矿井通风课程设计

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。井田设四个井筒：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。采区开拓采用水平石门、集中上山，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8.1 m2，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4.65m3/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1.25m3/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。

一、局部通风设计

选择合理的局部通风方法、风筒类型与直径，计算局部通风阻力、选择局部通风机及掘进通风安全技术措施、装备。

（一）设计原则及步骤

1、设计原则

根据开拓、开采巷道布置、掘进区域煤岩层的自然条件以及掘进工艺，确定合理的局部通风方法及其布置方式，选择风筒类型和直径，计算风筒出入口风量，计算风筒通风阻力，选择局部通风机。

局部通风是矿井通风系统的一个重要组成部分，其新风取自矿井主风流，其污风又排入矿井主风流。其设计原则可归纳如下：

(1)矿井和采区通风系统设计应为局部通风创造条件；

(2)局部通风系统要安全可靠、经济合理和技术先进；

(3)尽量采用技术先进的低噪、高效型局部通风机；

(4)压人式通风宜用柔性风筒，抽出式通风宜用带刚性骨架的可伸缩风筒或完全刚性的风筒。风筒材质应选择阻燃、抗静电型；

(5)当一台风机不能满足通风要求时可考虑选用两台或多台风机联合运行。

2、设计步骤

(1)确定局部通风系统，绘制掘进巷道局部通风系统布置图； (2)按通风方法和最大通风距离，选择风筒类型与直径； (3)计算风机风量和风筒出口风量；

(4)按掘进巷道通风长度变化．分阶段计算局部通风系统总阻力； (5)按计算所得局部通风机设计风量和风压，选择局部通风机； (6)按矿井灾害特点，选择配套安全技术装备。 3、掘进通风方法

掘进通风方法分为利用矿井内总风压通风和利用局部动力设备通风的方法，局部通风机通风是矿井广泛采用的掘进通风方法，它是由局部通风机和风筒（或风障）组成一体进行通风，按其工作方式可分为：

（1）压入式通风 （2）抽出式通风 （3）混合式通风

（二）掘进工作面所需风量计算及设计

根据《规程》规定：矿井必须采用局部通风措施 1、掘进工作面所需风量

煤巷、半煤岩巷和岩巷掘进工作面的风量，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

60

1004掘

掘K Q Q CH =

=100×1.25×1.8/ 60=3.75 m 3/s

式中：Q 掘——掘进工作面实际需风量，m 3/s ；

Q ch4——掘进工作面平均绝对瓦斯涌出量，m 3/s ；

K 掘——掘进工作面因瓦斯涌出量不均匀的备用风量系数。即掘进工作面最大绝

对瓦斯涌出量与平均绝对瓦斯涌出量之比。通常，机掘工作面取1.5~2.0；炮掘工作面取1.8~2.0。

2）按炸药使用量计算

掘掘A Q 25= =25×43 = 107.5/60 =1.79 m 3/s

式中：25——使用1㎏炸药的供风量，m 3/s ；

A 掘——掘进工作面一次炸破所用的最大炸药量，㎏。 3)按工作人员数量计算

掘掘N Q 4= =4×18 =72 m 3/min =1.2 m 3/s

式中：N 掘——掘进工作面同时工作的最多人数，人。 4）按风速进行验算

岩巷掘进工作面的风量应满足：掘掘掘S Q S 415.0≤≤

0.15*8.5 ≤Q 掘 ≤4*8.5 即 1.28≤ Q ≤ 34 m 3/s 煤巷、半煤岩巷掘进工作面的风量应满足：掘掘掘S Q S 425.0≤≤

0.25×8.5≤ Q ≤4×8.5 即 2.215 ≤Q ≤34 m 3/s

式中：掘S ——掘进工作面巷道过风断面积， 取8.5 m 2 经计算取风量最大值 3.75 m 3/s 2、掘进面的设计 1）巷道断面

各个掘进头的断面由于巷道的用途、位置不完全相同，则其断面也不完全相同，对于运输顺槽其巷道断面一般较大，净断面一般在8.0m 2左右，掘进断面为9.6m 2左右。对于回风顺槽断面较小，净断面一般6.6m 2左右，掘进断面一般7.8m 2左右，其他各掘进头断面有其净断面确定。

2）支护形式

在上下顺槽内，巷道支护形式多采用工字钢或锚网支护，对于上下山及大巷、回风采用锚喷支护。

（三）掘进通风设备选择

1、风筒的选择 1）风筒的种类

掘进通风使用的风筒有金属风筒和帆布、胶布、人造革等柔性风筒。柔性风筒重量轻，易于贮存和搬运，连接和悬吊也简单，胶布和人造革风筒防水性能好，且柔性风筒适于压入式通风，因此可选用直径为600㎜的胶布风筒。风筒特性如表5-4。

表5-4 风筒特性表

L 风筒全长= 390m n =390/30 =13 节 选用风筒要与局部通风机选型一并考虑，其原则是；

(1)风筒直径能保证最大通风长度时，局部通风机供风量能满足工作面通风的要求， (2)在巷道断面容许的条件下，尽可能选择直径较大的风筒，以降低风阻，减少漏风，节约通风电耗；一般来说，立井凿井时，选用600-1000mm 的铁风筒或玻璃钢风筒；通风长度在200m 以内，宜选用直径为400mm 的风筒，通风长度200-500m ，宜选用直径500mm 的