《矿山通风系统设计》报告书

武汉理工大学采矿工程专业《工况通风与空调》课程设计说明书学生姓名：班级：学号：指导教师：二〇一五年十二月矿井通风设计[设计题目]湖北陈盛铁铜矿，Ⅰ号、Ⅲ号矿体已完成开采，Ⅱ号矿体−280𝑚以上矿体已开采完毕，矿山现有生产规模为20万吨/年，已有的开拓系统见附图，开拓系统图。针对深部−280𝑚以下矿体资源，设计采用盲竖井加盲斜井联合开拓方案，主要开拓巷道规格见表1。表1开拓系统掘砌工程量表按生产规模计算风量：设计生产规模为20万吨/年，中型矿井万吨风量比为1.5~2.5𝑚3/𝑠.万吨，初定取2𝑚3/𝑠.万吨，即矿井需要风量为20×2=40𝑚3/𝑠。请对该矿山深部开采通风系统进行设计，完成通风阻力计算，选择通风机型号。绘制通风系统图。[设计要求]1、因该矿开拓井筒较多，有多种通风系统设计方案，必须以认真的态度，独立完成。2、所选数据要有依据，设计符合规范，计算正确。3、绘图清楚规范，表格设计合理，采用计算机绘图。4、各项技术措施要切合实际，具有针对性。序号工程名称长度(𝑚)断面(𝑚2)周长(𝑚)巷道通风摩擦阻力系数α(𝑁∙𝑠2/𝑚4)1主井（𝛷＝3.5𝑚）220.59.6212.250.0012副井（𝛷＝3.5𝑚）217.869.6212.250.0013混合井（𝛷＝4.0𝑚）317.512.5612.650.0014−280𝑚～−380𝑚盲斜井掘进24010.2113.40.0155−280m～−380m盲竖井掘进（𝛷＝3.5𝑚）1009.6212.250.0016−280𝑚中段石门40010.2113.40.0157−330𝑚中段石门40010.2113.40.0158−380𝑚中段石门40010.2113.40.0159天井（7条，1.6𝑚×1.6𝑚）3502.566.40.001目录1拟定矿井通风系统............................................................................................11.1选择矿井通风系统的基本要求.................................................................11.2选择矿井通风方式.....................................................................................11.3选择通风机工作方法.................................................................................22矿井总风量的计算和分配................................................................................22.1矿井风量计算原则.....................................................................................22.2矿井总风量.................................................................................................32.3采矿工作面的需风量.................................................................................32.4掘进工作面的需风量.................................................................................32.5全矿风量分配.............................................................................................33计算矿井总通风阻力........................................................................................43.1矿井通风总风阻的计算原则.....................................................................43.2−330𝑚阶段通风时的通风阻力.................................................................53.3−380𝑚阶段通风时的通风阻力.................................................................53.4确定矿井通风难易时期.............................................................................83.5各时期矿井总风阻和总等积孔.................................................................84选择矿井通风设备............................................................................................84.1基本要求.....................................................................................................84.2选择主要通风机.........................................................................................94.3电动机的选择...........................................................................................105通风系统耗材及设备......................................................................................115.1通风机年通风耗电量...............................................................................115.2主要设备...................................................................................................11参考文献..............................................................................................................12武汉理工大学《工况通风与空调》课程实践设计说明书11拟定矿井通风系统1.1选择矿井通风系统的基本要求选择任何通风系统都应符合投产较快、出矿较多、安全可靠、技术经济指标合理等总原则，具体地说要适应一下要求：(1)每一矿井必须有完整的独立通风系统。(2)进风井囗应按全年风向频率，必须布置在不受粉尘、煤尘、灰尘、有害气体和高温气体侵入的地方。(3)箕斗提升井或装有胶带输送机的井筒不应兼作进风井，如果兼作回风井使用，必须采取措施，满足安全的要求。(4)多风机通风系统，在满足风量按需分配的前提下，各主要通风机的工作风压应接近。(5)每一个生产水平和每一采区，必须布置回风巷，实行分区通风。(6)井下爆破材料库必须有单独的新鲜风流，回风风流必须直接引入矿井的总回风巷或主要回风巷中。(7)井下充电室必须单独的新鲜风流通风，回风风流应引入回风巷。1.2选择矿井通风方式1.2.1通风方案初选本设计的矿山为湖北陈盛铁铜矿，Ⅰ号、Ⅲ号矿体已完成开采，Ⅱ号矿体−280𝑚以上矿体已开采完毕，矿山现有生产规模为20万吨/年，针对深部−280𝑚以下矿体资源，设计采用盲竖井加盲斜井联合开拓方案。选用中央边界式的通风系统，整体采用上向通风，其中副井用来提升人员等，而混合井仅用来提升矿石、废石及材料等资源。本设计矿山可采用如下两种通风方式：方案A：通风系统中风流的走向如下：新鲜风流由副井进入矿井，到达−180𝑚阶段，由−180𝑚~−280𝑚斜井到达−280𝑚阶段，然后由盲竖井进入各工作面（−330𝑚阶段或−380𝑚阶段）进行通风，污风由天井或−280𝑚~−380𝑚斜井回到−280𝑚阶段，然后由混合井排出地表。如图1-1所示。方案B：通风系统中风流的走向如下：新鲜风流由混合井进入矿井，到达−280𝑚阶段，然后由−280𝑚~−380𝑚斜井进入各工作面（−330𝑚阶段或−380𝑚阶段）进行通风，污风由天井或盲竖井回到−280𝑚阶段，由−180𝑚~−280𝑚斜井到达−180𝑚阶段，然后由主井排出地表。如图1-2所示。图1-1方案A通风网络图图1-2方案B通风网络图武汉理工大学《工况通风与空调》课程实践设计说明书21.2.2通风方式的技术比较(1)方案A方案A设计的通风网络需要控制风向的节点较少，网络较简单，风流串联污染的可能性较大。主扇的位置位于混合井附近，方便管理、维修等操作。(2)方案B方案B设计的通风网络需要控制风向的节点较多，网络较复杂，风流串联污染的可能性较小。主扇的位置位于主井附近，不便于管理、维修等操作。相对于方案A，在−180𝑚阶段风流行走的路线较长，加大了矿井总风阻。1.2.3通风方式的经济比较由于本设计是针对矿山扩建部分进行通风设计，因此两方案的通风井巷、井下构筑物的开挖量基本相同，无须做详细的计算比较。由于方案B矿井总风压较大，需要消耗的能源也较多，通风费用较高。1.2.4确定通风方式经过上述比较，选择方案A作为本设计的通风方式。考虑到通风效果，防止−380𝑚阶段的污风污染−330𝑚阶段，将−330𝑚阶段和−380𝑚阶段分开依次开采。1.3选择通风机工作方法现将抽出式通风和压入式通风比较如下：(1)压入式通风时，局部通风机及其附属电气设备均布置在新鲜风流中，污风不通过局部通风机，安全性好；而抽出式通风时，含瓦斯的污风通过局部通风机，若局部通风机不具备防爆性能，则是非常危险的。(2)压入式通风风筒出口风速和有效射程均较大，可防止瓦斯层状积聚，且因风速较大而提高散热效果。然而，抽出式通风有效吸程小，掘进施工中难以保证风筒吸入口到工作面的距离在有效吸程之内。与压入式通风相比，抽出式风量小,工作面排污风所需时间长、速度慢。(3)压入式通风时,掘进巷道涌出的瓦斯向远离工作面方向排走,而用抽出式通风时,巷道壁面涌出的瓦斯随风流向工作面，安全性较差。(4)抽出式通风时,新鲜风流沿巷道进向工作面，整个井巷空气清新，劳动环境好；而压入式通风时，污风沿巷道缓慢排出，当掘进巷道越长，排污风速度越慢，受污染时间越久。(5)压入式通风可用柔性风筒，其成本低、重量轻，便于运输，而抽出式通风的风筒承受负压作用，必须使用刚性或带刚性骨架的可伸缩风筒，成本高，重量大，运输不便。基于上述分析，当以排除瓦斯为主的煤巷或半煤岩巷掘进时应采用压入式通风，而当以排除粉尘为主的井筒或岩巷掘进时，宜采用抽出式通风。本设计矿山为铁铜矿，主要以排出粉尘为主，采用抽出式通风。2矿井总风量的计算和分配2.1矿井风量计算原则矿井需风量，按下列要求分别计算，并