【《某石雷钨锡矿区矿井通风与安全技术方案设计计算案例》7400字】

某石雷钨锡矿区矿井通风与安全技术方案设计计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u2534某石雷钨锡矿区矿井通风与安全技术方案设计计算案例 143541.1 概述 1241721.2 矿井通风条件 1159071.3 通风方式与通风系统的拟订 2139651.4 风量计算 2307961.5 通风阻力计算 674291.6 自然风压计算 14287121.7 通风制度 16300211.8 通风设备选取 161.1 概述安全高效的通风系统可以提高生产效率，稳定可靠的通风环境可以提高良好的工作条件。因此，矿山通风系统的设计任务就是根据矿山开采要求，结合开拓、采矿方法等系统，设计一个安全高效，稳定可靠的通风系统，使井下的有毒有害气体和粉尘能最大程度的稀释排出，并改善井下的气侯条件，为开采作业提供一个安全良好的环境。有毒害气体对井下进行生产作业的人员有着极大的威胁，这些有毒有害气体往往是造成重大生产事故的原因。此外，矿山生产中产生的粉尘危害人体健康，污染工作环境，降低机械和人员的生产效率。所以要求建立的通风系统必须要通过稀释排出，将有毒有害气体和粉尘的浓度降至安全规程要求的浓度下。石雷钨矿二氧化硅含量超过70%，在爆破过程中产生的游离的二氧化硅粉尘含量高，矿脉中的硫的含量不高，不至于造成自然危害，单次的井下人员最多为120人，通风系统要满足爆破通风排烟和人员新鲜空气的呼吸需求，最大限度的减少爆破炮尘的危害。依据采矿手册的相关要求，石雷钨矿井巷通风安全要满足以下要求；井下的空气成分含量不得过规定值要求：O2≥20%，CO2≤0.5%,空气的温度不得高于25摄氏度，且总回风流在流动过程中不得超过1%.深部开采尽可能采用全面机械通风，如果是在浅部的开采方式，也可采用主扇连续轮转的自然通风。1.2 矿井通风条件石雷钨矿矿区年产50万吨，服务年限为16.2年。开拓方式为主平窿-盲竖井开拓，其中竖井提升采用的罐笼井可作为进出风井，采区采用的是中央并列式通风布置方式，即新鲜风流主平窿流入，从竖井进入采区和工作面并经由两侧的通风天井排出，流经各回风巷道，排出地表。针对本矿区采用的采矿方法为浅孔留矿法，由章节6.6可知同时工作的块数为：回采矿块15个，备采矿块7个及放矿矿块3个，采切矿块15个。。1.3 通风方式与通风系统的拟订1.3.1通风方式的确定与依据（1）本方案设计服务范围为：石雷钨锡矿区内“棕树坑、北带、东带和中带”个矿带的深部+378、+328和+278三个中段。

（2）生产规模:1515吨/日。

（3）工作制度：年工作日330天，每天3班每班8小时工作制，（4）通风方式选择；抽出式通风；1.3.2通风系统选择通风系统选择的是各自独立的分区通风方式。本设计各矿带开采+378、+328和+278三中段时的通风系统方案选择：沿用各矿带各自独立的分区通风方式。新风从+418一号主平窿口和+418二号主平窿口进新风，其中新风进入+418中段运输巷后，经连通+418中段运输巷的各矿带盲竖井分别进入本矿带各中段运输巷，由各中段运输巷进入本中段各工作面。污风经各矿带所在中段的回风平巷、回风天井排出地表。1.3.3中段通风网络布置深部开拓采矿的新风从418主平窿井口进入，然后经418主运输巷分别进入四个矿带的竖井，由各矿带竖井进入本矿带的+378、+328和+278三个中段的运输巷，再由所在中段运输巷进入本中段各工作面。其中，①掘进工程：中段运输巷新风→穿脉平巷→掘进工作面清洗→污风用局扇就近穿脉巷抽出至本中段附近回风平巷、风井→污风进入本矿带通风系统。②采矿工程：中段运输巷新风→穿脉平巷→采场底部边沿脉平巷→先行天井→采场→污风从另一端顺路并安装局扇抽出至本中段附近回风巷→污风进入本矿带通风系统，③出矿通风线路：中段运输巷新风→穿脉平巷→出矿工作面清洗→污风用局扇抽出至本中段附近回风平巷、风井→污风进入本中段通风系统。对于各矿带通风网路如下：新风→主平窿口一号二号窿口→盲竖井→各中段运输巷→采场→工作面污风本中段通风平巷→本中段通风天井→地表。1.4 风量计算同时开采阶段各类工作面布置见表7-1。表7-1通风工作面布置表作业面名称掘进工作面采切工作面备采矿块回采工作面放矿工作面数量4157153掘进工作面所需风量∑Q掘进计算（1）按排炮烟计算QQ式中：lw-取lS-S=2.2×2.5=5.5m2；A=5.5×2×1.6=11.6kg；t-取30min；以上数据带入得：QQ（2）按排尘计算Q式中：S-S=2.2×2.5=5.5m2；V-，V=0.5m/s；Q以上两者取大值，即Q掘进=2.75m∑Q掘进=4×2.75=11.0m2、采切工作面所需风量∑Q采切计算（1）按排炮烟计算

QQ（2）按井下工人数计算供风量不应少于每人4m3/min。工作面最多工作人数6人，人员富余系数取1.4。Q（3）按排尘计算Q以上三者取最大值，即Q采切=2.53m∑3、回采矿块所需风量∑Q回采计算（1）按排炮烟计算

Q将以上数据带入公式得：Q（2）按井下工人数计算供风量不应少于每人4m3/min。工作面最多工作人数8人，人员富余系数取1.4。

Q（3）按排尘计算

Q以上三者取最大值，即Q回采=2.0m∑4、备采工作面所需风量∑Q备采计算∑Q备采=12∑Q回采=1.55、放矿工作面所需风量∑Q放矿计算（1）按井下工人数计算供风量不应少于每人4m3/min。工作面最多工作人数6人，人员富余系数取1.4。

Q（2）按排尘计算

Q以上三者取最大值，即Q放矿=1m∑硐室需风量∑Q硐室炸药库：Q炸药库=1.5m3破碎硐室：Q破碎=1.3m3机修硐室：Q机修=1.2m3∑Q硐室=Q7、矿井总风量同时开采阶段风量分配表如表7-2所示表7-2风量分配表工作面类型单位需风量工作面数目总计采切2.531531.95回采1.01515备采1.071.5放矿1.033.0掘进2.75411.0硐室//4.0总计/78.45备注：掘进工作面在开采阶段之下，工作面数目为2个。当开采至最下一个阶段时，没有掘进风量全矿井总风量Q矿Q矿'=K(∑Q掘进+∑Q采准+∑Q切割+∑Q回采+∑Q备采+∑Q放矿=1.4×78.45=109.83m3/s8、风量校核（1）按大爆破所需风量进行校核Q矿因本设计大爆破在节假日与周末进行，故可不进行校核。（2）按万t风量比进行校核Qq=式中：Q矿'-全矿井总风量，mA-矿井年产量，50t/a；表7-3年产量万t风量比矿山规模年产量万t风量比小型矿山2~4.5中型矿山1.5~4大型矿山1.2~3.5特大型矿山1~2.5备注：在对应年产量万t风量比范围内风量为合理本矿山属于中型矿山，万t风量比为2.2，故风量校核合格。通风立体图如图7-1图7-1通风立体图1.5 通风阻力计算针对该矿山设计的四个矿带，由于采用的是单阶段开采，故采用的是串联通风网路，各分支的的风量相同，总风阻等于各分支风阻之和。由于本设计各个的通风网路大致相同，对于棕树坑矿带的通风困难和容易时期网路图为例：棕树坑矿区的容易时期和困难时期简图如图1.2和图1.3.图1.2棕树坑矿区西翼容易时期图1.3棕树坑矿区西翼困难时期各巷道的通风摩擦阻力hfhR式：S-巷道断面积，m2；P-巷道周长，m；L-巷道长度，m；Rf-摩擦风阻，N·s2/m8Q-风量，m3/s；各矿带通风井巷的风量表（均已西翼为例）详见下表。表7-4棕树坑通风容易时期井巷摩擦阻力风量表序号井巷类型断面积（m2）井巷长度（m）巷道周长（m）支护方式风量（m3/s）摩擦阻力（pa）摩擦阻力系数（N·s2/m4）0-1418中段主平窿9.8625110.2不支护78.45164.000.011-2418-378中段竖井28.264018.84不支护39.2250.510.012-3378中段井底车场1.063010.6不支护33.72510.280.013-4石门9.8623310.2不支护33.72528.200.014-5阶段运输巷道9.866010.2不支护33.7251.260.015-6阶段运输巷道9.863010.2不支护32.7253.420.016-7放矿漏斗2.2568不支护0.50.010.017-8穿脉巷道451.58不支护0.50.10.018-9行人通风天井2.56406.4不支护10.040.0169-10回风巷道4308不支护10.040.0110-11穿脉平巷451.58不支护16.6920.000.0111-12阶段运输巷9.866010.2不支护11.692.000.0112-13阶段运输巷道9.863010.2不支护18.191.000.0113-14阶段运输巷道9.863010.2不支护18.191.000.0114-15阶段运输巷道9.866010.2不支护21.222.000.0115-16418中段井口车场459.58不支护21.2233.500.0116-17418中段西翼回风井12.5720012.57不支护54.91545.570.016总和318.88表7-5棕树坑通风困难时期井巷摩擦阻力风量表序号井巷类型断面积（m2）井巷长度（m）巷道周长（m）支护方式风量（m3/s）摩擦阻力（pa）摩擦阻力系数（N·s2/m4）0-1418中段主平窿9.8625110.2不支护78.45164.000.011-2418-278中段竖井28.2614018.84不支护39.2251.800.012-3278中段井底车场1.063010.6不支护39.22513.90.013-4石门9.8623310.2不支护39.22539.60.014-5阶段运输巷道9.866010.2不支护38.7259.570.015-6阶段运输巷道9.863010.2不支护31.7254.540.016-7放矿漏斗2.2568不支护0.50.010.017-8穿脉巷道4598不支护0.50.020.018-9行人通风天井4.5409不支护10.040.019-10回风巷道4308不支护10.040.0110-11穿脉巷道4598不支护16.6920.540.0111-12阶段运输巷道4608不支护11.6923.470.0112-13阶段运输巷道9.863010.2不支护18.191.060.0113-14阶段运输巷道9.863010.2不支护18.691.120.0114-15阶段运输巷道4608不支护21.2233.770.0115-16418中段井口车场459.58不支护21.2233.650.0116-17418-328中段回风井12.5729012.57不支护54.91555.360.016总和402.48表7-6北矿带通风容易时期井巷摩擦阻力风量表序号井巷类型断面积（m2）井巷长度（m）巷道周长（m）支护方式风量（m3/s）摩擦阻力（pa）摩擦阻力系数（N·s2/m4）0-1418中段主平窿9.8664010.2不支护78.45418.170.011-2418-378中段竖井28.264018.84不支护39.2250.510.012-3378中段井底车场1.0691.510.6不支护33.72531.350.013-4石门9.8613110.2不支护33.72514.530.014-5阶段运输巷道9.866010.2不支护33.7251.260.015-6阶段运输巷道9.866010.2不支护32.7251.710.016-7放矿漏斗2.2568不支护0.50.010.017-8穿脉巷道443.58不支护0.50.010.018-9行人通风天井2.56406.4不支护10.040.019-10回风巷道4308不支护10.040.0110-11穿脉平巷443.58不支护16.6915.130.0111-12阶段运输巷道9.866010.2不支护11.692.000.0112-13阶段运输巷道9.863010.2不支护18.191.000.0113-14阶段运输巷道9.863010.2不支护18.191.000.0114-15阶段运输巷道9.866010.2不支护21.222.000.0115-16418中段井口车场4838不支护21.2248.360.0116-17418中段西翼回风井12.5720012.57不支护54.91545.570.016总和594.23表7-7北矿带通风困难时期井巷摩擦阻力风量表序号井巷类型断面积（m2）井巷长度（m）巷道周长（m）风量（m3/s）支护方式摩擦阻力（pa）摩擦阻力系数（N·s2/m4）0-1418中段主平窿9.8664010.278.45不支护418.170.011-2418-278中段竖井28.2614018.839.225不支护1.80.012-3278中段井底车场1.0639.310.639.225不支护18.210.013-4石门9.8613110.239.225不支护22.260.014-5阶段运输巷道9.866010.238.725不支护9.570.015-6阶段运输巷道9.863010.231.725不支护4.540.016-7放矿漏斗2.25680.5不支护0.010.017-8穿脉巷道461.40.5不支护0.020.018-9行人通风天井4.54091不支护0.040.019-10回风巷道43081不支护0.040.0110-11穿脉巷道461.4816.69不支护21.380.0111-12阶段运输巷道460811.69不支护23.470.0112-13阶段运输巷道9.863010.218.19不支护1.060.0113-14阶段运输巷道9.863010.218.69不支护1.120.0114-15阶段运输巷道460821.22不支护33.770.0115-16418中段井口车场485821.22不支护48.070.0116-17418以上回风井12.5729012.5754.915不支护53.360.016总和659.88表7-8东矿带通风容易时期井巷摩擦阻力风量表序号井巷类型断面积（m2）井巷长度（m）巷道周长（m）支护方式风量（m3/s）摩擦阻力（pa）摩擦阻力系数（N·s2/m4）0-1418中段主平窿9.8664010.2不支护78.45418.170.011-2418-378中段竖井28.264018.8不支护39.2250.510.012-3378中段井底车场1.064210.6不支护33.72514.390.013-4石门9.8622910.2不支护33.72521.790.014-5阶段运输道9.866010.2不支护33.7251.260.015-6阶段运输巷道9.863010.2不支护32.7253.420.016-7放矿漏斗2.2568不支护0.50.010.017-8穿脉巷道456.58不支护0.50.010.018-9行人通风天井2.56406.4不支护10.040.019-10回风巷道4308不支护10.040.0110-11穿脉平巷456.58不支护16.6919.650.0111-12阶段运输巷道9.866010.2不支护11.692.000.0112-13阶段运输巷道9.863010.2不支护18.191.000.0113-14阶段运输巷道9.863010.2不支护18.191.000.0114-15阶段运输巷道9.866010.2不支护21.222.000.0115-16418中段井口车场4838不支护21.2246.730.0116-17418中段西翼回风井12.5720012.57不支护54.91545.570.016总和590.48表7-9东矿带通风困难时期井巷摩擦阻力风量表序号井巷类型断面积（m2）井巷长度（m）巷道周长（m）支护方式风量（m3/s）摩擦阻力（pa）摩擦阻力系数（N·s2/m4）0-1418中段主平窿9.8664010.2不支护78.45418.170.011-2418-278中段竖井28.2614018.84不支护39.2251.80.012-3278中段井底车场1.0650.510.6不支护39.22523.400.013-4石门9.8622910.2不支护39.22521.790.014-5阶段运输巷道9.866010.2不支护38.7259.570.015-6阶段运输巷道9.863010.2不支护31.7254.540.016-7放矿漏斗2.2568不支护0.50.010.017-8穿脉巷道4116不支护0.50.020.018-9行人通风天井4.5409不支护10.040.019-10回风巷道4308不支护10.040.0110-11穿脉巷道41168不支护16.6940.380.0111-12阶段运输巷道4608不支护11.6923.470.0112-13阶段运输巷道9.863010.2不支护18.191.060.0113-14阶段运输巷道9.863010.2不支护18.691.120.0114-15阶段运输巷道4608不支护21.2233.770.0115-16418中段井口车场443.58不支护21.2224.600.0116-17418以上回风井12.5729012.57不支护54.91553.360.016总和631.81表7-10中矿带通风容易时期井巷摩擦阻力风量表序号井巷类型断面积（m2）井巷长度（m）巷道周长（m）支护方式风量（m3/s）摩擦阻力（pa）摩擦阻力系数（N·s2/m8）0-1418中段主平窿9.86110510.2不支护78.45722.000.011-2418-378中段竖井28.264018.84不支护39.2250.510.012-3378中段井底车场1.066410.6不支护33.72521.930.013-4石门9.8649410.2不支护33.72559.960.014-5阶段运输巷道9.866010.2不支护33.7251.260.015-6阶段运输巷道9.863010.2不支护32.7253.420.016-7放矿漏斗2.2568不支护0.50.010.017-8穿脉巷道41068不支护0.50.020.018-9行人通风天井2.56406.4不支护10.040.019-10回风巷道4308不支护10.040.0110-11穿脉平巷41068不支护16.6936.870.0111-12阶段运输巷道9.866010.2不支护11.692.000.0112-13阶段运输巷道9.863010.2不支护18.191.000.0113-14阶段运输巷道9.863010.2不支护18.191.000.0114-15阶段运输巷道9.866010.2不支护21.222.000.0115-16418中段井口车场4288不支护21.2215.760.0116-17418中段回风井12.5720012.57不支护54.91553.360.016总和924.93表7-11中矿带通风困难时期井巷摩擦阻力风量表序号井巷类型断面积（m2）井巷长度（m）巷道周长（m）支护方式风量（m3/s）摩擦阻力（pa）摩擦风阻系数（N·s2/m8）0-1418中段主平窿9.86102710.2不支护78.45722.000.011-2418-278中段竖井28.2614018.84不支护39.2251.80.012-3278中段井底车场1.066810.6不支护39.22531.510.013-4石门9.8649410.2不支护39.22559.960.014-5阶段运输巷道9.866010.2不支护38.7259.570.015-6阶段运输巷道9.863010.2不支护31.7254.540.016-7放矿漏斗2.2568不支护0.50.010.017-8穿脉巷道4116不支护0.50.020.018-9行人通风天井4.5409不支护10.040.019-10回风巷道4308不支护10.040.0110-11穿脉巷道41168不支护16.6940.380.0111-12阶段运输巷道4608不支护11.6923.470.0112-13阶段运输巷道9.863010.2不支护18.191.060.0113-14阶段运输巷道9.863010.2不支护18.691.120.0114-15阶段运输巷道4608不支护21.2233.770.0115-16418中段井口车场4288不支护21.2245.760.0116-17418以上回风井12.5729012.57不支护54.91545.570.016总和1024.78全矿通风阻力计算棕树坑矿带：容易时期：h矿困难时期：h矿北矿带：容易时期：h矿困难时期：h矿东矿带：容易时期：h矿=1.2困难时期：h矿中矿带：容易时期：h矿困难时期：h矿1.6 自然风压计算本矿区常年大气温度22°C，平均最低气温为8°C，平均最高气温为29°C，矿区恒温带深度30m。经计算石雷钨矿四个矿带的自然风压如下：(1)、棕树坑矿带：

本矿带回风井底温度223°C，本带进风井深度140m，回风井深度290m

。A、容易时期自然风压：t进风井口=t常年+(Hj-Hc)Gt-4=22+(140-30)×0.3/100-4=18.33℃；t进风井口为进风口气温，本矿冬季最冷平均气温为8°C，则T进=(+t进风井底)÷2=(18.33+8)÷2=13.165°C。t回风井口=t回风井底-0,005Hh=22.3-0.005×290=20.85°C，则t回风井=(t回风井口+t回风井底)÷2=(20.85+22.3)÷2=21.575°C，t回=273+[t回风井口(Hj+Ht])÷Hj=273+[20.85(140-290)+21.575×290]÷140=273+22.35=295.35°K;容易时期自然风压为：H=0.0341KP0H井口至底(1/T进-1/T回)=0.03411.029×101300×290×(1/286.165-1/295.35)=111.83PaB、困难时期自然风压：t进风井口=t常年+(Hj-Hc)Gt-4=22+(140-30)×0.3/100-4=18.33℃；t进风井口为进风口气温，本矿冬季最冷平均气温为29°C，则T进=(+t进风井底)÷2=(18.33+8)÷2=13.165°C。t回风井口=t回风井底-0,005Hh=22.3-0.005×290=20.85°C，则t回风井=(t回风井口+t回风井底)÷2=(20.85+22.3)÷2=21.575°C，t回=273+[t回风井口(Hj+Ht])÷Hj=273+[20.85(140-290)+21.575×290]÷140=273+22.35=295.35°K;困难时期自然风压为：H=0.0341KP0H井口至底(1/T进-1/T回)=0.03411.029×101300×290×(1/296.665-1/295.35)=-15.25Pa综上，棕树坑矿带容易时期自然风压+111.83Pa，自然风压为正值，表明自然风压与风机作用相同；困难时期自然风压-15.25Pa，自然风压为负值，表明自然风压与风机作用相反(2)北矿带：

本矿带回风井底温度223°C，本带进风并深度140m，回风井深度347m。A、容易时期自然风压：计算得T进=273+13.165=286.165°K，T回=273+22.71=295.714°K。则，自然风压为：H=0.0341KP0H井口至底(1/T进-1/T回)=0.0341×1.0347×10130×347×(1/286.165-1/295.714)=139.79PaB、困难时期自然风压：计算得T进=273+23.665°c=296.665°K，T回=273+22.71=295.714°K。则，自然风压为：H=0.0341KP0H井口至底(1/T进-1/T回)=0.0341×1.0347×101300×347×(1/296.665-1/295.714)=-12.39Pa综上，北矿带容易时期自然风压+139.79Pa，自然风压为正值，表明自然风压与风机作用相同；困难时期自然风压-12.39Pa，自然风压为负值，表明自然风压与风机作用相反。(3)东矿带：本矿带回风井底温度22.3°C，本带进风井深度140m，回风井深度291mA、容易时期自然风压：计算得T进=273+13.165°C=286.165°K，T回=273+22.358=295.358°K。容易时期自然风压为：H=0.0341KP0H井口至底(1/T进-1/T回)=0.0341×1.029×101300×291×(1/286.165-1/295.358)=112.33PaB、困难时期自然风压：计算得T进=273+23.665°c=296.665°K，T回=273+22.358=295.358°K困难时期自然风压为：H=0.0341KP0H井口至底(1/T进-1/T回)=0.0341×1.029×101300×291×(1/296.665-1/295.358)=14.48Pa综上，东矿带容易时期自然风压+112.33Pa，自然风压为正值，表明自然风压与风机作用相同：困难时期自然风压-14.48Pa，自然风压为负值，表明自然风压与风机作用相反。(4)、中矿带：

本矿带回风井底温度223°C，本带进风井深度278m，回风井深度280m。A、容易时期自然风压：计算得T进=273+13.372c=286.372°K，T回=273+21.61=294.61°K。容易时期自然风压为：H=0.0341KP0H井口至底(1/T进-1/T回)=0.0341×1.0278×101300×278×(1/286.372-1/294.61)=96.23PaB、困难时期自然风压：计算得T进=273+23.872°C=296.872°K，T回=273+21.61=294.61°K。困难时期自然风压为：H=0.0341KP0H井口至底(1/T进-1/T回)=0.0341×1.0278×101300×278×(1/296.872-1/294.61)=-24.68Pa综上，中矿带容易时期自然风压