《礦井通風(fēng)》課程設(shè)計(jì)大綱

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1、 《礦井通風(fēng)》課程設(shè)計(jì)大綱 系部：安全工程學(xué)院 專業(yè)：安全工程專業(yè) 周數(shù)：2 周 學(xué)分：2.5學(xué)分 一、課程設(shè)計(jì)目的和任務(wù) 使學(xué)生了解課程設(shè)計(jì)工作的基本步驟和流程，初步具備運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，重點(diǎn)掌握設(shè)計(jì)工作的基本程序和實(shí)施方法。 （1）鞏固和加深專業(yè)基本知識(shí)的理解，提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力； （2）根據(jù)需要選學(xué)參考書籍，查閱有關(guān)文獻(xiàn)資料，學(xué)會(huì)分析和解決問(wèn)題的方法； （3）了解與本課程有關(guān)的工程技術(shù)規(guī)范，能按照設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書，繪制技術(shù)圖表（包括通風(fēng)系統(tǒng)圖一張，一號(hào)圖紙；通

2、風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期的網(wǎng)絡(luò)圖各一個(gè)，畫在一張一號(hào)圖紙上）等； （4）培養(yǎng)嚴(yán)肅、認(rèn)真的工作作風(fēng)和科學(xué)態(tài)度。 二、課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容與要求 １.課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容 （1）擬定礦井開(kāi)采范圍和開(kāi)采、開(kāi)拓系統(tǒng)； （2）確定礦井通風(fēng)系統(tǒng)； （3）進(jìn)行礦井風(fēng)量計(jì)算和風(fēng)量分配（重點(diǎn)內(nèi)容）； （4）計(jì)算礦井通風(fēng)阻力（重點(diǎn)內(nèi)容）； （5）選擇礦井通風(fēng)設(shè)備（重點(diǎn)內(nèi)容）。 ２.課程設(shè)計(jì)的要求 （１）教師下達(dá)的課程設(shè)計(jì)任務(wù)書必須寫清楚設(shè)計(jì)題目、主要技術(shù)指標(biāo)和要求、給定的技術(shù)條件和相關(guān)設(shè)備資料及參考文獻(xiàn)等項(xiàng)目。 （２）學(xué)生完成的課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書必須寫清楚設(shè)計(jì)題目、主要技術(shù)指標(biāo)和要求、方案工作原理、設(shè)計(jì)計(jì)算

3、過(guò)程、計(jì)算條件、計(jì)算結(jié)果、設(shè)備選擇依據(jù)和主要技術(shù)決定、結(jié)果匯總等項(xiàng)目。 （3）通過(guò)課程設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，使學(xué)生樹(shù)立較強(qiáng)的安全意識(shí)，掌握基本的設(shè)計(jì)思想和步驟。 三、課程設(shè)計(jì)的指導(dǎo) １.根據(jù)設(shè)計(jì)工作的進(jìn)程，教師要講解必要的設(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì)方法，適當(dāng)補(bǔ)充講授有關(guān)的內(nèi)容，幫助學(xué)生明確任務(wù)、掌握工程設(shè)計(jì)方法； ２.學(xué)生在教師指導(dǎo)下選擇設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，完成預(yù)設(shè)計(jì)。預(yù)設(shè)計(jì)方案經(jīng)過(guò)教師審查通過(guò)后，即可進(jìn)行正式設(shè)計(jì)； ３.設(shè)計(jì)完成后，學(xué)生要根據(jù)設(shè)計(jì)的全過(guò)程并按照規(guī)定格式寫出設(shè)計(jì)說(shuō)明書。 ４.指導(dǎo)教師要給學(xué)生的課程設(shè)計(jì)寫出詳細(xì)的評(píng)語(yǔ)。 設(shè)計(jì)步驟詳見(jiàn)《礦井通風(fēng)學(xué)》教材第七章第四節(jié) 四、課程設(shè)

4、計(jì)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與成績(jī)考核 １.課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) （１）符合國(guó)家法律法規(guī)的規(guī)定； （２）技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理； （３）在教師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成； （４）設(shè)計(jì)說(shuō)明書內(nèi)容、項(xiàng)目符合要求； （5）設(shè)計(jì)說(shuō)明書用學(xué)校標(biāo)準(zhǔn)格式編寫； ２.成績(jī)考核 課程設(shè)計(jì)采用五級(jí)分制：優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格。 五、課程設(shè)計(jì)的工作進(jìn)度安排 １.課程設(shè)計(jì)時(shí)間為兩周，集中進(jìn)行； ２.第一天上午指導(dǎo)教師要詳細(xì)講解設(shè)計(jì)大綱、設(shè)計(jì)任務(wù)、設(shè)計(jì)步驟及注意事項(xiàng)； ３.第二周周五上交設(shè)計(jì)報(bào)告。 六、課程設(shè)計(jì)的組織管理與要求 １.課程設(shè)計(jì)原則上每人獨(dú)立完成一個(gè)設(shè)計(jì)，也可幾個(gè)人在一起商量，共同完成； ２.一般

5、要求學(xué)生每天上午在指定的教室進(jìn)行設(shè)計(jì)，指導(dǎo)教師在教室指導(dǎo)。下午學(xué)生可以到圖書館等地方收集資料； 3.學(xué)生設(shè)計(jì)選擇的最終方案必須經(jīng)過(guò)指導(dǎo)教師同意； 4.要給學(xué)生使用計(jì)算機(jī)創(chuàng)造有利的條件。 七、礦井通風(fēng)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 題目：煤礦通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1.擬定礦井開(kāi)采范圍和開(kāi)采、開(kāi)拓系統(tǒng) 概述井田開(kāi)采范圍、煤層賦存地質(zhì)條件、煤層埋藏深度、可采煤層數(shù)目、煤層厚度、煤層傾角、頂?shù)装鍘r性等。 確定礦井生產(chǎn)能力、進(jìn)行階段和水平劃分，確定采掘工作面數(shù)目和位置。 2.確定礦井通風(fēng)系統(tǒng) 根據(jù)礦井生產(chǎn)要求，設(shè)計(jì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)，繪制通風(fēng)系統(tǒng)圖和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖。 3.進(jìn)行礦井風(fēng)量計(jì)算和風(fēng)量分配（重點(diǎn)內(nèi)容） 依據(jù)

6、礦井生產(chǎn)部署，確定采掘工作面?zhèn)€數(shù)，依據(jù)工作面瓦斯涌出量、工作面溫度、工作面同時(shí)作業(yè)的人數(shù)、炸藥使用量、局部通風(fēng)機(jī)吸風(fēng)量等因素計(jì)算采掘工作面用風(fēng)量，并進(jìn)行風(fēng)速驗(yàn)算，確定采掘工作面風(fēng)量，結(jié)合礦井通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行礦井總風(fēng)量計(jì)算，并根據(jù)礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行風(fēng)量分配。 4.計(jì)算礦井通風(fēng)阻力（重點(diǎn)內(nèi)容） 參考教科書有關(guān)資料，確定各井巷的摩擦阻力系數(shù)。結(jié)合礦井設(shè)計(jì)資料提供的巷道長(zhǎng)度、斷面和風(fēng)量，計(jì)算各井巷的風(fēng)阻和通風(fēng)阻力，再求算礦井通風(fēng)阻力。 分支號(hào) 井巷名稱 斷面 形狀 支護(hù) 方式 長(zhǎng)度（m） 斷面 積（m2） 溫度(℃) 摩擦阻力系數(shù)（kg/m3） 風(fēng)阻(kg/m7) 風(fēng)量（m

7、3/s） 阻力（Pa） 累計(jì)通風(fēng)阻力 本系統(tǒng)總阻力： 分支號(hào) 井巷名稱 斷面 形狀 支護(hù)方式 長(zhǎng)度（m） 斷面積（m2） 溫度(℃) 摩擦阻力系數(shù)（kg/m3） 風(fēng)阻(kg/m7) 風(fēng)量（m3/s） 阻力（Pa） 累計(jì)通風(fēng)阻力

8、 本系統(tǒng)總阻力： 5.選擇礦井通風(fēng)設(shè)備（重點(diǎn)內(nèi)容） 根據(jù)設(shè)計(jì)礦井通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期的風(fēng)量、外部漏風(fēng)量、通風(fēng)阻力和自然風(fēng)壓等參數(shù)，確定主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)量和風(fēng)壓，選擇主要通風(fēng)機(jī)及配套電機(jī)，根據(jù)所選定的主要通風(fēng)機(jī)特性曲線確定主要通風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)，概算年耗電量。 附錄：參考資料 礦井風(fēng)量計(jì)算方法（由里向外核算法，產(chǎn)量在30萬(wàn)噸/年以上礦井使用） 1.生產(chǎn)礦井需要風(fēng)量按各采煤、掘進(jìn)工作面，硐室及其它巷道等用風(fēng)地點(diǎn)分別進(jìn)行計(jì)算?，F(xiàn)有通風(fēng)系統(tǒng)必須保證各用風(fēng)地點(diǎn)穩(wěn)定可靠供風(fēng)。 Q礦≥（∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q備＋∑Q其它）K礦通 （m3/min）

9、 (5) 式中： ∑Q采——采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量的總和，m3/min； ∑Q掘——掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量的總和，m3/min； ∑Q硐——硐室實(shí)際需要風(fēng)量的總和，m3/min； ∑Q備——備用工作面實(shí)際需要風(fēng)量的總和，m3/min； ∑Q其它——礦井除了采、掘、硐室地點(diǎn)以外的其它巷道需風(fēng)量的總和，m3/min； K礦通——礦井通風(fēng)系數(shù)（抽出式K礦通取1.15～1.2，壓入式K礦通取1.25～1.3）。 （1）采煤工作面的需要風(fēng)量 每個(gè)回采工作面實(shí)際需要風(fēng)量，應(yīng)按瓦斯、二氧化碳涌出量和爆破后的有害氣體產(chǎn)生量以及工作面氣溫、風(fēng)速和人數(shù)等規(guī)定分別進(jìn)行計(jì)算，然后取其中最大值。

10、低瓦斯礦井的采煤工作面按氣象條件或瓦斯涌出量（用瓦斯涌出量計(jì)算，采用高瓦斯計(jì)算公式）確定需要風(fēng)量，其計(jì)算公式為： Q采=Q基本K采高K采面長(zhǎng)K溫 (6) 式中: Q采——采煤工作面需要風(fēng)量，m3/min； Q基本——不同采煤方式工作面所需的基本風(fēng)量，m3/min。 Q基本——工作面控頂距工作面實(shí)際采高（工作面有效斷面）70%適宜風(fēng)速（不小于1m/s）； K采高——回采工作面采高調(diào)整系數(shù)（見(jiàn)表4）； K采面長(zhǎng)——回采工作面長(zhǎng)度調(diào)整系數(shù)（見(jiàn)表5）； K溫——回采工作面溫度調(diào)整系數(shù)（見(jiàn)表6）。 表4 K采高——

11、回采工作面采高調(diào)整系數(shù) 采 高 <2.0 2.0～2.5 2.5～5.0及放頂煤面 系數(shù)（K采高） 1.0 1.1 1.5 表5 K采面長(zhǎng)——回采工作面長(zhǎng)度調(diào)整系數(shù) 回采工作面長(zhǎng)度（m） 80～150 150～200 >200 長(zhǎng)度調(diào)整系數(shù)（K長(zhǎng)） 1.0 1.0～1.3 1.3～1.5 表6 K溫——回采工作面溫度與對(duì)應(yīng)風(fēng)速調(diào)整系數(shù) 回采工作面空氣溫度（℃） 采煤工作面風(fēng)速（m/s） 配風(fēng)調(diào)整系數(shù)K溫 <18 0.3～0.8 0.90 18～20 0.8～1.0 1.00 20～23 1.0～1.5 1.00

12、～1.10 23～26 1.5～1.8 1.10～1.25 26～28 1.8～2.5 1.25～1.4 28～30 2.5～3.0 1.4～1.6 高瓦斯礦井按照瓦斯（或二氧化碳）涌出量計(jì)算。 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，按回采工作面回風(fēng)流中瓦斯（或二氧化碳）的濃度不超過(guò)1％的要求計(jì)算： (7) 式中： Q采——回采工作面實(shí)際需要風(fēng)量，m3/min； q采——回采工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中瓦斯（或二氧化碳）的平均絕對(duì)涌出量，m3/min； KCH4——采面瓦斯涌出不均衡通風(fēng)系數(shù)。（正常生產(chǎn)條件下，

13、連續(xù)觀測(cè)1個(gè)月，日最大絕對(duì)瓦斯涌出量與月平均日瓦斯絕對(duì)涌出量的比值）。 工作面布置有專用排瓦斯巷（俗稱尾巷，且符合《煤礦安全規(guī)程》第一百三十七條的規(guī)定）的回采工作面風(fēng)量計(jì)算: Q采=Q采回+Q采尾 (8) Q采回 (9) (10) 式中：qCH4尾——采煤工作面尾巷的風(fēng)排瓦斯量，m3/min。其他符號(hào)的含義同上。 按工作面溫度選擇適宜的風(fēng)速進(jìn)行計(jì)算（見(jiàn)表6）: （

14、m3/min） (11) 式中： V采——采煤工作面風(fēng)速，m/s； S采——采煤工作面的平均斷面積，m2。 按回采工作面同時(shí)作業(yè)人數(shù)和炸藥量計(jì)算需要風(fēng)量： 每人供風(fēng)≮4m3/min： Q采>4N （m3/min） (12) 每千克炸藥供風(fēng)≮25m3/min： Q采>25A （m3/min） (13) 式中： N——工作面最多人數(shù)， A——一次爆破炸藥最大用量，Kg。 按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算：

15、 15S

16、化碳）的絕對(duì)涌出量，m3/min； K掘通——瓦斯涌出不均衡通風(fēng)系數(shù)。（正常生產(chǎn)條件下，連續(xù)觀測(cè)1個(gè)月，日最大絕對(duì)瓦斯涌出量與月平均日瓦斯絕對(duì)涌出量的比值）。 按二氧化碳的涌出量計(jì)算需要風(fēng)量時(shí)，可參照瓦斯涌出量計(jì)算方法進(jìn)行。 按局部通風(fēng)機(jī)實(shí)際吸風(fēng)量計(jì)算需要風(fēng)量: 巖巷掘進(jìn)： Q掘=Q扇Ii+9S (17) 煤巷掘進(jìn)： Q掘=Q扇Ii+15S (18) 式中： Q扇——局部通風(fēng)機(jī)實(shí)際吸風(fēng)量，m3/min。安設(shè)局部通風(fēng)機(jī)的巷道中的風(fēng)量，除了滿

17、足局部通風(fēng)機(jī)的吸風(fēng)量而外，還應(yīng)保證局部通風(fēng)機(jī)吸入口至掘進(jìn)工作面回風(fēng)流之間的風(fēng)速巖巷不小于0.15m/s、煤巷和半煤巷不小于0.25m/s，以防止局部通風(fēng)機(jī)吸入循環(huán)風(fēng)和這段距離內(nèi)風(fēng)流停滯，造成瓦斯積聚； Ii——掘進(jìn)工作面同時(shí)通風(fēng)的局部通風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)。 按掘進(jìn)工作面同時(shí)作業(yè)人數(shù)和炸藥量計(jì)算需要風(fēng)量: 每人供風(fēng)≮4m3/min： Q掘>4N （m3/min） (19) 每千克炸藥供風(fēng)≮25 m3/min： Q掘>25A （m3/min） (20) 式中： N——掘進(jìn)

18、工作面最多人數(shù)； A——一次爆破炸藥最大用量，Kg。 按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算: 巖巷掘進(jìn)最低風(fēng)量， Q巖掘>9S掘 （ m3/min） 煤巷掘進(jìn)最低風(fēng)量， Q煤掘>15S掘 （m3/min） 巖煤巷道最高風(fēng)量， Q掘<240S掘 （m3/min） 式中： S掘——掘進(jìn)工作面的斷面積，m2。 （3）井下硐室需要風(fēng)量，應(yīng)按礦井各個(gè)獨(dú)立通風(fēng)硐室實(shí)際需要風(fēng)量的總和來(lái)計(jì)算： ∑Q硐=Q硐1+Q硐2+Q硐3+...+Q硐n (21) 式中： ∑Q硐——所有獨(dú)立通風(fēng)硐室需要風(fēng)量總和，m3/min； Q硐1、Q硐2、Q

19、硐3、…、Q硐n——不同獨(dú)立供風(fēng)硐室需要風(fēng)量m3/min。 礦井井下不同硐室配風(fēng)原則： 井下爆炸材料庫(kù)配風(fēng)必須保證每小時(shí)4次換氣量： Q庫(kù)=4V/60=0.07V （m3/min） (22) 式中： Q庫(kù)—— 井下爆炸材料庫(kù)需要風(fēng)量，m3/min； V——井下爆炸材料庫(kù)的體積，m3。 井下充電室，應(yīng)按其回風(fēng)流中氫氣濃度小于0.5%計(jì)算風(fēng)量。 機(jī)電硐室需要風(fēng)量應(yīng)根據(jù)不同硐室內(nèi)設(shè)備的降溫要求進(jìn)行配風(fēng)。 選取硐室風(fēng)量，須保證機(jī)電硐室溫度不超過(guò)30℃，其它硐室溫度不超過(guò)26℃。 （4）其它井巷實(shí)際需要風(fēng)量，應(yīng)按礦井各個(gè)其它

20、巷道用風(fēng)量的總和計(jì)算： ∑Q其它=Q其1+Q其2+Q其3+...+Q其n (22) 式中： Q其1、Q其2、Q其3、...、Q其n——各其它井巷風(fēng)量，m3/min。 按瓦斯涌出量計(jì)算： Q其i=100 qCH4K其通 （m3/min） (23) 式中： Q其i——第i個(gè)其它井巷實(shí)際用風(fēng)量，m3/min； qCH4——第i個(gè)其它井巷最大瓦斯絕對(duì)涌出量，m3/min； K其通——瓦斯涌出不均衡系數(shù)，取1.2～1.3； 100——其它井巷中風(fēng)流瓦斯?jié)舛炔怀^(guò)1%所換算的常數(shù)

21、。 按其風(fēng)速驗(yàn)算: Q其它i>9S其i （m3/min） (24) 架線機(jī)車巷中的風(fēng)速驗(yàn)算: Q其它架線機(jī)車＞60S其i (25) 式中： S其i——第i個(gè)其它井巷斷面，m2。 2.礦井通風(fēng)能力計(jì)算 按照礦井總進(jìn)風(fēng)量與礦井各用風(fēng)地點(diǎn)的需風(fēng)量（有效風(fēng)量）計(jì)算出采掘工作面?zhèn)€數(shù)（按合理采掘比m1、m2），取當(dāng)年度每個(gè)采掘工作面的計(jì)劃產(chǎn)量，計(jì)算礦井通風(fēng)能力。 p= (26) 式中： p——礦井通風(fēng)能力，萬(wàn)t/a； p采i——第i個(gè)

22、回采工作面正常生產(chǎn)條件下的年產(chǎn)量，萬(wàn)t/a； p掘j——第j個(gè)掘進(jìn)工作面正常掘進(jìn)條件下的年進(jìn)尺換算成煤的產(chǎn)量t/a； m1——回采工作面的數(shù)量，個(gè)； m2——掘進(jìn)工作面的數(shù)量，個(gè). m1，m2應(yīng)符合合理采掘比。 圖5-1 前期通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖 圖5-2 后期通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖 3.根據(jù)風(fēng)網(wǎng)圖對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的分支和節(jié)點(diǎn)以整數(shù)編號(hào)，并編制Xcel表格，進(jìn)行風(fēng)量分配和風(fēng)速、阻力計(jì)算，前期見(jiàn)表5-13，后期見(jiàn)表5-14。分支編號(hào)的次序是先固定風(fēng)量分支，再風(fēng)機(jī)分支，最后一般分支。各個(gè)節(jié)點(diǎn)編號(hào)不能重復(fù)和遺漏，但可以不連續(xù)[11]。 4.在圖上標(biāo)注各個(gè)分支的風(fēng)阻，自然風(fēng)壓和固定風(fēng)量的數(shù)據(jù)，標(biāo)明風(fēng)流方

23、向。 5.3.2 風(fēng)網(wǎng)圖的繪制 風(fēng)網(wǎng)圖是點(diǎn)與線的組合圖，僅表示風(fēng)網(wǎng)中各分支的風(fēng)流方向的聯(lián)結(jié)形式，用不按比例表示空間關(guān)系的單線條繪制[12]。繪制風(fēng)網(wǎng)圖的方法如下： 1.以開(kāi)拓開(kāi)采工程平面圖或通風(fēng)系統(tǒng)圖為依據(jù)，沿風(fēng)流方向在各個(gè)分支節(jié)點(diǎn)處順序編號(hào)； 2.按照風(fēng)流方向，一般由下而上或由左而右按節(jié)點(diǎn)的編號(hào)順序和井巷的聯(lián)結(jié)形式繪出單線條的連接關(guān)系圖； 3.按風(fēng)流系統(tǒng)先繪制主干線后繪支線盡量減少風(fēng)路的交叉； 4.在不影響解算要求的情況下可以適當(dāng)簡(jiǎn)化； 5.對(duì)通地表的進(jìn)、回風(fēng)井口，只要標(biāo)高一樣均可編為同一號(hào)碼，視為一個(gè)通大氣的節(jié)點(diǎn)； 6.完成風(fēng)網(wǎng)圖的雛形后，可以按具體情況適當(dāng)簡(jiǎn)化美化，盡量

24、繪成光滑弧狀的對(duì)稱形； 7.主要的漏風(fēng)通路應(yīng)以虛線標(biāo)記，畫在風(fēng)網(wǎng)圖中； 8.風(fēng)網(wǎng)圖應(yīng)該以回采工作面的位置作為圖的中心，各采面排布在一條直線上； 9.繪制風(fēng)網(wǎng)圖過(guò)程中不可隨意改變節(jié)點(diǎn)編號(hào)，以利于與原圖相對(duì)照； 10.最后在風(fēng)網(wǎng)圖上表明風(fēng)流方向及有關(guān)參數(shù)、通風(fēng)設(shè)備和設(shè)施以及工作面的位置。 5.3.3 摩擦阻力的計(jì)算 1.容易通風(fēng)阻力 一采區(qū)風(fēng)井容易風(fēng)井最大阻力路線由進(jìn)到出：1—2—3—4—5—8—9—10—11—13—15—1，通風(fēng)摩擦阻力為： H1=h1-2+h2-3+h3-4+h4-5+h5-8+h8-9+h9-10++h10-11+h11-13+h13-15+h15-1

25、=373.18+159.21+97.67+71.63+58.10+213.19+19.08+216.46+9.63+6.65+41.53=1266.33Pa 二采區(qū)風(fēng)井容易風(fēng)井最大阻力路線由進(jìn)到出：1—2—3—16—17—20—21—22—23—25—27—1，通風(fēng)摩擦阻力為： H2=h1-2+h2-3+h3-16+h16-17+h17-20+h20-21+h21-22++h22-23+h23-25+h25-27+h27-1 =373.18+159.21+68.04+66.13+49.05+213.19+19.08+213.19+9.63+6.65+17.01=1194.36Pa 2.

26、困難通風(fēng)阻力 一采區(qū)風(fēng)井困難風(fēng)井最大阻力路線由進(jìn)到出：1—2—3—4—5—6—7—8—9—10—12—13—15—1，通風(fēng)摩擦阻力為： H3=h1-2+h2-3+h3-4+h4-5+h5-6+h6-7+h7-8++h8-9+h9-10+h10-12+h12-13+h13-15+ h15-1 =355.82+161.51+107.75+26.63+12.96+240.03+19.08+240.03++20.14+68.85+15.58+45.81=1314.19Pa 二采區(qū)風(fēng)井困難風(fēng)井最大阻力路線由進(jìn)到出：1—2—3—16—17—19—20—21—22—24—25—27—1，通風(fēng)摩擦阻力

27、為： H4=h1-2+h2-3+h3-16+h16-17+h17-19+h19-20+h20-21+h21-22+h22-24+h24-25+h25-27+h27-1 =355.82+161.51+75.07+26.63+11.74+320.33+19.08+313.56+5.16+70.86+16.05+18.77=1394.58Pa 20 表5-12 容易時(shí)期風(fēng)量分配及摩擦阻力表 起 點(diǎn) 終 點(diǎn) 井巷 名稱 支護(hù) 形式 α*104(N?s2/m4) L (m) U (m) S (m2) Q (m3/s) h摩 (Pa) V

28、 (m/s) 1 2 主井 混凝土 0.049 500 20.42 33.2 54 39.8653 1.626506 1 2 副井 混凝土 0.049 500 145.3 41 85 373.1797 2.073171 2 3 井底車場(chǎng) 錨噴 0.009 220 15.8 15.6 139 159.2128 8.910256 3 4 運(yùn)輸大巷 錨噴 0.005 910 14.7 14.9 69.5 97.66513 4.66443 3 16 運(yùn)輸大巷 錨噴 0.005 634 14.7 14

29、.9 69.5 68.04362 4.66443 4 5 軌道上山 錨噴 0.0081 482 12.5 10.8 43 71.63211 3.981481 4 6 回風(fēng)上山 錨噴 0.0067 482 12.6 11 11.5 4.043058 1.045455 4 12 運(yùn)輸上山 錨噴 0.0085 1000 14.7 14.9 15 8.498846 1.006711 5 6 采區(qū)變電所 錨噴 0.007 38 9.43 5.9 2 0.048854 0.338983 5 8 軌道上山

30、錨噴 0.0081 430 12.5 10.8 41 58.09783 3.796296 6 7 回風(fēng)上山 錨噴 0.0067 430 12.6 11 13.5 4.970537 1.227273 7 12 回風(fēng)上山 錨噴 0.0067 83 12.6 11 18.5 1.801726 1.681818 8 7 掘進(jìn)工作面 金屬網(wǎng) 0.0094 260 10.2 6.5 5 2.269349 0.769231 8 9 區(qū)段運(yùn)輸巷 金屬網(wǎng) 0.0094 977 10.2 6.5 25 213.18

31、79 3.846154 8 14 軌道上山 錨噴 0.0081 156 12.5 10.8 11 1.517168 1.018519 9 10 采煤工作面 液壓支架 0.032 115 16.2 12.5 25 19.07712 2 10 11 區(qū)段回風(fēng)巷 金屬網(wǎng) 0.0094 992 10.2 6.5 25 216.461 3.846154 11 13 采區(qū)回風(fēng)石門 錨噴 0.007 72 10 6.89 25 9.63059 3.628447 12 13 回風(fēng)上山 錨噴 0.0067 38

32、 12.6 11 33.5 2.704833 3.045455 13 15 回風(fēng)上山 錨噴 0.0067 26 12.6 11 63.5 6.649486 5.772727 14 13 掘進(jìn)工作面 錨桿金屬網(wǎng) 0.0094 251 10.2 6.5 5 2.190795 0.769231 14 15 絞車房 錨噴 0.007 34 8.86 8.43 6 0.126716 0.711744 15 1 回風(fēng)井 錨噴 0.007 166 14.8 12.6 69.5 41.52655 5.515873

33、 16 17 軌道上山 錨噴 0.0081 445 12.5 10.8 43 66.13338 3.981481 16 18 回風(fēng)上山 錨噴 0.0067 445 12.6 11 11.5 3.732699 1.045455 16 24 運(yùn)輸上山 錨噴 0.0085 884 14.7 14.9 15 7.51298 1.006711 17 18 采區(qū)變電所 錨噴 0.007 38 9.43 5.9 2 0.048854 0.338983 17 20 軌道上山 錨噴 0.0081 363 12.

34、5 10.8 41 49.04538 3.796296 18 19 回風(fēng)上山 錨噴 0.0067 363 12.6 11 13.5 4.196058 1.227273 19 24 回風(fēng)上山 錨噴 0.0067 82 12.6 11 18.5 1.780019 1.681818 20 19 掘進(jìn)工作面 錨桿金屬網(wǎng) 0.0094 260 10.2 6.5 5 2.269349 0.769231 20 21 區(qū)段運(yùn)輸巷 錨桿金屬網(wǎng) 0.0094 977 10.2 6.5 25 213.1879 3.846

35、154 20 26 軌道上山 錨噴 0.0081 146 12.5 10.8 11 1.419914 1.018519 21 22 采煤工作面 液壓支架 0.032 115 16.2 12.5 25 19.07712 2 22 23 區(qū)段回風(fēng)巷 錨桿金屬網(wǎng) 0.0094 977 10.2 6.5 25 213.1879 3.846154 23 25 采區(qū)回風(fēng)石門 錨噴 0.007 72 10 6.89 25 9.63059 3.628447 24 25 回風(fēng)上山 錨噴 0.0067 38 12

36、.6 11 33.5 2.704833 3.045455 25 27 回風(fēng)上山 錨噴 0.0067 26 12.6 11 63.5 6.649486 5.772727 26 25 掘進(jìn)工作面 錨桿金屬網(wǎng) 0.0094 251 10.2 6.5 5 2.190795 0.769231 26 27 絞車房 錨噴 0.007 34 8.86 8.43 6 0.126716 0.711744 27 1 回風(fēng)井 錨噴 0.007 68 14.8 12.6 69.5 17.01087 5.515873 表5-

37、13 困難時(shí)期風(fēng)量分配及摩擦阻力表 起 點(diǎn) 終 點(diǎn) 井巷 名稱 支護(hù) 形式 α*104(N?s2/m4) L (m) U (m) S (m2) Q (m3/s) h摩 (Pa) V (m/s) 1 2 主井 混凝土 0.049 500 20.42 33.2 63 54.26111 1.89759 1 2 副井 混凝土 0.049 500 145.3 41 83 355.8249 2.02439 2 3 井底車場(chǎng) 錨噴 0.009 220 15.8 15.6 140 161.5119 8

38、.974359 3 4 運(yùn)輸大巷 錨噴 0.005 910 14.7 14.9 73 107.7496 4.899329 3 16 運(yùn)輸大巷 錨噴 0.005 634 14.7 14.9 73 75.0695 4.899329 4 5 軌道上山 錨噴 0.0081 138 12.5 10.8 49 26.63146 4.537037 4 6 回風(fēng)上山 錨噴 0.0067 138 12.6 11 9 0.708976 1.818182 4 13 運(yùn)輸上山 錨噴 0.0085 1000 14.7

39、 14.9 15 8.498846 1.006711 5 6 掘進(jìn)工作面 錨桿金屬網(wǎng) 0.0094 205 10.2 6.5 5 1.789294 0.769231 5 6 掘進(jìn)工作面 錨桿金屬網(wǎng) 0.0094 205 10.2 6.5 5 1.789294 0.769231 5 7 軌道上山 錨噴 0.0081 106 12.5 10.8 39 12.95862 3.611111 6 10 回風(fēng)上山 錨噴 0.0067 217 12.6 11 19 4.968602 1.727273 7 8

40、區(qū)段運(yùn)輸巷 錨桿金屬網(wǎng) 0.0094 1100 10.2 6.5 25 240.0273 3.846154 7 11 軌道上山 錨噴 0.0081 276 12.5 10.8 14 4.347994 1.296296 8 9 采煤工作面 液壓支架 0.032 115 16.2 12.5 25 19.07712 2 9 10 區(qū)段回風(fēng)巷 錨桿金屬網(wǎng) 0.0094 1100 10.2 6.5 25 240.0273 3.846154 10 12 回風(fēng)上山 錨噴 0.0067 164 12.6 11

41、44 20.13801 4 11 12 采區(qū)變電所 錨噴 0.007 38 9.43 5.9 2 0.048854 0.338983 11 14 軌道上山 錨噴 0.0081 590 12.5 10.8 12 6.828704 1.111111 12 13 回風(fēng)上山 錨噴 0.0067 513 12.6 11 46 68.84943 4.181818 13 15 回風(fēng)上山 錨噴 0.0067 66 12.6 11 61 15.57654 5.545455 14 15 絞車房 錨噴 0.007

42、 6 8.86 8.43 6 0.022362 0.711744 14 15 聯(lián)絡(luò)巷 錨噴 0.007 34 10 6.89 6 0.261952 0.870827 15 1 回風(fēng)井 錨噴 0.007 166 14.8 12.6 73 45.81439 5.793651 16 17 軌道上山 錨噴 0.0081 138 12.5 10.8 49 26.63146 4.537037 16 18 回風(fēng)上山 錨噴 0.0067 138 12.6 11 9 0.708976 1.818182 16 2

43、5 運(yùn)輸上山 錨噴 0.0085 848 14.7 14.9 15 7.207022 1.006711 17 18 掘進(jìn)工作面 錨桿金屬網(wǎng) 0.0094 205 10.2 6.5 5 1.789294 0.769231 17 18 掘進(jìn)工作面 錨桿金屬網(wǎng) 0.0094 205 10.2 6.5 5 1.789294 0.769231 17 19 軌道上山 錨噴 0.0081 96 12.5 10.8 39 11.73611 3.611111 18 22 回風(fēng)上山 錨噴 0.0067 225 12.

44、6 11 19 5.151776 1.727273 19 20 區(qū)段運(yùn)輸巷 錨桿金屬網(wǎng) 0.0094 1468 10.2 6.5 25 320.3274 3.846154 19 23 軌道上山 錨噴 0.0081 155 12.5 10.8 14 2.441808 1.296296 20 21 采煤工作面 液壓支架 0.032 115 16.2 12.5 25 19.07712 2 21 22 區(qū)段回風(fēng)巷 錨桿金屬網(wǎng) 0.0094 1437 10.2 6.5 25 313.5629 3.846154

45、 22 24 回風(fēng)上山 錨噴 0.0067 42 12.6 11 44 5.157295 4 23 24 采區(qū)變電所 錨噴 0.007 38 9.43 5.9 2 0.048854 0.338983 23 26 軌道上山 錨噴 0.0081 590 12.5 10.8 12 6.828704 1.111111 24 25 回風(fēng)上山 錨噴 0.0067 528 12.6 11 46 70.86257 4.181818 25 27 回風(fēng)上山 錨噴 0.0067 68 12.6 11 61 1

46、6.04855 5.545455 26 27 絞車房 錨噴 0.007 6 8.86 8.43 6 0.022362 0.711744 26 27 聯(lián)絡(luò)巷 錨噴 0.007 34 10 6.89 6 0.261952 0.870827 27 1 回風(fēng)井 錨噴 0.007 68 14.8 12.6 73 18.76734 5.793651 表6 巷道風(fēng)速校驗(yàn)表 巷道名稱 斷面m2 容易時(shí)期 困難時(shí)期 適宜風(fēng)速m/s 允許風(fēng)速m/s 備注 風(fēng)量m3/s 風(fēng)速m/s 風(fēng)量m3/s 風(fēng)速m/s 最小 最大

47、 副井 12.5 48.8 3.944 48.8 3.944 — 8 井底車場(chǎng) 12.5 48.8 3.944 48.8 3.944 運(yùn)輸大巷 12.5 48.8 3.944 48.8 3.944 4.5~5.0 0.25 6 運(yùn)輸上山4－5 10.2 27.19 3.422 30.43 3.745 0.25 6 運(yùn)輸上山5－6 10.2 18.665 2.333 18.665 2.333 0.25 6 運(yùn)輸平巷6－7 9.51 17.05 2.330 17.05

48、 2.330 3.0~3.5 0.25 6 工作面 11.36(易) 10.0(難) 17.05 2.216 17.05 2.216 0.25 4 回風(fēng)平巷 9.51 17.05 2.330 17.05 2.330 4.5~5.5 |— 8 回風(fēng)大巷 10.2 48.8 4.833 48.8 4.833 5.5~6.5 — 8 專用回風(fēng)下山9～13 10.2 32.04 3.030 4.5~5.5 0.25 6 專用回風(fēng)下山13～14 10.2 45.138 4.573

49、4.5~5.5 0.25 6 專用回風(fēng)上山14-15 10.2 48.8 4.833 4.5~5.5 0.25 6 風(fēng)井 11.6 48.8 4.25 48.8 4.25 — 15 《規(guī)程》規(guī)定的風(fēng)速限定值見(jiàn)表7所示。 表7 風(fēng)速限定值 井巷名稱 最低允許風(fēng)速(m/s) 最高允許風(fēng)速(m/s) 無(wú)提升設(shè)備的風(fēng)井和風(fēng)硐 — 15 專為升降物料的井筒 — 12 風(fēng)橋 — 10 升降人員和物料的井筒 — 8 主要進(jìn)、回風(fēng)巷道 — 8 架線電機(jī)車巷道 1.0 8 運(yùn)輸機(jī)巷道、采區(qū)進(jìn)、回風(fēng)巷

50、道 0.25 6 采煤工作面，掘進(jìn)中的煤巷和半煤巖巷 0.25 4 掘進(jìn)中的巖巷 0.15 4 其它通風(fēng)行人巷道 0.15 — 注1：設(shè)有梯子間的井筒或修理中的井筒，風(fēng)速不得超過(guò)8m/s，梯子間四周經(jīng)封閉后，井筒中的最高允許風(fēng)速可按表中有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。 注2：無(wú)瓦斯涌出量的架線電機(jī)車巷道中的最低風(fēng)速可低于1.0m/s，但不得低于0.5m/s。 注3：綜合機(jī)械化采煤工作面，在采取煤層注水和采煤機(jī)噴霧降塵等措施后，其最大風(fēng)速可高于4m/s的規(guī)定值，但不得超過(guò)5m/s。 注4：專用排瓦斯巷道的風(fēng)速不得低于0.5m/s，抽放瓦斯巷道的風(fēng)速不應(yīng)低于0.5m/s。 (

51、1) 風(fēng)量分配 容易時(shí)期 副井: 48.8 井底車場(chǎng): 48.8 運(yùn)輸大巷: 48.8 運(yùn)輸上山4－5: 48.8-5-1.624-10.13=27.19 運(yùn)輸上山5－6：27.19-8.525=18.665 運(yùn)輸平巷6－7：18.665-1.62=17.05 工作面： 17.05 回風(fēng)平巷： 17.05 回風(fēng)大巷 48.8 風(fēng)井 48.8 困難時(shí)期 副井 48.8 井底車場(chǎng) 48.8 運(yùn)輸大巷 48.8 運(yùn)輸上山4

52、～5 48.8-5-1.622-10.13=30.43 運(yùn)輸上山5～6 30.43-1.622-8.525=18.665 運(yùn)輸平巷6～7 18.665-1.62=17.05 工作面7～8 17.05 回風(fēng)平巷8～9 17.05 專用回風(fēng)下山9～13 17.05+1.624+10.13=33.66 專用回風(fēng)下山13～14 33.66+8.525+1.333+1.62=45.138 專用回風(fēng)上山14-15 48.8 回風(fēng)大巷15-10 48.8 風(fēng)井10-11 48.8 一、礦井基本概況二、擬定礦井

53、通風(fēng)系統(tǒng)三、礦井總風(fēng)量計(jì)算與分配四、礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算五、選擇礦井通風(fēng)設(shè)備六、通風(fēng)耗電費(fèi)用概算 1.礦井概述 1.1井田開(kāi)采范圍 井田位于某省某城市境內(nèi)，南北長(zhǎng)4.8km,東西平均寬12.4km,面積約為60km2。 1.2煤層賦存地質(zhì)條件 本井田屬華北上古生界聚煤區(qū)，為新生界沉積物所掩蓋。礦區(qū)水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，無(wú)突水危險(xiǎn)。地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，礦區(qū)內(nèi)無(wú)斷層、褶皺等特殊地質(zhì)構(gòu)造 1.3煤層埋藏概述 本井田共含煤35層，平均總厚8.77m，含煤系數(shù)為5.8%，埋深在-50至-350m之間?？刹擅簩訛?號(hào)、5號(hào)煤層，平均厚度為9.0米，3號(hào)煤埋深為-150m左右，5號(hào)煤層埋深在-2

54、50m附近，為近水平單斜構(gòu)造，傾角以3~8為主，平均6，傾向南或南西。 1.4頂?shù)装鍘r性 兩層煤均屬較穩(wěn)定的主采煤層。煤層頂板巖性大部分為砂巖，粉砂巖和泥巖則為零星分布，底板巖性主要為粉砂巖，次為泥巖或砂泥巖互層。 1.5瓦斯、煤塵及自燃 礦井屬低瓦斯礦井，總絕對(duì)瓦斯涌出量為8.0 （其中每個(gè)采煤工作面絕對(duì)瓦斯涌出量為2 每個(gè)掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量為1.0 ），相對(duì)瓦斯涌出量為4.67 煤塵均無(wú)爆炸危險(xiǎn)； 煤層自燃傾向性為不易自燃。 1.6生產(chǎn)能力和服務(wù)年限 根據(jù)《煤炭安全規(guī)程》及其他相關(guān)規(guī)定和礦井實(shí)際情況，確定年產(chǎn)量為90萬(wàn)噸，服務(wù)年限為50年。 1

55、.7井田再劃分，掘進(jìn)采煤工作面數(shù)目及其他 根據(jù)《煤炭安全規(guī)程》及其他相關(guān)規(guī)定和礦井實(shí)際情況，將井田沿東西走向近似平均的劃分為四個(gè)采區(qū)，采用立井多水平開(kāi)拓方式，設(shè)兩個(gè)采煤工作面，兩個(gè)準(zhǔn)備工作面，四個(gè)掘進(jìn)工作面。采煤工作面位置處于-150m水平附近，準(zhǔn)備工作面與采煤工作面在同一水平，掘進(jìn)工作面位置處于-250m水平附近。 2.礦井通風(fēng)系統(tǒng) 2.1通風(fēng)機(jī)采用抽出式工作方式 由于抽出式通風(fēng)風(fēng)量比壓入式大，抽出式主要通風(fēng)機(jī)安裝在回風(fēng)井口，在抽出式主要通風(fēng)機(jī)的作用下，整個(gè)礦井通風(fēng)系統(tǒng)處在低于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ呢?fù)壓狀態(tài)。當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，井下風(fēng)流的壓力提高，比較安全。并且抽出式通風(fēng)應(yīng)用無(wú)需在主要進(jìn)風(fēng)道安設(shè)控制風(fēng)流的通風(fēng)構(gòu)筑物，便于運(yùn)輸，行人和通風(fēng)管理工作，采場(chǎng)炮煙也易于排出。 2.2采用兩翼對(duì)角式通風(fēng)系統(tǒng) 兩翼對(duì)角式通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)在于風(fēng)流在井下的流動(dòng)線路是直向式，風(fēng)流線路短，阻力小。內(nèi)部漏風(fēng)少中。安全出口多，抗災(zāi)能力強(qiáng)。便于風(fēng)量調(diào)節(jié)，礦井風(fēng)壓比較穩(wěn)定。工業(yè)廣場(chǎng)不受回風(fēng)污染和通風(fēng)機(jī)噪聲的危害。而且本礦井屬于煤層走向較長(zhǎng)，產(chǎn)量較大的低瓦斯礦井，因此采用兩翼對(duì)角式通風(fēng)方式。 2.3通風(fēng)系統(tǒng)圖和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖見(jiàn)附件。