寸草塔矿通风系统及设备选型设计

中文题目寸草塔矿通风系统及设备选型设计外文题目INCHGRASSTOWERDESIGNOFMINEVENTILATIONSYSTEMANDEQUIMENTPSELECTION毕业设计（论文）共61页（其中外文文献及译文19页）图纸共3张完成日期2015年6月答辩日期2015年6月摘要随着矿井的自动化程度越来越高，国家对矿井生产的安全性要求也越来越高。矿井的每一部分都对矿井的效益与人员安全存在直接联系，我所做的设计是矿井中的安全生命线通风系统设计及设备选型。矿井通风是煤矿生产的重要环节，在井下通风的过程中，通风的好坏取决于井下的通风阻力，通风的流量和通风机的选择。根据原始资料，本文将确定通风系统，选择通风方式，选择通风机，设计通风辅助设备。首先通过分析计算井下所需风量和井下负压等条件，确定矿井的网路特性曲线，选出通风机。之后根据通风机的技术参数设计出扩散器与消音器，最后画出机房布置图。在完成设计的过程中，要把所学知识与实际相结合，从中吸取经验。关键词通风机；通风系统；扩散器；消声器ABSTRACTASTHEMINEISMOREANDMOREHIGHDEGREEOFAUTOMATION,THENATIONHASHIGHERREQUIREMENTFORTHESAFETYOFMINEPRODUCTIONEACHSECTIONOFTHEMINESAFETYTHEREISADIRECTCONNECTIONFORTHEBENEFITOFTHEMINEANDPERSONNEL,THEDESIGNOFTHEIWANTTODOISTHEMINESAFETYLIFELINEVENTILATIONSYSTEMDESIGNANDEQUIPMENTSELECTIONMINEVENTILATIONISANIMPORTANTLINKINPRODUCTIONOFCOALMINE,INTHEPROCESSOFMINEVENTILATION,VENTILATIONISGOODORBADDEPENDSONMINEVENTILATIONRESISTANCEANDVENTILATIONOFTHEFLOWANDTHECHOICEOFTHEVENTILATORACCORDINGTOTHERAWDATA,THISARTICLEWILLDETERMINETHEVENTILATIONSYSTEM,VENTILATIONMODECHOICE,CHOOSETHEVENTILATOR,THEDESIGNVENTILATIONAUXILIARYEQUIPMENTFIRSTTHROUGHANALYSISANDCALCULATIONTHEREQUIREDAIRFLOWANDDOWNHOLEPRESSURECONDITIONS,DETERMINETHENETWORKCHARACTERISTICOFTHEMINE,CHOOSETHEVENTILATORACCORDINGTOTHETECHNICALPARAMETERSOFTHEVENTILATORAFTERDESIGNEDDIFFUSERWITHSILENCER,FINALLYDRAWTHEROOMARRANGEMENTUPONCOMPLETIONOFTHEDESIGNPROCESS,TOCOMBINEKNOWLEDGECOMBINEDWITHPRACTICAL,LEARNEXPERIENCEKEYWORDSTHEVENTILATOR；VENTILATIONSYSTEM；DIFFUSER；MUFFLER目录1绪论111矿井通风在国内与国外的研究发展现状112通风设计的目的和意义113通风设计的依据和要求214矿井基本概况2141井田概况2142井田地质特征415矿井通风系统分析8151矿井通风设计基本任务8152矿井通风方式的选择根据与原则8153矿井通风系统的确定9154主要通风机的工作方法10155风井设置11156掘进通风及硐室通风11157矿井瓦斯涌出预测及矿井瓦斯等级确定112通风系统计算1221井巷通风阻力的计算原则1222矿井风量12221采煤工作面配风量13222挖掘工作面的分配风量13223稀释胶轮车尾气所需风量13224独立通风硐室配风13225其它巷道配风1423矿井通风阻力1424矿井通风等积孔计算1525降低通风难度的措施与方法21251通风设施21252减小漏风量的措施21253减小风阻方法2126反风的方式223矿井通风设备选型设计2331设计依据2332矿井通风设备选择要求2333矿井主要通风机选型24331风机风量和风压的计算24332确定管路特性曲线24333预选通风机25334通风机功率的计算334通风机的辅助设备设计3541轴流式扩散器的设计3542消声装置的设计365通风设备布置设计3951主通风机房布置396结论40致谢41参考文献42附录A43附录B511绪论11矿井通风在国内与国外的研究发展现状矿井通风的发展历史是由自然通风向机械通风过度的历史。对矿井通风理论和应用技术的研究始于17世纪。时经三四百年的实践、探索与研究，矿井通风理论、通风设备和检查仪表、通风管理手段等不断推陈出新，不断发展完善。在未来的发展方向是（1）在进一步深入研究井下风流稳态活动的同时，将更注意运用多科学理论和方法、多种技术方法进行非稳态流动理论以及采空区渗流理论等方面研究，为研究灾变时期风流流动特性和风流适时控制、控制采空区漏风、防止自然发火、寻找隐蔽火源，减少采空区有毒有害气体涌出和提高瓦斯排放效果等提供理论依据。（2）新型自动化通风参数测试仪表的研制将广泛发展，微电子控制技术和微型计算机管理技术亦将进一步得到推广应用。（3）通风装备将向大型化、高效率和自动控制的方面发展。（4）深热矿井的通风系统理论和改善其环境条件的技术措施的研讨将愈加深入。在通风系统中，通风设备是非常重要的，通风机的选型也是重中之重。矿井主通风机已向具有安全可靠、高效节能、低噪、自动机械化程度高和装卸简便等特点的目标发展。先主要介绍下通风机的现状。（1）国外矿井主通风机研究现状国外的通风都是对于通风机地调节范围，速度性能、动态的性能和运行效率进行了很大的改革发展。调节方式有停车动叶可调和液压动叶可调,转子的叶片是用高强度铝合金做成,重量较轻,防爆防火性能好。风机性能好,无负偏差,曲线精准,构造满足需要条件,反转反风,全压效率比较高，其维修护理与装卸与对旋风机相同。配带闸阀结构、消音器设备等,成套性强,噪音分贝小,所占用面积较小方便于场地布置。（2）国内矿井主通风机研究现状建国初期20几年，国内生产的矿井通风机大部分都是仿制苏联BY系列70B2型号和老式的G系列通风机。现在,我国矿井主通风机应用的种类繁多,性能差距很大。2K系列，BDK系列，GAF系列，G473系列及472系列的运用率大约在90。12通风设计的目的和意义矿井通风系统的设计好坏对煤矿的生产安全有非常重要的影响。矿井通风是指连续不断的矿井井下输送新鲜空气，给工作人员空气，便于呼吸，稀释并且外排有害有毒气体和粉尘，改善矿井下气候状况的作业过程。事实验证井下不通风是不可以的的，完善矿井通风对我们意义重大。矿井通风是矿井开采工作的一个重要组成部分，是维持矿井正常作业环境和安全保障的基础。合理的进行矿井通风，是预防瓦斯，粉尘，火灾事故及治理热害，改善气候环境条件，创造适宜人们安全的劳动生产的基础手段。矿井安全生产的主要因素所决这矿井通风系统的难易程度。依据相关主要因素把矿井通风系统划分成几个不同的类型。按照瓦斯浓度、煤层自燃状况和高温等改变矿井安全生产的几种因素对煤矿矿通风系统的要求，为了方便管理、设计和维护，把矿井通风系统分成一般型、防火型、降温型、排出瓦斯型、防火及降温型、排放瓦斯及防火型、排放瓦斯及降温型、排放瓦斯与防火及降温型这几种，分别为18八个等级。依据井筒开拓方式与回采工作面的位置按安排分为中央式、混合式和对角式三种类型。为了使井下风流沿规定线路分流，就有必要在一些巷道内安装导向控制风流的通风设施，它分别是导向风流和隔断风流的设备。一个完整的可运行的通风系统必须包含通风网络，通风动力和通风控制设施。在发生灾害事故时，通风技术又是控制、缩小、扑灭灾害必不可少的行之有效的基本措施。通风的好坏与井下生产人员的健康安全以及矿井的生产效率和经济效益直接挂钩。13通风设计的依据和要求寸草塔矿通风系统及设备选型设计是在学过流体机械相关课程后，安排工作生产实习后开始的，目的是提前适应工作环境和性质，应用自己所学习的知识，并在设计中找到不足和进步的机会，加强自身学习、自省和总结。设计时依据煤炭工业技术政策、煤炭工业矿井设计规范、煤矿安全规程以及国家制定的其他有关煤炭工业的相关政策要求，做到剖析论述清晰、论据准确，同时用可以运作的先进技术，努力使自己的设计成为可行的。14矿井基本概况141井田概况（1）位置寸草塔井田坐落在内蒙古自治区伊克昭盟伊金霍洛旗境内。地理坐标东经10959481100352北纬392743393028。东以ZK3910、ZK4710、201钻孔连线及乌兰木伦河岸为界。西至205B61、ZK39111007钻孔之中点的连线。南至第10勘探线以南03KM处，其北、西部均为布尔台普查区。南与寸草塔一井田相连，南北走向53KM，东西方向倾向宽3KM，占地面积182KM2，平面上大致为一矩形。（2）交通伊金霍洛旗所在地阿腾席热镇为井田附近最大城镇，距离本井田30KM。该镇公路交通较发达，南距陕西省榆林市176KM，北距东胜市39KM均为柏油路面。阿镇马家塔柏油公路及目前建设的高等级公路在井田附近通过。此外，与京包、包兰铁路相接的包头东胜神木铁路沿乌兰木伦河东岸在本井田东侧通过。总之，寸草塔矿井交通方便。（3）自然地理寸草塔井田位于陕北黄土高原之北部，海拔标高一般为12001300M。最高点位于井田西南部边缘为1378M，海拔最低位置在井田东南部乌兰木伦河岸1174M，最大高差204M，整个井田为西北方位高、东南方位低之坡状地形。本区属于干燥多风半沙漠的高原大陆性气候，降水量小而蒸发大，冬季严寒漫长。一般10月份开始结冰，次年5月初解冻。最厚冻土层厚度可达171M（77年2、3月）。区内多风，冬、春两季风力较大，月平均风速2252M/S，夏季风力较小。月平均风速1339M/S。最大速度可达到24M/S。根据中国地震烈度划分结果，本区地震烈度小于度，地震动峰值加速度（G）为005，为弱震预测区，本区历史上亦无破坏性地震记载。井田范围内沟谷很多，但无常年地表径流，雨季地表径流增多，但历时较短。井田附近的唯一常年地表径流是乌兰木伦河，它的水流量被大气降水控制，夏天秋天较多，冬天春天较少。（4）电源条件井田周围有布尔台的110KV变电所及松定霍落的110KV变电所。松定霍落主变容量为110120MVA，一回110KV电源线路来自大柳塔，线路长度为27KM，导线为LGJ185和LGJ300；另一回110KV电源线路均来自布尔台110KV变电所。（5）水源条件矿井的位置坐落在东乌兰木伦与西乌兰木伦河公聂尔盖沟相交的位置的下游的西方边缘。河水受气候和雨量控制，地表常年有水，此处位置是三条河相交处的下方，其中的乌兰木伦河水量最大，可以用于矿井取水。（6）小窑分布情况寸草塔所属井田东南部为神东煤炭公司石圪台煤矿，石圪台煤矿采用旺格维利法采煤，2003年产量已达170MT。本矿四周没有小煤窑开采，周边各个煤矿与寸草塔煤矿边界清楚，井田边界皆都有界煤柱隔绝。（7）区内经济状况寸草塔矿井位于伊金霍洛旗境内，境内近几年工业有了较大的发展，工业产品主要有煤炭、羊绒、食品、烧碱、化工及药材等，农牧业机具生产也有一定的规模。最近几年，矿区的大力发展建设，极大的带动了地方工商业的发展，国民经济有了较大的提高，其中神东公司所辖的上湾矿井、补连塔矿井、乌兰木伦矿井产量均在100MT/A以上。投资百亿元以上的煤化油项目正建设中，从而带动了本地区基础设施建设，交通运输、电力条件均得到了很大改善。142井田地质特征（1）区域地质构造鄂尔多斯地台向斜总的地形构造表现极其平缓，井田基本上是一单斜地质构造。煤田北边岩石层走向近东西、倾向北。倾角12，局部地段35，到达西部塔拉沟附近。砂岩产状慢慢加大，一般58左右。（2）井田地层及地质井田内距离地表出露及钻孔揭露地层自下而上分为三迭系延长组（T3Y）该区地层为本区勘探的最终层位，地表无出露，钻孔揭露为一套灰绿、黄绿、及棕灰色粗中砂岩，泥质胶结。厚度不全，与上伏地层呈假整合接触。为本区主要含煤地层。全组厚度1225623312M，一般19338M左右。中侏罗统直罗组（J2Z）根据岩性沉积特征又分为两个岩段一岩段J2ZT位于直罗组下部，井田内无出露。岩性为灰、青灰色中细粒砂岩，厚度33378425M，平均4273M。二岩段J2ZT位于直罗组上部，出露于井田北部第2勘探线以北的零星冲沟中。厚度90112596M，平均6261M，与上状地层呈不整合接触。上侏罗下白垩统志丹群（J3K121）本组地层出露于本区南部，岩性为层状细粒砂岩，发育斜层理及交错层理；中部为一套深灰色，灰白色及浅紫红色含砾粗粒砂岩。厚度010405M，平均4249M，与上伏地层呈不整合接触。第三系上新统（K2）本区南部零星出露，岩性为砂质粘土、细粒砂岩及砂质泥岩。厚度65071M，平均1164M，与上伏地层呈不整合接触。第四系（Q）该地层遍布全区，大部出露在平缓山脊、山坡、冲沟及河谷阶地，主要为冲洪积物（Q4ELPL）出露于冲沟、河谷地带、成份由各种粒度的砂、砂土及亚砂土组成。风积砂（Q4EL）区内广泛出露，成份由灰黄色的各种粒度的砂岩屑，砂土组成。残积坡物及其它（Q34）主要由残积、坡积的沙土，砾石和风积黄土组成，黄土垂直节理局部发育，厚度032M，一般10M左右。本区位于鄂尔多斯向斜东胜隆起区东南部边缘地带，地形为南西方向倾斜的单一构造，岩层走向NW25SN。倾向S65W倾角一般13，局部产状可达5，具很宽的缓缓的波浪状起伏，区内褶曲，断裂不发育，也未有岩浆活动的迹向。3含煤地层本区煤系地层是在陆相环境形成，厚度在1235623312M，一般19338M左右。煤层总厚为10222234M，一般1570M，含煤系数21。区内煤系地层含5个煤组，参加储量计算的有10个煤层，它们自上而下分别为21中煤层2煤组22上煤层3煤组31煤层22中煤层41中煤层51煤层61中4煤组5煤组6煤组41下煤层52煤层62中现就主要可采煤层的发育情况简述如下21中煤层位于侏罗系延安组第三岩段上部，煤厚0240M，平均107M，煤层结构简单，一般不含夹矸，向西南变薄，趋于尖灭，属对比基本可靠的不稳定煤层，距22上煤层6602581M，平均1600M。22上煤层位于侏罗系延安组第三岩段中部，煤厚0324M，平均127M，厚度变化大，一般含12层夹矸，夹矸厚006078M，仅在井田东北部局部可采，可采面积450KM2，属于不稳定煤层。距22中煤层2252044M，平均899M。22中煤位于侏罗系延安组第三段下部，主要分布于井田东北部，厚度0309M，平均149M，局部含夹矸一层，夹矸厚0025M，局部可采，面积720KM2，结构简单，属对比基本可靠的不稳定煤层。距31煤层28114658M，平均3648M。31煤层为3煤组主体煤层。结构简单，常以单层出现。属于较稳定煤层。煤厚092364M，平均276M。距41煤层17074580M，平均2949M。41中煤层属与稳定较稳定煤层，从第4勘探线至第10勘探线出现41下分层。煤层相对变薄，但变化有规律。该煤层全地区可以开采，厚度108390M。在深部与51煤层合并，最底部距离51煤层03908M，平均距离为2810M。51煤层位于5煤组上部，属于稳定较稳定煤层，厚度几乎没有变化，煤层全地区可以开采，煤层厚度145300M，平均223M，与52煤层相距7951930M，平均距离为1324M。62中煤层位于6煤组下部，属稳定煤层，煤层厚度几乎不变，基本全区可采，仅1003号孔厚度变薄，为036M，其余厚度102351M，平均207M。各个可以采掘的煤层特征见表11。表11煤层特征表TAB11COALSEAMCHARACTERISTICS煤层厚度（M）煤层间距（M）煤层号最大最小平均最大最小平均顶板岩性底板岩性稳定性可采性容重T/M321中0002401076602581中、粗、细粒粉砂岩粉砂岩、砂质泥岩不稳定局部可采13616022上0003241272252044细砂岩砂质泥岩粉砂岩不稳定局部可采13489922中00030914928114658粉砂岩砂质泥岩砂质泥岩、粉砂岩不稳定局部可采13431092364276364817974580中细粉砂岩砂质泥岩、粉砂岩稳定较稳定全区可采13141中10345024929490003909砂质泥岩、粉砂岩砂质泥岩、细粉砂岩稳定较稳定全区可采12741下05018813528107951930细粉砂岩砂质泥岩不稳定局部可采1255114530024613249042264细粉砂岩砂质泥岩砂质泥岩、细粉砂岩稳定较稳定全区可采1285200015007913249042264砂质泥岩、泥岩砂质泥岩、细粉砂岩不稳定局部可采12961中06821114413679642292较稳定大部可采13062中03635120713356泥岩、细砂岩砂质泥岩、粉砂岩较稳定大部可采129（4）煤质灰分除了21中、22上、22中煤层灰分产率较高，平均值大约在10，其它煤层灰分多集中于小于10的区间里，大于10的少数点呈零星分布，变化无规律，31原煤3651271，平均700，精煤275439，平均366，41原煤5061623，平均752，精煤247423，平均354，51原煤3201302，平均630，精煤269472，平均335，62中原煤4221218，平均756，精煤318461，平均334。挥发分每个开采工作面挥发分大部分都在37以下，属中高挥发分煤。硫分原煤全硫大约053，应属于低硫煤。磷分原煤含有磷分大约0004,应属与特低磷煤。发热量影响本区煤发热量的主要因素是灰分产率，二者成反比关系。原煤发热量一般在65007500KCAL/KG。（5）瓦斯和煤尘全区施工瓦斯样钻孔7个。甲烷含量为001053ML/GR，二氧化炭含量009026M3/T，从野外记录看大部分煤样解吸量很小或无解吸量。本井田各煤层中瓦斯成分主要为氮气N2，波动范围43779618,一般80左右；甲烷CH40565151，一般18左右；二氧化碳CO22953783，一般9左右。本矿井所在地区的瓦斯含量较，属于低瓦斯矿井。影响煤尘爆炸性主要因素是挥发份，越高爆炸性越强，本井田各煤层挥发分较高，均在30以上。据401、403、703、901四个钻孔各煤尘爆炸性试验表明，本井田煤尘有爆炸危险，火焰长度一般大于400MM，抑制岩粉量为5070。各个工作面存在爆炸危险。（6）根据钻孔及简选样燃点本区煤层自燃趋势以易自燃为主。寸草塔煤层属于易自燃煤层。15矿井通风系统分析151矿井通风设计基本任务矿井井下通风设计的任务是依据矿井开采要求，根据开采方案和挖掘煤岩方法等一些生产条件，设计一个经济化，安全化，可信任地井下通风的可行系统，让通动力机械风网络调度控制设施紧密配合，把新空气送入井下并且分配到井下每一个位置，将有害有毒气体与粉尘的浓度降低一边排出井外，为煤矿的安全开采做重要保障。152矿井通风方式的选择根据与原则（1）矿井通风方式的选择主要影响因素煤层赋存的状，矿井总开拓的布置，井下自燃的可能性和瓦斯浓度的大小，矿井地形与设施露风状况。（2）矿井通风方式选择的选择依据矿井简介和基础资料例如瓦斯含量的等级及涌出量、煤层自然发火倾向性，还有煤尘的爆炸性等；矿井各工作面水平标高。矿井的开拓方式、初期采区布置。采矿进度计划图。井巷的支护方式与巷道面积大小。（3）井下通风方式的选择原则每个矿井必须有完整独立的井下通风体系。进风井不应兼做提升设备的井筒。各个生产工作面和采区必须开拓单独的回风巷道，便于分区独立通风。具有反风功能，能实现10分钟内反风成功。内外部漏风少，通风动力少，通风费用低。爆破材料所堆积的硐室必须有单独的通风系统。多风机抽出式通风时，总进风道的断面不宜过小，应降低通风网路段的阻力。153矿井通风系统的确定本井田各煤层中瓦斯成分主要氮气N2，波动范围43779618,一般80左右，甲烷CH40565151，一般18左右，二氧化碳CO22953783。一般9左右，所以寸草塔矿属于氮气沼气带，是低瓦斯矿井。寸草塔矿井煤层含挥发分较高，均在30以上。据401、403、703、901四个钻孔各煤尘爆炸性试验表明，本井田煤尘有爆炸危险。本井田主要为不粘煤，含有挥发分高，所以属于易燃煤层，根据包头万水泉精煤运销公司的调查结果，煤堆积一个月左右即有自燃着火现象。本矿井各煤层还原样燃点T1为294328C，原煤样燃烧温度与氧化样燃烧温度相差T13为1044C，属易自燃煤。依据寸草塔矿井实测资料，恒温带深度为4080M，地温为14671472，80M以下地温波动大，最高地温梯度为28/100M，最大深度320M时的地温为219C，地温正常，对矿井不造成危害。因为本井田面积较小，结合矿井的开拓、开采布置，通风系统选用中央并列式通风系统。其中主斜井进风和胶轮车斜井进风，回风斜只用于井回风。154主要通风机的工作方法矿井所用的通风机的工作方式主要有压入式、抽出式，还有压抽混合式等三种方式。1抽出式通风的应用条件及优缺点分析适用于开采工作面大和走向较长的煤矿。井下风流处于负压状态，若主要通风积因故停止运转时，井巷风流会升高，阻止采空区瓦斯向工作面涌出，利于安全生产。回风系统不严密时易造成短路西风，通风时提升井处于进风状态。瓦斯均匀涌出，各工作面的污风向回风道集中，管理方便，控制可靠。（2）压入式通风的应用条件及优缺点分析风流不收污染，风质好，主井处于回风状态。风路多，风流分散，进风线路漏风大，管理困难。风阻大，风量调节困难。压力梯度较小，受自然风流影响较大。通风机使井下风流处于正压状态，通风机停止运转时，风流压力会降低，有可能使采空区瓦斯的涌出量增大。（3）压抽混合式通风的应用条件及优缺点分析混合式通风是将压入式和抽出式两种通风方式的联合运用，兼有两者的优点，其中压入式向工作面共新风，抽出式从工作面排出污风。混合式通风的主要缺点所需设备较多，管理困难。同时降低了压入式和抽出式两列风筒重叠段巷道的风量，而且当掘进巷道段面大时，风速就更小，此段巷道附近极易瓦斯层状积聚。终上所述抽出式主要通风机会使井下风流处于负压状态，一旦主要通风机因故障停止运转，井下的风流压力会提高，有可能使采空区瓦斯涌出量减少，比较安全。而压入式主要通风机会使井下风流处于正压状态，当主要通风机停转时，风流压力则降低，有可能使采空区瓦斯涌出量增加。而且，采用压入式通风时，须在矿井总进风的路线上设置若干构筑物，会使通风管理工作比较困难，漏风也较大。所以，矿井通风方式采用抽出式。155风井设置本井田开采面积不大，约162KM2。矿井目前有三个斜井井筒，其中主、副斜井为进风井筒，风井为专用的回风井筒。根据本次技改的矿井开拓布置，矿井新凿一个胶轮车斜井井筒和一个胶带输送机主斜井，全部技改工程完成后，矿井现有的三个井筒将保留一个回风井筒，其余的两个斜井井筒予以封闭。156掘进通风及硐室通风综合矿井开采条件，巷道掘进采用局部通风机压入式通风。每个掘进工作面配备23台局部通风机（掘进双巷时配备2台、掘进三巷时配备3台），另外每个掘进工作面均备用一台局部通风机。井下主变电所、充电硐室采用独立通风，其它硐室采用串联通风或扩散通风。157矿井瓦斯涌出预测及矿井瓦斯等级确定本矿井各煤层瓦斯含量较低，但产量很大。综合考虑各矿井首采煤层埋藏深度、赋存条件、开拓方式及开采工艺、生产规模及矿井通风方式等因素。通过对回采工作面瓦斯涌出量、回采工作面的瓦斯涌出总量、矿井瓦斯涌出量预测、掘进工作面瓦斯涌出量预测以及对生产盘区相对瓦斯涌出量的预测，最终预测出矿井本井田各煤层中瓦斯成分主要氮气N2，波动范围43779618,一般80左右，甲烷CH40565151，一般18左右，二氧化碳CO22953783。一般9左右，故本井田属氮气沼气带，属于低瓦斯矿井。2通风系统计算21井巷通风阻力的计算原则如果矿井的服务年限小于1020年，可选择在达到设计产量以后的通风容易和通风困难两个时期内的最大长通风路线进行计算，得到和HR,MIN和HR,MAX则可使所选通风机满足于通风容易和困难时期的要求。如果矿井的服务年限为3050年，则可只选择在达到设计产量后的1525年内的通风容易和通风困难两个时期最大长通风路线进行计算，得到，可使所选MAX,IN和RH通风机满足于该时期内的通风容易和困难时期的要求。绘制矿井在通风容易与通风困难两个时期内的通风系统示意图和网络图。考虑外部漏风的影响，风机风量与风井总回风量的关系为31052,M/INFQ式中，风井没有提升任务时取11。控制计算出的矿井总阻力不能超过3434PA，否则，需要对某些局部巷道采取降低风阻的措施。条件许可时，可以通过网络解算来计算矿井的总阻力。22矿井风量本矿井为低瓦斯大型矿井，机械化程度高，生产集中，故矿井所需风量采用分别计算法计算，计算公式如下Q（Q采Q掘Q硐Q胶Q其他）K通（21）式中Q矿井总风量，M3/S；Q采采煤工作面需风量之和，M3/S；Q掘掘进工作面需风量之和，M3/S；Q硐井下独立通风硐室需风量之和，M3/S；Q胶稀释胶轮车尾气所需风量，M3/S；Q其他井下其它地点需风量之和，M3/S；K通矿井通风系数，初期取12，后期取125。221采煤工作面配风量由于煤层瓦斯含量较小，回采工作面的瓦斯涌出量也较小，故回采工作面的配风主要按创造良好的工作条件以及保证巷道内最低风速的要求来确定。矿井初期配备一个31煤综采工作面，后期为解决煤层的压茬关系，需要在2煤组中再布置一个薄煤层综采工作面，届时全矿井共有两个综采工作面。根据国内高产高效矿井综采工作面的配风实践，31煤综采工作面每个配风15M3/S，后期开采2煤组煤层时，考虑到煤层厚度较小，每个综采工作面配风10M3/S。初期Q采15115M3/S后期Q采15110125M3/S222挖掘工作面的分配风量根据设计委托书要求，矿井初期共配备三个综合机械化掘进工作面，后期开采2煤组煤层时，增加一个掘进工作面。按掘进工作面配备的局部扇风机性能，综掘工作面配风量为85M3/S。初期Q掘853255M3/S后期Q掘85434M3/S223稀释胶轮车尾气所需风量根据冶金矿山安全规程规定及参照国内外使用柴油车单位供风量，胶轮车单车配风量20M3/S。按5辆胶轮车同时运行配风。Q胶20510M3/S224独立通风硐室配风由于井下开采的机械化程度很高，井下爆炸作业量很少，因此井下设立爆破材料发放硐室。Q硐313M3/S225其它巷道配风其它巷道配风的配风量按上述配风量的35取值，本次设计粗取5。初期Q其他（15255103）00527M3/S后期Q其他（2534103）00536M3/S故全矿井的总体通风量为初期Q（Q采Q掘Q硐Q胶Q其他）K通（1525510327）12674M3/S后期Q（Q采Q掘Q硐Q胶Q其他）K通（253410336）125945M3/S终上所述的计算结果为，矿井初期总风量取68M3/S，后期总风量取95M3/S。按各用风地点需风量进行矿井风量分配，首先按照各回采工作面、掘进工作面等按需风量进行风量分配，然后从矿井总风量中减去各回采面、掘进面、硐室用风量，余下的风量按一定比例分配到其它用风地点，用于维护巷道和保证行人安全。通过验算，各用风地点的风量和风速均满足煤矿安全规程的要求，能保证井下各处瓦斯浓度、有害气体浓度不超过煤矿安全规程的规定。23矿井通风阻力矿井通风阻力为巷道摩擦阻力与局部阻力之和，摩擦阻力根据下式计算（22）2389IIIIIIQSLPAH式中HI井巷摩擦阻力，PA；AI井巷摩擦阻力系数，KGS2M4；PI井巷净周长，M；LI井巷（风道）长度，M；SI井巷净断面积，M2；QI井巷中通过的风量，M3/S。局部通风阻力一般按矿井摩擦通风阻力的10计取。矿井初期和后期的通风网络见图21、图22。通风网络解算结果见表22、23。矿井最小、最大摩擦通风阻力分别为50772PA和103121PA。考虑矿井局部通风阻力后，矿井最小、最大总的通风阻力分别为5585PA和1134PA。24矿井通风等积孔计算用矿井总风阻表示矿井通风难易程度不够形象,且单位复杂,因此常用矿井等积孔作为衡量矿井通风难易程度的指标。与矿井风阻R指标类似，矿井通风等积孔A也不是一个独立的指标。矿井通风等积孔A是20世纪40年代由前苏联学者提出来的，用它可以现象的表示矿井通风难易程度，是反映矿井通风难易的理想的综合性指标假定在无限空间有一薄壁，在薄壁上开一面积为AM2的孔口，当孔口通过的风量等于矿井风量，而且孔口两侧的风压差等于矿井通风阻力时，则孔口面积A称为该矿井的等积孔。计算公式为（23）19QAH式中A矿井通风等积孔，M2；Q矿井风量，M3S；H矿井通风负压，PA。经计算，矿井初期、后期的通风等积孔分别为342M2和336M2。根据积孔大小，查找表41，即可知道衡量矿井通风难易程度的指标，本矿井属于通风容易矿井。表21矿井通风难易程度划分方法TAB21MINEVENTILATIONEASEPARTITIONMETHOD矿井通风难易程度矿井风阻R，NS2/M8通风等积孔A，M2容易2中等0353141212困难14121图21矿井初期通风网络图FIG21EARLYTHEMINEVENTILATIONNETWORKDIAGRAM图22矿井后期通风网络图FIG22LATETHEMINEVENTILATIONNETWORKDIAGRAM表22矿井初期通风负压计算结果表TAB22MINEVENTILATIONEARLYNEGATIVEPRESSURECALCULATIONRESULTTABLE巷道编号风量M3/S风速M/S净断面积M2摩擦阻力PA节点负压PA巷道风阻K巷道起点末点编号119991401430289400000073860138219991671200371326500009463238348012551880326533950001444612455232941880130354200000433235127712810001453616000090752396592101586016423600004552339749312621880148671900000619348186918710001327540000038504399389220718800747549000004954510389225915003104335830002089757113592239150082033700000064857812338922615005437129760004828081213288919315001663203410002032112161411860791500020205300000144116171517031141500566142560001988816231612030801500079146390000554923241729081941500694146590000836346182908215135033131777900039945691928112081350670715474000865489152019971481350102315279000261551520212970221350005155790000580220242217001131500196156920000690319202317001131500113152050000398221222422001471500162152840000341322402581405415001275155210019605615262668604615008621553100187066172527686046150001016082000021622526续表22矿井初期通风负压计算结果表TAB22MINEVENTILATIONEARLYNEGATIVEPRESSURECALCULATIONRESULTTABLE巷道编号风量M3/S风速M/S净断面积M2摩擦阻力PA节点负压PA巷道风阻K巷道起点末点编号28150008318005513876500024963262729150010015004259387370019302413273020001331500190392430000483613143137002471500192539690000143411840324200280150027513994200015905141833620041315001305240471000346261014343036202150011840794000013041011353336222150050654061700046412112836346423115005154432620004380410293793314166202950772000033572829382531382662506289400008057293039253138266244734100000711730314025313826629281585400014772313541426964566211760000658028324219572966625300001410032334319572966623230000859533344423123496626760001289232354511831796621770001289234354636595536622645000201443536473141474662246800025515343648680076189375090001656136374920301712000090002187589表23矿井后期通风负压计算结果表TAB23LATEMINEVENTILATIONPRESSURECALCULATIONRESULTTABLE巷道编号风量M3/S风速M/S净断面积M2摩擦阻力PA节点负压PA巷道风阻K巷道起点末点编号1258218114304830000000738601222582215120061948300000946324369183681880503650360001073213433681791880413544900003714345483225718800995548000004334561118112100011155600000907546751808858601256610000455256816361641000101574200003850679431422918801135780000006195710495626418801196645000004957911495626418808656882000035909101246562481880237101220000111410111335071871880324017734000268611112143007160188031017980000034911216151657088188000712698000002481617161350072188006110432000034161623172200147150017010439000035842224189940661500081152830000836378199941109001175128310012133382920184312315005782127950017366315292115001001500097125730000439615202265004315000091263400002162202423850057150003610493000050441920241700113150006112804000021622122251157077150024571333100187066172626343023150022612896001960561527271157077150002812924000021622627续表23矿井后期通风负压计算结果表TAB23LATEMINEVENTILATIONPRESSURECALCULATIONRESULTTABLE巷道编号风量M3/S风速M/S净断面积M2摩擦阻力PA节点负压PA巷道风阻K巷道起点末点编号281500083180055113475000249632728291500100150042596917001930241328302000133150024772110000062861314312850238120019527212300024508182532335027912002697843180002450814183353504461200541298428000192856143034114909612000358474800002674112935834093893013851610000191130313646845248931219586019000566903132374816539893121708540800053505303338128314489303885715000023573233393534396893468861760000382233344035343968934138846400003376343541353439689385810312100007007353642596766889310900000312132374327733118933070000407737384427733118934610000611538394531933588936120000611536374616181818931570000611536394751095728932445000095553640484391492893228800012102394049950010648931465700016561404125降低通风难度的措施与方法251通风设施为了确保通风系统地确实可行，并且保证各用风点的风量大小，在最初的设计时应考虑风门与调节风门的通风设备；对不在使用井巷应该按照煤矿安全规程的规定给予密封。此外，为了确保矿井出现危险灾害时能有效地进行控制，反风设计很重要。设计时应考虑为反风所建立反风风门。252减小漏风量的措施合理选择通风系统因为通风系统的进、回风巷位置和网络结构决定了通风构筑物的位置、数量及其所受的压力差和漏风条件。因为矿井开拓系统、开采顺序和开采方法对漏风有很大影响，故应合理考虑。服务年限长的主要风巷应开拓在岩石内，应尽量采用后退式及下行开采顺序，用垮落法管理顶板的采煤方法，适当增加煤柱尺寸或用石垛等方法隔绝采空区。应及时填补地面塌陷坑及裂隙，并封闭地面的小窑，减少通过塌陷区和地表之间的漏风。对于立井可多设几道风门并加强其工程质量，应加强立井井盖的密闭性。减少井口漏风，其次，也应该防止反风门装置和闸门的漏风。应使煤仓中的存煤保持一定厚度。减少煤仓漏风。为减少井下通风设施的漏风，通风设施的安设位置、类型及质量应慎重考虑。通风设施不应该设在有裂隙的地点，在风压的巷道应采用质量高的设施。253减小风阻方法增大巷道断面选择合理的巷道支护形式，保证巷道断面规整，壁面光滑，形状规则。通过测风求阻法测算出局部巷道分支的风阻，计算风量和风压的平差，根据平差计算结果选着合适的支护形式。封闭无用巷道，减少巷道拐角，运用合理的角度增缓巷道拐角。处理巷道内杂物，可放置于回风巷道内，需用物品摆放整齐，顺着风量方向摆放。26反风的方式矿井设立反风是为了在矿井发生火灾以及一系列危害时起到控制作用的。矿井的反风方式有全矿井性反风、区域性反风、局部性反风。反风道反风利用主通风机装置设置的专用反风道和控制风门，使通风机排风口与反风道相连。风机反转反风利用主要通风机反转使风流反向的方法。设计时，对井下各处风门采用遥测监控，对于双道风门采用机械联锁，即一道风门打开，必须关闭另一道风门，当打开的风门尚未关闭时，也不能打开另一道风门。3矿井通风设备选型设计31设计依据本次设计的前期，计算矿井的风量、负压与通风难易程度。还有已知材料提供的条件即是接下来矿井通风设备的选型设计的设计依据。见下表31。表31TAB3132矿井通风设备选择要求为了适应井下特殊的作业环境，保证安全，矿井通风设备的选择须符合下列要求（1）矿井主要通风机必须装置两套同等能力的通风机，其中一套运转，一套备用，备用通风机能力必须满足生产的需要且能在10MIN内启动；（2）通风机房两回直接由变配电所馈出的供电线路，线路上不应该分接任何负载；（3）通风设备的选择一般应满足第一水平各个时期阻力变化的要求，并适当照顾下一水平的通风需要。当阻力变化较大时，可考虑分期选择电动机；但初装电动机的使用年限不宜少于10年；（4）选用通风设备时，应留有一定余量轴流式风机在最大设计风压和风量时，其动轮的叶片安装角一般至少比允许范围小5；离心式风机的设计转速不应大于允许最大值的90；（5）风机在服务年限内，其在矿井最大和最小阻力时期的工况点均应在合理的工作范围以内来确定风机的稳定、经济运行转速；（6）一个井筒尽量安装单一通风机通风，尽量避免主要通风机的联合运行；（7）主要通风机要灵活可靠、合乎要求的反风装置和防爆门；要建造其规格、质量均合乎要求的风硐和扩散器；矿井风量（M3/S）矿井风阻（PA）等积孔（M2）瓦斯等级通风方式井筒开拓方式685585初期末期951135342336低瓦斯矿井抽出式斜井（8）风机与电动机机座必须牢固，应设置在不受采动影响的稳定地层上。33矿井主要通风机选型331风机风量和风压的计算（1）通风机风量可按下式计算（31）BKQK式中主要通风机的工作风量，M/MIN；B矿井需风量，M/MIN；KK漏风损失系数，风井不作提升，取11。通风容易时期K1111674BQKK7414M3/S通风困难时期K1111945BKK10395M3/S（2）通风机风压的计算设通风机装置阻力为H200PA；则在通风容易和通风困难暑期的通风机静风压分别为H，PA（32）1STPMINH，PA（33）2TAX式中PST1,PST2通风容易、困难时期的通风机最小、最大静压，PAHMIN,HMAX通风容易、困难时期的最小、最大总阻力，PA通风容易时期55852007585PA1STP通风困难时期11342001334PA2ST332确定管路特性曲线1按PST1、PST