矿井通风课程设计实例

《通风安全学》课程设计

学院：

班级：

姓名：

学号：

指导教师：

二0二0年六月二十日

《安全通风学》矿井通风设计

第一节矿井概况

一、煤层地质概况

单一煤层，煤层倾角25º煤层厚平均4m，相对瓦斯涌出量为13m3/t正常涌水量为10m3/min，煤层自燃发火期12个月，煤尘爆炸指数为18。

二、井田范围

本设计第一水平垂深240m，走向长7200m，两翼开采，每翼长3600m。

三、矿井生产任务

本矿井设计生产能力为60万t，第一水平服务年限设计为23a。

四、矿井开拓方式

本矿井开拓方式，前期采用立井单水平上山多煤层联合开采，其服务年限为23a。

五、矿井通风方式

本矿井通风方法为抽出式，通风方式为两翼对角式，即中央副井进风，两翼风井回风。

第二节矿井通风系统

一、矿井通风系统要符合下列要求。

1、每一个生产矿井，必须至少有两个能行人的通达地面的安全出口。各个出口之间的距离不得小于30m。如果采用中央式通风系统时，还要在井田境界附近设置安全出口。井下每一个水平到上水平和每个采区至少都要有两个便于行人的安全出口，并同通到地面的安全出口相连通。保证有一个井筒进新鲜空气，另一个井筒排出污浊的空气。

2、进风井口，必须布置在不受粉尘、灰土、有害和高温气体侵入的地方，距离产生烟尘、有害气体的地点不得小于500m。进风井筒冬季结冰，对工人身体健康、提升和其它设施有危害时，必须装设暖风设备，保持进风井口以下的空气温度在2℃以上。进风井与出风井的设备地点必须地层稳定且有利于防洪。总回风道不得作为主要行人道，矿井的回风流和主要通风机的噪音不得造成公害。

3、箕斗提升或装有皮带运输机的井筒不应兼作风井。如果兼作风井使用时，必须遵守下列规定：

(1)箕斗提升兼作回风井时，井上下装、卸井塔都必须有完善的封闭措施，其漏风率不超过15%，并应有可靠的降尘设施，但装有皮带运输机的井筒不得兼作回风井。

(2)箕斗提升井或装有皮带运输机的井筒兼作进风井时，箕斗提升井筒中的风速不得超过6m/s；装有皮带运输机的井筒中的风速不得超过4m/s，并都应有可靠的防尘措施，保证粉尘浓度符合工业卫生标准。皮带运输机的井筒中还应装有专用的消防管路。

4、所有矿井都必须采用机械通风，主要主要通风机(供全矿、一翼或一个分区使用)必须安装在地面。同一井口不宜选用几台主要通风机并联运转，主要通风机要有符合要求的防爆门，反风设备和专用的供电线路。

5、每一个矿井必须有完整的独立的独立通风系统，不宜把两个可以独立通风的矿井合并一个通风系统，若有两个出风井，则自采区流到各个出风井的风流需保持独立；各工作面的回风在进入采区回风道之前，各采区的回风在进入回风水平之前都不能任意贯通，下水平的回风流和上水平的进风流必须严格隔开，在条件允许时，要尽量使总进风早分开，总回风晚汇合。

6、采用多台分区主要通风机通风时，为了保持联合运转的稳定性，总进风道的断面不宜过小，尽可能减少公共风路的风阻；各分区主要通风机的回风流，中央主要通风机和每一翼主要通风机的回风流都必须严格隔开。

7、采煤工作面的掘进工作面都应采用独立通风。采煤工作面和其相连接的掘进工作面，在布置独立通风有困难时，可采用串联通风，但必须符合《煤矿安全规程》第114条的有关规定。

8、井下火药库必须有单独的进风风流，回风风流必须直接引入矿井的总回风道或主要回风道，井下充电硐室必须有单独的风流通风，回风风流可以引入采区回风道中。

9、本矿井分前期和后期设计，本设计只对前期做详细设计，后期暂不考虑。

第三节矿井风量计算与分配

一、矿井需风量的计算原则

矿井需风量应按照“由里往外”的原则，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。

二、矿井需风量的计算方法

根据现行《煤矿安全规程》规定，矿井需要的风量应按照下列求分别计算，并选取其中的最大值。

本矿井初期投产区域位于瓦斯风化带中，瓦斯涌出量相对较小，但考虑通风设备的服务年限、通风安全等诸多因素，风量计算仍采用瓦斯带的参数。

1、按井下同时工作的最多人数计算

Q=4NK （３-1）式中：Q——矿井总风量，m3/s

4——每人每分钟供风标准，m3/min·人

N——井下同时工作的最多人数，245人

K——矿井通风系数，两翼对角式取1.15

则Q=4×120×1.15=552m3/min=9.2m3/s

2、按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需风量的总和进行计算即：

Q=（ΣQ采+ΣQ掘+ΣQ硐+ΣQ其他）×K （３-2）式中：Q——矿井总风量，m3/s

ΣQ采——采煤工作面风量之和

ΣQ掘——掘进工作面风量之和

ΣQ硐——独立通风硐室需风量之和

ΣQ其他——其他用风地点需风量之和

K——矿井通风系数，两翼对角式取1.15

（1）采煤工作面实际需风量

由题目条件：相对瓦斯涌出量11m3／t，矿井生产能力为0.9Mt/a，矿井有两个采区同时生产，共3个采煤工作面，其中两个生产，一个备用。计算出工作面的瓦斯绝对涌出量。

忽略掘进工作面和备用工作面的出煤量，忽略掘进工作面和备用工作面涌出的瓦斯，每个采煤工作面的瓦斯绝对涌出量为：

Q采瓦=11×（0.9×1000000/（330×16×60））/ 2=15.625 m3／min

①瓦斯涌出量计算：

Q采风=100×Q采瓦×K （３-3）

式中：Q采——工作面实际需要的风量，m3/min

Q采——工作面的瓦斯绝对涌出量，取1m3/min

K——工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，取1.2

Q采风=100×q采瓦×K=100×15.625×1.2=1875m3/min=31.25 m3/s

②按工作面温度计算

Q采=60×V c×S c×K c，m3/min （３-4）式中：V c——采煤工作面风速，当采长壁工作面稳定在18℃时，工作面风速应在

0.8-1.0m3/s之间，取1.0m3/s

S c——采煤工作面的平均断面积，（4.2+3.2）/2×2.2=8.14㎡