矿井通风与安全课程设计

矿井通风与安全课程设计

设计人:周桐

学号:3

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前言

《矿井通风》设计就是学完《矿井通风》课程后进行,就是学生理论联系实际的重要实践教学环节,就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、进一步巩固与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与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与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与认真贯彻《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,难免有疏漏与错误之处,敬请老师指正。

(一)矿井基本概况

1、煤层地质概况单一煤层,倾角25°,煤层厚4m,相对瓦斯涌出量为13m3/t,煤尘有爆炸危险。

2、井田范围设计第一水平深度240m,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、6Mt,矿井第一水平服务年限为23a。

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,其采区划分见图1-2。采区巷道布置见图1-3。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380人。回采工作面最多人数为38人,温度t=20℃,瓦斯绝对涌出量为3、2m3/min,放炮破煤,一次爆破最大炸药量为2、4kg。有1个大型火药库,独立回风。

附表1-1 井巷尺寸及其支护情况

区段井巷名称井巷特征及支护情况

巷长

m 断面积m2

1~2 副井两个罐笼,有梯子间,风井直径D=5m 240

2~3 主要运输石门三心拱,混凝土碹,壁面抹浆120 9、5 3~4 主要运输石门三心拱,混凝土碹,壁面抹浆80 9、5 4~5 主要运输巷三心拱,混凝土碹,壁面抹浆450 7、0 5~6 运输机上山梯形水泥棚135 7、0 6~7 运输机上山梯形水泥棚135 7、0 7~8 运输机顺槽梯形木支架d=22cm,Δ=2 420 4、8 8~9 联络眼梯形木支架d=18cm,Δ=4 30 4、0 9~10 上分层顺槽梯形木支架d=22cm,Δ=2 80 4、8 10~11 采煤工作面采高2m控顶距2~4m,单体液压,机采110 6、0 11~12 上分层顺槽梯形木支架d=22cm,Δ=2 80 4、8 12~13 联络眼梯形木支架d=18cm,Δ=4 30 4、0 13~14 回风顺槽梯形木支架d=22cm,Δ=2 420 4、8 14~15 回风石门梯形水泥棚30 7、5

式。

(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、硐室与其她用风地点的实际最大需风量总与,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。

(3)按该用风地点风流中的瓦斯、二氧化碳与其她有害气体浓度、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。

(1)按进下同时工作的最多人数计算

Q矿=4NK

=4×380×1、15

=1748m3/min

——矿井总需风量,m3/min

式中Q

矿

N——井下同时工作的最多人数,人;

4——矿井通风系数,包括矿井内部漏风与分配不均等因素。采用压入式与中央并列式通风时,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。

(2)按采煤、掘进、硐室等处实际需风量计算

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

=100×3、2×1、6

=512m3/min

——采煤工作需要风量,m3/min;

式中Q

采

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

采煤工作面的需风量按下式计算:

Q采=60v采S采K采,m3/min

=60×1、0×6×1

=360 m3/min

式中v采——采煤工作面适宜风速,m/s

S采——采煤工作面平均有效断面积,㎡,按最大与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

3-2 采煤工作面长度风量系数表

表

Q采=25A采,m3/min

=25×2、4

=60 m3/min

式中25——每使用1kg炸药的供风量,m3/min

A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

=4×38=152 m3/min