矿井通风设计课程设计(编辑修改稿)

矿井通风设计课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

布置示意图如图。 图 压入式通风 抽出式通风 这种通风方式是把局部通风机安装在离巷道口 10m 以外的回风侧。 新鲜风流沿巷道流入，污风通过铁风筒由局部通风机排出，抽出式通风见图。 图 抽出式通风 混合式通风 混合式通风的布置如图 所示，其中压入式风筒出风口与工作面的距离仍应小于有效射程长度，抽出式风筒吸收风口与工作面的距离和压入式局部通风机所在位置有关。 压入式局部通风机可随工作面的推进及时向前移动，与工作面距离保持在 4050 米左右。 抽出式风《矿井通风与安全》课程设计 20 筒吸风口应超前压入式局部通风机 10 米以上，同时其风筒吸风口距工作面的距离还应大于炮烟抛掷长度，一般为 30 米左右，混合式通风机见图。 图 混合式通风 由于混合式通风适用于大断面长距离的岩巷掘进通风的较好方式，由于采煤工作面属于普通断面，短距离岩巷掘进，因此本次设计只考虑压入式和抽出式两种方式。 压入式通风与抽出式通风优缺点比较： （ 1）抽出式通风时，污浊风流必须通过局部通风机，极不安全。 而压入式通风时，局部通风机安设在新鲜风流中，通过局部通风机的为新鲜风流，故安全性高。 （ 2）抽出式通风有效吸程小，排出工作面炮烟的能力较差；压 入式通风风筒出口射流的有效射程达，排出工作面炮烟和瓦斯的能力强。 （ 3）抽出式通风由于炮烟从风筒中排出，不污染巷道中的空气，故劳动卫生条件好。 压入式通风时炮烟沿巷道流动，劳动卫生条件较差，而且排出炮烟的时间长。 （ 4）抽出式通风只能使用刚性风筒或带刚性圈的柔性风筒，压入式通风可以使用柔性风筒。 从以上比较可以看出，两种通风方式各有利弊，压入式通风安全可靠性较好，故在煤矿中得到广泛应用。 为了保证掘进工作面的安全生产，本矿井设计采用压入式掘进通风。 （三）矿井总风量计算与分配 一、矿井需风量计算原则 （ 1）矿井需风量应按照“由里往外”的计算原则，由采、掘工作面、硐室和其他用风地点的实际最大需风量总和，再考虑一定的备用风量系数后，计算出矿井总风量。 （ 2）按该用风地点同时工作的最多人数计算，每人每分钟供给风量不得少于 4 m3。 《矿井通风与安全》课程设计 21 （ 3）按该用风地点风流中的瓦斯、二氧化碳和其他有害气体浓度、风速以及温度等都符合《规程》的有关规定分别计算，取其最大值。 二、矿井需风量的计算方法 矿井需风量按以下方法计算，并取其中最大值。 煤巷掘进工作面需风量 按压入式通风方式通风时 tLSAQ y /)( 3 2 （ 41） 式中： Qy— 采用压入式通风时，稀释、排除掘进巷道炮烟所需风量， m3/min； A— 为同时爆破的炸药量， Kg，最大为 ； S— 掘进巷道的净断面积， 16 m179。 ,； L— 从工作面至炮烟浓度稀释至安全浓度的距离，可用下式计算： L=400A/S，则 L=400 (备注： 此处的支护方式对巷道的开掘面积的影响较小，故此处开掘巷道净断面积取16m2) t— 掘进巷道的通风时间，一般取 2030min,取 20min。 m3/min 按瓦斯涌出量计算 根据《矿井安全规程》规定，按工作面回风风流中沼气的浓度不得超过 1%的要求计算，即： Qb= qb*Kb*Kg （ 42） 式中： Qb— 掘进工作面实际需风量， m3/min； qb— 掘进工作面瓦斯的平均绝对涌出量 , m3/min； Kb— 掘进工作面的瓦斯涌出量不均衡的风量系数，取 ； Kg— 矿井瓦斯抽放率，根据经验，一般取 6080 %。 根据规程规定 :回采工作面瓦斯涌出量大于 5 ，掘进工作面瓦斯涌出量大于 3 时，仅靠通风排除瓦斯是不合理的，本矿井的掘进工作面的瓦斯涌出量为 m3/min，未超过 3 《矿井通风与安全》课程设计 22 m3/min，在保证安全的前提之下，为了尽量减少工程量，按照规程规定，本矿井可以不进行瓦斯抽放。 掘进工作面需风量： ()=168 m179。 /min 按人数计算 按每人每分钟所需风量和掘进工作面的最多人数计算工作面所需风量。 NQb 4 （ 43） 式中： 4— 每人每分钟供给 4 m3 的规定风量， m179。 /min； N— 该掘进工作面同时工作的最多人数，取 40 人。 故掘进工作面风量： m in1 6 0404 3mQ b  炸药量计算 岩石大巷的掘进一般采用炮掘，所以风量计算要按照炸药量计算。 AQb 25 （ 44） 式中： 25— 使用 一克炸药的供风量， m3/min； A— 该掘进工作面一次爆破所使用的最大炸药量，取。 m 3mQ b  由以上四中方法计算的掘进巷道所需风量最大值为： 按风速进行验算 （ 1）按《煤矿安全规程》规定煤巷掘进工作面的风量满足： min15 3m in mSQ  m in24 0 3m a x mSQ  式中 S 为煤巷掘进巷道断面积， ； 由风速验算可知， Q= 168 m3/min，不符合风速要求。 根据配风经验取 250 m179。 /min，经风速验算符合要求。 （ 2）按照《煤矿安全规程》规定岩巷掘进工作面的风量满足： min9 3m in mSQ  m in24 0 3m a x mSQ  式中 S 为岩巷掘进巷道断面积， m2； 3168 minbQm《矿井通风与安全》课程设计 23 按照以上方法 4（式中 S 取代为 18m2）可以计算出岩巷掘进最大需风量为，满足要求。 掘进通风设备选型 风筒的选择 由 节可知，本矿井掘进采用压入式通风，掘进通风使用的风筒有金属风筒和帆布、胶布、人造革等柔性风筒，柔性风筒重量轻，易于存储和搬运，连接和悬吊也较为方便，胶布和人造革风筒防水性能好，且适合于压入式通风。 考虑到本设计掘进头距离较长，为经济起见，决定使用胶片风筒，其具体参数见表。 表 风筒规格及接头形式 风筒类型 风筒直径 （ mm） 接头方 百米风阻 （ NS2/m8） 节长 （ m） 壁厚 （ mm） 风筒质量 （ kg/m） 胶布风筒 800 双反边 10 （ 1）风筒风阻 风筒的风阻包括摩擦风阻和局部风阻，风筒长度为 20xxm，联络巷之间的距离为 216米，由其百米风阻值得风筒总风阻为： （ 2）风筒的漏风率 柔性风筒的漏风率风风量备用系数ψ值可用下式计算： （ 45） 式中： Φ — 柔性风筒的漏风风量备用系数； Qf— 局部通风机的供风量， m3/min； Q0— 风筒末端的风量， m3/min； P— 风筒 100m 长度的漏风率， %,百米漏风率可从表 中查取； L— 风筒总长度， m。 表 柔性风筒百米漏风率 p 风筒接头类型 风筒 100m 漏风率 p/% 胶接 多反边 多层反边 3m i n 9 1 5 .4 3 1 3 8 .8 7 m i nQm  3m a x 2 4 0 1 5 . 4 3 3 7 0 3 . 2 m i n  011 10000fQ pLQ 《矿井通风与安全》课程设计 24 插接 带入数据，则柔性风筒的漏风风量备用系数为：Φ = 2）局部通风机选型 （ 1）局部通风机工作风量 Qa： ka  （ 4— 6） 式中： ψ — 风筒的漏风风量备用系数，根据上面的计算取 ； Qk— 掘进工作面所需风量， m3/min。 则局部通风机工作风量 =*（ 500+325） = m179。 /min 局部通风机工作风压 压入式局部通风机工作全风压 Ht（ Pa）为： Pa8 1 42 ，DRQH hhat  （ 4— 7） 式中： Ht— 局部通风机工作全风压， Pa； R— 风筒总风阻， N S2/m8； Qa— 局部通风机工作风量， m3/s； Qk— 掘进工作面所需风量， m3/s； ρ — 空气密度， kg/m3； 带入已知数据得 = Pa 局部通风机的选择 矿用局部通风机分为轴流式和离心式两种，轴流式局部通风机具有体积小，便于安装和串联运转，效率等优点。 本设计根据局部通风机工作风量 Qa 和工作全风压 Ht选取 YBT11型轴流式风机，其工作参数见表。 表 局部通风机参数 风机类型 功率 电压（ V） 转速动轮 风量 风压（ Pa） 《矿井通风与安全》课程设计 25 （ KW） （ r/min） 直径 m3/min 22 380/660 2950 330570 15002900 掘进通风机技术管理和安全措施 保证工作面有足够的新鲜风流 （ 1）局部通风机通风时，无论是工作和交接班都不准停风或减少风量。 （ 2）提高有效风量。 应减少导风设施的漏风，减低导风设施的风阻，要采用接头严密漏风小的反边接头法，及时修补风筒和堵补风筒针眼，选用大直径风筒，提高通风设备的安装质量。 保证局部通风机的安全运转 （ 1）局部通风机必须有专人负责管理，局部通风机和启动装置必须装在进风道中，距回风口不小于 10m，局部通风机吸收风量必须小于全风压供给该处的风量，以免发生循环风。 （ 2）防止局部通风机电动机烧坏，采用 QC8380 型磁力启动器。 （ 3）局部通风机和机电设备必须配有延时风电闭锁装置。 （ 4）安设瓦斯自动检测报警断电装置，局部通风机应采用双回路供电，以保证局部通风机连续运转。 局部通风机的管理工作 主要是保证局部通风机安全正常运转，减少漏风，降低风筒阻力，提高工作面的有效风量，加强局部通风机管理及检查。 5 矿井风量计算与分配 矿井总风量的计算 矿井总风量是井下各个工作地点有效 风量和各条风路上的漏风的总和。 本设计采用按实际需要由里往外细致配风的计算方法。 生产矿井总风量按以下要求风别计算，并取其中的最大值。 按井下同时工作的最多人数计算 井下工作人员呼吸所需风量： 式中： N— 井下同时工作的最多人数； 4 tQ N K  《矿井通风与安全》课程设计 26 — 矿井通风系数，一般可取 — 本矿井井下同时作业的最多人数为 400 人，矿井通风系数取 则： Q=4 400 =1920m3/min 按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需风量 采煤、掘进、硐室及其他地点实际需风量的总和 ： （ 51） 式中： — 采煤工作面和备用工作面实际需要风量的总和，； — 掘进工作面实际需要风量的总和，； — 硐室实际需要风量的总和，； — 除了采煤、掘进和硐室地点外其他需要通风地点风量总和。 Kt— 矿井通风 系数，包括矿井内部漏风和配风不均匀等因素 抽出式 一般可取Kt=~， 本矿井通风方法为中央并列式，因此 取 Kt=； 综采工作面实际需风量计算 每个采煤工作面实际需要风量，应按瓦斯 (或二氧化碳）涌出量、工作面气温、风速和人数等规定分别计算，然后取其中最大值。 （ 1） 按瓦斯涌出量计算 Qai＝ 100*q kai， m3/min 式中， Qai—— 回采工作面实际需风量， m3/min； qs—— 回采工作面回风巷风流中瓦斯的平均绝对涌出量， m3/min； kai—— 采面瓦斯涌出不均衡通风系数。 qs=*3600/（ 24*600） = m3/min Qai=100**= m3/min （ 2）按工作面温度选择适宜的风速进行计算 采煤工作面应有良好的劳动气候条件，温度和风速应符合 表 要求。 表 采煤工作面空气温度与风速对应表 工作面温度 /℃ 18 18~20 20~23 23~26 26~28 28~30 工作面风速 /m s1 ~ ~ ~ ~ ~ ~ 配风调整系数 /Kap Qai＝ 60*Vai*Sai， m3/min 式中， Qai—— 回采工作面实际需风量， m3/min； Vai—— 第 i 个采煤工作面风速 ， m/s； Sai—— 第 i 个采煤工作面的平均断面积， m2。 Qai＝。