《矿山通风系统设计》报告书-

精品下载后可复制编辑精品下载后可复制编辑矿井通风设计[设计题目]湖北陈盛铁铜矿，I号、III号矿体已完成开采，II号矿体-280m以上矿体已开采完毕，矿山现有生产规模为20万吨/年，已有的开拓系统见附图，开拓系统图。针对深部-280m以下矿体资源，设计采用盲竖井加盲斜井联合开拓方案，主要开拓巷道规格见表1。表1开拓系统掘砌工程量表序号工程名称长度(m)(m周长ma(Wsm主井（=m)副井（=m)混合井（=m)-280m~-380m盲斜井掘进-280m～-380m盲竖井掘进(=m)-280m中段石门-330m中段石门-380m中段石门天井（条，mxm)按生产规模计算风量：设计生产规模为20万吨/年，中型矿井万吨风量比为1.5～2.5m3/s.万吨，初定取2m3/s•万吨，即矿井需要风量为20x2=40m3/s。请对该矿山深部开采通风系统进行设计，完成通风阻力计算，选择通风机型号。绘制通风系统图。[设计要求]1、 因该矿开拓井筒较多，有多种通风系统设计方案，必须以认真的态度，独立完成。2、 所选数据要有依据，设计符合规范，计算正确。3、 绘图清楚规范，表格设计合理，采用计算机绘图。4、 各项技术措施要切合实际，具有针对性。

\o"CurrentDocument"1拟定矿井通风系统 1\o"CurrentDocument"1\o"CurrentDocument"1\o"CurrentDocument"1\o"CurrentDocument"1\o"CurrentDocument"2\o"CurrentDocument"2\o"CurrentDocument"2\o"CurrentDocument"3\o"CurrentDocument"3\o"CurrentDocument"3\o"CurrentDocument"3\o"CurrentDocument"4\o"CurrentDocument"4\o"CurrentDocument"55\o"CurrentDocument"8\o"CurrentDocument"8\o"CurrentDocument"8\o"CurrentDocument"8\o"CurrentDocument"9\o"CurrentDocument"0\o"CurrentDocument"1\o"CurrentDocument"1\o"CurrentDocument"1\o"CurrentDocument"21.2选择矿井通风方式 1.3选择通风机工作方法 2矿井总风量的计算和分配 2.1矿井风量计算原则 矿井总风量 2.3采矿工作面的需风量 2.4掘进工作面的需风量 2.5全矿风量分配 3计算矿井总通风阻力 3.1矿井通风总风阻的计算原则....-330m阶段通风时的通风阻力\o"CurrentDocument"-380m阶段通风时的通风阻力3.4确定矿井通风难易时期 3.5各时期矿井总风阻和总等积孔4选择矿井通风设备 基本要求 4.2选择主要通风机 4.3电动机的选择 5通风系统耗材及设备 5.1通风机年通风耗电量 主要设备 参考文献 精品下载后可复制编辑1拟定矿井通风系统1.1选择矿井通风系统的基本要求选择任何通风系统都应符合投产较快、出矿较多、安全可靠、技术经济指标合理等总原则，具体地说要适应一下要求：每一矿井必须有完整的独立通风系统。进风井口应按全年风向频率，必须布置在不受粉尘、煤尘、灰尘、有害气体和高温气体侵入的地方。箕斗提升井或装有胶带输送机的井筒不应兼作进风井，如果兼作回风井使用，必须采取措施，满足安全的要求。多风机通风系统，在满足风量按需分配的前提下，各主要通风机的工作风压应接近。每一个生产水平和每一采区，必须布置回风巷，实行分区通风。井下爆破材料库必须有单独的新鲜风流，回风风流必须直接引入矿井的总回风巷或主要回风巷中。井下充电室必须单独的新鲜风流通风，回风风流应引入回风巷。1.2选择矿井通风方式1.2.1通风方案初选本设计的矿山为湖北陈盛铁铜矿，I号、III号矿体已完成开采，II号矿体-280m以上矿体已开采完毕，矿山现有生产规模为20万吨/年，针对深部-280rn以下矿体资源，设计采用盲竖井加盲斜井联合开拓方案。选用中央边界式的通风系统，整体采用上向通风，其中副井用来提升人员等，而混合井仅用来提升矿石、废石及材料等资源。本设计矿山可采用如下两种通风方式：方案A:通风系统中风流的走向如下：新鲜风流由副井进入矿井，到达-180m阶段，由-180m～-280m斜井到达-280m阶段，然后由盲竖井进入各工作面（—330m阶段或—380m阶段）进行通风，污风由天井或—280m 380m斜井回到-280m阶段，然后由混合井排出地表。如图1-1所示。方案B:通风系统中风流的走向如下：新鲜风流由混合井进入矿井，到达-280m阶段，然后由-280m～-380m斜井进入各工作面（-330m阶段或-380m阶段）进行通风，污风由天井或盲竖井回到-280m阶段，由-180m 280m斜井到达-180m阶段，然后由主井排出地表。如图1-2所示。1.2.2通风方式的技术比较⑴方案A方案A设计的通风网络需要控制风向的节点较少，网络较简单，风流串联污染的可能性较大。主扇的位置位于混合井附近，方便管理、维修等操作。B方案B设计的通风网络需要控制风向的节点较多，网络较复杂，风流串联污染的可能性较小。主扇的位置位于主井附近，不便于管理、维修等操作。相对于方案A，在-180rn阶段风流行走的路线较长，加大了矿井总风阻。1.2.3通风方式的经济比较由于本设计是针对矿山扩建部分进行通风设计，因此两方案的通风井巷、井下构筑物的开挖量基本相同，无须做详细的计算比较。由于方案B矿井总风压较大，需要消耗的能源也较多，通风费用较高。1.2.4确定通风方式经过上述比较，选择方案A作为本设计的通风方式。考虑到通风效果，防止-380m阶段的污风污染-330m阶段，将-330m阶段和-380m阶段分开依次开米。1.3选择通风机工作方法现将抽出式通风和压入式通风比较如下：压入式通风时，局部通风机及其附属电气设备均布置在新鲜风流中，污风不通过局部通风机，安全性好；而抽出式通风时，含瓦斯的污风通过局部通风机，若局部通风机不具备防爆性能，则是非常危险的。压入式通风风筒出口风速和有效射程均较大，可防止瓦斯层状积聚，且因风速较大而提高散热效果。然而，抽出式通风有效吸程小，掘进施工中难以保证风筒吸入口到工作面的距离在有效吸程之内。与压入式通风相比，抽出式风量小，工作面排污风所需时间长、速度慢。压入式通风时，掘进巷道涌出的瓦斯向远离工作面方向排走，而用抽出式通风时，巷道壁面涌出的瓦斯随风流向工作面，安全性较差。抽出式通风时,新鲜风流沿巷道进向工作面，整个井巷空气清新，劳动环境好；而压入式通风时，污风沿巷道缓慢排出，当掘进巷道越长，排污风速度越慢，受污染时间越久。压入式通风可用柔性风筒，其成本低、重量轻，便于运输，而抽出式通风的风筒承受负压作用，必须使用刚性或带刚性骨架的可伸缩风筒，成本高，重量大，运输不便。基于上述分析，当以排除瓦斯为主的煤巷或半煤岩巷掘进时应采用压入式通风，而当以排除粉尘为主的井筒或岩巷掘进时，宜采用抽出式通风。本设计矿山为铁铜矿，主要以排出粉尘为主，采用抽出式通风。2矿井总风量的计算和分配2.1矿井风量计算原则矿井需风量，按下列要求分别计算，并必须采取其中最大值。按井下同时工作最多人数计算，每人每分钟供给风量不得少于4rn3;矿井需风量应按照回采工作面、掘进工作面、硐室和其他用风点的实际最大需风量总和，考虑一定的备用风量系数，计算出矿井总风量。2.2矿井总风量按生产规模计算风量：设计生产规模为20万吨/年，中型矿井万吨风量比m3/s.ta，初定取2m3/s.ta，即矿井需要风量为Qm=20x2=40m3/s。2.3采矿工作面的需风量按排除粉尘计算风量有两种方法，一是按作业地点产尘量计算风量，另一是按排尘风速计算风量。按产尘量计算风量回采工作面空气中的粉尘主要来源于设备，其产尘量大小取决于设备的产尘强度和同时工作的设备台数。查取相关资料得知本矿山的排尘风量为msms按排尘风速计算风量回采工作面按排尘风速计算风量公式如下：Qh=Sv式中：S—一巷道型采场工作地点的过风断面，rn2；v—回采工作面要求的排尘风速，m/s。本设计中采场工作地点的最大过风断面为10.21m2;根据采矿方法和工作面类型（巷道型工作面），选取回采工作面要求的排尘风速为0.15rn/s。计算得：Qh=Sv=xm3/s经比较，取上述两值中的大者，即Qh=2.5rn3/s。2.4掘进工作面的需风量掘进工作面包括开拓、采准和切割工作面。在矿井设计中，掘进工作面的分布及数量只能根据采掘比大致确定，所以其风量可根据断面查取。本设计矿山的巷道断面为10.21m2，去掘进工作面的需风量为3m3/s。2.5全矿风量分配分配原则回采工作面的风量应按照排烟或排尘风量中取较大者来进行分配，掘进工作面应按局部通风风员计算值进行分配。为保证风流质量应避免各采掘工作面串联通风。备用工作面风量按回采工作面风量的一半进行分配。并下炸药库、破碎洞室和主溜井处应独立通风，回风流应直接导入总回风道或直通地表，否则必须采取净化措施。矿井通风系统为多井口进风时，各进风风路的风量应按风虽自然分配的规律进行解算，求出备进风风路自然分配的风置。在所有需风点和有风流通过的井巷中，风速必须符合安全规程规定。各工作面的需风量各工作面的需风量如表2-2所示。-330m阶段风量分配-330m阶段风量分配如表2-3所示。表2-1井巷最高允许风速表井巷名称最高允许风速（m/s)井巷名称最高允许风速（m/s)专用风井、风硐15主要进风巷8专用物料提升井12运输巷道6人员材料提升井8风桥10采场、采准巷道4表2-2各工作面需风量统计表工作面类型需风量(m3/s)备注采矿工作面2.5掘进工作面3平均风速大于0.25m/s表2-3-330m阶段风量分配统计表项目需风量(m3/s)数目合计(m3/s)采矿工作面2.5410掘进工作面3824其他硐室及备用6总计40注：掘进工作面包括：1个竖井、1个斜井、3条平巷、3个天井。-380m阶段风量分配-380m阶段风量分配如表2-4所示。表2-4-380m阶段风量分配统计表项目需风量(m3/s)数目合计(m3/s)采矿工作面2.5410掘进工作面3824其他硐室及备用6总计40注：掘进工作面包括：1个竖井、1个斜井、3条平巷、3个天井。3计算矿井总通风阻力3.1矿井通风总风阻的计算原则如果矿井服务年限不长（10～20年），选择达到设计产量后通风容易和困难两个时期分别计算其通风阻力；若矿井服务年限较长（30～5015～25年左右通风容易和困难两个时期的通风阻力。为此，必须先绘出这两个时期的通风网路图。通风容易和通风困难两个时期总阻力的计算，应沿着这两个时期的最大通风阻力风路，分别计算各段井巷的通风阻力，然后累加起来，作为这两个时期的矿井通风总阻力。最大通风阻力风路可根据风量和巷道参数（断面积、长度等）直接判断确定，不能直接确定时，应选几条可能最大的路线进行计算比较。矿井通风的总阻力，不应超过2940Pa。矿井井巷的局部阻力，新建矿井按井巷摩擦阻力的10%计算，扩建矿井宜按井巷摩擦阻力的15%计算。3.2-330m阶段通风时的通风阻力3.2.1绘制通风网络图如图3-1所示。3.2.2计算通风阻力利用3Dvent软件进行解算，如图3-2所示。解算结果整理列入表3-1。解算得到通风摩擦阻力为：hj=343.93Pa由于该矿为扩建井巷，因此局部阻力按摩擦阻力的15%计算，即为：ht=15%hf=15%X343.93=51.59Pa因此，-330rn阶段通风时的总通风阻力为：h=hf+hl=343.93+51.59=395.52Pa3.3-380m阶段通风时的通风阻力3.3.1绘制通风网络图如图3-3所示。3.3.2计算通风阻力利用3Dvent软件进行解算，如图3-4所示。解算结果整理列入表3-2。解算得到通风摩擦阻力为：h,=369.89Pa由于该矿为扩建井巷，因此局部阻力按摩擦阻力的15%计算，即为：精品下载后可复制编辑精品下载后可复制编辑表3-1-330m阶段通风系统井巷摩擦阻力计算表巷道编号始节点末节点a(N•52/m4)L⑷U⑷S(m2)53(m6)R(N•s2/m8)Q(m3/s)Q2(m6/s2)hf(P〇)V(m/s)备注112副井（进风井）223-180m～-280m斜井445-280m～-380m斜井141415混合井（回风井）武汉理工大学《工况通风与空调》课程实践设计说明书表3-2-380m阶段通风系统井巷摩擦阻力计算表巷道编号始节点末节点a(N•52/m4)L⑷U⑷S(m2)53(m6)R(N•s2/m8)Q(m3/s)Q2(m6/s2)hf(Pa)V(m/s)备注1120.001217.912.259.62890.280.003004016004.804.16副井（进风井）2230.01588.413.410.211064.330.0166940160026.713.923340.015240.013.410.211064.330.0453240160072.523.92-180m～-280m斜井4450.01578.113.410.211064.330.0147440160023.593.925560.001100.012.259.62890.280.001384016002.204.16盲竖井6670.01576.813.410.211064.330.0145140160023.213.927780.01514.713.410.211064.330.00277390.020.298790.01544.413.410.211064.330.0083837136911.473.6299110.01534.913.410.211064.330.006603411567.633.33109100.01524.913.410.211064.330.00470390.040.291111130.01523.713.410.211064.330.0044728.5812.253.632.791211120.01536.513.410.211064.330.006895.530.250.210.541313140.015240.013.410.211064.330.0453228.5812.2536.812.79-280m～-380m斜井1414150.01516.913.410.211064.330.0031828.5812.252.592.79158160.00150.06.42.5616.780.01907390.171.17天井1616170.01577.813.410.211064.330.01469390.130.291710180.00150.06.42.5616.780.01907390.171.17天井1818170.0158.913.410.211064.330.00169390.020.291917200.01542.513.410.211064.330.008026360.290.592012190.00150.06.42.5616.780.019075.530.250.582.15天井2119200.01511.713.410.211064.330.002205.530.250.070.542220210.01540.113.410.211064.330.0075611.5132.251.001.132321220.00150.06.42.5616.780.0190711.5132.252.524.49天井2422150.015232.713.410.211064.330.0439511.5132.255.811.132515230.015205.513.410.211064.330.0388140160062.103.92262310.001317.512.6512.561981.390.002034016003.243.18混合井（回风井）精品下载后可复制编辑ht=15%hf=15%X369.89=55.48Pa因此，-330rn阶段通风时的总通风阻力为：h=hf+hl=Pa3.4确定矿井通风难易时期根据3.2～3.3计算，确定通风困难时期为对-380m阶段进行通风时期，通风容易时期为对-330rn阶段进行通风时期。两时期的通风总阻力分别为：通风容易时期总阻力：hme=Pa通风困难时期总阻力：hmd=Pa3.5各时期矿井总风阻和总等积孔3.5.1通风容易时期m,mtnhmeQW•s2/m80)总等积孔Am,minQ 40 7Am,min=1.19 =1.19X =2.39m2Vhme V395.523.5.2通风困难时期

m,maxhmdQW•sm8Am,max_1.19Vhma=1.19X40Am,max_1.19Vhma=1.19X40V425.37=2.31m24选择矿井通风设备矿井通风设备是指主要通风机和电动机。4.1基本要求(1)矿井每个装备主要通风机的风井，均要在地面装设两套同等能力（同型号)的主要通风设备，其中一套工作，一套作备用，交替工作。

P)选择通风设备应满足第一开采水平各个时期工况变化，并使通风设备长期高效率运行。当工况变化较大时，应根据矿井分期时间及节能情况，分期选择电动机。风机能力应留有一定的余量，轴流式、对旋式通风机在最大设计负压和风量是，其叶轮叶片安装角度要比允许角度小5°，离心式的转速不大于最高允许转速的90%。进、出风井井口的高差在150m以上，或进、出风井井口标高相同，但井深400rn以上时，宜计算矿井的自然风压。本设计方案中进、出风井井口标高相差不大，近似相同，但最大井深317.5m以上时，不用计算矿井的自然风压。4.2选择主要通风机4.2.1计算通风机的风量考虑到外部漏风（即主要通风机附近的反风门等处的漏风），主要通风机风量可用下式计算：Qf=k-Qm式中：Q/—主要通风机的工作风量，m3/s; —矿井需风量，m3/s;fc—漏风损失系数，风井不提升用时取1.1;箕斗井兼作回风用时取1.15;回风回升降人员时取1.2。结合本设计矿山实际情形，漏风损失系数fc取1.15。因此，主要通风机的风量计算如下：Qf=k•Qm=1.15X40=46m3/s4.2.2计算通风机的全压通风机全压叫和矿井自然风压（本设计不考虑自然风压）共同作用，克服矿井通风系统的总阻力打m、风硐阻力心。计算如下：=hm+hd本设计选用轴流式通风机，采用抽出式通风，取风硐阻力心=200Pa，通风机风压计算如下：容易时期 Htd,min=h服+hd=395.52+200=595.52Pa困难时期 Htd,max=hmd+hd=425.37+200=625.37Pa4.2.3初选通风机根据计算的矿井通风容易时期通风机的和矿井通风困难通风机的Ht,max，在通风机特性曲线上，选出满足矿井通风要求的通风机。风机选择如下：通风容易时期。选择风机型号为：尺40-6-Wo17-26，即K40型矿用通风机，配用6极电机，转速n=900r/min，叶轮直径为17dm，叶轮叶片安装角度为26°。通风困难时期。选择风机型号为：尺40-8-Wo19-29，即K40型矿用通风机，配用8极电机，转速n=750r/min，叶轮直径为19dm，叶轮叶片安装角度为29°。4.2.4计算通风机的实际工况点(1)计算通风机的工作风阻通风容易时期：精品下载后可复制编辑为了达到经济合理的目标。两时期的通风机均选用尺40-8-Wo19-29为了达到经济合理的目标。两时期的通风机均选用尺40-8-Wo19-29型通风机。其工况参数如表4-1所示。表4-1尺40-8-Wol9-29工况参数表工况参数风量(m3/s)全压(Pa)效率(%)转速(r/min)功率(W)通风容易时期通风困难时期数值466656804.3电动机的选择通风机的输入功率计算公式如下：N^min=]46xt"