先对于整个矿井巷道系统，根据生产厂家提供的资料及现场经验，计算稀释无轨胶轮车废气所需风量的公式为Q车1414075N2405（210）式中N无轨胶轮车的数量矿井达产后最多同时使用的无轨胶轮车为25台。其配风量初期为Q初车141407525205453M3/S（211）由于矿井风量远大于430M3/S，矿井风量完全可以满足稀释尾气的要求8。其次，由于采掘工作面是无轨胶轮车使用集中的场所，其经常使用情况详见表52。经计算，采掘工作面的进风流中氧气、二氧化碳浓度及有害气体含量满足要求，不需要单独为无轨胶轮车进行通风。综上所述，取Q机车0。采掘工作面无轨胶轮车使用情况表THEWORKINGFACEOFTRACKLESSRUBBERTYREDVEHICLEUSAGETABLE表32无轨胶轮车名称功率KW采煤工作面连续采煤机工作面WQC3J型6511WC5型8511SMV型701（5）其它需风量按矿井总风量的5考虑，取130M3/S（780M3/MIN）。综合以上分析和计算，考虑接替工作面的风量（51煤30M3/S、31煤20M3/S）及备用系数（02），则矿井总风量为Q总329M3/S（19740M3/MIN）。Q总详见表33。矿井配风量计算表（达产时）MINEAIRQUANTITYCALCULATIONTABLEPRODUCTION表33序号用风点风量（M3/S）个数小计（M3/S）备注131煤综采30260231煤备用面20120351煤综采40140451煤备用面301305连采面2051006普采面5157井下主变电室、充电硐室等66小计261其它513通风系数2055合计329矿井达产时的总风量为329M3/S（19740M3/MIN），此时孙定霍洛回风立井和回风斜井共同回风，副平硐进风110M3/S（6600M3/MIN）、主斜井进风40M3/S（2400M3/MIN）、孙定霍洛进风立井进风179M3/S（10740M3/MIN）；矿井达产约1年，此时51煤大巷与孙定霍洛进、回风立井贯通，总风量不变，矿井由副平硐进风70M3/S（4200M3/MIN）、主斜井进风30M3/S（1800M3/MIN）、孙定霍洛进风立井进风229M3/S（13740M3/MIN）；矿井投产约9年，此时11盘区31煤采完，12盘区31煤投产，明安木独进、回风立井启用，回风斜井暂不回风，矿井通风系统将发生变化，此时矿方应根据有关规定及时调整井下通风设施，并制订相应的安全措施，以保证风流的流向和风量按预先设计方案运行。232矿井负压计算1）通风阻力摩擦阻力根据有关规定，矿井通风摩擦阻力按下式计算（212）23QLPHS式中H摩擦阻力，PA；摩擦阻力系数，NS2/M4；L巷道长度，M；P井巷断面净周长，M；Q通过井巷风量，M3/S；S井巷断面积，M2。局部阻力矿井的局部阻力按摩擦阻力的1015计算，串联巷道阻力叠加，并联巷道阻力取最大值。井下通风网络示意图见31、2、3、4矿井阻力计算各值详见表34、5、6、7。图31回风斜井容易期通风示意图SCHEMATICDIAGRAMOFRETURNWELLEASYPERIOD图32回风斜井困难期通风示意图SCHEMATICDIAGRAMOFRETURNWELLDIFFICULTPERIOD图33孙定霍洛回风立井容易期通风示意图THEWELLRETURNWELLVENTILATIONEASYPERIOD图33孙定霍洛回风立井困难期通风示意图THEWELLRETURNWELLDIFFICULTVENTILATIONPERIOD回风斜井容易期通风计算RETURNSLOPEEASYVENTILATIONCALCULATION表34顺序巷道名称支护方式ALMPMSM2S3M6QM3/SQ2VM/SHPA备注1副平硐（表土及第三系段）砌碹0005995171208000001101210055012872副平硐（基岩段）锚网000751117120800000110121005509253集中辅助运输大巷锚网00071301819473013810811664557262451煤暗副平硐锚网000741517120800000908100450503551煤北辅助运输大巷锚网0007475181947301388572254385926串车场锚网0007501781896751274016002121575101工作面辅助运输顺槽锚网00132001781896751273512251858485101工作面辅助运输顺槽锚网00136100178189675127214411119229联络巷锚网0013251781896751272144111104105101综采工作面锚网00253002442882388787401600139123115101工作面回风顺槽锚网00136336178189675127401600212347512回风联络巷锚网00071401241061191024520254252071351煤北回风大巷锚网00072217818967512711513225608541451煤回风暗斜井锚网000774157168474163115132256852271531煤北回风大巷锚网00075531721735177721201440069418521631煤北回风大巷锚网000774717217351777212214884705258517中央回风斜井（基岩段）锚网000740015716847416312214884726138018中央回风斜井（表土及第三系段）砌碹00051331571684741631221488472632819小计1760614822局部风阻2223合计17046回风斜井困难时期通风计算RETURNAIRSHAFTVENTILATIONCALCULATIONDIFFICULTPERIOD表35顺序巷道名称支护方式ALMPMSM2S3M6QM3/SQ2VM/SHPA备注1副平硐（表土及第三系段）砌碹0005995171208000007049003505212副平硐（基岩段）锚网0007511171208000007049003503753集中辅助运输大巷锚网000713018194730138684624351104451煤暗副平硐锚网0007415171208000003196115560551煤北辅助运输大巷锚网000714241819473013831961160236651煤北辅助运输大巷锚网0007813181947301382562512988751煤北辅助运输大巷锚网00073671819473013830900155578串车场锚网0007501781896751279810480195107工作面辅助运输顺槽锚网00132001781896751272144111130105107工作面辅助运输顺槽锚网001351601781896751272144111178011联络巷锚网0013251781896751272144111104125107综采工作面锚网00253002442882388787401600139123135107工作面回风顺槽锚网00135360178189675127401600212293914回风联络巷锚网00071401241061191024520254252071551煤北回风大巷锚网000724501781896751271261587666771791651煤回风暗斜井锚网000774157168474163126158767502721731煤北回风大巷锚网00075531721735177721201440069418521831煤北回风大巷锚网000774717217351777212214884705258519中央回风斜井（基岩段）锚网000740015716847416312214884726138020中央回风斜井（表土及第三系段）砌碹00051331571684741631221488472632821小计2024719119局部风阻2868合计21987孙定霍洛回风立井容易时期通风计算THESUNSETHOLLOWAYRETURNSHAFTEASYPERIODOFVENTILATIONCALCULATION表36顺序巷道名称支护方式ALMPMSM2S3M6QM3/SQ2VM/SHPA备注1孙定霍洛进风立井砌碹00043301882832266519229524418095742进风联络巷道锚网00074017217351777299980157291331煤中部辅助运输大巷锚网0007421172173517772999801572959431煤中部辅助运输大巷锚网00073671721735177729488365437545串车场锚网0007501615337500309002001563204工作面辅助运输顺槽锚网00132001615337500256251677773204工作面辅助运输顺槽锚网001357001615337500162561078998联络巷锚网0013251615337500162561070493204综采工作面锚网00253002020282424130900149164103204工作面回风顺槽锚网00135940161533750030900200329511回风联络巷锚网00071451241061191023512253301291231煤中部回风大巷锚网000743017217351777211813924682139213回风联络巷锚网0007401721735177721181392468213014孙定霍洛回风立井砌碹0003533018828322665192074284973141115小计143188894局部风阻1334合计10229孙定霍洛回风立井困难时期通风计算THESUNSETVENTILATIONHOLLOWAYRETURNSHAFTDIFFICULTPERIODCALCULATION表37顺序巷道名称支护方式ALMPMSM2S3M6QM3/SQ2VM/SHPA备注1孙定霍洛进风立井砌碹0004330188283226651917932041633351孙定霍洛进风立井2进风联络巷道锚网00074017217351777299980157291进风联络巷道331煤中辅助运输大巷锚网000735917217351777299980157281831煤中辅助运输大巷431煤北辅助运输大巷锚网00072190172173517772694761399242531煤北辅助运输大巷531煤北辅助运输大巷锚网000736617217351777244193625416531煤北辅助运输大巷631煤北辅助运输大巷锚网0007366172173517772141960811731煤北辅助运输大巷731煤北辅助运输大巷锚网0007366172173517772121440691231煤北辅助运输大巷8串车场锚网00075016153375003090020015中车场93101工作面辅助运输顺槽锚网001362801615337500162561079913101工作面辅助运输顺槽10联络巷锚网00132516153375001625610704联络巷113101综采工作面锚网002530020202824241309001491643101综采工作面123101工作面回风顺槽锚网0013617016153375003090020034223101工作面回风顺槽13回风联络巷锚网00071451241061191023090028395回风联络巷1431煤北回风大巷锚网0007251721735177724823042771331煤北回风大巷1531煤北回风大巷锚网000741017217351777280640046261031煤北回风大巷1631煤北回风大巷锚网000735717217351777285722549160031煤北回风大巷1731煤北回风大巷锚网0007208017217351777211513225665639731煤北回风大巷1831煤北回风大巷锚网000742817217351777214521025838209331煤北回风大巷19回风联络巷锚网00074017217351777214521025838196回风联络巷20孙定霍洛回风立井砌碹00035330188283226651920742849731411孙定霍洛回风立井21小计2065718268小计局部风阻2740局部风阻合计21008合计矿井通风负压计算结果回风斜井达产后（12盘区31煤投产前）风量122M3/S，容易期风压HMIN17046PA，困难期风压HMAX21987PA；孙定霍洛回风立井达产后（12盘区31煤投产前）风量207M3/S，容易期风压HMIN10229PA，困难期风压HMAX21008PA。2）自然风压本矿井主要进风井标高1340M，副井平硐地面标高1176M，初期最大采深约420M，故矿井自然风压按下式计算HN（213）1021HTRPG式中HN矿井自然风压，PA；P井内空气平均密度，取740KG/M3；H矿井开采深度，420M（取初期最大深度）；T1进风侧平均温度，275K（K27310）；T2回风侧平均温度，298K（K27325）；R空气常数，按干空气287J/KGK取值。则，矿井最大自然风压为HN1032983128740613265PA因此本矿井自然风压相对于矿井负压来说很小，可忽略不计。233等积孔计算1回风斜井等积孔计算A1（214）19HQ式中A1等积孔面积，M2；Q1风井风量，M3/S；H1风井负压，PA。经计算容易时期A1352M2困难时期A1310M2；回风斜井在容易时期和困难时期的通风难易程度均为容易。2孙定霍洛回风立井等积孔计算A2（215）219HQ式中A2等积孔面积，M2；Q2风井风量，M3/S；H2风井负压，PA。经计算容易时期A2770M2困难时期A2537M2；孙定霍洛回风立井在容易时期和困难时期的通风难易程度均为容易。3全矿井总等积孔计算A（216）21）9QH式中A等积孔面积，M2；Q1、Q2各风井风量，M3/S；H1、H2各风井负压，PA。经计算容易时期A88M2困难时期A113M2；全矿井通风在容易时期和困难时期的通风难易程度均为容易。24通风设施、防止漏风和降低风阻的措施241通风设施为了保证矿井通风系统的正常运转，并保证各用风地点的配风量，在设计中考虑了风门和调节风门等通风设施；对废弃巷道设计应按煤矿安全规程的规定进行密闭。同时，为了保证矿井出现灾害时能有效实现有控制反风，设计中考虑了反风系统所需要的反风风门。242防止漏风设施为了减少矿井漏风，本设计考虑了以下措施9；类风门均为采用双道风门。配设专门的通风系统和通风设施用于管理维护人员。回采工作面停采后应按照要求进行密闭，尽量提高采空区密实程度，有效阻止采空区的漏风；同时，在生产中应加强地面塌陷区的回填及井上下通风系统的管理和监测，以达到有效控制漏风。243降低风阻设施优化井巷支护形式，改善巷道维护状况，采用先进的施工技术，降低巷道摩擦阻力系数，在设计中尽量缩短风路长度，巷道断面选择在保证巷道风速为经济风速的前提下进行适当加大，同时应及时清除巷道中的各种废弃物，保持保证井巷畅通，以减少局部风阻。25反风方式矿井的反风一般是在矿井发生火灾时进行。矿井反风方式分为全矿井反风和工作面局部反风10。该设计中，若全矿井在井下发生重大火灾时，通过所选轴流式通风机反转并配合反风绞车及反风闸门等反风装置来进行反风，利用其压力实现风流自回风井进入，自主斜井、副平硐及进风立井排出。3布尔台矿矿井主通风设备选型31通风设备选型依据经计算分析，布尔台矿矿井属于低瓦斯矿，全矿井通风在容易时期和困难时期的通风难易程度均为容易。回风斜井、孙定霍洛回风立井主通风设备选型计算依据各值如下表31通风设备选型计算依据CALCULATIONBASISFORVENTILATIONEQUIPMENTSELECTION表31初期末期名称QKM3/SHMINPAQKM3/SHMAXPA回风斜井1221704612221981孙定霍洛回风立井2071022920721008根据通风机选型原则1,分别对回风斜井、孙定霍洛回风立井主通风设备选型计算。32通风机预选3