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：040213200253

指导老师：郭金明

前言

《矿井通风》设计是学完《矿井通风》课程后进行，是学生理论联系实际的重要实践教学环节，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、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和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，要求我们在规定的时间独立完成计算，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》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，难免有疏漏和错误之处，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

15~16 主要回风道三心拱，混凝土碹，壁面抹浆2700 7.5 16~17 回风井混凝土碹（不平滑），风井直径D=4m 70

向采用后退式。

（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。

（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。

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

式中Q

——矿井总需风量，m3/min

矿

N——井下同时工作的最多人数，人；

4——矿井通风系数，包括矿井部漏风和分配不均等因素。采用压入式和中央并列式通风时，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

3、按炸药使用量计算：

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

式中4——每人每分钟供给的最低风量，m3/min

n采——采煤工作面同时工作的最多人数，人。

5、按风速验算：

按最低风速验算各个采煤工作面的最小风量：

Q采≧60×0.25S采，m3/min

=60×0.25×6

=90 m3/min

按最高风速验算各个采煤工作面的最大风量：