礦井通風課程設(shè)計--新三礦120萬t_a新井通風設(shè)計

1、.中國礦業(yè)大學應(yīng)用技術(shù)學院礦井通風與安全課程設(shè)計小組成員： 設(shè)計題目 新三礦120萬t/a新井通風設(shè)計班級 指導教師 成績 日 期 .目錄1 礦井設(shè)計概況11.1礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征11.2 井田開拓11.3巷道布置與采煤方法22 礦井通風系統(tǒng)擬定32.1通風系統(tǒng)擬定原則和要求32.2礦井通風方式的選擇42.3 礦井通風方案技術(shù)經(jīng)濟比較72.4礦井主要通風機工作方法83 帶區(qū)通風93.1帶區(qū)進、回風上山的通風系統(tǒng)93.2 回采工作面通風方式選擇104掘進通風系統(tǒng)設(shè)計114.1掘進通風系統(tǒng)的設(shè)計原則114.2掘進通風方法選擇114.3掘進工作面所需風量計算134.5掘進通風技術(shù)管理和安全措施1

2、75 礦井風量計算與分配185.1 礦井總風量的計算185.2 礦井風量分配215.3風速驗算226 礦井通風阻力計算236.1 通風阻力的計算原則246.2 通風容易時期和困難時期的確定246.3 礦井通風阻力計算276.4 礦井通風總阻力297 礦井通風設(shè)備選型307.1礦井通風設(shè)備選型要求307.2礦井自然風壓317.3 通風機選擇317.4 電動機選擇337.5 礦井主要通風設(shè)備要求347.6 通風附屬裝置及其安全技術(shù)358 礦井通風費用概算368.1噸煤通風電費368.2通風設(shè)備的折舊費和維修費378.3專用通風巷道的維護費388.4通風員工工資費用388.5噸煤通風成本389 結(jié)論

3、38參考文獻39.1 礦井設(shè)計概況1.1礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征1）礦區(qū)概述峰峰集團有限公司新三礦位于河北省邯鄲市西南部，隸屬邯鄲市峰峰礦區(qū)管轄。礦井北以技術(shù)邊界與泉頭井田相鄰；南至f26號斷層與梧桐莊井田分界；西至技術(shù)邊界與三礦井田相隔；東至f8號斷層與九龍礦相望。井內(nèi)的氣象參數(shù)按表1所列的平均值選取。表1 空氣平均密度一覽表季節(jié) 地點進風井筒（kg/m3）出風井筒（kg/m3）冬1.181.16夏1.251.202）井田地質(zhì)特征井田南北平均長4.9km，東西平均寬3.7km，井田面積18. 13km2。3） 煤層特征本礦井可采煤層有2煤層，其煤層平均厚度為4.2m，具體參見圖1 綜合地質(zhì)柱狀

4、圖。根據(jù)精查地質(zhì)報告的瓦斯地質(zhì)資料，新三礦瓦斯絕對涌出量32m3/min，相對涌出量10.82m3/t，因此，本煤層按高瓦斯煤層設(shè)計。據(jù)煤芯煤樣爆炸性實驗：煤塵爆炸指數(shù)9.74%,不具有爆炸危險性。據(jù)煤芯煤樣測定結(jié)果，本煤層都沒有自然發(fā)火傾向。煤層自燃等級屬于不易自燃。1.2 井田開拓1） 井田境界與儲量礦井地質(zhì)資源量：2#煤110.55（mt），礦井工業(yè)儲量108.34（mt）， 礦井可采儲量80.63（mt），本礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為120萬t/年。工業(yè)廣場的尺寸為300m400m的長方形，工業(yè)廣場的煤柱量為335(萬t)。2） 礦井工作制度、設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限本礦井設(shè)計生產(chǎn)能力按年工作日

5、330天計算，“三八”工作制，即二班生產(chǎn)，一班準備，每班凈工作時間為8小時，凈提升時間為16小時。本礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力為120萬噸/年,礦井服務(wù)年限為51.69年。. 圖1 綜合地質(zhì)柱狀圖3） 井田開拓工業(yè)場地的位置選擇在主、副井井口附近，即井田中央。根據(jù)工業(yè)場地占地面積指標，確定地面工業(yè)場地的占地面積為12公頃，形狀為矩形，長邊平行于井田走向， 長為400m，寬為300m。選用立井單水平開拓暗斜井延深，一水平劃分為兩個帶區(qū)，二水平劃分為四個帶區(qū)。井底車場為梭式車場，井口標高為+166m。立井井口設(shè)在井田中央即井田儲量中央，一水平布置三條主要運輸巖石大巷，二水平采用暗斜井延深至-370m水平后

6、，設(shè)置二條主要運輸巷、一條回風巷，兩條運輸大巷均布置在煤層底板巖石中，回風大巷在煤層中沿煤層地板走向布置。主副井井筒設(shè)在井田中央靠近煤層的上部。設(shè)主副井、風井各一個。礦井通風方式為中央并列式，主、副井進風，回風井回風，通風機工作方式為抽出式。1.3巷道布置與采煤方法1） 帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計首采帶區(qū)（一帶區(qū)）位于井田北翼，大巷西部。開拓巷道布置三條大巷，三條大巷采用兩進一回的通風方式。工作面采用”u”型通風，分帶運輸斜巷出煤兼進風，與帶區(qū)運輸大巷、軌道大巷相連，分帶回風斜巷運料兼回風，與帶區(qū)回風大巷相連。上分帶運輸斜巷與下分帶回風斜巷間距12m。三條大巷之間間距30m。兩側(cè)留設(shè)30m保護

7、煤柱。首采帶區(qū)走向長度1600米，傾向平均2080米，煤層厚4.2 m，傾角610，屬近水平煤層或緩斜煤層。由于煤層較厚，采用綜合機械化采煤法。根據(jù)煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范規(guī)定：綜采工作面長度一般不小于150 m。但結(jié)合本礦井的實際情況，帶區(qū)工作面的長度為175 m可以滿足產(chǎn)量的要求，又因設(shè)備技術(shù)先進，故確定帶區(qū)工作面的長度為180 m。各條帶之間留設(shè)12m保護煤柱，采用雙巷掘進的方法掘進回采巷道。根據(jù)新三礦煤層的賦存條件，適宜建設(shè)高產(chǎn)高效礦井，因此本設(shè)計采用一礦一面達產(chǎn)。開采首帶區(qū)時，在其相鄰北側(cè)開掘準備及回采巷道，為工作面接替做好準備。待首采帶區(qū)一分帶全部采完后，相鄰北側(cè)分帶工作面已經(jīng)準備出來，可

8、以投入生產(chǎn)，依次類推。因此，設(shè)計的工作面接替順序為順采。2） 采煤方法主采煤層選用綜采開采工藝，傾斜長壁全部垮落一次采全高的采煤方法。工作面的推進方向確定為后退式。根據(jù)工作面的關(guān)鍵參數(shù)選用配套設(shè)備：液壓支架zz4000/18/38、，zc186zz38的采煤機、刮板輸送機sgz764/264a、szb-764/132型轉(zhuǎn)載機、pcm110型破碎機、ssj1000/2160型帶式輸送機。采煤機截深0.6m，其工作方式為雙向割煤，追機作業(yè)，工作面端頭進刀方式。工作面用先移架后推溜的及時支護方式。3）回采巷道布置工作面回采巷道采用單巷布置；兩斜巷設(shè)計均為矩形斷面，采用沿空掘巷施工。采用1000 mm

9、寬的膠帶輸送機運煤；無極繩絞車斜巷運料、運設(shè)備；輔助運輸巷鋪設(shè)軌道，通過設(shè)備車輛。 4）部分井巷特征參數(shù)表2部分井巷特征參數(shù) （其他井巷參數(shù)自行設(shè)計、計算或在相關(guān)圖紙上提取）井巷名稱長度(m)斷面（m2）周長（m）副井33.1720.41井底車場15.615軌道大巷15.615帶區(qū)車場15.615分帶進風斜巷15.615分帶運輸斜巷13.215.2工作面19.3217.6分帶軌道斜巷13.215.2回風道13.215.2回風大巷15.615礦井回風石門15.615風井19.6315.72 礦井通風系統(tǒng)擬定2.1通風系統(tǒng)擬定原則和要求1）通風系統(tǒng)擬定原則擬定礦井通風系統(tǒng)應(yīng)嚴格遵循安全可靠、投產(chǎn)較

10、早、出煤較多，通風基建費用和經(jīng)營費用之總和最低以及便于管理。礦井通風網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)合理：集中進回風線路要短，通風總阻力要小，多階段同時作業(yè)時，主要人行運輸巷道和工作點上的污風不串聯(lián)。(1) 內(nèi)外部漏風少。(2) 通風構(gòu)筑物和風流調(diào)節(jié)設(shè)施及輔助通風機要少。(3) 充分利用一切可用的通風井巷，使專用通風井巷工程量最少。(4) 通風動力消耗少，通風費用低。2）通風系統(tǒng)擬定基本要求（1）每個礦井和階段水平之間都必須有2個安全出口。（2）進風井巷與采掘工作面的進風流的粉塵濃度不得大于0.5mg/m3。（3）新設(shè)計的箕斗井和混合井禁止作進風井，已作進風井的箕斗井和混合井必須采取凈化措施，使進風流的含塵量符合上述

11、要求。（4）主要回風井巷不得作人行道，井口進風不得受礦塵和有毒有害氣體污染，井口排風不得造成公害。（5）礦井有效風量率應(yīng)在60%以上。（6）采場、二次破碎巷道和電耙道，應(yīng)利用貫穿風流通風，電耙司機應(yīng)位于風流的上風側(cè)，有污風串聯(lián)時，應(yīng)禁止人員作業(yè)。（7）井下硐室和炸藥庫，必須設(shè)有獨立的回風道。（8）主要通風機一般應(yīng)設(shè)反風裝置，要求10min內(nèi)實現(xiàn)反風。2.2礦井通風方式的選擇1）選擇通風方案的因素選擇通風方式應(yīng)根據(jù)礦井的實際情況，結(jié)合各種通風方式的特點及使用條件，并考慮以下兩種因素：(1) 自然因素：煤層賦存條件、埋藏深度、沖擊層深度、瓦斯等級。(2) 經(jīng)濟因素：井巷工程量、通風運行費用、設(shè)備裝

12、備費用。2) 礦井通風方案礦井通風方式根據(jù)回風井的位置的不同,可分為中央并列式、中央分列式、兩翼對角式、采區(qū)式和混合式通風方式，以下為前四種方案的示意圖。方案一：中央并列式風井主副井都位于中央工業(yè)廣場上，副井進風，風井回風，如圖2.1。圖2.1 中央并列式通風方式1主井 2副井 3運輸大巷 4回風大巷 5回風石門方案二：中央分列式兩回風井位于井田邊界的兩翼，副井進風，風井回風，如圖2.2。圖2.2 中央分列式通風方式1主井 2副井 3運輸大巷 4回風大巷 5回風石門方案三：兩翼對角式進風井位于井田的中央，回風井設(shè)在井田兩翼的上部邊界，如圖2.3。圖2.3 兩翼對角式通風方式1主井 2副井 3運

13、輸大巷 4回風大巷 5回風石門方案四：采區(qū)式通風方式每一個分區(qū)域均設(shè)置進風井及回風井，構(gòu)成獨立的通風系統(tǒng)，如圖2.4。圖2.4 采區(qū)式通風方式1主井 2副井 3運輸大巷 4回風石門3）通風方式的選擇各種通風方式的特點、優(yōu)缺點及適用條件進行對比，見表2.1。表2.1 各種通風方式對比類型通風系統(tǒng)適用條件及優(yōu)缺點中央式中央并列式進風井與回風井沿井田走向及傾斜均大致并列于井田的中央，兩井底可以開掘到同一水平，也可將回風井只掘至回風水平（一般適用于較小型礦井）。投產(chǎn)初期暫未設(shè)置邊界安全出口，煤層傾角大，走向長度不長（一般小于4km），埋藏深，而且瓦斯、自然發(fā)火不嚴重的礦井。1.初期投資少，出煤快，采區(qū)

14、生產(chǎn)集中，便于管理；2.節(jié)省風井工業(yè)場地，占地少，比在井田內(nèi)打邊界風井壓煤少；3.便于井筒延伸，為深部通風提供有利條件；4.風流折返流動路線長，通風阻力大，且進出風井之間的漏風較大，通風費用高；5.工業(yè)場地風機噪音大。中央分列式進風井大致位于井田走向中央，回風井大致位于井田淺部邊界沿走向的中央，在傾斜方向上兩井相隔一段距離，回風井的井底高于進風井的井底煤層傾角較小，埋藏較淺，走向長度不大而瓦斯和自然發(fā)火較嚴重的礦井。1.與并列式相比，這種方式較安全，2.建井期兩井深部延伸，通風不困難，風流路線短，風阻??；內(nèi)部漏風小，有利對瓦斯、自然發(fā)火的管理。3.工業(yè)廣場沒有噪音和污風的污染，回風井系統(tǒng)設(shè)備防

15、塵管理比較方便。4.多一個風井場地，壓煤較多對角式兩翼對角式進風井大致位于井田走向的中央，回風井位于沿淺部走向的兩翼附近（沿傾斜走向的淺部）。如果只有一個回風井，且進、回風分別位于驚天的兩翼稱為單翼對角式。適用于走向長度較大（一般大于4km），井田面積大，產(chǎn)量高，煤層上部距地表淺，瓦斯和自然發(fā)火嚴重的礦井。1.由于風流路線較短，阻力和漏風小，所以各采區(qū)風阻比較穩(wěn)定；2.礦井總風壓穩(wěn)定，工業(yè)廣場不受污染，比中央分列式安全性更好；3.但初期投資較大，建井期較長，管理相對分散，發(fā)生事故時反風較困難。注：對有瓦斯噴出或有煤與瓦斯突出礦井，應(yīng)采用對角式的通風系統(tǒng)。分區(qū)對角式通風井大致位于井田走向的中央，

16、每個采區(qū)各有一個回風井，無總回風巷。適用于煤層距地表淺，地表高低起伏較大，無法開采淺部總回風巷，而且表土層沒有沙層，便于開掘小風井。1.各分區(qū)與獨立的通風線路，互相不影響而且通風阻力小，建井工期段；2.利于安全生產(chǎn)；分區(qū)風井多，占場地多，通風機管理分散。注：對有瓦斯噴出或有煤與瓦斯突出礦井，應(yīng)采用對角式的通風系統(tǒng)?；旌鲜交旌鲜竭M風井與回風井有3個以上井筒，有中央并列式和對角式混合、中央并列和分列式混合、中央分列式和對角式混合等適用于走向距離很長以及老礦井的深部開采與擴建；多煤層、多井筒、多水平開采，有利于礦井分區(qū)分期投資；大型礦井井田范圍較大，產(chǎn)量大或采用分區(qū)開拓的礦井分區(qū)式分區(qū)回風進風井大致

17、位于井田走向的中央，在采區(qū)開掘回風井，并分別安設(shè)通風機分區(qū)抽出適用于煤層距地表較淺，或地表高低起伏較大，無法開鑿淺部的總回風道。在開采第一水平時，只能采用這種分區(qū)回風方式。另外礦井走向長，多煤層開采，高溫礦井，亦有采用此方式對有瓦斯噴出或有煤與瓦斯突出的礦井應(yīng)采用分區(qū)通風系統(tǒng)此外，還適用于高瓦斯礦井和具有一定條件的大型礦井分區(qū)回風各分區(qū)有獨立的進回風井系統(tǒng)。但與中央進風系統(tǒng)大巷沒有通風設(shè)施隔絕1.各分區(qū)有獨立的通風線路，互不影響，便于管理2.建井工期短3安全生產(chǎn)好4分區(qū)進風井多，需增加風井場地，通風機管理分散2.3 礦井通風方案技術(shù)經(jīng)濟比較1）技術(shù)比較 由于該礦為高瓦斯礦井,煤層不具有自燃傾向

18、性且煤層走向長度較大,通過初步的技術(shù)比較,方案一和方案三比方案二和方案四有更明顯的優(yōu)勢。2）經(jīng)濟比較方案一和方案三兩通風方案的經(jīng)濟主要從巷道開拓工程量、費用及巷道維護費用、通風設(shè)施購置費用和通風電費等方面考慮，巷道開拓及維護費用只比較兩個方案中不同或多出的部分，相同部分不作比較。(1) 井巷掘進費用比較中央并列式：方案項目兩翼對角式中央并列式工程項目工程量（m）單價（元/m）費用（萬元）工程量（m）單價（元/m）費用（萬元）回風大巷5523.4840002209.3924271.3340001708.532回風井1054.56100001054.56527.2810000527.28合計326

19、3.9522235.812(2) 井巷維護費用比較方案項目兩翼對角式中央并列式工程項目工程量（m）單價（元/m）費用（萬元）工程量（m）單價（元/m）費用（萬元）回風大巷5523.489049.714271.339038.44回風井1054.5612012.66527.281206.33合計62.3744.77(3) 通風設(shè)施購置費用比較方案項目兩翼對角式（萬元）中央并列式（萬元）通風設(shè)備費2502250(4) 通風總費用比較方案項目兩翼對角式（萬元）中央并列式（萬元）井巷掘進費3263.952235.81井巷維護費62.3744.77通風設(shè)備費500250總費用3826.322530.58從

20、上表中可以看出，中央并列式在經(jīng)濟上要優(yōu)于兩翼對角式。綜合技術(shù)和經(jīng)濟兩方面的比較，總體上中央并列式通風方式優(yōu)于兩翼對角式通風方式，故本礦井采用中央并列式通風系統(tǒng)。2.4礦井主要通風機工作方法空氣之所以能在礦井巷道中流動，是因為分流的始末點間存在能量差，若這種能量差有通風機提供，則稱為機械通風；若是由礦井自然條件產(chǎn)生的，則稱為自然通風。但自然風壓一般較小且隨季節(jié)變化，難以滿足礦井通風的要求，因此煤礦安全規(guī)程第一百二十一條規(guī)定：礦井必須采用機械通風。按通風機的工作方式將礦井通風系統(tǒng)分為壓入式、抽出式、抽壓混合式3類，其使用條件和優(yōu)缺點分析見表2-6。表2.6 通風方式比較通風方式優(yōu)點缺點適用條件及優(yōu)

21、缺點抽出式1井下風流處于負壓狀態(tài)，當主要通風機因故障停止運轉(zhuǎn)時，井下的風流壓力提高可能使采空區(qū)瓦斯涌出量減少，比較安全。2漏風量小，通風管理較簡單。3與壓入式比較，不存在過度到下水平時期通風系統(tǒng)和風量變化的困難。當?shù)孛嬗行「G塌陷區(qū)并和采空區(qū)溝通時，抽出式會把小窯積存的有害氣體抽到井下使有效風量減少。是當前通風方式的主要形式，適應(yīng)性較廣泛，尤其對高瓦斯礦井，更有利于對瓦斯的管理，也適用于礦井走向長，開采面積大的礦井。壓入式能用一部分回風把小窯塌陷區(qū)的有害氣體壓到地面。1進風線路漏風大，管理困難。風阻大、風量調(diào)節(jié)困難。2.由第一水平的壓入式過渡到深部水平的抽出式有一定困難。3.通風機使井下風流處于

22、正壓狀態(tài)，當通風機停止轉(zhuǎn)動時，風流壓力降低，又可能使采空區(qū)瓦斯涌出量增加。低瓦斯礦的第一水平，礦井地面比較復(fù)雜，高差起伏，無法在高山上設(shè)置通風機?？偦仫L巷無法連通或維護困難的條件下混合式可產(chǎn)生較大的通風，能適應(yīng)大阻力礦井需要壓力。通風管理困難。一般新建礦井和高瓦斯礦井不宜采用，只是個別用于老井延伸或改建的低瓦斯礦井。根據(jù)精查地質(zhì)報告的瓦斯地質(zhì)資料，井田中各煤層沼相對瓦斯涌出量10.82m3/t，屬高瓦斯礦井；又根據(jù)鑒定結(jié)果，2#煤煤塵不具有自燃傾向性且礦井為中型礦井，而通風機的抽出式工作方式有漏風量少和通風管理簡單，不存在過渡到下水平時期通風系統(tǒng)和風量變化的困難等優(yōu)點，所以選擇通風機的工作方式

23、為抽出式。3 帶區(qū)通風帶區(qū)通風系統(tǒng)是礦井的基本組成部分，它包括帶區(qū)進回風和工作面進回風巷道的布置方式，帶區(qū)通風路線的連接方式以及采區(qū)通風設(shè)備的和通風構(gòu)筑物的設(shè)置等基本內(nèi)容。它主要取決于帶區(qū)巷道布置和采煤方法，同時要滿足通風的特殊要求。在通風系統(tǒng)中，要能保證采區(qū)風流的穩(wěn)定性，盡量避免角聯(lián)風路，盡量減少采區(qū)漏風量，并有利于采空區(qū)瓦斯的合理排放及防止采空區(qū)浮煤自燃，新鮮風流在風路上被加熱和污染的程度小，回采工作面和掘進工作面都應(yīng)該獨立通風。帶區(qū)布置獨立的回風道，實行分帶通風。帶區(qū)通風系統(tǒng)既要保證質(zhì)量，安全可靠，又要經(jīng)濟合理。帶區(qū)通風系統(tǒng)的合理與否不僅影響采區(qū)內(nèi)的風量分配，發(fā)生事故時的風流控制，工作面

24、的安全生產(chǎn)，而且影響到全礦的通風質(zhì)量和安全狀況。3.1帶區(qū)進、回風上山的通風系統(tǒng)兩種通風方式比較工作面運料斜巷進風，新鮮風流不受煤炭釋放的瓦斯、煤塵污染及放熱影響，運料斜巷的絞車房易于通風。工作面運輸斜巷進風，由于風流方向與運煤方向相反，易于引起煤塵飛揚，運輸煤炭釋放大量瓦斯，可使進風流的煤塵和瓦斯?jié)舛仍龃?，影響工作面的安全衛(wèi)生條件；輸送機設(shè)備所散發(fā)的熱量，使風流溫度增高。此外須在運料斜巷的下部車場內(nèi)安設(shè)風門，此外運輸?shù)V車來往頻繁，需要加強管理，防止風流短路。該礦井各煤層均無煤塵爆炸危險，各煤層均屬不自燃發(fā)火煤層，所以沒有太大的安全隱患。因此在該礦井的設(shè)計中兩種通風方式都可以使用，一般采用工作

25、面運輸斜巷進風。3.2 回采工作面通風方式選擇采煤工作面通風系統(tǒng)要求（1）回采工作面與掘進工作面都應(yīng)獨立通風。（2）風流穩(wěn)定。在礦井通風系統(tǒng)中，回采工作面分支應(yīng)盡量避免處在角聯(lián)分支或復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)聯(lián)分支上；當無法避免時，應(yīng)有保證風流穩(wěn)定的措施。（3）漏風少。應(yīng)盡量減小回采工作面的內(nèi)部及外部漏風，特別應(yīng)避免從外部向回采工作面的漏風。（4）回采工作面的調(diào)風設(shè)施可靠。（5）保證風流暢通。1）長壁采煤工作面的通風方式工作面的通風方式視瓦斯涌出量、開采工作條件和開采技術(shù)而異，按工作面進回風巷的數(shù)量和位置，可分為u形、y形、e形、w形、z形等通風方式，其中u形應(yīng)用最為普遍。 表3.1 回風工作面主要通風系統(tǒng)

26、比較通風系統(tǒng)示意圖優(yōu)缺點及適用條件u型在采區(qū)后退式回采方式中,這種通風方式具有風流系統(tǒng)簡單、漏風小等優(yōu)點，但風流線路長，變化大，工作面上隅角易積聚瓦斯，工作面進風巷一次掘進，維護量大，這種通風方式，如果瓦斯不太大，工作面通風能滿足要求，即可采用。y型當采煤工作面產(chǎn)量大和瓦斯涌出量大時，采用這種方式可以稀釋回風流中的瓦斯。對于綜采工作面，上下平巷均進新鮮風流有利于上下平巷安裝機電設(shè)備，可以防止工作面上隅角瓦斯聚集及保證足夠的風量。這種通風方式使用于瓦斯涌出量大的工作面，但需要邊界準備專用回風巷上山，增加了巷道掘進、維護費用?！皍”型通風系統(tǒng)布置方便，通風簡單，工作面可采用后退式回采。上、下順槽在

27、煤體中維護，漏風量小，風流流動為上行方向，上、下順槽布置于煤體中，漏風量??；瓦斯自然流動方向和風流方向一致，有利于較快降低工作面瓦斯?jié)舛?。開掘井巷費用低，同時結(jié)合煤層的儲存形式，本設(shè)計在回采工作面應(yīng)用“u”型通風系統(tǒng)。4掘進通風系統(tǒng)設(shè)計開掘井巷時，為了稀釋和排除自煤（巖）體涌出的有害氣體、爆破產(chǎn)生的炮煙和礦塵以及保持良好的氣候條件，必須利用其他動力對掘進工作面進行不間斷的通風，該礦井設(shè)計達產(chǎn)時，配備兩個掘進頭。4.1掘進通風系統(tǒng)的設(shè)計原則（1）礦井和采區(qū)通風系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)為掘進通風創(chuàng)造條件。（2）掘進通風系統(tǒng)要安全可靠、經(jīng)濟合理、技術(shù)先進。（3）盡量采用先進技術(shù)先進的低噪、高效型局部通風機。（4）

28、壓入式通風宜采用柔性風筒，抽出式宜用帶剛性骨架的可伸縮風筒或完全剛性的風筒。風筒材質(zhì)應(yīng)選擇阻燃、抗靜電型。（5）當一臺風機不能滿足通風要求時可考慮選用兩臺或多臺風機聯(lián)合運行。4.2掘進通風方法選擇向獨頭掘進巷道進行通風的方法按照動力形式不同，可分為局部通風機通風、礦井全壓通風和引射器通風。由掘進通風系統(tǒng)的設(shè)計原則，采用局部通風機通風的掘進通風方式。局部通風機通風方式利用局部風機做動力，通過風筒導風的方法，是目前掘進通風的主要的辦法。局部通風機的常用通風方式有壓入式、抽出式和壓抽混合式。局部通風機通風的三種通風方式布置方式、優(yōu)缺點見下表4-1。表4.1 掘進頭通風方式及其優(yōu)缺點局部通風機通風方式

29、布置方式示意圖優(yōu)缺點適用條件壓入式1.壓入式通風時，局部通風井巷及其附屬電器設(shè)備布置在新鮮風流中，污風不通過局部通風機，安全性好。2.壓入式通風風筒出口風速和有效射程均比較大，可防止瓦斯層狀聚集及提高散熱效果。3.壓入式通風時，污風沿井巷緩慢流動，掘進巷道越長，排污風俗越慢，受污染時間越久。4.壓入式通風可采用柔性風筒，其成本低，質(zhì)量輕，便于運輸。當以排除瓦斯為主的煤巷、半煤巖巷掘進通風。抽出式1.抽出式通風時，喊瓦斯的污風通過局部風機，若局部風機防爆性出現(xiàn)問題，則非常危險。2.抽出式通風有效吸程小，掘進施工中難以保證風筒吸入口到工作面的距離在有效吸程之類，抽出式風量少，工作面排污風所需時間長

30、，速度慢。3.抽出式通風時，巷道壁面涌出的瓦斯隨風流流向工作面，安全性差。4.抽出式通風時，新鮮風流沿巷道進入工作面，整個井巷空氣清新，勞動環(huán)境好。5.抽出式通風的風筒承受負壓作用，必須使用剛性或帶剛性骨架的可伸縮風筒，成本高，質(zhì)量大，運輸不便。當以排除粉塵為主的井巷掘進通風。壓抽混合式1.混合式通風兼有壓入式和抽出式兩者優(yōu)點。2.混合式通風的主要的缺點是降低了壓入式與抽出式兩列風筒重疊段巷道內(nèi)的風量。3.容易出現(xiàn)循環(huán)風。大斷面長距離巖巷掘進通風。本礦井因是帶區(qū)布置，較三條大巷的巖巷掘進量，區(qū)段巷道的煤巷掘進量大，因此掘進通風主要煤巷的掘進通風，對應(yīng)上述三種掘進通風方式的優(yōu)缺點及使用條件，我們

31、選定壓入式局部通風機通風方式。4.3掘進工作面所需風量計算每個獨立通風的掘進工作面實際需要風量，應(yīng)按照瓦斯或者二氧化碳涌出量、炸藥用量、局部風機實際吸風量、風速和人數(shù)等規(guī)定要求分別進行計算，并取其中最大值。1）按壓入式通風方式通風時 （4-1）式中：采用壓入式通風時，稀釋、排出掘進巷道炮煙所需風量，；a為同時爆破的炸藥量，；最大為6.5；s掘進巷道的凈斷面積，；15.60；l從工作面至炮煙濃度稀釋至安全濃度的距離，可用下式計算，則，l = 4006.5/15.60=166.67mt掘進巷道的通風時間，一般取20-30，這里取20。 2）按瓦斯涌出量計算根據(jù)礦井安全規(guī)程規(guī)定，按工作面回風風流中沼

32、氣的濃度不得超過1%的要求計算，即： （4-2）式中： 掘進工作面實際需風量，； 該掘進工作面瓦斯的平均絕對涌出量，5；該掘進工作面的瓦斯涌出不均衡的風量系數(shù)，根據(jù)實際觀測1.5礦井瓦斯抽放率，為80%。工作面需風量：3）按人數(shù)計算按每人每分鐘所需風量和掘進工作面的最多人數(shù)計算工作面所需風量計算： （4-3）式中：4每人每分鐘供給4 的規(guī)定風量，； n該掘進工作面同時工作的最多人數(shù)，取40人。故連采機掘進工作面風量：4）按炸藥量計算巖石大巷的掘進一般采用炮掘，所以風量計算要按照炸藥量計算： （4-4）式中：25使用一千克炸藥的供風量，； a該掘進工作面一次爆破所使用的最大炸藥量，取6.5。由以

33、上四種方法計算的掘進巷道所需風量最大值為：5）按風速進行驗算（1）按煤礦安全規(guī)程規(guī)定煤巷掘進工作面的風量滿足：式中：s為煤巷掘進巷道斷面積，13.2；由風速驗算可知，不符合風速要求。根據(jù)配風經(jīng)驗取300。（2）按照煤礦安全規(guī)程規(guī)定巖巷掘進工作面的風量滿足：式中：s為巖巷掘進巷道斷面積，15.60；按照以上方法1、3、4可以計算出巖巷掘進最大需風量180，不滿足風速驗算要求。4.4掘進通風設(shè)備選型1）風筒選擇的原則：選用風筒要與局部通風機選型一并考慮。原則是：(1) 風筒直徑能保證最大通風長度時，局部通風機供風量能滿足工作面通風的要求。(2) 風筒直徑主要取決于送風量及送風距離。2）風筒的選擇因

34、我們選擇的是壓入式通風，所以我們選擇的是柔性風筒，掘進通風的柔性風筒有帆布、膠布、人造革等，柔性風筒重量輕，易于儲運和搬運，連接和懸吊比較方便，膠布和人造革風筒防水性能好，且膠布風筒造價比較低，因此原則膠皮風筒，其具體參數(shù)見表4.2。表4.2 膠皮風筒參數(shù)風筒類型風筒直徑（）接頭方法百米風阻節(jié)長壁厚風筒質(zhì)量膠皮風筒1000雙反邊2301.24.0(1) 風筒風阻風筒的風阻包括摩擦風阻和局部風阻，由其百米風阻值得風筒風阻為：式中：風筒長度，??；風筒百米風阻，取則： (2) 風筒的漏風率柔性風筒的漏風風量備用系數(shù)值可用下式計算： （4-5）式中：柔性風筒的漏風風量備用系數(shù)； 局部通風機的供風量，；

35、風筒末端的風量，；風筒100m長度的漏風率，取0.5%，百米漏風率可以從表4.3中查?。?風筒總長度，m。表4.3 柔性風筒百米漏風率風筒接頭類型風筒100m漏風率%膠接0.10.4多反邊0.40.6多層反邊插接3.0512.8則：3）局部通風機選型（1）局部通風機工作風量 （4-6）式中：風筒的漏風風量備用系數(shù)，根據(jù)上面計算為；掘進工作面所需風量，；則局部通風機工作風量為：。（2）局部通風機工作風壓壓入式局部通風機工作全風壓為： （4-7）式中：局部通風機工作全風壓，；風筒總風阻，根據(jù)上面計算??；局部通風機工作風量，根據(jù)上面計算為；掘進工作面所需風量，根據(jù)上面計算為空氣密度，風筒直徑，。則局

36、部通風機的工作風壓為：(4) 局部通風機的選擇局部通風機分為軸流式和離心式兩種，軸流式通風機具有體積小，便于安裝和串聯(lián)運轉(zhuǎn)，效率高等優(yōu)點。根據(jù)上述計算所得的局部通風機風量和工作全風壓選取型礦用防爆壓入式對旋軸流式局部通風機，主要技術(shù)參數(shù)如表4.3表4.4 型礦用防爆壓入式對旋軸流式局部通風機主要技術(shù)參數(shù)型號規(guī)格功率風 量全壓最高全壓效率噪聲4.5掘進通風技術(shù)管理和安全措施（1）保證工作面有足夠的新鮮風流局部通風機通風時，無論是工作和交接班都不準停風或減少風量。提高有效風量。應(yīng)減少導風設(shè)施的漏風，減低導風設(shè)施的風阻，要采用接頭嚴密漏風小的反邊接頭法，及時修補風筒和堵補風筒針眼，選用大直徑風筒，提

37、高設(shè)備的安裝質(zhì)量。（2）保證局部通風機的安全運轉(zhuǎn)局部通風機必須有專人負責管理，局部通風機和啟動裝置必須裝在進風道中，距回風口不小于10m，局部通風機吸風量必須小于全風壓供給該處的風量，以免發(fā)生循環(huán)風。防止局部通風機電動機燒壞，采用qc83-80型磁力啟動器。局部通風機和機電設(shè)備須配有延時風電閉鎖裝置。安設(shè)瓦斯自動檢測報警斷電裝置，局部通風機應(yīng)采用雙回路供電，以保證局部通風機連續(xù)運轉(zhuǎn)。（3）局部通風機的管理工作，主要是保證局部通風機安全正常運轉(zhuǎn)，減少漏風，降低風筒阻力，提高工作面的有效風量，加強局部通風機管理及檢查。5 礦井風量計算與分配5.1 礦井總風量的計算 礦井總風量是井下各個工作地點的有

38、效風量和各條風路上的漏風的總和。本設(shè)計采用按實際需要由里往外細致配風的算法。生產(chǎn)礦井總進風量按以下要求分別計算，并取其中的最大值。1) 按井下同時工作的最多人數(shù)計算：式中：井下同時工作的最多人數(shù)，700人； 礦井通風系數(shù)，一般可取1.21.25，本設(shè)計取1.25。本礦井井下同時作業(yè)的最多人數(shù)為700人，則（）2) 按采煤、掘進、硐室及其他地點實際需要風量的總和計算：首先計算出各用風地點的風量，再乘以一定的系數(shù)，得出總風量。即：式中：回采工作面所需風量之和，； 掘進工作面所需風量之和，； 備用工作面所需風量之和，； 獨立通風硐室所需風量之和， 其他巷道所需風量之和， 礦井通風系數(shù)，抽出式礦井取1

39、.21.25，本設(shè)計取1.25。（1）回采工作面的需風量回采工作面用風量應(yīng)按瓦斯、二氧化碳涌出量和爆破后有害氣體產(chǎn)生量以及工作面氣溫、風速和人數(shù)等規(guī)定分別計算，然后取其中的最大值。按瓦斯涌出量計算：根據(jù)規(guī)程規(guī)定，按采煤工作面回風流中瓦斯?jié)舛炔怀^1%的要求計算，公式如下：式中：第個回采工作面需風量，；回采工作面回風流中的平均瓦斯絕對涌出量，6瓦斯涌出不均衡系數(shù)，取1.5；按工作面溫度選擇適宜的風速計算 采煤工作面應(yīng)有良好的氣候條件，其進風流氣溫和風速應(yīng)符合表5.1的要求，由煤礦規(guī)程規(guī)定，井下采掘工作面的氣溫須不高于26。則取該礦工作面氣溫為25。采煤工作面風速取。表5.1 采煤工作面溫度與對應(yīng)

40、風速調(diào)整系數(shù)kap采煤工作面空氣溫度()采煤工作面風速(m/s)配風調(diào)整系數(shù)（kap）180.30.80.9018200.81.01.0020231.01.51.001.1023261.51.81.101.2526281.82.51.251.428302.53.01.41.6回采工作面實際需風量按下式計算：，式中：第個回采工作面風速，；第個采煤工作面的平均斷面積，為19.32。（）按工作面同時作業(yè)人數(shù)就算：，式中：采煤工作面同時工作的最多人數(shù)，綜采工作面一般為40人； 4每人最少需要的風量，（）綜上所述，回采工作面的需風量取最大值為2087按風速進行驗算： 按最低風速驗算，各個采煤工作面的最低

41、風量（）：， 按最高風速驗算，各個采煤工作面的最低風量（）： ，則綜采工作面： 按最低風速驗算：按最高風速驗算：可見回采工作面的需風量取為滿足要求，該礦井只有一個綜采工作面即可達產(chǎn)，則（2）掘進工作面的需風量本設(shè)計采區(qū)達產(chǎn)時，配備4個煤巷掘進頭，其中2個用于帶區(qū)運輸平巷掘進和帶區(qū)運料平巷掘進，2個用于備采工作面的準備。2個巖巷掘進頭，一條輔助運輸大巷，一條膠帶回風大巷。由前面計算可知煤巷掘進單位需風量為300，巖巷掘進單位需風量為250。則（3）備用工作面所需風量備用工作面的需風量通常取與之產(chǎn)量相同的回采面風量的一半。當采區(qū)風量不富裕時也可按工作面不積聚瓦斯為原則配風，但工作面風速不應(yīng)小于15

42、。本設(shè)計礦井采用第一種，即為與之產(chǎn)量相同的回采面風量的一半：而礦井設(shè)一個備用工作面，則（4）各硐室的需風量火藥庫：絞車房：變電所：中央；采區(qū)充電硐室：機電泵房：（5）其他巷道所需風量之和其他巷道需風量主要指對行人斜巷和維護巷道的實際配風量，按經(jīng)驗取回采面、掘進頭、硐室風量之和的5%，即 （6）的確定是礦井漏風系數(shù)是反映井下通風構(gòu)筑物及通風管理水平的一個綜合性指標，礦井采用中央并列式通風，由表5.2可以查。表5.2 礦井通風系數(shù)表通風方式km取值中央并列式1.201.25中央分列式或混合式1.151.20對角式或分區(qū)式通風1.101.15綜上所述，按采煤、掘進、硐室及其他地點實際需要風量的總和計

43、算得礦井所需風量總和為： 5.2 礦井風量分配1) 分配原則各用風地點風量按前述分配。對于掘進工作面風量，一般根據(jù)巷道斷面的大小，送風距離，煤巖巷三個因素并按所選拒不通風機性能供風。井下火藥庫，變電所，絞車房應(yīng)單獨供風。分配的風量，各巷道的瓦斯和有害氣體的濃度，應(yīng)根據(jù)規(guī)程要求，不得超過規(guī)定限度。2) 分配方法根據(jù)礦井總風量按帶區(qū)布置分配的用風量。從總風量中減去，余下的風量與漏風量按帶區(qū)的產(chǎn)量比例進行分配。此部分風量可作為帶區(qū)內(nèi)增加新的用風地點或帶區(qū)接替所需要保留的人行巷和維護巷道用風。3) 具體風量分配（見表5.3）表5.3 風量分配表通風地點數(shù)量單位需風量（m3/min）總風量（m3/min

44、）回采工作面120872087備用工作面11043.51043.5掘進頭煤巷43001200巖巷2250500硐室變電所2100/80180絞車房280160火藥庫1100100充電硐室1150150機電泵房18080q其他241.5總計5742總風量（包含k）6316.25.3風速驗算根據(jù)每條巷道的分風量和巷道的斷面積，求出每條巷道內(nèi)的實際風速，然后與規(guī)程規(guī)程規(guī)定的各類巷道的最大和最下允許風速進行比較，如果不超限，說明所取風量滿足要求。各種巷道的事宜風速表5.4和5.5所示。表5.4 巷道適宜風速序號巷道名稱適宜風速（m/s）1運輸大巷、主石門、井底車場4.55.02回風大巷、回風石門、回風

45、平硐5.56.53采區(qū)進風巷、進風上山3.54.54采區(qū)回風巷、回風上山4.55.55采區(qū)運輸巷、膠帶輸送機中巷3.03.56采煤工作面1.52.5表5.5 其他各類巷道適宜風速井巷名稱允許風速（m/s）最低最高無提升設(shè)備的風井和井筒-15專為升降物料的井筒-12風橋-10升降人員和物料的井筒-8主要進、回風巷道-8架線電機車巷道1.08運輸機巷道、采區(qū)進、回風巷道0.256回采工作面、掘進中的煤巷和半煤巖巷0.254掘進中巖巷0.154其他人行巷道0.15-各巷道的實際風速見礦井井巷風速計算表（表5.4），與巷道適宜風速進行比較，如表5.6，在其范圍內(nèi)，故風速符合要求。 表5.6 巷道風速驗

46、算結(jié)果序號巷道名稱凈斷面積風量風速校核sqvm2m3/minm/s1副井井筒33.176316.23.17v8m/s,滿足要求2井底車場15.66316.26.75v8m/s,滿足要求3軌道大巷15.66316.26.75v8m/s,滿足要求4帶區(qū)車場15.64663.84.98v6m/s,滿足要求5帶區(qū)運料平巷15.63569.53.81v6m/s,滿足要求6分帶軌道斜巷13.220872.640.25v6m/s,滿足要求7工作面19.3220871.800.25v4m/s,滿足要求8分帶運輸斜巷13.220872.640.25v6m/s,滿足要求9帶區(qū)運輸平巷15.63569.53.81v

47、6m/s,滿足要求10運輸大巷15.66316.26.75v8m/s,滿足要求11回風石門15.66316.26.75v8m/s,滿足要求12風井19.636316.25.45v8m/s,滿足要求6 礦井通風阻力計算礦井通風阻力的大小是選擇通風設(shè)備的主要依據(jù),所以,在選擇礦井主要通風機之前,必須首先計算通風阻力。按照經(jīng)過巷道時產(chǎn)生阻力的方式不同，可分摩擦阻力和局部阻力。摩擦阻力一般占通風阻力的90%左右，它是礦井通風設(shè)計選擇主要通風機的主要參數(shù)。主要通風機的選擇，工作風壓要滿足最大的阻力，因此先確定容易、困難時期的最大阻力路線。6.1 通風阻力的計算原則礦井通風的總阻力不應(yīng)超過2940pa。礦

48、井井巷的局部阻力，新建礦井（包括擴建礦井獨立的擴建區(qū)）宜按井巷摩擦阻力的10%計算，擴建礦井則宜按井巷摩擦阻力的15%計算。礦井通風網(wǎng)絡(luò)中較多的并聯(lián)系統(tǒng)，計算阻力時，應(yīng)以其中阻力最大的路線作為依據(jù)。應(yīng)計算出困難時期的最大阻力和容易時期的最小阻力，使所選用的風機既能滿足困難時期的通風需要，又能在通風容易時工況合理。6.2 通風容易時期和困難時期的確定所謂礦井通風容易時期和通風困難時期是指在一臺主要通風的服務(wù)年限內(nèi)(1530年),礦井阻力最小的時期(通常在達產(chǎn)初期)和最大的時期(通常在生產(chǎn)后期)。本礦井采用中央并列式通風方式通風，在開拓時期從煤田中央沿煤層走向開掘二條巖石大巷，再在巖石大巷的兩側(cè)劃

49、分帶區(qū)。北一分帶為首采面，然后回采南二、北三帶區(qū)，再回采北五、南四帶區(qū)。然后南六采區(qū)和北九帶區(qū)交替回采。根據(jù)設(shè)計要求，通風困難時期為回采北七帶區(qū)，北十一帶區(qū)為備采面，同時掘進北十三和南八工作面。(1) 通風容易時期路線：副井 井底車場 軌道石門 軌道大巷 材料車場 帶區(qū)進風煤門 帶區(qū)運料平巷 分帶軌道斜巷 工作面 分帶運輸斜巷 帶區(qū)運輸平巷 回風石門 東回風井。（29111519201724262518133）對應(yīng)容易時期的通風系統(tǒng)立體示意圖（圖6.1）和通風網(wǎng)絡(luò)圖（圖6.2）。圖6.1 通風容易時期通風系統(tǒng)立體圖1主井 2副井 3東回風井 4井底車場 5軌道大巷 6運輸大巷7回風石門 8、9帶區(qū)運料平巷 10分帶軌道斜巷 11分帶工作面12分帶運輸斜巷 13、14帶區(qū)運輸平巷15回風斜巷 16絞車房17煤巷掘進頭18材料車場 圖6.2 通風容易時期通風網(wǎng)絡(luò)圖（2