矿井通风与防尘

13１．设计说明１．１设计依据在本次设计之前，我们进展了《矿井通风与除尘》的课程设计，积攒了一些阅历。所以在本次设计中，我参考了以前的设计资料，再通过对矿井通风的专业学习，借阅了一些关于采矿工程尤其是地下金属矿山开采方面的书本，努力形成地采方面的或许学问框架，然后在着金属非金属矿山安全规程GBl642—2023。通过学习该规实现设计的标准化。井通风设计起到指导作用，让我知道应当从那些地方入手，以及对设计中的一些关键计算公式的选择有了较准确的取用，同时本设计大纲对这次设计中的一些其他问题供给了指导。风流的安排等内容进展阐述，对进展计算有指导作用。１．２设计的要求及范围设计要求依据课程设计任务书及实习矿山开拓、采矿条件，拟定出一个通风系统，并计算出风量及风阻。通过电子计算机解算后，打算通风构筑物，选择扇风机，计算通风费用。设计范围-10m-35m、-60m、-90m、-210m五个中段的通风系统设计。主要内容包括设计说明、矿山概况及通风系统概况、通风系统方案选择、全矿需风量计算、风量安排、通风阻力计算、自然风压计算、通风防尘的制度措施、通风设备选择、通风系统经济本钱分析、通风系统治理测定等。２．矿山介绍２．１根本状况交通位置山东黄金矿业〔沂南〕，位于山东省沂南县城北铜井镇，62075282025连云港四大港口，环境优越，交通便利，供水供电优越，当地劳动力资源充分。地方政府条件优待，社会安定，满足矿山正常生产的需要。２．２矿区概况金场采掘车间位于以南县城西北62平方公里。矿区中心地理坐标为东经118°24′18″，北纬35°32′40″，行政区属沂南县界湖镇管辖。目前矿山开采深度已达600米〔183米坑内最深中段为-360米〕，40万吨.近年来深部探矿先过显著，矿山地质储量逐增，矿山生产三级矿量平衡，生产正常。３．通风系统的设计与选择概述３．１金场采掘车间的通风系统概述以前金场采掘车间竖井无合理通风系统，除-35米中段与斜井形成通风回路，承受自然通风以外，其余各中段俱无通风井，主要靠局部机械通风，通风效果较差。现金场采掘车间通风方式为中心对角式通风系统。风流从主竖井流入，经各个生产中段和采场，最终污风从通风井和通风斜井流出。为保证安全生产，提高通风质量，承受局部机械通风，污风归入回风系统。具体为：1、沂南金矿金场采掘车间承受机械通风方式；主扇1通风井；2、承受抽出式通风方式，颖风流从主竖井进入，经掘进工作面将有毒有害气体稀释，污风经通风孔、通风井排至地表；380-854、主扇风机主要参数：功率：22KW；43920-92560m³/h；风压：2198-957pa；工作温度：80‴；524630105200米后，必需承受压抽混合式局部机械通风；承受压抽混合式通风57、局部通风选用柔性风筒，风筒需吊挂平直、结实、接头严密，逢环必吊，缺环必补。通风系统分类按进、排风井的布臵划分按进风井与排风井的相对位臵，可分为中心式、对角式和中心对角混合式三种不同的布臵形式：按扇风机工作方式划分扇风机工作方式有三种：压入式、抽出式和压抽混合式。３．２通风系统选择选择的根本原则1、与开拓、采矿方法设计同时考虑通风系统设计，全部矿井必需承受机械通风；2〔通风设施少……；360%，且经营费较少；4、尽量避开采掘作业面串联通风。如必需串联时，须实行降尘措0.5mg/m3；5不得经过采空区或冒落区；6、通风线路最短，开采区间风压稳定，漏风的可能性较小；7、有自然发火危害的矿井，须用抽出式通风，只有靠近地表几个中段可用压入式通风，并应首先考虑分区通风的可能性；8、矿井通风系统一般应尽可能承受对角式布臵；9于改扩建矿山如必需用混合井进风时，需实行密闭及有效的净化风源措施；10、尽量避开矿井主进风流及各中段进风流直接流经井下主溜井的上下口，凡溜井上下面均需考虑降尘措施；４．风量计算４．１矿井风量计算方法系统风量是选择主扇的重要参数之一，所以，总风量的计算在通风系统设计中是一个较为核心的内容。系统风量计算一般要分别对回采工作面、备采工作面、掘进工作面、硐室的通风量分别赐予考虑。矿井需风量计算方法有：1、排解柴油设备废气，按设备功率及工作系数计算需风量；2、排解放射性污染，按放射剂量强度及范围计算需风量；3、产尘设备〔工作面〕排尘风量，按矿井中同时工作的产尘设备或工作面数给定排解粉尘所需的风量计算。除上述几种方法外，还有按井下最大班人数计算需风量和万吨矿石用风率检验法等。不同的矿井条件重点选用其中一种方法进展计算，再用其它手法校核，本次设计计算各类掘进作业面和各种需风硐室风量的总和，即Q K〔ΣQΣQΣQΣQ〕K——风量备用系数，依据采矿方法、矿床地质条件、生产不均匀型冶金矿山设计参考资料》选取。m3/s。m3/s。通常按ΣQ=0.5ΣQΣQ掘进——掘进工作面〔采准、切割、开拓、探矿〕所需风量之和，m3/s。ΣQm3/s。４．２全矿总风量解算回采工作面按爆破后排出炮烟至安全浓度以下计算风量本次设计的工作面为贯穿风流巷道型工作面，依据课本《矿井通P20010—27，巷道型回采工作面的风量计算公式为：25.5Qt

ASL m3/s式子中符号的意义：——一次爆破的炸药消耗量——回采工作断面积m；——采场长度之半；——通风时间〔一般20~40mi；——采场长度之半；一次爆破炸药量平均为A=50kg；平均为S=6m2；通风时间取t=1800s；采场长度的一半为L=20m25.5Q t

=1.10m3/s按最小排尘风速计算风量由于采矿方法为浅孔留矿法，采场为巷道型采场，按《采矿手册61.5m3/s。1、21.5m3/s。12ΣQ=1.5×12=18m3/s备采工作面备用采场需风量按作业采场风量的一半计算，即为：0.75m3/s。4ΣQ=0.7×5×4=3m3/s掘进作业面需风量计算按爆破后排出炮烟至安全浓度以下计算风量开拓掘进的一次爆破炸药量平均为A=50kg；开拓掘进的断面积S=6m2t=1800s；掘进地点距回风井巷的距离平L=100m18Q ASLot

=0.45m3/s

18Q ASLo无贯穿风流的采场及掘进工作面，抽出式： tL——炮烟抛掷长度〔m〕；电雷管起爆L0=15+A/S 〔m〕0按最小排尘风速计算风量S=6m25.0m2～9.0m2之间，依据61.8m3/s。2为：ΣQ=1.8×2=3.6m3/s４．３全矿总风量计算Q K〔ΣQΣQΣQΣQ〕Q=K〔18+3+3.6+7.5〕=1.1×32.1=35.31m3/s矿井总风量为35.313/〔取整为35m3/计算的期望值，最终结果以网络优化解算后得到的结果为准。４．４全矿所需风量验证井总风量，计算式如下：Q=AY式中Q——矿井总风量，m3/s；A——矿井的年产量，万吨／年；250Y=0．7～1．5。60033019.8〔其次版》P265—3，Y2Q=AY=19.8×2=39.6m3/s35.31m3/s，与计算所需风量值根本吻合。５．矿井总风量的安排５．１风量安排根本要求1、回采工作面的风量应依据最大计算风量进展安排；2、备用工作面安排风量按生产工作面一半风量安排；3、掘进工作面按局部通风计算风量进展安排；５．２风量安排的方法1、不考虑漏风时的风量安排：这种方法不计算矿井通风网路内K乘所算出并标在图中。2、考虑漏风时的风量安排这种方法是按漏风地点的实际漏风量进展风量安排，其原则为：计算全矿总风量不乘风量备用系数，风量按实际安排。在工作面之前，以工作面为起点，沿逆风流方向逐段计算各巷道所需的风量，工作面之后，顺风流方向逐段计算各巷道的风量，并在漏风地点标出漏风量。一般设计中多按不考虑漏风时进展风量安排，本设计也承受不考虑漏风，按工作面所需风量进展安排。６．通风阻力计算矿井通风总阻力是指风流由进风井口到扇风机风硐〔抽出式〕或〔压入式擦阻力和局部阻力总和。通常是选择通风系统中线路最长阻力最大和通过风量最大的路线，作为最大阻力路线。〔—PLhfa Q2S3PL

, Pa 〔6—1〕R=aLU/S3f式中：a——井巷摩擦阻力系数，Ns2/m4；hPa；fP——巷道净断面之周长，m；L——该段巷道长度，m；S——巷道净断面积，m2。RN﹒s2/m8。f各段计算结果列于阻力计算表，各段巷道摩擦阻力之和，即为矿全矿井总阻力：hm=1.2hPa。f参照系统网络图进展巷道分段，同时将各个参数代入风阻力计算公式6—1，求得深部开采各段巷道风阻及风阻力。７．主扇风机的选取矿井通风设备主要是指主扇风机，所以主扇风机的选择是通风设计中很重要的一个环节。该节主要分扇风机选择参数的解算和主扇风。７．１扇风机选择参数的解算扇风机的风量Q= Qf

——扇风机供风量，m3/s；fQ——矿井总回风量，m3/s；取=1.05。Q= Q=1.1×35=36.75m3/sf扇风机的风压h

，同时还要抑制反向的f矿井自然风压h

、扇风机装臵的通风阻力hn

以及风流流到大气时的出δhv

+hvf f δh——矿井总阻力，Pa；fhn——与扇风机通风方向相反的自然风压，Pa；hδ——扇风机装臵阻力之和,一般取150~200Pa，Pa；hv——20Pa，Pa。则有：Hf=hf+hn+h+hv=51.250+150+150+20=371.25paδ扇风H功率 扇 扇N1000扇式中：NKW；Q．HPa; 80％.扇 QH 扇 扇扇则有N1000扇

=38.5×371.25÷〔1000×0.8〕=17.87KW电动功率 扇 扇 N =K Q 扇 扇 电动机 1000 扇 电 传式中：K——电动机功率备用系数；KWQ．H扇

——扇风机风量和风压，Pa；扇 ——扇风机效率扇 =0.9；K=1.2。则计算电机功率有：

传

=0.8；扇电 扇 扇

QH

=1.2×38.5×371.25÷〔1000×0.8×0.9×电动机 1000 扇 电 传1〕=23.82KW７．２主扇风机的选择36.75m3/min371.25PaK40-8-№16型风机根本满足矿井通风需求。109-504Pa22Kw,电机型号：Y225M-8，总质量2976Kg，直径1.845m1.086m0.8８．通风防尘治理规定及措施８．１关于防尘的介绍在生产过程中产生和形成的、能较长时间在空气中悬浮的固体微粒被称为生产性粉尘。悬浮于空气中的粉尘称为浮沉，已沉落的粉尘称为积沉，我们检测和防止的重点就是浮沉。矿井防尘的综合措施有：通风、湿式作业，密闭抽尘净化和个体防护等。一般矿井防尘的重点为采掘工作面、装卸矿点、坑内留破系统和保护矿井入风质量等。具体措施为：保护矿井入风质量、湿式作业和防尘供水量、风流净化、溜井防尘、地下裂开硐室的通风防尘。矿井通风防尘单单实行措施是不够的，还要在井下安装通风防尘监测仪表，随时检查是否符合要求。８．２防尘措施本矿除尘重点在溜井车场装卸矿点，此外采场中的出矿工作面除加强采场通风外，还应实行以喷雾、酒水为主的除尘工作。采场工作面未贯穿前都是独头巷道，风速为零，这些工作面的用风和排尘不能依靠风机解决，而应实行局部通风，目前局部通风仍采用局扇加风筒进展，通风防尘主要措施以风、水为主。其具体措施为：湿式岩：在凿岩过程中，将压力水通过凿岩机送入并布满孔底，以潮湿并排出所产生的矿尘，是凿岩工作普遍承受的有效防尘措施之一。目前应尽量利用矿山设备，保证湿式凿岩，在不扩大投资的状况下，改进和争论有效的湿式凿岩设备。洒水：在矿岩的装载、运输和卸矿等过程中和地点以及其他产尘场所，在条件许可的状况下都应进展喷雾洒水降尘。在各个采场爆破后应承受喷雾洒水降尘。净化：在必要的时候，应安设水式其他进化设备对空气进展净化。个体防护：工人下井时要戴好防尘口罩。计算矿井通风本钱主要考虑以下费用：装臵购臵及安臵费，通风设备折旧费、通风电力费，材料消消耗，以及员工工资。９．１通风设备购置及安置费装臵购臵及安臵费又分为设备的购臵费和设备的安臵费，一般状况中，安臵费取购臵费的10%，本次设计中，通风设备主要考虑：主扇、电缆、电器设备、通风防尘仪表、通风构筑物费用、材料消消耗用共六项。主扇：型号K40-8-N016单价为10111电缆：规格3×16单价52元／米数量100米 电器设备：设备名称型号数量单价总本钱C总设备费运装费合计配电柜K—12360072007207920电机启动QD—10/34242384684.6930.6器总计8850.6通风防尘仪表：通风防尘仪表各费用汇总参照表序号名称型号单位数量单价〔元〕合计1叶片式微风机台13803802环式高风表Dem—6台13803803华托管Q8×250MM支11081084倾斜微压计y—61台15315315U型压差表bY台22404806天平台12342347电子风表台2380076008微型计算机yee8102台130000300009恒温压差表或pc1500台215030010胶皮管米1002．4240合计40253通风构筑物费用：2023材料消消耗用：材料消耗包括各种根底设施安装费用，交通设备运转费用，以及4000９．２通风设备折旧费实际计算通风设备折旧费时，常承受折旧率法。即把设备年折旧率看作由根本折旧率、大修折旧率、年维护折旧率组成。全部的折旧费用按总价的20％计算。折旧费汇总参照表序号设备名称数量总价〔元〕使用年限折旧率%费用〔元〕1主扇1台10万15202万3配电柜2台7200152014403电机启动2台8461520169.2器4电缆100520010201040米5仪表10台4025310208050.6总173799130699.8计N电

d1

９．３通风电力费式中：

——主扇的电功率，千瓦；主t1t——主扇每年工作天数，天；d——每度电的价格，元330天，每天3班，每班八小时，每度电0.5元。通风电力费汇总参照表设备型号数量电动每天每年工电动实际电费单电费机功工作作时间机效功率价〔元〕〔千时间〔天〕率〔千〔元〕瓦〕〔小瓦〕K40-8-N016 1 22时〕2433070%15.40.5 60984９．４通风治理人员工资费用由于本矿无专业的通风治理人员，通风工作都由负责安全工作的治理人员兼职，所以本矿通风治理人员的工资即位安全治理人员的工420232023×12×4=96000９．５回采每吨矿石的通风费用设备材料通风管年产矿回采每消消耗用理人员石量用〔万元〕吨矿石〔元〕费〔元〕〔元〕工资费〔万费用170303.630699.860984用〔元〕96000吨〕19.835.79874〔元〕1.81作为全篇设计的一个总结，应反映设计主要脉络及结果。就本次的沂南金矿金场采掘车间通风系统设计来说，主要就一下几个方面来总结：通风系统描述、全矿风量安排、全矿风阻、通风设备的选择、通风费用的计算、通风效果的评估。１０．１通风系统描述本说明书中在已经对通风系统作了一个初步的拟定：本次设计的沂南金矿金场采掘车间承受的是中心对角式通风方式，主扇的风机安装在通风井口，全矿承受的是抽出式通风方式。１０．２全矿风量安排主竖井，出风口为通风井。具体风量安排如下：-10m3m3/s。-35m10m3/s。-60m6m3/s。-90m8m3/s。-210m8m3/s。１０．３全矿风阻矿井的通风摩擦风阻是衡量矿山通风难易的一个重要指标，同时也是计算矿井通风阻力的根底。通过对风流的分析，找出了通风简洁时期和通风困难时期的通风路线，并以通风困难时期的通风路线为依据计算出矿井的通风阻力。１０．４通风设备的选择在计算出全矿的通风困难时期的摩擦阻力之后，可以计算得出全矿的通风阻力，以此同时，为了保证本次通风设计的严谨性，我进展了沂南金矿金龙矿区自然风压的计算，这些数据的得出为进展通风设备的选择做出了有力的铺垫。设备型号确实定离不开相关参数的支持，本次设计要求选择的通风机，其要求的根本参数如下：通风机的型号为K40-8-№16风量：1056-2298m3/min，全压：109-504Pa22Kw,电机型号：Y225M-8，总质量2976Kg，直径1.845m1.086m0.8１０．５通风费用计算通风作为矿山八大系统之一，它的费用支出会对全矿的经济效益造成肯定的影响，所以，我们必需对通风的费用进展一个计算，避开费用太高，做到经济可行。总体而言，矿井通风的费用支出大体可以分为一下几个方面：设备折旧与修理费用、通风动力费用，通风材料消消耗用，如风门、风墙的费用、润滑油费用等，还有就是通风工作人员的工资费用，经过最终计算得出采每吨矿石的通风费用，本次设计的每吨矿石通风费用如下表：〔元〕折旧费费〔元〕员工资费用〔万〔万170303.6〔元〕〔元〕折旧费费〔元〕员工资费用〔万〔万170303.6〔元〕30699.860984〔元〕96000吨〕19.8元〕35.79874〔元〕1.81１１．本次设计体会与收获专业的矿井通风学问。概括说来有两点：1、对矿井通风系统设计的轮廓把握。一名采矿工程专业的学生，我深知通风系统的特别性与重要性，这是我认为要做好矿井通风系统设计的一个重要理由。通过本次的毕业设计，让我对通风系统设计中各个步骤有所了解，对实际设计中的细节得到生疏，能够在以后接触该系统时，快速上手，不至感觉过分生疏。2、实地考察工作中的着重看点本次设计之初是到沂南金矿的矿井进展实地考察，在下井参观和收集资料两个考察重要环节中，我感到有些茫