礦井通風(fēng)設(shè)計畢業(yè)論文

礦井通風(fēng)課程設(shè)計**：專業(yè)：通風(fēng)與平安日期：目錄前言〔一〕礦井概況〔二〕擬定礦井通風(fēng)系統(tǒng)〔三〕礦井總風(fēng)量計算與分配1、礦井需風(fēng)量計算原則2、礦井需風(fēng)量計算方法3、礦井總風(fēng)量的分配〔四〕礦井通風(fēng)總阻力計算1、礦井通風(fēng)總阻力計算的原則2、礦井通風(fēng)總阻力的計算方法3、繪制礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖〔五〕選擇礦井通風(fēng)設(shè)備1、選擇礦井通風(fēng)設(shè)備的要求2、主要通風(fēng)機的選擇〔六〕通風(fēng)耗電費用概算1、主要通風(fēng)機的耗電量2、局部通風(fēng)機的耗電量3、通風(fēng)總耗電量4、噸煤通風(fēng)耗電量5、噸煤通風(fēng)耗電本錢〔七〕礦井通風(fēng)系統(tǒng)評述1、系統(tǒng)的合理性2、阻力分布的合理性3、主要通風(fēng)機工作的平安性、經(jīng)濟性前言"礦井通風(fēng)"設(shè)計是學(xué)完"礦井通風(fēng)"課程后學(xué)生理論聯(lián)系實際的重要實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是對學(xué)生進展的一次綜合性專業(yè)設(shè)計訓(xùn)練。通過課程設(shè)計使學(xué)生獲得以下幾個方面能力，為畢業(yè)設(shè)計打下根底。1、進一步穩(wěn)固和加深我們所學(xué)礦井通風(fēng)理論知識，培養(yǎng)我們設(shè)計計算、工程繪圖、計算機應(yīng)用、文獻查閱、運用標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)*、報告撰寫等根本技能。2、培養(yǎng)學(xué)生實踐動手能力及獨立分析和解決工程實際的能力。3、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、嚴(yán)肅認(rèn)真的治學(xué)態(tài)度和理論聯(lián)系實際的工作作風(fēng)。依照教師精心設(shè)計的題目，按照大綱的要求進展，要求我們在規(guī)定的時間內(nèi)獨立完成計算，繪圖及編寫說明書等全部工作。設(shè)計中要求嚴(yán)格遵守和認(rèn)真貫徹"煤炭工業(yè)設(shè)計政策"、"煤礦平安規(guī)程"、"煤礦工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)*"以及國家制定的其它有關(guān)煤炭工業(yè)的方針政策，設(shè)計力爭做到分析論證清楚，論據(jù)確鑿，并積極采用切實可行的先進技術(shù)，力爭使自己的設(shè)計到達較高水平，但由于本人水平有限，難免有疏漏和錯誤之處，敬請教師指正?！惨弧车V井根本概況1、煤層地質(zhì)概況單一煤層，傾角25°，煤層厚4m，相對瓦斯涌出量為13m32、井田*圍設(shè)計第一水平深度140m，走向長度7200m，雙翼開采，每翼長3600m。3、礦井生產(chǎn)任務(wù)設(shè)計年產(chǎn)量為0.6Mt，礦井第一水平效勞年限為23a。4、礦井開拓與開采用豎井主要石門開拓，在底板開圍巖平巷，其開拓系統(tǒng)如圖1-1所示。擬采用兩翼對角式通風(fēng)，在7、8兩采區(qū)中央上部邊界開回風(fēng)井，其采區(qū)劃分見圖1-2。采區(qū)巷道布置見圖1-3。全礦井有2個采區(qū)同時生產(chǎn)，分上、下分層開采，共有4個采煤工作面，1個備用工作面。為準(zhǔn)備采煤有4條煤巷掘進，采用4臺局部通風(fēng)機通風(fēng)，不與采煤工作面串聯(lián)。井下同時工作的最多人數(shù)為380人?；夭晒ぷ髅孀疃嗳藬?shù)為38人，溫度t=20℃，瓦斯絕對涌出量為3.2m3/min,放炮破煤，一次爆破最大炸藥量為5、開拓系統(tǒng)圖、采區(qū)布置圖、巷道布置圖、以及井巷尺寸及其。圖1-1開拓系統(tǒng)圖圖圖1-1開拓系統(tǒng)圖圖1-3巷道布置圖圖1-2采區(qū)布置圖附表1-1井巷尺寸及其支護情況區(qū)段井巷名稱井巷特征及支護情況巷長m斷面積m21~2副井兩個罐籠，有梯子間，風(fēng)井直徑D=5m2402~3主要運輸石門三心拱，混凝土碹，壁面抹漿1209.53~4主要運輸石門三心拱，混凝土碹，壁面抹漿809.54~5主要運輸巷三心拱，混凝土碹，壁面抹漿4507.05~6運輸機上山梯形水泥棚1357.06~7運輸機上山梯形水泥棚1357.07~8運輸機順槽梯形木支架d=22cm，Δ=24204.88~9聯(lián)絡(luò)眼梯形木支架d=18cm，Δ=4304.09~10上分層順槽梯形木支架d=22cm，Δ=2804.810~11采煤工作面采高2m控頂距2~4m，單體液壓，機采1106.011~12上分層順槽梯形木支架d=22cm，Δ=2804.812~13聯(lián)絡(luò)眼梯形木支架d=18cm，Δ=4304.013~14回風(fēng)順槽梯形木支架d=22cm，Δ=24204.814~15回風(fēng)石門梯形水泥棚307.515~16主要回風(fēng)道三心拱，混凝土碹，壁面抹漿27007.516~17回風(fēng)井混凝土碹〔不平滑〕，風(fēng)井直徑D=4m70〔二〕擬定礦井通風(fēng)系統(tǒng)礦井開拓采用立井開拓方式，礦井通風(fēng)采用兩翼對角式通風(fēng)方式。礦井主要進風(fēng)井為位于井田中央的副井，礦井主要回風(fēng)井位于第七采區(qū)和第八采區(qū)的上部邊界。礦井主要通風(fēng)機采用抽出式通風(fēng)方式。大巷位置位于負(fù)240米處石門揭煤地帶的巖石巷道中。在第一采區(qū)有一個備用工作面，一個采煤工作面，兩個掘進工作面，在第二采區(qū)有兩個采煤工作面，兩個掘進工作面所以礦井總共有4個采煤工作面，4個掘進工作面。回采工作的采煤方法采用單一走向長壁采煤法，采煤工作面推進方向采用后退式，附礦井通風(fēng)系統(tǒng)圖如下：〔三〕礦井總風(fēng)量計算與分配一、礦井需風(fēng)量計算原則〔1〕礦井需風(fēng)量應(yīng)按照“由里往外〞的計算原則，由采、掘工作面、硐室和其他用風(fēng)地點的實際最大需風(fēng)量總和，再考慮一定的備用風(fēng)量系數(shù)后，計算出礦井總風(fēng)量?！?〕按該用風(fēng)地點同時工作的最多人數(shù)計算，每人每分鐘供應(yīng)風(fēng)量不得少于4m3?！?〕按該用風(fēng)地點風(fēng)流中的瓦斯、二氧化碳和其他有害氣體濃度、風(fēng)速以及溫度等都符合"規(guī)程"的有關(guān)規(guī)定分別計算，取其最大值。二、礦井需風(fēng)量的計算方法礦井需風(fēng)量按以下方法計算，并取其中最大值。(1)按進下同時工作的最多人數(shù)計算Q礦=4NK=4×380×1.15=1748m3式中Q礦——礦井總需風(fēng)量，m3/minN——井下同時工作的最多人數(shù)，人；4——礦井通風(fēng)系數(shù)，包括礦井內(nèi)部漏風(fēng)和分配不均等因素。采用壓入式和中央并列式通風(fēng)時，可取1.20~1.25;采用對角式或區(qū)域式通風(fēng)時，可取1.10~1.15。上述備用系數(shù)在礦井產(chǎn)量T≧0.90Mt/a時取大值。〔2〕按采煤、掘進、硐室等處實際需風(fēng)量計算采煤工作面需風(fēng)量計算采煤工作面的需風(fēng)量應(yīng)按以下因素分別計算，并取其中最大值。1、按瓦斯〔二氧化碳〕涌出量計算：Q采=100Q瓦K瓦=100×3.2×1.6=512m3式中Q采——采煤工作需要風(fēng)量，m3/min；Q瓦——采煤工作面瓦斯〔二氧化碳〕絕對涌出量，m3/min；K瓦——采煤工作面因瓦斯〔二氧化碳〕涌出量不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)，即該工作面炮采工作面可取1.4~2.0;水采工作面可取2.0~3.0。生產(chǎn)礦井可根據(jù)各個工作面正常生產(chǎn)條件時，至少進展五晝夜的觀測，得出五個比值，取其最大值。2、按工作面進風(fēng)流溫度計算；采煤工作面應(yīng)有良好的氣候條件，其進風(fēng)流溫度可根據(jù)風(fēng)流溫度預(yù)測方法進展計算。其氣溫與風(fēng)速應(yīng)符合表1的要求表3-1采煤工作面空氣溫度與風(fēng)速對應(yīng)表采煤工作面進風(fēng)流氣溫/℃采煤工作面風(fēng)速/〔m/s〕＜1515~1818~2020~2323~260.3~0.50.5~0.80.8~1.01.0~1.51.5~1.8采煤工作面的需風(fēng)量按下式計算：Q采=60v采S采K采，m3/min=60×1.0×6×1=360m3式中v采——采煤工作面適宜風(fēng)速，m/sS采——采煤工作面平均有效斷面積，㎡，按最大和最小控頂有效斷面積的平均值計算；K采——采煤工作面長度風(fēng)最系數(shù)，按表2先取表3-2采煤工作面長度風(fēng)量系數(shù)表采煤工作面長度/m工作面長度風(fēng)量系數(shù)﹤5050~8080~120120~150150~180﹥1800.80.91.01.11.21.30~1.403、按炸藥使用量計算：Q采=25A采，m3/min=25×2.4=60m3式中25——每使用1kg炸藥的供風(fēng)量，m3/minA采——采煤工作面一次爆破使用的最大炸藥量，kg4、按工作人員數(shù)量計算：Q采=4n采，m3/min=4×38=152m3式中4——每人每分鐘供應(yīng)的最低風(fēng)量，m3/minn采——采煤工作面同時工作的最多人數(shù)，人。5、按風(fēng)速驗算：按最低風(fēng)速驗算各個采煤工作面的最小風(fēng)量：Q采≧60×0.25S采，m3/min=60×0.25×6=90m3按最高風(fēng)速驗算各個采煤工作面的最大風(fēng)量：Q采≦60×4S采，m3/min=60×4×6=1440m3掘進工作面需風(fēng)量計算煤巷、半煤巖巷和巖巷掘進工作面的需風(fēng)量，應(yīng)按以下因素分別計算，取其最大值。1、按瓦斯〔二氧化碳〕涌出量計算：Q掘=100Q瓦K瓦=100×1.2×2=240m32、按炸藥量使用最計算：Q掘=25A掘，m3/min=25×2.4=60m33、按局部通風(fēng)機吸風(fēng)量計算：Q掘=Q通IK通，m3/min=200×1×1.3=260m3式中Q通——掘進工作面局部通風(fēng)機額定風(fēng)量〔表3〕，I——掘進工作面同時運轉(zhuǎn)的局部通風(fēng)機臺數(shù)，臺：K通——防止局部通風(fēng)機吸循球風(fēng)的風(fēng)量備用系數(shù)，一般取1.2~1.3,進風(fēng)巷中無瓦斯涌出時取1.2，有瓦斯涌出時取1.3。表3-3局部通風(fēng)機額定風(fēng)量Q通風(fēng)機型號額定風(fēng)量/〔m3/min〕T-51〔5.5KW〕T-52(11KW)T-61(14KW)T-62(28KW)1502002503004、按工作人員數(shù)量計算：Q掘=4n掘，m3/min=4×15=60m35、按風(fēng)速進展驗算；巖巷掘進工作面的風(fēng)量應(yīng)滿足：60×0.15×S掘≦Q掘≦60×4×S掘由上式得43.2m3/min≦Q掘≦1152m3/min煤巷、半煤巖巷掘進工作面的風(fēng)量應(yīng)滿足：60×0.25×S掘≦Q掘≦60×4×S掘=72m3/min≦Q掘≦根據(jù)上面的計算掘進工作面的風(fēng)量應(yīng)取其最大值。Q掘=260m72m3/min≦Q掘≦所以，Q掘=260m3/min符合上述要求。硐室需風(fēng)量各個獨立通風(fēng)的硐室供風(fēng)量，應(yīng)根據(jù)不同的硐室分別計算。1、井下爆破材料庫按經(jīng)歷值計算，小型礦井一般80~100m3/min，大型礦井一般100~150m3/min。2、充電硐室通常充電硐室的供風(fēng)量不得小于100m3/min。3、機電硐室采區(qū)小型機電硐室，可按經(jīng)歷值確定風(fēng)量，一般為60~80m3/min。表3-4機電硐室發(fā)熱系數(shù)表機電硐室名稱發(fā)熱系數(shù)〔〕空氣壓縮機房水泵房變電所、絞車房0.15~0.230.01~0.040.02~0.044、其它巷道需風(fēng)量計算新建礦井，其他用風(fēng)巷道的總風(fēng)量難以計算時，也可按采煤，掘進，硐室的需風(fēng)量總和的3%~5%估算。5、礦井總風(fēng)量計算；=4066m3通過計算所得；礦井總風(fēng)量為4066m3/min礦進總風(fēng)量的分配〔1〕分配原則礦井總風(fēng)量確定后，分配到各用風(fēng)地點的風(fēng)量，應(yīng)不得低于其計算的需風(fēng)量；所有巷道都應(yīng)分配一定的風(fēng)量；分配后的風(fēng)量，應(yīng)保證井下各處瓦斯及有害氣體濃度、風(fēng)速等滿足"規(guī)程"的各項要求?！?〕分配的方法首先按照采區(qū)布置圖，對各采煤、掘進工作面、獨立回風(fēng)硐室按其需風(fēng)量配給風(fēng)量，余下的風(fēng)量按采區(qū)產(chǎn)量、采掘工作面數(shù)目、硐室數(shù)目等分配到各采區(qū)，再按一定比例分配到其它用風(fēng)地點，用以維護巷道和保證行人平安。風(fēng)量分配后，應(yīng)對井下各通風(fēng)巷道的風(fēng)速進展驗算，使其符合"規(guī)程"對風(fēng)速的要求?！菜摹车V井通風(fēng)總阻力計算一、礦井通風(fēng)總阻力的計算原則〔1〕如果礦井效勞年限不長〔10~20年〕，選擇到達設(shè)計產(chǎn)量后通風(fēng)容易和困難兩個時期分別計算其通風(fēng)阻力；假設(shè)礦井效勞年限較長〔30~50年〕，只計算前15~25年通風(fēng)容易和困難兩個時期的通風(fēng)阻力。為此，必須先給出這兩個時期的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖?！?〕通風(fēng)容易和通風(fēng)困難兩個時期總阻力的計算，應(yīng)沿著這兩個時期的最大通風(fēng)阻力風(fēng)路，分別計算各段井巷的通風(fēng)阻力，然后累加起來，作為這兩個時期的礦井通風(fēng)總阻力。最大通風(fēng)阻力風(fēng)路可根據(jù)風(fēng)量和巷道參數(shù)〔斷面積、長度等〕直接判斷確定，不能直接確定時，應(yīng)選幾條可能最大的路線進展計算比擬?！?〕礦井通風(fēng)總阻力不應(yīng)超過2940Pa〔4〕礦井井巷的局部阻力，新建礦井〔包括擴建礦井獨立通風(fēng)的擴建區(qū)〕宜按井巷摩擦阻力的10%計算；擴建礦井宜按井巷摩擦阻力的15%計算。二、礦井通風(fēng)總阻力的計算方法沿礦井通風(fēng)容易和困難兩個時期通風(fēng)阻力最大的風(fēng)路〔入不敷出風(fēng)井口到風(fēng)硐之前〕，分別用下式計算各段井巷的磨擦阻力；將各段井巷的磨擦阻力累加后并乘以考慮局部阻力的系數(shù)即為兩個時期的井巷通風(fēng)總阻力。即兩個時期的摩擦阻力可按表4-1進展計算。表4-1礦井通風(fēng)〔容易〕時期井巷磨擦阻力計算表節(jié)點序號巷道名稱支護形式α/(Ns2/m4)L/mU/mS/m2S3/m6R/(Ns2/m8)Q/(m3/s)Q2/(m6/s2)h摩/Pav/(m/s)1副井兩個罐籠，有梯子間，0.003724015.719.6257558.380.00184452267.76674592.338.473.452主要運輸石門三心拱，混凝土碹，壁面抹漿0.003412011.879.5857.380.00564855764.76674194.7323.696.823主要運輸石門三心拱，混凝土碹，壁面抹漿0.00348011.879.5857.380.00376570563.13981.6114.996.644主要運輸巷三心拱，混凝土碹，壁面抹漿0.003445010.1973430.04545393637.70011421.3064.605.395運輸機上山梯形水泥棚0.0113511.0173430.04333381937.70011421.3061.595.396運輸機上山梯形水泥棚0.01213511.0173430.05200058329.0335842.9443.834.157運輸機順槽梯形木支架d=22cm,△=20.01194209.114.8110.590.41171697320.5002420.26173.034.278聯(lián)絡(luò)眼梯形木支架d=18cm,△=40.0158308.324640.0616210.2501105.066.472.569上分層順槽梯形木支架d=22cm,△=20.0119809.114.8110.590.0784222810.2501105.068.242.1410采煤工作面采高難度2m控頂距2-4m,單體液壓，機采0.0471109.5562160.22858101910.2501105.0624.021.7111上分層順槽梯形木支架d=22cm,△=20.0119809.114.8110.590.0784222810.2501105.068.242.1412聯(lián)絡(luò)眼梯形木支架d=18cm,△=40.0158308.324640.0616210.2501105.066.472.5613回風(fēng)順槽梯形木支架d=22cm,△=20.01194209.114.8110.590.41171697320.5002420.26173.034.2714回風(fēng)石門梯形水泥棚0.013011.397.5421.880.0080994642.36681794.9514.545.6515主要回風(fēng)道三心拱，混凝土碹，壁面抹漿0.0035270010.547.5421.880.23609320242.36681794.95423.775.6516回風(fēng)井混凝土碹〔不平滑〕，風(fēng)井直徑d=4m0.00397012.5612.561981.390.00173054342.36681794.953.113.3717單翼總風(fēng)阻1058.1018礦井總風(fēng)阻2116.20〔1〕計算礦井通風(fēng)容易時期的通風(fēng)總阻力表4-2礦井通風(fēng)〔困難〕時期井巷磨擦阻力計算表節(jié)點序號巷道名稱支護形式α/(Ns2/m4)L/mU/mS/m2S3/m6R/(Ns2/m8)Q/(m3/s)Q2/(m6/s2)h摩/Pav/(m/s)1副井兩個罐籠，有梯子間，0.003724015.719.6257558.380.001867.76674592.338.473.452主要運輸石門三心拱，混凝土碹，壁面抹漿0.003412011.879.5857.380.005664.76674194.7323.696.823主要運輸石門三心拱，混凝土碹，壁面抹漿0.00348011.879.5857.380.003863.13981.6114.996.644主要運輸巷三心拱，混凝土碹，壁面抹漿0.0034315010.1973430.318237.70011421.30452.225.395運輸機上山梯形水泥棚0.0113511.0173430.043337.70011421.3061.595.396運輸機上山梯形水泥棚0.01213511.0173430.052029.0335842.9443.834.157運輸機順槽梯形木支架d=22cm,△=20.01194209.114.8110.590.411720.5002420.26173.034.278聯(lián)絡(luò)眼梯形木支架d=18cm,△=40.0158308.324640.061610.2501105.066.472.569上分層順槽梯形木支架d=22cm,△=20.0119809.114.8110.590.078410.2501105.068.242.1410采煤工作面采高難度2m控頂距2-4m,單體液壓，機采0.0471109.5562160.228610.2501105.0624.021.7111上分層順槽梯形木支架d=22cm,△=20.0119809.114.8110.590.078410.2501105.068.242.1412聯(lián)絡(luò)眼梯形木支架d=18cm,△=40.0158308.324640.061610.2501105.066.472.5613回風(fēng)順槽梯形木支架d=22cm,△=20.01194209.114.8110.590.411720.5002420.26173.034.2714回風(fēng)石門梯形水泥棚0.013011.397.5421.880.008142.36681794.9514.545.6515主要回風(fēng)道三心拱，混凝土碹，壁面抹漿0.0035010.547.5421.880.000042.36681794.950.005.6516回風(fēng)井混凝土碹〔不平滑〕，風(fēng)井直徑d=4m0.00397012.5612.561981.390.001742.36681794.953.113.3717單翼總風(fēng)阻130018礦井總風(fēng)阻2600(2)礦井通風(fēng)困難時期通風(fēng)總阻力〔五〕選擇礦井通風(fēng)設(shè)備一、選擇礦井通風(fēng)設(shè)備的根本要求〔1〕、礦井每個裝備主要通風(fēng)機的風(fēng)井，均要在地面裝設(shè)兩套同等能力的通風(fēng)設(shè)備，其中一套工作，一套備用，交替工作。〔2〕、選擇的通風(fēng)設(shè)備應(yīng)能滿足第一開采水平各個時期的工況變化，并使通風(fēng)設(shè)備長期高效運行。當(dāng)工況變化較大時，應(yīng)根據(jù)礦井分期時間及節(jié)牟情況，