矿井通风课程设计
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矿井通风课程设计
题目1
某煤矿井田范围走向长7.42km,倾斜宽0.66—1.47km,井田面积约8.53 km2。位于背斜南翼,为一般平缓的单斜构造,地层产状走向近东西向,倾向南,倾角10-25。,一般为16。左右。矿井生产能力为90万t/a。
矿井采用中央竖井,煤层分组采区上山布置的开拓方式,单翼对角式通风。矿井通风难易时期的系统示意图见后。井田设三个井筒:主井、副井、风井。地面标高+200m。全矿井划分为两个水平,第一水平标高-150m,第二水平标高-350m,回风水平标高+45~+50m。第一水平东西运输大巷布置在煤层的底板岩石中,距煤层30m,通过水平大巷开拓煤层的全部上山采区。矿井采用走向长壁开采方式。
该矿是高瓦斯矿井,瓦斯涌出量较大,为安全起见,用“品”字形布置三条上山。采用综合机械化放顶煤采煤。采煤工作面的平均断面积8.1m2,回采工作面温度一般在21°,回风巷风流中瓦斯(或二氧化碳)的平均绝对涌出矿为 5.65m3/min,三四班交接时人数最多66人;掘进工作面平均绝对瓦斯涌出量3.75m3/min,掘进工作面同时工作的最多人数18人,一次爆破炸药用量4.3kg。
矿井通风课程设计过程及指导
第一节拟定矿井通风系统
对于新建矿井,矿井通风系统一般是从中央式或对角式等各种类型中选择。由矿井开拓方式可知,矿井通风系统基本确定为单翼对角抽出式,两条竖井作进风井,一条斜井作回风井,主要通风机安装在回风井口附近,回风井不作提升用。在课程设计中要求阐述采用单翼对角抽出式通风系统的理由。由于井田走向长度不大,虽然属于高瓦斯矿井,但瓦斯问题并不严重,而且煤层无自然发火危险,因此可采用单翼对角式通风方式。单翼对角式通风方式具有风流线路短,通风阻力小,漏风少;安全出口多,抗灾能力强;便于风量调节,矿井风压比较稳定等优点。高瓦斯矿井采用抽出式通风时,主要通风机一旦因故停止运转,井下风流压力提高,有利于抑制采空区瓦斯涌出,比较安全。另外,抽出式通风矿井在主要进风巷道无须安设风门,便于运输,行人和通风管理。
第二节计算和分配矿井总风量
一、矿井总风量计算
先计算采煤工作面、掘进工作面、硐室及其他独立通风地点所需风量,汇总后考虑一定的风量备用系数得出矿井所需总风量Q即:
Q=∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其他)K
式中 K-风量备用系数,包括配风不均匀和内部漏风等因素,一般取1.2~1.25。
∑Q采-备采煤工作面(包括备用工作面)所需风量之和m3/min。本设计按以下因素分别计算:
⑴按瓦斯涌出量计算
Q采=100Q瓦K瓦=00×5.65×1.5=847.5(m3/min)100—按采煤工作面的瓦斯浓度不超过1/100计算;
Q瓦—采煤工作面回风巷风流中瓦斯的平均绝对瓦斯涌出量,m3/min;
K瓦—瓦斯涌出不均衡系数,1.5。
⑵按气温与风速的关系计算
采煤工作面空气温度与风速
Q采=60vs=60×1.1×8.1=534.6(m3/min)
V—对应于采煤工作面一定气温的适宜风速,m/s;
S—采煤工作面的平均断面面积,m²。
⑶按同时工作的最多人数计算
Q采=4N=4×66=264 (m3/min)
4—每人每分钟供给4m³的规定风量;
N人—采煤工作面同时工作的最多人数。
⑷按风速验算
Q采≥60V低S=60×0.25×8.1=121.5 (m3/min)
Q采≤60V高S=60×4×8.1=1944 (m3/min)
由以上计算可见,按瓦斯涌出计算结果最大,故取Q采=847.5 m3/min 作为综采工作面所需风量。
全矿井只有一个综采工作面生产,备用工作面所需风量是它在生产时的一半故;
∑Q采=847.5+847.5/2=1271.25 (m3/min)
∑Q掘—各掘进工作面所需风量之和,m³/min。本设计按以下因素分别计算:
⑴按瓦斯涌出量计算
Q掘=100Q瓦K瓦=100×3.75×1.6=600(m³/min)
100—瓦斯允许浓度为1%时,每稀释1m³瓦斯所需要的风量;
Q掘瓦—该掘进工作面回风流中瓦斯的绝对涌出量,m³/min;
K掘瓦—该掘进工作面瓦斯涌出不均衡系数,应从实测中求得,一般可取1.5~2.0。
⑵按同时工作的最多人数计算
4—《煤矿安全规程》规定的每人每分钟的供给风量,m³/min
N人—该掘进工作面同时工作的最多人数,人。
⑶按炸药量计算
Q掘=25A药=25×4.3=107.5 (m³/min)
25—每千克炸药爆破后需要供给的风量,m³/(人.min);
A药—该掘进工作面一次爆破使用的最大炸药量,kg。
⑷按局部通风机的实际吸入风量计算
本设计预选型号为JBT—62(28kW)系列局部通风机,参考按瓦斯涌出量计算的结果Q局通=300m³/min,I=2台,则:
Q掘=Q局通×I×C=300×2×1.2=720m³/min(取=1.2)
Q局通—该掘进工作面所用局部通风机实际吸入的风量,m³/min;可根据所用局部通风机的型号确定。
I—该掘进工作面同时运转的局部通风机台数,《煤矿安全规程》规定,严禁三台以上(含三台)的局部通风机同时向一个工作面供风的,因此I只能取1或者2。
C—掘进工作面防止局部通风机产生循环风的系数,一般可取 1.1~
1.2。
⑸按风速验算
Q掘≥60v低s=60×0.25×8.5=127.5(m³/min)
Q掘≤60v 高s=60×4×8.5=2040(m³/min)
全矿井一共有二个掘进工作面,而且装备相同,故: