矿井通风课程

矿井通风课程设计说明书设计题目:助学院校:自考助学专业:姓名:自考助学学号:成绩:指导教师签名:河南理工大学成人高等教育2O年月日河南理工大学自考助学采矿工程专业矿井通风课程设计1前言《矿井通风》设计是学完《矿井通风》课程后进行，是学生理论联系实际的重要实践教学环节，是对学生进行的一次综合性专业设计训练。通过课程设计使学生获得以下几个方面能力，为毕业设计打下基础。1．进一步巩固和加深我们所学矿井通风理论知识，培养我们设计计算、工程绘图、计算机应用、文献查阅、运用标准与规范、报告撰写等基本技能。2．培养学生实践动手能力及独立分析和解决工程实际的能力。3．培养学生创新意识、严肃认真的治学态度和理论联系实际的工作作风。依照老师精心设计的题目，按照大纲的要求进行，要求我们在规定的时间内独立完成计算，绘图及编写说明书等全部工作。设计中要求严格遵守和认真贯彻《煤炭工业设计政策》、《煤矿安全规程》、《煤矿工业矿井设计规范》以及国家制定的其它有关煤炭工业的方针政策，设计力争做到分析论证清楚，论据确凿，并积极采用切实可行的先进技术，力争使自己的设计达到较高水平，但由于本人水平有限，难免有疏漏和错误之处，敬请老师指正。河南理工大学自考助学采矿工程专业矿井通风课程设计2目录1、矿井基本概况............................................................12、矿井通风系统选择....................................................43、矿井总风量计算与分配............................................53.1矿井需风量计算原则...........................................53.2矿井需风量的计算方法.......................................53.3矿进总风量的分配..............................................94、矿井通风总阻力计算................................................94.1矿井通风总阻力的计算原则...............................94.2矿井通风总阻力的计算方法.............................105、选择矿井通风设备..................................................145.1选择矿井通风设备的基本要求.........................145.2主要通风机的选择............................................146、课程设计的收获和建议..........................................16河南理工大学自考助学采矿工程专业矿井通风课程设计11、矿井基本概况煤层地质概况：单一煤层，倾角15°-18°，相对瓦斯涌出量为8m3/t,煤尘有爆炸危险。井田范围走向长度8400m。矿井生产任务年产量为0.9Mt，矿井服务年限为46a。矿井开拓方式及采区划分矿井采用立井单水平上下山分区式开拓。全矿井共划分12个采区，上山部分6个，下山部分6个。上山部分服务年限25a，下山部分服务年限21a。矿井开拓系统是主、副井布置在井田的中央，通过主要石门与东西向的运输大巷相连通。总回风巷布置在井田的上部边界，回风井分别布置在上山采区No.5、No.6上部边界中央，形成两翼对角式通风系统。开拓系统图、采区布置图、巷道布置图、以及井巷尺寸等情况如下。1-1上山采区划分示意图河南理工大学自考助学采矿工程专业矿井通风课程设计2巷道布置示意图1-3区段丼巷名称断面形状支护形式断面积长度m备注1-2副井圆形混凝土碹直径D=5320双罐笼提升设用梯子间2-3车场绕道半圆拱料石碹9.7503-4车场绕道半圆拱料石碹9.7704-5主石门半圆拱料石碹11.0805-6煤层运输大巷半圆拱料石碹11.05676-7煤层运输大巷半圆拱料石碹11.01357-8采区下部车场半圆拱锚喷7.8858-9采区轨道上山梯形工字钢6.3500河南理工大学自考助学采矿工程专业矿井通风课程设计39-10采区轨道上山梯形工字钢6.326910-11下区段回风平巷梯形工字钢5.53011-12联络巷梯形木支护5.11012-13区段运输平巷梯形工字钢5.567513-14采煤工作面矩形单体柱铰接梁采高2.2最大控顶距4.2最小控顶距3.213514-15区段回风平巷工字钢5.5675胶带输送机（落地）15-16绕道梯形木支护5.15016-17区段回风平巷梯形工字钢5.53017-18运输上山半圆梯形料石碹工字钢7.36.31518-19运输上山半圆梯形料石工字钢7.36.31519-20矿井总回风巷半圆拱料石碹7.8280020-21风井圆形料石碹D=4929’-11’运输上山梯形工字钢6.3119设用梯子间11’-12’运输上山梯形工字钢6.310落地胶带输送机12’-25’运输上山梯形工字钢6.3280落地胶带输送机5-6’煤层运输大巷半圆拱料石碹11．0702落地胶带输送机河南理工大学自考助学采矿工程专业矿井通风课程设计42、矿井通风系统选择矿井开拓采用立井开拓方式，矿井通风采用两翼对角式通风方式。矿井主要进风井为位于井田中央的副井，总回风巷布置在井田的上部边界，回风井分别布置在上山采区No.5、No.6上部边界中央，形成两翼对角式通风系统。（1）采区工作面通风系统：新鲜风流从地面经副井（1~2）进入井下，经井底车场(2)、主要运输石门(2~3、3~4)、主要运输大巷（4~5）、采区下部车场（5）、运输上山（5~6、6~7）、区段运输顺槽（7~8）、上层采煤工作面（10~11）。清洗工作面后，污风经区段回风平巷（13~14）、回风石门（14~15）、主要回风巷道（15~16）回风井（16~17）排入大气。（2）备用工作面通风系统：新鲜风流从地面经副井（1~2）进入井下，经井底车场(2)、主要运输石门(2~3、3~4)、主要运输大巷（4~5）、采区下部车场（5）、运输上山（5~6、6~7）、区段运输顺槽（7~8）、上层采煤工作面（10~11）。清洗工作面后，污风经区段回风平巷（13~14）、回风石门（14~15）、主要回风巷道（15~16）回风井（16~17）排入大气。（3）火药库通风系统：新鲜风流从地面经副井（1~2）进入井下，经井底车场(2)、主要运输石门(2~3)、火药库、轨道上山、回风石门（14~15）、主要回风巷道（15~16）回风井（16~17）排入大气。（4）掘进工作面通风系统：新鲜风流从地面经副井（1~2）进入井下，经井底车场(2)、主要运输石门(2~3、3~4)、主要运输大巷（4~5）、采区下部车场（5）、运输上山（5~6）、掘进工作面。清洗工作面后，污风流入轨道上山、回风石门（14~15）、主要回风巷道（15~16）回风井（16~17）排入大气。矿井通风系统示意图见附图1-1:河南理工大学自考助学采矿工程专业矿井通风课程设计53、矿井总风量计算与分配3.1矿井需风量计算原则矿井需风量应按照“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。（1）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4m3。（2）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。3.2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。（一）按进下同时工作的最多人数计算Q矿=4NK=4×120×1.10=528m3/min式中Q矿——矿井总需风量，m3/minN——井下同时工作的最多人数，人；4——矿井通风系数，包括矿井内部漏风和分配不均等因素。采用压入式和中央并列式通风时，可取1.20~1.25;采用对角式或区域式通风时，可取1.10~1.15。上述备用系数在矿井产量T≧0.90Mt/a时取大值。（二）按采煤、掘进、硐室等处实际需风量计算1）采煤工作面需风量计算采煤工作面的需风量应按下列因素分别计算，并取其中最大值。（1）按瓦斯（二氧化碳）涌出量计算：根据矿井总产量算出矿井每分钟产煤量为：1.71t，瓦斯绝对涌出量为：1.73×8=13.84m3/minQ采=100Q瓦K瓦=100×13.84×1.6=2214.4m3/min式中Q采——采煤工作需要风量，m3/min；Q瓦——采煤工作面瓦斯（二氧化碳）绝对涌出量，m3/min；K瓦——采煤工作面因瓦斯（二氧化碳）涌出量不均匀的备用风量系数，即该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。生产矿井可根据各个河南理工大学自考助学采矿工程专业矿井通风课程设计6工作面正常生产条件时，至少进行五昼夜的观测，得出五个比值，取其最大值。（2）按工作面进风流温度计算；采煤工作面应有良好的气候条件，其进风流温度可根据风流温度预测方法进行计算。其气温与风速应符合表1的要求表3-1采煤工作面空气温度与风速对应表采煤工作面进风流气温/℃采煤工作面风速/（m/s）＜1515~1818~2020~2323~260.3~0.50.5~0.80.8~1.01.0~1.51.5~1.8采煤工作面的需风量按下式计算：Q采=60v采S采K采，m3/min=60×1.0×8.14×1.2=586.08m3/min式中v采——采煤工作面适宜风速，m/sS采——采煤工作面平均有效断面积，㎡，按最大和最小控顶有效断面积的平均值计算；K采——采煤工作面长度风最系数，按表2先取表3-2采煤工作面长度风量系数表采煤工作面长度/m工作面长度风量系数﹤5050~8080~120120~150150~180﹥1800.80.91.01.11.21.30~1.40（3）按炸药使用量计算：Q采=25A采，m3/min=25×10=250m3/min式中25——每使用1kg炸药的供风量，m3/minA采——采煤工作面一次爆破使用的最大炸药量，kg（4）按工作人员数量计算：Q采=4n采，m3/min河南理工大学自考助学采矿工程专业矿井通风课程设计7=4×26=104m3/min式中4——每人每分钟供给的最低风量，m3/minn采——采煤工作面同时工作的最多人数，人。（5）按风速验算：按最低风速验算各个采煤工作面的最小风量：Q采≧60×0.25S采，m3/min=60×0.25×8.14=122.1m3/min按最高风速验算各个采煤工作面的最大风量：Q采≦60×4S采，m3/min=60×4×8.14=1953.6m3/min2）掘进工作面需风量计算煤巷、半煤岩巷和岩巷掘进工作面的需风量，应按下列因素分别计算，取其最大值。（1）按瓦斯（二氧化碳）涌出量计算：Q掘=100Q瓦K瓦=100×0.42×1.5=60m3/min（2）按炸药量使用最计算：Q掘=25A掘，m3/min=25×10=250m3/min（3）按局部通风机吸风量计算：Q掘=Q通IK通，m3/min=200×1×1.2=240m3/min式中Q通——掘进工作面局部通风机额定风量（表3），I——掘进工作面同时运转的局部通风机台数，台：K通——防止局部通风机吸循球风的风量备用系数，一般取1.2~1.3,进风巷中无瓦斯涌出时取1.2，有瓦斯涌出时取1.3。表3-3局部通风机额定风量Q通风机型号额定风量/（m3/min）河南理工大学自考助学采矿工程专业矿井通风课程设计8JBT-51（5.5KW）JBT-52(11KW)JBT-61(14KW)JBT-62(28KW)150200250300（4）按工作人员数量计算：Q掘=4n掘，m3/min=4×10=40m3/mi