1、矿井通风学课程设计- I -摘 要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。培养我们实践动手能力及独立分析和解决工程实际的能力。培养我们创新意识、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，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，
2、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。目 录摘 要 .I1 矿井基本概述 .12 拟定矿井通风系统 .32.1 采区工作面通风系统 .32.2 备用工作面通风系统 .32.3 火药库通风系统 .32.4 掘进工作面通风系统 .32.5 矿井通风系统示意图 .4图 2-1 矿井通风系统示意图 .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 .53.2.1 按进下同时工作的最多人数计算 .53.2.2 按采煤、掘进、硐室等处实际需风量计算 .53.2.3 硐室需风量 .93.2.4 其它巷道需风量计算 .103.3 矿井总风量计算；
3、 .103.4 矿进总风量的分配 .103.4.1 分配原则 .103.4.2 分配的方法 .104 矿井通风总阻力计算 .114.1 矿井通风总阻力的计算原则 .114.2 矿井通风总阻力的计算方法 .114.2.1 矿井通风总阻力计算 .114.3 矿井等积孔计算 .144.4 绘制矿井通风网络图 .155 选择矿井通风设备 .175.1 选择矿井通风设备的基本要求 .175.2 主要通风机的选择 .175.2.1 计算通风机的风量 .175.2.2 计算通风机的风压 H 通全 .175.2.3 选择通风机 .185.3 选择电动机 .195.3.1 计算通风机输入功率。 .195.3.2
4、 选择电动机 .195.4 主要通风机电动机选择或校验 .206 通风耗电费用概算 .21致 谢 .23参考文献 .24矿井通风学课程设计- 1 -1 矿井基本概述（1）煤层地质概况 单一煤层，倾角 20，煤层厚 4m，相对瓦斯涌出量为 12m3/t,煤尘有爆炸危险。（2）井田范围 设计第一水平深度 200m，走向长度 7200m，双翼开采，每翼长3600m。（3）矿井生产任务 设计年产量为 0.8Mt，矿井第一水平服务年限为 25a。 （4）矿井开拓与开采 用竖井主要石门开拓，在底板开围岩平巷，其开拓系统如图 1-1 所示。拟采用两翼对角式通风，在 7、8 两采区中央上部边界开回风井。采区巷
5、道布置见图 1-2。全矿井有 2 个采区同时生产，分上、下分层开采，共有 4 个采煤工作面，1 个备用工作面。为准备采煤有 4 条煤巷掘进，采用 4 台局部通风机通风，不与采煤工作面串联。 井下同时工作的最多人数为 300 人。回采工作面最多人数为 40 人，温度 t=22，瓦斯绝对涌出量为 3.0m3/min，放炮破煤，一次爆破最大炸药量为 2.0kg。有 1 个大型火药库，独立回风。（5）开拓系统图、采区布置图、巷道布置图、以及井巷尺寸。1-1 上山采区划分示意图巷道布置示意图 1-2表 1-1 巷道名称及支护形式区 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
6、 混凝土碹 直径 D=5 320 双罐笼提升设用梯子间2-3 车场绕道 半圆拱 料石碹 9.7 503-4 车场绕道 半圆拱 料石碹 9.7 704-5 主石门 半圆拱 料石碹 11.0 805-6 煤层运输大巷 半圆拱 料石碹 11.0 5676-7 煤层运输大巷 半圆拱 料石碹 11.0 1357-8 采区下部车场 半圆拱 锚喷 7.8 858-9 采区轨道上山 梯形 工字钢 6.3 5009-10 采区轨道上山 梯形 工字钢 6.3 26910-11 下区段回风平巷 梯形 工字钢 5.5 3011-12 联络巷 梯形 木支护 5.1 1012-13 区段运输平巷 梯形 工字钢 5.5 6
7、7513-14 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 5.5 675 胶带输送机（落地）15-16 绕道 梯形 木支护 5.1 5016-17 区段回风平巷 梯形 工字钢 5.5 3017-18 运输上山 半圆梯形 料石碹工字钢 7.3 6.3 1518-19 运输上山 半圆梯形 料石/工字钢 7.3 6.3 1519-20 矿井总回风巷 半圆拱 料石碹 7.8 280020-21 风井 圆形 料石碹 D=4 929-11运输上山 梯形 工字钢 6.3 119 设用梯子间11-12运输上山 梯形 工字钢 6.
8、3 10 落地胶带输送机12-25运输上山 梯形 工字钢 6.3 280 落地胶带输送机矿井通风学课程设计- 3 -5-6 煤层运输大巷 半圆拱 料石碹 110 702 落地胶带输送机2 拟定矿井通风系统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。2.1 采区工作面通风系统新鲜风流从地面经副井（12）进入井下，经井底车场(2)、主要运输石门(23 、34)、主要运输大巷（45） 、采区下部车场（ 5） 、运输上山（56、67） 、区
9、段运输顺槽（ 78） 、上层采煤工作面（1011 ） 。清洗工作面后，污风经区段回风平巷（1314） 、回风石门（1415） 、主要回风巷道（1516）回风井（ 1617）排入大气。2.2 备用工作面通风系统新鲜风流从地面经副井（12）进入井下，经井底车场(2)、主要运输石门(23 、34)、主要运输大巷（45） 、采区下部车场（ 5） 、运输上山（56、67） 、区段运输顺槽（ 78） 、上层采煤工作面（1011 ） 。清洗工作面后，污风经区段回风平巷（1314） 、回风石门（1415） 、主要回风巷道（1516）回风井（ 1617）排入大气。2.3 火药库通风系统新鲜风流从地面经副井（12
10、）进入井下，经井底车场(2)、主要运输石门(23) 、火药库、轨道上山、回风石门（ 1415） 、主要回风巷道（1516 ）回风井（1617 ）排入大气。2.4 掘进工作面通风系统新鲜风流从地面经副井（12）进入井下，经井底车场(2)、主要运输石门(23 、34)、主要运输大巷（45） 、采区下部车场（ 5） 、运输上山（56） 、掘进工作面。清洗工作面后，污风流入轨道上山、回风石门（1415） 、主要回风巷道（1516 ）回风井（1617 ）排入大气。矿井通风学课程设计- 5 -2.5 矿井通风系统示意图图 2-1 矿井通风系统示意图3 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
11、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 4 m3。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。3.2.1 按进下同时工作的最多人数计算Q 矿 =4NK=43001.15=1380m3/min式中 Q 矿 矿井总需风量，m 3/minN井下同时工作的最多人数，人；K矿井通风系数，包括矿井内部漏风和分配不
12、均等因素。采用压入式和中央并列式通风时，可取 1.201.25;采用对角式或区域式通风时，可取 1.101.15。上述备用系数在矿井产量 T0.90Mt/a 时取大值。3.2.2 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：Q 采 =100Q 瓦 K 瓦=1003.01.5矿井通风学课程设计- 7 -=450m3/min式中 Q 采 采煤工作需要风量，m 3/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
13、数，即该工作面炮采工作面可取 1.42.0;水采工作面可取 2.03.0。生产矿井可根据各个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）1515181820202323260.30.50.50.80.81.01.01.51.51.8（3）采煤工作面的需风量按下式计算：Q 采 =60v 采 S 采 K 采 ，m 3/min=601.261=432
14、 m3/min式中 v 采 采煤工作面适宜风速，m 3/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505080801201201501501801800.80.91.01.11.21.301.40（4）按一次放炮最多炸药量计算：Q 采 =25A 采 ，m 3/min=252.3=57.5m3/min式中 25每使用 1kg 炸药的供风量，m 3/minA 采 采煤工作面一次爆破使用的最大炸药量， kg按采煤工作面工时工作最多人数计算：Q 采 =4n 采 ，m 3/min=440=160 m3/min式中 4每人每分钟供给的最低风量，m 3/minn 采 采煤工作面同时工作的最多人数，人。（6）按工作面风速验算：按最低风速验算各个采煤工作面的最小风量：Q 采 600.25S 采 ，m 3/min600.25690 m 3/min按最高风速验算各个采煤工作面的最大风量：Q 采 604S 采 ，m 3/min60461440 m 3/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）按瓦斯涌出量计算：Q 掘 =100Q 瓦 K 瓦
